RUMUS EMPIRIS SENYAWA

PERCOBAAN 3

RUMUS EMPIRIS SENYAWA

I.       Tujuan

Adapun tujuan dari percobaan ini adalah sebagai berikut:

1.      Untuk mencari rumus empiris dari suatu senyawa dan menetapkan rumus molekul senyawa tersebut.

2.      Untuk mempelajari cara mendapatkan data percobaan dan cara memakai data untuk menghitung rumus empiris.

3.      Untuk mempelajari sifat-sifat senyawa berhidrat.

4.      Untuk mempelajari reaksi bolak-balik hidrasi.

5.      Untuk menentukan presentase air di dalam suatu hidrat.

II.     Landasan Teori

Rumus empiris suatu senyawa menyatakan nisbah terkecil jumlah atom yang terdapat dalam senyawa tersebut. Rumus yang sebenarnya untuk semua unsur dalam senyawa dinamakan rumus molekul. Misalnya, hidrogen peroksida mempunyai rumus nyata H₂O₂ ini berarti rumus empirisnya HO. Asetilena adalah gas yang digunakan untuk mengelas, dan benzena adalah pelarut cair. Sifat fisis dan kimia kedua zat ini berbeda, tetapi rumus empirisnya sama, yaitu CH. Rumus molekul asetilena C₂H₂ sedangkan rumus molekul benzena C₆H₆. Menurut sejarah, rumus empiris ditentukan lewat penggabungan nisbah bobot dari unsur-unsurnya ini merupakan langkah yang penting untuk memperlihatkan sifat berkala dari unsir-unsur. Percobaan rumus empiris juga dilakukan untuk menentukan daya gabung suatu unsur. Baru-baru ini, unsur sintetik Lawrensium diketahui memiliki daya gabung 3 berdasarkan percobaan rumus empiris. Lawrensium radioaktif bergabung dengan klorin membentuk Lawrensium klorida dengan rumus LrCl₃. Beberapa unsur menunjukkan daya gabung lebih dari satu. Sehingga, rumus empiris senyawa tergantung pada bagaimana unsur itu bergabung. Misalnya, besi dapat bereaksi dengan oksigen membentuk Besi (II) oksida atau besi (III) oksida, bergantung pada kondisi percobaan pembentukan senyawa. Pada percobaan ini, pita Mg akan dipanaskan dalam krus dan diubah menjadi Oksida.

Beberapa reaksi yang dilakukan di laboratorium kimia selalu berkenaan dengan larutan, beberapa diantaranya bekerja dengan menggunakan air sebagai pelarut. Ketika air diuapkan, hasil reaksi dapat diisolasi, seringkali dalam bentuk padatan. Kadangkala produk padatan ini mengandung molekul air sebagai bagian dari komposisinya. Sebagai contoh, jika Nikel (II) oksida (NiO) dilarutkan dalam H₂SO₄ encer akan membentuk NiSO₄.

            NiO _(s) + H₂SO_{4 (aq)}                              NiSO_{4 (aq)} + H₂O _(l)

Bila air diuapkan terbentuklah Kristal berwarna hijau gelap. Ketika dianalisis Kristal tersebut mengantung 6 mol air untuk setiap mol Nikel (II) sulfat. Senyawa ini dinamakan hidrat atau garam hidrat, dan air yang ada merupakan bagian penting dari komposisinya yang terbentuk dan disebut air hidrat (Tim Penuntun Kimia Dasar, 2018).

