LAPORAN H N O.docx

27

I.JUDUL PERCOBAAN : HIDROGEN DAN OKSIGEN

II. HARI, TANGGAL PERCOBAAN : Kamis, 13 Oktober 2011

III.SELESAI PERCOBAAN : Kamis, 13 Oktober 2011

IV. TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan percobaan hydrogen:

1. Mengetahui cara pembuatan gas hydrogen di laboratorium.

2. Mengetahui sifat-sifat gas hydrogen.

3. Mengidentifikasi gas hydrogen dan senyawanya.

Tujuan percobaan oksigen:

4. Mengetahui cara pembuatan gas oksigen di laboratorium.

5. Mengetahui adanya gas oksigen dalam suatu senyawa.

V. TINJAUAN PUSTAKA

A. HIDROGEN

Hidrogen adalah unsur teringan yang terdapat dalam tabel periodik

dan merupakan unsur yang paling banyak terdapat di jagat raya dengan

prosentase kadar hydrogen di jagat raya adalah 75% berat atau 93% mol.

Hidrogen terdapat di bumi sampai diruang angkasa sebagai penyusun

bintang. Hidrogen dalam bentuk unsurnya berupa gas diatomic (H2), gas H2

merupakan gas yang paling ringan, tidak berwarna, dan tidak berbau, dan

gas ini bersifat mudah terbakar dengan adanya oksigen. Gas hydrogen

dialam terdapat dalam dua bentuk molekular yaitu orthohidrogen dan

parahidrogen, kedua bentuk molekular ini berbeda dalam hal spin relative

electron dan inti atomnya. Pada ortohidrogen spin dua protonnya adalah

parallel sehingga membentuk keadaan olekular yang disebut sebagai “triplet

dengan bilangan kuantum spin 1 (1/2+1/2), pada parahidrogen maka spin

protonya antiparalel sehingga membentuk keadaan “singlet” dan bilangan

kuantum spinnya 0 (1/2-1/2). Pada keadaan STP (Standard Temperature

Pressure) gas hydrogen tersusun dari 25% bentuk para dan 75% bentuk

ortho. Bentu orto tidak dapat dimurnikan, disebabkan perbedaan kedua

bentuk hydrogen tersebut maka sifat fisika keduanya juga berbeda.

LAPORAN ANORGANIKPRAKTIKUM : HIDROGEN DAN OKSIGEN

27

Hidrogen memiliki nomor atom1 dan nomor massa 1,008. Dengan

nomor atom ini maka Hidrogen memiliki konfigurasi electron 1s1 dan

jumlah electron dalam kulit atomnya 1. Hidrogen diletakkan dibagian atas

bersama dengan golongan 1A, tapi perlu diingat bahwa hydrogen bukan

merupakan anggota golongan 1A dan hydrogen bukan anggota golongan

manapun di dalam tabel periodic. Hidrogen diletakkan dalam periode 1

bersama dengan helium, dan blok tempat hydrogen berada pada sistem

periodic adalah pada blok s.

Hidrogen dialam memiliki 3 isotop yaitu 1H, 2H, dan 3H. 1H adalah

isotop hydrogen dengan kelimpahan yang melimpah dimana kelimpahannya

adalah 99,98%. Disebabkan isotop ini memiliki 1 proton dan 1 elektron

maka nama lainnya adalah protium. Isotop stabil yang lain adalah 2H

dikenal dengan nama Deuterium dan intinya terdiri dari 1 proton dan 1

neutron. Deuterium bukanlah radioaktif dan tidak berbahaya. Isotop ini

dipakai sebagai penanda dalam sintesis senyawa organic. Deuterium dalam

bentuk 2H2O sering juga dipakai sebagai pendingin dalam reactor nuklir dan

juga dipakai untuk reaksi fusi. Isotop 3H disebut sebagai Tritium

mengandung 2 netron dan 1 proton dalam intinya dan bersifat radioaktif dan

meluruh menjadi Helium-3 dengan memancarkan sinar beta. Banyak

dipakai sebagai pelacak dalam bidang geokimia dan juga sebagai penanda

dalam eksperimen kimia maupun biologi.

Memproduksi Hidrogen Skala Laboratorium

Dalam skala laboratorium hydrogen biasanya dibuat dari hasil samping

reaksi tertentu misalnya mereaksikan logam dengan asam seperti

mereaksikan antara besi dengan asam sulfat.

Fe(s) + H2SO4(aq) FeSO4(aq) + H2(g)

Sejumlah kecil hydrogen dapat juga diperoleh dengan mereaksikan kalsium

hidrida dengan air. Reaksi ini sangat efisien dimana 50% gas hydrogen yang

dihasilkan diperoleh dari air.

CaH2(s) + 2 H2O(l) Ca(OH)2(aq) + 2 H2(g)


27

Elektrolisis air juga sering dipakai untuk menghasilkan hydrogen dalam

skala laboratorium, arus dengan voltase rendah dialirkan dalam air kemudian

gas oksigen akan terbentuk di anoda dan gas hydrogen akan terbentuk di

katoda.

2 H2O(l) 2 H2(g) + O2(g)

Skala industri

Dalam skala industri hydrogen dapat dibuat dari hidrokarbon, dari produksi

secara biologi melalui bantuan alga dan bakteri, melalui elektrolisis, ataupun

termolisis. Produksi hydrogen dari hidrokarbon masih menjadi primadona

disebabkan dengan metode ini bisa dihasilkan hydrogen dalam jumlah yang

melimpah sehingga metode yang lain perlu dikembangkan lagi akar

meningkatkan nilai ekonomi hydrogen.

a. Pembuatan Hidrogen dari Hidrokarbon

Hidrogen dapat dibuat dari gas alam dengan tingkat efisiensi

sekitar 80% tergantung dari jenis hidrokarbon yang dipakai.

