Praktikum Reaksi Pengenalan Kation Golongan II

 I.     TUJUAN

    a.       Mahasiswa mengenal reaksi-reaksi identifikasi kation-kation golongan II zat anorganik.

    b.     Mahasiswa dapat menjelaskan perubahan-perubahan yang terjadi dalam setiap identifikasi kation        golongan II.

    c.       Mahasiswa dapat menuliskan persamaan-persamaan reaksi yang terjadi.

 II.  DASAR TEORI

Kimia analisis secara garis besar dibagi dalam dua bidang yang disebut analisis kualitatif dan analisis kuantitatif. Analisis kualitatif membahas identifikasi zat-zat. Urusannya adalah unsur atau senyawaan apa yang terdapat dalam suatu sampel atau contoh. Pada pokoknya tujuan analisis kualitatif adalah memisahkan dan mengidentifikasi sejumlah unsur. Analisis kuantitatif berurusan dengan penetapan banyak suatu zat tertentu yang ada dalam sampel atau contoh (Underwood, 1986).

Analisis kualitatif dapat dilakukan dengan dua macam cara, yaitu reaksi kering dan reaksi basah. Reaksi kering biasanya digunakan pada zat padat, sedangkan reaksi basah digunakan pada zat cair (larutan) yang sebagian besar menggunakan pelarut air. Reaksi kering hanya menyediakan informasi yang diperlukan dan informasi tersebut bersifat jangka pendek, sedangkan reaksi basah dapat digunakan untuk analisis makro, semi makro, dan mikro, sehingga banyak keuntungan yang didapat, misalnya reaksi terjadi dengan cepat dan mudah dikerjakan. Perubahan yang terjadi pada reaksi basah adalah terjadinya endapan, perubahan warna larutan, dan timbulnya gas.

Kation-kation golongan II dibagi menjadi dua sub-golongan: sub-golongan tembaga dan sub-golongan arsenik. Dasar pembagian ini adalah kelarutan endapan sulfida dalam ammonium polisulfida. Sulfida dari sub-golongan tembaga tak larut dalam reagensia ini, sulfida dari sub-golongan arsenik melarut dengan membentuk garam tio.

Sub-golongan tembaga terdiri dari merkurim(II), timbel(II), bismuth(III), tembaga(II) dan kadmium(II). Klorida, nitrat, dan sulfat dari kation-kation sub-golongan tembaga, sangat mudah larut dalam air. Sulfida, hidroksida, dan karbonatnya tak larut. Beberapa kation dari sub-golongan tembaga merkurium(II), tembaga(II) dan kadmium(II) cenderung membentuk kompleks (amonia, ion sianida dan seterusnya).

Bismuth(III) adalah logam putih kemerahan, kristalin, dan getas. Titik leburnya 271,5°C. Bismuth(III) tidak larut dalam asam klorida disebabkan oleh potensial standarnya (0,2V), tetapi melarut dalam asam pengoksid seperti asam nitrat pekat, dan asam sulfat. Garam-garam bismuth mudah terhidrolisis karena bersifat sebagai basa lemah. Untuk mempertahankan bismuth(III) tetap berada dalam larutan yang harus dilakukan adalah dengan mengasamkan larutan tersebut. Kation Bi³⁺  dapat membentuk endapan hitam jika direaksikan dengan reagen KI, endapan tersebut adalah BiI_3. 

Bi³⁺ +3I^- → BiI₃↓  _{...................}(1)

Endapan ini mudah melarut dalam reagensia berlebihan membentuk ion tetraiodobismutat berwarna jingga.  

BiI₃↓ + I^- ↔ [BiI₄]^-_{...................}(2)

Kation Bi³⁺  akan membentuk endapan putih bismuth(III) hidroksida bila direaksikan dengan larutan NaOH. 

Bi³⁺ + 3OH^- → Bi(OH)₃↓_{...................}(3)

Endapan ini hanya sedikit sekali larut dalam reagensia berlebihan dalam larutan dingin, 2-3 mg bismuth (III) terlarut per 100 ml narium hidroksida (2M). Kation Bi³⁺ akan membentuk garam basa putih dengan berbagai komposisi. Endapan ini tak larut dalam reagensia berlebihan.

Bi³⁺ + 2NH₃ + NO₃^- 2H₂O→ Bi(OH)₂NO₃↓ + 2NH₄^+­............(4)

Merkurium(II) adalah logam cair yang berwarna putih keperakan pada suhu kamar, penghantar panas yang buruk, dan dapat bereaksi dengan oksigen. Unsur ini mudah membentuk campuran logam dengan logam-logam yang lain seperti emas, perak, dan timah (disebut juga amalgam). Logam ini banyak digunakan di laboratorium untuk pembuatan termometer, barometer, pompa difusi dan alat-alat elektronik lainnya. Selain itu, kegunaan lainnya adalah dalam membuat pestisida, soda kaustik, produksi klor, gigi buatan, baterai dan katalis. Merkurium(II) memiliki sifat tidak mudah larut. Kation Hg⁺dapat membentuk endapan merah apabila direaksikan dengan KI.

Hg²⁺ + 2I^- → HgI₂↓ _{...................}(5)

Endapan melarut dalam reagensia berlebihan dan membentuk ion tetraiodomerkurat(II).                                                                              

             HgI₂↓+ 2I^- → [ HgI₄]^2-_{...................}(6)

Reaksi Hg(NO₃)₃ dengan larutan amonia akan menghasilkan endapan putih dengan komposisi tercampur. Pada dasarnya terdiri dari merkurium(II) oksida dan merkurium(II) amidonitrat.

