Laporan Sintesis Kristal Tunggal Besar KAl(SO4)2.12H2O

Sintesis Kristal Tunggal Besar KAl(SO₄)₂.12H₂O

BAB I

PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang

Kristal tunggal adalah suatu padatan yang atom-atoam dalam molekulnya diatur dalam keterulangan dimana sebagian padatan kristal tersusun dari jutaan kristal tunggal yang disebut grain. Kristal tunggal juga disebut sebagai monokristalin, yaitu suatu padatan kristal yang mempunyai kisi kristal yang susunannya teratur secara kontinyu dan kisi-kisi kristal yang membentuk bingkai tersebut tidak rusak atau tetap strukturnya.[1]

Kristal atau hablur adalah suatu padatan yang atom, molekul atau ion penyusunnya terkemas secara teratur dan polanya berulang melebar secara tiga dimensi. Secara umum, zat cair membentuk kristal ketika mengalami proses pemadatan. Pada kondisi ideal, hasilnya bisa berupa kristal tunggal, yang semua atom-atom dalam padatannya "terpasang" pada kisi atau struktur kristal yang sama, tapi, secara umum, kebanyakan kristal terbentuk secara simultan sehingga menghasilkan padatan polikristalin, misalnya kebanyakan logam yang ditemui sehari-hari merupakan polikristal.[2]

1

Berdasarkan latar belakang di atas maka dilakukan percobaan sintesis kristal tunggal besar [KAl.(SO₄)₂.12H₂O] untuk mengetahui bagaimana cara pembentukan kristal tunggal besar kalium amonium sulfat dodekahidrat [KAl.(SO₄)₂.12H₂O].

B.       Rumusan Masalah

Rumusan masalah dari percobaan ini yaitu bagaimana cara pembentukan kristal tunggal besar kalium amonium sulfat dodekahidrat [KAl.(SO₄)₂.12H₂O]?

C.      Tujuan Percobaan

            Tujuan dari percobaan ini yaitu untuk mengetahui bagaimana cara pembentukan kristal tunggal besar kalium amonium sulfat dodekahidrat [KAl.(SO₄)₂.12H₂O].

D.      Manfaat Percobaan 

            Manfaat dari percobaan ini yaitu dapat mengetahui bagaimana cara pembentukan kristal tunggal besar kalium amonium sulfat dodekahidrat [KAl.(SO₄)₂.12H₂O].

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Kristal merupakan susunan atom-atom yang teratur dalam ruang tiga dimensi. Keteraturan susunan tersebut terjadi karena harus terpenuhinya kondisi geometris, ketentuan ikatan atom, serta susunan yang rapat, walaupun tidak mudah untuk menyatakan bagaimana atom tersusun dalam padatan, namun ada hal-hal yang bisa menjadi faktor penting yang menentukan terbentuknya polihedra koordinasi susunan atom-atom. Secara ideal, susunan polihidra koordinasi paling stabil adalah yang memungkinkan terjadinya energi per satuan volume yang minimum.[3]

Keadaan tersebut dicapai jika:[4]

1.        Kenetralan listrik terpenuhi.

2.      Ikatan kovalen yang diskrit dan terarah terpenuhi.

3.      Gaya tolak ion-ion menjadi minimal.

4.      Susunan atom serapat mungkin.

3

Proses terbentuknya struktur kristal dikenal sebagai kristalisasi. Meski proses pendinginan sering menghasilkan bahan kristal, dalam keadaan tertentu cairannya bisa membeku dalam bentuk non kristal. Banyak kasus ini terjadi karena pendinginan yang terlalu cepat sehingga atom-atomnya tidak dapat mencapai lokasi kisinya. Suatu bahan non kristal biasa disebut bahan amorf atau seperti gelas, walaupun terkadang bahan seperti ini juga disebut sebagai padatan amorf, meskipun ada perbedaan jelas antara padatan dan gelas. Proses pembentukan gelas tidak melepaskan kalor lebur jenis, karena alasan ini banyak ilmuwan yang menganggap bahan gelas sebagai cairan, bukan padatan.[5]

Seperti telah dipahami bahwa terdapat tiga faktor yang mempengaruhi pertumbuhan kristal yaitu:[6]

1.        Sifat  zat itu sendiri, meliputi tingkat keterlautan bahan, derajat keasaman dan tingkat kejenuhan.

2.        Suhu, meliputi suhu Iingkungan dan suhu larutan yang salah satunya adalah suhu pertumbuhan (Growth Temperatrue).

