BAB
I
PENDAHULUAN
A. 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. Pada setiap kation reagen yang digunakan berbeda-beda tergantung pada
golongan masing-masing. Maka dari itu pada makalah ini kami akan membahas
tentang kation golongan II (sub golongan arsenik) yang memiliki reagen spesifik
yaitu hidrogen sulfida.
B. Rumusan
Masalah
Bagaimana
mengidentifikasi adanya kation secara kualitatif?
C. Tujuan
Percobaan
Identifikasi adanya
kation secara kualitatif dengan reaksi uji dengan reagen-reagen tertentu.
D. Manfaat
Percobaan
Manfaat dari percobaan ini ialah
dapat mengetahui adanya kation dengan secara kualitatif dengan mengetahui
reaksi uji spesifiknya.
BAB
II
PEMBAHASAN
A. Arsenik
Arsenik,
As (Ar : 74,92). Arsenik adalah zat padat yang berwarna abu-abu seperti baja,
getas dan memiliki kilp logam. Jika dipanaskan, arsenik bersublimasi dan timbul
bau seperti bawang putih yang khas; ketika dipanaskan dalam aliran udara yang
bebas, arsenik terbakar dengan nyala biru, menghasilkan asap putih arsenik
(III) oksida, As4O6. Semua senyawa arsenik beracun. Unsur
ini tak larut dalam asam klorida, dan asam sulfat encer, menghasilkan ion
arsenit, dan dalam asam nitrat pekat atau dalam air raja atau dalam larutan
natrium hipoklorit, membentuk arsenat.
Ada
dua deret senyawa arsenik yang umum : yaitu dari arsenik (III) dan arsenik (V).
Senyawa – senyawa arsenik (III) dapat diturunkan dari arsenik trioksida
amfoter, As2O3, yang menghasilkan garam, baik dengan asam
kuat (misalnya arsenik (III) klorida, AsCl3), maupun dengan basa
kuat (misalnya natrium arsenit, Na3AsO3). Maka dalam
larutan yang sangat asam ion arsenit (III), adalah stabil.
a.
Reaksi – Reaksi ion Arsenik (III)
Larutan
arsenik (III) oksida, As2O3 0,1M, atau natrium arsenit,
Na3AsO3, dapat dipakai untuk eksperimen ini. Arsenik (III) oksida tak alarut
dalam air dingin, tetapi dengan mendidihkan campuran selama 30 menit akan larut
dengan sempurna. Campuran dapat didinginkan tanpa bahaya akan mengendapnya
oksida.
1.
Hidrogen Sulfida H2S :
Endapan Kuning Arsenik (III) Sulfida:
2As3+
+ 3H2S → As2S3 + 6H+
Larutan harus sangat
bersifat asam ; jika tak terdapat cukup asam, hanya akan terlihat larutan
berwarna kuning, karena terbentuknya koloid As2O3.
Endapan tak larut dalam larutan asam klorida pekat, tetapi larut dalam asam
nitrat pekat panas :
3As2S3
+ 26 HNO3 + 8 H2O → 6AsO43- + 9SO42-
+ 42H+ + 26NO
2.
Perak nitrat (Ag2NO3)
: endapan kuning perak arsenit dalam larutan netral (perbedaan dari arsenat) :
AsO33- + 3Ag + → Ag3AsO3
Endapan
larut baik dalam asam nitrat (a), maupun amonia (b) :
Ag3AsO3 + H+ → H3AsO3
+ 3Ag+
Ag3AsO3 + 6NH3 →
3[Ag(NH3)]
3.
Larutan tembaga Sulfat (CuSO42-
) : endapan hijau tembaga arsenit (hijau Scheele), yang dirumuskan berbeda-beda
sebagai CuHAsO3 dan Cu3(AsO3)2. xH2O,
dari larutan netral. Endapan melarut dalam asam, dan juga dalam larutan amonia
dengan membentuk larutan biru. Endapan juga melarut dalam larutan natrium
hidroksida ; ketika dididihkan, tembaga (I) oksida mengendap.
4.
