Laporan Praktikum Sifat Asam Basa Larutan dan Padatan Zeolit serta Lempung Alam

Glosaria.com - Percobaan berjudul Sifat Asam Basa Larutan dan Padatan bertujuan untuk mempelajari dan menentukan sifat asam basa dari larutan-larutan asam kuat, asam lemah, basa kuat, basa lemah, garam, dan akuades; mempelajari keasaman padatan zeolit dan lempung alam; dan menghitung keasaman padatan zeolit dan lempung alam. Prinsip kerja yang digunakan adalah analisis kualitatif dan titrasi. Analisis kualitatif merupakan analisis yang berhubungan dengan identifikasi suatu senyawa. Titrasi adalah suatu metode suatu metode untuk menentukan konsentrasi zat di dalam larutan.

PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK
“SIFAT ASAM BASA LARUTAN DAN PADATAN”

A. Tujuan

Mempelajari dan menentukan sifat asam basa dari larutan-larutan asam kuat, asam lemah, basa kuat, basa lemah, garam, dan akuades.
Mempelajari keasaman padatan zeolit dan lempung alam.
Menghitung keasaman padatan zeolit dan lempung alam.

B. Dasar Teori

1. Air Murni

Air murni tidak mempunyai rasa, bau, dan warna. Apabila mengandung zat tertentu, air dapat terasa asam, pahit, asin, dan sebagainya. Air yang mengandung zat lain dapat pula menjadi berwarna. Cairan yang berasa masam disebut larutan asam, berasa asin disebut larutan garam, sedangkan yang berasa licin dan pahit disebut larutan basa (Syukri, 1999).

2. Asam-Basa

Istilah asam berasal dari bahasa latin acetum yang berarti cuka. Unsur pokok cuka adalah asam asetat CH₃COOH. Istilah alkali diambil dari bahasa arab untuk abu. Diketahui bahwa hasil reaksi antara asam dan basa (netralisasi) adalah garam (Petrucci, 1987).

Asam secara sederhana didefinisikan sebagai zat yang bila dilarutkan dalam air, mengalami disosiasi dengan pembentukan ion hidrogen sebagai satu-satunya ion positif. Sedangkan basa, secara sederhana didefinisikan sebagai zat, yang bila dilarutkan dalam air, mengalami disosiasi dengan pembentukan ion-ion hidroksil sebagai satu-satunya ion negatif (Svehla, 1985).

3. Teori Asam Basa

Terdapat beberapa tokoh yang menyatakan pengertian asam dan basa diantaranya sebagai berikut:

a. Teori Asam Basa Arrhenius

Svante August Arrhenius adalah seorang ahli kimia asal Swedia yang pertama kali mengemukakan teori tentang asam dan basa pada tahun 1884. Menurut Arrhenius, di dalam air asam dan basa akan terurai menjadi ion-ion penyusunnya. Asam menurutnya adalah zat yang jika dilarutkan dalam air akan menghasilkan atau melepaskan ion H⁺. Basa menurut Arrhenius adalah zat yang jika dilarutkan dalam air akan menghasilkan atau melepaskan ion OH^-. Jumlah ion OH^- yang dilepaskan oleh suatu molekul basa disebut valensi basa.

B_(aq) + H₂O_(aq) → BH⁺_(aq) + OH^-_(aq)

b. Teori Asam Basa Bronsted-Lowry

Bronsted Lowry diambil dari nama dua ilmuwan yaitu Johannes Nicolaus Bronsted dan Thomas Martin Lowry. Menurut Bronsted-Lowry, asam adalah spesimen yang bertindak sebagai donor (pemberi) proton, sedangkan basa adalah spesimen yang bertindak sebagai akseptor (penerima) proton. Setelah melepas satu proton, suatu asam akan membentuk spesimen yang disebut basa konjugasi dari asam tersebut, sedangkan basa yang telah menerima proton disebut asam konjugasi. Ini berarti pada reaksi asam-basa Bronsted Lowry akan terdapat dua pasangan asam dengan basa konjugasinya (yang menyerap proton) dalam hal ini ditandai dengan asam 1 dan basa 2. Pasangan kedua adalah pasangan antara basa dengan asam konjugasinya (yang memberi proton), dalam hal ini ditandai dengan basa 1 dan asam 2. Contoh reaksi asam-basa Bronsted-Lowry sebagai berikut:

HCOOH (asam) + H₂O (basa) ↔ HCOO^- (bk) + H₃O⁺ (ak)

c. Teori Asam Basa Lewis

G.N. Lewis memperkenalkan teori asam basa yang tidak melibatkan transfer proton, tetapi melibatkan penyerahan dan penerimaan pasangan elektron bebas. Menurut Lewis, asam merupakan spesimen yang dapat menerima pasangan elektron (akseptor pasangan elektron), sedangkan basa merupakan spesimen yang dapat memberikan pasangan elektron kepada spesimen lain (donor pasangan elektron) (Hanson, 2008).

d. Teori HSAB

Pearson (1963) mengklasifikasikan asam-basa Lewis menurut sifat keras dan lemahnya. Menurut Pearson, situs aktif pada permukaan padatan dapat dianggap sebagai ligan yang dapat mengikat logam secara selektif. Logam dan ligan dikelompokkan menurut sifat keras dan lemahnya berdasarkan pada polarisabilitas unsur. Perason mengemukakan suatu prinsip yang disebut Hard and Soft Acid Base (HSAB).

