KIMIA UNSUR

A. Tujuan Percobaan

Tujuan dari praktikum kimia unsur ini adalah agar setelah mengikuti percobaan ini mahasiswa diharapkan dapat:

1. melakukan uji logam menggunakan nyala api;

2. membedakan logam satu dengan logam yang lain berdasarkan warna yang dipancarkan masing-masing logam; dan

3. mengetahui sifat dari beberapa unsur halogen.

B. Kajian Teori

Jika suatu atom diberi energi (panas, listrik, radiasi, dsb.), maka elektron yang terletak pada kulit terluar akan tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi. Untuk kembali ke tingkat energi dasar, atom tersebut akan melepaskan energi dengan cara memancarkan emisi yang khas untuk atom tertentu. Energi yang dilepaskan dapat dideteksi dengan mata atau menggunakan alat spektrofotometer, yang mana tiap atom akan memberikan spektrum garis yang berlainan satu dengan yang lain. Spektrum garis yang teamati berupa bayangan yang putus-putus, yang mana ditandai oleh suatu besaran yang frekuensi atau panjang gelombang dari sinar tersebut. Pada uji nyala api, senyawa yang mengandung logam golongan A, B, dan transisi (dalam sistem periodik unsur-unsur) diuapkan dengan oksidasi nyala api yang akan memberikan warna tertentu pada nyala tertentu.Unsur-unsur halogen, dalam sitem periodik termasuk dalam golongan VIIA. Pembuatan unsur ini dapat dilakukan di laboratorium dengan cara tidak terlampau sukar. Cara pembuatan klor dalam laboratorium, semuanya berdasarkan pada oksidasi ion klorida.

2Cl^- + oksidator ® Cl₂ + hasil reduksi

Oksidator-oksidator yang dapat dipakai dalm larutan asam, misalnya MnO₂, MnO₄^-, Cr₂O₇^2-, PbO₂. Pembuatan brom dalam laboratorium juga berdasarkan ion oksidasi ion Br^- oleh oksidator-oksidator seperti yang dipakai pada pembuatan klor. Selain dari pada itu brom dapat juga dibuat dengan mengoksidasi ion bromida dengan klor.

Cl₂ + 2Br^- ® Br₂ + 2Cl^-

Sedangkan I₂ dapat dibuat dengan mengoksidasi ion I^-.

2I^- + Cl₂ ® 2Cl^- + I₂

Yod yang mengendap dipisahkan dengan cara penyaringan. Dari suatu yodat, misalnya natrium yodat, NaIO₄, yod dapat diperoleh dengan cara mereduksinya dengan natrium hidrogen sulfit. Dari harga potensial elektroda dapat diketahui bahwa Cl₂ dapat mengoksidasi ion bromida dan yodida (Anonim, 2008: 12-13).

Asam-asam okso dengan anion okso diperoleh mulai dari segi pembuatannya, sifat asam basanya, kekuatannya sebagai pengoksida atau pereduksi, dan strukturnya. Beberapa kemungkinan tambahan untuk asam okso dan belerang adalah subtitusi S dengan atom O (tiosulfat) dan adanya ikatan -O-O- (peroksisulfat) ciri kelarutan dari sejumlah senyawa pengoksida terhadap kelarutan sulfida logam dan hubungan kelarutan dengan bagan analisis kualitatif untuk kation-kation energi ikatan dan kemantapan termodinamika diterapkan untuk oksida-oksida dari hidrogen dan pengalaman mengenai ikatan kimia diberikan melalui pembahasan boron hibrida senyawa antar halogen dan senyawa gas mulia. Suatu senyawa merupakan konsekuensi dari sifat-sifat istimewa yang dimiliki (Petrucci, 1985: 88).