Kalium tri-iodida (larutan iod dalam
kalium iodida) : mengoksidasikan ion arsenit sambil kehilangan warna :
AsO33- + I3-
+H2O → AsO43- + 3I- + 2H+
Reaksi
ini dapat balik dan akan mencapai kesetimbangan. Jika ion hidrogen yang
terbentuk dalam reaksi ini ini, dihilangkan dengan menambahkan Natrium hidrogen
karbonat sebagai buffer.
5.
Larutan timah (II) klorida dan asam
klorida (Uji Bettendorff). Beberapa tetes larutan arsenit ditambahkan pada 2ml
asam klorida pekat dan 0,5 ml larutan timah (II) klorida jenuh, dan larutan
dipanaskan perlahan-lahan ; larutan menjadi coklat tua dan akhirnya hitam,
disebabkan oleh memisahnya arsenik unsur:
2As3+ + 3Sn2+ → 2As↓ + 3Sn4+
b.
Reaksi-reaksi ion arsenat (arsenik (V))
1.
Hidrogen sulfida : tak terjadi endapan
segera dengan adanya asam klorida encer. Jika aliran gas diteruskan, campuran
arsenik (III) sulfida, As2S3, dan belerang mengendap
dengan lambat. Pengendapan akan lebih cepat dalam larutan panas.
AsO43-
+ H2S → AsO33- + S ↓ + H2O
2AsO33- + 3H2S + 6H+
→ As2S3 ↓ + 6H2O
Jika
asam klorida pekat yang sangat berlebihan terdapat dalam larutan, dan hidrogen
sulfida dialirkan dengan cepat dalam larutan yang dingin itu, mengendaplah
arsenik pentasulfida, As2S5, yang kuning; dalam larutan
panas,endapan terdiri dari campuran tri-dan penta-sulfida.
2.
Perak nitrat : endapan merah kecoklatan,
perak arsenat Ag3AsO4, dari larutan netral (perbedaan
dari arsenik dan pospat, yang menghasilkan endapan-endapan kuning. Endapan
larut dalam asam dan amonia, tetapi tak larut dalam asam asetat.
AsO43- + 3Ag+ → Ag3AsO4
↓
Reaksi
ini dapat dipakai sebagai uji yang peka terhadap arsenik, secara berikut. Uji
ini hanya dapat dipakai bila tidak ada ion-ion kromat heksasianoferat (II) da
(III), yang juga memberi garam-garam perak yang berwarna yang tak larut dalam
asam asetat.
3. Campuran
magnesia: endapan kristal putih megnesium amonium arsenat Mg(NH4)AsO4.6H2O,
dari larutan netral atau amoniakal (perbedaan dari arsenit):
AsO43-
+ Mg2+ → MgNH4AsO4 ↓
Ketika endapan putih
ini diolah dengan larutan perak nitrat yang mengandung beberapa asam asetat
terbentuk perak arsenat merah (perbedaan dari fosfat):
MgNH4AsO4
↓ + 3Ag+ → Ag3AsO4 ↓ + Mg2+ + NH4+
4. Larutan
Amonium molibdat: bila regensia ini dan asam nitrat ditambahkan dengan sangat
berlebihan kepada larutan suatu arsenat kita memperoleh e3ndapan kristalin
berwarna kuning, yaitu amonium arsenomolibdat, (NH4)3AsMo12O40,
dengan mendidihkan (perbedaan dari arsenit yang tak memberi endapan, dan dengan
fospat yang menghasilkan endapan dalam keadaan dingin atau dengan memanaskan
perlahan-lahan). Endapan ini tak larut dalam asam nitrat, tetapi larut dalam
larutan amonia dan dalam larutan basa alkali.
AsO43- + 12MoO42-
+ NH34+ + 24H+ → (NH4)3AsMo12O40
↓ + 12H2O
Endapan
sebenarnya mengandung ion trimolibdat (Mo3O102-); setiap ion menggantikan satu
oksigen dalam AsO43-. Jadi komposisi endapan seharusnya
ditulis sebagai (NH4)3[As(Mo3O10)4].