Rumus kimia dapat berupa rumus molekul atau rumus empiris, merupakan rumus molekul atau rumus empiris dari etana. H₂O merupakan rumus molekul sekaligus rumus empiris dari air, sedangkan NaCl merupakan rumus empiris dari garam dapur. jika suaru rumus tidak dapat disederhanakan lagi berarti rumus tersebut adalah rumus empiris, namun demikian mungkin juga rumus molekul (Syukri, 1999)

Rumus Hidrogen peroksida, suatu zat yang digunakan sebagai antiseptik dan zat pemutih adalah H₂O₂, rumus ini menandakan bahwa setiap molekul Hidrogen peroksida terdiri atas dua atom Hidrogen dan dua atom Oksigen, dalam molekul ini adalah 2:2 atau 1:1. Rumus empiris Hidrogen peroksida adalah HO. Jadi, rumus empiris menunjukkan kepada kita unsur-unsur yang ada dalam perbandingan bilangan bulat, yang paling sederhana dari atom-atomnya tetapi tidak selalu harus menunjukkan jumlah atom sebenarnya dalam suatu molekul (Cotton, 2003).

Hukum perbandingan tetap merupakan hukum yang menghendaki penulisan rumus kimia yang baik berupa rumus empiris maupun rumus molekul. Rumus empiris semyawa dapat ditentukan berdasarkan presentase massa unsur-unsur yang terbentuk menjadi senyawa lain. Oleh karena itu, kita mengetahui massa molar masing-masing unsur, maka dari perbandingan massa unsur-unsur perbandingan molnya dalam senyawa. Perbandingan mol mencerminkan pula jumlah atom sehingga kita dapat menghitung perbandingan massa unsur-unsur dalam senyawa. Pada saat berbicara masalah larutan, kita pasti berbicara juga tentang pelarut, dimana jumlahnya lebih besar atau solut atau jumlah zat yang terlarut yang jumlahnya lebih kecil. Hal ini sudah biasa, namun tidak selalu dapat diikuti, kadang pelarutnya mempunyai jumlah terkecil dari pada terlarutnya dalam beberapa kasus. H₂SO₄ contoh dari kaus ini. Kita menemukan bahwa air sebagai pelarut walaupun kuantitasnya kurang dari H₂SO₄. Komponen dari sifat cairan baru ini, yaitu larutan berbeda dari air murni. Larutan adalah campuran karena terdiri dari dua zat atau lebih. Larutan ini homogen karena sifatnya diseluruh cairan, campuran air dan pasir adalah campuran heterogen larutan (Gabelin, 2003).

Proses standarisasi diperlukan untuk mengetahui besar konsentrasi sesungguhnya dari larutan yang dihasilkan, cara yang digunakan bermacam-macam yaitu misalnya titrasi dapat digunakan dengan bahan baku primer yakni bahan yang konsentrasi dapat langsung ditentukan dari berat bahan murni yang dilarutkan dalam volume larutan yang terjadi. Larutan yang dibuat dari bahan baku primer disebut larutan baku primer. Larutan adalah campuran homogen dari dua zat atau lebih yang saling melarutkan dan masing-masing zat penyusunnya tidak dapat dibedakan secara fisik. Larutan terdiri atas zat terlarut dan pelarut (Purwoko, 2006).

Rumus empiris dapat juga menunjukkan rumus molekul apabila tidak ada informasi tentang massa molekul relatif dari senyawa tersebut. Misalnya NO₂, dapat dikatakan sebagai rumus molekul jika tidak ada informasi massa relative, tetapi jika massa molekul relatifnya diketahui misalnya 92, maka NO₂ merupakan rumus empiris karena rumus molekul senyawa  tersebut N₂O₄. Untuk menentukan rumus empiris perlu terlebih dahulu menentukan komposisi massa dari cuplikan senyawa yang ditentukan melalui percobaan. Selanjutnya data tersebut bersama-sama dengan massa atom relatif unsur penyusun senyawa digunakan untuk mengitung nilai perbandingan yang paling sederhana dari atom-atom penyusun cuplikan senyawa itu (Nugrahanto, 2014).

