Pembentukan Kristal Belerang [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM SINTESIS KIMIA ANORGANIK PEMBENTUKAN KRISTAL BELERANG



Disusun Oleh : NI KETUT ERMIN 1808511014 KELOMPOK III B



PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA 2020



PEMBENTUKAN KRISTAL BELERANG



I.



TUJUAN 1. Mengetahui proses pembuatan kristal belerang 2. Menentukan kristal belerang yang terbentuk 3. Mengetahui reaksi yang berlangsung pada uji nyala api belerang 4. Dapat mengamati uji nyala serbuk belerang dan serbuk seng. 5. Mengetahui faktor yang mempengaruhi pembentukan Kristal belerang.



II.



DASAR TEORI Belerang merupakan unsur dengan nomor atom 16 dan terletak pada golongan 6A di tabel periodik unsur. Belerang ditemukan di alam sebagai unsur bebas, sulfat, maupun sebagai bijih sulfida. Belerang berwarna kuning pucat, padatan yang rapuh, yang tidak larut dalam air tapi mudah larut dalam CS2 (karbon disulfida). Belerang dapat ditemukan dalam berbagai bentuk, baik gas, cair maupun padat, unsur belerang terjadi dengan bentuk alotrop yang lebih dari satu atau campuran. Bentuk yang berbeda-beda ini mengakibatkan sifatnya pun berbeda-beda dan dan keterkaitannya antara sifat dan bentuk alotropnya masih belum dapat dipahami (Clark, 2008). Menurut Petrucci (1985), bahwa ada beberapa allotropi belerang, yaitu : •



Belerang rombik (Sα)



•



Belerang monoklinik (Sß)



•



Belerang cair (Sλ)



•



Belerang cair (Sµ) yang memiliki warna gelap



•



Uap belerang, S8



•



Belerang plastik



Belerang berwarna kuning pucat, padatan yang rapuh, yang tidak larut dalam air tapi mudah larut dalam CS2 (karbon disulfida). Dalam berbagai bentuk, baik gas, cair maupun padat, unsur belerang terjadi dengan bentuk alotrop yang lebih dari satu atau campuran. Dengan bentuk yang berbeda-beda, akibatnya sifatnya pun berbeda-beda dan keterkaitan antara sifat dan bentuk alotropnya masih belum dapat dipahami. Belerang membentuk senyawa dalam berbagai tingkatan oksidasi dan senyawanya



dengan oksigen merupakan salah satu senyawa belerang yang terpenting yang sering melibatkan ikatan rangkap dua dari donasi pasangan elektron oksigen. Hal ini dapat terjadi karena orbital kosong 3d dalam atom belerang (Gulo, 2016). Bentuk kristal stabil dari belerang adalah belerang rombik berwarna kuning suatu kristal padat dengan kisi molekul berbentuk mahkota S. belerang rombik meleleh paada suhu 113 ℃ menghasilkan cairan berwarna jingga. Paada pemanasan lebih lanjut berubah menjadi coklat merah yang berbentuk cairan kental. Mula- mula lelehan terdiri dari molekul S8. Namun, pecahnya rantai fragmen bergabung menghasilkan rantai spiral yang panjang dari atom belerang. Kekentalan meningkat akibat pemadatan molekul S8 yang berubah menjadi rantai molekul yang panjang. Pada suhu lebih tinggi dari 200 ℃, rantai mulai pecah dan kekentalan menurun. Belerang menguap pada suhu 445 ℃ menghasilkan molekul A8, S6, S4 dan S2 (Achmad, 2001). Bentuk molekul dari S8 adalah : S



S S



S



S



S



S S



.



Gambar 2.1 struktur mahkota S8 ( Purnomo, 1998). Di dalam laboratorium senyawa H2S dihasilkan dari alat klipp dengan mereaksikan HCl dan FeSO4. Reaksinya (Purnomo, 1998) : FeS(s) + 2HCl(l)



FeCl(aq) + H2S(g)



( 2.1 )



Belerang dengan senyawa lain memiliki berbagai bentuk persenyawaan. Belerang ditemukan sebagai unsur bebas sebagau sulfida (FeS, PbS, dan ZnS) dan sebagai sulfat ( CaSO4. 2H2O, MgSO4.H2O). berikut adalah persenyawaan dari belerang yaitu (Oka, 2012)



A. Hidrogen Sulfida Hidrogen sulfida merupakan sebuah bahan kimia laboratorium yang penting, karena dipakai secara luas dalam analisis kualitatif. Zat ini dapat dibuat dengan reaksi amam terhadap sulfida logam atau dengan hidrolisis tioasetamida : FeS(s) + HCl ➔ H2S(g) + FeCl2 (aq)



( 2.2)



CH3(SNH2)(aq) + H2O ➔H2S + CH3CONH2(aq)



( 2.3 )



Hidrogen sulfida adalah gas yang sangat beracun yang mengahasilkan belerang dan dapat larut didalam air B. Polisulfida Logam Belerang tidak hanya dapat terikat dalam belerang unsur, tetapi dapat bereaksi juga dengan ion sulfida dengan membentuk ion polisulfida : BaS + 2S → BaS3



(2.4)



Ion polisulfida ukurannya sebesar 𝑆22− sampai 𝑆63− . Kristal polisulfida yang paling terkenal yaitu bijih besi yang umumnya seperti pina ( FeS2) C. Oksida dalam garam okso -



𝑆𝑂2 dan 𝑆𝑂3 Sulfur dioksida (𝑆𝑂2 ) merupakab gas yang tidak berwarna. Sulfat dapat terbentuk pada penambangan batu bara yang mengandung belerang dan pemangggangan bijih sulfida. Sulfur dioksida larut dalam air 𝑆𝑂2 + 𝐻2 𝑂 → 𝐻2 𝑆𝑂3



(2.5)



𝑆𝑂3 dapat dibuat dengan cara mengoksidasi 𝑆𝑂2 dengan mekanisme pembentukan sebagai berikut : 𝑆 + 𝑂2 → 𝑆𝑂2 2𝑆𝑂2 + 𝑂2 → 2𝑆𝑂3



(2.6) (2.7)



𝑆𝑂3 diudara dalam bentuk gas hanya mungkin jika ada konsentrasi uap air yang sangat rendah. D. Thiosulfat



Belerang atau sulfur apabila bereaksi dengan ion sulfat maka akan membentuk ion thiosulfat dengan persamaan reaksi S + 𝑆32− → 𝑆2 𝑂3 III.



(2.8)



ALAT DAN BAHAN



3.1 Alat − Tabung reaksi



- Bunsen



− Pipet



- Gelas arloji



− Gelas beker



- Spatula



− Penangas air



- Penjepit kayu



− Pipet U



- Pipet tetes



− Penyumbat



- Lap atau tissue



3.2 Bahan



IV.



− Serbuk belerang



- Larutan H2SO4



− Serbuk seng



- Larutan HgCl2



− Larutan toluene



- Korek api



− FeS



- CuSO4



− Larutan HCl



- Larutan HNO3



− Aquades



- Air destilat



SKEMA KERJA



4.1 Pengamatan 1 Serbuk Belerang diletakan di atas kaca abses Bubuk belerang



+



Diamati warna dan baunya



Bubuk seng



Dicampur sama banyak dan Diaduk hingga merata



Dinyalakan korek api dan campuran dibakar diatas nyala api



Diamati perubahan yang terjadi



4.2 Pengamatan II 1 g belerang dimasukkan ke dalam tabung reaksi Didinginkan, dan diamati warna dan bentuk Kristal belerang yang terterbentuk



Ke dalam tabung reaksi ditambahkan 6 mL toluena



Dipanaskan secara hati – hati sampai semua belerang larut



Dicatat perubahan yang terjadi



4.3 Pengamatan III Dimasukkan sebutir FeS ke dalam tabung reaksi Gelas arloji diletakkan diatas nyala api



ditambahkan 3 mL HCl pekat Gas yang keluar dari ujung-ujung pipa dibakar



Larutan dipanaskan sebentar sampai terjadi reaksi



Tabung reaksi ditutup dengan sumbat yang telah di beri pipa



Diamati perubahan yang terjadi



4.4 Pengamatan IV Air Destilat



HNO3 pekat



H2SO4 Pekat



Kedalam masing-masing tabung reaksi diisi dengan 2 mL larutan tersebut



Ke dalam masing-masing tabung reaksi dialirkan gas H2S sedikit demi sedikit dengan pipa kipps



CuSO4 Diamati perubahan yang terjadi



V.



DATA PENGAMATAN



NO



PERLAKUAN



PENGAMATAN



Pengamatan I 1.



Serbuk belerang dalam gelas arloji



Warna kuning pucat, baunya khas



2.



Serbuk belerang + serbuk seng



Warnanya abu kehijauan



3.



Serbuk belerang + serbuk seng



Warna nyala biru kehijauan, saat



dibakar



dibakar serbuk mengeras



1. 2.



Pengamatan II Serbuk belerang dimasukkan ke



Warna bubuk kuning pucat Toluena



dalam tabung reaksi 3.



Serbuk belerang ditambahkan



tidak melarutkan belerang



toluena 4.



5.



