Kation (Pemisahan golongan I-III)

BAB I

PENDAHULUAN

            1.1              Latar Belakang

Analisis kualitatif yang bertujuan utama untuk mengenali komposisi atau struktur bahan kimia. Cukup banyak jenisnya, sesuai dengan jenis bahan kimia yang terdapat dalam sampel. Analisis kualitatif untuk bahan organik biasanya menjadi bagian kajian dari kimia organik sehingga tidak dimasukkan dalam bagian kimia analitik. Bahan kimia dalam sampel organik juga cukup banyak ragamnya sesuai dengan struktur dari bahan tersebut. Bahan kimia organik molekuler berbeda cara penetapannya dengan bahan kimia anorganik ionik.

Analisis kualitatif kation secara sistematis telah berkembang cukup lama. Berkat kajian yang dilakukan oleh Karl Remegius Fresenius sejak tahun 1840. Pengujian pada setiap kation memiliki reagen-reagen tertentu atau biasa dikenal dengan reagen spesifik. Kation-kation dikelompokkan dalam lima golongan yang bertujuan untuk analisis kualitatif sistematik. Kation-kation digolongkan berdasarkan sifat-sifat kation terhadap beberapa reagensia. Reagensia golongan yang biasanya digunakan untuk klasifikasi kation adalah asam klorida, hidrogen sulfida, amonium sulfida, dan amonium karbonat. Klasifikasi ini didasarkan pada kemampuan suatu kation untuk  bereaksi dengan reagensia-reagensia dengan membentuk endapan atau tidak. 

            1.2              Tujuan Percobaan

Tujuan percobaan ini adalah untuk menentukan sifat-sifat kation golongan I-III.

BAB II

TINJAUAN KEPUSTAKAAN

Golongan kation ketiga yaitu, besi (II) dan besi (III), aluminium, kromium (III) dan Kromium (IV), nikel, kobalt, mangan (II) dan mangan (VI)dan zink, mempunyai reagnesia golongan hidrogen sulfida (gas atau larutan air jenuh); dengan adanya ammonia dan ammonium klorida atau larutan ammonium sulfida. Pada reaksi golongan endapan-endapan dengan berbagai warna; besi (II) sulfide (hitam), aluminium hidroksida (putih), kromium (III) hidroksida (hijau), nikel sulfida (hitam), kobalt sulfida (hitam), Mangan (II) Sulfida (merah jambu) dan zink sulfide (putih). Logam-logam golongan ini tidak diendapkan oleh reagnesia golongan untuk golongan I dan golongan II, tetapi semuanya diendapkan dengan adanya amonium klorida, oleh hidrogen sulfida dari larutan yang telah dijadikan basa dengan larutan amonia.Logam-logam ini diendapkan sebagai sulfida. Kecuali aluminium dan kromium. Golongan kation keempat yaitu barium, strontium, dan kalsium, mempunyai reagnesia golongan, larutan ammonium karbonat, reagnesia tidak bewarna. Pada reaksi golongan kation-kation dengan golongan empat, tidak bereaksi dengan asam khlorida, hidrogen, sulfida  ataupun ammonium sulfida, tetapi ammonium karbonat membentuk endapan putih. (G. Svehla, 1985).

            Kenaikan suhu umumnya dapat memperbesar kelarutan endapan, kecuali pada beberapa endapan, seperti kalsium sulfat, berlaku sebaliknya. Perbedaan kelarutan karena suhu ini dapat digunakan sebagai dasar pemisahan kation. Misalnya, pemisahan kation golongan Hg²⁺, Mg²⁺, dan Pb²⁺ dapat dilakukan dengan mengendapkan ketiganya sebagai garam klorida, kemudian memisahkan Pb²⁺ dari Ag⁺ dan Hg²⁺ dengan memberikan air panas. Kenaikan suhu akan memperbesar kelarutan Pb, sehingga endapan tersebur larut sedangkan kedua kation lainnya tidak (Day dan Underwood, 1992).

            Kation-kation dapat dibagi kedalam 5 golongan berdasarkan hasil kali kelarutan garam tak larutnya. Prosedur umum untuk memisahkan ion-ion ini dengan menambahkan reagen pengendap pada larutan tak diketahui. Terdapat beberapa golongan yang memilliki ciri khas tertentu didalam kation, diantaranya :

      ·         Golongan I, kation golongan ini membentuk endapan dengan asam klorida encer. Ion golongan ini adalah Pb²⁺, Hg₂²⁺, dan Ag⁺.

