Pengaruh Amonia (NH3) pada Pembuatan Garam Kompleks Cu(NH3)4SO4.H2O dan Garam Rangkap Cu(NH4)2(SO4)2.6H2O

Pengaruh Amonia (NH3) Pada Pembuatan Garam Kompleks Cu(NH3)4SO4.H2O dan Garam Rangkap Cu(NH4)2(SO4)2.6H2O

Ester Basani Panggabean1, Meidy Citra Pratiwi2

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan

Email: meidycitrapratiwi67@gmail.com

ABSTRAK

 Garam rangkap adalah garam yang terbentuk dari kristalisasi larutan campuran sejumlah ekivalen dua atau lebih garam tertentu. Garam kompleks adalah garam yang terbentuk dari suatu anion atau kation kompleks, atau dikenal sebagai senyawa koordinasi dan di dalam larutan akan terionisasi menjadi ion-ion komponennya. Kristal CuSO4.5H2O merupakan padatan kristal biru yang dapat dibuat dengan mereaksikan tembaga dengan asam sulfat dan asam nitrat yang kemudian dipanaskan sehingga membentuk kristal berwarna biru tersebut. Berat kristal pada pembuatan garam rangkap yang diperoleh sebanyak 6.17 gram * Berat kristal pada pembuatan garam complex yang diperoleh sebanyak 4.39 gram.

Kata Kunci Garam Rangkap, Garam Kompleks, Ammonia

ABSTRACT

 Double salts are salts formed from the crystallization of a mixture of equivalent amounts of two or more certain salts. Complex salts are salts that are formed from an anion or cation complex, otherwise known as a coordination compound and in solution will be ionized into its ionic components. CuSO4.5H2O crystals are blue crystalline solids which can be prepared by reacting copper with sulfuric acid and nitric acid which are then heated to form these blue crystals. Crystal weight in the preparation of double salt obtained was 6.17 grams * Crystal weight in the preparation of complex salt was obtained as much as 4.39 grams.

Keywords: Double Salt, Complex Salt, Ammonia

PENDAHULUAN

 Di dalam kehidupan sehari-hari, garam merupakan salah satu kebutuhan pelengkap dalam kehidupan manusia. Haram dapat terbagi menjadi dua yaitu, garam rangkap dan garam kompleks.

 Garam rangkap adalah garam yang terbentuk dari kristalisasi larutan campuran sejumlah ekivalen dua atau lebih garam tertentu. Garam rangkap terbentuk apabila dua garam mengkristal bersama-sama dengan perbandingan molekul tertentu. Garam kompleks adalah garam yang terbentuk dari suatu anion atau kation kompleks, atau dikenal sebagai senyawa koordinasi dan di dalam larutan akan terionisasi menjadi ion-ion komponennya (Rasmila,2022).

 Senyawa kompleks merupakan senyawa koordinasi yang selalu memiliki ion atau molekul kompleks dan tidak dapat dipisahkan antara unsur yang satu dengan unsur lainnya sebagai senyawanya.

 Kristal CuSO4.5H2O merupakan padatan kristal biru yang dapat dibuat dengan mereaksikan tembaga dengan asam sulfat dan asam nitrat yang kemudian dipanaskan sehingga membentuk kristal berwarna biru tersebut (Fitrony,dkk,2013).

 Garam ammonium sulfat dapat terperangkap dalam pori zeolit dalma bemtuk (NH4)2Ca(SO4)2. Penggunaan reaktan ammonium sulfat yang berlebihan akan bergabung dengan garam yang terbentuk yaitu CaSO4 membentuk garam rangkap (NH$)2Ca(SO4)2, sedangkan garam (NH$)2Ca(SO4)2 yang ada di alam dikenal dnegan koktait (Taslimah,dkk,2003). 

 Berdasarkan bahan materi yang terdapat diatas, maka dapat dilakukan sebuah praktikum mengenbai pembuatan garam kompleks Cu(NH3)4SO4.H2O dan garam rangkap Cu(NH4)2(SO4)2.6H2O.

