UJI PENDAHULUAN ATAS ZAT-ZAT YANG TAK LARUT

Disusun Oleh :

 Putu Eka Surya Putra (0713031001)

Mahasiswa Jurusan Pendidikan Kimia, Fakultas MIPA, Undiksha Singaraja

           
 Suatu zat dikatakan tidak melarut apabila zat tersebut tak dapat dilarutkan oleh asam-asam pekat atau oleh air raja. Untuk dapat melarutkan zat tersebut maka dipandang perlu digunakan cara khusus untuk melarutkannya. Cara pelarutannya pun bergantung dari sebagian besar atas sifat-sifat dari zat yang tak larut itu.

     Beberapa zat tak larut yang umum dalam analisis kualitatif adalah AgBr, AgCl, AgCN, SrSO₄, BaSO₄, PbSO₄ dan oksida-oksida yang dipijarkan oleh asam-asam kuat, seperti Al₂O_3, Cr_2­O₃,Fe₂O₃,SnO₂, Sb₂O₄, TiO₂, ThO₂ dan lain-lain. Zat tak larut lainnya yang bisa kita jumpai misalnya zat yang telah dileburkan oleh-mineral-mineral tertentu, seperti CaF₂, FeCr₂O₄, Cu₂[Fe(CN)₆], Zn[Fe(CN)₆], SiO₂, SnS_2, siliside, silisida logam, karborundum.

     Untuk itu, maka diperlukan suatu pengujian terhadap zat-zat tak larut tersebut dengan menggunakan urutan yang ada hingga zat tersebut dapat terlarut. Dalam hal ini, zat yang akan dilarutkan harus berupa bubuk yang halus. Untuk dapat menghaluskannya dapat digunakan lumpang. Adapun urutan-urutan dalam pengujian zat tak larut tersebut adalah sebagai berikut

1.                  Perhatikan warna dan rupa

     Dalam tahap awal ini, harus diperhatikan warna dan rupanya seperti; Zat-zat berwarna berikut ini:

                        Cr₂O₃ ( hijau)                               FeCr_­2O₄ ( abu-abu tua)

                        Fe₂O₃ (merah tua)                        AgBr      (  kuning muda sekali)

                         SnS₂  (Warna tua)                       AgBi      ( kuning muda)

     Disamping itu zat-zat C dan S misalnya kan menjadi lembayung jika kena cahaya. Zat-zat lainnya juga menimbulkan warna putih dan hampir hampir putih dan kemungkinan pula sedikit diwarnai oleh runutan zat pencemar.

2.                  Selidiki Pengaruh air panas

     Zat-zat tersebut kemudian dipanaskan dalam jumlah kecil didalam krus kecil. Dalam hal ini belerang akan meleleh menjadi cairan yang kuning  dan dapat pula terbakar dengan nyala biru sambil menghasilkan belerang dioksida, sedangkan karbon akan berpijar dan terbakar bahkan takkkan bersisa. Jika ditunjukkan indikasi saat zat berwarna hitam itu dibubuhkan sedikit-demi sedikit  ke dalam sedikit kalium nitrat yang lebur yang terdapat dalam tabung kaca keras, maka akan terbentuk sedikit kalium karbonat ( K₂CO₃). Residu dari reaksi ini akan melepaskan karbon-dioksida ketika diolah dengan asam encer. Untuk memastikan reaksi ini dapat dilakukan dan menghasilkan tambahan dari karbon akan didapat dengan memanaskan campuran yang intim dari zat dengan tembaga (II) oksida dalam sebuah tabung kaca sehingga CO₂ akan dilepaskan ( uji dengan air kapur), dan logam tembaga yang merah akan tertinggal. Persamaan reaksinya dapat dituliskan dengan  persamaan sebagai berikut:  

  2 CuO + C →  CO₂ + 2 Cu

     Dalam  hal ini, garam-garam perak, AgCl, AgBr, dan AgI akan melebur tanpa perubahan lebih lanjut: dalam reaksi ini AgCN terurai dengan memberi residu berupa perak dan gas sianogen yang dilepaskan. Stibium oksida, Sb₂O₄, melebur menjadi cairan yang kuning.

