Laporan Kimia Dasar II (Asam Sulfat)

ASAM SULFAT

I.         TUJUAN PRAKTIKUM

1.      Mampu melakukan pengenceran asam sulfat pekat.

2.      Memahami sifat asam sulfat pekat sebagai oksidator dan dehidrator.

3.      Mengetahui perbedaan reaksi asam sulfat pekat dengan logam Cu, Fe, maupun Zn.

4.      Mengetahui perubahan reaksi yang terjadi ketika ditambahkan asam sulfat pekat dan encer.

5.      Memahami dasar teori tentang asam sulfat.

II.       LANDASAN TEORI

Istilah asam (acid) berasal dari bahasa latin acetum yang berarti cuka serta merupakan terjemahan dari istilah yang digunakan untuk hal yang sama dalam bahasa-bahasa Eropa seperti zuur (bahasa Belanda), atau Säure (bahasa Jerman). Di alam, asam ditemukan dalam buah-buahan, misalnya asam sitrat dalam buah jeruk berfungsi untuk memberi rasa limun yang tajam. Cuka mengandung asam asetat, dan asam tanak dari kulit pohon digunakan untuk  menyamak kulit. Asam mineral yang lebih kuat telah dibuat sejak abad pertengahan, salah satunya adalah aquan fortil (asam nitrat) yang digunakan oleh para peneliti untuk memisahkan emas dan perak.

Dalam industri besar ataupun industri rumahan, banyak proses- proses industri bergantung pada tingkat keasaman mediumnya. Misalnya pada pembuatan tahu, kualitas pembentukan tahu (proses pengendapan) ditentukan keasaman larutan medianya. Dengan demikian, kimia asam penting dipelajari karena aplikasinya yang sangat beragam dalam kehidupan sehari-hari.

Ø  Teori Asam Arrhenius

Pada tahun 1777, Antonie Laurent Lavoiser (1743-1974) mengemukakan bahwa asam mengandung unsur oksigen. Davy kemudian menyimpulkan bahwa unsur hidrogenlah yang merupakan unsur dasar asam. Kemudian tahun 1814 Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850) menyimpulkan bahwa asam adalah suatu zat yang dapat menetralkan alkali dan kedua golongan senyawa itu hanya dapat didefinisikan dalam kaitan satu dengan yang lain. Namun, konsep yang cukup memuaskan, dan dapat diterima hingga saat ini dikemukakan oleh Svante August Arrhenius (1859-1927). Menurut Arrhenius, asam adalah suatu zat yang bila dilarutkan dalam air akan menghasilkan ion hidronium (H⁺).

Ø  Teori BrØnsted – Lowry

Menurut definisi ini, asam adalah pemberi proton kepada basa. Asam dan basa bersangkutan disebut sebagai pasangan asam- basa konjugat. BrØnsted dan Lowry secara terpisah mengemukakan definisi ini, yang mencakup zat-zat yang tak larut dalam air.

Ø  Teori Asam Basa Lewis

Teori asam basa Bronsted-Lowry didasarkan pada serah terima proton. Lewis memperkenalkan teorinya tentang asam basa berkaitan dengan serah – terima pasangan elektron.  Asam merupakan ion atau molekul yang mampu menerima pasangan elektron (akseptor pasangan elektron), sedangkan basa merupakan ion atau molekul yang dapat memberikan pasangan elektron (donor pasangan elektron). Konsep asam basa Lewis ini memperluas konsep asam basa Bronsted-Lowry, dalam kaitannya dengan senyawa-senyawa yang tidak memiliki proton.

Asam adalah yang menghasilkan ion H⁺ dalam larutan. Jumlah ion H⁺ yang dapat dihasilkan oleh 1 molekul asam disebut valensi asam, sedangkan ion negatif yang terbentuk dari asam setelah melepaskan ion H⁺ disebut ion sisa asam. Asam yang hanya menghasilkan sebuah ion H⁺ disebut asam monoprotik (asam berbasa satu), sedangkan asam yang menghasilkan dua ion H⁺  setiap molekulnya disebut asam diprotik (asam berbasa dua). Berdasarkan ada tidaknya oksigen, asam dikelompokan menjadi:

-        Asam oksi : asam-asam yang mengandung oksigen.

-        Asam nonoksi : asam-asam yang tidak mengandung oksigen.

Secara umum asam merupakan senyawa kimia yang apabila dilarutkan kedalam air akan menghasilkan larutan dengan pH < 7.