Ligan-ligan dengan atom yang sangat elektronegatif dan berukuran kecil merupakan basa keras, sedangkan ligan-ligan dengan atom yang elektron terluarnya mudah terpolarisasi akibat pengaruh ion dari luar merupakan basa lemah. Sedangkan ion-ion logam yang berukuran kecil namun bermuatan positif besar, elektron terluarnya tidak mudah dipengaruhi oleh ion dari luar, ini dikelompokkan ke dalam asam keras, sedangkan ion-ion logam yang berukuran besar dan bermuatan kecil atau nol elektron terluarnya mudah dipengaruhi oleh ion-ion lain dikelompokkan ke dalam asam lemah (Hanson, 2008).

e. Teori Frontier Orbital

HOMO-LUMO orbital interaksi merupakan suatu prinsip dasar, semua langkah dari seluruh mekanisme reaksi heteroly c bark Bronsted ataupun Lewis. Reaksi asam-basa tersebut melibatkan baik transfer proton (Bronsted) atau pasangan tak dibagi atau interaksi orbital kosong (Lewis). Ketika orbital atom berinteraksi dianggap reaksi Bronsted dapat dilihat hanya kasus khusus dan Lewis, dimana orbital kosong adalah orbital anti bonding HX (Hermanto, 2016).

4. Zeolit

Zeolit adalah mineral kristal alumina silikat berpori terhidrat yang mempunyai struktur kerangka tiga dimensi terbentuk dari tetrahedral [SiO₄]^4- dan [AlO₄]^3-. Kedua tetrahedral di atas dihubungkan oleh atom-atom oksigen, menghasilkan struktur tiga dimensi terbuka dan berongga yang di dalamnya diisi oleh atom-atom logam biasanya logam-logam alkali tanah dan molekul air yang dapat bergerak bebas (Breck, 1947).

C. Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini adalah gelas arloji, spatula, gelas ukur, neraca analitik, gelas beaker, magnetic stirrer, pipet, buret, statif dan klem, corong gelas, hot plate, corong buchner, pengaduk kaca, pipet ukur, gelas ukur, kertas saring, erlenmeyer, dan botol semprot.

Bahan-bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah larutan H₂SO₄ 0,01 M, larutan CH₃COOH 0,01 M, larutan NaOH 0,01 M, larutan NH₃ 0,01 M, larutan NaCl 0,01 M, KOH 0,01 N, indikator pp, sampel padatan zeolit alam, sampel padatan lempung alam, indikator pH universal, kertas lakmus, dan akuades.

D. Cara Kerja

1. Identifikasi sifat asam basa dan pH larutan

Langkah pertama disiapkan 10 mL masing-masing larutan H₂SO₄, CH₃COOH, NaOH, NH₃, NaCl, dan akuades. Kemudian dimasukkan kertas lakmus biru dan lakmus merah secara bergantian ke dalam masing-masing larutan lalu diamati perubahan warna lakmus yang terjadi. Setelah itu, dimasukkan kertas indikator pH universal secara bergantian ke dalam masing-masing larutan dan diamati perubahan warnanya dari warna indikator universal.

2. Pengukuran pH suspensi padatan

Padatan zeolit alam dan lempung alam ditimbang masing-masing sebanyak 5 gram dan 2 gram. Kemudian masing-masing sampel disuspensikan dengan menggunakan 50 mL akuades dalam gelas beaker. Suspensi diaduk selama 10 menit dan didiamkan beberapa saat sampai padatan mengendap seluruhnya. Setelah itu, pH dari masing-masing suspensi diukur menggunakan indikator pH universal.

3. Pengujian keasaman sampel

Masing-masing suspensi disaring menggunakan corong bucner. Kemudian diambil masing-masing 5 mL filtrat hasil penyaringan lalu dimasukkan ke dalam erlenmeyer. Masing-masing erlenmeyer yang berisi filtrat ditambahkan 3 tetes indikator pp. setelah itu, masing-masing filtrat dititrasi dengan KOH 0,01 N sebanyak 3 kali lalu dicatat volume titran yang digunakan.

E. Hasil dan Pembahasan

Percobaan yang dilakukan berjudul Sifat Asam Basa Larutan dan Padatan. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mempelajari dan menentukan sifat asam basa dari larutan-larutan asam kuat, asam lemah, basa kuat, basa lemah, garam, dan akuades; mempelajari keasaman padatan zeolit dan lempung alam; dan menghitung keasaman padatan zeolit dan lempung alam. Prinsip kerja yang digunakan adalah analisis kualitatif dan titrasi. Analisis kualitatif merupakan analisis yang berhubungan dengan identifikasi suatu senyawa. Pada percobaan ini analisis kualitatif yang digunakan mengidentifikasi pH larutan dan jenis larutan. Titrasi adalah suatu metode suatu metode untuk menentukan konsentrasi zat di dalam larutan.

