Minggu, 13 Februari 2011

Praktikum Kimia Aluminium

Disusun Oleh :
 Putu Eka Surya Putra (0713031001)
Mahasiswa Jurusan Pendidikan Kimia, Fakultas MIPA, Undiksha Singaraja

ALUMINIUM DAN SENYAWANYA

I.                   Tujuan
· Mempelajari sifat-sifat kimia aluminium dan senyawanya
· Membandingkan sifat-sifat kimia aluminium dengan sifat-sifat kimia magnesium
II.                Dasar Teori
Alumunium

            Sejarah

(Latin: alumen, alum) Orang-orang Yunani dan Romawi kuno menggunakan alum sebagai cairan penutup pori-pori dan bahan penajam proses pewarnaan. Pada tahun 1761 de Morveau mengajukan nama alumine untuk basa alum dan Lavoisier, pada tahun 1787, menebak bahwa ini adalah oksida logam yang belum ditemukan.
Wohler yang biasanya disebut sebagai ilmuwan yang berhasil mengisolasi logam ini pada 1827, walau aluminium tidak murni telah berhasil dipersiapkan oleh Oersted dua tahun sebelumnya. Pada 1807, Davy memberikan proposal untuk menamakan logam ini aluminum (walau belum ditemukan saat itu), walau pada akhirnya setuju untuk menggantinya dengan aluminium. Nama yang terakhir ini sama dengan nama banyak unsur lainnya yang berakhir dengan “ium”.
Aluminium juga merupakan pengejaan yang dipakai di Amerika sampai tahun 1925 ketika American Chemical Society memutuskan untuk menggantikannya dengan aluminum. Untuk selanjutnya pengejaan yang terakhir yang digunakan di publikasi-publikasi mereka.

Sumber

Metoda untuk mengambil logam aluminium adalah dengan cara mengelektrolisis alumina yang terlarut dalam cryolite. Metoda ini ditemukan oleh Hall di AS pada tahun 1886 dan pada saat yang bersamaan oleh Heroult di Perancis. Cryolite, bijih alami yang ditemukan di Greenland sekarang ini tidak lagi digunakan untuk memproduksi aluminium secara komersil. Penggantinya adalah cariran buatan yang merupakan campuran natrium, aluminium dan kalsium fluorida.
Aluminium merupakan logam yang paling banyak ditemukan di kerak bumi (8.1%), tetapi tidak pernah ditemukan secara bebas di alam. Selain pada mineral yang telah disebut di atas, ia juga ditemukan di granit dan mineral-mineral lainnya.

Sifat-sifat

Aluminium murni, logam putih keperak-perakan memiliki karakteristik yang diinginkan pada logam. Ia ringan, tidak magnetik dan tidak mudah terpercik, merupakan logam kedua termudah dalam soal pembentukan, dan keenam dalam soal ductility.

Kegunaan

Aluminium banyak digunakan sebagai peralatan dapur, bahan konstruksi bangunan dan ribuan aplikasi lainnya dimanan logam yang mudah dibuat, kuat dan ringan diperlukan.
Walau konduktivitas listriknya hanya 60% dari tembaga, tetapi ia digunakan sebagai bahan transmisi karena ringan. Aluminium murni sangat lunak dan tidak kuat. Tetapi dapat dicampur dengan tembaga, magnesium, silikon, mangan, dan unsur-unsur lainnya untuk membentuk sifat-sifat yang menguntungkan.
Campuran logam ini penting kegunaannya dalam konstruksi pesawat modern dan roket. Logam ini jika diuapkan di vakum membentuk lapisan yang memiliki reflektivitas tinggi untuk cahaya yang tampak dan radiasi panas. Lapisan ini menjaga logam dibawahnya dari proses oksidasi sehingga tidak menurunkan nilai logam yang dilapisi. Lapisan ini digunakan untuk memproteksi kaca teleskop dan kegunaan lainnya.

Senyawa

Senyawa yang memiliki kegunaan besar adalah aluminium oksida, sulfat, dan larutan sulfat dalam kalium. Oksida aluminium, alumina muncul secara alami sebagai ruby, safir, corundum dan emery dan digunakan dalam pembuatan kaca dan tungku pemanas.

Aluminium oksida

Menjelaskan sifat-sifat aluminium oksida dapat menimbulkan kebingungan karena dapat berada pada beberapa bentuk yang berbeda. Salah satu bentuknya sangat tidak reaktif. Ini diketahui secara kimia sebagai alfa-Al2O3 dan dihasilkan pada temperatur tinggi.
Pada pembahasan ini kita memakai salah satu bentuk yang reaktif.
Aluminium oksida merupakan senyawa amfoter. Artinya dapat bereaksi baik sebagai basa maupun asam.

Reaksi dengan air

Aluminium oksida tidak dapat bereaksi secara sederhana dengan air seperti natrium oksida dan magnesium oksida, dan tidak larut dalam air. Walaupun masih mengandung ion oksida, tapi terlalu kuat berada dalam kisi padatan untuk bereaksi dengan air.

