Kimia Analisa~Reaksi Kation Golongan I

KATION GOLONGAN 1

PEMISAHAN DAN IDENTIFIKASI KATION GOLONGAN I

A. TUJUAN

Setelah melakukan praktikum pemisahan dan identifikasi kation golongan I ini, mahasiswa diharapkan dapat :

a. Memisahkan kation golongan I dari sampel

b. Mengidentifikasi kation-kation golongan I yaitu Ag+, Hg2+, dan Pb2+

B. DASAR TEORI

Kation-kation golongan I diendapkan sebagai garam klorida. Pemisahan kation golongan I tersebut dari campuran sebagai garam klorida didasarkan fakta bahwa garam klorida dari golongan I tidak larut dalam suasana asam (pH 0,5-1). Kation-kation dalam golongan I yang terdiri atas Ag+, Hg+, dan Pb2+. Garam klorida dari kation golongan I adalah: Hg2Cl2, AgCl, dan PbCl2. Pemisahan masing-masing kation tersebut dilakukan berdasarkan cara sebagai berikut:

1. PbCl2 dipisahkan dari Hg2Cl2 dan AgCl berdasarkan perbedaan kelarutan kation. PbCl2 larut dalam air panas, sedangkan Hg2Cl2 dan AgCl tidak dapat larut dalam air panas.

2. Hg2Cl2 dan AgCl dipisahkan berdasarkan perbedaan kelarutan antara kompleks Hg(NH2)Cl dan [Ag(NH3)2] yang dibentuk dengan penambahan amonia terhadap Hg2Cl2 dan AgCl setelah PbCl2 terpisah. Kompleks Hg(NH2)Cl berbentuk endapan hitam yang bercampur dengan Hg+, sedangkan [Ag(NH3)2] tidak berbentuk endapan.

Identifikasi terhadap ketiga kation tersebut setelah terpisah adalah sebagai berikut:

1. Pb2+ dapat direaksikan dengan K2CrO4 yang akan membentuk PbCrO4 (endapan kuning).

Pb2+ + CrO4- PbCrO4 (endapan kuning)

2. Ag+ dapat diidentifikasi dengan mereaksikannya terhadap KI, sehingga terbentuk AgI (endapan kuning muda). Atau mengasamkan filtrat yang diperoleh dari pemisahan dengan asam nitrat encer, sehingga kiompleks [Ag(NH3)2] terurai kembali dan dihasilkan endapan putih AgCl.

[Ag(NH3)2] + KI -> AgI(endapan kuning muda) + 2 NH3

3. Hg (I) dapat diidentifikasi dari warna endapan yang terjadi pada pemisahannya dengan Ag+, adanya Hg22+ ditandai dengan adanya endapan berwarna hitam.

Hg2Cl2 + 2 NH3 -> [Hg(NH2)Cl + Hg] (endapan hitam) + NH4+ + Cl-

C. ALAT DAN BAHAN

Peralatan yang diperlukan dalam praktikum ini adalah :

- Tabung reaksi - Gelas ukur

- Pipet tetes - Pengaduk kaca

- Gelas kimia

- Pemanas spiritus

- Kertas saring

Sedangkan bahan-bahan yang dioperlukan dalam praktikum adalah :

- Sampel - HCl 2M

- Aquades - H2SO4 3M

- K2Cr2O7 0,1 M - Amonia 6M

- HNO3 6M

- KI

- NaOH

D. DATA PERCOBAAN
No Langkah Kerja Pengamatan Reaksi
1 10 ml sampel dipanaskan sampai volume 5mlDitambah Aquades sampai volume 10 ml

Ditetesi HCl 2M sambil diaduk sampai seluruh kation golongan I mengendap
Sampel tak berwarnaSampel tak berwarna

HCl tak berwarna, larutan ditetesi HCl sebanyak 45 tetes kemudian larutan mula-mula berwana putih lama kelamaan terbentuk endapan di dasar tabung
Sampel(aq) + HCl(aq) pekat

Pb2+(aq) + Ag+(s) + Hg2+(s)

+ H2O
2 Endapan disaring dan dipisahkan dari filtratnya

Endapan dicuci dengan 4 ml HCl 2M dingin sebanyak 2 kali

Dicuci dengan air dingin sebanyak 2 kali
Endapan berwarna putihFiltrat tak berwarna

Pada pencucuian I: larutan berwarna putih, ada endapan yang lolos penyaringan

Pada pencucian II: larutan berwarna putih dan tidak ada endapan yang lolos dalam penyaringan

Filtrat tak berwarna

Tidak ada endapan yang lolos selama pencucian

Filtrat tak berwarna
Ag+(s) +Hg2+(s) + 3HCl(aq)

