Laporan Praktikum Kimia Anorganik : Garam Kompleks dan Garam Rangkap

ABSTRAK

Telah dilakukan percobaan pembuatan garam kompleks tetrammintembaga(II) sulfat hidrat dan garam rangkap kupri ammonium sulfat hidrat  yang bertujuan untuk mempelajari reaksi pembuatan garam rangkap kupri ammonium sulfat hidrat [CuSO₄.(NH₄)₂SO_4.6H₂O] dan garam kompleks tetrammintembaga(II) sulfat heksahidrat [Cu(NH₃)₄SO₄.6H₂O]. Suatu garam yang terbentuk lewat kristalisasi dari larutan campuran sejumlah ekivalen dua atau lebih garam tertentu disebut garam rangkap. Sedangkan garam-garam yang mengandung ion-ion kompleks dikenal sebagai senyawa koordinasi atau garam kompleks, Garam kompleks tetramminocopper(II) sulfat heksahidrat, Cu(NH₃)₄SO₄.6H₂O dihasilkan dengan mereaksikan antara garam CuSO₄.5H₂O yang berwarna biru dengan larutan NH₃ pekat. Dari campuran kedua bahan ini dihasilkan larutan biru tua. Berdasarkan hasil pengamatan kristal garam kompleks yang diperoleh yaitu 0,9172 g dan rendemennya 91,72 %. Garam rangkap kupriammonium sulfat heksahidrat, CuSO₄(NH₄)₂SO₄.6H₂O terbentuk sebagai hasil reaksi antara CuSO₄.5H₂O dan (NH₄)₂SO₄. Garam kupri sulfat pentahidrat CuSO₄.5H₂O berwarna biru muda sedangkan garam ammonium sulfat (NH₄)₂SO₄ berwarna putih dan campuran ini menghasilkan larutan yang berwarna biru keruh. Kristal garam rangkap yang diperoleh sebesar 8,7198 g dan rendemen yang diperoleh yaitu 87,198%.

PENDAHULUAN

Suatu garam yang terbentuk lewat kristalisasi dari larutan campuran sejumlah ekivalen dua atau lebih garam tertentu disebut garam rangkap. Sedangkan garam-garam yang mengandung ion-ion kompleks dikenal sebagai senyawa koordinasi atau garam kompleks, misalnya heksamminkobalt(III) kloroda Co(NH₃)₆Cl₃ dan kalium heksasianoferat(III) K₃Fe(CN)₆. Bila suatu kompleks dilarutkan, akan terjadi pengionan atau disosiasi, sehingga akhirnya terbentuk kesetimbangan antara kompleks yang tersisa (tidak berdisosiasi) (Harjadi, 1993).

Suatu zat cair jika didinginkan, terjadi gerakan translasi molekul-molekul menjadi lebih kecil dan gaya tarik molekul-molekul makin besar hingga setelah mengkristal molekul mempunyai kedudukan tertentu dalam kristal. Panas yang terbentuk pada kristalisasi disebut panas pengkristalan. Selama pengkristalan terjadi kesetimbangan dan akan turun lagi saat pengkristalan selesai (Sukardjo, 1997).

Salah satu contoh garam rangkap yaitu FeSO₄(NH₄)SO₄.6H_2­­O dan K₂SO₄Al₂(SO₄)₃.24H₂O. Dalam larutan, garam ini merupakan campuran rupa-rupa ion sederhana yang akan mengion jika dilarutkan lagi. Jadi, jelas berbeda dengan garam kompleks yang menghasilkan ion-ion kompleks dalam larutan. Semua garam-garam tersebut terbentuk melalui pencampuran (larutan pekat panas dari komponen sulfat), lalu didinginkan. Kristal-kristal alumi, yang mengendap akibat kelarutannya rendah dalam air dingin, dapat dimurnikan lewat kristalisasi karena kelarutannya meningkat secara mencolok dengan meningkatnya suhu. Kristal-kristalnya biasanya berbentuk oktahedral (Day, 1999).

