Laporan Kimia Anorganik I Pembuatan Kalsium Sulfat Dari Batu Gamping [PDF]

Citation preview

Pembuatan Kalsium Sulfat (CaSO4) Dari Batu Gamping Sopi Widianingsih, Amelia, Siti Aisah, Fathnisa Ihsannurika Hasnah Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Jenderal Achmad Yani Abstrak Telah dilakukan praktikum pembuatan kalsium sulfat (CaSO4) dari batu gamping yakni bertujuan untuk mempelajari cara pembuatan kalsium sulfat dari batu gamping dan uji kualitatif dari kalsium sulfat yang didapatkan, hal ini berdasarkan penambahan H2SO4 pada batu gamping dan dengan uji kualitatif. Hasil berat kalsium sulfat yang didapatkan yaitu sebanyak 0,264 gram serta hasil rendemen kalsium sulfat yang didapatkan yaitu sebesar 13,2 % dengan uji kualitatif membuktikan bahwa hasil tersebut merupakan CaSO4. Pendahuluan Gamping mempunyai rumus kimia CaCO3 dengan impuritis umum berupa silika, besi dan magnesium. Batu gamping dapat terlarutkan oleh air hujan lebih mudah dibandingkan dengan batuan yang lainnya. Di bawah pengaruh tekanan yang tinggi, batu gamping termetamorfosakan menjadi batuan metamorf marble. Pada kondisi tertentu, kalsit yang terdapat di dalam batu gamping teralterasi menjadi batuan dolomite. Salah satu penggunaan batu gamping adalah untuk pembuatan bahan kimia, diantaranya kalsium sulfat. Kalsium sulfat umumnya berwarna putih, tergantung mineral pengotornya dengan derajad kekerasan 1,5 – 2 dan berat jenis 2,31– 2,35. Kalsium sulfat termasuk garam kalsium yang mudah mengendap dengan nilai Ksp 2,4.10-5. Kalsium sulfat dapat digunakan sebagai salah satu bahan pembuat portland semen, bahan baku kapur tulis, penambah kekerasan untuk bahan bangunan, dll. (Budiman, 2015) Batu gamping (CaCO3) merupakan salah satu mineral yang berlimpah di Indonesia. Mineral tersebut dapat dipanaskan sehingga menghasilkan kalsium oksida atau biasa dikenal sebagai kapur tohor. Kapur tohor juga bermanfaat sebagai bahan untuk pemurnian nira dalam industri pembuatan gula merah. Dalam aplikasi sebagai bahan bahan pemurni nira diperlukan kapur tohor yang bebas impuritis terutama silika dan magnesium oksida. Batu kapur (bahasa Inggris : limestone) (CaCO3) adalah sebuah batuan sedimen terdiri dari mineral calcite (kalsium carbonate). Sumber utama dari calcite ini adalah organisme laut. Organisme ini mengeluarkan shell yang keluar ke air dan terdeposit dilantai samudra sebagai pelagicooze. Calcite sekunder juga dapat terdeposit oleh air meteorik tersupersaturasi (air tanah yang presipitasi material di gua). Ini menciptakan speleothem seperti stalagmite dan stalaktit. Bentuk yang lebih jauh terbentuk dari Oolite (batu kapur Oolitic) dan dapat dikenali dengan penampilannya yang granular. Batu kapur membentuk 10% dari seluruh volume volume batuan sedimen. Pembentukan batu gamping terjadi secara organik, mekanik atau secara kimia. (Achmad, 2001) Kalsium merupakan kation yang sering dihubungkan dengan kemasaman tanah,karena dapat mengurangi efek kemasaman. Sebagai sumber utama kalsium tanah adalahkerak bumi yang didalamnya terkandung 3,6% Ca. Mineral utama yang banyak mengandung kalsium antara lain kalsit (CaCO3) dan dolomit [CaMg(CO3)2] yang merupakan penyusun batuan sedimen limestone dan dolomit. Adanya kandungan kapur (CaCO3) bebas, di dalam tanah dapat diketahui dengan meneteskan asam klorida 10% (HCl 2 N). Adanya percikan menandakan adanya kapur bebas, makin banyak percikannya makin banyak kandungan kapurdalam tanah. Reaksi yang terjadi: CaCO3 + 2 HCl → CaCl2 + H2O + CO2 . (Ranawijaya, 1985)



