GARAM KOMPLEKS DAN RANGKAP

I.       JUDUL PERCOBAAN :

            PEMBUATAN GARAM KOMPLEKS DAN GARAM RANGKAP

II.    TUJUAN PERCOBAAN :

            Mempelajari pembuatan dan sifat-sifat garam rangkap kupri ammonium sulfat dan garam kompleks tetraamin tembaga (II) sulfat monohidrat.

III.    LATAR BELAKANG

            Garam merupakan hasil reaksi antara asam dan basa, reaksinya ialah reaksi netralisasi. Sejumlah asam dan basa murni ekuivalen yang dicampur dan larutannya diuapkan, maka akan terdapat zat kristalin yang tertinggal yang disebut dengan garam. Garam tidak memiliki ciri-ciri khas suatu asam atau basa, garam terdiri dari kation dan anion. Kation dan anion tersebut ada yang merupakan ion kompleks sehingga membentuk senyawa kompleks. Garam-garam yang mengandung ion-ion kompleks dikenal sebagai senyawa koordinasi atau garam kompleks.

            Garam kompleks berlainan dengan garam rangkap. Senyawa atau garam kompleks merupakan senyawa yang terbentuk karena penggabungan dua atau lebih senyawa sederhana, yang masing-masingnya dapat berdiri sendiri, sedangkan garam rangkap dalam larutan akan terionisasi  menjadi ion-ion komponennya. Pembelajaran mengenai senyawa kompleks ini merupakan hal yang penting dalam kimia anorganik, maka perlu dilakukan percobaan untuk mempelajari pembuatan garam kompleks dan garam rangkap.

IV.    TEORI DASAR

Pembentukan senyawa kompleks koordinasi ialah perpindahan satu atau lebih pasangan elektron dari ligan ke ion logam, maka ligan bertindak sebagai pemberi elektron dan ion logam sebagai penerima elektron. Akibat dari perpindahan kerapatan elektron ini, pasangan elektron jadi milik bersama antara ion logam dan ligan, sehingga terbentuk ikatan pemberi-penerima elektron. Keadaan-keadaan antara mungkin saja terjadi. Namun, jika pasangan elektron itu terikat kuat, maka ikatan kovalen sejati dapat terbentuk. Proses pembentukan ikatan antara pemberi-penerima elektron tersebut dapat dituliskan dengan persamaan :

M + :L ↔ M:L

Dimana M = ion logam, dan L = ligan yang memiliki pasangan elektron (rivai, 1995).

            Senyawa koordinasi dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu kompleks netral dan ion yang dalam hal ini paling sedikit satu dari ion tersebut harus merupakan ion kompleks. Salah satu karakteristik karakteristik senyawa kompleks ialah bahwa ion kompleks atau kompleks netral yang menyusun senyawa tersebut masih seringkali mempertahankan identitasnya dalam larutan. Meskipun dapat terjadi disosiasi parsial. Misalnya senyawa yang semula ditulis 2 KBr.HgBr₂ sebetulnya mengandung ion tetrahedral [HgBr₄]^2- dalam padatan Kristal dan ion ini tetap mempertahankan keutuhannya jika dimasukkan dalam larutan dan harga disosiasi menjadi kecil (Day dan Selbin, 1993).

            Garam kompleks merupakan garam-garam yang memiliki ikatan koordinasi (garam yang dapat membentuk ion-ion dan salah satunya ion kompleks). Contoh dari garam kompleks ialah Cu(SO₄)₂(NH₄)₂. Garam rangkap akan terionisasi menjadi ion-ion komponennya ketika dilarutkan. Contoh lain dari garam kompleks yakni [Co(NH₃)₆]Cl₃ atau CoCl₃.6NH₃ yang berfungsi sebagai ligan ialah NH₃ sedangkan Cl ialah diluar daerah koordinasi (sukardjo, 1985).