3.        Gangguan mekanik.

Beberapa suhu yang berkaitan dengan proses penumbuhan kristal antara 1ain:[7]

1.        Suhu nukleasi (nucleation temperatur), yaitu suhu ketika suatu larutan membentuk inti. Proses pengintian (nucleation) akan lebih cepat terjadi pada suhu tinggi bergantung pada jenis bahan.

2.        Suhu saturasi (saturation temperature), yaitu suhu ketika larutan tepat akan jenuh. Kristal akan terbentuk ketika Iautan tepat jenuh. Ketidak jenuhan mungkin terjadi ketika suhu saturasi meningkat walaupun sedikit, bergantung pada jernih 1arutan.

3.        Suhu pertumbuhan (growth temperatur) yaitu suhu pada saat kristal itu tumbuh. Setelah proses nukleasi maka kristal itu akan tumbuh

4.        Suhu ketidak larutan (dissolution temperatute) yaitu suhu ketika bahan terlatut sudah tidak dapat latut dalam 1autan 1agi.

Unsur-unsur tertentu mengkristal dalam struktur padatan yang sangat sederhana yang atomnya terletak pada setiap titik kisi. Polonium ialah salah  satunya unsur yang diketahui mengkristal dalam kisi kubik sederhana, yang atomnya terletak pada perpotongan tiga pasang bidang yang berjarak sama  yang membentuk sudut siku-siku. Logam alkali mengkristal dalam struktur kubik pusat badan (KPB) pada tekanan atmosfer. Logam aluminium, nikel, tembaga dan perak mengkristal dalam struktur kubik pusat muka (KPM).[8]

Teori medan kristal menjelaskan ikatan dalam ion kompleks semata-mata dari segi gaya elektrostatik, dalam ion kompleks ada dua jenis interaksi elektrostatik. Salah satunya ialah tarik menarik antara ion logam positif dan ligan yang bermuatan negatif atau ujung bermuatan negatif dari suatu ligan polar, gaya inilah yang mengikat ligan dengan logam. Jenis kedua ialah interaksi tolak menolak elektrostatik antara pasangan elektron bebas pada ligan dan elektron dalam orbital logam itu.[9]

Suatu kristal dapat digolongkan berdasarkan susunan partikelnya dan dapat pula berdasarkan jenis partikel penyusunnya atau interaksi yang menggabungkan partikel tersebut:

Logam	Ionik	Molekuler	Kovalen
Li	NaCl	Ar	C (intan)
Ca	LiF	Xe	Si
Al	AgCl	Cl	SiO2
Fe	Zn	CO2

Tabel II.1 Jenis-jenis Kristal.[10]

Tawas (Alum) adalah kelompok garam rangkap berhidrat berupa kristal dan bersifat isomorf. Kristal tawas ini cukup mudah larut dalam air dan kelarutannya berbeda-beda tergantung pada jenis logam dan suhu. Alum merupakan salah satu senyawa kimia yang dibuat dari dari molekul air dan dua jenis garam, salah satunya biasanya [Al₂(SO₄)₃]. Alum kalium, juga sering dikenal dengan alum mempunyai rumus formula yaitu [K₂SO₄.Al₂(SO₄)₃.24H₂O]. Alum kalium merupakan jenis alum yang paling penting. Alum kalium merupakan senyawa yang tidak berwarna dan mempunyai bentuk kristal oktahedral atau kubus ketika kalium sulfat dan aluminium sulfat keduanya dilarutkan dan didinginkan. Larutan alum kalium tersebut bersifat asam. Alum kalium sangat larut dalam air panas. Ketika kristalin alum kalium dipanaskan terjadi pemisahan secara kimia, dan sebagian garam yang terdehidrasi terlarut dalam air.[11]

Manfaat atau kegunaan tawas (alum) yaitu:[12]