Pembuatan hydrogen dari hidrokarbon menghasilkan gas CO2,

sehingga CO2 ini dalam prosesnya dapat dipisahkan. Produksi

komersial hydrogen menggunakan proses “steam reforming”

menggunakan methanol atau gas alam dan menghasilkan apa yang

disebut sebagai syngas yaitu campuran gas H2 dan CO.

CH4 + H2O -> 3H2 + CO + 191,7 kJ/mol

Panas yang dibutuhkan oleh reaksi diperoleh dari pembakaran

beberapa bagian methane. Penambahan hasil hydrogen dapat

diperoleh dengan menambahkan uap air kedalam gas hasil reaksi

yang dialirkan dalam reactor bersuhu 130 C.

CO + H2O -> CO2 + H2 – 40,4 kJ/mol

Reaksi yang terjadi adalah pengabilan oksigen dari molekul air ke

CO untuk menjadi CO2. Reaksi ini menghasilkan panas yang dapat

dipakai untuk menjaga suhu reactor.


27

b. Pembuatan Hidrogen dari air Melalui elektrolisis

Hidrogen dapat dibuat dari proses elektrolisis air dengan

menggunakan suplai energi yang dapat diperbaharuhi misalnya

angina, hydropower, atau turbin. Dengan cara elektrolisis maka

produksi yang dijalankan tidak akan menghasilkan polusi. Proses

elektrolisis menjadi salah satu proses yang memiliki nilai ekonomi

yang urah dibandingkan dengan menggunakan bahan baku

hidrokarbon. Salah satu teknik elektrolisis yang mendapatkan

perhatian cukup tinggi adalah “elektrolisis dengan menggunakan

tekanan tinggi” dalam teknik ini elektrolisis dijalankan untuk

menghasilkan gas hydrogen dan oksigen dengan tekanan sekitar 120-

200 Bar. Teknik lain adalah dengan dengan menggunakan

“elektrolisis temperature tinggi” dengan teknik ini konsumsi energi

untuk proses elektrolisis sangat rendah sehingga bisa meningkatkan

efisiensi hingga 50%. Proses elektrolisis dengan menggunakan

metode ini biasanya digabungkan dengan instalasi reactor nulklir

disebabkan karena bila menggunakan sumber panas yang lain maka

tidak akan bisa menutup biaya peralatan yang tergolong cukup mahal

c. Pembuatan hydrogen melalui proses biologi

Beberapa macam alga dapat menghasilkan gas hydrogen sebagai

akibat proses metabolismenya. Produksi secara biologi ini dapat

dilakukan dalam bioreactor yang mensuplay kebutuhan alga seperti

hidrokarbon dan dari hasil reaksi menghasilkan H2 dan CO2 Dengan

menggunakan metode tertentu CO2 dapat dipisahkan sehingga kita

hanya mendapatkan gas H2nya saja.

d. Dekomposisi air dengan gelombang radio

Dengan menggunakan gelombang radio maka kita dapat

menghasilkan hydrogen dari air laut dengan dasar proses

dekomposisi. Jika air ini diekspos dengan sinar terpolarisasi dengan

frekuensi 13,56 MHz pada suhu kamar maka air laut dengan

konsentrasi NaCl antara 1-30% dapat terdekomposisi menjdi

hydrogen dan oksigen.


27

e. Termokimia

Terdapat lebih dari 352 proses termokimia yang dapat dipakai untuk

proses splitting atau termolisis dengan cara ini kita tidak

membutuhkan arus listrik akan tetapi hanya sumber panas. Beberapa

proses termokimia ini adalah CeO2/Ce2O3, Fe3O4/FeO, S-I, Ce-Cl,

Fe,Cl dan lainnya. Reaski yang terjdi pada proses ini adalah: 2H2O

-> 2H2 + O2 Dan semua bahan yang dipergunakan dapat didaur

ulang kembali menuju proses yang baru

Sifat Fisika Dan Kimia Hidrogen

Sifat fisika

Fase gas

Massa jenis(0 °C, 101.325 kPa)

0,08988 g/L

Titik lebur14,01 K

(−259,14 °C, −434,45 °F)

Titik didih20,28 K

(−252,87 °C, −423,17 °F)

Titik tripel 13,8033 K, 7,042 kPa

Titik kritis 32,97 K, 1,293 MPa

Kalor peleburan (H2) 0,117 kJ·mol −1

Kalor penguapan (H2) 0,904 kJ·mol −1

Kapasitas kalor(25 °C) (H2)

28,836 J·mol−1·K−1

Tekanan uap

P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k

pada T/K 15 20

Sifat atom

Struktur kristal heksagonal

Bilangan oksidasi1, −1

(oksida amfoter)

Elektronegativitas 2,20 (Skala Pauling)

Energi ionisasi 1st: 1312,0 kJ·mol −1

Jari-jari atom 25 pm


27

Jari-jari atom (perhitungan)