Asam sulfat, H₂SO₄, merupakan asam mineral (anorganik) yang kuat. Zat ini larut dalam air pada semua perbandingan. Asam sulfat mempunyai banyak kegunaan dan merupakan salah satu produk utama industri kimia. Produksi dunia asam sulfat pada tahun 2001 adalah 165 juta ton, dengan nilai perdagangan seharga US$8 juta. Asam sulfat merupakan senyawa kimia yang paling banyak diproduksi dibandingkan dengan senyawa kimia lainnya. Asam sulfat biasanya dimanfaatkan sebagai bahan dasar pembuatan pupuk, bahan peledak, detergen, zat warna, insektisida, obat-obatan, plastik, baja, dan baterai. Kegunaan utamanya termasuk pemrosesan bijih mineral, sintesis kimia, pemrosesan air limbah dan pengilangan minyak. Kegunaan asam sulfat di Laboratorium umumnya sebagai Reagent atau pereaksi yang umumnya digunakan di dalam suatu reaksi asam- basa atau reaksi lainnya. Cairan kental, amat korosif. Bereaksi dengan jaringan tubuh. Berbahaya bila kontak dengan kulit dan mata. Bereaksi hebat dengan air dan mengeluarkan panas (eksotermis). Bereaksi pula dengan logam, kayu, pakaian dan zat organik serta uapnya sangat iritatif terhadap saluran pernapasan.

Kegunaan asam sulfat lainnya yang penting adalah untuk pembuatan aluminium sulfat. Alumunium sulfat dapat bereaksi dengan sejumlah kecil sabun pada serat pulp kertas untuk menghasilkan aluminium karboksilat yang membantu menetralkan serat pulp menjadi permukaan kertas yang keras. Aluminium sulfat juga digunakan untuk membuat aluminium hidroksida. Aluminium sulfat dibuat dengan mereaksikan bauksit dengan asam sulfat :

Al₂O₃ + 3H₂SO₄  Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Asam sulfat merupakan komponen utama huja asam, yang terjadi karena oksidasi sulfur dioksida di atmosfer dengan keberadaan air (oksidai asam sulfit). Sulfur dioksida adalah produk sampingan utama dari pembakaran bahan bakar seperi batu bara dan minyak yang mengandung sulfur (belerang).

Reaksi hidrasi (pelarutan dalam air) dari asam sulfat adalah reaksi eksoterm yang kuat. Jika air ditambah kedalam asam sulfat pekat, terjadi pendidihan. Senatiasa tambah asam kepada air bukan sealiknya. Hal ini disebabkan karena perbedaan isi padu kedua cairan. Air kurang padu dibanding asam sulfat dan cenderung untuk terapung diatas asam. Reaksi tersebut membentuk ion hidronium:

H₂SO₄  + H₂O  H₃O⁺ + HSO₄^-

Disebabkan asam sulfat bersifat mengeringkan, asam sulfat merupakan agen pengering yang baik, dan digunakan dalam pengolahan kebanyakan buah-buahan kering. Apabila gas SO₃ pekat ditambah kepada asam sulfat, membentuk H₂S₂O₇. Ini dikenali sebagai asam sulfat fuming. Asam sulfat bening tidak berwarna, cairan tak berbau merupakan bahan kimia yang banyak digunakan sebagai bahanbaku dan bahan penolonng dalam berbagai industri, sehingga perkembangan pemakaiannya dapat merupakan indicator bagi perkembangan perindustrian di suatu negara.

Asam sulfat digunakan dalam jumlah yang besar oleh industri besi dan baja untuk menghilangkan oksidasi, karat, dan kerak air sebelum dijual ke industri otomobil. Asam yang telah digunakan sering kali didaur ulang dalam kilang regenerasi asam bekas (Spent Acid Regeneration (SAR) plant).

Cara pembuatan asam sulfat adalah dengan tahapan proses oksidasi belerang menjadi SO₃ yang selanjutnya direaksikan dengan air. Proses reaksinya meliputi tahap berikut.

·         Pembakaran belerang menjadi belerang dioksida : S(s) + O₂(g)  SO₂(g)

·         Oksidasi belerang dioksida menjadi belerang trioksida : 2SO₂(g) + O₂(g)  2SO₃(g)

·         Penggabungan belerang trioksida dengan air : SO₃(g) + H₂O  H₂SO₄ (aq)

Asam sulfat bersifat sebagai oksidator kuat. Reaksi asam sulfat pekat dengan air sangat kuat dan menimbulkan panas yang sangat tinggi.

Pengenceran asam sulfat dilakukan dengan jalan menambahkan asam kedalam air secara perlahan, sedikit demi sedikit sambil diaduk. Air tidak boleh ditambahkan kedalam asam. Hal itu akan mengakibatkan memerciknya larutan sehingga menimbulkan hal yang membahayakan. Asam sulfat pekat juga bertindak sebagai dehidrator, yaitu menarik air dari senyawa lainnya.

Asam sulfat murni yang tidak diencerkan tidak dapat ditemukan secara alami dibumi oleh karena sifatnya yang higroskopis. Asam sulfat murni berupa cairan bening seperti minyak, dan oleh karenanya pada zaman dahulu ia dinamakan ‘minyak vitriol’. Pengenceran asam sulfat dilakukan dengan cara menambahkan asam kedalam air secara perlahan, sedikit demi sedikit sambil diaduk. Air tidak boleh ditambahkan kedalam asam, itu mengakibatkan memerciknya larutan sehingga menimbulkan hal yang berbahaya. Hal ini dikarenakan asam pekat panas umumnya beberapa sebagai oksidator, manakala asam encer berperan sebagai asam biasa. Sehingga ketika asam pekat panas bereaksi dengan seng, timah, dan tembaga, ia akan menghasilkan garam, air dan sulfur dioksida, asam encer yang  bereaksi dengan logam seperti seng akan menghasilkan garam dan hidrogen. Asam sulfat pekat juga bertindak sebagai dehidrator, yaitu menarik air dari senyawa lainnya.