Pada temperatur tinggi, kalsium mereduksi sebagian besar logam, maka kalsium banyak dipakai sebagai reduktor dalam pembuatan logam-logam Cu, Fe, Ni dan Pb. Dan juga dipakai untuk membuat logam campuran. Kalsium klorida banyak terdapat pada Tachydrite. Secara teknis kalisum klorida diperoleh dari hasil samping dari pembuatan Natrium bikarbonat dengan prosessolvay. Dapat juga diperoleh dengan jalan melarutkan (Ca(OH)2) atau CaCO3 dalam HCl. Kalsium klorida dalam bentuk anhidrat banyak digunakan sebagai bahan pengering. Sifat kalsium klorida adalah asam sehingga kalsium klorida juga dapat mempercepat terjadinya proses korosi pada besi. (Vogel, 1985) Eksperimen Pada percobaan ini diperlukan alat dan bahan untuk menunjang eksperimen. Alat yang dipergunakan yaitu gelas kimia 250 ml, tabung reaksi, rak tabung, spatula, batang pengaduk, mortar dan alu, 1 set penyaring vacum, kaca arloji, Erlenmeyer 250 ml, gelas ukur 100 ml, dan botol semprot. Adapun bahan yang dipergunakan yaitu batu gamping, asam sulfat 1M, asam klorida 1M, asam nitrat 1M, kalium tianosulfat 1M, natrium oksalat, dan natrium karbonat. Mula – mula ditimbang 2,0 gram batu gamping yang sudah ditumbuk halus (kira – kira 100 mesh), kemudian dipanaskan dalam tanur pada 5000C selama 1 jam (disiapkan oleh asisten). Direndam serbuk hasil pentanuran dengan 50 mL aquades dan 25 mL larutan HCl 2M (2 : 1 v/v) selama 15 menit sambil diaduk, kemudian disaring dan diambil filtratnya. Dipekatkan larutan dengan cara diuapkan larutan tapi jangan sampai terbentuk endapan (bila terbentuk, dihentikan pemanasan dan ditambah setetes demi setetes aquades sampai larut lagi). Ditambahkan setetes demi setetes larutan H2SO4 2M sambil diaduk hingga terbentuk padatan putih. Dibantu dengan pendinginan bila perlu. Disaring endapan yang terbentuk kemudian dikeringkan. Ditimbang padatan yang terbentuk. Uji Kualitatif a.



b.



Dilarutkan sedikit padatan hasil sintesa dalam larutan H2SO4 2M dan ditetesi dengan larutan KSCN 1M. Diamati perubahan yang terjadi. Diambil sedikit padatan hasil sintesa dan dilarutkan dengan 10 mL larutan HNO3 1M dan ditambahkan dengan beberapa tetes larutan natrium oksalat atau larutan Na2CO3 1M. Diamati perubahan yang terjadi.



Hasil dan Pembahasan Hasil Perlakuan 2,0 gram batu gamping + 50 mL H2O + 25 mL HCl 2M, diaduk 15 menit, disaring. Filtrat diuapkan + 6 tetes H2SO4 2M, disaring. Endapan dikeringkan ditimbang. Uji Kualitatif



dan



Padatan + 40 tetes H2SO4 2M + 5 tetes KSCN 1M. Padatan + 10 mL larutan HNO3 1M + 12 tetes Na2CO3 1M.