METODE PENELITIAN

Alat dan Bahan

 Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah Neraca, tabung reaksi,rak tabung reaksi,gelas ukur 10 ml , cawan porselin 75 mm,gelas, kimia 100 ml, spatula, kaca arloji, penjepit tabung,pipet tetes, kaki tiga, kawat kasa, pembakar spiritus,batang pengaduk,dan oven.Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Tembaga sulfat pentahidrat, padatanammonium sulfat, etanol,amonia 15 M , HCL 0,01 M, aquades, kertas saring , dan es batu.

Metode

 Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah deskriptif. Dalam pembuatan garam kompleks dan pembuatan garam rangkap yaitu metode kristalisasi yaitu proses pembentukan bahan padat dari pengendapan larutan, melt (campuran leleh), atau lebih jarang pengendapan langsung dari gas. Kristalisasi juga merupakan teknik pemisahan kimia antara bahan padat-cair, di mana terjadi perpindahan massa (mass transfer) dari suatu zat terlarut (solute) dari cairan larutan ke fase kristal padat. Penelitian ini dilakukan di laboratorium Universitas Negeri Medan.

Tahapan Penelitian 

 Pembuatan Garam Rangkap Cu (NH4)2(SO)4. 6 HO Dimasukkan 5 gram CuSO4.5H20 dan 3 gram (NH4)2 SO4 uke dalam gelus kimia 100 ml kemudian Ditambahkan 12 mL aquades dipanaskan perlahan-lahan sampai semua gatum larut sempurna,dan dihentikan pemanasan. Kemudian Didinginkan di dalam air es sampai terbentuk kristal garam rangkap yang cukup banyak dan Dipisahkan kristal yang terbentuk dari cairannya dikeringkan dan ditimbang.

Pembuatan Garam Kompleks Cu(NH3)4SO4 

 Dimasukkan 8 ml larutan ammonia 14 M dan 15 mL aquades ke dalam gelas kimia 100 ml kemudian Ditambahkan 5 gram CuSO4. 5H20 sambil diaduk sampai semua kristal larut sempurna kemudian Ditambahkan etanol setetes demi tetes melalui dinding gelaskimia sampai seluruh permukaan turutan tertutupi oleh etanol. Ditutup gelas kimia secepat mungkin dengan kaca arloji dan dibiarkan selama 30 menit. Diaduk secara perlahan untuk menyempurnakan Pengendapan Setelah dibiarkan selamat 30 menit. Dipisahkan endapan kristal kompleks yang terbentuk. Dicuci kristal yang berbentuk dengan campuran 3 mL larutan. ammonia 14 M dan 3 ml etanol Dikeringkan kristal yang diperoleh dan ditimbang.

Perbandingan sifat Garam Rangkap dan Garam kompleks. 

1. Dengan Menggunakan H2O 

 Disiapkan dua buah tabung reaksi dan diberi nomor kemudian Dimasukkan 0,1 gram Cu(NH4)2(SO4)2.6 HO ke dalam tabung 1 selanjutnya Dimasukkan 0,1 gram Cu(NH3)4SO4 ke dalam tabung 2 kemudian Ditambahkan 5 ml aquades ke dalam tabung reaksi 1 dan 2 selanjutnya Dikocok dan diamati perubahan yang terjadi.dan Dipanaskan tabung reaksi 1 dan 2, lalu diamati perubahan warna dan bau yang terbentuk

2. Dengan Menggunakan HCL

        Disiapkan dua buah tabung reaksi dan diben nomor kemudian Dimasukkan 0,1 gram Cu(NH4)2(SO4)2.6HO ke dalam tabung 1 selanjutnya Dimasukkan 0,1 gram Cu(NH3)4SO4 ke dalam tabung 2 Ditambahkan 5 ml HCL 0,01 M ke dalam tabung reaksi 1 dan 2 kemudian Dikocok dan diamati perubahan yang terjadi.Kemudian Dipanaskan tabung reaksi 1 dan 2, lalu diamati perubahan warna dan bau yang terbentuk.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil

 Dalam Pembuatan garam rangkap Cu(NH4)2 (SO4)2.6H2O, dilakukan dengan memasukkan 5 gram CuSO4.5H2O dan 3 gram (NH4)2 SO4 ke dalam gelas kimia 100 mL dan ditambahkan 12 mL aquades (H2O) dipanaskan perlahan sampai garam larut sempurna dan saat itu terbentuk larutan berwarna biru muda. Ketika semua garam sudah larut sempurna, dihentikan pemanasan dan dibiarkan dingin pada temperature kamar dan terbentuk kristal.

