ANALISIS AIR KRISTAL

I. TUJUAN PERCOBAAN

Mahasiswa mampu menganalisis secara kualitaif dan kuantitatif suatu air kristal.

II. ALAT DAN BAHAN

Alat yang Digunakan

Tabung reaksi

Bunsen

Kaca arloji

Rak tabung reaksi

Cawan penguap

Krus porselin + tutup

Desikator

Segitiga dan kaki tiga

Penjepit kayu

Spatula

Bahan yang Digunakan

a. Identifikasi Hidrat

K2Cr2O7

BaCl2

Boraks

b. Reversibillitas Hidrat

CoCl2.x H2O

c. Deliquescence dan Efflorescence

Na2CO3.10 H2O CuSO4.5 H2O Kal(SO4)2.10 H2O CaCl2

d. Jumlah Air Kristal

CuCl2.x H2O

III. DASAR TEORI

Senyawa tertentu dengan wujud kristal mampu mengikat uap air yang

terdapat di udara. Ha ini disebabkan senyawa tersebut memiliki sifat higroskopis

(menyerap air). Walaupun dapat menyerap air, kristal senyawa tersebut tidak

berair karena molekul air dikililingi (dikurung) oleh kristal senyawa. Air yang

terdapat dalam kristal suatu senyawa di sebut air kristal. Senyawa atau zat padat

yang tidak mengandung air disebut anhidrat. Sedangkan senyawa yang

mengandung atau mengikat molekul air secara kimia sebagai bagian dari

kristalnya disebut senyawa hidrat, misalnya BaCl2.2H2O. Molekul air yang

terikat dalam hidrat hidrat tersebut disebut dengan air hidrat. Senyawa hidrat

disebut juga senyawa kristal, karena mengandung molekul air yang memiliki

ikatan hidrogen.Misalnya pada hidrat tembaga(II) sulfat pentahidrat,

CuSO4.5H2O. Antara molekul SO42- denganSO42- tersebut terjadi gaya tolak

menolak, begitu juga antara molekul Cu2+ dengan Cu2+ .Jadi molekul H2O

berfungsi sebagai penstabil gaya tolak menolak antara molekul sejenis itu.

Dengan daya molekul air pada kisi kristal, maka akan menyebabkan kristal itu

stabil sehingga kisi dalam yang terhidrat akan membentuk ikatan hidrogen.

Molekul air terikat secara kimia dalam senyawa sehingga molekul air bagian

dari kisi kristal. Senyawa yang demikian disebut air. Molekul air merupakan

bagian dari senyawa misalnya tembaga sulfat(II) pentahidrat yang ditulis sebagai

CuSO4.5H2O. Senyawa hidrat bisa mengikat satu sampai dua puluh molekul

air, maka akan membentuk kristal dekahedron yang beebentuk bujur sangkar,

dan senyawa ini disebut klatrat, yaitu senyawa yang besar antara molekul H2O

yang berikatan hidrogen yang mengurung molekul netral lainnya tanpa ukatan

berbentuk bujur sangkar. Melalui proses pemanasan, senyawa hidrat atau garam

hidrat bisa terurai menjadi senyawa anhidrat atau garam anhidrat dan uap air.