     ·         Golongan II, kation golongan ini bereaksi dengan asam klorida, tetapi membentuk endapan dengan hidrogen sulfida dalam susana asam mineral encer. Ion golongan ini adalah Hg ²⁺, Bi³⁺ , Cu²⁺, Cd²⁺, As ³⁺, Sb ³⁺, dan Sn²⁺.

       ·         Golongan III, kation golongan ini tidak bereaksi dengan reagen-reagen golongan I dan golongan II. Namun, kation ini membentukendapan dengan ammonium sulfida dalam suasana netral/ammoniakal. Ion golongan ini adalah Co²⁺, Fe²⁺, Al ³⁺, Cr²⁺, Mn²⁺, dan Zn²⁺ (Harjadi, 1990).

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1       Alat dan bahan

            Alat yang digunakan pada percobaan ini adalah tabung reaksi, lampu spiritus, pipet tetes, dan rak tabung reaksi.

            Bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah larutan yang mengandung Pb²⁺, HCl encer, larutan KMnO₄, HNO₃, NaOH, larutan yang mengandung Hg²⁺, ammonia, larutan mengandung Ag⁺, KI, Natrium Tiosulfat, larutan mengandung Cu²⁺, Kalium Heksasianoferat (II), FeCl₂, KOH,  Fe(SO₄)₃, AgNO₃, NH₄OH, dan MnCl₂.

3.2       Cara Kerja

A.    Kation Golongan I

1.         Uji spesifik Pb²⁺

a.       Dengan asam klorida encer

Masukkan larutan yang mengandung Pb²⁺ ke dalam tabung reaksi. Tambahakan HCl encer , amati apa yang terjadi. Kemudian masukkan air panas dan amati apa yang terjadi.

b.      Dengan kalium kromat

Masukkan larutan yang mengandung Pb²⁺ ke dalam tabung reaksi, kemudian tambahkan larutan K₂CrO₄. Catat hasilnya, endapan kita bagi dua :

·         Tabung I ditambahakan HNO_3, amati.

·         Tabung II ditambahkan NaOH, amati.

2.         Uji spesifik Hg²⁺

a.       Dengan asam klorida encer

Masukkan larutan yang mengandung Hg₂²⁺ ke dalam tabung reaksi. Tambahkan HCl encer, amati yang terjadi. Kemudian masukkan NH₃ dan amati apa yang terjadi.

b.      Dengan ammonia

Masukkan larutan yang mengandung Hg₂²⁺ ke dalam tabung reaksi. Tambahkan NH₃ dan amati apa yang terjadi.

c.       Dengan  natrium hidroksida

Masukkan larutan yang mengandung Hg₂²⁺  ke dalam tabung reaksi. Tambahkan NaOH, amati apa yang terjadi (bandingkan dengan merkuri).

3.         Uji spesifik Ag⁺

a.       Dengan asam klorida encer

        Masukkan larutan yang mengandung Ag⁺  kedalam tabung reaksi. Tambahkan HCl encer, amati apa yang terjadi. Kemudian masukkan ammonia dan amati apa yang terjadi. Tambahkan HNO₃, catat hasilnya.

b.      Dengan kalium iodida

Masukkan larutan yang mengandung Ag⁺ ke dalam tabung reaksi. Tambahkan KI amati apa yang terjadi. Endapan kita bagi dua :

·         Tabung I ditambahkan ammonia, amati.

·         Tabung II ditambahkan natrium tiosulfat, amati.

B.     Kation Golongan II

1.      Uji spesifik Hg²⁺

a.       Dengan ammonia

Masukkan larutan yang mengandung Hg²⁺ ke dalam tabung reaksi. Tambahkan NH₃ dan amati apa yang terjadi.

b.      Dengan natrium hidroksida

Masukkan larutan yang mengandung Hg²⁺  ke dalam tabung reaksi. Tambahkan NaOH, amati apa yang terjadi (reaksi ini untuk membandingkan dengan merkuri ).

2.      Uji spesifik Cu²⁺

a.       Dengan kalium iodida

Masukkan larutan yang mengandung Cu²⁺ ke dalam tabung reaksi. Tambahkan KI, amati apa yang terjadi. Larutan ditambahkan natrium tiosulfat berlebih, amati.

b.      Dengan kalium heksasianoferat (II)

Masukkan larutan yang mengandung Cu²⁺ ke dalam tabung reaksi. Tambahkan heksasianoferat (II), amati apa yang terjadi. Endapan ditambahkan natrium hidroksida, amati.