Serbuk belerang + toluena



Suhu meningkat dan tidak ada



dipanaskan



perubahan



Serbuk belerang + toluena



Suhu menurun dan tidak ada perubahan



didinginkan Pengamatan III 1. 2.



Lempengan FeS



Berwarna hitam



FeS + HCl pekat



Timbul gas (gelembung gas), larutan berwarna kuning



3.



FeS + HCl pekat + dipanaskan



Timbul gas yang lebih banyak dan larutan berwarna kuning serta timbul bau seperti telur busuk



4.



1. 2.



Gas yang keluar dari pipa



Timbul endapan putih belerang yang



dipanaskan di atas gelas arloji Pengamatan IV



merupakan hasil sublimasi



Air destilat + H2S



Tidak terjadi perubahan



HNO3 pekat + H2S



Terbentuk gas berwarna coklat dan larutan menjadi warna kecoklatan Terbentuk



3.



H2SO4 pekat + H2S



lapisan endapan putih pada permukaan atas larutan H2SO4 Terbentuk lapisan endapan coklat pada permukaan atas larutan CuSO4



4.



CuSO4 + H2S



yang berwarna biru



VI.



PEMBAHASAN Pada percobaan kali ini dilakukan percobaan mengenai pembentukan kristal



belerang. Dalam praktikum ini dilakukan empat kali pengamatan terhadap warna nyala belerang, kristal belerang, sublimasi gas belerang, dan reaksi-reaksi gas belerang terhadap beberapa larutan. Prinsip dari pembentukan kristal belerang yaitu belerang akan mengkristal dalam bentuk kisi rombik, jika suhu di bawah 95,5 ℃ dan belerang akan mengkristal dalam bentuk kisi monoklin jika suhu diatas 95,5 ℃. Percobaan pertama dilakukan pengamatan terhadap warna nyala belerang. Serbuk belerang yang berwarna kuning dicampur dengan serbuk seng menghasilkan serbuk berwarna abu kehijauan. Campuran dibakar dan menghasilkan nyala api berwarna biru kehijauan, dimana biru diperoleh dari sulfur (belerang), dan warna hijau diperoleh dari seng (Zn). Hal tersebut diakibatkan oleh gas 𝐻2 𝑆 yang keluar pada waktu yang bersamaan membentuk sulfur dioksida yang mengeluarkan bau yang tajam. Adapun reaksi yang terjadi yaitu : 𝑆(𝑠) + 𝑂2(𝑠) → 𝑆𝑂2(𝑔) 𝑍𝑛(𝑠) + 𝑆(𝑠) → 𝑍𝑛𝑆(𝑠) 𝑍𝑛𝑆(𝑠) + 2𝑂2(𝑔) → 𝑍𝑛𝑆𝑂4 Pada pengamatan kedua, dilakukan pengamatan terhadap campuran belerang dengan toluena. Dari hasil pengamatan dilihat bahwa belerang tidak larut dalam toluena. hal ini dikarenakan kelarutan belerang yang tidak larut dalam pelarut organik maupun pelarut air, tetapi dapat larut dalam pelarut anorganik yang mengandung sesama atom belerang, yang salah satunya CS2. Adapun reaksi yang erjadi yaitu : 4𝐶6 𝐻5 𝐶𝐻3 (𝑎𝑞) + 𝑆8(𝑎𝑞) + 𝑂2(𝑔) →4𝐶6 𝐻5 𝐶𝐻2 𝑆8(𝑠) + 𝐻2 𝑂2(𝑙 ) Pada pengamatan ketiga dilakukan pengamatan dengan mereaksikan sebutir pirit (FeS) dengan HCl pekat diperoleh hasil yaitu larutan berwarna kuning dan timbul sedikit