III. Alat Dan Bahan

Adapun alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut:

3.1. Alat

-          Cawan krus           - Spatula

-          Neraca                   - Neraca

-          Kaki tiga               - Bunsen

-          Penjepit                 - Pipet tetes

-          Kaca arloji

3.2. Bahan

-          Pita Mg                 - Asam nitrat 4 M

-          Air suling               - Deterjen

-          Tisu                       - Larutan HNO₃

-          Logam Tembaga   - Tembaga (II) sulfat pentahidrat

IV. Prosedur Kerja

Adapun prosedur kerja dalam percobaan ini adalah sebagai berikut:

4.1.

Cawan krus

 Rumus Empiris Senyawa

Ditimbang hingga ketelitian 0,01 gram dan dicatat bobotnya.

Dibersihkan pita Mg dengan kertas tisu untuk menghilangkan kotoran.

Digulung pita Mg hingga dapat masuk sesuai dengan krus.

Dimasukkan dalam krus dan ditimbang

Diletakkan krus diatas kaki tiga yang dilengkapi dengan segitiga porselen.

Bunsen

 

Dipanaskan krus  yang sudah disiapkan hingga dasar krus berpijar.

Dibuka sedikit tutup krus agar dapat udara bisa masuk.

Pipet tetes

Dimatikan Bunsen, dan dibiarkan dingin sekitar 15 menit.

Diteteskan  40 tetes air dalam cawan krus.

Dipanaskan krus dalam keadaan tertutup dengan api kecil selama 5 menit, hingga tidak ada asap yang timbul.

Dimatikan Bunsen. Didinginkan krus selama 5 menit lalu ditimbang.

Dilanjutkan pemanasan dengan api kecil selama 20 menit, lalu didinginkan.

Neraca

 

Ditimbang krus dengan isi dan tutupnya hingga ketelitian 0,001 gram.

Hasil

 

4.2. Hidrasi Air

4.2.1.      Penentuan Kuantitatif Presentase Air dalam Senyawa Hidrat

Cawan porselin

 

Diperiksa apakah masih baik, kemudian dicuci dengan deterjen dan dibilas dengan air suling kemudian dengan HNO₃ 6 M dan dibilas dengan air suling sekali lagi.

Dikeringkan

Kaki Tiga

 

 Ditempatkan cawan porselin diatas kaki tiga.

Cawan porselin

 Diatur ketinggian sehingga bagian tengah cawan terdapat pada bagian yang panas pada pembakar.

Dibuka sedikit penutupnya saat dipanaskan.

Dipanaskan dengan hati-hati sampai bagian tengah cawan terlihat membara. Pemanasan dilakukan selama 5 menit.

Dihentikan pemanasan dan didinginkan pada suhu kamar selama 10-15 menit.

Dijaga cawan dan tutupnya agar selalu dalam keadaan bersih, kemudian ditimbang.

Bunsen

Ditempatkan 1 gram sampel di dalam cawan, ditimbang beserta tutupnya.

Dipanaskan selama 1 menit dengan pembakar bunsen, kemudian dinaikkan panasnya hingga bagian atas cawan terlihat merah.

Dibiarkan pemanasan selama 10 menit.

Dihentikan pemanasan, ditutup cawan, d

Kemudian dibiarkan dingin pada suhu kamar.

Ditimbang

Diulangi pemanasan sampai didapatkan bobot tetap

Dihitung presentase air dalam contoh dan ditentukan rumus hidratnya.

Hasil

 

4.2.2.      Reaksi Bolak-balik Hidrat

Spatula

 

Cawan

Dimasukkan ½ spatula Tembaga (II) sulfat pentahidrat (CuSO₄.H₂O) kedalam cawan porselin, diamati sampel dan dicatat warnanya.

Ditutup cawan dengan kaca arloji, kemudian dipanaskan (jangan terlalu panas).

Dihentikan pemanasan, setelah dingin diteteskan air yang berkumpul pada kaca arloci ke dalam cawan.