53 pm

Jari-jari kovalen 37 pm

Jari-jari Van Der Waals

120 pm

Informasi Lain

Konduktivitas termal(300 K) 180,5 m W·m−1·K−1

Kecepatan suara (gas, 27 °C) 1310 m/s

Gas hydrogen adalah gas yang mudah terbakar. Gas hydrogen

bersifat eksplosif jika membentuk campuran dengan udara dengan

perbandingan volume 4%-75% dan dengan klorin dengan perbandingan

volume 5%-95%. Disebabkan gas hydrogen sangat ringan maka api yang

disebabkan pembakaran gas hydrogen cenderung bergerak ke atas dengan

cepat sehingga mengakibatan kerusakan yang sangat sedikit jika

dibandingkan dengan api yang berasal dari pembakaran hidrokarbon. Reaksi

spontanitas ini biasanya di picu oleh adanya kilatan api, panas, atau cahaya

matahari. Entalpi pembakaran gas hydrogen adalah -256 kJ/mol dengan

reaksi:

2 H2(g) + O(g) 2H2O(l) + 572 kJ

Hidrogen sangat reaktif dan bereaksi dengan setiap unsur yang

bersifat oksidator dan bersifat lebih elektronegatif dibandingkan hydrogen

seperti golongan halide. Hidrogen dapat bereaksi secara spontan dengan

klorin dan florin pada temperature kamar membentuk hydrogen halide.

Hidrogen juga dapat membentuk senyawa dengan unsur yang kurang bersifat

elektronegatif misalnya logam dengan membentuk hidrida.

Kelarutan hydrogen dalam pelarut organic sangat kecil jika

dibandingkan dengan kelarutannya dalam air. Hidrogen dapat terserap dalam

metal seperti baja. Penyerapan hydrogen oleh baja ini menyebabkan baja

bersifat mudah patah sehingga menyebabkan kerusakan dalam pembuatan

peralatan. Dengan sifat ini maka ilmuwan dapat menyimpan ga hydrogen

dalam logam platinum.


27

Pada suhu normal hydrogen terdapat dalam bentuk diatomiknya

akan tetapi pada suhu yang sangat tinggi hydrogen terdisosiasi menjadi

atom-ataomnya. Atom hydrogen sangat reaktif dan dapat bereaksi dengan

oksida logam seperti perak, tembaga, timbale, bismuth, dan raksa untuk

menghasilkan logam bebasnya.

Atom hydrogen juga dapat bereaksi dengan senyawa organic untuk

membentuk kompleks seperti dengan C2H4 membentuk C2H6 dan

C4H10.Pada tekanan yang sangat tinggi hydrogen bisa memiliki sifat seperti

logam

Senyawaan Hidrogen

1. Hidrida

Istilah hidrida dipakai untuk menyatakan bahwa bilangan oksidasi hydrogen

yang bereaksi dengan unsur yang lain adalah -1 dan dinotasikan sebagai H-.

Beberapa contoh senyawa hidrida adalah LiH, NaH, LiAlH4, BeH2 dan

lainnya. Ikatan dalam senyawa hidrida dapat bersifat kovalen hingga sangat

bersifat ionic dan hidrida ini bisa menjadi bagian molekul, oligomer,

polimer, padatan ion, layer dalam absorbsi kimia, atau bahkan menjadi

bagian dari suatu logam. Hidrida bereaksi sebagai basa lewis dan bersifat

sebagai reduktor dan bisa juga bisa bereaksi dengan radikal hydrogen dan

proton. Berbagai macam unsur dapat membentuk hidrida dan sekarang

menjadi subyek penelitian yang penting untuk menemukan logam yang dapat

menyimpan hydrogen untuk pembangkit listrik atau baterai. Hidrida juga

memerankan peranan yang penting dalam sintesis senyawa organic

disebabkan bersifat sebagai reduktor.

2. Hidrokarbon

Dalam bidang organic senyawabhidrokarbon didefinisikan sebagai

senyawa yang pada dasarnya terdiri dari hydrogen dan karbon, akan tetapi

pengertian ini semakin meluas disebabkan beberapa hidrokarbon juga

mengandung unsur lain seperti fosfor, nitrogen, belerang dan bahkan logam

(organometalik). Golongan hidrokarbon sangat luas diantaranya alkana,

alkena, alkuna, alkohol, ester, asam karboksilat, aldehid, keton, amida,


27

senyawa aromatic dan berbabagai macam makromolekul seperti golongan

proten, dan karbohidrat.

Umumnya hidrokarbon merupakan sumber energi utama yang ada di

bumi akan tetapi dengan pertimbangan kondisi bumi saat ini maka

penggunaan energi ini mulai sedikit-demi sedikit dialihkan ke sumber energi

yang ramah lingkunga. Hidrokarbon juga merupakan sumber atau bahan

dasar untuk membuat berbagai macam senyawa organic yang lain misalnya

industru petrokimia menjadi dasar untuk pembuatan senyawa kimia yang

lain.

3. Hidrogen Halida

Hidrogen halide adalah senyawa kimia yang dihasilkan dari reaksi

antara hydrogen dengan unsur halide yaitu golongan 7 misalnya HF, HCl,

HBr, dan HI. Senyawa HAt jarang ditemukan di alam dan bersifat tidak

stabil. Senyawa hydrogen halide (HX) bersifat asam disebabkan

kecenderungan mereka melepaskan H+ dalam larutan. Kecuali HF maka

hydrogen halide yang lain adalah asam kuat. Dalam larutan sesama molekul

halide dapat membentuk ikatan hydrogen dimana ikatan ini menyebabkan

beberapa senyawa memiliki titik didih yang lebih tinggi dari yang

diperkirakan. Kecenderungan hidrogen bereaksi dengan halide ini disebakan

mereka memiliki perbedaan kelektronegatifitas yang cukup besar. Berikut

perbandingan ukuran atom dan momen dipole beberapa hydrogen halide.