Artinya molekul air (air hidrat) terlepas dari ikatan dimana kehilangan air dari

hidrat ini terjadi dalam beberapa tahap membentuk suatu rangkaina juga dengan

molekul airnya. Molekul air yang terperangkap tersebut dapat bereaksi dengan

senyawa induk, seperti dalam molekul heksametilen tetra amin dan terjadi ikatan

hidrogen dengan H2O. Beberapa senyawa yang dikristalkan dari larutan airnya,

kristal ionnya akan membentk hidrat. Pada beberapa kasus molekul air

merupakan ligan yang terikat langsung pada ion logam. Air penghidratan dapat

dihilangkan dengan cara pemanasan, penghilangan air tersebut biasanya disertai

dengan perubahan struktur hablur. Sebagian bahan seperti protein dan silika

yang biasanya disebut zeolit akan kehilangan air apabila dipanaskan tanpa

perubahan besar dari strukturnya. Hidrat biasa terjadi pada zat padat ionik

seperti NaCl, H2SO4.Hal ini disebabkan karena pada strukturnya tidak stabil

dan untuk menstabilkannya diperlukan air (H2O).Melalui proses pemanasan,

senyawa hidrat akan menjadi senyawa anhidrat dan uap air. Artinya molekul air

terlepas dari ikatannya melalui beberapa tahap dan membentuk rangkaian yang

juga berstruktur kristal yang teratur dan mengandung sedikit air. Dengan

pemanasan terus-menerus semua molekul air hidrat akan terlepas. Namun jika

ini dibiarkan di udara terbuka maka menyerap molekul air dari udara secara

terus-menerus sampai molekul air dari udara terikat kembali secara sempurna

dan membentuk senyawa hidrat. Reaksi yang berlangsung adalah reversible

yaitu mengalami kesetimbangan.

Notasi H2O menyatakan jumlah molekul air dalam setiap molekul

hidrat, dan notasi n dapat berupa bilangan bulat maupun pecahan. Notasi ini

tidak menyatakan bagaimana molekul air terikat pada senyawa garam.Contoh

reaksi :

CuSO4.5H2O(s) ---------> CuSO4(s) + 5H2O

CuSO4 disebut anhidrat dari hidrat CuSO4.5H2O

Air hidrat mengandung air lebih sedikit. Air hidrat sering terlepas

ikatannya karena pemanasan. Jika kristal anhidrat tersebut dibiarkan di udara

terbuka ia akan menyerap air dari udara secara terus-menerus sampai pentahidrat

terbentuk. Kehilangan air dari hidrat terjadi beberapa tahap membentuk

rangkaian anhidrat yang membentuk struktural kristal yang teratur yang

mengandung air lebih sedikit. Untuk mengetahui bahwa semua air telah hilang

ialah sebagai berikut :

Memberikan pemanasan pada senyawa hidrat sehingga terjadi perubahan

wujud yaitu bubuk.

Terjadi perubahan warna tempat pemanasan akan kering dari air berbeda

senyawa hidratmya.Contoh : hidrat CuSO4.5H2O berwarna biru sedangkan

anhidrat CuSO4 berwarna putih. Jadi perubahan warna ini bisa kita jadikan

sebagai indikadi dari perubahan hidrat ke anhidrat atau sebaliknya.

Air Kristal yang terdapat pada senyawa, mempunyai jumlah tertentu dan

relatif mudah dihilangkan melalui pemanasan pada suhu diatas titik didih air.

Sebagai contoh adalah hidrat tembaga (II) klorida yang dapat diubah menjadi

tembaga (II) klorida melalui pemanasan pada suhu 100oC. Reaksi penghilangan

air kristal pada pemanas :

CuCl2.xH2O → CuCl2 + H2O

Reaksi diatas dikenal dengan reaksi dehidrasi. Pada dehidrasi, terjadi

perubahan Kristal dan warnanya. Perubahan ini juga bergantung pada

pemanasannya, apakah sempurna atau tidak. Sebagai contoh Kristal CoCl2.6H2O

bewarna merah, jika dipanaskan sampai CoCl2.6H2O akan bewarna violet, tetapi

jika dipanaskan sempurna dia akan berubah menjadi biru.

Adanya senyawa hidrat apabila diletakkan di udara terbuka akan

melepaskan air. Banyak air yang dilepaskan bergantung pada kelembapan

udara., makin besar makin sedikit air yang dilepaskan. Proses pelepasan air ini

disebut efflorescence, misalnya CoCl2.6H2O. tetapi ada juga senyawa yang bila

diletakkan di udara akan menyerap air dan mencair bila diletakkan lebih lama

lagi. Senyawa yang demikian disebut deliquescence, misalnya Kristal NaOH.

Tidak hanya air di udara, tetapi dapat juga menyerap air dari laruatan

sedemikian rupa sehingga larutan tersebut bebas air. Senyawa yang demikian

disebut desicant atau zat pengering. Jadi desicant menyerap air tidak hanya di

udara tetapi dilarutan juga.