 Setelah itu, larutan yang terdapat dalam gelas kimia tersebut didinginkan dalam wadah yang berisi es batu, sehingga terbentuk kristal garam rangkap yang cukup banyak. Disaring kristal menggunakan kertas saring, kemudian dikeringkan di dalam oven sampai kristal mengering semuanya. Dan diperoleh berat bersih yaitu 6,17 gram kristal garam rangkap yang berwarna biru muda.

    

Dalam pembuatan garam kompleks (Cu(NH3)4 SO4), dilakukan dengan memasukkan 8 mL ammonia 14 M dan 5 mL aquades (H2O) ke dalam gelas kimia 100 mL, setelah itu ditambahakan 5 gram CuSO4.5H2O sambal diaduk sampai semua kristal melarut sempurna dan menghasilkan larutan berwarna biru tua keunguan. Setelah itu ditambahkan etanol secara perlahan-lahan dari dinding gelas kimia sampai seluruh permukaan larutan ditutupi etanol, kemudian ditutup gelas kimia menggunakan kaca arloji dan dibiarkan sampai 30 menit tanpa ada goyangan. Setelah 30 menit, dibuka dan diaduk secara perlahan untuk menyempurnakan pengendapan. Dipisahkan endapan kristal kompleks yang terbentuk menggunakan kertas saring dan menghasilkan filtrat berwarna biru tua. Lalu, dicuci kristal yang dipeeoleh menggunakan campuran 3 mL ammonia 14 M dan 3 mL etanol, kemudian dikeringkan kristal yang diperoleh dan ditimbang. Dan didapat berat bersih yaitu 4,39 gram kristal garam kompleks berwarna biru tua.

Gambar Garam Kompleks . Dokpri

Dalam pengujian perbandingan sifat garam rangkap dan garam kompleks, dilakukan dengan menyiapkan 4 buah tabung dua tabung untuk uji sifat menggunakan garam + aquades, dua buah tabung lagi untuk uji sifat menggunakan garam + HCL. Keempat buat tabung diberi label nama dengan masing-masing tabung 1 untuk garam rangkap (biru Muda) dan tabung 2 untuk garam kompleks (biru tua) dengan menambahkan 5 mL aquades per tabung, dan lakukan hal yang sama pada kedua tabung lainnya dengan menambahkan 5 mL HCL 0,01M per tabung. 

Setelah itu setiap tabung dikocok dengan kuat sampai larut sempurna dan terbentuk larutan berwarna biru muda pada tabung berisi garam rangkap dan larutan berwarna biru tua pada tabung berisi garam kompleks. Lalu, dilakukan pemanasan pada setiap tabung sehingga diperoleh hasil, tabung 1 (garam rangkap, aquades) larutan tidak mengalami perubahan warna, terdapatnya gelembung pada saat pemanasan dan gas berwarna putih. 

Pada tabung 2 (garam kompleks, aquades) larutan tidak berubah warna dan berbau seperti bau ammonia. Pada tabung 1 (garam rangkap, HCL) larutan berwarna biru sedikit pucat, bergelembung pada saat pemanasan dan terdapat gas berwarna putih. Pada tabung 2 (garam kompleks, HCL) larutan berubah warna menjadi coklat kehitaman, terdapat endapan berwarna hitam dan berbau menyengat.

   

(Gambar Larutan Garam Rangkap+aquades+pemanasan)

      (Gambar larutan garam + aquades, dipanaskan). 

          

  

Larutan Garam Rangkap+ HCL + Pemanasan 

(Gambar larutan garam + HCL, dipanaskan). 