gelembung gas kecil, ketika dipanaskan larutan berubah menjadi berwarna kuning serta timbul bau seperti telur busuk dan timbul gelembung gas 𝐻2 𝑆 yang lebih banyak. Penggunaan HCl pekat bertujuan untuk meningkatkan jumlah gas 𝐻2 𝑆 yang dihasilkan, yang kemudian gas tersebut dipakai untuk pengamatan pada perobaan ke empat. Larutan dalam tabung reaksi kemudian disumbat dan dialirkan gasnya melalui mulut pipa pengalir gas, lalu gas yang keluar dari mulut pipa ditutup dengan kaca arloji dan dipanaskan diatas nyala api. Dari hasil pengamatan pada kaca arloji Timbul endapan putih belerang yang merupakan hasil sublimasi yang menandakan adanya gas yang tersublimasi. Adapun reaksi yaitu : 𝐹𝑒𝑆(𝑠) + 2𝐻𝐶𝑙(𝑙) → 𝐹𝑒𝐶𝑙2(𝑠) + 𝐻2 𝑆(𝑔) Pada percobaan terakhir, dilakukan dengan mereaksikan gas 𝐻2 𝑆 yang terbentuk pada pengamatan sebelumnya dengan beberapa larutan yaitu air destilat, 𝐻𝑁𝑂3 pekat, 𝐶𝑢𝑆𝑂4. Masing masing tabung reaksi diisi dengan 2 mL larutan yang akan diuji kemudian dialirkan gas 𝐻2 𝑆 yang diperoleh dengan alat kipps. Pada air destilat yang direaksikan dengan gas H2S, yang tidak terjadi reaksi. Hal ini karena gas H2S hanya terionisasi di dalam air. Persamaan reaksinya adalah : 𝐻2 𝑂(𝑙) +𝐻2 𝑆(𝑔) → tidak bereaksi Kemudian HNO3 pekat yang ditambahkan gas 𝐻2 𝑆 menghasilkan larutan bening menjadi gas coklat dan larutan berwarna kecoklatan, gas coklat ini berasal dari gas NO2. Hal ini pun terjadi akibat reaksi kimia saat penambahan gas 𝐻2 𝑆, dengan reaksi yang dihasilkan : 𝐻𝑁𝑂3(𝑙) + 𝐻2 𝑆(𝑔) → 𝑁𝑂2(𝑠) ↑ + 𝑆(𝑔) + 𝐻2 𝑂(𝑙) 3𝐻𝑁𝑂3(𝑙) + 3𝐻2 𝑆(𝑔) → 2𝑁𝑂(𝑠) ↑ + 3𝑆(𝑔) + 4𝐻2 𝑂(𝑙) Saat CuSO4 dialiri dengan gas 𝐻2 𝑆 dihasilkan Terbentuk lapisan endapan coklat pada permukaan atas larutan CuSO4 yang berwarna biru yang berasal dari CuS. Lapisan endapann coklat adalah senyawa CuS yang dihasilkan dari reaksi antara CuSO4 dengan 𝐻2 𝑆. Dengan reaksi yang terjadi yaitu : 𝐶𝑢𝑆𝑂4(𝑎𝑞) + 3𝐻2 𝑆(𝑔) → 𝐶𝑢𝑆(𝑠) ↑ + 𝐻2 𝑆𝑂4(𝑎𝑞)



Pada percobaan ke empat juga terjadi reaksi antara H2SO4 dengan gas H2S menghasilkan lapisan berwarna putih hal ini merupakan gas belerang itu sendiri dengan reaksi yang terjadi yaitu : 𝐻2 𝑆𝑂4(𝑎𝑞) + 𝐻2 𝑆(𝑔) → 2𝐻2 𝑂(𝑙) + 𝑆(𝑔)



VII.



KESIMPULAN



1. Pembuatan kristal belerang dapat dilakukan dengan mencampurkan belerang dengan toluena dengan proses pembakaran 2. Kristal belerang yang terbentuk adalah kristal yang bentuknya seperti jarum berwarna kuning pada tabung reaksi dan tidak larut dalam air 3. Reaksi yang berlangsung yaitu endoterm sehingga dibutuhkan panas untuk menghasilkan ZnSO4. 4. Sifat fisik dari belerang yaitu titik lelehnya 112,8 ℃ dan titik didihnya yaitu 444,6℃. Sifat kimia dari belerang yaitu tidak larut dalam air maupun pelarut organik, tetapi larut dalam CS2. 5. Faktor utama yang mempengaruhi pembentukan kristal belerang yaitu jumlah gas H2S, viskositas, tingkat kejenuhan larutan dan ketelitian praktikan dalam melakukan percobaan



DAFTAR PUSTAKA



Achmad, Hiskia dan Edi Kurniawan. 2001. Kimia Unsur dan Radioaktif. PT Citra Aditya mmmmBakti. Bandung Clark, J.M. 2008. Introduction to Chemicals From Biomass.UK. Ltd.Publication. Gulo, Fakhili dan Desi. 2016. Panduan Praktikum Kimia Anorganik I. Laboratorium mmmmPSB Kimia UNSRI. Indralaya Oka, Oktavernia. 2012. Belerang. Depdikbud. Jakarta Petrucci, H. Ralph. 1985. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern. Edisi IV, Jilid 2. Erlangga. Jakarta. Purnomo, Kusuma. 1998. Anorganik Perguruan Tinggi. UI Press. Jakarta. Tim Laboratorium Kimia Anorganik. 2020. Penuntun Praktikum Sintesis Kimia Anorganik. Program Studi Kimia FMIPA Universitas Udayana. Jimbaran



LAMPIRAN