PERCOBAAN 11 Praktikum Kimia Anorganik "Ekstraksi Tembaga"
PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK
PERCOBAAN 11 "Ekstraksi Tembaga"
DOSEN PENGAMPU :
ASISTEN DOSEN :
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA
I. Tujuan percobaan
1. Untuk mempelajari proses ekstraksi tembaga dari senyawanya dengan cara reduksi dari lainnya.
II. Dasar teori
Tembaga adalah logam merah muda yang lunak, dapat ditempa dan liat. Melebur pada 1038oC. Karena potensial elektrode standarnya positif, tidak larut dalam asam klorida dan asam sulfat encer, meskipun dengan adanya oksigen bisa larut sedikit. Tembaga yang terdapat di bumi ini tidak melimpah (55 ppm) namun terdistribusi secara luas sebagai logam dalam sulfida, arsenida, klorida dan karbonat. Mineral yang paling umum adalah chalcopyrite CuFeS2. Tembaga diekstraksi dengan pemanggangan dan peleburan oksidatif atau dengan pencucian dengan bantuan mikroba, yang diikuti oleh elektrodeposisi dari larutan sulfat kimiawi tembaga ditemukan sebagai Cu+ dan Cu2+.
Elektroplating merupakan suatu proses pengendapan elektro lapisan logam pada elektrode yang bertujuan membentuk permukaan dengan logam dasarnya. Logam yang dilapisi adalah tembaga karena mudah dibentuk menjadi perhiasan, alat industri, bagian kendaraan bermotor dan lain sebagainya. Reaksi antara Cu2O dan H2SO4 encer :
2Cu2O + 4H+ + 2SO42- → 4Cu + 2SO2 + 2H2O + 2O2
Yang bertindak sebagai oksidator adalah H2SO4, sedangkan yang bertindak sebagai reduktor adalah Cu2O.
Dalam suatu Sistem Periodik Unsur (SPU), tembaga termasuk ke dalam golongan IB. Tembaga, perak dan emas disebut logam koin karena dipakai sejak lama sebagai uang dalam bentuk lempengan (koin). Hal ini disebabkan oleh logam ini tidak reaktif, sehingga tidak berubah dalam waktu yang lama. Tembaga adalah logam berdaya hantar listrik tinggi, maka dipakai sebagai kabel listrik. Tembaga tidak larut dalam asam yang bukan pengoksidasi tetapi tembaga teroksidasi oleh HNO3 sehingga tembaga larut dalam HNO3. Senyawa tembaga (I) stabil dalam larutan air bila keadaan tembaga (I) mengalami disproporsionasi dalam alrutan air dan bila konsentrasi dari tembaga tersebut sangat rendah.
Tembaga (Cu) merupakan salah satu logam yang paling ringan dan paling aktif. Cu+ mengalami disproporsionasi secara spontan pada keadaan standar (baku). Hal ini bukan berarti larutan senyawa Cu(I) tidak mungkin terbentuk. Untuk menilai pada keadaan bagaimana mereka ditemukan, yaitu jika kita mencoba membuat (Cu+) cukup banyak pada larutan air, Cu2+ akan berada pada jumlah banyak (sebab konsentrasinya harus sekitar dua juta dikalikan pangkat dua dari Cu+. Disproporsionasi akan menajdi sempurna. Di lain pihak jika Cu+ dijaga sangat rendah (seperti pada zat yang sedikit larut atau ion kompleks mantap), Cu2+ sangat kecil dan tembaga (I) menjadi mantap. Ditinjau dari struktur elektron yang lebih stabil adalah Cu+, karena elektronnya terisi penuh, sedangkan untuk ion Cu2+ tidak stabil karena orbital tidak terisi penuh elektron.
Tembaga (I) seperti terdapat dalam CuI dan Cu(CN) memiliki bentuk stereokimia tetrahedral, sedangkan Cu (II) memiliki bentuk yang lebih beragam. Segiempat untuk CuO(s), CuCO, atau CuCl dan oktahedral terdistorsi dalam ikatan trans yang lebih panjang sebagai contoh Cu(H2O) dan CuCl2(s).
Tembaga dalam jumlah yang kecil esensial bagi kehidupan, tetapi akan bersifat racun dalam jumlah yang besar, terutama bagi bakteri, alga, dan fungi. Diantara banyak senyawa tembaga yang digunakan sebagai pestisida adalah asetat basa, karbonat, klorida, hidroksida, dan sulfat. Secara komersil senyawa tembaga yang terpenting adalah CuSO4.5H2O. Selain dalam bidang pertanian, CuSO4 juga digunakan untuk baterai dan penyepuhan, pembuatan garam tembaga yang lain, perminyakan, karet, dan industri baja.