1.        Penjernihan Air

          Tawas telah dikenal yang berfungsi untuk menggumpalkan kotoran pada proses penjernihan air. Tawas sering sebagai penjernih air, kekeruhan dalam air dapat dihilangkan melalui penambahan sejenis bahan kimia yang disebut koagulan. Pada umumnya bahan seperti Aluminium sulfat [Al₂(SO₄)₃.18H₂O] atau sering disebut alum atau tawas, fero sulfat, Poli Aluminium klorida (PAC) dan poli elektrolit organik dapat digunakan sebagai koagulan. Untuk menentukan dosis yang optimal, koagulan yang sesuai dan pH yang akan digunakan dalam proses penjernihan air, secara sederhana dapat dilakukan dalam laboratorium dengan menggunakan tes yang sederhana. Prinsip penjernihan air adalah dengan menggunakan stabilitas partikel-partikel bahan pencemar dalam bentuk koloid. Tawas sebagai koagulan di dalam pengolahan air maupun limbah. Sebagai koagulan alum sulfat sangat efektif untuk mengendapkan partikel yang melayang baik dalam bentuk koloid maupun suspensi.

2.        Bahan Kosmetik

          Pembentuk koloid, maka sifat yang sangat penting pada tawas adalah adsorpsi. Tawas dapat mengadsorpsi kotoran, racun dan lainnya. Tawas bisa digunakan untuk menghilangkan bau badan atau anti deodorant. Cara untuk menghilangkan bau badan sangat mudah, yaitu ambil satu buah tawas lalu celupkan ke air dan oleskan ke ketiak anda secukupnya. Kalau untuk menghilangkan warna hitam di ketiak, yaitu gunakan tawas secukupnya yang dicampur air hangat lalu oleskan pada ketiak anda yang gelap warnanya secara rutin.

3.        Bahan Anti Api

           Alum kalium memiliki titik leleh 900ºC. Tipe lain dari alum adalah aluminium sulfat yang mencakupi alum natrium, alum amonium dan alum perak. Alum digunakan untuk pembuatan bahan tekstil yang tahan api. Tawas digunakan dalam alat pemadam kebakaran. Larutan yang mengandung tawas digunakan pada berbagai benda seperti kayu, kain dan kertas untuk meningkatkan ketahanannya terhadap api.

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

A.    Waktu dan Tempat

Hari/ Tanggal              : Kamis/ 12-14 Mei 2014

Waktu                         : 08.00 – 13.30 WITA

Tempat                        : Laboratorium Kimia Anorganik Fakultas Sains dan  

                                      Teknologi Jurusan Kimia. UIN Alauddin Makassar.

B.     Alat dan Bahan

1.    Alat

       Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah neraca analitik,                 termos es, gelas kimia 250 mL, pembakar bunsen, pipet tetes 2 mL,  kaki tiga, kasa, spatula dan batang pengaduk.

2.    Bahan

       Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah aquades (H₂O), es batu (H₂O_(S)), aluminium foil, benang putih, kristal KAl(SO₄)₂.12H₂O, korek api, kertas saring, dan tissu.

		9

 

C.    Prosedur Kerja

       Prosedur kerja pada percobaan ini yaitu sebagai berikut:

1.      Memipet aquades (H₂O) ke dalam gelas kimia 250 mL sebanyak 8 mL.

2.      Memanaskan aquades (H₂O) hingga suhu 50^oC.

3.      Menimbang 4 gram kristal kalium aluminium sulfat dedokahidrat                       [KAl (SO₄)₂.12H₂O].

4.      Memasukkan kristal kalium aluminium sulfat dedokahidra [KAl (SO₄)₂.12H₂O] sedikit demi sedikit ke dalam air panas kemudian mengaduk hingga kristal larut sempurna.

5.      Mendinginkan campuran, setelah dingin menutup wadah campuran dengan aluminium foil dan mendiamkannya selama satu malam.

6.      Melakukan dekantasi dan memisahkan kristal diatas secarik kertas saring.

7.      Memilih kristal yang memiliki ukuran yang paling besar, kemudian mengukur diameter dan menimbang bobot awal kristal sebelum proses penumbuhan.

8.      Mengikat kristal dengan benang kemudian memanaskan kembali larutan jenuhnya hingga suhu 50^oC.

9.      Mendinginkan larutan jenuhnya hingga suhu kamar kemudian menggantung kristal ditengah larutan jenuhnya.

10.  Menutup rapat wadah sampel kemudian memasukkannya kedalam termos yang berisi bongkahan es.

11.  Mengamati kristal yang digantung dengan benang, jika larut mengulangi percobaan dari awal, jika tidak memisahkan kristal dari larutan jenuhnya kemudian mengeringkan diatas secarik kertas.