Percobaan pertama yang dilakukan yaitu identifikasi sifat asam basa dan pH larutan. Langkah pertama yaitu disiapkan masing-masing gelas beaker yang berisi larutan H₂SO₄, CH₃COOH, NaOH, NH₃, NaCl, dan akuades. Kemudian dimasukkan kertas lakmus biru dan lakmus merah secara bergantian ke dalam masing-masing larutan. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa larutan H₂SO₄ bersifat asam dengan pH 2 dan tergolong asam kuat. Larutan asam asetat bersifat asam dengan pH 4 dan tergolong asam lemah. Larutan NaOH bersifat basa dengan pH 11 dan tergolong basa kuat. Larutan NH₃ bersifat basa dan tergolong basa lemah. Larutan NaCl bersifat netral atau termasuk garam. Akuades menurut uji lakmus bersifat netral akan tetapi pH yang dihasilkan adalah 5 yang menunjukkan akuades tersebut masih bersifat asam.

Percobaan kedua yang dilakukan adalah pengukuran pH suspensi padatan dengan padatan zeolit dan lempung alam. Langkah pertama yang dilakukan yaitu padatan zeolit dan lempung alam ditimbang masing-masing sebanyak 5 gram dan 2 gram. Kemudian masing-masing sampel disuspensikan dengan menggunakan 50 mL akuades dalam gelas beaker. Suspensi diaduk selama 10 menit dan didiamkan beberapa saat sampai padatan mengendap seluruhnya. Setelah itu pH dari masing-masing suspensi diukur menggunakan indikator pH universal. Berdasarkan percobaan menunjukkan bahwa zeolit bersifat asam dengan pH 6, sedangkan lempung alam bersifat basa dengan pH 9.

Berdasarkan teori, zeolit memiliki struktur rongga terisi oleh kation yang dapat ditukarkan dan mampu melepaskan ion tanpa merusak atau merubah struktur atomnya. Struktur kerangka zeolit tersusun atas unit-unit tetrahedral (AlO₄)^3- dan (SiO₄)^4- yang saling berikatan melalui atom oksigen membentuk pori-pori zeolit. Suspensi zeolit alam berwarna hijau dan suspensi lempung berwarna kuning kecoklatan. Zeolit dan air tidak dapat bercampur karena kepolaran dari kedua larutan berbeda. Air merupakan senyawa yang bersifat polar sedangkan zeolit cenderung nonpolar dan pengotor-pengotor yang larut dalam air merupakan logam-logam yang relatif bersifat polar.

Percobaan ketiga yang dilakukan adalah pengujian keasaman sampel. Langkah pertama yang dilakukan yaitu penyaringan suspensi zeolit yang bersifat asam dengan menggunakan corong buchner. Filtrat yang dihasilkan berwarna hijau muda. Kemudian masing-masing 5 mL filtrat diambil dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer. Selanjutnya filtrat yang akan dititrasi ditambahkan indikator pp maka tidak terjadi perubahan warna. Setelah itu, filtrat dititrasi dengan KOH 0,01 N sebanyak 3 kali untuk mendapatkan hasil yang akurat sehingga diperoleh volume rata-rata titrasi sebesar 0,3167 mL.

Volume yang diperoleh menandakan perubahan reaksi berlangsung cepat. Hal ini disebabkan karena larutan yang bersifat asam lemah sedangkan larutan standar bersifat basa kuat. Derajat keasaman zeolit yang diperoleh adalah 0,3516 mg/g KOH. Artinya dalam 1 gram KOH terdapat 0,3516 mg jumlah asam Bronsted dan asam Lewis di dalamnya.

F. Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa:

Sifat asam basa kuat dianggap terionisasi sempurna dalam larutannya. Asam lemah dan basa lemah hanya sedikit terionisasi atau derajat ionisasinya kecil. Garam bersifat netral, sedangkan akuades mengandung asam dan basa tetapi sangat kecil sehingga bersifat netral.
Keasaman padatan zeolit memiliki pH sebesar 6 sehingga bersifat asam. Padatan lempung alam memiliki pH sebesar 9 sehingga bersifat basa.
Derajat keasaman pada zeolit sebesar 0,3546 mg/g KOH.

G. Daftar Pustaka

Breck, D. W. 1974. Zeolite Molecular Sieves: Structure Chemistry and Use. London: John Wiley and Sons.
Hanson, D. M. 2008. General Chemistry. USA: Company Inc.
Hermanto. 2016. Energi Homo-Lumo dan Reaktivitas Senyawa (Diakses pada tanggal 14 November 2018 pukul 16.50)
Petrucci. 1987. Kimia Dasar. Jakarta: Erlangga.
Svehla. 1985. Vogel Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro. Jakarta: PT. Kalman Media Pustaka.
Syukri. 1999. Kimia Dasar Jilid 2. Bandung: ITB.