PEMBAHASAN

Garam rangkap merupakan suatu garam yang terbentuk dari kristalisasi larutan campuran sejumlah ekivalen dua atau lebih garam tertentu. Garam rangkap terbentuk apabila dua garam mengkristal bersama-sama dengan perbandingan molekul tertentu. Garam-garam itu memiliki struktur tersendiri dan tidak harus sama dengan struktur garam komponennya. Garam kompleks merupakan suatu garam yang terbentuk dari suatu anion atau kation kompleks, atau dikenal sebagai senyawa koordinasi/ Garam rangkap dalam larutan akan terionisasi menjadi ion-ion komponennya. Namun bila suatu garam kompleks dilarutkan, maka akan terion menjadi ion penyusun dan ion kompleksnya. Ada dua kemungkinan garam yang akan terbentuk ketika dua garam sederhana atau lebih dicampurkan secara stoikiometri, yaitu a). garam yang identitasnya hilang ketika berada dalam larutan (pelarut air). Garam semacam ini dinamakan garam rangkap (double salt), dan b). garam yang identitasnya tetap ketika berada dalam larutan (pelarut air). Garam semacam ini dinamakan garam kompleks (complex salt) (Rosbiono, 2012).

 Senyawa kompleks merupakan senyawa yang terbentuk dari ion logam yang berikatan dengan ligan secara kovalen koordinasi. Ikatan koordinasi merupakan ikatan kovalen dimana ligan memberikan sepasang elektronnya pada ion logam untuk berikatan. Ikatan tersebut terjadi ketika ion logam yang menjadi atom pusat, menyediakan orbital kosong bagi pasangan elektron ligan untuk berkoordinasi (Elmila & Martak, 2010).

 Ligan adalah spesies yang memiliki atom (atau atom-atom) yang dapat menyumbangkan sepasang elektron pada ion pusat pada tempat tertentu dalam lengkung koordinasi, sehingga ligan merupakan basa lewis dan ion logam adalah asam lewis. Jika ligan hanya dapat menyumbangkan sepasang elektron (misalnya NH3 molekul atom N) disebut ligan unidentat. Ligan ini mungkin merupakan anion monoatomik (tetapi bukan atom netral) seperti ion halida, anion poliatomik seperti NO2 - , molekul sederhana seperti NH3, atau molekul kompleks seperti piridin, C5H5N (Petrucci, 1987).

Amonium nitrat yaitu suatu senyawa kimia berupa garam nitrat dari kation amonium dengan rumus NH4NO3 amonium nitrat menghilangkan ion sulfat dan mencegah pembentukan garam ganda memantau laju pendinginan dan untuk mengurangi kehilangan amonia. cara substansial dan untuk mengurangi ukuran pori nya asam nitrat dan amonia direaksikan zat dalam pertukaran panas menghasilkan aliran campuran uap dan amonium nitrat tersebut untuk mencegah panas yang hilang sehingga diperoleh kembali serta mengurangi kehilangan amonia secara substansional dalam larutan amonium sulfat membentuk kesetimbangan sebagai berikut 

(NH4)SO4 (aq) →2 NH4+ (aq) + SO42-(aq)

amonium sulfat dalam fasa larutan juga akan membentuk kesetimbangan dengan fase padatnya kristalisasi dapat terjadi jika kondisi supersaturasi dapat tercapai kondisi super surat ini dapat dicapai dengan beberapa cara yaitu penurunan suhu (jika kelarutan berubah cukup signifikan ketika suhu larutan diubah) , penguapan ( ketika kelarutan terhadap suhu kecil biasanya larutan sangat larut ) penambahan komponen ( Lestari dan Saputra, 2022).

perubahan warna, terdapatnya gelembung pada saat pemanasan dan gas berwarna putih. Pada tabung 2 (garam kompleks, aquades) larutan tidak berubah warna dan berbau seperti bau ammonia. Pada tabung 1 (garam rangkap, HCL) larutan berwarna biru sedikit pucat, bergelembung pada saat pemanasan dan terdapat gas berwarna putih. Pada tabung 2 (garam kompleks, HCL) larutan berubah warna menjadi coklat kehitaman, terdapat endapan berwarna hitam dan berbau menyengat.