2Hg²⁺+4NH₃+NO₃^-+H₂O→HgO.Hg(NH)₂NO₃↓+3NH₄⁺_{...................}(7)

Natirum hidroksida apabila ditambahkan dalam jumlah sedikit akan menghasilkan endapan merah kecoklatan. Jika ditambahkan dalam jumlah stoikiometri endapan berubah menjadi kuning ketika terbentuk merkurium(II) oksida.

Hg_­²⁺ + 2OH^- → HgO↓ + H₂O_{...................}(8)

Tembaga(II) adalah logam merah muda yang lunak, dan dapat di tempa, serta melebur pada suhu 1038^oC. Kareana potensial elektrode standarnya positif, ia tak larut dalam asam klorida san asam sulfat encer, meskipun dengan adanya oksigen ia bisa larut sedikit. Reaksi Cu²⁺ dengan kalium iodida menghasilkan endapan putih tembaga(I)iodida, tetapi larutannya berwarna coklat tua karena terbentuknya ion-ion triiodida.                                                              

2 Cu²⁺ + 5I^- → 2CuI↓ + I^3-_{...................}(9)

Endapan biru tembaga(II)hidroksida terbentuk apabila Cu²⁺ direaksikan dengan natirum hidroksida dalam larutan dingin.

Cu²⁺ + 2OH^- → Cu(OH)₂↓_{...................}(10)

Endapan ini tak larut dalam reagensia berlebihan. Larutan amonia bila ditambahkan sedikit ke Cu²⁺akan menghasilkan endapan biru suatu garam basa (tembaga  sulfat basa).                      

2Cu²⁺ +SO₄^2- + 2NH₃ + 2H₂O→ Cu(OH)₂CuSO₄↓ + 2NH₄⁺_{...................}(11)

Endapan ini akan larut dalam reagensia berlebihan menjadi biru tua yang disebabkan oleh terbentuknya ion kompleks tetraaminokuprat(II).

Cu(OH)₂CuSO₄↓ + 8NH₃→2[ Cu(NH₃)₄]²⁺ + SO₄^2-+ 2OH^-_{...................}(12)

Kadmium(II) adalah logam  putih keperakan, yang dapat ditempa dan liat. Ia melarut dengan lambat dalam asam encer dengan melepaskan hidrogen (disebabkan potensial elektrodenya yang negatif). Reaksi antara Cd²⁺ dengan larutan kalium iodida tidak membentuk endapan (perbedaaan dari tembaga). Endapan putih kadmium(II) hidroksida  akan terbentuk apabila direaksikan dengan natrium hidroksida.

Cd²⁺ 2OH^- → Cd(OH)₂↓_{...................} (13)

Endapan ini tak larut dalam reagensia berlebihan. Endapan putih kadmium(II) hidroksida terbentuk apabila direaksikan dengan larutan amonia.

Cd²⁺ + 2NH₃ + 2H₂O ↔ Cd(OH)₂↓ + 2NH₄⁺_{...................}(14)

Endapan melarut dalam asam yang menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kiri. Reagensia berlebihan melarutkan endapan. Kemudian ion-ion tetraaminakadmium(II) terbentuk dan tidak berwarna. Kation Cd²⁺ tidak membentuk endapan jika direaksikan dengan KI.

Sub-golongan arsenik terdiri dari ion arsenik(III) dan (V), stibium (III) dan stibium(V), timah(II) dan timah(IV). Ion-ion ini memiliki sifat amfoter : oksidanya membentuk garam  baik dengan asam maupun basa. Jadi, arsenik(III) oksida dapat dilarutkan dalam asam klorida dan terbentuk kation arsenik(III).

As₂O₃ + 6HCl → 2As₃+ + 6Cl^- + 3H₂O_{...................}(15)

Sementara itu, arsenik(III) larut pula dalam natrium hidroksida, yang manaterbentuk ion arsenat.

As₂O₃ + 6OH- → 2As₂O₃^3- + 3H₂O_{...................} (16)

Melarutnya sulfida dalam amonium polisulfida dapat dianggap sebagai pembentukan garam tio dari asam tio anhidrat. Jadi, melarutnya sulfida (asam tio anhidrat) mengakibatkan terbentuknya ion-ion amonium dan tioarsenit (amonium tioarsenit : suatu garam tio).

As₂S₃ + 3S^2- → 2AsS₃^3-_{...................}(17)

Semua sulfida dari golongan arsenik larut dalam ammonium sulfida (tak berwarna), kecuali timah(II) sulfida : untuk melarutkan yang terakhir ini, diperlukan ammonium polisulfida, yang bertindak sebagian sebagai zat pengoksid, sehingga terbentuk ion tiostanat

SnS + S₂^2- → SnS₃^2-_{...................}(18)

Ion-ion arsenik(III), stibium(III)dan timah(II), dapat dioksidasikan menjadi ion arsenik(V), stibium(V) dan timah(IV). Di lain pihak, ion yang terakhir ini dapat direduksi oleh zat-zat pereduksi yang sesuai. Besarnya potensial oksidasi-reduksi dari sistem arsenik(III) dan arsenik(V), dan stibium(III) dan stibium(V) bergatung pH, maka oksidasi atau reduksi ion yang bersangkutan dapat dibantu dengan memilih pH yang sesuai untuk reaksi tersebut (Vogel : 222).

