Pembuatan Kristal NaCl dan KNO3

Landasan Teori

Natrium nitrat banyak terdapat di Chili, karena itu senyawa ini dinamakan senyawa chili. Sifatnya higroskopis sehingga untuk berbagai keperluan natrium nitrat yang lebih mudah itu diubah menjadi kalium nitrat. Produksi berbagai garam dari sumbernya bergantung pada prinsip kristalisasi selektif (Tim dosen Kimia Anorganik, 2010 : 8).

Prinsip kristalisasi selektif ini sangat bergantung pada berbagai faktor, yaitu keseimbangan, kelarutan, temperatur, dan konsentrasi keseimbangan. Kalium nitrat dapat dibuat dengan mencampurkan larutan jenuh NaNO3 dengan larutan jenuh KCl. Jadi, dalam larutan terdapat empat jenis ion yaitu Na+, K+, Cl-, dan NO3- yang memungkinkan akan membentuk empat kristal garam yaitu NaCl(s), KCl(s), NaNO3(s), dan KNO3(s) (Tim dosen Kimia Anorganik, 2010 : 8).

Natrium klorida atau sodium klorida (NaCl) yang dikenal sebagai garam adalah zat yang memiliki tingkat osmotik yang tinggi. Zat ini pada proses perlakuan penyimpanan benih realsitran berkedudukan sebagai medium inhibitor yang fungsinya menghambat proses metabolisme benih sehingga perkecambahan pada benih realsitran dapat terhambat (Anonim, 2010).

Natrium klorida juga dikenal dengan garam dapur atau halit adalah senyawa kimia dengan unsur kimia NaCl. Senyawa ini adalah garam yang mempengaruhi salinitas laut dan cairan ekstrakulikuler pada banyak organisme multiseluler. Sebagai komponen utama pada garam dapur, natrium klorida sering digunakan sebagai bumbu dan pengawet makanan (Anonim, 2010).

NaCl dapat dikatakan mempunyai bangunan kemas rapat bangun kubus maka ion Cl- dan ion Na+ yang lebih kecil menempati rongga okatahedral. Salain itu bangun ini juga akan memperlihatkan adanya bentuk kubus pusat muka yang dibangun oleh ion-ion Na+ seperti halnya dibangun ion-ion Cl-. Oleh karena itu, kisi kristal NaCl merupakan dua kisi kubus pusat muka yang saling tertanam di dalamnya (interpenetrasi), (Sugiyarto, 2003 : 36).

Kristal adalah benda padat yang mempunyai permukaan-permukaan datar karena banyak zat padat seperti garam, kuarsa, dan salju ada dalam bentuk-bentuk yang jelas simetris, telah lama para ilmuan menduga bahwa atom, ion, maupun molekul zat padat juga tersususn secara simetris (Svehla, 1986 : 306).
Dari kota Yunani Morphe, bentuk yang sama, dua zat yang mempunyai struktur yang sama dikatakan isomorf. Rumus pasangan zat semacam itu biasanya menunjukkan bahwa angka banding atom-atomnya sama, misalnya

NaI dan MgO = 1:1
K2SO4 dan K2SeSO4 = 2 : 1 : 4
Cr2O3 dan Fe2O3 = 2 : 3
NaNO3 dan CaCO3 = 1 : 1 : 3

Zat-zat isomorf dapat atau tidak dapat mengkristal bersama-sama dalam campuran homogen. Namun kemiripan baik dari rumus maupun sifat-sifat kimia tidaklah menjamin pengkristalan yang homogen. Dua zat serupa yang dikenal baik yang tidak dapat mengkristal secara homogen ialah NaCl dan KCl (Svehla, 1986 : 303).

Senyawa kimia kalium nitrat merupakan sumber alami mineral nitrogen. Senyawa ini tergolong senyawa nitrat dengan rumus kimia KNO3. Salah satu penerapan yang paling berguna pada kalium nitrat adalah dalam produksi asam nitrat dengan menambahkan asam sulfat yang terkonsentrasi pada larutan encer KCl, menghasilkan asam nitrat dan kalium sulfat yang terpisah melalui destilasi fraksional (Anonim, 2010).
Dalam arti yang luas, senyawa kompleks adalah senyawa yang terbentuk karena penggantian dua atau lebih senyawa sederhana yang masing-masingnya dapat berdiri sendiri misalnya dalam proses penggantungan sifat berikut :

A + B AB

Senyawa ini dianggap senyawa kompleks.
Contoh lain yang benar-benar bersifat elektrostatik dapat terjadi dalam larutan ion kalium dan ion nitrat, misalnya ternyata bergabung dalam larutan, meskipun sedikit jumlahnya. Menurut persamaan reaksi berikut :

K+ + NO3- K+NO3-

Dalam persamaan reaksi ini senyawa kompleks K+NO3- disebut pasangan ion atau senyawa kompleks gabungan ion. Reaksi jenis ini terutama terjadi dalam pelarut-pelarut yang mempunyai tetapan dielektrika rendah (Underwood, 2002).