Secara umum garam tembaga (I) tidak larut dalam air. Senyawa-senyawa tembaga (II), yang dapat diturunkan dari tembaga (II) oksida, CuO hitam. Garam-garam tembaga (II) umumnya berwarna biru, baik dalam bentuk hidrat, padat, maupun dalam larutan air. Warna ini benar-benar khas hanya untuk ion tetraakuokuprat (II) [Cu (H2O)4]2+ saja. Garam-garam tembaga (II) anhidrat, seperti tembaga (II) sulfat anhidrat CuSO4, berwarna putih (atau sedikit kuning). Senyawa-senyawa Cu (I) berwarna putih kecuali oksidasinya merah. Sedangkan senyawa Cu (II) hidratnya biru dan anhidratnya abu-abu. Senyawa-senyawa Cu (II) lebih stabil dalam larutan. Mereka beracun dan mengion yang berwarna gelap (biru gelap) yang terbentuk dengan larutan amonia berlebihan. Cu digunakan buat kabel, kawat, peralatan listrik; dalam logam-logam paduan; monel, perunggu kuningan, perak jerman, perak nikel untuk ketel dan lain-lain. Umumnya bijih tembaga hanya mengandung 0,5% Cu. Pemekatan bijih ini sangat diperlukan. Hal ini biasanya dilakukan dengan pengembangan menghasilkan bijih pekat dengan kandungan sekitar 20-40%. Untuk mendapatkan tembaga yang lebih murni, Cu2O direduksi dengan karbon (C). Reaksinya sebagai berikut
2Cu2O + C → 4Cu + CO2
Tembaga merupakan salah satu logam yang terdapat cukup banyak dalam keadaan bebas. Metalurgi dan kegunaan tembaga. Melalui ekstraksi tembaga dari bijihnya (biasanya sebagai sulfida) lebih rumit. Kekompleksan ini meningkat sebab adanya besi sulfida pada bijih tembaga. Prosedur yang biasa digunakan mengakibatkan besi diproduksi bersama-sama dengan tembaga. Untuk menghindari hal ini, besi harus dipisahkan sebelum reduksi akhir logam tembaga dilakukan. Lima langkah yang dilakukan adalah pemekatan, pemanggangan, peleburan, pengubahan dan pengilangan. Senyawa tembaga (I) stabil dalam larutan air bila keadaan tembaga (I) mengalami disproporsionasi dalam alrutan air dan bila konsentrasi dari tembaga tersebut sangat rendah.
Potensial pengionan pertama Cu lebih tinggi daripada golongan alkali. Karena elektron-elektron pada kulit d juga dilibatkan dalam ikatan logam, panas penyubliman dan titik leleh tembaga juga jauh lebih tinggi daripada alkali. Jika kita membuat Cu+ cukup banyak pada larutan air, Cu2+ akan berada pada jumlah banyak. Disproporsionasi akan menjadi sempurna. Di lain pihak jika Cu+ dijaga sangat rendah (seperti pada zat yang sedikit larut atau ion kompleks mantap), Cu2+ sangat kecil dan tembaga (I) menjadi mantap. Cu+(aq) mengalami disproporsionasi secara spontan pada keadaan standar (baku).
Asam tatrat atau asam sitrat terkandung dalam suatu larutan, maka tembaga (II) hidroksida tak diendapkan oleh larutan basa alkali, tetapi larutan jadi berwarna biru. Jika larutan yang basa ini diolah dengan zat-zat pereduksi tertentu, seperti hidroksilamina, hidrazina, glukosa dan asetaldehida maka tembaga (I) hidroksida yang kuning mengendap dari larutan yang hangat, yang kemudian diubah menjadi tembaga (I) oksida merah (www. annisanfushie, weblogs).
Sifat-sifat katalitik dari senyawa-senyawa tembaga
Senyawa-senyawa tembaga mengkatalisis banyak reaksi baik sebagai katalitik homogen, heterogen, dalam fase gas, dengan pelarut organic, maupun dalam air. Kebanyakan dari reaksi-reaksi ini, khususnya jika dalam larutan dalam air melibatkan sistem oksidasi-reduksi dan sebuah siklus redok Cu+ – Cu2+. Oksigen molekuler sering dapat digunakan sebagai oksidan, seperti oksida asam askorbat yang dikatalis tembaga dan dalam proses Wecker (pembuatan PdCl2 dengan melibatkan CuCl2, HCl, dan O2). Oksidasi mungkin melibatkan reaksi adisi oksidatif awal sebagai berikut.