Proses pembentukan dari garam rangkap terjadi apabila dua garam mengkristal bersama-sama dengan perbandingan molekul tertentu. Garam-garam itu memiliki struktur tersendiri dan tidak harus sama dengan struktur garam komponennya. Kompleks ialah suatu satuan baru yang terbentuk dari satuan-satuan yang dapat berdiri sendiri, tetapi membentuk ikatan baru dalam kompleks itu. Dalam hal ini, kompleks yang terbentuk masing-masing berisi sebuah komponen, tetapi ada pula yang terjadi dari lebih banyak komponen seperti kompleks [Pt(NH₃)₂Cl₄] dan [Pt(NH₃)Cl₃]. Contoh dari garam rangkap adalah garam alumia, KAI(SO₄)₂.12H₂O dan feroammonium sulfat, Fe(NH₃)₂(SO₄).6H₂O (Harjadi, 1993).

Garam rangkap dalam larutan akan terionisasi menjadi ion-ion komponennya. Garam kompleks berbeda dengan garam rangkap. Salah satu tipe reaksi kimia yang dapat merupakan dasar penetapan titrimetri, mencakup pembentukan kompleks atau ion kompleks yang larut namun sedikit sekali terdisosiasi. Satu contoh adalah reaksi ion perak dengan ion sianida untuk membentuk ion kompleks Ag(CN)₂^– yang sangat stabil (Day, 1999).

ALAT , BAHAN DAN METODE PERCOBAAN

Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini meliputi gelas kimia 50 dan100 mL, kaca arloji, batang pengaduk,  spatula, corong gelas, oven, cawan porselen, penyangga corong, kertas saring, penjepit cawan porselin, pipet tetes, gelas ukur 50 mL, kaki tiga + kasa asbes, pembakar spirtus  dan botol semprot.

Bahan yang digunakan dalam percobaan ini berupa padatan dan cairan. Bahan padatan merupakan garam yaitu  CuSO₄.5H₂O dan (NH₄)₂SO₄ , sedangkan zat cair merupakan pereaksi yang terdiri dari KSCN 0,5M , Amonia pekat dan Alkohol.

Metode Percobaan

Pada pembuatan garam kompleks, 1 gram CuSO₄.5H₂O dengan 5 mL aquades dalam gelas kimia 50 mL. Kemudian ditambahkan larutan amonia pekat tetes demi tetes sampai endapan yang terbentuk larut kembali. Larutan didiamkan pada suhu kamar. Setelah dingin, ditambahkan 20 mL alkohol secara perlahan. Larutan ditutup rapat dan dibiarkan pada suhu ruang dan amati pertumbuhan kristal yang terbentuk pada hari berikutnya. Kemudian larutan disaring dan kristal dikeringkan.

Sedangkan pada pembuatan garam kompleks 5 gram CuSO₄.5H₂O dilarutkan menggunakan 20 mL air mendidih. 5 gram (NH₄)₂SO₄ dilarutkan menggunakan 20 mL air murni kemudian dicamprkan kedalam larutan CuSO₄.5H₂O dan diaduk hingga homogen. Campuran larutan garam diuapkan hingga jenuh. Larutan ditutup rapat dan dibiarkan pada suhu ruang dan amati pertumbuhan kristal yang terbentuk pada hari berikutnya. Kemudian larutan disaring dan kristal dikeringkan. Massa garam kompleks dan rangkap yang terbentuk masing-masing ditimbang.

Baik garam rangkap maupun garam kompleks dilakukan uji kualitatif dengan cara 0,5 gram garam dilarut menggunakan 5 mL aquades kemudian direaksikan dengan 2 mL KSCN 0,5M.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Percobaan

Perlakuan		Hasil Pengamatan
A.      Garam Kompleks
	1 gram CuSO4.5H2O + 5 mL aquades + 40 tetes Amonia pekat	Garam larut dan larutan berubah warna dari biru muda menjadi biru tua gelap
	Larutan garam kompleks + 20 mL alkohol	Larutan menjadi 2 fasa, atas bening bawah biru tua gelap
	Disaring dan dikeringkan	Diperoleh kristal garam kompleks berwarna biru tua
	Massa kristal garam kompleks ditimbang	Massa garam kompleks yang terbentuk = 0,9172 gram
B.      Garam Rangkap
	5 gram CuSO4.5H2O + 20 mL aquades mendidih	Garam larut dan larutan berwarna biru muda.
	5 gram (NH4)2SO4 + 20 mL aquades	Garam larut dan larutan tetap bening
	Kedua larutan garam dicampurkan	Larutan menjadi homogen sedikit keruh
	Diuapkan	Laruta menjadi jenuh
	Disaring dan dikeringkan	Diperoleh kristal garam berwarna biru muda
	Massa kristal garam rangkap ditimbang	Massa garam rangkap yang terbentuk = 8,7198 gram
C.      Uji Kualitatif
	0,5 gram garam kompleks + 5 mL aquades + 2 mL KSCN	Tidak mengalami perubahan warna larutan
	0,5 gram garam rangap + 5 mL aquades + 2 mL KSCN	Larutan garam berwarna hijau tua keruh dan terdapat endapan berwarna hijau tua.