 Garam ammonium sulfat dapat terperangkap dalam pori zeolit dalam bentuk (NH4)2.Ca(SO4)2. Impreknasi zeolit dalam larutan garam ammonium sulfat seperti yang dilakukan dimaksudkan agar garam ammonium sulfat terdispersi ke seluruh bagian struktur pori dan saluran zeolit secara merata, masuknya garam ammonium sulfat ke seluruh bagian pori zeolit dapat terjadi dengan proses adsorbsi,.difusi maupun migrasi. Penggunaan reaktan ammonium sulfat yang berlebihan akan bergabung dengan garan yang terbentuk yaitu CaSO4 membentuk garam rangkap (NH4)2Ca(SO4)2, sedangkan garam (NH4)2Ca(SO4)2 yang ada di alam dikenal sebagai koktait (Rasmila, 2022).

 Kristal CuSO4.5H2O merupakan salah satu bahan yang banyak dibutuhkan di industri. Pemanfaatan dari CuSO4.5H2O ini sangat luas. Kristal CuSO4.5H2O berupa padatan kristal biru ini dapat dibuat dengan mereaksikan tembaga dengan asam sulfat dan asam nitrat yang kemudian dipanaskan dan hingga terbentuk kristal. Selain dengan bahan baku logam tembaga, kristal CuSO4.5H2O juga bisa dibuat dari tembaga bekas ataupun tembaga dalam bentuk sponge yang diperoleh dari larutan CuCl2 (Fitrony, dkk, 2013).

 Cu(I) maupun Cu(II) adalah spesies ion stabil dalam larutan netral dan larutan alkali tanpa agen pengompleks NH3 atau CN- , dengan penambahan ammonia berlebih, tembaga dapat membentuk ion yang stabil sebagai Cu(NH3)2 + and Cu(NH3)42+. Bilangan oksidasi reduksi dari reaksi Cu(II)/Cu(I) dan Cu(I)/Cu. Potensial oksidasi reduksi Cu(NH3)42+/Cu(NH3)2 lebih besar dari Cu(NH3)2 +/Cu, dimana Cu(NH3)2+ berperan sebagai agen pengoksidasi. Potensial oksidasi reduksi Cu(I)/Cu lebih besar dari hidrogen, dimana Cu(I) dapat direduksi menjadi logam tembaga (Rodiah dkk, 2018).

 Tembaga (II) sulfat merupakan padatan kristal biru dengan struktur kristal triklin. Pentahidratnya kehilangan lima molekul air pada suhu yang berbeda. Kristal ini dapat dibuat dengan mereaksikan tembaga dengan asam sulfat dan asam nitrat yang kemudian dipanaskan hingga terbentuk kristal.

 Kristalisasi merupakan suatu proses pemurnian dan pembentukan partikel dalam bentuk padatan yang dihasilkan melalui fasa homogen (Fachry dkk., 2008). Salah satu penentu keberhasilan dari proses kristalisasi ini yaitu tercapainya kondisi supersaturasi. Ketika kondisi supersaturasi telah tercapai, banyak inti kristal baru (nukleus) yang akan terbentuk dan kemudian nukleus tersebut akan tumbuh menjadi kristal baru (crystal growth). Kondisi supersaturasi dapat diciptakan melalui metode pendinginan (cooling crystallization). Variabel yang mempengaruhi laju pembentukan kristal adalah suhu, viskositas, kecepatan pengadukan/agitasi, kecepatan pendinginan, adanya bahan tambahan dan pengotor, serta tekanan antar permukaan antara pelarut dan zat terlarut (Dewi, 2012; Nurjanah dkk., 2017). Kondisi suhu dan kecepatan pengadukan yang digunakan sangat mempengaruhi proses pembentukan kristal. Penurunan suhu akan menginduksi pembentukan kristal secara cepat sehingga dapat menghasilkan kemurnian dan yield kristal yang semakin tinggi, sedangkan kecepatan pengadukan dapat meningkatkan laju pertumbuhan kristal dan hasil kristal yang didapat memiliki ukuran yang relatif seragam (Khairunnisa dkk, 2019).

