Pembahasan sintesis tawas

D. Analisis Data

Pada percobaan ini, kita akan melakukan sintesis tawas atau membuat tawas kalium setengah resep. Sebanyak 0,1 gram aluminium yang berwarna putih mengkilat direaksikan dengan 5 mL larutan kalium hidroksida (KOH)  2M dalam beaker glass, ternyata tidak terjadi reaksi sama sekali. Kemudian kita melakukan pemanasan berulang-ulang dengan menggunakan api kecil. Pemanasannya tidak dilakukan secara terus-menerus di atas api, tetapi sesekali memanakannya supaya larutannya tidak cepak menguap dan habis. Pemanasan ini dilakukan agar aluminium cepat bereaksi, tetapi harus dihentikan apabila aluminiumnya sudah tidak bereaksi lagi. Ketika dipanaskan, larutannya mengeluarkan gelembung-gelembung dan gas berwarna putih. Reaksi pemanasan aluminium dengan larutan KOH membutuhkan waktu yan cukup lama (kurang lebih selama dua jam). Hal ini dikarenakan luas permukaan aluminium terlalu besar sehingga reaksinya berjalan lambat. Oleh sebab itu, kami melakukan pemotongan terhadap aluminium menjadi bagian yang kecil-kecil untuk memperkecil luas permukaannya sehingga dapat bereaksi dengan cepat.

Selanjutnya dilakukan penembahan beberapa mililiter aquades pada beaker glass yang berisi larutan tersebut sambil digoyang-goyangkan dan dipanaskan dengan api kecil sampai aluminiumnya tidak bereaksi lagi. Dari perlakuan ini dihasilkan larutan tidak berwarna dan sedikit sisa aluminium yang sudah tidak bereaksi lagi. Kemudian larutan ini didinginkan dengan cara mengalirkan air pada dinding luar beaker glass. Setelah itu, larutannya didekantasi dan dihasilkan filtrat tidak berwarna serta residu berupa aluminium yang tidak bereaksi. Pada pemisahan ini tidak dilakukan dengan filtrasi menggunakan kertas saring supaya ion-ion yang ada dalam larutan tidak tertinggal dikertas saring.

Filtrat tersebut kemudian ditambahkan dengan 3 mL asam sulfat 6M tetes demi tetes. Dari penambahan asam sulfat tersebut menghasilkan endapan berwarna putih seperti gelatin, yang lama-lama akan mencair lagi beberapa bagiannya. Selanjutnya dilakukan pemanasan hingga mendidih terhadap endapan tersebut sambil diaduk terus menerus sehingga endapannya berubah menjadi larutan tidak berwarna dan volume larutannya berkurang. Larutan hasil pemanasan ini tidak perlu didekantasi lagi karena sudah tidak mengandung residu sehingga bisa langsung didinginkan dengan cara mengalirkan air pada dinding luar beaker glass. Setelah didinginkan, larutan tersebut membeku menjadi kristal tidak berwarna dan sebagian kecil berupa kristal berwarna putih. Kristal ini di letakkan di desikator selama dua malam. Setelah itu akan terbentuk kristal yang tidak berwarna dan ada sedikit iarnya. Kristal inilah yang merupakan tawas kalium. Tawas ini kemudian ditimbang sebanyak tiga kali yang menghasilkan berat berturut-turut 1,62 gram; 1,61 gram dan 1,60 gram.

E. Pembahasan

Tawas kalium dibuat dengan cara mereaksikan logam aluminium dengan larutan kalium hidroksida. Logam aluminium tidak dapat bereaksi dengan larutan kaliu hidroksida, sehingga diperlukan  pemanasan supaya keduanya dapat bereaksi. Reaksi ini menghasilkan larutan tidak berwarna yang berupa senyawa garam kalium aluminat dan mengeluarkan gelembung serta gas berwarna putih yang diidentifikasi sebagai gas hidrogen, sesuai dengan persamaan reaksi sebagai berikut:

2Al(s) + 2KOH(aq) + 6H₂O(l)           2K⁺(aq) + 2Al(OH)₄^-(aq) + 3H₂(g).

Kemudian ditambahkan 3 mL asam sulfat 6 M dingin yang akan menghasilkan endapan putih. Endapan tersebut merupakan aluminium hidroksida. Ion tetrahidroksoaluminat yang dihasilkan pada reaksi pertama akan bereaksi denan ion hidrogen dari asam sulfat, sehingga dihasilkan endapan aluminium hidroksida yang berwarna putih, dengan persamaan reaksi seperti di bawah ini:

2KAl(OH)₄(aq) + H₂SO₄(l) → 2Al(OH)₃(s) + K₂SO₄ (aq) + 2H₂O(l).

Namun yang perlu diperhatikan adalah penambahan asam sulfat pekat ini tidak boleh melebihi dari 3 mL karena endapan aluminium hidroksida akan melarut kembali pada kelebihan asam (Vogel, 2005:267).

Endapan yang diperoleh dipanaskan perlahan-lahan sambil diaduk-aduk sampai semua endapannya melarut menjadi larutan aluminium sulfat. Persamaan reaksinya:

2Al(OH)₃(s) + 3H₂SO₄(l)           Al₂(SO₄)₃(aq) + 6H₂O(l).