V. METODE PERCOBAAN

4.1  Alat dan Bahan

1.      Alat

Alat-Alat yang digunakan dalam pecobaan ini yaitu tabung reaksi dan gelas beaker.

2.      Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu serbuk CuSO4.5H2O, ammonium sulfat dan etil alcohol.

4.2  Prosedur Kerja

A.    Pembuatan Garam Rangkap Kupri Ammonium Sulfat

1.      Sebanyak 2,5 g CuSO4 dilarutan dan ammonium sulfat 1 g dalam 10 mL akuades, dipanaskan pelan-pelan sampai semua garam larut.

2.      Larutan didinginkan sampai terbentuk endapan dalam penangas es, dan didiamkam satu malam.

3.      Endapan dipisahkan dan dikeringkan kemudian ditimbang.

4.      Rendemen yang diperoleh dihitung.

B.     Pembuatan Garam Kompleks Tetraamin Tembaga(II) Sulfat

1.      Sebanyak 2,5 g CuSO4.5H2O ditimbang, dilarutan kedalam 5 mL ammonia pekat.

2.      Sebanyak 8 mL etil alcohol ditambahkan secara perlahan-lahan melalui dinding gelas sehingga larutan tertutupi oleh alcohol. Jangan diaduk/digoyang, ditutupi dengan kaca arloji, dibiarkan satu malam sampai endapan terbentuk.

3.      Endapan yang terbentuk dipisahkan, dicuci dengan campuran larutan ammonia dengan etil alcohol (1:1).

4.      Larutan dicuci dengan etil alcohol.

5.      Endapan dikeringkan dan ditimbang.

6.      Mol ammonia yang bereaksi dihitung.

C.     Perbandingan Sifat Garam Tunggal, Garam Rangkap, dan Garam Kompleks

1.      Sedikit CuSO4 dimasukan dalam tabung reaksi ditambahkan 5 mL akuades, warna larutan diamati.

2.      Sedikit garam pada percobaan (A) dilarutkan dalam 5 mL akuades, demikian juga garam pada percobaan (B). Warna larutan yang terjadi dibandingkan.

3.      Garam (A) dan (B) dipanaskan, diamati yang terjadi. 

VI. HASIL DAN PEMBAHASAN

A.    Data Pengamatan

Perlakuan	Pengamatan
-Amonium sulfat ditimbang 1,0054 g ( kristal ) -CuSO4 ditimbang 2,5034 g -CuSO4 dan amonium sulfat dilarutkan dalam 10 ml akuades -Larutan didinginkan dalam kulkas selama 2 hari sampai terbentuk endapan -Endapan dipisahkan dikeringkan dan ditimbang -Endapan dihitung rendemennya	-Kristal berwarna biru muda -Kristal bening -Larutan berwarna biru -Kristal mengendap ( warna biru muda ) -Berat kertas saring = 0,3189 g -Berat kristal = 1,6996g-0,3189g=1,3807

1.      Pembuatan gaam rangkap kupri ammonium sulfat

2.      Pembuatan Garam Kompleks tetraamin tembaga (II) sulfat

Perlakuan	Pengamatan
-CusO4.H2O ditimbang =2,5032 g -Kristal dilarutkan dalam 5 ml ammonia pekat -Larutan ditambah etil alkohol melalui dinding gelas -Ditutup dengan kaca arloji dan dibiarkan dua hari -Endapan dipisahkan dan dicuci dengan campuran ammonia: etanol (1:1) -Dicuci dengan etanol -Dikeringkan dan ditimbang	-Kristal berwarna biru muda -Larutan berwarna biru tua -Terbentuk dua lapisan, bwah biru tua ; atas bening -Kristal mengendap (warna ungu) -Endapan terpisah dengan filtrat -Berat kertas saring = 0,3385 g -Berat endapan = 2,4930 g- 0,3385 g = 2,1545 g