Hasil Pengamatan Larutan berwarna coklat kekuningan, terdapat endapan pengotor, terdapat filtrat dan endapan. Terdapat endapan berwarna putih, terdapat filtrat dan endapan. Berat endapan yaitu 0,264 gram.



mengikat SCN- juga karena adanya H2SO4 yang berfungsi sebagai mempercepat reaksi. Dengan reaksi yang terjadi : CaSO4 + 2 KSCN → Ca(SCN)2 + K2SO4 Sedangkan pada uji kualitatif kedua dengan penambahan 10 ml larutan HNO3 1M dan 12 tetes Na2CO3 1M dihasilkan gelembung yang berasal dari reaksi dengan Na2CO3 dimana seharusnya terdapat endapan putih yang menandakan adanya CaCO3 yang terbentuk kembali, namun terjadinya kesalahan pada praktikum karena praktikan kurang teliti dalam mengamati hasil reaksi. Dan reaksi yang terjadi adalah : CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3 + Na2SO4 Kesimpulan 1.



Larutan dari putih berubah menjadi warna jingga dengan terdapat endapan. Terdapat gelembung.



Pembahasan Dalam praktikum pembuatan kalsium sulfat dari batu gamping ini yaitu untuk dapat memeperoleh kalsium sulfat dalam batu gamping. Batu gamping banyak mengandung kalsium sulfat yang cukup tinggi sehingga dilakukan percobaan dengan menggunakan batu gamping. Sebelum dilakukan pernyaringan batu gamping ditumbuk halus terlebih dulu agar mudah untuk dilakukan penyaringan nantinya dan setelah itu dilakukan pentanuran dalam oven pada suhu 5000C. Fungsi penaturan dalam percobaan ini adalah untuk me nghilangkan hidrat atau air yang masih terkandung dalam batu gamping tersebut selain itu juga agar kalsium karbonat bila dipanaskan akan pecah dan menjadi serbuk remah yang lunak yang dinamakan kalsium oksida (CaO), hal ini disebut dengan kalsinasi. Kalsinasi diperlukan sebagai penyiapan serbuk untuk diproses lebih lanjut dan juga untuk mendapatkan ukuran partikel yang optimum serta menguraikan senyawa – senyawa dalam bentuk garam atau dihidrat menjadi oksida, membentuk fase kristal. Pentanuran menghasilkan reaksi: CaCO3(S) → CaO(S) + CO2(g) Setelah dipanaskan 2 gram batu gamping dilarutkan dengan 50 ml aquades dan 25 ml HCl 1M sambil diaduk terus menerus selama ± 15 menit, hal ini berfungsi untuk mempercepat tumbukan antar partikel sehingga semakin cepat pula ia bereaksi atau larut. Selain itu fungsi dari penambahan HCl yaitu agar CaCO3 larut dan impuritis yang ada dalam serbuk tidak ikut bereaksi. Impuritis yang tidak bereaksi dalam percobaan ini adalah silika dan magnesium. Kemudian endapan disaring dan difiltratnya dipekatkan dengan cara diuapkan namun tidak sampai terbentuk endapan. Kemudian fitrat ditambahkan dengan H2SO4 2M sampai terbentuk endapan berwarna putih. Endapan putih yang terbentuk ini merupakan kalsium sulfat, dimana reaksi yang terjadi ialah: CaO + H2SO4 → CaSO4 + H2O Endapan dikeringkan dan ditimbang dihasilkan berat endapan sebanyak 0,264 gram dengan rendemen yang didapatkan sebesar 13,2%. Pada uji kualitatif pertama dengan penambahan 40 tetes H2SO4 2M dan 5 tetes KSCN 1M dihasilkan larutan dari putih berubah menjadi warna jingga dengan terdapat endapan. Perubahan warna yang terjadi dikarenakan kalsium yang



2. 3.



Pembuatan kalsium sulfat dapat dilakukan dari bahan dasar batu kapur (batu gamping). Pembuatan kalsium sulfat dapat dilakukan dengan cara penambahan asam, pentanuran dan uji kualitatif. Didapatkan berat kalsium sulfat sebanyak 0,264 gram dengan hasil rendemen sebesar 13,2 %.