Beberapa senyawa juga menghasilkan air pada saat pemanasan, tetapi

senyawa tersebut bukan senyawa hidrat yang sebenarnya. Air yang dihasilkan

tersebut merupakan proses penguraian dan bukan merupakan proses

penghilangan air melalui dehidrasi. Senyawa-senyawa organic terutama bersifat

tersebut diatas.

Penguraian dengan menghasilkan air, bukan merupakan proses

reversible. Penambahan air kedalam senyawa yang terurai tersebut, tidak akan

mengembalikan senyawa ke bentuk asalnya. Senyawa yang merupakan senyawa

hidrat yang sebenarnya, akan mengalami dehidrasi secara reversible.

Penambahan air kedalam CoCl anhidirida, akan menghasilkan CoCl.2H2O. Bila

cukup air yang ditambahkan, maka akan diperoleh larutan yang mengandung

hidrat ion Cu2+ .

Semua hidrat ionic larut dalam air dan dapat diperoleh kembali melalui

kristalisasi dan larutannya. Jumlah air yang terikat bergantung kepada cara

pembuatan hidrat tersebut.

Istilah-istilah penting dalam mempelajari air hidrat ini adalah sebagai berikut :

Garam anhidrat adalah garam yang telah mengalami kehilangan molekul air,

garam ini terbentuk dari penguraian garam hidrat yang dipanaskan.

Garam hidrat adalah garam yang mempunyai sejumlah tetap molekul air

dalam setiap molekulnya.

Persen komposisi adalah perbandingan massa air kristal terhadap massa

garam hidrat atau perbandingan massa air yang dibebaskan senyawa dalam

persen.

IV. KESELAMATAN KERJA

Jangan menyentuh Kristal langsung dengan tangan, gunakan spatula untuk

menaganinya.

V. LANGKAH KERJA

A. Identifikasi Hidrat

1. Memanaskan sejumlah air Kristal 0.5 gr di dalam tabung reaksi

2. Mencatat jika ada tetesan air di dinding tabung

3. Mencatat perubahan yang terjadi

4. Melarutkan dalam air (amati warna), jika perlu dipanaskan

B. Reversibilitas Hidrat

1. Memanaskan lebih kurang 0,3 gr, Kristal di dalam cawan penguapan

sampai warnanya berubah sempurna

2. Melarutkan residu dengan air di dalam cawan penguapan

3. Memanaskan larutan sampai mendidih dan kering

4. Mencatat perubahan warna

5. Membiarkan dan mencatat perubahan warna

C. Deliquescence dan Efflorescence

1. Memempatkan tiap Kristal berikut di kaca arloji yang terpisah

2. Meletakkan senyawa-senyawa tersebut ke cawan penguapan

3. Mencatat perubahan yang terjadi warna dan kelembapannya

4. Mengamati sample selama dilaboratorium

D. Jumlah Air Kristal

1. Membersihkan porselin krusibel dan tutupnya dengan HNO3 6M

2. Membilas dengan aquadest

3. Memanaskan krusibel beserta tutupnya di atas segitiga dan sampai

kemerahan selama 2 menit

4. Menimbang setelah dingin dengan ketelitian 0,001 gr

5. Memasukkan 1 gr sampel yang tidak diketahui ke dalam krusibel

6. Menimbang krusibel serta isinya

7. Meletakkan krusibel di segitiga dengan tutup yang jauh dari pusat,

panaskan lagi

8. Menunggu selama 10 menit, pusatkan lagi tutupnya dan dinginkan

9. Menimbang lagi sampai diperoleh berat konstan

10. Mengamati residu yang diperoleh, menambahkan air kedalam krusibel sampai 2/3 bagian terisi air

11. Bila residu tidak larut, maka panaskan perlahan-lahan VI. DATA PENGAMATAN

a. Identifikasi Hidrat

Zat Apakah terdapat H2O dalam

dinding

Warna Residu Apakah larut dalam air

Apakah mempunyai air kristal

K2Cr2O7 Tidak Ada Merah Kecokelatan Larut Tidak Ada

BaCl2 Ada Putih Larut Ada

Boraks (H3BO3)

Ada Putih Tidak Larut Ada

b. Reversibilitas Hidrat

Nama Zat

Warna Awal

Perubahan WarnaCoCl2

dipanaskanDitambah

airDididihkan Dikeringkan

CoCl2 Ungu Biru Ungu Biru Ungu

Beri kesimpulan dari pengamatan Anda !