4. H2O

Molekul air memiliki dua atom hydrogen dan satu atom Oksigen

yang terikat secara kovalen. Oksigen mengikat hydrogen dengan kuat


27

disebabkan oksigen memiliki elektronegatifitas yang tinggi sehingga

dihasilkan kutub positif dan negative dalam molekul air sehingga hal ini

menyumbangkan bahwa molekul air memiliki momen dipole. Sesama

molekul air dapat membentuk ikatan hydrogen sehingga meningkatkan titik

didih air. Air dapat didiskripsikan sebagai molekul yang memiliki kepolaran

sehingga dapat terdeprotonasi dengan reaksi:

2 H2O (l) H3O+ (aq) + OH (aq)

Konstanta disosiasi ini atau Kw adalah 10-14 pada 25 C.

B. OKSIGEN

Dioksigen, O2, adalah gas tak berwarna dan tak berbau (bp -

183.0oC) menempati 21% udara (% volume). Karena atom oksigen juga

komponen utama air dan batuan, oksigen adalah unsur yang paling melimpah

di kerak bumi. Walaupun unsur ini melimpah, oksigen dibuktikan sebagai

unsur baru di abad ke-18. Karena kini sejumlah besar oksigen digunakan

untuk produksi baja, oksigen dipisahkan dalam jumlah besar dari udara yang

dicairkan.

Isotop oksigen 16O (kelimpahan 99.762%), 17O (0.038%), dan 18O

(0.200%). 17O memiliki spin I = 5/2 dan isotop ini adalah nuklida yang

penting dalam pengukuran NMR. 18O digunakan sebagai perunut dalam studi

mekanisme reaksi. Isotop ini juga bermanfaat untuk penandaan garis

absorpsi spektrum IR atau Raman dengan cara efek isotop.

Sebagaimana dideskripsikan di bagian 2.3 (e), dioksigen, O2, dalam

keadaan dasar memiliki dua spin yang tidak paralel dalam orbital

molekulnya, menunjukkan sifat paramagnetisme dan disebut oksigen

triplet. Dalam keadaan tereksitasi, spinnya berpasangan dan dioksigen

menjadi diamagnetik, disebut oksigen singlet. Oksigen singlet sangat penting

untuk sintesis kimia, sebab oksigen singlet ini memiliki kereaktifan

karakteristik. Oksigen singlet dihasilkan dalam larutan dengan reaksi transfer

energi dari kompleks yang teraktivasi oleh cahaya atau dengan pirolisis

ozonida (senyawa O3).

Ion superoksida, O2-, dan ion peroksida, O2

2-, adalah anion-anion

dioksigen (Tabel 4.3). Keduanya dapat diisolasi sebagai garam logam alkali.

Ada keadaan oksidasi lain, O2+, yang disebut kation dioksigen (1+), dan

dapat diisolasi sebagai garam dengan anion yang cocok.


27

Oksida hidrogen

Oksigen sangat reaktif, dan bereaksi langsung dengan banyak unsur

membentuk oksida. Air adalah oksida hidrogen dan perannya sangat krusial

bagi lingkungan global dan kehidupan.

Air H2O

Sembilan puluh tujuh persen air ada di laut, 2% ada sebagai es di

kutub dan air tawar hanya merupakan sedikit sisanya saja. Sifat kimia dan

fisika dasar air sangat penting dalam kimia. Sifat-sifat kimia utamanya

diberikan dalam Tabel 4.1. Sebagian besar sifat anomali air disebabkan oleh

ikatan hidrogen yang kuat. Sifat fisik air berbeda cukup besar dengan

keberadaan isotop hidrogen. Paling tidak ada 9 polimorf es yang diketahui

dan struktur kristalnya bergantung pada kondisi pembekuan es.

Air memiliki sudut ikatan 104.5o dan panjang ikatan 95.7 pm dalam

molekul bebasnya. Telah dideskripsikan di bagian 3.4 (b) autoionisasi air

menghasilkan ion oksonium, H3O+. Penambahan air lebih lanjut

menghasilkan [H(OH2)n]+(H5O2+, H7O3

+, H9O4+, dan H13O6

+), dan struktur

berbagai spesies ini telah ditentukan.

Hidrogen peroksida, H2O2

Hidrogen peroksida adalah cairan yang hampir tak berwarna (mp -

0.89o C dan bp (diekstrapolasikan) 151.4o C), bersifat sangat eksplosif dan

berbahaya dalam konsentrasi tinggi. Biasanya hidrogen peroksida digunakan

sebagai larutan encer, tetapi larutan dalam air 90% digunakan. Karena

hidrogen peroksida digunakan dalam jumlah besar sebagai bahan

pengelantang untuk serat dan kertas, proses sintetik industri skala besar telah

dibuat. Proses ini menggunakan reaksi katalitik sangat lunak untuk

menghasilkan larutan encer hidrogen peroksida dari udara dan hidrogen

dengan menggunakan antrakuinon tersubstitusi. Larutan encer ini kemudian

dipekatkan. Bila deuterium peroksida dipreparasi di laboratorium, reaksi

berikut digunakan.

K2S2O8 + 2 D2O → D2O2 + 2 KDSO4

Hidrogen peroksida terdekomposisi menjadi air dan oksigen

dengan keberadaan mangan dioksida, MnO2. Hidrogen peroksida dapat


27

bereaksi sebagai oksidator maupun reduktor bergantung ko-reaktannya.