3. Perbandingan sifat garam tunggal, garam rangkap dan garam kompleks

Perlakuan	Pengamatan
·       Sedikit CuSO4 + 5 mL akuades ·       Sedikit garam A + 5 mLakuades ·       Sedikit garam B + 5 mLakuades ·       Dipanaskan, larutan percobaan A dan B	·      Larutan berwarna biru muda (++) ·      Larutan berwarna biru muda (+) ·      Larutan Ungu ·      A = Warna tetap B = coklat + endapan coklat

B. Perhitungan

1. Pembuatan garam rangkap kupri ammonium sulfat

·        

                                        

·        

Reaksi                         CuSO₄ . 5 H₂O            +          2 (NH₄)₂ SO₄               Cu (NH₄)₃ (SO₄)₃

M                     0,01003                                   7,617 x 10^-3                             -

R                     3,81 x 10^-3                               7,617 x 10^-3                 3,81 x 10^-3

S                      6,22x 10^-3                                            0                      3,81 x 10^-3

·         Massa Cu (NH₃)₄ (SO₄)_{3  =} 3,81 x 10^-3 x 419,5 = 1,5982 gram

·          

=

2. Pembuatan garam kompleks

·        

·         Mol NH₃                    

·                               

·         Berat amonia yang dipakai = 0,32 x 4,4 = 1,408 gram

·        

Reaksi

[Co(H₂O)₅]SO₄ + 4NH₃           [Cu(NH₃)₄]SO₄ + 5H₂O

Mula-mula          :   0,0100              0,0828                        -

Reaksi                :   0,0100              0,0400                    0,0100

Setimbang          :         -                  0,0428                    0,0100

C.           Pembahasan

Percobaan ini adalah mengenai pembuatan garam rangkap dan garam kompleks. Garam merupakan hasil reaksi antara asam dan basa, prosesnya disebut netralisasi dimana sejumlah asam dan basa murni yang ekivalen dicampur dan larutannya diuapkan sehingga akan tertinggal suatu kristal yang tidak memiliki ciri-ciri khas suatu asam atau basa (Vogel, 1990). Garam rangkap dibentuk jika dua garam mengkristal bersamaan dalam perbandingan mol tertentu, dan dalam larutan garam rangkap akan terionisasi menjadi ion-ion komponennya (Rivai, 1995). Garam-garam yang memiliki ikatan koordinasi (garam-garam yang dapat membentuk ion-ion, salah satunya ialah ion kompleks disebut garam kompleks) (Sukardjo, 1985).

Percobaan yang pertama adalah pembuatan garam rangkap kupri ammonium sulfat. Ammonium sulfat ditimbang 1,0054 gram dan CuSO₄ ditimbang 2,5039 gram. Ammonium sulfat dan CuSO₄ selanjutnya dilarutkan dalam 10 ml aquades sehingga menghasilkan larutan yang berwarna biru. Garam ammonium sulfat merupakan garam yang kristal stabil dari ion NH₄⁺ tetrahedral yang kebanyakan larut dalam air. Garam dari asam kuatnya terionisasi sebelumnya dan larutannya sedikit bersifat asam, reaksi yang terjadi :

NH₄⁺ + H₂O  NH₃ + H₃O⁺   (Vogel, 1990)

Garam-garam tembaga (II) umumnya berwarna biru, baik dalam bentuk hidrat, padat maupun larutan air (Vogel, 1990).

Larutan selanjutnya didinginkan di dalm lemari es selama dua malam. Pendinginan dilakukan untuk mempercepat pembentukan atau pengendapan garam kupri ammonium sulfat, dilakukan selama dua malam karena kompleks Cu membutuhkan waktu yang lam dalam penggantian ligannya. Gambar larutan yang sudah didinginkan adalah berikut :

                           

Endapan terlihat pada gambar di atas dimana endapan ini adalah merupakan garam kupri ammonium sulfat. Larutan ammonia jika ditambahkan pada larutan tembaga (II) sulfat dalam jumlah yang sedikit akan menghasilkan endapan biru suatu garam basa (tembaga sulfat basa) dengan reaksi :

CuSO₄ .5H₂O + 2 (NH₄)₂SO₄                        Cu (NH₃)₄     (SO₄)₃

Jika reagensia yang diberikan berlebihan maka endapan dapat larut kembali dan warna menjadi biru tua, yang disebabkan oleh terbentuknya ion kompleks tetraamino kuprat (II).