Reaksi dengan asam

Aluminium oksida mengandung ion oksida, sehingga dapat bereaksi dengan asam seperti pada natrium atau magnesium oksida. Artinya, sebagai contoh, aluminium oksida akan beraksi dengan asam klorida encer yang panas menghasilkan larutan aluminium klorida.
Dalam hal ini (dan sama dalam reaksi dengan asam yang lain), aluminium oksida menunjukkan sisi basa dari sifat amfoternya.

Reaksi dengan basa

Aluminium oksida juga dapat menunjukkan sifat asamnya, dapat dilihat dalam reaksi dengan basa seperti larutan natrium hidroksida.
Berbagai aluminat dapat terbentuk – senyawa dimana aluminium ditemukan dalam ion negatif. Hal ini mungkin karena aluminium memiliki kemampuan untuk membentuk ikatan kovalen dengan oksigen.
Pada contoh natrium, perbedaan elektronegativitas antara natrium dan oksigen terlalu besar untuk membentuk ikatan selain ikatan ionik. Tetapi elektronegativitas meningkat dalam satu periode – sehingga perbedaan elektronegativitas antara aluminium dan oksigen lebih kecil. Hal ini menyebabkan terbentuknya ikatan kovalen diantara keduanya.
Dengan larutan natrium hidroksida pekat yang panas aluminium oksida bereaksi menghasilkan larutan natrium tetrahidroksoaluminat yang tidak berwarna.
*     

Aluminium klorida (AlCl3)

Elektronegativitas meningkat dalam satu periode, sampai pada aluminium perbedaan elektronegativitas antara aluminium dan klorida tidak cukup untuk membentuk ikatan ion sederhana.
Menjadi lebih sulit karena struktur aluminium klorida berubah dengan naiknya temperatur.
Pada temperatur kamar, aluminium dalam aluminium klorida berkoordinasi 6. Artinya tiap aluminium dikelilingi oleh 6 klor. Strukturnya merupakan kisi ionik – meskipun dengan banyak karakter kovalen.
Pada tekanan atmosfer normal, aluminium klorida menyublim (berubah dari padat menjadi uap) pada sekitar 180°C. Jika tekanan dinaikkan 2 atmosfer, akan meleleh pada temperatur 192°C.
Kedua temperatur tersebut, tentu saja, sangat tidak tepat untuk senyawa ionik – terlalu rendah. Daya tarik antar molekulnya lemah – tidak sekuat daya tarik antar ion.
Koordinasi aluminium berubah pada temperatur ini. Berubah menjadi koordinasi 4 – tiap aluminium dikelilingi 4 klor bukan 6.
Yang terjadi adalah berubahnya kisi awal menjadi molekul Al2Cl6. Jika anda telah membaca halaman pada ikatan koordinasi yang telah disebutkan di atas, anda akan mendapatkan strukturnya sebagai berikut:
Perubahan ini artinya, tentu saja, anda telah kehilangan semua karakter ionik – yang menjelaskan mengapa aluminium klorida menguap atau meleleh (tergantung pada tekanannya).
Terdapat kesetimbangan antara dimer-dimer dan molekul sederhana AlCl3. Jika temperatur naik lebih jauh lagi, posisi kesetimbangan bergeser lebih ke kanan.
·         Pada temperatur kamar, aluminium klorida padat mempunyai kisi ionik dengan banyak karakter kovalen.
·         Pada temperatur sekitar 180 – 190°C (tergantung pada tekanannya), aluminium klorida berubah menjadi bentuk molekul, Al2Cl6. Ini menyebabkannya meleleh atau menguap karena daya tarik intermolekulernya melemah.
·         Dengan sedikit kenaikan temperatur akan pecah menjadi molekul sederhana AlCl3.
Aluminium klorida padat tidak menghantarkan listrik pada suhu kamar karena ion-ionnya tidak bergerak bebas. Leburan aluminium klorida (hanya mungkin dengan menaikkan tekanan) tidak menghantarkan listrik karena tidak adanya ion.
Reaksi aluminium klorida dengan air menarik. Jika anda meneteskan air pada aluminium klorida padat, anda mendapatkan reaksi yang hebat menghasilkan awan dari uap gas hidrogen klorida.
Jika anda menambahkan aluminium klorida padat ke dalam air yang berlebih, ini masih belum jelas, selain menghasilkan gas hidrogen klorida, anda mendapatkan terbentuknya larutan asam. Suatu larutan aluminium klorida pada konsentrasi normal (sekitar 1 mol dm-3, sebagai contoh) akan mempunyai pH sekitar 2 -3. Larutan yang lebih pekat pH-nya akan lebih rendah lagi.
Aluminium klorida bereaksi dengan air lebih dari sekedar larut. Pada contoh pertama, ion heksaakuaaluminium terbentuk bersama dengan ion klorida.
Anda akan melihat bahwa hal ini sama dengan persamaan magnesium klorida yang diberikan di atas – perbedaannya hanya pada muatan ionnya.
Muatan tambahan itu mendorong elektron dari molekul air tertarik oleh aluminium dengan kuat. Yang menyebabkan hidrogen lebih positif dan lebih mudah dihilangkan dari ion. Dengan kata lain, ion ini lebih asam dibandingkan pada magnesium.
Kesetimbangan ini (yang manapun yang anda tulis) lebih cenderung ke kanan, dan larutan yang terbentuk lebih asam – ada ion hidroksonium yang lebih banyak.
Atau, lebih sederhananya:
Hidrogen klorida tidak dapat terbentuk jika tidak ada air yang cukup.
Semua itu terjadi karena panas yang dihasilkan oleh reaksi dan konsentrasi larutan yang terbentuk, ion hidrogen dan ion klorida pada campuran bergabung sebagai molekul hidrogen klorida yang berupa gas. Dengan air yang sangat berlebih, temperatur tidak akan terlalu tinggi untuk terjadinya hal tersebut – ion-ion tetap berada dalam larutan