Potensial reduksinya dalam asam diungkapkan dalam diagram Latimer (lihat

bagian3.3 (c)) :

Sifat fisik

Warna oksigen cair adalah biru seperti warna biru langit.

Fenomena ini tidak berkaitan; warna biru langit disebabkan oleh

penyebaran Rayleigh. Oksigen lebih larut dalam air daripada nitrogen. Air

mengandung sekitar satu molekul O2 untuk setiap dua molekulN2,

bandingkan dengan rasio atmosferik yang sekitar 1:4. Kelarutan oksigen

dalam air bergantung pada suhu. Pada suhu 0 °C, konsentrasi oksigen

dalam air adalah 14,6 mg·L−1, manakala pada suhu 20 °C oksigen yang

larut adalah sekitar 7,6 mg·L−1 . Pada suhu 25 °C dan 1 atm udara, air

tawar mengandung 6,04 mililiter (mL) oksigen perliter, manakala

dalam air laut mengandung sekitar 4,95 mL per liter. Pada suhu 5 °C,

kelarutannya bertambah menjadi 9,0 mL (50% lebih banyak daripada

25 °C) per liter untuk air murni dan 7,2 mL (45% lebih) per liter untuk air

laut.

Oksigen mengembun pada 90,20 K (−182,95 °C, −297,31 °F),

dan membeku pada 54.36 K (−218,79 °C, −361,82 °F). Baik oksigen cair

dan oksigen padat berwarna biru langit. Hal ini dikarenakan oleh

penyerapan warna merah. Oksigen cair dengan kadar kemurnian yang

tinggi biasanya didapatkan dengan distilasi bertingkatudara cair; Oksigen

cair juga dapat dihasilkan dari pengembunan udara, menggunakan

nitrogen cair dengan pendingin. Oksigen merupakan zat yang sangat

reaktif dan harus dipisahkan dari bahan-bahan yang mudah terbakar.


27

Sesendok kecil Mg

Hasil pengamatan

Dimasukkan cawan yang kena air sulingDipanaskan diatas bunsenDiperiksa dengan indikator PPDiamati dan catat reaksi-reaksi yang terjadi

VI. RANCANGAN PERCOBAAN

a. Percobaan Hidrogen

ALAT DAN BAHAN

Alat Cawan porselin 1Pembakar bunsen/spiritus 1Gelas ukur 100cc 1Tabung reaksi 5statif dan klem 1Penjepit kayu 1Sendok porselin 1Pipet tetesPenutup karet 1Tabung reaksi berpipa samping 1

BahanLogam kalsiumSerbuk sengLarutan H2O2 3%Larutan KI 0,1MLarutan H2SO4 0,1MBarium peroksidaKapas kacaLarutan amilumIndikator PPLarutan HCl 4M

ALUR KERJA


Percobaan 1

Percobaan 2

27

Kapas kaca basah, kapas kaca kering, serbuk seng, dan kapas kering

Hasil pengujian

Dimasukkan berturut-turut dalam tabung reaksiDitutup dengan karet penutup dengan lubang di tengahDipegang dengan penjepit kayuDipanaskan bagian yang berisi seng di atas bunsen dan sesekali pada kapas kaca basah.diuji gas yang keluar dengan nyala api

Beberapa logam Zn

Dimasukkan tabung reaksi berpipa sampingDipasag selang yang dihubungkan dengan penampung gelas ukur yang diletakkan terbalik dalam airDitambahkan larutan HCl 4M secukupnya untuk terjadi reaksiDitutup dengan karet penutupDiuji gas yang terkumpul dengan nyala api

Beberapa tetes H2O2 3%

Hasil pengamatan

Dimasukkan tabung reaksi yang berisi sekitar 1mL KIDitambah sedikit larutan amilumDiamati apa yang terjadi


Percobaan 5

Percobaan 4

Percobaan 3

27

KClO3Beberapa logam Ca

Gas O2Hasil pengamatan

Dimasukkan dimasukkan tabung reaksi ± 0,5 cm dari dasar tabungDitambah serbuk batu kawiDipanaskan dengan nyala kecilDimasukkan cawanDisiram air sulingDiamati dan diperiksa dengan lakmus

Dipindah dalam airDiuji dengan kayu yang berpijar

Hasil pengujian

0,5 KMnO4

Gas O2

Dimasukkan dimasukkan tabung reaksi berpipoa sampingDitambahkan H2O2 4,5% tetes demi tetesDitutup dengan penutup karetDibiarkan 10 menit

Diuji dengan kayu yang berpijarDibandingkan volume O2 pada percobaan 1

Hasil pengujianHasil pengamatan

b. Percobaan Oksigen

ALAT DAN BAHAN

Alat Tabung reaksi berpipa samping 3Gelas ukur 100cc 1Selang plastik/ pipa penghubung 1Penutup karet 1Statip dan klem 1&1Pembakar bunsen 1BahanKristal kalium kloratLarutan kalium iodida encer 0,05MHidrogen peroksida 4,5%Kertas lakmusSerbuk batu kawi (pirolusit)

ALUR KERJA


Percobaan 2

Percobaan 1

27

VIII. ANALISIS

Berdasarkan data pengamatan yang diperoleh dari hasil praktikum yang kami

lakukan, dapat dianalisis bahwa :

A. HIDROGEN

1. Percobaan pertama yaitu reaksi antara logam Ca dengan aquades yang

menghasilkan gas H2, ditandai dengan adanya gelembung-gelembung gas. Air

yang digunakan adalah aquades karena aquades adalah air murni yang tidak

mengandung pengotor. Aquades yang semula jernih tidak berwarna setelah

bereaksi dengan logam Ca berubah menjadi keruh. Hal ini dikarenakan

terbentuknya larutan Ca(OH)2. Larutan yang terbentuk diuji dengan kertas

lakmus dan hasilnya lakmus merah berubah menjadi biru sementara lakmus

biru tetap berwarna biru. jadi, larutan Ca(OH)2 yang terbentuk bersifat basa.

Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa gas H2 dapat dibuat dengan cara

melarutkan serbuk Ca dengan air suling sehingga menghasilkan larutan

Ca(OH)2 yang bersifat basa. Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut :

Ca(s) + H2O(l) → Ca(OH)2(aq) + H2(g) ↑Serbuk Ca langsung dilarutkan ke dalam air suling karena serbuk Ca sangat

reaktif jadi langsung dapat bereaksi dengan air suling.

2. Percobaan kedua yaitu serbuk Mg yang diletakkan dalam cawan disiram

dengan aquades dan dipanaskan di atas pembakar spirtus. Tujuan dari

pemanasan ini adalah untuk mempercepat reaksi antara Mg dengan aquades.

Hal ini dikarenakan logam Mg kurang reaktif bila dibandingkan dengan Ca

sehingga perlu dipanaskan terlebih dahulu. Pada saat pemanasan, timbul

gelembung-gelembung gas yang merupakan gas H2. Selain itu, logam Mg

larut membentuk Mg(OH)2. Larutan yang terbentuk ditetesi dengan PP dan

berubah warna menjadi merah muda (pink). Trayek rentang pH dari indicator

PP adalah 8-9,6 dengan perubahan warna seiring meningkatnya pH adalah

dari tak berwarna ke merah. PP yang semula tak berwarna dan setelah

diteteskan pada larutan Mg(OH)2 menjadi merah muda. larutan yang memiliki

pH > 7 bersifat basa. Karena warna larutan menjadi merah muda maka


27

larutan Mg(OH)2 adalah larutan yang bersifat basa. Reaksi yang terjadi adalah

sebagai berikut :

Mg(s) + H2O(l) → Mg(OH)2(aq) + H2(g) ↑Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa gas H2 juga dapat dibuat dengan

mereaksikan logam Mg dengan aquades sehingga menghasilkan larutan

Mg(OH)2 yang bersifat basa.

3. Pada percobaan ketiga, kapas kaca yang sedikit basah, kapas kaca kering,

serbuk seng 0,3 gram dan kapas kering dimasukkan berturut-turut dalam

tabung reaksi berpipa samping. Ditutup dengan karet penutup dipanaskan

bagian yang berisi seng di atas Bunsen dan diuji gas yang keluar dengan api.

Fungsi kapas kaca disini adalah untuk menghasilkan uap air. Uap air yang

telah terbentuk akan bereaksi dengan logam Zn sehingga dihasilkan gas H2.

Logam Zn adalah logam yang tidak reaktif. Dengan demikian, perlu adanya

pemanasan agar logam Zn mampu bereaksi dengan H2O yang telah terbentuk

dari adanya kapas kaca. Reaksi pembentukan gas H2 adalah sebagai berikut :

Z n(s) + H2O(g) → H2(g) + ZnO(s)

Gas yang dihasilkan adalah gas H2 dan gas ini diuji dengan bara api. Hasilnya

bara api yang ada menyala. H2 yang terbentuk akan bereaksi dengan O2 yang

ada di udara sehingga bara api dapat menyala.

4. Percobaan keempat yaitu beberapa logam Zn diisikan dalam tabung reaksi

berpipa samping dengan dipasang selang yang dihubungkan penampung gelas

ukur yang diletakkan terbalik dalam bak air dimana gelas ukur tersebut

awalnya penuh dengan air. Tujuan dihubungkannya tabung reaksi berisi

logam Zn dengan gelas ukur berisi air yang diletakkan terbalik di atas bak air

adalah untuk mengetahui timbulnya gas H2. Dalam tabung reaksi dimasukkan

beberapa tetes larutan HCl 4M agar terjadi reaksi. Reaksi yang terjadi anatara

Zn dengan HCl adalah sebagai berikut :

Zn(s) + 2HCl → ZnCl2(aq) + H2(g) ↑Gas H2 yang terbentuk mendesak air yang ada dalam gelas ukur untuk keluar

sehingga gelas ukur terisi dengan gas H2. Gas H2 sangat mudah terbakar dan

bila terbakar akan menghasilkan H2O. gas hydrogen akan terbakar pada


27

konsentrasi serendah 4% di udara bebas. Ketika bercampur dengan oksigen

maka seharusnya hydrogen akan meledak seketika disulut dengan api. Namun

gas H2 yang terbentuk dari percobaan yang kami lakukan hanya sedikit

sehingga pada saat gas tersebut diuji dengan bara api tidak menghasilkan

letupan namun hanya mampu menyalakan bara. Padahal seharusnya gas H2

yang telah terbentuk menimbulkan letupan karena terdapatnya oksigen di

udara bebas dan H2 akan bereaksi dengan O2 dan menghasilkan letupan saat

disulut api.