AgCl(aq) + HgCl2(s ) + 3/2 H2O
3 Endapan dipindahkan dalam gelas kimia 50 ml lalu ditambah 20 ml aquadesDididihkan
Disaring (dalam keadaan panas/ setelah didiamkan selama 1 menit) Endapan putih sebagian larut sehingga cairan berwarna putih, endapan berada di dasar tabungSaat dipanaskan larutan menjadi lebih jernih dan endapan semakin banyak

Filtrat tak berwarna

Endapan berwarna putih

4 Filtrat diuji dengan K2CrO4 0,1M Larutan berwarna kuning jeruk, jika didiamkan akan terbentuk endapan di dasar tabung Pb2+(aq) + K2CrO4(aq)

2 K+(aq) + PbCrO4(s)
5 Endapan dicuci dengan air panas 5 ml sebanyak 3 kali (larutan hasil pencucian dibuang)
Endapan di atas kertas saring disiram dengan 10 ml amonia 6M Endapan berwarna putih

Filtrat berwarna putih

Endapan putih berubah warna menjadi hitam
Hg2Cl2(s) + NH3(aq)

Hg(s)+ HgNH2Cl(s)+NH4Cl(aq) + Cl-(aq)
6 Filtrat dari no.5 ditambah asam nitrat 6M sampai suasana larutan menjadi asam Filtrat tak berwarna berubah menjadi putih dan mengendap setelah didiamkanEndapan berwarna putih
7 - Uji identifikasi Hg(I) : 1 ml sampel ditambah pereaksia. NaOH

b. KI

- Uji identifikasi Ag(I) : 1 ml sampel ditambah

a. HCl

b. NaOH

c. Amonia
Setelah ditambah NaOH larutan menjadi tak berwarna

Setelah ditambah KI larutan berwarna kuning kehijauan

Jika didiamkan akan terbentuk 2 lapisan, atas berwarna kuning dan bawah berupa endapan berwarna kuning kehijauan

Larutan berwarna putih susu, jika didiamkan akan terbentuk endapan putih di dasar tabung, endapan larut dalam NH4OH

Terbentuk lapisan berwarna coklat, hilang setelah dikocok

Terbentuk endapan putih dan berubah menjadi abu-abu
Hg2+(s) + NaOH(aq)

Hg(s) + HgO(s) + H2O(l)

Hg2+(s) + 2KI(aq)

Hg2I2(s) + K+(aq)

Ag+(s) + HCl(aq)

AgCl(s) + H+(aq)

Ag+(s) + NaOH(aq)

Ag2O(s) + H2O(l) + Na+(aq)

Ag+(s) + NH3(aq)

Ag(NH3)2-(aq)

E. ANALISIS DAN PEMBAHASAN

a. Pemisahan Kation Golongan I

Pada percobaan ini diuji 10 ml sampel yang diduga mengandung kation golongan I yaitu Pb2+, Hg2+, dan Ag+. Terhadap sampel ini akan dilakukan pemisahan dan identifikasi agar diperoleh kation-kation golongan I.

Gambar 1

Sampel yang diduga mengandung Pb2+, Hg22+, dan Ag+

Mula-mula sampel yang diduga mengandung kation-kation golongan I dipanaskan sampai volume sampel tinggal setengahnya. Hal ini dilakukan untuk menghilangkan ion-ion pengotor. Kemudian ke dalam sampel tersebut ditambahkan aquades sampai volume kembali seperti semula. 8 ml dari sampel ini kemudian ditambah HCl 2M tetes demi tetes sampai terbentuk endapan. Setelah ditetesi sebanyak 45 tetes, sampel berhenti membentuk endapan menandakan bahwa semua kation dalam sampel telah mengendap sebagai garam kloridanya. Mula-mula larutan berwarna putih susu, lalu membentuk endapan berwarna putih yang diduga mengandung kation Hg2+ dan Ag+. Kation golongan I akan membentuk klorida-klorida yang tidak larut (dalam bentuk endapan).

Ag+(aq) + HCl(aq) -> AgCl(s) + H+(aq)

Hg22+(aq) +2 HCl(aq) -> Hg2Cl2(s) + H+(aq)

Gambar 2

Endapan setelah disaring

Namun, timbel(II) klorida sedikit larut dalam air. Sampel kemudian disaring dengan menggunakan kertas saring. Endapan berwarna putih akan menempel pada kertas saring. Sementara filtrat yang diduga mengandung kation Pb2+ lolos dalam penyaringan. Reaksi yeng terjadi adalah sebagai berikut :

Pb2+(aq) + HCl(aq) -> PbCl2(s) + H+(aq)

Endapan tersebut larut dalam air panas (pada 100OC) tetapi memisah sebagai kristal yang panjang setengah dingin dan larut dalam asam klorida pekat.