Magnesium
Sejarah
(Magnesia, daerah di Thessaly). Senyawa-senyawa magnesium telah lama diketahui. Black telah mengenal magnesium sebagai elemen di tahun 1755. Davy berhasil mengisolasikannya di tahun 1808 dan Busy mempersiapkannya dalam bentuk yang koheren di tahun 1831. Magnesium merupakan elemen terbanyak kedelepan di kerak bumi. Ia tidak muncul tersendiri, tapi selalu ditemukan dalam jumlah deposit yang banyak dalam bentuk magnesite, dolomite dan mineral
mineral lainnya.

Sumber-sumber
Logam ini sekarang dihasilkan di AS dengan meng
elektrolisis magnesium klorida yang terfusi dari air asin, sumur, dan air laut.

Sifat-sifat
Magnesium merupakan logam yang ringan, putih ke
perak-perakan dan cukup kuat. Ia mudah ternoda di udara, dan magnesium yang terbelah-belah secara halus dapat dengan mudah terbakar di udara dan mengeluarkan lidah api putih yang menakjubkan.

Kegunaan
Magnesium digunakan di fotografi, flares, pyrotechnics, termasuk incendiary bombs. Ia sepertiga lebih ringan dibanding aluminium dan dalam campuran logam digunakan sebagai bahan konstruksi pesawat dan missile. Logam ini memperbaiki karakter mekanik, fabrikasi dan las aluminium ketika digunakan sebagai alloying agent. Magnesium digunakan dalam memproduksi grafit dalam cast iron, dan digunakan sebagai bahan tambahan conventional propellants. Ia juga digunakan sebagai agen pereduksi dalam produksi
uranium murni dan logam-logam lain dari garam-garamnya. Hidroksida (milk of magnesia), klorida, sulfat (Epsom salts) dan sitrat digunakan dalam kedokteran. Magnesite digunakan untuk refractory, sebagai batu bata dan lapisan di tungku-tungku pemanas.

Senyawa-senyawa
Magnesium organik sangat penting untuk tumbuhan dan kehidupan binatang-binatang. Klorofil merupakan perphyrins dengan magnesium sebagai pusatnya. Kebutuhan gizi orang dewasa akan magnesium organik berkisar sekitar 300 mg/hari.

Magnesium oksida
Magnesium oksida juga merupakan oksida basa sederhana, karena mengandung ion oksida juga. Namun demikian, sifat basanya tidak sekuat natrium oksida karena ion oksidanya tidak terlalu bebas.
Dalam contoh natrium oksida, padatan dipengaruhi bersama oleh daya tarik antara ion 1+ dan 2-. Dalam magnesium oksida, daya tarik yang ada adalah antara 2+ dan 2-. Ini memerlukan energi yang lebih untuk memecahnya.
Meskipun dipengaruhi oleh faktor-faktor lain (seperti pelepasan energi ketika ion positif menarik air pada bentuk larutannya), pengaruh dari hal ini adalah reaksi yang melibatkan magnesium oksida akan selalu kurang eksotermik daripada natrium oksida.

Reaksi dengan air

Jika anda mengocok beberapa serbuk putih magnesium oksida dengan air, tak ada sesuatu yang dapat diamati – tidak terlihat terjadinya reaksi. Namun demikian, jika anda menguji pH cairan tersebut, anda akan menemukan bahwa nilai pH-nya sekitar 9 – menunjukkan bahwa ia sedikit basa.
Harus ada sedikit reaksi dengan air untuk menghasilkan ion hidroksida dalam larutan. Beberapa magnesium hidroksida dibentuk pada reaksi itu, tetapi hampir tidak larut – dan juga tidak ada ion hidroksida pada larutan.
Reaksi dengan asam
Magnesium oksida bereaksi dengan asam seperti yang anda harapkan pada oksida logam sederhana. Sebagai contoh, ia bereaksi dengan asam klorida encer yang hangat untuk menghasilkan larutan magnesium klorida.