·   Panaskan dengan Natrium karbonat di atas arang

Dari perlakuan ini , pengamatan yang mungkin akan diperoleh adalah :

a.                   Tidak dihasilkan kancing atau manik dari logam

     Tidak dihasilkannya kancing atau manik menunjukkan adanya Ag, Sn, dan Pb. Apabila residu ditetesi dengan HCl encer kemudian ditaruh bersentuhan dengan kertas timbale asetat atau residu diekstraksi dengan sedikit air kemudian disaring ke dalam larutan natrium nitro prusida yang baru dibuat. Adanya noda hitam menunjukkan adanya sulfida dan adanya warna lembayung yang tidak tetap menunjukkan adanya sulfat yang terkandung dalam zat asli. Bila yang diperoleh adalah residu berwarna putih, uji ini harus di ulangi dengan sebagian lain dari zat asli. Timbulnya warna biru pada saat ditetesi kobalt nitrat yang kemudian dipanaskan menunjukkan adanya aluminium.

b.                  Diperoleh kancing atau manik dari logam

     Jika diperoleh kancing atau manik logam, pengujian yang dilakukan adalah dengan menguji kelarutan manik dalam asam nitrat dan kelarutan dalam asam klorida.

v Pada pengujian kelarutan dalam asam nitrat, jika manik itu membentuk larutan yang jerih ketika dilarutkan dalam asam nitrat, dan menghasilkan endapan (AgCl) yang mirip didih susu dan putih serta larut dalam ammonia encer ketika ditambahkan asam klorida, menunjukkan adanya Ag dan tidak ada aluminium.

v Pada pengujian kelarutan dalam asam klorida, jika manik itu memberikan larutan yang jernih dengan asam klorida, kemudian endapan putih HgCl ketika adanya penambahan larutan HgCl₂. penambahan asam nitrat akan menghasilkan bubuk putih yang tidak larut. Pengamatan ini menunjukkan adanya timah dan tidak ada perak.

·   Dipanaskan dengan Asam sulfat pekat

Pada pengujian ini, apabila residu dipanaskan dengan asam sulfat pekat maka :

a.       Gas yang dikeluarkan membuat setetes air di atas batang kaca menjadi keruh, ini menunjukkan adanya fluoride.

b.      Dilepaskan karbon monoksida (CO) , yang terbakar dengan nyala biru, menunjukkan heksa siano ferat (II)

·   Panaskan di atas kawat platinum dalam zona reduksi dari nyala Bunsen

Perlakuan ini akan menyebabkan setiap sulfat tereduksi menjadi sulfide . setelah dibasahi dengan asam klorida encer, sulfida itu akan diubah menjadi klorida yang relative lebih mudah menguap, dan biasanya digunakan uji nyala. Dan yang akan ditunjukkan adalah barium atau campuran stronsium dan barium yang akan ditunjukkan.

·   Pakailah uji manik mikrokosmik

     Jika yang diperoleh adalah manik kerangka maka ini menunjukkan adanya silica atau silikat, hasil yang negative belum bisa memastikan tidak adanya silika atau silikat, karena kerangka tidak selalu berbentuk. Maka untuk memastikan hal ini uji silicon tetra fluoride yang digunakan.

     Manik dipanaskan dalam nyala reduksi untuk menguji tiotanium. Jika manik berwarna lembayung ketika dingin menunjukkan adanya titanium. (Warna yang dihasilakan lebih cepat dengan menambahklan setitik timah atau timah (II) klorida sedikit sekali). Jika terdapat juga besi, manik akan berwarna merah kecoklatan dalam nyala reduksi. Jika titanium ditemukan lebih baik dilebur dalam kalium pirosulfat dalam sebuah krus dari silika atau platinum, dan residu diekstraksi menggunakan air dingin sehingga diperoleh larutan titanium (IV) sulfat.