PbCl2(s) + 2Cl-(aq ) -> [PbCl4]2-

Endapan yang diperoleh kemudian dicuci dengan 4 ml HCl 2M dan 4 ml aquades masing-masing sebanyak dua kali. Pada pencucian pertama dengan HCl, larutan berwarna putih karena ada sebagian endapan yang ikut dalam HCl, namun pada pencucian kedua larutan tak berwarna dan tidak ada endapan yang lolos. Pada pencucian dengan menggunakan aquades baik pertama maupun kedua, tidak ada endapan yang lolos sehingga larutan tidak berwarna.

Endapan yang sudah dicuci dengan HCl dan aquades kemudian dipindahkan dari tabung reaksi ke dalam gelas kimia, lalu ditambah 20 ml aquades. Larutan mula-mula berwarna putih, namun setelah didiamkan beberapa saat endapan turuk ke dasar gelas kimia. Larutan kemudian dididihkan, selama pendidihan larutan semakin jernih dan endapan yang terbentuk semakin banyak. Setelah mendidih, larutan didiamkan selama 1 menit baru disaring dengan kertas saring. Endapan yang terbentuk berwarna putih dan filtratnya tak berwarna.

Gambar 3

Endapan ditambah 20 ml aquades dipanaskan

Filtrat yang diperoleh dari pencucian endapan dengan HCl dan aquades kemudian diuji dengan K2Cr2O7 0,1 M dan diperoleh larutan berwarna kuning yang jika didiamkan akan terbentuk endapan berwarna kuning di dasar tabung reaksi. Endapan tersebut merupakan PbCrO4 karena filtrat mengandung kation Pb2+ sesuai dengan persamaan reaksi :

Pb2+(aq) + K2Cr2O7(aq) -> PbCrO4(s) + K+(aq)

Gambar 4 Gambar 5

Endapan setelah dicuci dengan HCl Filtrat diuji dengan K2Cr2O7

Endapan dari larutan yang sudah didihkan kemudian dicuci dengan 5 ml air panas sebanyak 3 kali dan menghasilkan endapan yang berwarna putih. Filtrat dibuang kemudian endapan disiram dengan 10 ml amonia 6 M sehingga endapan yang mula-mula berwarna putih berubah menjadi hitam. Adanya endapan hitam tersebut menunjukkan adanya kation Hg2+.

Gambar 5

Endapan setelah disiram amonia

Filtrat yang diperoleh kemudian ditambah asam nitrat sampai suasana larutan menjadi asam. Terjadi perubahan warna filtrat dari tak berwarna menjadi putih dan mengendap setelah didiamkan. Endapan berwarna putih tersebut menunjukkan adanya kation Ag+. Reaksi yang terjadi adalah :

Hg2Cl2(s) + 2NH3(aq) -> Hg(NH2)Cl(aq)

AgCl2(s) + 2 NH3(aq) -> Ag(NH3)2Cl(aq)

Penambahan asam nitrat menyebabkan suasana larutan menjadi asam. Hal ini dapat dibuktikan dengan perubahan kertas lakmus dari biru menjadi merah. Ion amonium akan kembali terbentuk karena suasana larutan yang bersifat asam.

Ag(NH3)2+(aq) + Cl-(aq) + H+ ->AgCl(s) + 2 NH4+(aq)

b. Identifikasi Kation Golongan I

Setelah dilakukan pemisahan kation, dilakukan uji identifikasi terhadap kation Ag+ dan Hg22+ yang didasarkan pada sifat kimia kation dalam senyawanya. Uji identifikasi kation dilakukan langsung terhadap sampel awal berdasarkan informasi tentang reaksi umum kation golongan I. Kation yang diidentifikasi adalah perak (I) atau Ag+ dan merkurium/ raksa (I) atau Hg22+. Larutan yang digunakan dalam uji identifikasi Hg22+ dan Ag+ adalah NaOH, KI, HCl, dan amoniak.

Pengujian dengan menggunakan NaOH pada sampel dilakukan sebanyak dua kali. Pada pengujian pertama diperoleh fakta bahwa larutan sampel tak berwarna sedangkan pada pengujian kedua terbentuk lapisan coklat yang segera hilang setelah pengocokan. Pada pengujian kedua, lapisan coklat tidak teramati karena setelah dicampur dengan NaOH sampel langsung dikocok sehingga lapisan coklat tidak terlihat. Lapisan coklat tidak dapat diidentifi-kasi secara pasti karena belum diketahui jenis kation yang terdapat dalam sampel. Jika sampel mengandung Hg22+, maka reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

Hg22+(aq) + 2OH-(aq) -> Hg(s) + HgO(s) + H2O(l)

Hg merupakan endapan berwarna hitam sedangkan HgO merupakan endapan berwarna kuning. Karena dalam percobaan terbentuk lapisan berwarna coklat, maka dapat diambil kesimpulan bahwa yang bereaksi dengan ion OH- merupakan kation lain, yaitu Ag+. Reaksi yang terjadi adalah :

2Ag2+(aq) + 2OH-(aq) -> Ag2O(s) + H2O(l)

Ag2O segera menghilang karena penambahan NaOH belum membuat larutan menjadi jenuh sehingga endapan yang terbentuk (lapisan coklat) akan segera hilang setelah larutan dikocok.