12.  Mengukur kembali diameter kristal dan menimbang bobot kristal setelah proses penumbuhan.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A.    Hasil Pengamatan

               Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan maka dapat diamati sebagai berikut:

1.      Perlakuan

Kristal KAl(SO₄)₂.12H₂O   ^{ditimbang 4gr}     aquades (H₂O)     ^{dipanaskan 50oC}  

                                                                                                                                                                                                    

Kristal KAl(SO₄)₂.12H₂O   ^{ditambahkan ke dalam air panas}    larutan       ^{di diamkan}      

                                                                                ^{bening                                            terbentuk kristal}

kristal     ^{di gantung ditengah larutan jenuh}       hasil

                             ^{kristal membesar}

2.     Tabel pengamatan

Sebelum Penumbuhan		Sesudah  Penumbuhan
Diameter (cm)	Bobot (gr)	Diameter (cm)	Bobot (gr)
0,2	0,0097	0,6	0,0445

3.         Reaksi

[KAl(SO₄)₂.12H₂O] +  H₂O            [Al(H₂O)₆]³⁺ + KOH + 2H₂SO₄ + 3H₃O⁺  +  3/2 O₂

	12

 

B.     Pembahasan

            Kristal tunggal adalah suatu padatan yang atom-atom dalam molekulnya diatur dalam keterulangan. Kristal tunggal juga dapat didefinisikan sebagai kristal yang tumbuh dari inti kristal lain, sehingga membentuk kristal yang besar dan mempunyai struktur kristal yang khas. Tawas adalah garam sulfat rangkap terdapat dengan formula [(SO₄)₂.12H₂O] dalam percobaan ini dilakukan sintesis tawas [KAl(SO₄)₂.12H₂O].

            Perlakuan pertama yang dilakukan yaitu menimbang kalium amonium sulfat dodekahidrat [KAl(SO₄)₂.12H₂O] sebanyak 4 gr untuk mengetahui bobotnya. Memanaskan air (H₂O) 8 mL dan memasukkan amonium sulfat dodekahidrat [KAl(SO₄)₂.12H₂O] untuk melarutkan endapan yang terbentuk hingga larutan tepat jenuh dengan suhu 50^oC, suhu tersebut tidak boleh lebih dari 50^oC karena akan mengakibatkan terjadinya hidrolisis dan akan membentuk endapan putih gelatin, Al(OH)₃ yang berwarna putih dan bersifat sukar larut dalam air sedangkan jika suhu air kurang dari 50^oC maka akan terbentuk suatu ion kompleks [Al(H₂O)₆]³⁺. Hal ini disebabkan karena kerapatan muatan ion aluminium (Al³⁺) menyebabkan di dalam larutannya mampu menarik molekul air dan membentuk ion kompleks tersebut, dalam larutan ion [Al(H₂O)₆]³⁺ berada dalam kesetimbangan karena mengalami hidrolisis dan bersifat asam.

            Campuran didinginkan di dalam gelas kimia yang ditutup dengan aluminium foil selama satu hari sampai kristal terbentuk dan mengering. Menyaring  dengan kertas saring pada corong  untuk memisahkan filtrat dan resedunya. Resedu tersebut adalah kristal yang terbentuk selanjutnya memilih kristal salah satu kristal untuk dijadikan sebagai kristal tunggal besar. Mengukur diameter kristal dimana diameter awalnya sebesar 0,2 cm selanjutnya benimbang bobot kristal dimana diperoleh bobot sebesar 0,0097 gr. Memanaskan kembali filtrat yang diperoleh dengan suhu yang sama yaitu 50^oC untuk menghilangkan pengotor dari endapan kristal setelah itu memasukkan kristal yang telah diikat dengan benang kedalam filtrat atau larutan yang telah dipanaskan dan mendinginkan dalam termos dimana termos ini digunakan agar kristal dalam suhu normal normal yang bertujuan agar kristal tidak larut kembali. Mengamati pertumbuhan kristal dimana diameter kristal bertambah dari 0,2 cm menjadi 0,6 cm dan bobot kristal bertambah dari  0,00097 gr menjadi 0,0445 gr.