·   Panaskan dengan natrium karbonat dan kalium nitrat

Uji ini dapat dilakukan dalam lubang cincin kawat platinum atau di atas lembaran tipis platinum atau dapat juga dilakukan di atas pecahan porselen. Jika terdapat kromium akan dihasilkan leburan yang berwarna kuning. Leburan ini harus dilarutkan dalam air, diasamkan dengan asam asetat encer, kemudian ada alternative :

a.                   Ditambahkan larutan perak nitrat dimana akan dihasilkan perak kromat yang merah kecoklatan mengendap

b.                  Ditambahkan timbale asetat,  dimana timbal kromat yang kuning akan mengendap atau

c.                   Ditambahkan 1-2 mL reagensia difenil karbazida dimana dihasilkan warna yang merah tua.

·   Dididihkan dengan larutan natrium hidroksida

a.       Timbal kromat melarut

PbCrO₄ + 4OH^- ® [Pb(OH)₄]^2- + CrO₄^2-

b.      Biru prusia menghasilkan besi (III) hidroksida dan natrium heksasianoferat (II).

c.       Tembaga heksasiano ferat (II) mengasilkan tembaga oksida dan natrium heksasiano ferat (II).

d.      Zink heksasiano ferat (II) menghasilkan tetrahidrosozinkat (II) dan natrium heksasiano ferat (II), yaitu melarut sempurna. Zink diidentifikasi dengan mengalirkan hidrogen sulfide ke dalam larutan, heksasiano ferat dideteksi dalam filtrate setelah diasamkan dan dididihkan untuk mengusir hydrogen sulfida.

e.       Alumina dan silica mungkin melarut, masing-masing membentuk larutan natrium tetrahidroso aluminat dan natrium silikat.

·   Panaskan dengan Asam Iodida Pekat

     0,5 gram bubuk zat dipanaskan sampai mendekati titik didih dengan asam iodida 2,5 mL; berat jenis 1,7 (catatan: reaksi warna harus diamati, dianjurkan agar asam iodida itu dihilangkan warnanya dengan menambahkan 1%-2 %  volume asam hipopospit 50 % atau dengan memanaskannya dengan sedikit kalium hipopospit).

a.       Timah (IV) oksida melarut. Terjadi perubahan warna merah jambu sampai merah katika larutan mendingin dan warna hilang jika dipanaskan 90-100⁰C. Sering terlihat sublimat dari timah (IV) iodide yang kuning sampai jingga.

SnO₂ ¯ + 4HI ® SnI₂ ­ + 2H₂O

Setelah disaring dan diencerkan timah dapat diendapkan dengan hidrogen sulfida.

b.      Sulfat dari timbal, stronsium dan barium berangsur-angsur terurai dan hidrogen sulfida dilepaskan, yang dapat diidentifikasi dengan kertas natrium nitroprusida amoniakal.

PbSO₄ ¯ + 11HI ® (PbI₃)^- + 4I₂ ­ + H₂S ­ + H⁺ + 4H₂O

BaSO₄ ¯ + 10HI ® Ba²⁺ + 2I^- + 4I₂­ + H₂S ­ + 4H₂O

Setelah disaring melalui krus dari kaca masir dan diencerkan, timbal iodida yang kuning keemasan mengendap dari timbal sulfat. Barium dideteksi dengan penambahan asam sulfat encer, dan stronsium dengan asam sulfat dan etanol.

c.       Perak halide mudah melarut dalam keadaan dingin karena terbentuk kompleks:

AgI ¯ + HI ® (AgI₂)^- + H⁺

AgX¯ + 2HI ® (AgI₂)^- + 2H⁺ + X^- ( X= Cl atau Br)

Pada pemanasan larutan, asam halide keluar dari larutan dengan menggelegak. Jika larutan dieencerkan , kompleks diiodoargentat terurai dan perak iodida mengendap, tetapi sebaliknya asam iodida yang berlebih dikeluarkan dengan penguapan sebelum diencerkan dengan air. Jika timbale sulfat ada, timbale iodida akan mengendap ketika pengenceran, ini dapat dipisahkan dari perak iodida dengan mengekstraksi dengan larutan amonium asetat.

d.      Kalsium fluorida terserang oleh asam yang panas hingga hidrogen fluorida dilepaskan yang akan mengetsa kaca.

CaF₂ ¯ + 2HI ® H₂F₂ ­ + Ca²⁺ + 2I^-

Setelah diencerkan, dinetralkan dengan larutan amonia dan ditambahkan larutan amonia oksalat, kalsium akan mengendap sebagai kalsium oksalat.