Pada pengujian dengan menggunakan larutan KI terbentuk larutan berwarna kuning kehijauan dan jika didiamkan akan terbentuk 2 lapisan. Bagian atas berwarna kuning dan bawah berupa endapan berwarna kuning kehijauan. Hal ini membuktikan bahwa sampel mengandung kation Hg22+. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

Hg22+(aq) + 2KI(aq) -> Hg2I2(s) + 2K+(aq)

Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa sampel mengandung kation Hg22+.

Penambahan HCl pada sampel menyebabkan terbentuknya endapan berwarna putih yang merupakan indikasi adanya kation-kation golongan I pada sampel. Akan tetapi, kation Pb2+ larut dalam HCl pekat.

Ag+(aq) + HCl(aq) -> AgCl(s) + H+(aq)

Hg22+(aq) +2 HCl(aq) -> Hg2Cl2(s) + H+(aq)

Pb2+(aq) + HCl(aq) -> PbCl2(s) + H+(aq)

PbCl2(s) + 2Cl-(aq ) -> [PbCl4]2-

Pengujian dengan menggunakan larutan amoniak menyebabkan terbentuknya endapan berwarna putih yang berubah menjadi warna abu-abu. Endapan abu-abu diduga terjadi karena sampel mengandung kation Ag+ dan Hg22+.

Ag2O(s) + 4NH3(aq) -> 2[Ag(NH3)2]2+(s) + OH-(aq)

Hg22+(aq) + 2 HN3(aq) -> Hg(s) + HgNH2+(aq) + NH4+(aq)

[Ag(NH3)2]2+ merupakan endapan berwarna putih sementara Hg berwarna hitam, sehingga jika bercampur akan terjadi perpaduan warna menjadi abu-abu. Hal tersebut cukup dijadikan bukti kuat bahwa sampel mengandung kation Ag+.

F. KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut :

1. Kation golongan I dapat membentuk garam klorida jika direaksikan dengan Cl-. Senyawa yang terbentuk berupa AgCl, Hg2Cl2, dan PbCl2. PbCl2 dapat dipisahkan dari senyawa klorida Hg dan Ag dengan cara memanaskan campuran garam klorida sampai mendidih kemudian disaring. Pb2+ akan terlarut karena kation Pb2+ mudah larut dalam air panas dan asam klorida pekat. Sedangkan untuk memisahkan Hg22+ dan Ag+ dapat dilakukan dengan mereaksikan dengan amoniak. Hg22+ akan membentuk endapan dalam amoniak sementara Ag+ akan larut sehingga dapat diidentifikasi mana Ag+ dan mana Hg22+.

2. Identifikasi kation golongan I dapat dilakukan dengan penambahan K2Cr2O7 yang dapat membentuk endapan berwarna kuning jika direaksikan dengan Pb2+, endapan hitam Hg HgNH4Cl pada penambahan amoniak, endapan putih AgCl setelah larutan Ag-amoniakal diasamkan, endapan kuning kehijauan dari Hg2I2, dan endapan coklat Ag2O.

3. Berdasarkan data hasil pengamatan, secara kualitatif dapat dibuktikan bahwa sampel yang diuji mengandung kation golongan I yang berupa Ag+, Hg22+, dan Pb2+.

DAFTAR PUSTAKA

Ibnu, Sodiq. 2005. Kimia Analitik I. Malang: UM Press.

Nugroho, Rachmad. 2008. Diktat Analisis Kualitatif. Malang: FMIPA UM

Nugroho, Rachmad. 2008. Teori Penunjang Analisis Kuantitatif. Malang: FMIPA UM

Vogel. 1990. Buku teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro. Jakarta: PT Kalman Media Pustaka.

Widarti, Hayuni Retno, dkk. 2008. Petunjuk Praktikum Dasar-Dasar Kimia Analitik. Malang: FMIPA UM.


info lebih lanjut boleh diliat dari http://id.scribd.com/doc/47479936/Kimia-Analisis-Uji-Kationhttp://id.scribd.com/doc/47479936/Kimia-Analisis-Uji-Kation