Daftar Pustaka Achmad, H. 2001. Kimia Unsur dan Radiokimia. PT. Citra Aditya Bakti : Bandung. Budiman, Senadi dan Hardian, Arie. 2012. Petunjuk Praktikum Kimia Anorganik. Laboratorium Kimia Anorganik Fakultas MIPA UNJANI : Cimahi. Ranawijaya, J. 1985. Ilmu Kimia 2. Depdikbud: Jakarta. Vogel. 1985. Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro Edisi Kelima Bagian II. PT. Kalman Media Pustaka: Jakarta. Dokumentasi



Penambahan 25 mL HCl pada batu gamping dan aquades.



Proses pengadukan campuran batu gamping, aquades, dan HCl selama ± 15 menit.



Proses penyaringan hasil pencampuran batu gamping, aquades, dan HCl.



Hasil uji kualitatif dengan adanya gelembung pada penambahan 10 ml larutan HNO3 1M dan 12 tetes Na2CO3 1M.



Hasil uji kualitatif dengan perubahan warna menjadi jingga dan terdapat endapan pada penambahan 40 tetes H2SO4 dan 5 tetes KSCN.



Proses penguapan pada hasil filtrat.



Perhitungan



Penambahan 6 tetes H2SO4 pada filtrat yang diuapkan.



1. Diketahui : Berat kertas saring kosong = 0,5078 gram Berat kertas saring + endapan = 0,7718 gram Ditanyakan : Berat endapan? Jawaban : Berat kertas saring + endapan – berat kertas saring kosong = 0,7718 – 0,5078 = 0,264 gram. 2. Diketahui : Berat CaSO4 = 0,264 gram. Berat batu gamping = 2,0 gram Ditanyakan : %rendemen CaSO4? Jawaban : %rendemen CaSO4 =



Hasil timbangan kertas saring kosong seberat 0,5078 gram.



Hasil timbangan kalsium sulfat + kertas saring yang telah dikeringkan seberat 0,7718 gram.



=



𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐶𝑎𝑆𝑂4 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑏𝑎𝑡𝑢 𝑔𝑎𝑚𝑝𝑖𝑛𝑔 0,264 2



𝑥 100%



= 13,2%



𝑥 100%



Pertanyaan dan Jawaban Pertanyaan : 1.



Apa fungsi dari pentanuran? Tuliskan persamaan reaksinya!



2.



Pada saat ditambah aquades dan HCl, impuritis apa yang tidak larut? Tulis persamaan reaksi untuk impuritis dan gamping!



3.



Jelaskan analisa berdasarkan hasil uji kualitatif?



Jawaban : 1.



Pentanuran berfungsi sebagai penyiapan serbuk untuk diproses lebih lanjut dan juga untuk mendapatkan ukuran partikel yang optimum serta menguraikan senyawa – senyawa dalam bentuk garam atau dihidrat menjadi oksida, membentuk fase kristal dan menghilangkan sebagian impuritis. Reaksi : CaCO3(S) → CaO(S) + CO2(g)



2.



Impuritis yang tidak larut yaitu magnesium.



3.



Berdasarkan hasil uji kualitatif pertama dengan penambahan KSCN 1M, hasil yang didapatkan terjadi perubahan warna dari putih keruh menjadi jingga dan terdapat endapan dengan reaksi : CaSO4 + 2 KSCN → Ca(SCN)2 + K2SO4 Perubahan warna dari bening menjadi jingga disebabkan kalsium yang mengikat SCN-. Sedangkan pada uji kualitatif kedua, dengan penambahan 10 ml larutan HNO3 1M dan 12 tetes Na2CO3 1M dihasilkan gelembung yang berasal dari reaksi dengan Na2CO3 dengan reaksi yang terjadi : CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3 + Na2SO4