5. Larutan
uranil asetat: endapan seperti gelatin berwarna kuning muda, uranil amonium
arsenat UO2(NH4)AsO4.xH2O, dengan
adanya amonium asetat berlebihan. Endapan larut dalam asam mineral, tetapi tak
larut dalam asam asetat. Bila pengendapan dilakukan dari larutan suatu arsenat
yang panas, endapan akan diperoleh dalam bentuk granul (butiran kasar).
AsO43- + UO22+
+ NH2+ → UO2NH4AsO4 ↓
B. Stibium
Stibium
adalah logam putih keperakan yang mengkilap, dan meloebur pada 360oC.
Stibium tak larut dalam asam klorida, dan dalam asam sulfat encer. Dalam asam
sulfat pekat yang panas ia melarut perlahan-lahan dengan membentuk ion stibium
(III):
2Sb + 3H2SO4 + 6H+
→ 2Sb3+ + 3SO2 ↑ + 6H2O
a.
Reaksi-reaksi ion stibium (III)
1.
Hidrogen sulfida: endapan merah jingga
stibium tri sulfida, Sb2S3, dari larutan-larutan yang tak
terlalu asam. Endapan larut dalam asam klorida pekat panas (perbedaan dan
metode pemisahan dari arsenik (III) sulfida dan merkurium (II) sulfida), dalam
amonium polisulfida (membentuk tioantimonat), dan dalam larutan hidroksida
alkali (membentuk antimonit dan tioantimonit).
2Sb3+
+3H2S → Sb2S3 ↓ + 6H+
Sb2S3
↓ + 6HCl → 2Sb3+ + 6Cl- + 3H2S ↑
Dengan mengasamkan
larutan tioantimonat dengan asam klorida mula-mula stibium pentasulfida
diendapkan tetapi biasanya terurai sebagian menjadi sulfida dan belerang:
2SbS43-
+ 6H+ → Sb2S5 ↓ + 3H2S ↑
Sb2S5
↓ → Sb2S3 ↓ + 2S ↓
2.
Larutan Natrium Hidroksida atau Amonia:
endapan putih stibium (III) oksida terhidrasi Sb2O3.xH2O,
yang larut dalam larutan basa alkali yang pekat (5 M) membentuk antimonat.
2Sb3+ + 6OH-
→ Sb2O3 ↓ + 3H2O
Sb2O3 ↓ + 2OH-
→ 2SbO2- + H2O
3.
Zink: dihasilkan endapan hitam yaitu
stibium. Jika sedikit larutan stibium klorida itu dituangkan diatas lembaran
tipis platinum dan sekeping logam zink ditaruh diatas lembaran itu, terbentuk
noda hitam stibium diatas platinum; noda (atau endapan) itu harus dilarutkan
dalam sedikit asam nitrat encer panas, dan hidrogen sulfida dialirkaqn kedalam
larutan setelah diencerkan; maka kita akan memperoleh endapan jingga, stibium
trisulfida.
2Sb3+ + 3Zn ↓ → 2Sb ↓ +
3Zn2+
Sedikit stibina SbH3 mungkin
dilepaskan, bila zink yang dipakai; maka lebih baik dipakai timah
2Sb3+ + 3Sn ↓ → 2Sb ↓ +
3Sn2+
4.
Kawat besi: endapan hitam stibium ini
dapat dipastikan dengan cara yang diuraikan pada reaksi diatas
2Sb3+ + 3Fe → Sb ↓ + 3Fe2+
5.
Larutan kalium iodida: warna menjadi
merah karna pembentukan garam kompleks.
Sb3+ + 6I- →
[SbI6]3-
b.
Reaksi-reaksi stibium (V)
Ion stibium (V) diturunkan dari
oksida amfoter Sb2O5. Dalam asam, oksida ini melarut dengan membentuk kation
stibium (V), Sb5+.
Sb2O5 + 10H+ ↔2Sb5+
+ 5H2O
Jadi,
dalam larutan asam yang terdapat adalah ion Sb5+. Di lain pihak,
dalam alkali-alkali, ion antimonat SbO43- yang terbentuk
:
Sb2O5 + 3OH- ↔ 2SbO43-
+ 3H+
Jadi
dalam suasana basa, yang terdapat dalam larutan adalah SbO43-.