BAB V

PENUTUP

A.    Kesimpulan

            Kesimpulan dari percobaan ini yaitu sintesis kristal tunggal besar kalium alumunium sulfat dodekahidrat [KAl(SO₄)₂.12H₂O] dilakukan dengan metode kondensasi atau pendinginan dilakukan dengan cara mendinginkan larutan. Pada saat suhu larutan turun, komponen zat yang memiliki titik beku lebih tinggi akan membeku terlebih dahulu, sementara zat lain masih larut sehingga keduanya dapat dipisahkan dengan cara penyaringan. Zat lain akan turun bersama pelarut sebagai filtrat, sedangkan zat padat tetap tinggal di atas saringan sebagai residu.

B.     Saran

Saran dari percobaan ini adalah sebaiknya untuk percobaan selanjutnya sintesis kristal tunggal menggunakan Saran untuk percobaan selanjutnya sebaiknya digunakan kristal tunggal besar kalsium tartrat Tetrahidrat [CaC₄H₄O₆.4H₂O] untuk membandingkan dengan kristal tunggal besar kalium alumunium sulfat dodekahidrat [KAl(SO₄)₂.12H₂O].

	15

 

DAFTAR PUSTAKA

 Chang, Raymond. Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti. Jakarta: Erlangga, 2005.

Gillis Nachtrieb, Oxtoby. Principles of Modern Chemistry. Terj. Suminar Setiati Achmadi. Prinsip-prinsip Kimia Modern. Jakarta: Erlangga, 2003.

Sudaryatno S & Ning Utari. Mengenal Sifat-Sifat Material. Jakarta; Erlangga, 1999.

Thoifah dan Frida U. Ermawati. “Pengaruh Suhu Pertumbuhan pada Laju Perumbuhan Kristal Tunggal Garam Rochelle (KNaC6H606.4H20)” Jurnal Fisika dan Aplikasinya 3, no 2 (Juni 2007), h. 1-4.

 “Alum Kristal” wikipedia ensiklopedia Bebas. http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Berkas:Alumkristal (2014).

“Kristal” Wikipedia Ensiklopedia Bebas. http://id.wikipedia.org/w/kristal (2014).

LEMBAR PENGESAHAN

Laporan praktikum Kimia Anorganik dengan judul “Sintesis Kristal Tunggal Besar KAl(SO₄)₂.12H₂O” yang disusun oleh:

Nama               : Riskayanti

Nim                 : 60500112028

Kelompok       : IV (Empat)

telah diperiksa secara teliti oleh Asisten atau Koordinator asisten dan dinyatakan diterima.

         Samata,         Mei  2014

Koordinator Asisten                                                                        Asisten

Nur Amalia P.                                                               Muh. Tasjiddin Teheni, S.Si                                                

Mengetahui,

Dosen  Penanggung Jawab

Syamsidar HS, S.T., M.Si

NIP: 19760330 200912 2 002

---

[1]“Kristal” Wikipedia Ensiklopedia Bebas. http://id.wikipedia.org/w/kristal (2014).

[2]“Kristal” Wikipedia Ensiklopedia Bebas  (2014).

[3]Sudaryatno S & Ning Utari, Mengenal Sifat-Sifat Material (Jakarta; Erlangga, 1999), h.1.

[4]Sudaryatno S & Ning Utari, Mengenal Sifat-Sifat Material, h.1.

[5]“Kristal” Wikipedia Ensiklopedia Bebas (2014).

[6]Thoifah dan Frida U. Ermawati, “Pengaruh Suhu Pertumbuhan pada Laju Perumbuhan Kristal Tunggal Garam Rochelle (KNaC6H606.4H20)” Jurnal Fisika dan Aplikasinya 3, no 2 (Juni 2007), h. 1.

[7]Thoifah dan Frida U. Ermawati, “Pengaruh Suhu Pertumbuhan pada Laju Perumbuhan Kristal Tunggal Garam Rochelle (KNaC6H606.4H20)” 3, no 2 (Juni 2007), h. 1.

[8]Oxtoby, Gillis Nachtrieb, Principles of Modern Chemistry, terj. Suminar Setiati Achmadi, Prinsip-prinsip Kimia Modern (Jakarta: Erlangga, 2003), h. 171.

[9]Raymond Chang, Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti (Jakarta: Erlangga, 2005), h. 245.

[10]“Kristal” Wikipedia Ensiklopedia Bebas  (2014).

[11]“Alum Kristal” wikipedia ensiklopedia Bebas. http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Berkas:Alumkristal (2014).

[12]“Alum Kristal”.  http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Berkas:Alumkristal (2014).