5. Percobaan ini bertujuan untuk mengidentifikasi sifat senyawa gas Hidrogen.

Percobaan dilakukan dengan cara menambahkan larutan hidrogen peroksida

(H2O2) ke dalam tabung reaksi yang berisi larutan KI (tidak berwarna) dan

sedikit amilum (kuning jernih). Hidrogen peroksida tidak berwarna,

merupakan bahan kimia anorganik yang memiliki sifat oksidator kuat. Oleh

karena itu, dalam percobaan ini H2O2 mengoksidasi I- dari KI menjadi I2.

Reaksi yang terjadi sebagai berikut:

H2O2 + KI KOH + I2

Adanya I2 yang terbentuk dapat diketahui dari warna larutan yang awalnya

tidak berwarna menjadi berwarna ungu. Hal ini karena amilum merupakan

indikator yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi adanya I2, karena I2

memberikan warna ungu pada amilum.

.

B. OKSIGEN

Percobaan 1

Percobaan ini bertujuan untuk membuat gas Oksigen dalam skala

laboratorium. Pembuatan gas Oksigen yang dilakukan adalah penguraian

kalium klorat (KClO2) dengan cara dipanaskan. Reaksi penguraian ini

dipercepat dengan menggunakan katalis bati kawi (MnO2). Reaksi yang terjadi

adalah sebagai berikut:

2 KClO3 MnO2→

2 KCl+3O2+MnO2

MnO2 terbentuk kembali di akhir reaksi karena zat ini hanya digunakan

sebagai katalis yang dapat mempercepat reaksi. Gas Oksigen yang terbentuk


27

ditampung pada gelas ukur dihasilkan volume gas lebih dari 100 mL. Adanya

gan ini dapat diidentifikasi dengan bara api. Gas Oksigen merupakan zat yang

sangat berperan dalam proses pembakaran. Oleh karena itu, bara api dapat

dengan cepat menyala karena ada gas O2 yang terbentuk.

Percobaan 2

Selain dengan penguraian KClO3, gas Oksigen dapat juga dibuat tanpa

pemanasan seperti pada percobaan kedua ini. Percobaan dilakukan dengan cara

menambahkan larutan hidrogen peroksida (H2O2) ke dalam padatan KMnO4.

Reaksi yang terjadi adalah dekomposisi hidrogen peroksida:

H 2 O2 KMnO4→

O2+H 2O

KMnO4 pada reaksi ini hanya digunakan sebagai katalis untuk mempercepat

reaksi dekomposisi. Gas yang terbentuk pada reaksi ini ditampung dalam gelas

ukur, dan dihasilkan volume gas sebanyak 43 mL. Untuk mengidentifikasi

terbentuknya gas oksigen, gas yang terbentuk diuji dengan bara api dan

hasilnya gas dapat menyalakan bara api.

IX. PEMBAHASAN

Pada percobaan hidrogen percobaan 4, gas H2 yang diuji dengan bara api tidak

menghasilkan letupan akan tetapi hanya mampu menyalakan bara. Hal ini

dikarenakan gas H2 yang terbentuk hanya sedikit dan mungkin kurang dari 4%

dari udara bebas sehingga kurang bereaksi dengan O2 di udara pada saat disulut

dengan bara. Terbentuknya gas H2 sedikit dikarenakan beberapa faktor

diantaranya volume larutan HCl yang direaksikan dengan serbuk Zn kurang,

serbuk Zn yang diberikan hanya sedikit dan kurang cepatnya bara api disulutkan

dalam gelas ukur sehingga gas H2 yang sudah terbentuk menjadi berkurang pada

saat gelas ukur sudah dibuka dari dalam bak air.

X. SIMPULAN

Percobaan Hidrogen

1. Gas H2 dapat dibuat dengan cara melarutkan serbuk Ca dengan air suling

sehingga menghasilkan larutan yang bersifat basa.


27

2. Gas H2 dapat dibuat dengan cara melarutkan serbuk Mg dengan air suling

lalu dipanaskan sehingga menghasilkan larutan yang bersifat basa.

3. Gas H2 dapat dibuat dengan cara memanaskan serbuk Zn dalam susunan

kapas kaca basah, kapas kaca kering, Zn dan kapas kering dalam tabung

reaksi berpipa samping.

4. Kereaktifan Ca, Mg dan Zn dalam H2O : Ca > Mg > Zn

5. Gas H2 dapat dibuat dengan cara mereaksikan serbuk Zn dan HCl 4M

sehingga dapat menyalakan bara api

6. Hidrogen peroksida merupakan senyawa hidrogen dengan rumus kimia

H2O2 yang memiliki sifat oksidator kuat.

Percobaan Oksigen

Pembuatan gas Oksigen dapat dilakukan dengan dua cara yaitu:

1. Pembuatan gas Oksigen dengan pemanasan, dilakukan dengan penguraian

Kalium klorat dengan cara dipanaskan dan menggunakan katalis batu kawi

(MnO2)

2. Pembuatan gas Oksigen tanpa pemansan, dilakukan dengan penguraian

hidrogen peroksida (H2O2) dengan katalis KMnO4

Terbentuknya gas Oksigen dapat diidentifikasi dengan bara api. Gas

Oksigen dapat dengan cepat menyalakan bara api.


27

XI. JAWABAN PERTANYAAN

HIDROGEN

1. Jelaskan apakah gas letup itu dan apa kegunaannya?

gas letup yang dihasilkan adalah gas hydrogen, sifatnya sangat mudah terbakar

terbukti pada percobaan karena dapat menyalakan bara api.

Kegunaannya gas Hidrogen :

sebagai bahan campuran dengan nitrogen (kadangkala disebut forming

gas) sebagai gas perunut untuk pendeteksian kebocoran gas yang kecil

industri petrokimia dan kimia yaitu untuk memproses bahan bakar

fosil dan dalam pembuatan ammonia.