Cu(OH)₂.CuSO₄      + 8NH₃                        2 [Cu(NH₃)₄]²⁺ + SO₄^2- + 2OH^-      (Vogel, 1990)

Endapan kristal disaring dengan menggunakan kertas saring untuk memisahkan kristal dari filtratnya, lalu dikeringkan di dalam oven agar sisa larutan dalam kristal hilang. Kristal yang telah kering ditimbang dan beratnya 1,3807 gram. Rendemen yang dihasilkan adalah 86,39 % yang berarti garam ammonium sulfat dari hasil reaksi terbentuk sebanyak 86%. Gambar kristal ammonium sulfat dari percobaan adalah

                                       

            Kristal yang dihasilkan berwarna biru muda. Zat yang menyerap warna pada panjang gelombang tertentu dari sinar tampak, maka zat itu akan meneruskan warna komplementer yang nampak pada mata kita. CuSO₄ anhidrat berwarna biru karena menyerap sinar inframerah, CuSO₄. 5H₂O biru karena menyerap warna kuning, Cu(OH)₂(NH₃) ₄]²⁺ berwarna biru karena menyerap warna hijau kekuningan (Soekardjo, 1985). Warna biru yang terjadi disebabkan oleh terbentuknya ion kompleks tetraamin tembaga(II) [Cu(NH3) 4]²⁺. Struktur dari garam rangkap kupri ammonium sulfat ini adalah.

    SO₄

                                                             NH₃                    NH₃

                                                           SO₄          Cu            SO4

                                                               NH₃                    NH₃

                                                                             SO₄

(Cotton dan Wilkinson,1989)

Sebenarnya ada dua molekul H₂O dalam kompleks tersebut, namun jaraknya terhadap ion pusat sangat jauh disbanding dengan tempat NH₃ yang ada. Garis putus-putus yang menghubungkan SO₄ dengan Cu merupakan valensi primer dimana SO₄ ada diluar daerah koordinasi sehingga mudah putus dan terbentuk ion [Cu(NH₃) ₄]^2+. .Hal ini menunjukan bahwa garam rangkap jika dilarutkan dalam air akan terionisasi (Soekardjo, 1985).

            Percobaan kedua adalah pembuatan garam komplek tetraamin tembaga(II) sulfat. CuSO₄. H2O ditimbang 2,5032 gram lalu dilarutkan dalam 5 ml asam ammonia pekat yang dilakukan dalam ruang asam, karena ammonium yang digunakan bersifat pekat dan mudah menguap. Larutan yang dihasilkan berwarna biru tua. Ammonia pekat bertindak sebagai ligan yang akan menggantikan ligan pergi (H₂O). Ligan NH₃ lebih kuat daripada H₂O sehingga akan lebih mudah bagi NH₃ untuk menggantikan H₂O (Soekardjo, 1985).

Larutan ditambahkan etil alkohol melalui dinding gelas beaker sehingga larutan tertutupi oleh etil alkohol. Penambahan etanol bertujuan untuk mengikat molekul air yang terdapat dalam larutan yang mungkin dapat menggangu proses pengendapan. Larutan ditutup dengan kaca arloji untuk menghindari kontak dengan udara, lalu didiamkan selama dua malam. Larutan jangan sampai mengalami goncangan karena dapat mempengaruhi proses pengendapan.