Pembahasan

Garam kompleks yang dibuat dalam percobaan ini adalah Cu(NH₃)₄SO₄.6H₂O yang dihasilkan dari mereaksikan antara garam CuSO₄.5H₂O yang berwarna biru dengan larutan NH₃ pekat. Sebelum direaksikan dengan amonia, CuSO₄.5H₂O dilarutkan terlebih dahulu menggunakan aquades. Garam kupri sulfat pentahidrat mampu larut dalam air karena kandungan garam tersebut mengandung air berupa hidrat.

CuSO₄.5H₂O + H₂O Cu²⁺ + SO₄^2- + 6H⁺ + 6OH^-

  Fungsi dilarutkannya kupri sulfat pentahidrat adalah agar garam yang arut menjadi ion-ion yang tidak stabil sehingga ketika larutan garan kupri sulfat pentahidrat ditambahkan amonia pekat mudah sekali untuk bereaksi membentuk garam kompleks tetramminocopper(II) sulfat heksahidrat dengan rumus molekul Cu(NH₃)₄SO₄.6H₂O berwarna biru tua gelap.  Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

Cu²⁺ + SO₄^2- + 6H⁺ + 6OH^-+ 4NH₃ → Cu(NH₃)₄SO₄.6H₂O

Ketidakstabilan ion-ion yang terurai akibat dilarutkan, akan bereaksi dengan amonia. Amonia yang diberikan secara berlebih merupakan energi berlebih agar garam terbentuk secara sempurna. Ion-ion akan bereaksi dengan amonia, ion Cu2+ akan diikat oleh atom N yang bermutan negatif parsial, dan ion sulfat akan diikat oleh atom H dalam amonia yang bermuatan positif parsial. Ikatan tersebut diakibatkan oleh reaktifnya ion-ion yang tidak setabil sehingga ion-ion tersebut mengikat amonia yang memiliki mutan parsial dan terbentuklah senyawa kompleks Cu(NH₃)₄SO₄.6H₂O..

Tujuan pemanbahan alkohol sebagai pengubah wujud dari fasa larutan menjadi padatan. Alkohol adalah pelarut yang baik untuk senyawa ionik karena tetapan dielektrik rendah dan mengurangi energi solvasi ion-ion. Alkohol tergolong sebagai pelarut yang mudah menguap. Oleh karena itu, pada percobaan ini setelah penambahan alkohol langsung dilakukan penutupan gelas bekker menggunakan alumunium foil untuk mengurangi penguapan selama pembentukkan kristal. Proses pembentukan garam Cu(NH₃)₄SO₄.6H₂O  sangat lambat sehingga larutan ini didiamkan selama satu malam dengan tujuan agar pembentukkan kristal dapat terjadi secara lebih sempurna.Kristal garam kompleks tetrammintembaga(II) sulfat heksahidrat sebanyak 0,9172 gram dengan rendemen yang sebesar 91,72 %.

Garam rangkap dibentuk apabila dua garam mengkristal bersama-sama dengan perbandingan molekul tertentu. Garam-garam ini mengandung ion-ion kompleks dan dikenal sebagai senyawa koordinasi atau garam kompleks. Garam rangkap yang dibuat dalam percobaan ini adalah CuSO₄(NH₄)₂SO₄.6H₂O. Garam ini terbentuk sebagai hasil reaksi antara CuSO₄.5H₂O dan (NH₄)₂SO₄.