Magnesium klorida (MgCl2)

Magnesium klorida juga merupakan senyawa ionik, tetapi dengan pengaturan ion-ion yang lebih rumit karena jumlah ion kloridanya dua kali lebih banyak dari ion magnesium.
Sama dengan natrium klorida, panas yang dibutuhkan untuk mengatasi daya tarik diantara ion-ion juga besar, sehingga titik leleh dan titik didihnya juga tinggi.
Magnesium klorida padat bukan konduktor listrik karena ion-ionnya tidak bergerak bebas. Namun demikian, dapat mengalami elektrolisis jika ion-ionnya menjadi bebas karena meleleh.
Magnesium klorida larut dalam air menghasilkan larutan asam lemah (pH = kira-kira 6).
Jika ion magnesium dipecah dari kisi padatannya dan berubah menjadi larutan, ada daya tarik yang cukup antara ion-ion 2+ dan molekul air untuk membentuk ikatan koordinasi (kovalen dativ) antara ion magnesium dan pasangan elektron bebas di sekitar molekul air.
Ion heksaakuamagnesium terbentuk, [Mg(H2O)6]2+.
Ion ini bersifat asam – tingkat keasamannya tergantung pada berapa banyak elektron dalam molekul air yang didorong ke arah logam sebagai ion pusat. Hidrogen menjadi lebih positif dan lebih mudah ditarik oleh basa.
Pada contoh magnesium, banyaknya perubahan sangat kecil, dan hanya dalam proporsi yang kecil dari atom hidrogen yang diambil oleh basa – pada contoh ini, oleh molekul air dalam larutan.


Catatan:  alasan penanda warna adalah untuk mencoba menghindari kekeliruan antara molekul air yang menempel pada ion dengan molekul air dalam larutan.


Keberadaan ion hidroksonium dalam larutan menyebabkannya terlalu asam. Faktanya ion-ion hidroksonium itu tidak terbentuk (posisi kesetimbangan bergeser ke kiri), artinya larutan hanya sebagai asam lemah.
Anda dapat juga mengubah persamaan terakhir dalam bentuk yang disederhanakan:
Ion-ion hidrogen dalam larutan merupakan ion-ion hidroksonium. Jika anda menggunakan bentuk ini, perlu dituliskan bentuk/wujudnya.

III.             Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut.
No
Nama alat
Jumlah
1
Tabung reaksi
1 rak
2
Gelas kimia 100 mL
5 buah
3
Kaca arloji
3 buah
4
Spatula
1 buah
5
Pipet tetes
2 buah
6
Batang pengaduk
1 buah
7
Pembakar bunsen
1 buah
8
Penjepit buaya
1 buah
No
Nama bahan
Jumlah
1
Pita magnesium
secukupnya
2
Aluminum foil
secukupnya
3
HCl encer
secukupnya
4
NaOH encer
secukupnya
5
Larutan HgCl2
secukupnya
6
AlCl3 anhidrat
secukupnya
7
MgCl2 anhidrat
secukupnya
8
Magnesium oksida
secukupnya
9
Aluminum oksida
secukupnya
10
Larutan Al3+ 0,1M
secukupnya
11
Larutan Mg2+ 0,1M
secukupnya

IV.             Prosedur Kerja dan Hasil Pengamatan
No.
Prosedur Kerja
Hasil Pengamatan
1.
Eksperimen I : Reaksi dengan Asam Klorida
a.    Mencampurkan 5 mL asam klorida encer dengan beberapa keeping logam aluminium dalam satu tabung reaksi.
b.   Campuran tadi dipanaskan selama lima menit jika terlihat belum terjadi reaksi
c.    Percobaan sebelumnya diulangi dengan mengganti aluminum dengan pita magnesium



- Asam klorida encer direaksikan dengan keping logam aluminium tidak terjadi perubahan (reaksi terjadi lambat), namun setelah campuran dipanaskan timbul gelembung-gelembung gas,
- Asam klorida encer dicampurkan dengan pita magnesium menghasilkan gelembung-gelembung gas (reaksi berlangsung dengan cepat).

2.
Eksperimen II : Reaksi dengan larutan Natrium Hidroksida
a.       Sebanyak 5ml larutan NaOH encer dicampurkan dengan beberapa keeping aluminum (sesendok serbuk aluminum) dalam tabung reaksi
b.      Tabung reaksi dipanaskan apabila setelah 5 manit belum terjadi reaksi
c.       Percobaan sebelumnya diulangi dengan mengganti aluminum dengan pita magnesium


- campuran larutan NaOH encer dengan keeping aluminium menghasilkan gelembung gas.
- campuran larutan NaOH dengan Magnesium reaksi berlangsung lambat, namun setelah dpanaskan timbul gelembung gas

3.
Eksperimen III : Reaksi dengan Oksigen
a.       Secarik aliminuum  foil diletakkan dalam gelas kimia dan ditaburi dengan larutan merkuri (II) klorida
b.      System dibiarkan beberapa menit, kemudian dicuci dengan air,dan biarkan foil ini beberapa menit di udara