Kompleks Cu membutuhkan waktu yang lama untuk penggantian ligan-ligannya. Senyawa kompleks yang membutuhkan waktu yang lama dalam penggantian ligan-ligannya disebut senyawa kompleks lembam (Rivai, 1995). Gambar larutan setelah didiamkan selama dua malam adalah sebagai berikut :

Larutan yang dihasilkan berwarna ungu dengan adanya endapan. Endapan yang terbentuk disaring dengan kertas saring. Kemudian dicuci dengan campuran ammonia : etil alkohol (1:1) yang bertujuan untuk menghilangkan pengotor dan kontaminan yang terdapat dalam endapan karena molekul pelarut ammonia akan menarik molekul-molekul ammonia sisa yang mungkin tidak bereaksi, sedangkan etil alkohol akan menarik molekul etil alkohol yang sebelumnya ditambahkan. Pencucian dilakukan lagi menggunakan etanol  2 ml untuk mencegah terjadinya ionisasi,karena jika ditambahkan dengan aquades garam akan terionisasi menjadi ion-ion penyusunnya (Khopkar,2003)

            Endapan dikeringkan didalam oven agar terbebas dari filtratnya,lalu ditimbang dan beratnya sebesar 2,1545 g.Gambar dari Kristal yang sudah kering adalah sebagai berikut 

                                      

            Kristal yang dihasilkan berwarna ungu yang merupakan Kristal dari garam kompleks tetraamin tembaga(II)sulfat.Kristal ungu merupakan warna kompleks dengan bentuk planar segitiga

            H₃N     SO₄       NH₃

                                _Cu

            H₃N                 NH₃

Garam kompleks tetraamin tembaga(II)sulfat (Sukardjo,1985)

            Rendemen Kristal yang terbentuk dihitung,Rendemen yang dihasilkan adalah 94,7%.Hal ini menunjukkan cukup banyak garam yang terbentuk dari percobaan ini yaitu 94,7%.

            Percobaan terakhir adalah perbandingan sifat garam tunggal dengan garam rangkap dan garam kompleks,sedikit CuSO₄.5H₂O dilarutkan  dalam 5 ml aquades menghasilkan larutan berwarna biru muda(++).Reaksi yang terjadi pada garam tunggal adalah sebagai berikut

            CuSO₄  + 4H₂O                           (Cu(OH)₄)²⁺  + SO₄^2-    (Vogel.1990)

Larutan ini merupaka garam tunggal Cu(II) yang memiliki warna biru baik dalam bentuk hidrat, padat maupun dalam larutan air, warna ini khas untuk ion tetra akuokuprat(II) (Vogel, 1990).

            Garam pada percobaan A dan B juga masing-masing dilarutkan dalam 5 ml akuades. Larutan pada garam rangkap berwarna biru muda (+) namun kurang pekat daripada garam tunggal, sedangkan garam kompleks larutannya berwarna ungu. Perbedaan warna ini terjadi pada garam-garam tersebut karena adanya perbedaan penyerapan sinar tampak dengan panjang gelombang yang berbeda pula. Warna yang terlihat merupakan merupakan warna komplementer yang diteruskan dari warna yang diserap (Soekardjo, 1985). Ketiga larutan tersebut dapat dilihat pada gambar berikut :

                        

Perlakuan selanjutnya adalah memanaskan larutan garam rangkap dan garam kompleks selama beberapa menit. Larutan garam rangkap tidak mengalami perubahan warna setelah pemanasan sedangkan larutan garam kompleks berwarna coklat dengan endapan coklat. Perubahan warna yang tidak terjadi pada larutan garam rangkap disebabkan pemanasan member kenaikan energy level pada splitting dari orbital d pada logam Cu. Sehingga jarak dari orbital eg ke t2g menjadi lebik jauh sehingga eksitasi elektron agak sulit dan tidak terjadi perubahan warna yang berarti. Reaksi yang terjadi saat garam rangkap dilarutkan dalam 5 ml akuades adalah :

Cu (NH₃)₄ (SO₄)₃                         cu ²⁺ + 3SO₄ ^2- + 4 NH₃

(Vogel, 1990)