Jawab :

Dari hasil pengamatan,warna awal CoCl2.x H2O adalah ungu, setelah dipanaskan

di dalam cawan penguapan warnanya berubah menjadi biru. Setelah dialrutkan

dengan air warnanya kembali menjadi warna ungu. Saat dipanaskan sampai

mendidih berubah warna menjadi biru, lama-kelamaan berubah menjadi ungu,

setelah kering berubah kembali menjadi biru.Hal ini menunjukkan reversibilitas

yaitu kembalinya ke bentuk asal (mengkristal,walaupun telah dilarutkan dan

dipanaskan.

Apakah dehidrasi dan hidrasi CoCl2, reversible?

Jawab :

Ya,karena kristal yang telah dipanaskan dan dilarutkan dengan air,lalu didihkan

hingga mengering,mengkristal dan kembali ke benrtuk asal (reversible).

c.Deliquescence dan Efflolrescence

Zat Pengamatan Kesimpulan

Na2Co3.10 H2O Mengering,melepaskan air Efflorescence

CuSo4.5 H2O Mengering,melepaskan air Efflorescence

Kal(SO4)2.10 H2O Mengering,melepaskan air Efflorescence

CaCl2 Mencair,menyerap air Deliquescence

d. Jumlah Air Kristal

Massa crusible + tutup : 52,5625 gram

Massa crucible + tutup + hidrat padat : 53,5625 gram

Massa crucible + tutup + residu : 53,1325 gram

Massa hidrat padat : 1 gram

Massa residu ( CoCl2 ) : 0,57 gram

Mol residu ( CoCl2 ) (a) : 4,38 mol

Massa H2O yang hilang : 0,43 gram

Mol H2O yang hilang (b) : 0,0238 gram

Jumlah air Kristal ( perbandingan a:b ) : 5,448

Rumus molekul dari hidrat : CoCl2.5H2O

VII. PERHITUNGAN

Diketahui:

Massa crucible + tutup : 52,5625 gram

Massa crucible + tutup + Hidrat padat : 53,5625 gram

Massa crucible + tutup + residu ( CoCl2 ) : 53,1325 gram

Jawaban:

Massa hidrat padat ( B – A )

= 53,5625 gram – 52,5625 gram

= 1,00 gram

Massa residu ( C – A )

= 53,1325 gram – 52,5625 gram

= 0,57 gram

Massa H2O yang hilang

= massa hidrat padat - massa residu

= 1,00 gram – 0,57 gram

= 0,43 gram

% H2O = 0,43 gr x 100 %

1 gr

= 43%

BM COCl2 = Ar Co + 2Ar Cl

= 59 + (2 x 35,5)

= 130 gr/mol

mol residu (CoCl2) = massa residu ( CoCl2 )

BM CoCl2

= 0,57 gr

130 gr/mol

= 4,38 mol

mol H2O yang hilang = massa H2O yang hilang

BM H2O

= 0,43 gr

18 gr/mol

= 0,0238 mol

Jumlah air Kristal : CoCl2.x H2O → CoCl2+x H2O

Mol CoCl2. . xH2O = mol CoCl2

gram CoCl2.x H2O = gram CoCl2

BM CoCl2.x H2O BM CoCl2

1 gr = 0,57 gr

(130 + 18 ) gr/mol 130 gr/mol

130 = 0,57gr ( 130 + 18x )gr/mol

130 = ( 74,1 + 10,26 x )