REAKSI-REAKSI

-)Pembuatan garam Rangkap Cu(NH4)(SO4)2.6H0

* CuSO4. 5H2O (s) + (NH4) SO4 (s) + H0(l) CuSO4 (NH4) . 6H0(aq)

* CuSO4 (NH4)2.6H0 (aq) didinginkan CuSO4 (NH4) . 6H0(s)

-) Pembuatan Garam kompleks Cu (NH3)4. SO4(aq)

* NH3(l) + HO(l) NH4 OH 

* NH3(l) + HO(l) + CuSO4. 5H2O (s) Cu (NH3) 4 SO4. HO (aq)

* Cu(NH3)4 SO4HO(aq) + NH3 dikeringkan Cu(NH3)4 SO4(s) HO dicuci dengan NH3

-) Perbandingan sifat Garam Rangkap dan Garam kompleks

* CuSO4 (NH4) 2.6 (120(s) + HO Cu2+(aq) 2 SO4 (aq) + 2NH4+ + HO(aq)

* CuSO4 (NH4)2.6HO(s) + Hcl (l) Cu2+(aq) 2 SO4 (aq) + 2NH4+ + Hcl(aq)

* Cu(NH3)4. SO4 (5) + 6HO(l) Cu(NH3)42+(s) + SO42-(aq) + 7 HO

* Cu(NH3)4. SO4 (5) + Hcl (l) CuCl2(aq) + SO42- (aq) + 2NH4+ (aq) 2H+(aq) + 6HO(aq)

KESIMPULAN 

 Berdasarkan hasil penelitian yang telah diperoleh maka dapat disimpulkan bahwa 

1.Berat kristal pada pembuatan garam rangkap yang diperoleh sebanyak 6.17 gram * Berat kristal pada pembuatan garam complex yang diperoleh sebanyak 4.39 gram.

2.Dengan H2O

 Garam rangkap pada saat dikocok menghasilkan larutan berwarna biru muda dan setelah dipanaskan larutan tidak berwarna, garam larut sempurna dan tidak menghasilkan bau.

 Garam kompleks Pada saat dikocok menghasilkan larutan berwarna biru tua dan garam larut sampurna dan setelah dipanaskan terdapat endapan berwarna putih dan larutan menghasilkan bau yang menyengat. 

Dengan HCl

 Garam Rangkap Pada saat dikocok menghasilkan larutan berwarna biru muda dan setelah dipanaskan dihasilkan larutan berwarna biru pekat dan garam larut sempurna.

 Garam kompleks, Pada saat dikocok menghasilkan larutan berwarna biru tua dan setelah dipanastan larutan berubah wama menjadi warna hitam, terdapat endapan berwarna hitam dan menghasilkan bau yang menyengat serta garam tidak larut sempurna.

DAFTAR PUSTAKA

Fiskia, E. F. (2023). Pelatihan Pengenalan Obat: Bentuk Sediaan, Stabilitas dan Keamanan di Kelurahan Kalumata, Kota Ternate. BARAKTI: Journal of Community Service, 1(2), 31-37.

Fitrony,Rizqy,F., Lailatul,Q., dan Mahfud. (2013). Pembuatan Kristal Tembaga Sulfat Pentahidrat (CuSO4.5H2O) dari Tembaga Bekas Kumparan. Jurnal Teknik Pomits,2(1).

Khairunisa, L. F., Widyasanti, A., & Nurjanah, S. (2021). Kajian Pengaruh Kecepatan Pengadukan terhadap Rendemen dan Mutu Kristal Patchouli Alcoholdengan Metode Cooling Crystallization. Jurnal Keteknikan Pertanian Tropis dan Biosistem, 7(1), 55-66.

Lestari,Y.D., dan Saputra,G.A. ( 2022) . Proses Produksi Ammonium Nitrat dan Kegunaannya : Review. Jurnal Inovasi Teknik Kimia, 7(2),47-52.

Rasmila.(2022). Pelatihan Pembuatan Garam Kompleks Tetraamin Copper (II) Sulfat Monohidrat (CU(NH3)4SO4.H2O dan Garam Rangkap Kupri Amonium Sulfat Heksahidrat. Jurnal of Comunity Service,1(1),1-9.

Rodiah, S., Budaya, A. W., Erviana, D., Ahsanunnisa, R., Oktasari, A., Wijayanti, F., ... & Daniar, R. (2018, October).

Pembuatan kristal tembaga (ii) sulfat pentahidrat dengan variasi ukuran tembaga bekas. In Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan (Vol.1).

Taslimah, Muharam,S., dan Sumardjo,D. (2023).Pemerangkapan Garam Ammonium Sulfat Dalam Zeolit. JSKA, 4(2).