Pada praktikum kali ini, reagensia yang digunakan terdiri dari tiga jenis larutan yaitu, larutan KI encer dan pekat, larutan NH₃ encer dan pekat, dan larutan NaOH. Masing-masing reagen memiliki sifat fisik dan kimia berbeda. Kalium dalah logam putih-perak yang lunak. Logam ini melebur pada suhu 63,5°C. Ia tetap tak berubah dalam udara kering, tetapi dengan cepat teroksidasi dalam udara lembab, menjadi tertutup dengan suatu lapisan biru. Logam ini menguraikan air dengan dahsyat, sambil melepaskan hidrogen dan terbakar dengan nyala lembayung :

2K⁺ + 2H₂O  →  2K⁺ + 2OH^- + H₂ ↑_{...................}(19)

Kalium biasanya disimpan dalam pelarut nafta. Garam-garam kalium mengandung kation monokovalen K⁺. Garam-garam biasanya larut dan membentuk larutan yang tak berwarna, kecuali anionnya berwarna (Vogel : 312).

Ion-ion amonium diturunkan dari amonia, NH₃ dan ion hidrogen H⁺. Ciri-ciri khas ion ini adalah serupa dengan ciri-ciri khas ion logam-logam alkali. Dengan elektrolisis memakai katode dari merkurium dapat dibuat amonium amalgam, yang mempunyai sifat-sifat serupa dengan amalgam dari natrium atau kalium. Garam-garam amonium umumnya adalah senyawa-senyawa yang larut dalam air, dengan membentuk larutan yang tak berwarna. Dengan pemanasan, semua garam amonium terurai menjadi amonia dan asam yang sesuai (Vogel : 308).

Natrium adalah logam putih perak yang lunak dan melebur pada suhu 97,5°C. Natrium terokidasi dengan cepat dalam udara lembab, maka harus disimpan terendam seluruhnya dalam pelarut nafta atau silena. Logam ini bereaksi keras dengan air, memebentuk natrium hidroksida dan hidrogen. Dalam garam-garamnya natrium berada sebagai kation monokovalen Na⁺. Garam-garam ini membentuk larutan tak berwarna kecuali jika anionnya berwarna (Vogel : 310).

Sifat fisika dan kimia pada reagen dan kation dapat digunakan untuk mengembangkan suatu metode analisis kualitatif menggunakan alat-alat yang sederhana yang dimiliki hampir semua laboratorium. Sifat fisika yang dapat diamati langsung seperti warna, bau, terbentuknya gelembung gas atau pun endapan merupakan informasi awal yang berguna untuk analisis selanjutnya.

Analisis kualitatif berdasarkan sifat kimia melibatkan beberapa reaksi kimia seperti reaksi asam basa, redoks, kompleks, dan pengendapan. Hukum kesetimbangan massa sangat berguna untuk menentukan ke arah mana reaksi berjalan. Dalam bahasan berikut akan diberikan tinjauan ringkas tentang prinsip-prinsip reaksi dan bagaimana kegunaanya dalam analisis kualitatif.

      a.       Kesetimbangan

Tetapan kesetimbangan untuk reaksi berikut:

aA + Bb     →     cC + dD

 K = [C]c + {D]d

        [A]a + [B]b

Nilai K tersebut konstan pada suhu dan tekanan tertentu. Dalam analisis kualitatif nilai K tersebut dapat digunakan untuk menggeser kesetimbangan ke arah reaksi yang dikehendaki. Kesetimbangan kimia dapat digeser ke arah pembentukan hasil reaksi dengan menambahkan lebih banyak pereaksi atau dengan mengeluarkan salah satu hasil reaksi dari sistem kesetimbangan. Dalam praktiknya, hal ini berarti menambahkan pereaksi-pereaksi dengan berlebih, atau mengeluarkan hasil reaksi dari fase larutan misalnya dengan pengendapan, penguapan atau pun ekstraksi. Pergeseran kesetimbangan juga dapat dilakukan dengan cara merubah suhu atau pun tekanan.

      b.     Reaksi Pengendapan

Suatu pereaksi menyebabkan sebagian kation mengendap dan sebagian larut, maka setelah dilakukan penyaringan terhadap endapan tebentuk dua kelompok campuran yang massa masing-masingnya kurang dari campuran sebelumnya. Reaksi yang terjadi saat pengidentifikasian menyebabkan terbentuknya zat-zat baru yang berbeda dari zat semula dan berbeda sifat fisiknya (Harjadi, 1993).

 Banyak reaksi-reaksi yang menghasilkan endapan berperan penting dalam analisa kualitatif. Endapan tersebut dapat berbentuk kristal atau koloid dan dengan warna yang berbeda-beda. Endapan tersebut terbentuk jika larutan menjadi terlalu jenuh dengan zat yang bersangkutan. Kelarutan suatu endapan adalah sama dengan konsentrasi molar dari larutan jenuhnya. Kelarutan bergantung pada berbagai kondisi seperti tekanan, suhu, konsentrasi bahan lain dan jenis pelarut. Perubahan kelarutan dengan perubahan tekanan tidak mempunyai arti penting dalam analisis kualitatif, karena semua pekerjaan dilakukan dalamwadah terbuka pada tekanan atmosfer.