Aluminium foil lebih mengkilap setelah ditaburi larutan merkuri (II) klorida. Setelah aluminium foil dicuci dengan air dan dibiarkan beberapa menit diudara terbentuk serabut putih menyerupai jarum. Setelah lama didiamkan terbentuk merkuri berbentuk bulat seperti mutiara berwarna perak.
4.
Eksperimen IV: Membandingkan sifat asam-basa aluminum oksida dan magnesium oksida
a.       Diperiksa reaksi antara aluminum oksida dengan air, serta magnesium oksida dengan air, kemudian pH larutan yang terbentuk ditentukan
b.      Reaksi oksida tadi diperiksa mula-mula dengan HCl encer kemudian dengan NaOH encer (0,1 gram oksida dalam 3ml asam atau basa)




a. Aluminium oksida tidak  larut dalam air, terbentuk endapan, larutan berwarna bening dan pH larutannya 8. Sedangkan  magnesium oksida larut dalam air, larutan berwarna keruh serta pH larutannya 9

b. magnesium oksida dicampurkan dengan asam klorida encer timbul kekeruhan sedangkan aluminium oksida dengan asam klorida encer terbentuk endapan dan larutan bening. Pada saat aluminium oksida dicampurkan dengan NaOH encer terbentuk larutan bening dan terbentuk endapan.
5.
Eksperimen V : membandingkan sifat asam basa ion AL3+ yang terhidrasi
a.       Sebanyak 3 ml larutan Al3+ dituangkan ke dalam sebuah tabung reaksi dan ke dalam tabung yang lain dituangkan sebanyak 3 ml larutan Mg2+ 0,1M
b.      pH setiap larutan diperiksa dengan kertas indicator
c.       Larutan encer NaOH ditambahkan ke dalam 3 ml larutan Al3+ 0,1M, sehingga endapan yang terbentuk melarut.
d.      Percobaan diulangi untuk melarutkan Mg2+ 0,1M sebagai pengganti larutan Al3+0,1M 



-          pH larutan Al3+ adalah 6, setelah dicelupkan kertas lakmus, lakmus merah menjadi berwarna biru. Sedangkan larutan Mg2+ membentuk pH 9 serta memerahkan kertas lakmus biru.  
-          Setelah ditambahkan larutan NaOH encer ke dalam larutan Al3+ terbentuk endapan. Setelah ditambahkan larutan NaOH berlebih endapan yang terbentuk melarut.
-          Larutan Mg2+ dicampurkan dengan larutan NaOH terbentuk endapan. Namun setelah ditambahkan dengan larutan NaOH berlebih, endapan tidak melarut kembali. 

IV Pembahasan
      Pada praktikum kali ini dilakukan 5 eksperimen yang berbeda untuk mengetahui sifat-sifat dan reaksi dari aluminium.
       Eksperimen I : Reaksi dengan Asam Klorida
Asam klorida encer yang digunakan sebanyak 5 mL berupa larutan tidak berwarna yang kemudian dicampurkan dengan beberapa keping logam aluminium yang berwarna silver/keperakan. Setelah dicampurkan, keping aluminium tidak mengalami perubahan kemudian setelah didiamkan selama 5 menit juga tidak memberikan perubahan. Akhirnya setelah dipanaskan, lama-kelamaan keeping aluminium tersebut mulai melarut dan timbul gelembung-gelembung gas. Adapun persamaan reaksinya adalah:
Pemanasanan
2Al + 6HCl                              2AlCl3 + 3H2
Hal ini menunjukkan bahwa aluminium dapat bereaksi dengan asam dengan bantuan pemanasan. Berbeda halnya dengan pita magnesium yang berwarna kehitaman yang ketika direaksikan dengan asam klorida langsung melarut dengan cepat serta menimbulkan gelembung gas yang banyak.
Mg + 2HCl                                        MgCl2  +  H2
Dari hasil percobaan ini kita dapat melihat bahwa sifat logam dari Mg lebih besar bila dibandingkan dengan Al karena semakin kuat sifat logam maka akan semakin mudah untuk bereaksi dengan asam.
Eksperimen 2
Larutan NaOH merupakan larutan yang agak keruh (apabila mendekati jenuh). Keping aluminum berwarna keperakan. Larutan NaOH yang sebelumnya ditempatkan dalam tabung reaksi, kemudian dimasukkan keeping aluminium. Setelah beberapa saat ternyata timbul gelembung gas. Hal ini menunjukkan bahwa logam aluminium mampu bereaksi dengan basa kuat semisal NaOH. Dalam reaksi ini tidak terjadi perubahan warna. Produk dari reaksi ini merupakan kompleks aluminium (III) tak berwarna yang selengkapnya dapat dilihat dalam reaksi berikut ini :
                 2Al(s)  +  2NaOH(aq)    +   6H2O(l)                         2[Al(OH)4]-(aq)   +  3H2(g)   
Seterusnya, ternyata keeping aluminium melarut seiring dengan makin banyaknya gelembung gas yang terbentuk. Dari reaksi di atas, secara teoritis gas yang dihasilkan teridentifikasi sebagai gas hydrogen. Sedangkan untuk reaksi kedua, dimana logam aluminium diganti dengan magnesium tidak terbentuk gelembung gas. Setelah diberikan pemanasan selama lima menit, timbul gelembung gas namun lebih sedikit dari reaksi sebelumnya (reaksi dengan logam aluminium). Adapun reaksi yang berlaku bagi magnesium terhadap basa NaOH adalah
                 2Mg(s)  +  2NaOH(aq)    +   6H2O(l)                        2[Mg(OH)4]2-(aq)   +  3H2(g)
Mungkin akan timbul pertanyaan, mengapa reaksi aluminium dengan basa jauh lebih cepat dibandingkan magnesium terhadap reagent yang sama? Hal ini dapat direlasikan terhadap sifat logamnya. Kita ketahui bahwa magnesium jauh lebih bersifat logam daripada aluminium, walaupun keduanya sama-sama berada pada periode 3 dalam system periodic. Dalam hal ini, terdapat perbedaan yang menyolok, dimana magnesium akan bereaksi lebih cepat terhadap suatu asam dan lebih lambat terhadap basa, sebaliknya aluminium akan bereaksi lebih cepat dalam basa dan lebih lambat terhadap asam. Sekali lagi, sifat logam kedua unsur ini sangat berpengaruh, semakin ke kiri kedudukan suatu unsure dalam system periodic, maka sifat logamnya makin kuat.