SbO43- adalah rumus yang disederhanakan dari komposisi
ion antimonat; sebenarnya ia berada dalam bentuk terhidrasi, yang boleh
dinamakan heksahidroksoantimonat (V).
1.
Hidrogen Sulfida (H2S) : endapan merah-jingga
stibium pentasulfida, Sb2S5, dalam larutan yang sedang
asamnya. Larutan ini larut dalam larutan amonium sulfida (menghasilkan
tioantimonat)., dalam larutan hidroksida alkal, dan juga dilarutkan oleh asam
klorida pekat dengan pembentukan stibium triklorida dan pemisahan belerang.
Garam tio ini terurai oleh asam, padamana pentasulfida diendapkan.
2Sb5+
+ 5H2S → Sb2S5↓ + 10 H+
Sb2S5
↓ + 3S2- → 2SbS43-
Sb2S5
↓ + 6OH- → SbSO33- + SbS43-
+ 3H2O
Sb2S5
↓+ 6H+ → 2Sb3+ + 2S↓ + 3H2S ↑
2.
Air : endapan putih garam-garam basa
dengan komposisi yang bermacam-macam; pada akhirnya akan terbentuk antimonat :
Sb5+
+ 4H2O ↔ H3SbO4 ↓ + 5H+
Endapan
melarut baik dalam asam maupun basa – basa alkali (tetapi tidak dalam
karbonat-karbonat logam alkali).
H3SbO4
↓ + 5H+ ↔ Sb5+ + 4H2O
H3SbO4
↓ + 3OH- ↔ SbO43- + 3H2O
3.
Zink dan Timah : endapan stibium dengan
adanya asam klorida:
2Sb5+
+ 5Zn ↓ →+ 5 Zn2+
2Sb5+
+ 5Sn ↓ →2Sb ↓ + 5Sn2+
Sedikit
stibina (5SbH3) turut dihasilkan dengan zink.
4.
Larutan Kalium Iodida : dalam larutan
yang bersifat asam, iod memisah :
Sb5+
+ 2I- ↔ Sb3+ + I2
Jika ion Sb5+
terdapat berlebihan, kristal-kristal iod memisah dan mengapung di atas
permukaan larutan. Bila dipanaskan, muncul uap lembayung iod yang khas. Jika
regensia ditambahkan berlebihan, terbentuk ion-ion tri-iodida coklat, yang
menapis warna kuning dari ion heksaiodoantimonat (III):
Sb5+
+9I- → [SbI6]3- + I3-
C. Timah
(Sn)
Timah
adalah logam putih perak, yang dapat ditempa dan liat pada suhu biasa, tetapi
pada suhu rendah menjadi getas karena berubah menjadi suatu modifikasi alotropi
yang berlainan. Logam ini melarut dengan lambat dalam asam klorida encer dan
asam sulfat encer, dengan membentuk garam-garam timah (II) (stano):
Sn + 2H+ → Sn2+ + H2↑
a.
Reaksi-Reaksi ion Timah (II)
1.
Hidrogen Sulfida : endapan coklat timah
(II) sulfida, SnS, dari larutan yang tak terlalu asam (misalnya dalam asam
klorida 0,25-0,3M atau pH kitra-kira 0,6). Endapan larut dalam asam klorida
pekat ( perbedaan dari arsenik (III) sulfida dan merkurium (II) sulfida); juga
larut dalam [(NH4)2Sx] kuning, tetapi tidak dalam larutan
amonium sulfida [(NH4)2S] yang tak berwarna dengan membentuk tiostanat.
Jika larutan amonium tiostanat ini diolah dengan asam, akan menghasilkan
endapan timah (IV) sulfida, SnS2.
Sn2+
+ H2S → SnS↓ + 2H+
SnS↓
+ S22- → SnS32- ↓ + H2S↓
Timah
(II) sulfida praktis tak larut dalam larutan basa alkali; maka jika larutan
kalium hidroksida yang digunakan untuk memisahkan golongan IIA dan golongan
IIB, timah harus dioksidasikan ke keadaan kuadrivalennya dulu dengan hidrogen
peroksida, sebelum diendapkan dengan hidrogen sulfida.