Hasil

 

V.          Data Pengamatan

Adapun data pengamatan yang kami peroleh dari percobaan adalah sebagai berikut :

5.1. Rumus Empiris Senyawa (Senyawa Tembaga)

No		Hasil
1	Bobot Cawan Penguap	41,8368 gr
2	Bobot Cawan Penguap + Cu	42,3386 gr
3	Bobot Cawan Penguap + Oksida Cu	51,3098 gr
4	Bobot Oksida Tembaga yang diperoleh	9,473 gr
5	Reaksi dari Logam Cu dengan Asam Nitrat	CuSO4 + HNO3 à Cu(NO3)2 + H2O

5.2. Air Hidat

No		Hasil
1	Massa Cawan Kosong + Tutup	47,5302 gr
2	Massa Cawan Kosong + Tutup + Contoh	48,5302 gr
3	Massa Cawan Kosong + Tutup + Contoh + Pemanasan 1	48,1825 gr
4	Massa Cawan Kosong + Tutup + Contoh + Pemanasan 2
5	Massa Cawan Kosong + Tutup + Contoh + Pemanasan 3
6	Massa Contoh setelah pemanasan (bobot tetap)	0,6523 gr
7	Massa Contoh setelah pemanasan	0,6523 gr
8	Massa Air yang hilang dari contoh	0,4532 gr
9	Persentase air yang hilang dari contoh	45,3 %
10	Massa Molar senyawa anhidrat	0,6532 gr
11	Rumus Hidrat	NiSO4.6H2O
12	Jumlah Zat Anu	1 gr

 

5.3. Reaksi Bolak-Balik Hidrasi

No		Hasil
1	Warna CuSO4.5 H2O	Biru
2	Pemanasan CuSO4.5 H2O Terdapat air pada kaca arloji (terdapat/tidak)	Terdapat
3	Warna contoh setelah pemanasan	Putih
4	Setelah pemanasan dan penambahan H2o terjadi perubahan warna	Biru
5	Persamaan Reaksi	CuSO4.5 H2O à CuSO4 + 5 H2O CuSO4 + 5 H2O à CuSO4.5 H2O

VI.    Pembahasan

6.1. Rumus Empiris Senyawa

            Sebelum melakukan praktikum hal pertama kali yang harus dilakukan adalah menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan. Pada percobaan ini sebenarnya menggunakan senyawa megnesium, namun dikarenakan pita Mg (magnesium) tidak ada, maka kami menggunakan senyawa Cu sebagai pengganti senyawa megnesium.

            Selanjutnya kami menimbang cawan penguap. Hasil penimbangan diperoleh massanya 41,8368 gr lalu kami memasukkan tembaga kedalam cawan penguap. Setelah itu, ditimbang hingga diperoleh massanya 42,3368 gr. Kemudian, pada cawan yang berisi tembaga kami campurkan dengan 10 mL Asam Nitrat 4 M dan ditutup dengan gelas arloji. Setelah semua logam tembaga larut dipanaskan sampai terbentuk kristal hitam. Pemanasan dilanjutkan sampai terbentuk kristal kekuning-kuningan. Lalu ditimbang bila sudah dingin didapat massanya sebesar 51,3698 gr. Selama pemanasan logam tebaga bereaksi dengan asam nitrat dengan reaksi :

Cu + 2HNO₃ à Cu(NO₃)₂ + H₂

            Dari data tersebut diperoleh  bobot oksida tembaga dengan rumus sebagai berikut :

Bobot CuO = (Bobot Cawan + Bobot CuO) – Bobot Cawan Penguap

                   = 51,3098 gr – 41,8368 gr

                   = 9,473 gr

Bobot Cu    = (Bobot cawan + Tembaga) – Bobot Cawan

                   = 42,3368 gr – 41,8368 gr

                   = 0,5 gr

Bobot O     = Bobot CuO – Bobot Cu

                   = 9,473 gr – 0,5 gr

                   = 8,973 gr

            Bobot atom Cu yang diperoleh dari tabel berkala sebesar 63,54 dan bobot atom oksida sebesar 16,0. Setelah data yang diperlukan diketahui maka kami dapat menghitung rumus empiris CuO, yaitu :