Kenaikan suhu umumnya dapat memperbesar kelarutan endapan kecuali pada beberapa endapan, seperti kalsium sulfat. Kelarutan bergantung juga pada sifat dan konsentrasi bahan lain yang ada dalam campuran larutan itu. Bahan lain tersebut dikenal dengan ion sekutu dan ion asing. Umumnya kelarutan endapan berkurang dengan adanya ion sekutu yang berlebih dan dalam praktiknya ini dilakukan dengan memberikan konsentrasi pereaksi yang berlebih, tetapi penambahan pereaksi berlebih ini pada beberapa senyawa memberikan efek yang sebaliknya yaitu melarutkan endapan. Hal ini terjadi karena, adanya pembentukan kompleks yang dapat larut dengan ion sekutu tersebut, sedangkan adanya ion asing menyebabkan kelarutan endapan menjadi sedikit bertambah, kecuali jika terjadi reaksi kimia antara endapan dengan ion asing. Perubahan kelarutan yang disebabkan oleh komposisi pelarut mempunyai sedikit arti penting dalam analisis kualitatif. Meskipun kebanyakan pengujian dilakukan dalam larutan air, dalam beberapa hal lebih menguntungkan jika digunakan pelarut lain misalnya pelarut organik seperti alkohol, eter,  dan lain-lain. Hasil kali kelarutan suatu endapan yang dipangkatkan dengan bilangan yang sama dengan jumlah masing-masing ion bersangkutan menghasilkan tetapan yang dikenal dengan Ksp. Misalnya, jika endapan perak kloridaada dalam kesetimbangan dengan larutan jenuhnya:

AgCl      →          Ag+ + Cl-

Maka Ksp = [Ag⁺] [Cl^-]

Tetapan ini dalam analisis kualitatif mempunyai nilai yang berarti, karena tidak saja dapat menerangkan, tetapi juga dapat membantu meramalkan reaksi-reaksi pengendapan. Jika hasil kali ion lebih besar dari hasil kali kelarutan suatu endapan, maka akan terbentuk endapan, sebaliknya jika hasil kali ion lebih kecil dari hasil kali kelarutan maka endapan tidak akan terbentuk.

      c.       Asam Basa

Asam secara sederhana didefinisikan sebagai zat yang bila dilarutkandalam air mengalami disosiasi dengan pembentukan ion hidrogen, sedangkan basa mengalami disosiasi dengan pembentukan ion hidroksil. Asam atau pun basa yang mengalami disosiasi sempurna merupakan asam atau basa kuat, misalnya HCl, HNO₃, NaOH dan KOH. Sebaliknyabila asam atau basa hanya terdisosiasi sebagian maka disebut asam ataubasa lemah, misalnya asam asetat, asam sulfida dan amonium hidroksida.

Dalam analisa kualitatif sering kita perlu mempertahankan konsentrasi hidrogen pada nilai tertentu. Misalnya, jika diperlukan suasana yang bersifat asam kuat (pH 0-2) atau basa kuat (pH 12-14) dapat dicapai dengan menambahkan asam kuat atau basa kuat secukupnya, tetapi jika pH larutan harus dipertahankan misalnya pada pH 4, maka cara diatas tidak dapat dilakukan. Cara yang tepat untuk mempertahankan kondisi larutan yang sedikit asam atau sedikit basa adalah dengan penambahan larutan buffer. Larutan buffer yang sering digunakan dapat dibuat dengan melarutkan asam lemah dan garamnya atau basa lemah dan garamnya, misalnya asam asetat dan natrium asetat atau amonia dan amonium klorida.

      d.      Reaksi Pembentukan Kompleks

Pelaksanaan analisis kualitatif anorganik banyak digunakan reaksi-reaksi yang melibatkan pembentukan ion kompleks. Suatu ion atau molekul kompleks terdiri dari satu atom pusat dan sejumlah ligan yang terikat dengan atom pusat tersebut. Atom pusat memiliki bilangan koordinasi tertentu yang menunjukkan jumlah ruangan yang tersedia di sekitar atompusat. Pembentukan kompleks dalam analisis kualitatif digunakan untuk :

1.      Uji-uji spesifik

Beberapa reaksi pembentukan kompleks yang sangat peka dan spesifik dapat digunakan untuk identifikasi ion. Berikut ini reaksi pembentukan kompleks yang sering digunakan dalam analisis kualitatif :

Cu²⁺(biru) + 4NH₃  →  [Cu(NH₃)₄]²⁺(biru tua)

2.      Pelarutan Kembali Endapan

Pembentukan kompleks dapat menyebabkan kenaikan kelarutan, sehingga suatu endapan dapat larut kembali. Contohnya pada endapan AgCl jika ditambahkan NH₃ maka endapan tersebut akan larut kembali. Hal ini terjadi karena terbentuknya kompleks Ag⁺ dengan NH₃ membentuk kompleks [Ag(NH3)₂]⁺.