2.
Larutan narium hidroksida : endapan
putih timah (II) hidroksida, yang larut dalam alkali berlebihan :
Sn2+
+2OH- ↔ Sn(OH)2 ↓
Sn(OH)2↓
+ 2OH- ↔ [Sn(OH)4 ]2-
dengan larutan amonia
diendapkan timah (II) hidroksida putih yang tak larut dalam amonia berlebihan.
3.
Larutan merkurium (II) klorida : endapan
putih merkurium (I) klorida (kalomel) terbentuk, jika sejumlah besar reagensia
ditambahkan dengan cepat :
Sn2+
+ Hg2Cl2 → Hg2Cl2↓ + Sn4+
+ 2Cl-
Tetapi jika ion timah
(II) terdapat berlebihan, endapn berubah jadi abu-abu terutama dengan
pemanasan, karena tereduksi lebih lanjut menjadi logam merkurium :
Sn2+
+ Hg2Cl2 → 2Hg↓ + Sn4+ + 2Cl-
4.
Larutan bismut nitrat dan natrium
hidroksida : endapan hitam logam bismut.
2Bi(OH)3
↓ + 3[Sn(OH)4]2- → 2Bi↓ + 3[Sn(OH)6]2-
5.
Zink logam : timah yang mirip karet busa
mengendap dan melekat pada zink. Jika zink ini terletak di atas lembaran tipis
platinum, seperti diuraikan dalam reaksi :
2Sb3+
+ 3Zn↓ → 2Sb↓ + 3Zn2+
Dan larutan sedikit
asam, timah akan mengendap sebagian di atas zink dalam bentuk seperti spon
(seperti karet busa) tetapi tidak menodai platinum. Endapan ini harus
dilarutkan dalam asam klorida pekat, dan diuji dengan uji merkurium (II)
klorida.
b.
Reaksi-reaksi ion Timah (IV)
1.
Larutan Hidrogen Sulfida : endapan
kuning timah (IV) sulfida, SnS2 dari larutan asam encer(0,3M).
Endapan larut dalam asam klorida pekat ( perbedaan dari arsenik (III) dan
merkurium (II) sulfida ), dalam larutan hidroksida logam-logam alkali dan juga
dalam amonium sulfida dan amonium polisulfida. Timah (IV) sulfida kuning
mengendap, setelah larutan diasamkan.
Sn4+
+ 2H2S → SnS2↓ + 4H+
SnS2↓
+ S2- → SnS32-
SnS2↓
+ 2S2- → SnS32- + S32-
SnS32-
+ 2H+ → SnS2↑ + H2S↓
Tak timbul pengendapan
timah (IV) sulfida bila ada serta asam oksalat, karena terbentuknya ion
kompleks yang stabil tipe [Sn(C2O)4 (H2O)2]4-;
ini menjadi dasar dari suatu metode pemisahanantara stibium dan timah.
2.
Larutan natrium hidroksida : endapan
putih seperti gelatin, yaitu timah (IV) hidroksida, Sn(OH)4, yang
larut dalam zat pengendap yang berlebihan, dengan membentuk heksahidroksostanat
(IV).
Sn4+
+ 4OH- → Sn(OH)4 ↓
Sn(OH)4
↓ + 2OH- ↔ [Sn(OH)6]2-
Dengan amonia dan
dengan larutan natrium karbonat, diperoleh endapan yang serupa, yang tetapi tak
larut dalam reagensia berlebihan.
3.
Larutan merkurium (II) klorida : tak ada
endapan (perbedaan timah (II) ).
4.
Logam besi : mereduksi ion timah (IV)
menjadi ion timah (II) :
Sn4+
+ Fe → Fe2+ + Sn2+
Jika potongan-potongan
besi ditambahkan pada larutan, dan campuran disaring, ion timah (II) dapat
dideteksi dengan reagensia merkurium (II) klorida. Hasil yang serupa diperoleh
dengan mendidihkan larutan dengan tembaga atau stibium.
5.
Uji kering :
a.