Hasil pencampuran dua garam tersebut akan menghasilkan larutan yang berwarna biru keruh. Warna biru keruh tersebut terjadi sebagai akibat campuran yang kurang sempurna namun setelah pemanasan, kekeruhan tersebut berangsur-angsur hilang dan membentuk larutan homogen berwarna biru. Air mempunyai momen dipol yang besar dan ditarik baik ke kation maupun anion untuk membentuk ion terhidrasi. Dari sifatnya tersebut maka digunakannya pelarut air karena kedua garam yang bereaksi dapat larut dalam air dan tetap berupa satu spesies ion. Kebanyakan garam anorganik lebih dapat larut dalam air murni daripada dalam pelarut organik. Larutan segera ditutupi dengan alumunium foil sehingga dapat mencegah menguapnya beberapa ion yang diinginkan untuk dapat membentuk kristal monoklin sempurna.

Percobaan ini didapatkan garam rangkap kupriammonium sulfat berupa kristal monoklin berwarna biru bening seberat 8,7198 gram. Warna biru pada kristal-kristal tersebut merupakan warna dari ion Cu²⁺ yang menjadi salah satu komponen pembentuk garam rangkap tersebut. dengan  rendemen sebesar 87,198 %. Reaksi yang terjadi dalam pembuatan garam ini yaitu:

CuSO₄.5H₂O + (NH₄)₂SO₄ → CuSO₄(NH₄)₂SO₄.6H₂O

Baik garam kompleks maupun garam rangkap yang diperoleh dalam percobaan ini, dilakukan uji kualitatif dimana garam kompleks tetrammintembaga(II) sulfat heksahidrat tidak akan terjadi perubahan apabila direaksikan dengan KSCN. Akan tetapi garam rangkap kupriammonium sulfat heksahidrat bereaksi dengan KSCN yang ditunjukkan dengan warna larutan garam kompleks kupriammonium sulfat heksahidrat menjadi  hijau tua keruh dengan sedikit endapan hijau. Perbedaan ini disebabkan karena pada garam kompleks, apabila direaksikan dengan zat lain ion kompleksnya tetap terikat antar atomnya. Sedangkan pada  garam rangkap akan terurai komponen-komponen penyusunya sehingga terjadi perubahan warna ketika direaksikan dengan zat lain. Hal ini karena garam rangkap CuSO₄(NH₄)₂SO₄.6H₂O ketika dilarutkan dalam air terurai menjadi ion Cu²⁺ , SO₄^2-, dan NH⁴⁺ sehigga ketika ditambahkan dengan KSCN terbentuk warna baru karena penyusun utamanya berubah. Sedangkan Cu(NH₃)₄SO₄ dalam air menjadi ion kompleks [Cu(NH₃)₄]²⁺ dan SO₄^2- dimana warna biru tua gelap dalam larutan ini dari ion [Cu(NH₃)₄]²⁺ yang tidak terurai atom penyusunya ketika ditambahkan KSCN. Akan tetapi baik garam kompleks maupun garam rangkap bereaksi dengan KSCN.

KESIMPULAN

Setelah melakukan percobaan ini, maka dapat diperoleh beberapa kesimpulan, diantaranya :

1.   Garam kompleks Cu(NH₃)₄SO₄.6H₂O dapat dibuat dari garam CuSO_4.5H₂O dan larutan NH₃ pekat. Garam rangkap CuSO₄(NH₄)₂SO₄.6H₂O dapat dibuat dari garam CuSO₄.5H₂O dan (NH₄)₂SO₄.

2.      Berat garam kompleks yang dihasilkan dari percobaan sebesar 0,9172 gram dengan presentase rendemennya sebesar 91,72 %, sedangkan berat garam rangkap yang dihasilkan dari percobaan sebesar 8,7198 gram dengan presentase rendemennya sebesar 87,198 %.

3.       Garam kompleks ligan pengikatnya adalah NH₃ sedangkan garam rangkap ligan pengikatnya adalah NH₄.

4.     Pada uji kualitatif, garam kompleks bereaksi dengan KSCN tidak mengalami perubahan warna sedangkan garam rangkap bereaksi dengan KSCN ditandai dengan perubahan warna.

DAFTAR PUSTAKA

Day & Underwood. 1999. Analisis Kimia Kuantitatif. Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga.

Harjadi. 1993. Ilmu Kimia Analitik Dasar. Jakarta: PT. Gramedia.

Senadi dan Arie. 2015. Petunjuk Praktikum Kimia Anorganik 1. Cimahi: Labroratorium Kimia Anorganik FMIPA-                                         UNJANI.
Sukardjo. 1997. Kimia Fisik. Jakarta: PT. Rineka Cipta.