      III.        PROSEDUR KERJA

a.       Alat

1.      Tabung reaksi

2.      Rak tabung reaksi

3.      Pipet tetes

4.      Spatula

5.      Botol reagen

6.      Penanga spirtus

7.      Botol aquades

8.      Beaker glass

9.      Sikat

10.  Penjepit tabung reaksi

11.  Pemantik api

b.      Bahan

1.      Larutan Bi(NO₃)₃

2.      Larutan Hg(NO₃)₂

3.      Larutan CdSO4

4.      Larutan CuSO4

5.      Larutan Aquades

6.      Larutan KI

7.      Larutan NaOH

8.      Larutan NH₄OH

 IV.   ANALISI DATA DAN PEMBAHASAN

a.       Analisis Data

Tabel I.1 Cara Kerja Kation Golongan II

Cara  Kerja	Reaksi Ion	Pengamatan
Kation Golongan II 1.         Bismuth ( Bi3+) a.          Lar. Bi(NO3)3 + lar. KI (encer) satu tetes kemudian berlebih b.         Lar. Bi(NO3)3 + lar. KI (pekat) satu tetes kemudian berlebih c.          Lar. Bi(NO3)3 + lar. KI (encer) satu tetes kemudian berlebih dan dipanaskan d.         Lar. Bi(NO3)3 + lar. KI (pekat) satu tetes kemudian berlebih dan dipanaskan e.          Lar. Bi(NO3)3 + Lar. NH3 (encer) satu tetes kemudian berlebih f.          Lar. Bi(NO3)3 + Lar. NH3 (pekat) satu tetes kemudian berlebih g.         Lar. Bi(NO3)3 + lar. NaOH satu tetes kemudian berlebih	Bi3+ + 3I- → BiI3↓ BiI3↓ + I- ↔ [BiI4]- Bi3+ + 2NH3 + NO3- 2H2O→ Bi(OH)2NO3↓ + 2NH4+ Bi3+ + 3OH- → Bi(OH)3↓	Endapan hitam, larutan bening Endapan hitam, larutanJingga Endapan putih dan larutan merah Endapan putih dan larutan merah Endapan putih Endapan putih Endapan putih
2.         Merkuri (Hg2+) a.          Lar. Hg(NO3)2+ lar. KI (encer) satu tetes b.         Lar. Hg(NO3)2+ lar. KI (encer) berlebih c.          Lar. Hg(NO3)2+ lar. KI (pekat) satu tetes kemudian berlebih d.         Lar. Hg(NO3)2+ lar. NaOH satu tetes e.          Lar. Hg(NO3)2+ lar. NaOH berlebih f.          Lar. Hg(NO3)2+ lar. NH3(encer) satu tetes kemudian berlebih g.         Lar. Hg(NO3)2+ lar. NH3(pekat) satu tetes kemudian berlebih	Hg2+ + 2I- → HgI2↓ HgI2↓+ 2I- → [ HgI4]2- Hg2+ 2OH- → HgO↓ + H2O 2Hg2+ +4 NH3+ NO3- + H2O→HgO.Hg(NH)2NO3↓ + 3NH4+	Endapan merah bata Endapan larut, larutan kuning Tidak terbentuk endapan dan larutan kuning Endapan kuning dan larutan kuning Endapan merah kecoklatan Endapan putih Endapan putih
3.         Kadmium ( Cd2+) a.          Lar. CdSO4 + lar. NaOH satu tetes kemudian berlebih b.         Lar. CdSO4 + lar. NH3 (encer) satu tetes kemudian berlebih c.          Lar. CdSO4 + lar. NH3 (pekat) satu tetes d.         Lar. CdSO4 + lar. NH3 (pekat) berlebih e.          Lar. CdSO4 + lar. KI (encer) satu tetes kemudian berlebih	Cd2+ 2OH- → Cd(OH)2↓ Cd2+ + 2NH3 + 2H2O ↔ Cd(OH)2↓ + 2NH4+	Endapan putih melayang-layang dan menyebar dilarutan Endapan putih Endapan putih Larutan bening Tidak terbentuk endapan
4.         Tembaga ( Cu2+) a.          Lar. CuSO4 + lar. NaOH satu tetes kemudian berlebih b.         Lar. Cu SO4  + lar. NH3  (encer) satu tetes c.          Lar. Cu SO4  + lar. NH3  (encer) berlebih d.         Lar. Cu SO4  + lar. NH3  (pekat) satu tetes kemudian berlebih e.          Lar. Cu SO4  + lar. KI (encer) satu tetes kemudian berlebih f.          Lar. Cu SO4  + lar. KI (pekat) satu tetes kemudian berlebih	Cu2+ + 2OH- → Cu(OH)2↓ 2Cu2+ +SO42- + 2NH3 + 2H2O→ Cu(OH)2CuSO4↓ + 2NH4+ Cu(OH)2CuSO4↓ + 8NH3 →2[ Cu(NH3)4]2+ + SO42- + 2OH- 2 Cu2+ + 5I- → 2CuI↓ + I3-	Endapan biru muda Endapan biru Endapan biru tua Larutan biru tua Endapan putih dan larutan coklat tua Endapan putih dan larutan coklat tua

   b.      Pembahasan (Siti Ermi)

      1)      Bismuth ( Bi³⁺)

Bismuth adalah logam yang berwarna putih-kemarahan, kristalin, dan getas. Titik leburnya 271,5^oC. Ia tidak larut dalam asam klorida disebabkan oleh potensial standarnya (0,2 V), tetapi melarut dalam asam pengoksid seperti asam nitrat pekat, air raja, atau asam sulfat pekat.

Reaksi larutan Bi(NO₃)₃ dengan larutan KI (encer) satu tetes akan mengahasilkan endapan hitam. Karena hal ini sesuai dengan literatur dimana jika larutan Bi(NO₃)₃ direaksikan dengan KI (encer) akan membentuk  endapan hitam (BiI₃↓). (Vogel ; 225)

Bi³⁺ + 3I^- → BiI₃↓ ..........(1)

Akan tetapi ada perbedaan warna endapan maupun larutan yang dihasilkan pada reaksi nomor 1. Apabila Bi(NO₃)₃ direaksikan dengan KI (encer) berlebih maka endapan hitam (BiI₃↓) tersebut melarut dalam reagensia yakni menjadi larutan bening. Hal ini menandakan bahwa konsentrasi dan volume reagen dari pereaksi (reagen) mempengaruhi terjadinya perbedaan hasil reaksi.