Eksperimen 3
Larutan raksa (II) klorida tidak berwarna dan aluminium foil berwarna keperakan. Ketika lapisan aluminium foil ditetesi dengan larutan raksa (II) klorida, permukaan aluminium foil makin mengkilap. Kita ketahui bahwa aluminium sukar untuk teroksidasi, karena lapisan oksida aluminium yang terbentuk mampu melapisi dan melindungi permukaan aluminium murni di bawahnya. Dengan demikian, dapat dipastikan bahwa lapisan terluar dari aluminium foil mengandung Al2O3. Ketika diteteskan dengan larutan raksa (II) klorida, terjadi reaksi berikut ini
                 Al2O3(s)    +    HgCl2(aq)                     2Al(s)    +    3HgO(s)   +  2Cl-(aq)
Dari reaksi di atas, mulai terlihat penyebab makin mengilapnya lapisan aluminium foil. Hal ini berkaitan dengan terbentuknya kembali logam Al dari lapisan oksidanya, tambah lagi dengan kehadiran raksa (II) oksida sebagai hasil samping reaksi, yang mungkin saja ikut melapisi permukaan logam aluminium: makin menambah kilap aluminium. Hal inilah yang menyebabkan larutan raksa (II) klorida sering dipergunakan sebagai pembersih permukaan aluminium foil.
Untuk selanjutnya, aluminium foil tadi dicuci dengan air, hal ini tentu saja akan menghilangkan lapisan HgO yang sebelumnya ikut melapisi logam Al, sehingga logam aluminium benar-benar tak terlapiskan. Hal ini disebabkan HgO sangat mudah larut dalam air. Tak-terlapiskannya aluminium ini tentu saja memudahkan terjadinya kontak dengan udara (utamanya O2), sehingga aluminium oksida/ Al2O3 terbentuk kembali. Disamping itu, dengan mempertimbangkan adanya ion OH- dalam air, yang ditambah dengan sifat amfoter dari logam aluminium, kemungkinan reaksi berikut juga terjadi sebagai konsekuensi pencucian dengan air:
                 Al2O3(s)   +  2OH-(aq)   +   7H2O(l) ↔ 2[Al(OH)4(H2O)2]-
Kemudian, dengan dibiarkannya system ini di udara, memungkinkan lagi terjadi reaksi lanjutan dengan H2O dan CO2:
                 2[Al(OH)4(H2O)2]-  +  H2O + CO22[Al(OH)3(H2O)3](s)   +  CO32-
Senyawa yang bercetak tebal di atas merupakan endapan yang menyerupai jarum/ serabut yang berwarna putih.

Eksperimen 4
Larutan Al2O3 bening dan larutan MgO juga bening. Ketika larutan Al2O3 direaksikan dengan  air, terjadi reaksi bertahap yang diikuti pembentukan kompleks dan pada akhirnya melepaskan ion OH-, sehingga hasil reaksi dideteksi sebagai basa, yang dibuktikan pH terukur sebesar 8. Adapun reaksi yang dimaksud adalah
                 Al2O3(s)   +  2OH-(aq)   +   7H2O(l) ↔ 2[Al(OH)4(H2O)2]-
                      2[Al(OH)4(H2O)2]-  +  H2O ↔ 2[Al(OH)3(H2O)3](s)   +  OH-
Adanya OH- inilah yang membirukan kertas lakmus, akan tetapi memiliki sifat basa yang lebih lemah daripada MgO yang dilarutkan dalam air :
                 MgO(s)  +  H2O(l)  →  Mg(OH)2(aq)
Terlihat bahwa pada pembentukan magnesium hidroksida, reaksi bersifat satu tahap, tanpa adanya pembentukan kompleks intermediate seperti halnya terjadi pada aluminium oksida. Hal inilah yang menyebabkan sifat basa magnesium hidroksida lebih kuat dibanding aluminium dalam bentuk hidroksidanya. Disamping itu, sifat logam juga turut mempengaruhi. Hal ini dibuktikan dengan lebih tingginya pH Mg(OH)2 sebesar 9 dibanding dengan aluminium dalam hidroksidanya yang hanya memiliki pH 8.
Reaksi antara MgO dengan HCl encer termasuk reaksi eksoterm, yang dibuktikan dengan penggunaan HCl encer dalam keadaan hangat. Sedangkan reaksi antara MgO dengan NaOH berlangsung lambat. Hal ini disebabkan oksida mahnesium yang bersifat basa direaksikan dengan basa, tentu saja terjadi semacam kecenderungan jenuh terhadap basa. Adapun reaksinya
                 MgO   +   2HCl  → MgCl2  +  H2O (cepat)
                 MgO   +  2NaOH → Mg(OH)2   +  2Na+ (lambat)
Reaksi antara Al2O3 dengan HCl maupun NaOH sama-sama berlangsung cepat, disebabkan sifat oksida aluminium yang bersifat amphoter, yang mampu bersifat sebagai asam dan sebagai basa.