Larutan besi (II) sulfat dan asam sulfat (Uji cincin coklat). Uji ini dilakukan dengan cara ini. Tambahkan 3 mL larutan besi (III) sulfat dalam 2 mL larutan nitrat dan tuangkan 3-5 mL H2SO4 pekat dengan perlahan-lahan hingga membentuk suatu lapisan di sebe;lah bawah campuran tersebut. Cincin coklat ini disebabkan oleh pembentukan kompleks

[Fe(NO)]2+
2NO3- + 4H2O + 6Fe2+ è 6Fe3+ + 2NO2 + 4SO42- + 4H2O
Fe2+ + NO è [Fe(NO)]2+

(Svehla, 1990). 

Pembahasan

 
Pembuatan Kristal NaCl dan KNO3

Pada percobaan ini, Kristal NaCl dan KNO3 dibuat dengan 3 perlakuan dimana, perlakuan pertama NaCl dan KNO3 dibuat dengan mereaksikan Kristal KCl yang telah dilarutkan dalam air panas (80 C) dengan Kristal NaNO3 yang juga telah dilarutkan dalam air panas (80 C). pada perlakuan 2, KCl dan NaNO3 dilarutkan masing-masing dalam air (suhu kamar). Pada perlakuan 3, KCl dan NaNO3 dilarutkan dalam air pada suhu 50oC. suhu yang bervariasi ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh suhu terhadap pembentukan NaCl dan KNO3. Larutan KCl dan NaNO3 yang digunakan harus dalam keadaan jenuh karena dengan konsentrasi yang tinggi, pembentukan Kristal akan lebih maksimal.

Pada perlakuan pertama dan kedua, kedua larutan tersebut dicampur dan diuapkan untuk menghilangkan kelebihan pelarut. Kristal yang terbentuk pada saat penguapan ini kemudian disaring dan disebut sebagai Kristal x dengan rendemen pada perlakuan pertama = 131,12% dan pada perlakuan 2 = 66,06% dengan berat 1 dan 2 yaitu 13,5 gram dan 6,8 gram.

Selanjutnya filtrate yang diperoleh didinginkan dan terbentuk Kristal y. pada perlakuan pertama sebesar 7,4 gram dengan rendemen sebesar 41,63%. Pada perlakuan 2 sebesar 12 gram dengan rendemen sebesar 67,21%.

Pada perlakuan 3, kedua larutan tersebut (KCL dan NaNO3) dicampur dan diuapkan untuk menghilangkan kelebihan pelarut. Kristal yang terbentuk kemudian disaring dan disebut Kristal X1 dengan berat 10,3 gram. Filtrate kemudian didinginkan dan terbentuk Kristal Y1 dengan berat 10,7 gram. Filtrate kemudian diuapkan kembali dan terbentuk Kristal X2 dengan berat 2,3 gram dan filtrate didinginkan kembali dan terbentuk Kristal Y2 sebesar 2 gram. Sehingga diperoleh rendemen pada Kristal X sebesar 122,38% dan Kristal Y sebesar 71,44%.

Reaksi pada perlakuan 1, 2, dan 3, yaitu :
 
Reaksi Ionisasi

KCl(s) H2O K+(aq) + Cl-(aq)

NaNO3(s) H2O Na+(aq) + NO3-(aq)

Reaksi pembentukan
 

K+(aq) + NO3-(aq) è KNO3(s)

Na+(aq) + Cl-(aq) è NaCl(s)

Setelah melihat suhu pembentukan Kristal x dan y, dapat diketahui bahwa Kristal x adalah NaCl dan y adalah KNO3. Hal ini karena Kristal x terbentuk saat diuapkan dimana kelarutan NaCl pada suhu tinggi, rendah sehingga NaCl mengkristal pada suhu tinggi. Sedang Kristal y terbentuk saat didinginkan dimana KNO3 memiliki kelarutan yang rendah pada suhu rendah sehingga KNO3 mengkristal pada suhu rendah.

Setelah melihat rendemen pada perlakuan 1, 2, dan 3, pembentukan Kristal NaCl dan KNO3 lebih baik pada perlakuan 3. Berdasarkan prinsip kerja, Kristal x terbentuk pada suhu tinggi sedang Kristal y terbentuk pada suhu rendah. Hal ini sudah sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa Kristal NaCl akan terbentuk pada suhu tinggi karena pada suhu tinggi kelarutan NaCl rendah sedangkan pada suhu rendah kelarutan KNO3 rendah sehingga KNO3 akan mengkristal pada suhu rendah.