Yang termasuk logam adalah unsur-unsur yang terletak pada golongan IA, IIA, sebagian dari golongan lain (IIIA, IVA, VA), transisi dan transisi dalam. Sifat utama dari logam adalah kemampuan atomnya untuk melepaskan elektron membentuk ion positif (kation). Logam alkali (IA) terdiri dari unsur Li, Na, K, Rb, Cs, dan Fr. Logam golongan IA disebut alkali karena merupakan pembentukan basa kuat, logam alkali bersifat lunak, putih mengkilap seperti perak dengan titik leleh rendah, dapat dipotong dengan pisau bahkan loham Cs dapat dilelehkan oleh panas tubuh bila digenggam cukup lama. Dalam sistem periodik, dari atas ke bawah, jari-jari atom, masa jenis berkurang secara periodik sedangkan titik didih, titik leleh, keelektronegatifan dan energi ionisasi cenderung berkurang. Sifat kimia logam-logam alkali dapat berekasi dengan halogen, hidrogen, belerang, dan fosforus. Li dapat bereaksi dengan asam kuat membentuk garam dan H₂. Logam alkali bereaksi dengan oksigen mebentuk oksida, proksida dan superproksida. Logam alkali bereaksi dengan air membentuk basa kuat dan gas H₂. Logam alkali tanah (IIA) meliputi unsur-unsur Be, Mg, Ca, Sr, Ba, dan Ra. Logam-logam IIA dinamakan alkali tanah karena pada umumnya ditemukan dalam tanah berupa mineral batuan yang sukar larut dalam air dan tetap stabil dalam suhu tinggi. Dalam sistem periodik dari atas ke bawah, jari-jari atom bertambah secara periodik, sedangkan titik didih, titik leleh, keelektronegatifan, dan energi ionisasi cenderung berkurang. Sifat kimia alkali tanah mirip dengan logam alkali tetapi logam alkali tanah kurang reaktif dibandingkan dengan alkali dalam periode yang sama (Anonim, 2000: 12-13).

C. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam praktikum kimia unsur, antara lain:

1. Kawat platina

2. Kaca kobal

3. Labu semprot

4. Tabung reaksi dan raknya

5. Gegep

6. Gelas ukur 25 mL

7. Pembakar bunsen

8. Pipet tetes

Sedangkan bahan yang digunakan dalam praktikum kimia unsur, antara lain:

1. FeCl₃ 0,05 M

2. Larutan Na, Ca, Ba, dan Sr

3. HCl pekat

4. Air

5. HCl 10 M

6. KSCN

7. NaF 1 M

8. CuSO₄ 0,25 M

9. NH₃ pekat

D. Prosedur Kerja

Prosedur kerja dari praktikum kimia unsur dapat dilihat dalam diagram alir berikut.

1. Uji nyala api

2. Uji logam transisi

a. Kompleks besi

b. Kompleks tembaga

E. Pengamatan

Hasil pengamatan dalam praktikum kimia unsur dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 1. Hasil pengamatan untuk uji nyala api

No.	Perlakuan	Hasil Pengamatan
1.	Kawat platina dibersihkan dengan HCl pekat, dipanaskan sampai pijar, dicelupkan pada Na (natrium), dipanaskan kembali dan diamati	Berwarna kuning keemasan
2.	Kawat platina dibersihkan dengan HCl pekat, dipanaskan sampai pijar, dicelupkan pada Ca (kalsium), dipanaskan kembali dan diamati	Berwarna merah bata (merah kekuningan)
3.	Kawat platina dibersihkan dengan HCl pekat, dipanaskan sampai pijar, dicelupkan pada Ba (barium), dipanaskan kembali dan diamati	Berwarna hijau kekuningan
4.	Kawat platina dibersihkan dengan HCl pekat, dipanaskan sampai pijar, dicelupkan pada Sr (stronsium), dipanaskan kembali dan diamati	Berwarna merah tua agak keunguan

Tabel 1. Hasil pengamatan untuk uji logam transisi

a. Kompleks besi

No.	Perlakuan	Hasil Pengamatan	Kesimpulan	Reaksi
1.	2 mL FeCl3 0,05 M + 2 mL air (sebagai pembanding)	Tidak terjadi perubahan warna (tetap bening kekuningan)	H2O > Cl-	FeCl3 + 3H2O ® Fe(OH)3 + 3HCl
2.	2 mL FeCl3 0,05 M + 2 mL HCl pekat	Terjadi perubahan warna dari bening kekuningan menjadi kuning	Cl-2O	FeCl3 + 3HCl ® [Fe(Cl)6]3- + 3H+
3.	2 mL FeCl3 0,05 M + 2 mL air + satu tetes KSCN	Terjadi perubahan warna dari bening kekuningan menjadi orange	SCN->Cl-	FeCl3 + KSCN ® [FeSCN]2+ + KCl + 2Cl-
4,	2 mL FeCl3 0,05 M + 2 mL air + NaF 1 M	Terjadi perubahan warna dari bening kekuningan menjadi lebih pudar	H2O>F-	FeCl3 + NaF ® [FeF6]3- + 3NaCl + 3Na+
5.	½ larutan (2) + setetes KSCN	Terjadi perubahan warna dari kuning menjadi lebih pudar	SCN->Cl-	[Fe(Cl)6]3- + 6KSCN ®[FeSCN]2+ + KCl + 5K+
6.	½ larutan (3) + setetes NaF	Terjadi perubahan warna dari orange menjadi lebih pudar	SCN->F-	[FeSCN]2- + 6NaF ® [FeF6]3- + NaSCN + 5Na+