·   Olah dengan larutan amonium sulfida

Jika zat tak larut yang tidak diketahui itu, atau residu dari ekstraksi dengan air raja yang telah dicuci adalah putih atau berwarna muda, olah dalam cawan atau krus porselen dengan beberapa tetes larutan amonium sulfide dan aduk. Senyawa timbal dan perak kemungkinan tidak ada jika warna tidak berubah. Menghitamnya zat padat tersebut mengindikasikan senyawa timbale dan perak kemungkinan ada.

Melarutkan Cuplikan

Uji pendahuluan sebelumnya telah mengungkap apakah zat itu larut dalam air atau asam. Jika keterangan demikian tidak ada, maka digunakan prosedur berikut:

5-10 mg bubuk halus suatu cuplikan harus diselidiki dulu kelarutannya dengan urutan pelarut adalah air, HCl encer, HCl pekat, HNO₃ encer, HNO₃ pekat dan yang terakhir air raja. Penyelidikan kelarutan dimulai dari keadaan dingin, lalu dengan pemanasan, jika ada keraguan apakah seluruh atau sebagian zat melarut, uapkan sedikit dari larutan yang kernih di atas kaca arloji. Jika zat melarut dalam air, segeraq mulai menguji terhadap ion logam. Jika pemakaian HCl encer menghasilkan endapan, ini mungkin terdiri dari logam golongan I, endapan boleh disaring dan diselidiki terhadap golongan ini. Jika HCl pekat yang dipakai untuk melarutkan, akan perlu menguapkan sampai bagian terbesar dari asam habis karena logam tertentu dari golongan II (missal Cd dan Pb) tidak mengendap sempurna jika ada asam dalam konsentrasi besar. Jika asam nitrat dipakai melarutkan maka semua asam harus dihilangkan dengan jalan menguapkan sampai hampir kering, menambahkan HCl, diuapkan lagi sampai volume mengecil, diencerkan dengan air, cara ini juga berlaku apabila menggunakan air raja. Bila pelarut yang sesuai telah ditemukan, maka larutan cuplikan  yang akan dianalisis dibuat dengan 0,5-1 gram zat padat dengan volume akhir 15-20 mL. jika zat tak larut dalam air raja dianggap tak larut.

MENYELIDIKI RESIDU YANG TAK LARUT

Misalnya setelah pelarutan dengan berbagai pelarut ada residu yang tak larut tetap tertinggal atau seluruh cuplikan tak larut maka metode yang digunakan adalah:

1.      Menghilangkan garam-garam timbal

1 gram zat tak larut dari ekstraksi air raja diolah dengan 3 mL larutan amonium asetat 10 M yang sedikit diasamkan dengan asam asetat (tidak boleh ada amonia berlebih untuk mencegah efek melarutkan setiap perak klorida yang mungkin ada). Panaskan campuran sambil diaduk, sampai kira-kira 70⁰C dan saring, cuci dengan 5 mL air. Uji bagian yang terpisah dari gabungan filtrat dan air cucian terhadap Pb⁺, SO42-, dan Cl-. Uji perak nitrat terhadap klorida harus dilakukan dengan asam nitrat pekat sebanyak 10 % dari volume larutan, dan campuran dipanaskan sampai mendidih. Perak asetat akan melarut pada kondisi ini. Jika ditemukan garam-garam timbal ulangi ekstraksi dengan larutan amonium asetat dan cuci residu  dengan air panas sampai air cucian tak memberi pewarnaan dengan larutan amonium sulfida encer. Timbal asetat tak larut dalam larutan amonium asetat.

2.         Menghilangkan garam-garam perak

Panaskan zat tak larut yang tidak diketahui dari langkah 1 dengan kalium sianida pekat (jika garam-garam timbal ada), jika ini melarut sempurna berarti hanya AgCl, AgBr, AgI dan AgCN yang ada. Saring dan simpan residu (R) untuk pengolahan berikutnya. Encerkan filtrat sampai sangat encer dan olah dengan hidrogen sulfida. Saring setiap endapan yang berwarna hitam (Ag₂S), cuci, larutkan dalam asam nitrat panas dan tambahkan HCl encer. Endapan putih perak klorida menunjukkan adanya perak.