Setelah endapan dipanaskan akan menjadi larutan kalium sulfat dodekahidrat  yang hampir jenuh. Jika larutan ini didinginkan akan terbentuk kristal-kristal berwarna putih yang kemudian diletakkan di dalam desikator selama dua malam upaya menjadi kering dan tidak mengandung air. Setelah itu, kristal dipisahkan dari lelehan airnya dan hanya di ambil hanya tawasnya saja yang berupa kristal tidak berwarna, karena meskipun diletakkan di dalam desikator kadangkala masih ada endapan berwarna putih yang merupakan tawas yang tidak jadi. Tawas ini berupa kristal-kristal bening yang berbentuk oktahedron. Persamaan reaksinya:

K⁺(aq) + Al³⁺(aq) + 2SO₄^-(aq) +12H₂O(l) → KAl(SO₄)₂.12H₂O(c)

(Tim Pembina Mata Kuliah, 2008:44).

Tawas yang terbentuk kemudian ditimbang menggunakan kertas saring, namun harus dibiarkan terlebuh dahulu supaya air yang terserap oleh kertas saring dapat mengering sehingga tidak mempengaruhi pada hasil penimbangan. Penimbangan dilakukan sebanyak tiga kali, dengan berat tawas berturut-turut 1,62 gram; 1,61 gram dan 1,60 gram.

Dalam percobaan kali ini kami tidak melekukan pengukuran terhadap titik leleh tawas sehingga kami tidak mengetahui kemurnian tawas, tetapi kami hanya menghitung presentase dari berat tawas hasil percobaan saja. Besarnya presentase tawas dapat diketahui dengan perhitungan sebagai berikut:

Berat tawas secara teoritis

m Al = 0,1 gram

Ar Al = 26, 98

Mr KAl(SO₄)₂.12H₂O = 474,412 gram/mol

Perbandingan mol:

2Al(s) + 2KOH(aq) + 6H₂O(l)           2KAl(OH)₄(aq) + 3H₂(g).

2 (3,706x10^-3) mol                                        2 (3,706x10^-3) mol

   7,412x10^-3 mol                                            7,412x10^-3 mol

2KAl(OH)₄(aq) + H₂SO₄(l) → 2Al(OH)₃(s) + K₂SO₄ (aq) + 2H₂O(l)

7,412x10^-3 mol                       7,412x10^-3 mol

2Al(OH)₃(s) + 3H₂SO₄(l)           Al₂(SO₄)₃(aq) + 6H₂O(l)

7,412x10^-3 mol                          3,706x10^-3 mol

¹/₂Al₂(SO₄)₃(aq) + ¹/₂K₂SO₄(aq) +12H₂O(l) → KAl(SO₄)₂.12H₂O(c)

 1,853x10^-3 mol                                                    3,706x10^-3 mol

Dari perbandingan mol di atas, dapat diketahui mol tawas = 3,706x10^-3 mol

Maka berat tawas secara teoritis = mol tawas x Mr tawas

                                                    = 3,706x10^-3 mol x 474,412 gram/mol

                                                    = 1,758 gram

Berat tawas dari tiga kali penimbangan: 1,62 gram; 1,61 gram; 1,60 gram

Dari perhitungan didapatkan persentasi tawas kalium sebesar 91,581%, sedangkan sisanya berupa lelehan air dari tawas yang belum ataupun tidak mengkristal. Sedangkan tingkat kemurniannya tidak dapat dihitung karena kami tidak melakukan uji kemurnian dengan mengukur titik lelehnya.

F. Jawaban Pertanyaan

1. Tawas adalah garam sulfat rangkap terhidrat dengan formula M⁺M³⁺(SO₄)₂.12H₂O, dengan M⁺ merupakan kation univalen (Na⁺, K⁺, Tl⁺, NH₄⁺, Ag⁺) sedangkan M³⁺ merupakan kation trivalen (Al³⁺, Fe³⁺, Cr³⁺, Ti³⁺, Co³⁺).

2. Al(OH)₃ bersifat amfoter artinya senyawa Al(OH)₃ dapat bereaksi dengan asam maupun basa.

     Reaksi dengan asam membentuk ion aluminium:

     Al(OH)₃(s) + 3H⁺(aq) ↔ Al³⁺(aq) + 3H₂O(l)

     Reaksi dengan basa membentuk ion tetrahidroksoaluminat:

     Al(OH)₃(s) + OH^-(aq) ↔ [Al(OH)₄]^-(aq)

3. Tawas memiliki 12 air kristal yang terikat pada garam rangkap. Dalam menghitung hasil teoritis dari tawas hasil sintesis, air kristal tersebut diikutkan karena dalam pembuatan tawas diperlukan juga reaksi dengan air, sesuai dengan persamaan reaksi seperti di atas.

G. Kesimpulan

1. Pembuatan tawas kalium dilakukan dengan cara mereaksikan 0,1 gram logam aluminium dengan 5 mL larutan kalium hidroksida yang dipanaskan, kemudian filtratnya ditetesi dengan 3mL asam sulfat 6M dan endapan yang terbentuk dipanaskan hingga mencair semua, selanjutnya didinginkan selama dua malam di dalam desikator.

2. Kemurnian tawas kalium tidak dapat diketahui karena kami tidak mengukur titik leleh tawas, tetapi presentase hasil sintesia tawas dapat diketahui yaitu sebesar 91,581%.

H. Daftar Rujukan

Tim Pembina Mata Kuliah. 2006. Petunjuk praktikum Kimia Anorganik. Malang:Jurusan Kimia Universitas Negeri Malang.

Vogel. 2005. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif  Makro dan Semimikro Bagian , edisi ke Lima. Jakarta: PT. Kalman Media Pustaka.

Posted in: Kimia