Cu+ + O2 CuO2+
CuO2+ + H+ Cu2+ + HO2
Cu+ + H2O Cu2+ + HO2
H+ + HO2 H2O2
Senyawa-senyawa tembaga mempunyai banyak kegunaan dalam kimia organic untuk oksidasi seperti fenol oleh kompleks amina. Kompleks amina dari Cu2+ dan halogenasi. Tembaga (II) juga mempunyai kedudukan cukup penting dalam biokimia (Sudria, 2002).
III. Alat dan bahan
Adapun alat dan bahan yang diguankan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut :
A. Alat
1. Gelas kimia
2. Pemanas
3. Kaki tiga
4. Cawan penguap
5. Batang pengaduk
6. Tabung Reaksi
7. Pipet tetes & Labu ukur
B. Bahan
1. HCl 6M
2. CuSO4
3. Logam seng
IV. Hasil pengamatan
A. Eksperimen Pendahuluan
1. Sekeping logam dipanaskan pada nyala pembakar dengan penjepit
Keping logam berwarna merah keemasan. Setelah dibakar warna api berubah menjadi hijau disekeliling logam dan warna pada logam setelah dipanaskan berwarna kemerah-merahan.
2. Sekeping tembaga dimasukkan ke dalam 2 mL asam nitrat encer, kemudian dipanaskan. Gas yang terbentuk diperiksa.
Keping tembaga dimasukkan ke dalam asam nitrat encer dan dipanaskan terbentuk gas perak dan larutan berwarna kebiruan.
3. Ditambahkansetetesdemi setetes larutan NaOH encer ke dalam 2 mL larutan tembaga sulfat, sampai NaOH berlebih
Setelah larutan CuSO4 yang berwarna biru ditetesi dengan larutan NaOH encer terbentuk gumpalan biru bagian atas larutan dan endapan berwarna biru. Setelah ditambahi dengan NaOH berlebih endapan yang terbentuk melarut.
4. Ditambahkansetetes demi setetes larutan ammonia ke dalam 2 mL larutan tembaga sulfat, sampai larutan ammonia berlebih.
Larutan CuSO4 yang berwarna biru ditetesi dengan larutan ammonia yang tak berwarna terbentuk larutan berwarna biru muda dan endapan berwarna biru. Setelah ditetesi dengan ammonia berlebih endapan melarut dan larutan berwarna biru pekat.
5. Ditambahkansetetesdemi setetes HCl pekat ke dalam 2 mL larutan CuSO4
Larutan CuSO4 ditetesi dengan larutan HCl pekat larutan yang semula berwarna biru menjadi memudar. Setelah ditetesi berlebih terbentuk larutan berwarna hijau.
6. HClpekat ditambahkan terus sampai tidak terjadi lagi perubahan.
Setelah ditambahkan HCl lagi, tidak terjadi perubahan lagi.
V. Kesimpulan
Kesimpulan dari percobaan yang dilakukan adalah:
1. Tembaga merupakan suatu logam yang teroksidasi jika dibakar warnanya memendar dan bila direaksikan dengan HNO3 menghasilkan gas yaitu gas NO. Suatu Tembaga (I) oksida telah terbentuk dengan melarutkan CuSO4 di dalam campuran NaOH dan Kalium tartrat. Tembaga (II) klorida dibuat dengan mereaksikan CuO dengan asam klorida. Tembaga (I) yodida dibuat dengan mereaksikan tembaga (II) sulfat dengan Kalium iodida.
VI. Daftar Pustaka
Petrucci, Ralph H. 1987. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern, Jilid 3 (alih bahasa Suminar Ahmadi). Penerbit Erlangga : Jakarta.
Sudria, IB Nyoman dan Manimpan Siregar. 2002. Buku Penuntun Belajar Kimia Anorganik II (Bagian kedua). IKIP Negeri Singaraja : Jurusan Pendidikan Kimia.
Svehla, G. 1990. Vogel: Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro, Bagian I. PT Kalman Media Pusaka: Jakarta.
Syabatini, Annisa. 2009. Kimia Tembaga. www. Annisanfushie weblogs.
http://www.google.com. Pengaruh Waktu Pelapisan Nikel pada Tembaga dalam Pelapisan Crom dekoratif terhadap Tingkat Kecerahan dan Ketebalan Lapisan.Volume. 2 No. 1
Syukri, S. 1999. Kimia Dasar 2. ITB Press. Bandung.
Cotton and Wikinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. UI- Press : Jakart
Komentar
Posting Komentar