Jika perak ditemukan, maka dengan halogen mana logam itu aslinya bergabung diidentifikasi dengan melumerkan bagian lain dari zat yang tidak larut itu, merendam dalam asam sulfat encer, menaruh sepotong zink bersentuhan dengan asam dan masa lebur itu, memanaskan dan mendiamkan selama beberapa menit. Garam-garam perak tereduksi menjadi logam perak, sedangkan anion terdapat dalam larutan disertai ion zink, yakni sebagai garam-garam zink. Kemudian saring. Filtrat diuji terhadap klorida, bromida dan iodida dengan cara biasa.

3.         Peleburan dengan natrium karbonat

Residu yang tertinggal dengan tak larut setelah pengerjaan 1 dan 2 diolah menurut skema berikut :

Skema peleburan dengan natrium karbonat:

Residu (R) yang bebas dari garam-garam timbal dan perak dicampur dengan Na₂CO₃ anhidrat yang murni, bebas sulfat atau dengan campuran Na₂CO₃ dan K₂C0₃ (campuran lebur sama banyak) sebanyak 5-6 kali berat zat yang diuji. Campuran ini dipanaskan di atas lembaran tipis Pt atau dengan sebuah krus Pt sampai diperoleh leburan yang tenang. Biarkan mendingin, ekstraksi leburan dengan seksama dengan jalan mendidihkannya dengan air. Kemudian saring dan lanjutkan seperti berikut ini:

Residu	Filtrat
Cuci dengan baik, mula-mula dengan larutan Na2CO3 0,05 M lalu dengan air panas. Mungkin mengandung BaCO3, SrCO3, CaCO3, karbonat lain yang tak larut dan CaF2, SnO2, Sb2O4, Al2O3, Fe2O3 dan sebagainya yang tak terserang. Ekstraksi dengan HNO3 encer dan saring.	Mungkin mengandung CrO42-, [Al(OH)4]-, [Sn(OH)6]2-, AsO43-, F- dan SO42-. Asamkan dengan HCl pekat dan uapkan sampai kering dalam lemari asam. Triturasi masa yang kering itu dengan HCl pekat, tambahkan air, panaskan dan saring.

Residu	Filtrat	Residu	Filtrat
Jika putih mungkin mengandung CaF2, SnO2, Sb2O4, Al2O3, SiO2 dan sebagainya yang bereaksi dengan tak sempurna dengan Na2CO3. Lebur dengan NaOH dalam krus Ni. Biarkan mendidih, ekstraksi dengan air dan saring. Filtrat mungkin mengandung [Sn(OH)6]2-, SbO43-, [Al(OH)4]- dan SiO32+. Uji terhadap Sn, Sb dan Al.	Uapkan sampai hampir kering untuk menghilangkan HNO3 tambahkan HCl encer dan selidiki terhadap ion-ion logam.	Mungkin mengandung SiO2. Pastikan dengan uji manik mikroskopik atau dengan uji SiF4 dalam kapsul timbal.	Uji satu bagian terhadap sulfat. Selidiki terhadap logam dari golongan II dan III.

4.         Peleburan Silisida

Silisida-silisida logam dan karborondum jarang dijumpai dalam analisis kualitatig yang rutin. Zat ini sebaiknya dibuat melarut dan meleburnya dengan natrium atau kalium hidroksida dalam sebuah krus perak:

Cu₂Si + 2KOH + H₂O ® K₂SiO₃ + 2Cu + H₂­

SiC + 4KOH + 2H₂O ® K₂SiO₃ + K₂CO₃ + 4H₂­

Selama peleburan, hidrogen yang dibebaskan menyala sambil membentuk air dengan bergabung dengan oksigen dari udara. Pada pengelolaan leburan ini dengan air, silikat alkali yang larut akan terekstraksi.

Karborundum bila dalam bentuk bubuk halus, mudah diuraikan dengan peleburan bersama kalium karbonat dalam krus platinum. Sewaktu tutup krus diangkat, nyala biru dari karbon monoksida yang terbakar dapat terlihat.

SiC + 3K₂CO₃® K₂SiO₃ + 2K2O + 4CO­