Warna coklat pada larutan garam kompleks disebabkan oleh terbentuendapan hitam yang relative banyak. Endapan hitam berasal dari cu(II) yang teroksidasi  menjadi cu(III) karena adanya pemanasan dan membebaskan gas SO₂ yang mudah dikenali dari bau yang seperti telur busuk . Hali inilah yang membedakan garam kompleks dengan garam rangkap. Garam kompleks yang dilarutkan dalam air dan tidak meembentuk ion-ionya namun menjadi ion-ion kompleknya. Reaksi yang terjadi adalah :

Cu (NH₃)₄ SO₄ + 2H₂O                         [ Cu (OH₂) ₂( NH₃)₄] ²⁺ + SO₄ ^2-

( vogel, 1990)

VII. KESIMPULAN

Sifat dari garam kompleks yakni jika dilarutkan dalam air akan terurai menjadi kompleks dan ionnya, sedangkan sifat garam rangkap jika dilarutkan dalam air akan terionisasi menjadi ion- ion pembentuknya.

DAFTAR PUSTAKA

Cotton, F.A dan Wilkinson, 1989, Kimia Anorganik Dasar, UI press, Jakarta.

Day, M.C dan J. Selbin, 1993, Kimia Anorganik Teori, UGM Press, Yogyakarta.

Khopkar, S.M, 2003, Konsep Dasar Kimia Analitik, UI Press, Jakarta.

Rivai, H, 1995, Asas Pemeriksaan Kimia Edisi Pertama, UI, Jakarta.

Sukardjo, 1985, Kimia Koordinasi, Rineka Cipta, Jakarta.

  Vogel, 1990, Buku Teks Analisis Anorganik kualitatif makro dan Semi Mikro Jilid 1, PT. Kalman Media Pustaka, Jakarta.

LAMPIRAN

SKEMA KERJA

1.       Pembuatan garam rangkap kupri ammonium sulfat

2,5 g CuSO4 + 1 g ammonium sulfat

-          Dilarutkan dalam 10 mL akuades

-          Dipanaskan pelan-pelan

-          ulfatDidinginkan

-          Didiamkan satu malam

Endapan

            

 

-         Dipisahkan

-         Dikeringkan

-          Ditimbang

-         

Rendemen

Dihitung rendemen

                                                                                        

2.       Pembuatan garam kompleks tetraamin tembaga (II) sulfat

2,5 g CuSO4.H2O

-          Ditimbang

-          Dilarutkan dalam 5 mL ammonia pekat

-          Ditambah 8 mL etil alkohol

-          Ditutup dengan kaca arloji

-          Dibiarkan satu malam

	Endapan

 

-          Dipisahkan

-          Dicuci dengan larutan ammonia : etil alkohol (1:1)

-          Dicuci dengan etil alkohol

-          Dikeringkan

-          Ditimbang

-         

Hasil

Dihitung mol ammonia yang bereaksi

3.       Perbadingan sifat garam tunggal, garam rangkap dan garam kompleks

	Sedikit CuSO4

 

                                                                                

-         Dimasukkan dalam tabung reaksi

-         Ditambah 5 mL akuades

-         Diamati warna larutan

	Hasil

 

Garam pada  percobaan kedua

Garam pada percobaan pertama

                                            

 

-       Masing –masing dilarutkan                        - Dipanaskan

Dalam 5 mL akuades                                 - Diamati

-       Dibandingkan warna larutan

	Hasil		Hasil

 

Jawaban Peranyaan

1. Apabila garam rangkap kupri ammonium sulfat dilarutkan dalam air maka akan terionisasi menjadi Cu²⁺, NH⁴⁺, dan SO₄^2-, sedangkan garam kompleks tetraamin tembaga(II) sulfat dilarutkan dalam air akan terionisasi menjadi [Cu(NH₃)₄]⁺ dan SO₄^2-.
2. Garam rangkap apabila dipanaskan maka akan menghasilkan larutan berwarna biru tua. Sedangkan apabila garam kompleks dipanaskan maka larutan menjadi biru muda ada endapan kehitaman dan ada bau.