Eksperimen 5
Larutan Al3+ bening serta larutan Mg2+ juga bening. Ketika larutan Al3+ diukur pH-nya diperoleh pH larutan sebesar 6, sedangkan pH larutan Mg2+ sebesar 9. Hal ini menunjukkan bahwa Al3+ bersifat asam, dan Mg2+ bersifat basa. Selanjutnya larutan Al3+ ditambahkan dengan larutan NaOH encer membentuk endapan. Kemudian ditambahkan dengan larutan NaOH berlebih mengakibatkan endapan melarut kembali.
Kemudian percobaan dilanjutkan dengan penambahan larutan NaOH encer ke dalam larutan Mg2+, hasil yang diperoleh terbentuk endapan. Namun berbeda dengan Al3+ endapan ini tidak melarut kembali walaupun ditambahkan dengan larutan NaOH berlebih.
                
V Simpulan
    Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan dapat diambil beberapa simpulan diantaranya adalah:
·         Sifat logam dari Mg lebih kuat daripada sifat logam Al.
·         Aluminimum dan magnesium bila direaksikan dengan asam maka akan terbentuk gas H2
·          Larutan merkuri (II) klorida dapat membersihkan permukaan aluminium foil secara efektif karena lapisan oksida aluminium yang terbentuk mampu melapisi dan melindungi permukaan aluminium murni dibawahnya.
·         Oksida-oksida dalam praktikum yang sifatnya basa adalah MgO dan Al2O3, yang bersifat sebagai asam adalah Al2O3, sedangkan yang bersifat sebagai amfoter adalah Al2O3