Perlakuan yang sama dilakukan pada reaksi larutan Bi(NO₃)₃ dengan larutan KI (pekat) 15 % satu tetes akan menghasilkan endapan hitam. Karena hal ini sesuai dengan literatur dimana jika larutan Bi(NO₃)₃ direaksikan dengan KI (pekat) akan membentuk  endapan hitam (BiI₃↓). (Vogel ; 225)

Bi³⁺ + 3I^- → BiI₃↓

Akan tetapi ada perbedaan warna endapan maupun larutan yang dihasilkan antara Bi(NO₃)₃ yang direaksikan dengan KI (pekat) satu tetes maupun KI (pekat) berlebih. Apabila Bi(NO₃)₃ direaksikan dengan KI (pekat) berlebih maka endapan hitam (BiI₃↓) tersebut mudah melarut dalam reagensia yang berlebihan dan terbentuk ion tetraiodobismutat yang berwarna jingga.

BiI₃↓ + I^- ↔ [BiI₄]^-..........(2)

Hal ini menandakan bahwa konsentrasi dari perekasi (reagen) mempengaruhi terjadinya perbedaan hasil reaksi. Karena  larutan pekat mempunyai konsentrasi yang tinggi, sedangkan larutan encer mempunyai konsentrasi yang lebih rendah. Larutan dengan konsentrasi tinggi berarti memerlukan lebih banyak zat terlarut daripada larutan dengan konsentrasi rendah. Jenis kation Bismuth berwarna putih-kemarahan, tetapi ketika mengendap warna endapannya hitam. Terbentuknya logam bismut yang berwarna hitam sering sekali digunakan untuk menentukan adanya bismut. Bismuth larut di dalam HNO₃ 6M panas dan 18 M H₂SO₄ panas.

Kemudian apabila endapan (BiI₃↓) ditambahkan dengan KI (encer) satu tetes menghasilkan endapan berwarna hitam lalu dipanaskan selama +10 detik  berubah menjadi endapan putih dan terdapat warna ungu disekitar tabung reaksinya. Hasil yang sama terjadi pada larutan KI (pekat) satu tetes. Pemanasan berperan dalam melepaskan iodin menjadi gas. Hal ini menghasilkan gas berwarna  ungu dan endapan berubah warna menjadi putih.

BiI₃↓ + I^- ↔ [BiI₄]^- 

Reaksi larutan Bi(NO₃)₃ dengan larutan NH₃ (encer) satu tetes akan menghasilkan endapan putih. Hasil yang sama terjadi pada larutan NH₃ (encer) berlebih. Karena hal ini sesuai dengan literatur dimana jika larutan Bi(NO₃)₃ direaksikan dengan NH₃ (encer) akan membentuk  endapan putih (Bi(OH)₂NO₃↓). (Vogel ; 226)

Bi³⁺ + 2NH₃ + NO₃^- + 2H₂O→ Bi(OH)₂NO₃↓ + 2NH₄⁺ ..........(3)

Reaksi larutan Bi(NO₃)₃ dengan larutan NH₃ (pekat) satu tetes akan menghasilkan endapan putih. Hasil yang sama terjadi pada larutan NH₃ (pekat) berlebih, keduanya menghasilkan endapan berwarna putih. Karena larutan  NH₃ merupakan “larutan basa  dan menghasilkan  endapan bismut  hidroksida,  yang  mana  endapan  ini  tidak  larut  dengan  kelebihan atau penambahan reagen. (Vogel; 24).

          Reaksi larutan Bi(NO₃)₃ dengan larutan NaOH satu tetes kemudian berlebih akan menghasilkan endapan putih. Karena larutan Natrium Hidroksida (NaOH) dan Amonia (NH₃) merupakan larutan basa  dan menghasilkan  endapan bismut  hidroksida,  yang  mana  endapan  ini  tidak  larut  dengan  kelebihan atau penambahan reagen.

Bi³⁺ + 3OH^- → Bi(OH)₃↓ ..........(4)

Endapan hanya sedikit sekali larut dalam reagensia berlebihan dalam larutan dingin, 2-3 mg bismuth terlarut per 100 ml natrium hidroksida (2M). Hidroksida ini larut dengan asam kuat yang pekat. (Vogel ; 226).

Adapun reaksinya sebagai berikut :

          Bi(OH)₃↓ + 3H⁺ → Bi³⁺  + 3H₂O

       2)      Merkuri (Hg²⁺)

           Merkurium adalah logam cair yang putih keperakan pada suhu biasa, dan mempunyai rapatan 13,534 g.ml^-1pada 25⁰C. Ia tak dipengaruhi asam klorida atau asam sulfat encer (2M), tetapi mudah bereaksi dengan asam nitrat. Asam nitrat yang dingin dan sedang pekatnya (8M), dengan merkurium yang berlebihan menghasilkan ion merkurium (I), dengan asam nitrat pekat panas yang berlebihan, terbentuk ion merkurium (II).

Reaksi larutan Hg(NO₃)₂ dengan larutan KI (encer) satu tetes akan menghasilkan endapan merah bata. Karena hal ini sesuai dengan literatur dimana jika larutan Hg(NO₃)₂direaksikan dengan KI (encer) akan membentuk  endapan merah bata (HgI₂↓ ). (Vogel ; 225)

Hg²⁺ + 2I^- → HgI₂↓ ..........(5)

Kemudian endapan HgI₂↓ ditambahkan dengan larutan KI (encer) belebih maka endapan merah bata akan melarut dan larutan berwarna kuning. Karena ion Hg²⁺ bereaksi  dengan ion  iodida menghasilkan  endapan merah  dari  HgI₂,  yang  larut  dengan  mudah  dengan  kelebihan  reagen membentuk ion kompleks HgI₄^2- yang berwarna kuning.