Uji Nyala

Salah satu cara untuk mengidentifikasi suatu Kristal adalah dengan uji nyala. Kristal x dan Kristal y yang akan diuji dibakar dalam spiritus. Kristal x memancarkan warna kuning yang menandakan terdapat ion Na+ pada Kristal sedang Kristal y memancarkan warna ungu yang menandakan terdapat ion K+ pada Kristal. Dari hasil ini dapat diketahui bahwa Kristal x adalah NaCl dan Kristal y adalah KNO3.

Penyebab timbulnya warna nyala ini adalah karena energi tertentu nyala api diserap oleh electron pada ion Na+ dan K+ dengan panjang gelombang tertentu menyebabkan terjadinya eksitasi dan kembalinya electron ke peringkat dasar membebaskan energi nyala yang khas sesuai dengan panjang gelombang yang dimilikinya.

Uji Ion Klorida

Untuk menguiji adanya ion klorida pada tiap Kristal, masing-masing Kristal dilarutkan dalam air untuk menguraikan Kristal menjadi ion-ion penyusunnya. Setelah itu, ditambahkan dengan HNO3 yang berfungsi untuk mengasamkan larutan. Selanjutnya ditambahkan AgNO3 dimana ion Ag+ akan bereaksi dengan ion Cl- membentuk AgCl yang berwarna putih yang merupakan suatu endapan. Kristal x (yang diperoleh pada proses penguapan) maupun Kristal y (yang diperoleh pada proses pendinginan) menunjukkan hasil positif pada uji ini, yaitu terbentuk endapan putih pada larutan. Hal ini karena Kristal y terkontaminasi oleh Kristal x sehingga semua Kristal menunjukkan hasil positif. Menurut teori, Kristal x (NaCl) yang bereaksi membentuk endapan putih dengan reaksi :

NaCl(s) + HNO3(aq) + AgNO3(aq) è AgCl(s) + NaNO3(aq) + HNO3

Uji Ion Nitrat

Untuk menguji ion nitrat, dilakukan dengan melarutkan kristal x dan y dalam aquadest dalam tabung reaksi berbeda. Kemudian ditambahkan larutan jenuh FeSO4 yang kemudian ditambahkan dengan H2SO4 pekat. Pada percobaan ini, Kristal x (yang diperoleh pada proses penguapan) maupun Kristal y (yang diperoleh pada proses pendinginan) memberikan hasil positif pada uji ini yaitu terbentuk cincin coklat pada larutan yang merupakan ion [Fe(NO)]2+. Hal ini disebabkan kontaminasi Kristal y pada kistal x. menurut teori, Kristal y (KNO3) yang akan memberikan hasil positif sedang Kristal x (NaCl) tidak. Adapun reaksi yang terjadi :

2KNO3 + 4H2SO4 + 6FeSO4 è Fe2(SO4)3 + 2NO + 4H2O + K2SO4
Fe2(SO4)3 è Fe3+ + SO42-
Fe3+ + e è Fe2+
Fe2+ + NO è [Fe(NO)]2+

Kesimpulan dan Saran
 
Kesimpulan
 

Kristal NaCl dan KNO3 dibuat dengan mereaksikan KCl dengan NaNO3 dimana Kristal NaCl terbentuk pada suhu tinggi dan Kristal KNO3 terbentuk pada suhu rendah

Pada uji nyala, Kristal KNO3 memancarkan warna ungu dan Kristal NaCl memancarkan warna kuning.
Pada uji klorida KNO3 tidak membentuk endapan putih dan NaCl membentuk endapan putih
Pada uji nitrat, KNO3 membentuk cincin coklat dan NaCl tidak
Bentuk fisik Kristal KNO3 berbentuk jarum, bentuk fisik Kristal NaCl yaitu berupa serbuk putih, bentuk kisi Kristal KNO3 yaitu bcc dan bentuk Kristal NaCl yaitu fcc
Perlakuan ini merupakan perlakuan yang paling baik digunakan untuk memperoleh hasil yang lebih banyak

Saran

Diharapkan agar praktikan lebih hati-hati dan teliti pada saat percobaan

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2010. Kalium Nitrat. http://id.wikipedia.org/wiki/kalium-nitrat diakses pada 4 Mei 2010.
Anonim. 2010. Natrium Klorida. http://id.wikipedia.org/wiki/natrium-klorida diakses pada 4 Mei 2010.
James, Brady. E. 1999. Kimia Universitas Asas dan Struktur Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta : Binarupa Aksara.
Sugiyarto, Kristian. H. 2003. Kimia Anorganik II. Yogyakarta : UNJ.
Svehla. 1990. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semi Mikro Bagian I. Jakarta : PT Kalman Media Pustaka.
Tim Dosen Kimia Anorganik. 2010. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik. Makassar :

Posted in: Kimia