Jawaban Pertanyaan
1.      Reaksi dengan asam klorida
Persamaan reaksi yang terjadi yaitu 2Al + 6HCl                              2AlCl3 + 3H2
a.       Aluminium dan magnesium dapat bereaksi dengan HCl encer (H+) karena dalam deret volta, letak Mg dan Al jauh disebelah kiri hydrogen yang mengakibatkan keduanya dapat lebih mudah teroksidasi dari H+ yang mengalami reduksi (H+). Sedangkan aluminium lambat bereaksi dengan asam, karena kita ketahui bahwa Aluminium memiliki sifat amfoter, bersifat asam dan basa, artinya sifat logam Al lebih lemah dari Mg yang merupakan logam, sehingga Mg lebih cepat bereaksi dengan asam dibandingkan Al, dimana Al cenderung lebih cepat bereaksi dengan basa.
2.      Reaksi dengan larutan natrium hidroksida
a.       Pada reaksi ini, gas yang terbentuk adalah gas hidrogen
b.      Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut.
2Al(s) + 2NaOH(aq) + 6H2O(l)           2[Al(OH)4-] + 3H2(g)
c.       Pada saat aluminium diganti dengan magnesium, reaksi yang terjadi berlangsung lambat, hal ini dibuktikan dengan timbulnya gelembung-gelembung gas setelah dipanaskan. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.
2Mg(s) + 2NaOH(aq) + 6H2O(l)           2[Mg(OH)4]2- + 3H2(g)
d.      Panci aluminium tidak boleh dicuci dengan soda-cuci (natrium karbonat) karena kandungan soda cuci bersifat basa. Sehingga akan terjadi reaksi yang cepat antara panci yang mengandung aluminium dengan soda cuci. Hal ini akan mengakibatkan terkikisnya lapisan oksida aluminium. Reaksi yang terjadi adalah
Al2O3(s) + 2OH- + 7 H2O(l)             2[Al(OH)4(H2O)2]
3.      Reaksi dengan oksigen
a.       Persamaan reaksi yang terjadi adalah
b.      Larutan merkuri (II) klorida dapat membersihkan permukaan aluminium foil secara efektif karena lapisan oksida aluminium yang terbentuk mampu melapisi dan melindungi permukaan aluminium murni dibawahnya. Sehingga bias dipastikan bahwa lapisan terluar dari aluminium foil mengandung Al2O3. Pada saat ini kemungkinan terbentuknya kembali logam Al dari lapisan oksidanya. Selain itu ditambah dengan kehadiran HgO sebagai hasil samping reaksi, yang mungkin ikut melapisi permukaan logam aluminium. Sehingga HgCl2 dapat membersihkan permukaan Aluminium foil. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.
Al2O3(s) + HgCl2(aq)                2Al(s) +  3HgO(s) + 2Cl-(aq)
c.       Sebab terbentuknya Al2O3 dan menyebabkan dia stabil karena aluminium mudah teroksidasi oleh udara membentuk oksida. Sedangkan penyebab stabilnya oksida ini yaitu kemampuannya dalam membentuk polimer sebagaimana halnya yang terjadi dengan silikon.
a.       Aluminium tidak mengalami korosi karena aluminium mudah teroksidasi membentuk Al2O3 yang akan melapisi Al dibawahnya. Permukaan logam aluminium dilapisi dengan lapisan oksida yang membantunya melindungi logam agar tahan terhadap udara. Jadi, aluminium tidak bereaksi dengan udara. Jika lapisan oksida rusak, logam aluminium bereaksi untuk menyerang (bertahan). Aluminium akan terbakar dalam oksigen dengan nyala api, membentuk aluminium (III) oksida Al2O3. Reaksi yang terjadi adalah
      4Al (s) + 3O2 (l ) → 2 Al2O3
Berbeda dengan besi, besi mudah teroksidasi membentuk Fe2O3 yang bertindak sebagai katalisator dalam proses korosi
b.      Kegunaan logam aluminium adalah sebagai bahan konstruksi karena termasuk logam yang ringan, digunakan sebagai peralatan memasak seperti panci dan wajan karena sifatnya yang tahan karat dan murah, digunakan sebagai alat pemanas, alat memasak, dan alat penghantar listrik karena merupakan konduktor panas dan listrik yang baik. Sedangkan sifat-sifat aluminium yang dapat digunakan untuk berbagai peralatan yaitu:
-          Mudah teroksidasi menjadi Al2O3
-          Aluminium ringan, tidak beracun (sebagai logam), nonmagnetik dan tidak memercik.
-          Aluminium sangat lunak dan kurang keras.
-          Aluminium memiliki daya tahan dan menahan pemudaran dan korosi.
4.      Membandingkan sifat asam basa aluminium oksida dan magnesium oksida
a.       Hasil percobaan dapat dilihat pada hasil pengamatan. Kedua oksida ini bersifat basa, hal ini dapat dibuktikan dengan pH yang diperoleh yaitu untuk aluminium oksida pH-nya 8 dan magnesium oksida dengan pH 9.
b.      Yang bersifat sebagai basa adalah MgO dan Al2O3, yang bersifat sebagai asam adalah Al2O3, sedangkan yang bersifat sebagai amfoter adalah Al2O3
c.       Persamaan reaksi yang terjadi jika Al2O3 direaksikan dengan HCl encer dan NaCl encer
Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + 6NaCl  → 2 AlCl3 + 3Na2O
d.      Persamaan reaksi yang terjadi jika MgO direaksikan dengan HCl encer dan NaCl encer
MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O
MgO + 2NaCl → MgCl2 + Na2O

5.      Membandingkan sifat asam basa ion Al3+ dan Mg2+ yang terhidrasi
a.       Yang merupakan asam bronsted-Lowry terkuat adalah Al3+(aq) karena Al3+ lebih banyak melepaskan proton dibandingkan dengan Mg2+. Dimana kita ketahui bahwa teori Bronsted-Lowry, yaitu untuk asam adalah suatu zat yang dapat member proton (donor proton) sedangkan basa adalah suatu zat yang dapat menerima proton (akseptor proton).
b.      Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan larutan Al3+ setelah ditambahkan larutan NaOH encer membentuk endapan. Sedangkan, setelah ditambahkan larutan NaOH encer berlebih endapan yang semula terbentuk melarut kembali. Persamaan reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.
Reaksi I : 2[Al(OH)4(H2O)2]- + H2O + CO2 → 2[Al(OH)3(H2O)3](s) + CO32-
Reaksi II : 2Al (s) + 2 NaOH (aq) + 6 H2O → 2Na+(aq) + 2 [Al(OH)4]- + 3H2(g) 
reaksi I menunjukkan bahwa terbentuk endapan saat Al3+ ditambahkan dengan larutan NaOH encer. Sedangkan reaksi II menunjukkan bahwa endapan yang semula terbentuk melarut kembali. Hal ini terjadi karena Al3+ bersifat asam, sehingga saat bereaksi dengan basa terjadi reaksi yang setimbang.
c.        Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan endapan yang terbentuk tidak melarut lagi ketika ditambahkan larutan NaOH berlebih.  Hal ini disebabkan karena MgO bersifat basa. NaOH akan bereaksi dengan cepat jika bereaksi dengan suatu zat yang bersifat asam.
d.      Perbedaan utama antara kimia aluminium dan kimia magnesium adalah magnesium bersifat lebih basa dibandingkan dengan aluminium, begitu juga dengan sifat asamnya. Selain itu yang sangat membedakan sifat keduanya adalah aluminium bersifat amfoter yaitu dapat bereaksi dengan asam basa alkalis.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar