kation golongan II

Reaksi Pengenalan Kation Golongan II

I.                   Tujuan Praktikum

1.      Mahasiswa mengenal reaksi–reaksi identifikasi kation–kation  golongan II zat anorganik.

2.      Mahasiswa dapat menjelaskan perubahan–perubahan yang terjadi dalam setiap reaksi identifikasi kation golongan II.

3.      Mahasiswa dapat menuliskan persamaan–persamaan reaksi yang terjadi.

II.                Dasar Teori

Analisa kimia adalah penyelidikan kimia yang bertujuan untuk mencari susunan persenyawaan atau campuran persenyawaan di dalam suatu sampel. Analisa kimia terdiri dari dua langkah yaitu analisa kualitatif dan analisa kuantitatif. Analisa kualitatif adalah penyelidikan kimia yang bertujuan mengidentifikasi penyusun-penyusun suatu zat, campuran zat, atau larutan yang biasanya unsur penyusunnya bergabung antara yang satu dengan yang lainnya, sedangkan analisa kuantitatif adalah penyelidikan kimia yang bertujuan untuk menentukan berapa banyaknya penyusun– penyusun suatu zat.

Untuk tujuan analisis kualitatif sistematik kation–kation  diklasifikasikan dalam lima golongan berdasarkan sifat–sifat kation tersebut terhadap beberapa regensia. Regensia golongan yang dipakai untuk klasifikasi kation yang paling umum adalah asam klorida (HCl), hidrogen sulfida (H₂S), amonium sulfida (NH₄)₂S, dan amonium karbonat (NH₄)₂CO₃. Klasifikasi ini didasarkan pada pembentukan endapan atau tidak pada reaksi suatu kation dengan reagensia-reagensia. Jadi klasifikasi kation boleh dikatakan berdasarkan atas perbedaan kelarutan dari klorida, sulfida, dan karbonat dari kation tersebut. Kation golongan II tidak bereaksi dengan asam klorida, tetapi membentuk endapan dengan hidrogen sulfida dalam suasana asam mineral encer.

                        Reagensia kation golongan II adalah hidrogen sulfida. Reaksi golongan ini membentuk endapan dengan berbagai warna.

                        Reaksi golongan, endapan–endapan dengan berbagai warna: merkurium (II) sulfida, HgS (hitam), timbel (II) sulfida, PbS (hitam), tembaga (II) sulfida, CuS (hitam), kadmium sulfida, CdS (kuning), bismut (III) sulfida, Bi₂S₃ (coklat), arsenik (III) sulfida, As₂S₃ (kuning), arsenik (V) sulfida (kuning), stibium (III) sulfida, Sb₂S₃ (jingga), stibium (V) sulfida, Sb₂S₅ (jingga), timah (II) sulfida, SnS (coklat), dan timah (IV) sulfida, SnS (kuning).

                        Kation golongan II dibagi menjadi dua sub-golongan yaitu tembaga dan arsenik. Dasar pembagian ini adalah kelarutan endapan sulfida dalam amonium polisulfida. Sulfida dari sub-golongan tembaga tidak larut dalam golongan ini, sedangkan sulfida dari sub-golongan arsenik melarut dengan membentuk garam tio.

                        Sub golongan tembaga, dari: merkurium (II), timbel (II), bismut (III), tembaga (II), dan kadmium (II). Meskipun bagian terbesar ion timbel (II) diendapkan dengan asam klorida encer bersama ion–ion lain dari golongan I, pengendapan ini agak kurang sempurna, disebabkan oleh kelarutan timbel (II) klorida yang relatif tinggi. Maka dalam pengerjaan analisis sistematik, ion–ion timbel masih akan tetap ada, ketika kita bertugas mengendapkan golongan kation II. Reaksi–reaksi ion timbel (II) sudah diuraikan bersama–sama dengan reaksi–reaksi kation golongan pertama.

                        Klorida, nitrat, dan sulfat dari kation–kation sub-golongan tembaga sangat mudah larut dalam air. Sulfida, hidroksida, dan karbonatnya tidak larut. Beberapa kation dari sub-golongan tembaga (merkurium (II), tembaga (II), dan kadmium (II)) cenderung membentuk kompleks (amonia, ion sianida, dan seterusnya).

                        Sub-golongan arsenik terdiri dari ion arsenik (III), arsenik (V), stibium (III), stibium (V), timah (II), dan timah (IV). Ion–ion ini mempunyai sifat amfoter: oksidanya membentuk garam baik dengan asam maupun dengan basa. Jadi, arsenik (III) oksida dapat dilarutkan dalam asam klorida dan terbentuk kation arsenik (III).

As₂O₃ + 6HCl             2As³⁺ + 6Cl^- + 3H₂O

Disamping ini, arsenik (III) oksida larut pula dalam natrium hidroksida, yang mana terbentuk ion arsenit.

As₂O₃ + 6OH^-             2AsO₃^3- +3H₂O

Melarutnya sulfida dalam amonium polisulfida dapat dianggap sebagai pembentukan garam-tio dari asam-tio anhidrat. Jadi, melarutnya arsenik (III) sulfida asam tio mengakibatnya terbentuknya ion–ion amonium dan tioarsenit (amonium tioarsenit : suatu garam-tio).

As₂S₃    + 3S^2-              2AsS₃^3-

Semua sulfida dari sub-golongan arsenik larut dalam amonium sulfida (tak berwarna), kecuali timah (II) sulfida untuk melarutkan yang terakhir ini, diperlukan amonium polisulfida, yang bertindak sebagian sebagai zat pengoksid, sehingga terbentuk ion tiosianat.

SnS  +  S₂^2-               SnS₃^2-

Perhatikan, bahwa sementara timah adalah bivalen dalam endapan timah (II) sulfida, ia adalah tetravalen dalam ion tiosianat. Ion–ion arsenik (III), stibium (III), dan timah (II), dapat dioksidasikan menjadi ion arsenik (V), stibium (V), dan timah (IV). Di lain pihak, ion yang terakhir ini dapat direduksi oleh zat–zat pereduksi yang sesuai. Besarnya potensial oksidasi–reduksi dari sistem arsenik (V) dan arsenik (III), dan stibium (V) dan stibium (III), bergabung pH maka oksidasi atau reduksi ion yang bersangkutan dapat dibantu dengan memilih pH yang sesuai untuk reaksi tersebut.           

Pada percobaan kali ini lebih ditekankan pada pemisahan dan identifikasi kation golongan II. Kation golongan II adalah bismut (III), merkurium (II), kadmium (II), dan tembaga (II).

III.             Prosedur Kerja

1.      Alat :

a.       Tabung reaksi

b.      Rak tabung reaksi

c.       Pipet pendek

d.      Pipet panjang

e.       Spatula

f.       Gelas beaker

g.      Penjepit tabung reaksi

h.      Pembakar spirtus

i.        Kaca arlogi

2.      Bahan :

a.       Bi(NO₃)₃

b.      KI

c.       NH4OH

d.      NaOH

e.       Hg(NO3)2

f.       CdSO4

g.      CuSO4

h.      SbCl3

i.        Aquades

j.        HCl

3.      Skema Kerja

·      Bismut (Bi³⁺)

1)     

Bi(NO3)3 + KI (bertetes-tetes)

Larutan Bi(NO₃)₃ + larutan KI

 

Dibagi menjadi 2

endapan hitam

                                             

 

2)     

Bi(NO3)3 + NaOH (bertetes-tetes)

Larutan Bi(NO₃)₃ + larutan NaOH

 

3)      Larutan Bi(NO₃)₃ + larutan NH₄OH

 

Ditambahkan NH4OH berlebihan

Endapan

Endapan putih

                                     

·      Merkurium (Hg²⁺)

1)      Larutan Hg(NO₃)₂ + larutan KI

 

2)      Larutan Hg(NO₃)₂ + larutan NaOH

 

Endapan kuning

                                    

3)      Larutan Hg(NO₃)₂ + larutan NH₄OH

 

·      Kadmium (Cd²⁺)

1)      Larutan CdSO₄ + larutan NaOH

 

2)      Larutan CdSO₄ + larutan NH₄OH

 

                                                                                                          

·      Tembaga (Cu²⁺)

1)      Larutan CuSO₄ + larutan NaOH

 

                                              

2)      Larutan CuSO₄ + larutan NH₄OH

 

                                               

3)      Larutan CuSO4 + larutan KI

 

                                               

·      Stibium (Sb³⁺)

1)      Larutan SbCl₃ + aquades

 

2)      Larutan SbCl3 + larutan NaOH

 

VI.                     HASIL DAN PEMBAHASAN

1.      Hasil

Tabel I.1 Pengenalan Kation Golongan II

Cara Kerja	Reaksi Ion	Pengamatan
Bismuth (Bi 3+)
1.    Lar. Bi(NO3)3 + Lar. KI Endapan yang terbentuk dibagi dua:	Bi(NO3)3 + KI → BiI3 ↓ + 3KNO3	Endapan hitam
a.       Endapan + larutan KI berlebih		Larut, hitam kehijauan
b.      Endapan + air panas		Larut, merah orange
2.    Lar. Bi(NO3)3 + Lar NaOH bertetes-tetes lalu dilanjutkan sampai berlebih	Bi(NO3)3 + 3NaOH → Bi(OH)3 ↓ + 3NaNO3	Endapan putih, semakin berlebih larutan, endapan putih semakin banyak
3.    Lar. Bi(NO3)3 + Lar. NH3bertetes-tetes lalu dilanjutkan sampai berlebih	Bi3+ + NO3- + 2NH3 + 2H2O → Bi(OH)2NO3 ↓ + 2NH4+	Endapan putih
Merkuri ( Hg2+ )
1.    Lar. Hg(NO3)2 + Lar. KI bertetes-tetes lalu dilanjutkan sampai berlebih	Hg(NO3)2 + 2KI → HgI2 ↓ + 2KNO3	Endapan orange lalu merah bata
2.      Lar. Hg(NO3)2 + Lar. NaOH bertetes-tetes lalu dilanjutkan sampai berlebih	2Hg2+ + 2OH- → HgO ↓ + H2O	Endapan kuning dan ada putih-putih melayang
3.    Lar. Hg(NO3)2 + Lar. NH3	2Hg2+ + NO3- + 4NH3 + H2O → HgO.Hg(NH2)NO3 ↓ 3NH4+	Endapan putih
Cadmium (Cd2+)
1.      Lar. CdSO4+ Lar. NaOH bertetes-tetes lalu dilanjutkan sampai berlebih	Cd2+ + 2OH-Cd(OH)2 ↓                                        Cd(OH)2 ↓	Endapan putih
2.      Lar. CdSO4+ Lar. NH3 bertetes-tetes	Cd2+ + 2NH3 + 2H2OCd(OH)2 ↓ + 2NH4+                                                   Cd(OH)2 ↓ + 2NH4+	Endapan putih
Tembaga (Cu 2+)
1.      Lar. CuSO4 + Lar. NaOH bertetes-tetes, lalu berlebih	Cu2+ + 2OH-Cu(OH)2 ↓	Endapan biru tua
2.    Lar. CuSO4 + Lar. NH3 bertetes-tetes, lalu berlebih	2Cu2+ + SO42- + 2NH3 + 2H2O → Cu(OH)2.CuSO4 ↓ + 2NH4+	Endapan biru muda
3.    Lar. CuSO4 + KI	2Cu2+ + 5I- → 2CuI ↓ I-3	Larutan berwarna coklat, namun endapannya berwarna putih

2.      Pembahasan

a.       Bismuth (Bi²⁺)

                Kalium Iodida (KI) bila ditambahkan tetes demi teteskedalamlarutan Bi(NO₃)₃ akan menghasilkan endapan hitam, Bismut (III)  Iodida , dengan persamaan reaksi sebagai berikut :

Bi(NO₃)₃ + KI → BiI₃ ↓ + 3KNO₃

                Endapan Bismut (III)  Iodida apabila ditambahkan dengan larutan KI berlebih maka endapan akan semakin larut, dan terbentuk ion tetraiodobismutat berwarna hitam kehijauan. Dengan persamaan reaksi sebagai berikut :

BiI₃ ↓ + I^-             [BiI₄]^-

                Endapan Bismut (III)  Iodida jika ditambahkan air lalu dipanaskan maka ia akan larut berwarna orange karena pembentukan bismutil iodida. Ditunjukkan dengan persamaan reaksi sebagai berikut :

BiI₃ ↓ + H₂O → BiOI ↓ + 2H⁺ + 2I^-

                Larutan Bi(NO₃)₃ apbila ditambahkan dengan Natrium Hidroksida (NaOH) maka akan menghasilkan endapan putih Bismut (III) Hidroksida. Dengan persamaan reaksi sebagai berikut:

Bi(NO₃)₃ + 3NaOH → Bi(OH)₃ ↓ + 3NaNO₃

                Larutan Bi(NO₃)₃apabila ditambahkan dengan larutan amonia (NH3) maka dihasilkan endapan putih dengan reaksi sebagai berikut :

Bi³⁺ + NO₃^- + 2NH₃ + 2H₂O → Bi(OH)₂NO₃ ↓ + 2NH₄⁺

                Bila ditambahkan dengan larutan NH₃ berlebih endapan tetap tidak larut (tidak ada perubahan) .

b.      Merkuri (Hg²⁺)

                Penambahan larutan Kalium Iodida beberapa tetes ke dalam larutan Hg(NO₃)₂ menghasilkan endapan orange merkurium (II) iodida.

Hg(NO₃)₂ + 2KI → HgI₂ ↓ + 2KNO₃

                Pada penambahan larutan KI berlebihan terhadap endapan HgI₂ dihasilkan endapan yang melarut, dimana ion tetraiodomerkurat(II) terbentuk.

HgI₂ ↓ + 2I^- → [HgI₄]₂^-

                Penambahan larutan natrium hidroksida (NaOH) kedalam larutan Hg(NO₃)₂ dihasilkan endapan kuning merkurium(II) oksida. Dengan persamaan reaksi sebagai berikut:

2Hg²⁺ + 2OH^- → HgO ↓ + H₂O

                Penambahan larutan amonia (NH3) kedalam larutan Hg(NO₃)₂ dihasilkan endapan putih merkurium(II) oksida dan merkurium (II) amidonitrat, dengan persamaan reaksi sebagai beikut:

2Hg²⁺ + NO₃^- + 4NH₃ + H₂O → HgO.Hg(NH₂)NO₃ ↓ 3NH₄⁺

c.       Kadmium (Cd²⁺)

                Penambahan beberapa tetes larutan natrium hidroksida (NaOH) ke dalam larutan CdSO₄ dihasilkan endapan putih kadmium (II) hidroksida. Dengan persamaan reaksi sebagai berikut :

Cd²⁺ + 2OH^-                   Cd(OH)₂ ↓

                Penambahan larutan natrium oksida secara berlebihan tidak terjadi perubahan. Endapan tetap tidak melarut.

                Penambahan kelarutan amonia (NH₃) kedalam larutan CdSO₄ dihasilkan endapan putih kadmium (II) hidroksida.

Cd²⁺ + 2NH₃ + 2H₂O                 Cd(OH)₂ ↓ + 2NH₄⁺

d.      Tembaga (Cu²⁺)

                Penambahan beberapa tetes larutan natrium hidroksida (NaOH) ke dalam larutan CuSO₄ dihasilkan endapan biru tua tembaga (II) hidroksida. Dengan persamaan reaksi sebagai berikut :

Cu²⁺ + 2OH^-                    Cu(OH)₂ ↓

                Penambahan larutan natrium oksida secara berlebihan endapan tetap tidak melarut. Namun warnanya semakin biru tua.

                Penambahan beberapa tetes larutan amonia (NH₃) ke dalam larutan CuSO₄ dihasilkan endapan biru muda tembaga (II) hidroksida. Dengan persamaan reaksi sebagai berikut :

2Cu²⁺ + SO₄^2- + 2NH₃ + 2H₂O → Cu(OH)₂.CuSO₄ ↓ + 2NH₄⁺

                Penambahan larutan amonia secara berlebihan endapan tetap tidak melarut. Namun warnanya semakin biru.

                Penambahan larutan kalium iodida ke dalam larutan CuSO₄ dihasilkan endapan putih tembaga(I) iodida, tetapi larutannya berwarna coklat karena terbentuknya ion-ion tri-iodida (iod) :

2Cu²⁺ + 5I^- → 2CuI ↓ I^-₃

I.                   SIMPULAN DAN SARAN

1)      Simpulan

a.       Dari reaksi dapat teridentifikasi bahwa larutan mengandung Bi ³⁺ , Hg ²⁺ , Cd ²⁺ , Cu ²⁺.

b.      Kation golongan II dari sub golongan tembaga yaitu : Bi 3+ , Hg 2+ , Cu 2+ membentuk endapan (tidak melarut).

c.       Kation golongan II dari sub golongan arsenik yaitu Cd 2+ cenderung mengendap apabila direaksikan dengan regensia NaOH dan NH3. Endapan yang terbentuk ialah berwarna putih.

2)      Saran

a.         Penambahan reagen secara berlebih akan sangat mempengaruhi endapan yang terbentuk. Oleh karena itu, penambahan reagen harus dilakukan setetes demi tetes agar hasil pengamatan lebih akurat.

b.        Dalam menggunakan pipet untuk menambahkan reagen lakukanlah sesuai prosedur kerja.

DAFTAR PUSTAKA

Tim dosen praktikum kimia analisa. 2013. Buku Petunjuk Praktikum Kimia Analisa, Teknik Kimia. FT UNNES Semarang.

Soetoino,Ir.I dan Dr.A Hadyana Pujatmoko.1979. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitas Makro dan Semimikro (VOGEL). Jakarta. PT Kalman Media Pustaka.