b. Kompleks tembaga

No.	Perlakuan	Hasil Pengamatan	Kesimpulan	Reaksi
1.	2 mL CuSO4 0,25 M + 2 mL air (sebagai pembanding)	Terjadi perubahan warna dari biru muda menjadi biru langit (lebih pudar dari biru muda)	Cu>H2O	CuSo4 + 3H2O ® Cu(OH)2 + H2SO4
2.	2 mL CuSO4 0,25 M + 2 mL HCl pekat	Terjadi perubahan warna dari biru langit menjadi hijau tua	H2O>Cl-	CuSO4 + 2HCl ® CuCl2 + H2SO4
3.	2 mL FeCl3 0,05 M + 2 mL air + satu tetes KSCN	Terjadi perubahan warna dari biru muda menjadi dua lapisan warna, yang atas berwarna biru tua dan yang bawah berwarna biru muda	H2O3	CuSO4 + 4NH3 ® [Cu(NH3)4]2+ + SO42-

F. Pembahasan

Unsur-unsur tertentu mempunyai sifat fisika dan kimia yang sama. Kemiripan dapat terlihat setelah seluruh unsur yang diketahui disusun dalam suatu tabel yang disebut tabel berkala. Tabel ini mengelompokkan unsur ke dalam golongan (kolom) dan periode (baris). Pada tabel periode modern, unsur-unsur dikelompokkan ke dalam tiga jenis golongan yaitu golongan utama, transisi, dan transisi dalam.

Dari hasil praktikum, diperoleh warna-warna nyala api yang timbul dari logam golongan IA (alkali) seperti Na berwarna kuning keemasan dan warna-warna nyala api yang timbul logam golongan IIA (alkali tanah) seperti Ca berwarna merah bata, Ba berwarna hijau kekuningan, dan Sr berwarna merah tua agak keunguan. Dimana, bila logam alkali dalam hal ini adalah Na bila bereaksi dengan oksigen akan membentuk peroksida dan nyala api yang dihasilkan adalah nyala api oksidasi, sebab oksigen yang digunakan untuk bereaksi dengan Na ini mengalami peningkatan bilangan oksidasi dari -2 menjadi -1 atau terjadi reaksi pengikatan oksigen oleh Na. Karena logam Na sangatlah mudah beraksi dengan hidrogen atau oksigen sehingga ia harus selalu disimpan dalam cairan yang inert spereti minyak tanah (kerosin). Untuk logam Ba, Ca, atau Sr bila bereaksi dengan oksingen akan menimbulkan nyala api reduksi, sebab oksigen yang digunakan untuk beraksi dengan logam Ba, Ca, atau Sr mengalami penurunan bilangan oksidasi dari 0 menjadi -2 atau dengan kata lain terjadi reaksi pelepasan oksigen oleh Ba, Ca, atau Sr. Perbedaan warna yang terjadi dari hasil pembakaran disebabkan oleh perbedaan panjangnya gelombang dari tiap-tiap logam, baik itu logam alkali maupun alkali tanah. Sebab salah satu ciri khas dari suatu unsur adalah spektrum emisinya, dimana setiap unsur yang tereksitasi baik kareana pemanasan maupun disebabkan oleh hal lain, akan memancarkan radiasi elektromagnetik (spektrum emisi). Uji nyala api ini dilakukan untuk mengetahui warna yang ditimbulkan oleh tiap unsur.