130 – 74,1 = 10,26 x

55,9 = 10,26 x

x = 55,9

10,26

x = 55,9

10,26

x = 5,448

Rumus molekul CoCl2.5H2O

% kesalahan = H2O teori H2O - praktik x100

H2O teori

= 6 – 5,448 x 100%

6

= 0,552 x 100 %

6

= 9,2 %

VIII. PERTANYAAN

1. Tuliskan macam-macam air Kristal ?

Jawab :

- Hidratasi adalah air yang oleh ion-ion dalam Kristal dan berbentuk

H2O

- Konstitusi adalah air yang merupakan bagian mol zat padat tetapi

tidak berbentuk H2O

2. Tuliskan 10 zat yang mengandung air Kristal?

Jawab :

- CaCl2

- Kal(SO4)2

- NaOH

- CuCl2

- CaSO4

- CoCl2

- BaCl2

- Boraks

- Na2Co3 , dan

- CuSO4

IX. ANALISA DATA

Pada percobaan ini,dilakukan pengkajian terhadap air kristal secara

kualitatif dan secara kuantitatif.pengkajian secara kualitatif sebanyak tiga cara

yaitu identifikasi hidrat,reversibilitas hidrat,penentuan efflorescence dan

deliquescence sedang secara kuantitatif hanya satu cara yaitu penentuan jumlah

air kristal.

Pada tahap mengidentifikasi hidrat,didapat bahwa zat yang terdapat H2O

dan mempunyai air kristal hanya BaCl2 dan boraks.Pada tahap reversibilitas

hidrat,setelah dilakukan percobaan zat CaCl2.xH2O merupakan zat yang

reversible karena ketika dipanaskan zat berubah menjadi biru dan kembali

menjadi ungu(warna awal) saat dikeringkan. Pada tahap penentuan efflorescence

dan deliquescence,dari empat zat yang dicoba ada tiga yang merupakan

efflorescence yakni NaCO3.10H2O,CuSO4.5H2O,dan Kal(SO4)2- dan satu zat

lainnya yaitu cacl2 termasuk deliquescence. Pada tahap penentuan jumlah air

kristal,perhitungan membutuhkan ketelitian. Penentuan ini dimulai dengan

penimbangan cruisible yang kosong,setelah itu penimbangan crusible dengan

hidrat padat di dalamnya,hingga dilakukan proses perhitungan dan didapat

rumus molekul berupa CoCl.5H2O dengan persen kesalahan 9,2 %. Hal ini bisa

terjadi karena ketidaktelitian saat menimbang sampel dan ketidakakuratan

timbangan yang digunakan.

X. KESIMPULAN

1. Deliquescence adalah senyawa yang bila diletakkan di udara akan

menyerap air dan mencair bila diletakkan lebih lama lagi.

Contoh : CaCl2

2. Efflorescence adalah larutan atau senyawa yang melepaskan air, dengan

ditandai dengan pengurangan berat

Contoh : Na2Co3.10 H2O, CuSO4.5 H2O, Kal(SO4)2.10 H2O

3. BaCl2 dan boraks mempunyai air Kristal itu dapat dibuktikan dari hasil

pengamatan. Saat dipanaskan BaCl2 langsung menggumpal, dan terdapat

tetesan air di dinding tabung dan Boraks saat dipanaskan lama kelamaan

zat menggumpal dan terdapat tetesan air di dinding tabung.

4. Reaksi reversibel adalah reaksi yang dapat berubah kembali dari produk

menjadi reaktan.

Contoh : CoCl2.x H2O

5. Perhitungan dari hasil praktek :

- % H2O dalam residu = 43 %

- Jumlah air Kristal = 5,448

- Rumus molekul dari hidrat = CoCl2.5 H2O

- % kesalahan = 9,2%

DAFTAR PUSTAKA

http://www.chem-is-try.org

http://journal.um.ac.id/index.php/mipa/article/view/905

randi – mahardika .blogspot.com/2010/06/laporan-praktikum-analisa-air-kristal.html

jobsheeet praktikum kimia terapan .teknik energi.politeknik negeri sriwijaya-2013

GAMBAR ALAT

segitiga krus porselin dan tutup

spatula

rak tabung reaksi bunsen

kaca arloji

tabung reaksi

desikator penjepit kayu