Mol Cu       =                                           

               =                         

               =  0,007869 mol                 

      

Mol O        = 

               = 

               = 0,560812 mol

Perbandingan Mol Cu dan O

       Cu                   :                       O

                 

1                                                                                       71

Jadi, rumus empiris yang diperoleh adalah CuO₇₁

6.2. Air Hidrat

            Dari percobaan ini kami memperoleh data massa cawan kosong + tutup sebesar 47,5302 gr dan massa cawan kosong + tutup + contoh dipanaskan lalu ditimbang hingga dihasilkan massanya sebesar 48,1825 gr, massa cawan + tutup + contoh sebelum dipanaskan 48.5302 gr. Pemanasan dilakukan selama 5 menit lau dihitung persentase air yang hilang selama pemanasan, yaitu :

Mol Air       =                      

               =                             

               =  0,0251 mol                      

Mol NiSO₄            = 

                         = 

                         = 0,01126 mol

Perbandingan Mol NiSO₄ Dan H₂O

       Mol NiSO₄                  :                       Mol H₂O

        0,01126                                             0,0252

1                                                                                                                2

            Jadi, rumus hidratnya ialah NiSO₄.2 H₂O yang berarti setiap 1 mol NiSO₄ mengikat 2 molekul air. Molekul air ini apabila senyawa hidrat dipanaskan maka molekul air akan dilepas dari hidrat dan menguap ke udara bebas.

6.3. Reaksi Bolak-Balik Hidrasi

            Pada percobaan reaksi bolak-balik hidrasi didapatkan hasil yang sesuai teori dimana CuSO₄.5H₂O adalah berwarna biru muda. Warna masih merupakan senyawa hidrat yang mengandung air. Saat pemanasan H₂O dilepaskan terbukti dengan adanya air pada kaca arloji sehingga warna contoh setelah pemanasan dan penambahan H₂O warna contoh berubah menjadi biru muda dan reaksi ini dinamakan reaksi bolak-balik hidrasi dengan persamaan reaksi sebagi berikut :

CuSO₄.5H₂O à CuSO₄ + 5H₂O

VII.          Kesimpulan

            Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan,sebagai berikut:

1.      Rumus Empiris Suatu Senyawa dapat ditentukan dengan menetapkan perbandingan unsur-unsur dalam senyawa. Rumus molekul ditentukan dengan rumus RM = (RE)_n , n tergantung pada Mr Senyawa.

2.      Untuk mendapatkan data percobaan terlebih dahulu menimbang sampel. Rumus empiris ditentukan oleh data : macam unsur (analilis kuantitatif), komposisi unsur (analisis kuantitatif), dan massa atom relatif.

3.      Sifat-sifat senyawa berhidrat yaitu :

·         Membentuk Kristal

·         Mengandung molekul air

·         Mengalami reaksi bolak-balik

·         Dapat dipisahkan dengan cara pemanasan

4.      Reaksi bolak-balik hidrasi adalah reaksi dimana senyawa anhidrat dan air sebagai reaktan harganya sama besar dengan produk yang dihasilkan yaitu senyawa hidrat  atau sebaliknya.

5.      Persentase air dalam suatu senyawa hdirat dapat ditentukan dengan rumus                          %  Air = Massa air x 100%

VIII.       Lampiran gambar

                       

Warna CuSO4.5H2O Sebelum pemanasan

Menyalakan spirtus untuk memanaskan CuSO4.5H2O

 

                         

Proses pemanasan CuSO4.5H2O

CuSO4.5H2O setelah dipanaskan lalu didinginkan dan terdapat air dikaca arloji

Warna CuSO4.5H2O setelah ditetesi air menjadi biru terang kembali

Memanaskan CuSO4.5H2O sampai berwarna biru pucat  atau memutih