C.     Kation golongan III

1.        Uji spesifik Fe²⁺

 Masukkan FeCl₂ ke dalam tabung reaksi, kemudian tetesi dengan K₃[Fe(CN)₆] sedikit demi sedikit sampai berlebih sampai terbentuk larutan biru tua. Tambahkan KOH, maka akan terbentuk endapan coklat, positif adanya Fe^2+.

2.      Uji spesifik Fe³⁺

Masukkan  Fe₂(SO₄)₃ ke dalam tabung reaksi, kemudian tetesi dengan K₄[Fe(CN)₆] sedikit demi sedikit sampai berlebih sampai terbentuk endapan putih, dan akan berwarna biru bila  teroksidasi. Positif adanya Fe^3+.

3.      Uji spesifik Mn²⁺

           Masukkan AgNO₃ ke dalam tabung reaksi, kemudian ditetesi dengan NH₄OH sedikit demi sedikit sampai berlebih. Tambahkan MnCl₂, maka akan terbentuk endapan coklat dari MnO₂ dan abu-abu dari Ag. Maka larutan positif adanya Mn²⁺

BAB IV

DATA HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

1               

2               

           4.1              Data Hasil Pengamatan

           Tabel 3.1.1 Data Hasil Pengamatan

No	Reaksi	Pengamatan
1 2	Kation Golongan I Uji Spesifik Pb2+ a)      Dengan HCl encer Pb(NO3)2 + HCl + H2Ohangat b)      Dengan K2CrO4 Pb(NO3)2 + K2CrO4 Tabung I ditambahkan HNO3 Tabung II ditambahkan NaOH Uji Spesifik Hg2+ a)      Dengan HCl encer HgCl2 + HCl + NH4OH b)      Dengan Ammonia HgCl2 + NH4OH + NH4Cl c)      Dengan NaOH HgCl2 + NaOH + NaCl Uji Spesifik Ag+ a)      Dengan HCl encer AgNO3 + HCl AgCl + HNO3 + NH4OH AgCl + HNO3 + HNO3 b)      Dengan KI AgNO3 + KI Tabung I ditambahkan NH4OH Tabung II ditambahkan Na2SO3 Kation Golongan II Uji Spesifik Hg2+ a)      Dengan NH4OH HgCl2 + NH4OH + NH4Cl b)      Dengan NaOH HgCl2 + NaOH + NaCl Uji Spesifik Cu2+ a)      Dengan KI CuSO4 + KI + Na2SO3 b)      Dengan  K3[Fe(CN)6] CuSO4 +  K3[Fe(CN)6] + NaOH	Terbentuk endapan berwarna putih Terbentuk endapan berwarna kuning Terbentuk endapan  berwarna kuning Pekat Terbentuk endapan  berwarna orange Terbentuk 2 fasa, dimana bagian atas berwarna putih dan bagian bawah berwarna bening Terbentuk endapan berwarna putih Terbentuk endapan berwarna kuning Terbentuk endapan berwarna putih Terbentuk endapan berwarna putih Terbentuk endapan berwarna putih Berwana putih kekuningan dan terbentuk endapan Terbentuk endapan berwarna keruh Tidak terbentuk endapan dan berwarna keruh Terbentuk endapan berwarna putih Terbentuk endapan berwarna kuning Terbentuk larutan berwarna    putih, kuning kecoklatan dan terbentuk endapan berwarna perak Berwarna hijau pekat
3	Kation Golongan III Uji Spesifik Fe2+ FeCl2 +  K3[Fe(CN)6] + KOH Uji Spesifik Mn2+ AgNO3 + NH4OH + MnCl2	Larutan berwarna bening  dan terbentuk endapan berwarna hitam Larutan berwarna bening, terbentuk endapan berwarna coklat dan cincin coklat.

1. 

2. 

2.1. 

4.2.            Pembahasan

Analisa kualitatif merupakan suatu analisa yang bertujuan mencari dan menyelidiki ada atau tidaknya suatu unsur dalam suatu sampel. Kation adalah ion yang bermuatan postif atau atom yang bermuatan positif jika kekurangan elektron. Suatu kation diklasifikasikan kedalam lima golongan berdasarkan sifat-sifatnya terhadap beberapa reagensia. Pembagian kation dapat dibagi kedalam 5 golongan, diantaranya:

1.    Kation golongan I disebut juga golongan asam klorida contohnya  : Pb^2+, Hg₂²⁺, Ag⁺

2.    Kation golongan II disebut juga golongan hydrogen sulfida contohnya : Pb^2+, Hg^2+, Cd^2+, Bi^3+, As^3+, Sb^3+, Sn²⁺