Bidang fisika dan teknik H2 digunakan sebagai gas penameng di

metode pengelasan seperti pengelasan hidrogen atomik

Sebagai pendingin rotor di generator pembangkit listrik karena ia

mempunyai konduktivitas termal yang paling tinggi di antara semua

jenis gas

2. Tulislah semua reaksi yang terjadi pada percobaan di atas!

Percob 1 : 2Ca (s) + 4H2O (l) 2Ca(OH)2 (aq) + 2H2 (g)

Percob 2 : 2Mg (s) + 4H2O (l) 2Mg(OH)2 + 2H2 (g)

Percob 3: Zn (s) + H2O(g) H2 (g) + ZnO (s)

Percob 4: Zn (s) + HCl (aq) + ZnCl2 (aq) + H2 (g)

Percob 5: 2KI (aq) +H2O2 (aq) + amilum + 2KOH (aq) + I2 (aq)

3. Mengapa hidrogen peroksida harus digunakan dalam larutan yang encer?

Hidrogen peroksida adalah cairan yang hampir tak berwarna, bersifat sangat

eksplosif yaitu bersifat korosif dan merupakan oksidator kuat sehingga

berbahaya dalam konsentrasi tinggi karenanya hidrogen peroksida digunakan

sebagai larutan encer, tetapi larutan dalam air 90 % .Karena hidrogen peroksida

digunakan dalam jumlah besar sebagai bahan pengelantang untuk serat dan

kertas, proses sintetik industri skala besar .


27

OKSIGEN

1. Hitunglah volume gas oksigen yang diperoleh bila KClO3 yang tersedia 1 gram ?

Pada percobaan 0,5 gram KClO3 diperoleh gas oksigen 42 ml selama 60 detik,

sehingga jika tersedia 1 gram KClO3 maka diperkirakan akan diperoleh gas

hydrogen 84 ml selama 60 detik.

2. Tulislah rumus struktur Lewis yang menunjukkan sebuah molekul O2 dengan

dua electron valensi yang tidak berpasangan ?

O = O

3. Terangkan kejadian pada percobaan 1 dan 2 ?

Pada percobaaa 1

kalium klorat(KClO3) 0,5 gram yang dimasukkan pada tabung reaksi berpipa

kemudian ditambah sedikit serbuk batu kawi (MnO2) kemudian dengan

dipanaskan akan terjadi ruduksi Mn oleh KClO3 menghasilkan Mn2+ dan gas

oksigen dalam aliran selang yang ditampung pada gelas ukur kemudian

mengujinya dengan uji nyala pada kayu.

Pada Percobaan 2 :

Sama seperti percobaan 1, Permanganat (MnO4) dimasukkan kedalam tabung

reaksi berpipa kemudian ditambah sedikit demi sedikit H2O2 namun tanpa

pemanasan akan terjadi ruduksi Mn oleh MnO4 yang merupakan reduktor

menghasilkan Mn2+ dan gas oksigen dalam aliran selang yang ditampung pada

gelas ukur kemudian mengujinya dengan uji nyala pada kayu.

4. Tulislah persamaan reaksi pada percobaan 1 dan 2?

Percob 1: 2KClO3 (s) + 2MnO2 (s) 2Mn2+ + 4 O2 (g) +2KClO (aq)

Percob 2: MnO4(s) +2H2O2 (aq) Mn2+ + 3O2 (g) + 2H2O (aq)


27

XII. DAFTAR PUSTAKA

Anonim. (tanpa tahun). Oksigen. (online) http://www.id.wikipedia.org/

diakses pada 27 Oktober 2011

Anonim. 2004. Hidrogen. (online) http://www. belajarkimia.com/ diakses

pada 27 Oktober 2011

Anonim. 2009. Pembuatan Gas Hidrogen. (online) http://www.chem-is-

try.org/ diakses pada 27 Oktober 2011

Lutfi, Achmad, dkk. 2011. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik II.

Surabaya: UNESA Press.

Rahmawati, Irma. 2010. Sifat dan Karakteristik Oksigen. (online)

http://irizlovely.blogspot.com/ diakses pada 27 Oktober 2011

Saito, Taro. 2009. Oksigen dan Oksida. (online) http://chem-is-try.org/

diakses pada 27 Oktober 2011

Sugiharto, Bambang, dkk. 1997. Kimia Anorganik II. Surabaya: University

Press IKIP Surabaya.


http://www.id.wikipedia.org/

27

LAMPIRAN FOTOPERCOBAAN HIDROGEN

Serbuk Ca

Penetesan dengan air suling

Pengujian menggunakan kertas lakmus

Serbuk Mg yang sudah diberi air suling

Setelah pemanasan dan penetesan indikator PP


Percobaan 1 Percobaan 2

27

Pembakaran serbuk Zn

Gas H2 yang muncul

Serbuk Zn

Serbuk Zn ditambah HCl dalam tabung reaksi

Percobaan 5

Larutan H2O2 3% ditambah larutan KI dan amilum


Percobaan 3 Percobaan 4

29

LAMPIRAN FOTOPERCOBAAN OKSIGEN

Pembakaran KClO3 dan batu kawi dengan api kecil

Pembentukan gas O2 dari pencampuran serbuk KMnO4 dan H2O2 4,5%

Pengujian gas O2


Percobaan 1

Percobaan 2

LAPORAN H N O.docx

Documents

Transcript of LAPORAN H N O.docx