HgI₂↓+ 2I^- → [ HgI₄]^2-  ..........(6)

Reaksi larutan Hg(NO₃)₂ dengan larutan KI (pekat) satu tetes kemudian berlebih tidak terbentuk endapan dan larutan berwarna kuning. Hal ini menandakan bahwa konsentrasi dari perekasi (reagen) mempengaruhi terjadinya perbedaan hasil reaksi.

Reaksi larutan Hg(NO₃)₂ dengan larutan NH₃ (encer) satu tetes kemudian berlebih akan menghasilkan endapan putih. Hasil yang sama terjadi pada larutan NH₃ (encer) berlebih. Karena terbentuk endapan putih yang sangat cepat larut dengan garam basa amido seperti  HgNH₂Cl,  akan  tetapi  tidak  larut  dengan  kelebihan  reagensia. Garam ini larut dalam asam.

2Hg²⁺ +4 NH₃+ NO₃^- + H₂O→HgO.Hg(NH)₂NO₃↓ + 3NH₄⁺  ..........(7)

Garam ini, seperti kebanyakan senyawa-senyawa merkurium, bersublimasi pada tekanan atmosfer. (Vogel ; 224)

Reaksi larutan Hg(NO₃)₂ dengan larutan NaOH satu tetes akan menghasilkan endapan kuning dan larutan kuning. Karena reagensia  ini  memperoleh  endapan  kuning  dari HgO,  yang  tidak  larut  dengan  kelebihan  basa,  tetapi  dengan  kelebihan  asam larut. (Slowinski, JE; 1990: 25).

Hg²⁺ 2OH^- → HgO↓ + H₂O ..........(8)

Reaksi larutan Hg(NO₃)₂ dengan larutan NaOH berlebih akan menghasilkan endapan merah kecokelatan. Hal ini menandakan bahwa konsentrasi dari perekasi (reagen) mempengaruhi terjadinya perbedaan hasil reaksi. (Vogel ; 235)

      3)      Kadmium ( Cd²⁺)

Kadmium adalah logam putih keperakan, yang dapat ditempa dan liat. Ia melebur pada 321^oC. Ia melarut dengan lambat dalam asam encer dengan melepaskan hidrogen (disebabkan potensial elektronnya negatif). Kadmium membentuk ion bivalen yang tak berwarna. Kadmium klorida, nitrat, dan sulfat larut dalam air, sulfidanya tak larut dan berwarna kuning khas.

Reaksi larutan CdSO₄ dengan larutan KI (encer) satu tetes kemudian berlebih maka tidak terbentuk endapan. Karena CdSO₄ tidak bereaksi dengan KI (encer). Sehingga tidak terbentuk endapan.

Reaksi larutan CdSO₄ dengan larutan NH₃ (encer) satu tetes kemudian berlebih akan menghasilkan endapan putih. Karena ion Cd²⁺ bereaksi  dengan ion  hidroksida menghasilkan  endapan putih dari Cd(OH)_2.

Cd²⁺ + 2NH₃ + 2H₂O ↔ Cd(OH)₂↓ + 2NH₄⁺  ..........(9)

Reaksi larutan CdSO₄ dengan larutan NH₃ (pekat) satu tetes akan menghasilkan endapan putih. Karena ion Cd²⁺ bereaksi  dengan ion  hidroksida menghasilkan  endapan putih dari Cd(OH)_2. Sementara itu, reaksi larutan CdSO₄ dengan larutan NH₃ (pekat) berlebih akan menghasilkan larutan bening. Karena endapan melarut dalam asam, dimana kesetimbangan bergeser ke kiri. Reagensia yang berlebihan melarutkan endapan, dan terbentuk tetraaminakadmium (II) kompleks ini tak berwarna (bening). (Vogel; 235).

Cd(OH)₂↓ + 4NH₃ → [Cd(NH₃)₄]²⁺ + 2OH^-..........(10)

Reaksi larutan CdSO₄ dengan larutan NaOH satu tetes kemudian berlebih akan menghasilkan endapan putih melayang-layang dan menyebar dilarutan. Endapan putih diperoleh dari Cd(OH)₂. Karena endapan tak larut dalam reagensia berlebihan, warna dan komposisinya tetap tak berubah bila dididihkan. Asam encer melarutkan endapan dengan menggeser kesetimbangan ke kiri.

Cd²⁺ 2OH^- → Cd(OH)₂↓ ..........(11)

      4)      Tembaga ( Cu²⁺)

Tembaga adalah logam merah-muda, yang lunak, dapat ditempa, dan liat. Ia melebur pada 1038^oC. Karena poensial elektrode standarnya positif (+0,34 V untuk pasangan Cu/Cu²⁺). Ia tak larut dalam asam klorida dan asam sulfat encer, meskipun dengan adanya oksigen ia bisa larut sedikit. Asam nitrat (8M), asam sulfat dan air raja dengan mudah melarutkan tembaga. (Vogel  ; 229)

Reaksi larutan CuSO₄  dengan larutan KI (encer) satu tetes kemudian berlebih akan menghasilkan endapan putih dan larutan cokelat tua. Hasil yang sama terjadi pada larutan KI (pekat) satu tetes kemudian berlebih karena terbentuknya ion-ion tri-iodida (iod).

2 Cu²⁺ + 5I^- → 2CuI↓ + I^3-  ..........(12)

Reaksi larutan CuSO₄ dengan larutan NH₃ (encer) satu tetes akan menghasilkan endapan biru. Karena volume larutan NH₃ (encer)  yang ditambahkan sangat sedikit (satu tetes) sehingga endapannya berwarna biru.