Dari hasil praktikum dari uji logam transisi pada kompleks besi diperoleh bahwa reaksi antara FeCl₃ dengan air, tidak menimbuklan perubahan warna, warna yang muncul tetaplah bening kekuningan. Namun bila FeCl₃ direaksikan dengan HCl akan terjadi perubahan warna menjadi kuning dari yang semula bening kekuningan. Sama halnya dengan FeCl₃ direaksikan dengan KSCN, juga terjadi perubahan warna menjadi orange. Tetapi bila dibandingkan antara reaksi FeCl₃ dan air dengan reaksi FeCl₃ dan HCl, dapat kita ketahui bahwa warna yang ditimbulkan oleh reaksi antara FeCl₃ dengan air akan lebih stabil ketimbang reaksi FeCl₃ dengan HCl, sebab dalam deret kereaktifan ligan menunjukkan bahwa air (H₂O) lebih besar dibanding dengan Cl^-. Sama halnya dengan reaksi FeCl₃ dengan KSCN. Namun jika dibandingkan dengan reaksi dari FeCl₃ dengan HCl, reaksi antara FeCl₃ dengan KSCN lah yang lebih stabil, sebab dalam deret kereaktifan ligan SCN^- lebih besar dibandingkan Cl^-. Jika dari reaksi antara FeCl₃ dengan HCl diambil setengahnya lalu ditambahkan dengan KSCN akan terjadi perubahan warna dari kuning menjadi lebih pudar. Sedangkan bila FeCl₃ direaksikan dengan NaF akan tejadi perubahan warna dari kuning bening menjadi lebih pudar dan berdasarkan deret kereaktifan ligan menunjukkan bahwa H₂O lebih besar ketimbang F^-, yang artinya reaksi antara FeCl₃ dengan NaF kurang stabil dibandingkan bila FeCl₃ direaksikan dengan air. Dan bila diambil setengan dari larutan hasil reaksi antara FeCl₃ dengan KSCN ditambahkan NaF akan terjadi perubahan warna dari orange menjadi lebih pudar. Sebab dalam deret kereaktifan ligan SCN^- lebih besar dari F^-, yang artinya reaksi antara FeCl₃ dengan KSCN lebih stabil. Dari hasil reaksi antara FeCl₃ dengan HCl akan terbentuk ion kompleks berupa [Fe(Cl)₆]^3-, dengan KSCN akan terbentuk ion kompleks [FeSCN]²⁺, dan dengan NaF akan ternetuk ion kompleks [FeF₆]^3-. Sedang untuk reaksi [Fe(Cl)₆]^3- dengan KSCN akan menghasilkan [FeSCN]²⁺ dan bila [FeSCN]²⁺ direaksikan dengan NaF akan menghasilkan [FeF₆]^3-.

Dari hasil praktikum dari uji logam transisi pada kompleks tembaga diperoleh bahwa reaksi antara CuSO₄ dengan air terjadi perubahan warna dari biru muda menjadi biru langit (lebih pudar dari biru muda), sebab dalam deret kereakifan ligan menunjukkan bahwa Cu lebih besar dibanding H₂O, yang arinya CuSO₄ lebih stabil dibandingkan dengan H₂O. Sedangkan reaksi antara CuSO₄ dengan HCl terjadi perubahan warna dari biru langit menjadi hijau muda, sebab dalam deret kereakifan ligan menunjukkan bahwa H₂O lebih besar dibanding Cl^-, yang arinya CuSO₄ bila direaksikan dengan air lebih stabil dibandingkan bila CuSO₄ direaksikan dengan HCl. Dan bila CuSO₄ direaksikan dengan NH₃ pekat akan tebentuk dua lapisan warna, dimana lapisan atas berwarna biru tua dan lapisan bawahnya berwarna biru muda, sebab berdasarkan deret kereakifan ligan menunjukkan bahwa NH₃ lebih besar dibanding H₂O, yang arinya CuSO₄ bila direaksikan dengan NH₃ pekat lebih stabil dibandingkan CuSO₄ direaksikan dengan H₂O. Dari hasil reaksi antara CuSO₄ dengan NH₃ pekat akan terbentuk ion kompleks [Cu(NH₃)₄]²⁺_.

G. Penutup

1. Simpulan

Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahahasan dapat ditarik kesimpulan dari praktikum kimia unsur adalah sebagai berikut.

1. Warna nyala api yang ditimbulkan oleh Na adalah kuning keemasan, Ca berwarna merah bata, Ba berwarna hijau kekuningan, dan Sr berwarnamerah tua agak keunguan.

2. Perbedaan warna nyala api disebabkan oleh perpedaan panjang gelombang atau garis warna dari tiap unsur.

3. Reaksi antara FeCl₃ dengan HCl akan menghasilkan [Fe(Cl)₆]^3-, FeCl₃ dengan KSCN akan menghasilkan [FeSCN]²⁺, dan FeCl₃ dengan NaF akan menghasilkan [FeF₆]^3-, sedangkan hasil reaksi antara CuSO₄ dengan NH₃ pekat akan terbentuk ion kompleks [Cu(NH₃)₄]²⁺.

4. Kestabilan suatu larutan dapat dilihat dari deret kereaktifan ligannya.

2. Saran

Saran saya dalam paraktikum kali ini adalah agar waktu respon ditambah beberapa menit lagi bila diadakan praktikum dengan menggunakan bahan-bahan berbahaya sebaiknya menggunakan kaos tangan demi keselamatan para praktikan.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2000. Buku Ajar Kimia Dasar II. Universitas Haluoleo, Kendari.

Anonim, 2008. Penuntutun Praktikum Kimia Dasar II. Laboratorium Unit Kimia UPT laboratorium Dasar Universitas Haluoleo, Kendari.

Petrucci, R. H., 1985. Kimia Dasar, Prinsip dan Terapan Modern. Erlangga, Jakarta.