Uji pipa tiup : semua senyawa timah bila
dipanaskan dengan natrium karbonat, sebaiknya dengan disertai dengan kalium
sianida, di atas arang memberi butiran-butiran logam timah yang putih dan dapat
ditempa, yang tak menodai kertas. Sebagian logam ini teroksidasi menjadi timah
(IV) oksida, terutama pada pemanasan yang tinggi, yang membentuk kerak putih di
atas arang.
b.
Uji manik boraks : manik boraks yang
telah diwarnai biru muda oleh runutan garam tembaga menjadi berwarna merah
mirah (ruby) jernih dalam nyala reduksi, jika ditambahkan sangat sedikit saja
timah.
BAB
III
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Kation
golongan II sub golongan Arsenik yaitu, Arsenik (III), Arsenik (V), Stibium
(III), Stibium (V), Timah (II) dan Timah (IV).
2. Reagensia
yang digunakan pada uji kation golongan II adalah H2S.
3. Ion
sub golongan Arsenik mempunyai sifat amfoter.
4. Pada
uji kation golongan II sub golongan arsenik memili warna larutan dan warna
endapan tertentu.
5. Unsur
arsenik tak larut dalam asam klorida dan asam sulfat encer tetapi larut dengan
mudah dalam asam nitrat encer.
6. Stibium
adalah logam putih keperakanyang mengkilap dan melebur pada 630C.
7. Stibium
tak larut dalam asam klorida dan dalam asam sulfat encer.
8. Dalam
asam sulfat pekat yang panas stibium melarut perlahan-lahan dengan membentuk
ion stibium (III).
9. Timah
adalah logam putih perak yang dapat ditempa dan dilihat pada suhu biasa tetapi,
pada suhu rendah menjadi getas karena berubah menjadi sebuah modifikasi
alotropi yang berlainan.
10. Timah
melarut dengan lambat dengan asam klorida encer dengan membentuk garam-garam
timah (II).
LAMPIRAN
Jawaban
pertanyaan.
1.
Muhammad sodikin
Mengapa pada kation
arsenik (V) harus dilakukan pengasaman supaya memperoleh endapan?
Jawab : Seperti halnya
hubungan antara pH dan Ksp dimana semakin kecil ph (asam) maka kelarutan tinggi
dan sebaliknya. Arsenik diasamkan sehinnga mendapatkan endapan karena adanya
ion ion senama sehingga terbentuklah endapan.
2.
Ira sari
Mengapa pada kation
arsenik (V) endapan Ag3AsO4 larut dalam asam dan dalam amonia tetapi
tak larut dalam asam asetat?
Jawab : Hal ini
dikarenakan jika endapan Ag3AsO4 jika direaksikan dengan
asam akan membentuk larutan H3AsO4 dan akan membentuk senyawa
kompleks 3[Ag(NH3)2]+ jika direaksikan dengan
amonia sedangkan pada asam asetat tidak.
3.
Sofiani abdilah
a. Mengapa
pada reaksi AsO33- + I3- +H2O → AsO43-
+ 3I- + 2H+
dapat balik?
Jawab : Reaksi ini
dapat balik, dan akan mencapai kesetimbangan karena adanya ion I-
dalam jumlah yang banyak (yang berasal dari disosiasi KI) akan menggeser
kesetimbangan ke arah pembentukan KI yang tak terdisosiasi (yaitu ke arah ruas
kiri).
b. Mengapa
pada reaksi Sb3+ + 2Zn↓ → Sb↓, hanya menghasilkan endapan Sb? Zn
kemana?
Jawab : Pada reaksi
tersebut, yang terjadi adalah 2Sb3+ + 3Zn ↓ → 2Sb ↓ + 3Zn2+,
maka Zn itu tidak membentuk endapan. Zn tetap ada, tetapi ia tidak mengendap
dan hanya dalam bentuk ion-ion di sekitar larutan.
DAFTAR
PUSTAKA
Vogel.1990.BUKU TEKS ANALISIS ANORGANIK KUALITATIF
MAKRO DAN SEMIMIKRO EDISI KE LIMA.Jakarta : PT.Kalman Media Pustaka
Tidak ada komentar:
Posting Komentar