2Cu²⁺ +SO₄^2- + 2NH₃ + 2H₂O→ Cu(OH)₂CuSO₄↓ + 2NH₄⁺   ..........(13)

Reaksi larutan CuSO₄ dengan larutan NH₃ (encer) berlebih akan menghasilkan larutan biru tua. Hasil yang sama terjadi pada larutan NH₃ (pekat) satu tetes kemudian berlebih akan menghasilkan larutan biru tua. Karena volume reagen yang ditambahkan berlebihan, sehingga warnanya biru tua  disebabkan oleh terbentuknya ion kompleks tetraaminokuprat (II).

Cu(OH)₂CuSO₄↓ + 8NH₃→ 2[Cu(NH₃)₄]²⁺ + SO₄^2- + 2OH^-..........(14)

Reaksi larutan CuSO₄ dengan larutan NaOH satu tetes kemudian berlebih akan menghasilkan larutan biru muda. Karena ion Cu²⁺ bereaksi  dengan ion  hidroksida menghasilkan endapan biru muda dari Cu(OH)₂ dan bila dilarutkan  dengan  NaOH  yang  pekat  dapat  membentuk larutan kompleks dari Cu(OH)₄^2-.

Cu²⁺ + 2OH^- → Cu(OH)₂↓..........(15)

                  V.            SIMPULAN DAN SARAN

a.       Simpulan

1.  Bismuth (III), merkurium (II), cadmium (II), dan tembaga (II) merupakan kation golongan II zat anorganik, sedangkan KI, NH₄OH, dan NaOH merupakan reagen.

2.      Perubahan yang terjadi pada identifikasi kation golongan II saat ditetesi reagen adalah terbentuknya endapan dan perubahan warna larutan.

3.  Persamaan-persamaan reaksi yang terjadi pada kation golongan II adalah sebagai berikut.

Ø  Bi³⁺ + 3I^- → BiI₃↓ endapan hitam

Ø  BiI₃↓ + I^- ↔ [BiI₄]^- endapan putih, larutan merah

Ø  Bi³⁺ + 2NH₃ + NO₃^- 2H₂O→ Bi(OH)₂NO₃↓ + 2NH₄⁺ endapan putih

Ø  Bi³⁺ + 3OH^- → Bi(OH)₃↓ endapan putih

Ø  Hg²⁺ + 2I^- → HgI₂↓ endapan putih

Ø  HgI₂↓+ 2I^- → [ HgI₄]^2- endapan melarut

Ø  Hg²⁺ 2OH^- → HgO↓ + H₂O endapan kuning, larutan kuning

Ø  2Hg²⁺ +4 NH₃+ NO₃^- + H₂O→HgO.Hg(NH)₂NO₃↓ + 3NH₄⁺endapan putih

Ø  Cd²⁺ 2OH^- → Cd(OH)₂↓ endapan putih

Ø  Cd²⁺ + 2NH₃ + 2H₂O ↔ Cd(OH)₂↓ + 2NH₄⁺ endapan putih

Ø  Cu²⁺ + 2OH^- → Cu(OH)₂↓ endapan biru muda

Ø  2Cu²⁺ +SO₄^2- + 2NH₃ + 2H₂O→ Cu(OH)₂CuSO₄↓ + 2NH₄⁺endapan biru muda

Ø  2 Cu²⁺ + 5I^- → 2CuI↓ + I^3-endapan putih, larutan coklat tua

b.      Saran

1.    Memastikan semua alat dan bahan yang digunakan dalam kondisi baik sebelum         melakukan praktikum.

2.     Pengambilan  kation dan reagen  menggunakan pipet yang berbeda di setiap larutannya sesuai dengan label.

3.      Berhati-hati dalam meletakkan pipet agar ujung pipet yang satu dengan yang lain tidak saling bersentuhan, karena bisa menyebabkan sisa reagen yang ada pada pipet yang satu dengan pipet yang lain bereaksi yang tentunya dapat mempengaruhi hasil praktikum.

4.   Berhati-hati saat menggunakan maupun membersihkan tabung reaksi karena mudah retak.

                  VI.            DAFTAR PUSTAKA

Harjadi, W. 1993. Ilmu Kimia Analitik Dasar. Erlangga: Jakarta.

Jr, R.A. Day dan A. L. Underwood. 1986. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Keenam. Jakarta: Erlangga.

Slowinski, JE; 1990, Qualitatif Analysis and the Properties of ions in Aqueous

          Solution, Eds II, America: Saunder College Publishing.

Svhela, G.1990.Vogel Bagian Satu Buku Teks Analisis Anorganik Kulitatif Makro dan Semi mikro edisi ke lima.Jakarta: PT. Kalman Media Pustaka.

Widodo, Didik Setiyo dan Retno Ariadi Lusiana. 2010. Kimia Analisis Kuantitatif. Yogyakarta: Graha Ilmu.

http://digilib.unimed.ac.id/ Laporan Praktikum Kation Golongan II/ diakses pada tanggal 27 Maret 2016 pukul 09.48 WIB.

Semarang, 19 Maret 2016

Praktikan 1                              Praktikan 2                              Praktikan 3

Siti Ermi                                Waliyuddin S.               Heti Puspawati

NIM 5213415011                   NIM 5213415037       NIM 5213415039

Mengetahui,

       Dosen Pengampu

                         Prima Astuti Handayani, S.T., M.T.

                         NIP 197203252000032001