3.    Kation golongan III disebut juga golongan ammonium klorida contohnya : Fe^2+, Fe^3+, Al^3+, Mn^2+, Ni^2+, Zn^2+, Cr³⁺

4.    Kation golongan IV disebut juga golongan ammonium karbonat contohnya : Ba^2+, Ca^2+, Sr²⁺

5.    Kation golongan V disebut juga golongan sisa contohnya : Mg^2+, K⁺, Na⁺, NH₄⁺

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, analisis kation yang di uji diantaranya adalah kation golongan I-III. Golongan I terdiri dari beberapa uji spesifik, yaitu Pb^2+, Ag⁺, dan Hg₂²⁺. Pengujian Pb²⁺ dengan menggunakan reagen HCl akan menghasilkan banyak endapan berwarna putih, dikarenakan larutan ini sudah lewat jenuh. Namun, ketika ditambahkan dengan air panas, endapan berwarna putih tersebut lama-kelamaan akan berkurang. Pengujian dengan K₂CrO₄ akan menghasilkan endapan berwarna kuning. Endapan ini kemudian dibagi kedalam dua tabung. Dimana pada tabung satu ditambahkan HNO₃ akan menghasilkan endapan berwarna kuning pekat dan tabung dua ditambahkan NaOH didapati adanya endapan berwarna orange. Uji spesifik Hg²⁺ dengan menggunakan reagen HCl terbentuk dua lapisan, dimana bagian atas larutan berwarna putih dan bagian bawah berwarna bening. Pengujian dengan menggunakan reagen ammonia terbentuk endapan putih sedangkan pengujian dengan menggunakan  reagen NaOH terbentuk endapan kuning. Uji spesifik Ag⁺ dengan menggunakan reagen HCl terbentuk endapan putih, sedangkan menggunakan reagen KI terbentuk larutan  berwarna putih kekuningan dengan adanya endapan.

Kation golongan II menggunakan uji spesifik Cu²⁺  dan Hg^2+. Uji spesifik Hg²⁺ menggunakan reagen NaOH terbentuk endapan berwarna kuning, sedangkan dengan menggunakan reagen NH₄OH terbentuk endapan berwarna putih. Uji spesifik Cu²⁺ dengan menggunakan reagen KI terbentuk larutan putih dan endapan berwarna perak, sedangkan ketika ditambahkan reagen K₃[Fe(CN)₆] terbentuk larutan berwarna hijau pekat.

Kation golongan III menggunakan uji spesifik Fe²⁺ dan Mn^2+. Uji spesifik Fe²⁺ menghasilkan larutan berwarna bening dan terbentuk endapan hitam, sedangkan pada uji spesifik Mn²⁺ ditemukan adanya cincin coklat dan larutan berwarna putih sedangkan endapannya berwarna coklat.

Berdasarkan uraian diatas, kation golongan I-III menghasilkan warna dan endapan yang berbeda-beda setiap direaksikan dengan reagen tertentu.  Terjadi perubahan warna karena pada umumnya kation bereaksi dengan unsur golongan transisi, dimana cenderung terjadinya kekosongan orbital pada sub kulit d sehingga elektron tersebut sangat mudah untuk tereksitasi. Terbentuknya endapan dikarenakan faktor kelarutan dimana Qc > Ksp sehingga larutannya menjadi lewat jenuh, atau konsentrasi senyawa melebihi kelarutannya.

BAB V

KESIMPULAN

4.               

5.1              Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut :

1.         Kation golongan I membentuk endapan ketika direaksikan dengan HCl

2.         Kation golongan II membentuk endapan ketika direaksikan dengan ammonia dan natriun  hidroksida.

3.         Kation golongan III akan membentuk endapan ketika direaksikan dengan ammonium.

4.         Terjadinya endapan dikarenakan Qc > Ksp.

5.         Terjadinya perubahan warna karena adanya elektron yang tereksitasi pada orbital d.

DAFTAR PUSTAKA

Day, R. A. Underwood, A. I. 1992. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Kelima. Terjemahan dari Quantitative Analysis Fifth Edition, oleh Iis Sopyan. Penerbit Erlangga. Jakarta.

Svehla,G.,  (1985),  Analisis Anorganik Kualitatif Makro  dan Semimakro,  Edisi  kelima,  Bagian  I,  Kalman  Media: Jakarta

Pusaka,  Jakarta. Harjadi, W. 1990. Ilmu Kimia Analitik Dasar. Gramedia. Jakarta.