III.     ALAT DAN BAHAN

A.   Alat :

·         Gelas ukur

·         Tabung reaksi

·         Gelas beker

·         Pipet tetes

·         Batang pengaduk

B.    Bahan :

·         H₂SO₄  pekat

·         CuSO₄ 5 H₂O

·         Gula Pasir

·         Kayu (korek api)

·         Logam Zn, Fe, dan Cu

·         Aquades

IV.      CARA KERJA

v  Percobaan 1

Reaksi pengenceran asam sulfat pekat

1.     Asam sulfat pekat diambil sebanyak 2mL, kemudian dimasukan kedalam tabung reaksi.

2.    Kemudian air dingin sebanyak 25mL dimasukan kedalam gelas beker.

3.    Asam sulfat pekat ditambahkan secara perlahan kedalam air dingin sambil diaduk. Kemudian perubahan suhu yang terjadi diamati dan dirasakan.

v  Percobaan 2

Reaksi dehidrasi

3 buah tabung reaksi disiapkan dan masing-masing diisi dengan 2mL asam sulfat pekat.

1.     Kedalam tabung reaksi yang berisi 2mL asam sulfat pekat dimasukan sekitar 1gr CuSO₄.5H₂O. lalu perubahan yang terjadi diamati dan dicatat sampai waktunya diatas 30 menit.

2.    Kedalam tabung reaksi yang berisi 2mL asam sulfat pekat dimasukan 1 gram gula pasir. Kemudian perubahan yang terjadi diamati dan dicatat.

3.    Kedalam tabung reaksi yang berisi 2mL asam sulfat pekat dimasukan sebatang kayu (batang korek api). Setelah itu perubahan yang terjadi diamati dan dicatat.

4.    Tabung reaksi yang berisi garam CuSO₄ dan tabung reaksi yang berisi kayu diambil. Asam sulfat dituangkan dari tabung reaksi, kemudian dimasukan kedalam tempat asam sulfat pekat. Lalu CuSO₄ dan kayu dikeluarkan dari tabung. Dan dengan hati-hati CuSO₄ dan kayu tersebut dimasukan kedalam gelas beker yang berisi 50mL air. Lalu perubahan yang terjadi diamati dan dicatat.

v  Percobaan 3

Reaksi Oksidasi

1.     Kedalam masing-masing tabung reaksi dimasukan sepotong logam: Zn, Fe, dan Cu.

2.    Kedalam masing-masing logam diatas, ditambahkan 2 mL larutan asam sulfat encer lalu diamati dan diteliti. Kemudian gas yang timbul diamati dan ditulis reaksi kimia yang terjadi.

3.    Lalu 3 tabung reaksi lain diambil dan dimasukan sebanyak 1 mL asam sulfat pekat kedalamnya. Lalu masing-masing tabung reaksi dimasukan sepoting logam Zn, Fe, dan Cu. Kemudian dipanaskan dan diamati.

V.        DATA PENGAMATAN

v  Percobaan 1

Reaksi pengenceran asam sulfat pekat

Asam sulfat pekat	Air	Perubahan suhu
2 mL	25 mL	Suhu terasa hangat

v  Percobaan 2

Reaksi Dehidrasi

No	Bahan kimia	Dehidrator	Pengamatan dan hasil
1.	CuSO4	Asam sulfat pekat	Berubah warna dari biru menjadi putih dan tersisa hanya CuSO4
2.	Gula pasir	Asam sulfat pekat	Kristal yang berubahwarna menjadi cokelat kehitaman
3.	Kayu (korek api)	Asam sulfat pekat	Kayu dan larutan menjadi berwarna hitam
4.	Hasil no. 1	Air	Dari padatan yang berwarna putih menjadi larutan yang berwarna biru muda
5.	Hasil no. 3	Air	Warna hitam pada kayu mulai meluntur dan kembali seperti semula

v  Percobaan 3

Reaksi Oksidai

No	Bahan	Oksidator	Pengamatan dan Hasil
1.	Zn	Asam sulfat encer	Timbulnya banyak gelembung gas Reaksi : Zn(s) + H2SO4(aq)  ZnSO4(aq) + H2(g)
2.	Fe	Asam sulfat encer	Timbul gelembung gas
3.	Cu	Asm sulfat encer	Tidak terjadi reaksi, tidak ada gelembung gas Reaksi : Cu(s) + H2SO4(aq)  tidak ada hasil reaksi
4.	Zn	Asam sulfat pekat dan dipanaskan	Terjadi reaksi, timbulnya banyak gelembung gas Reaksi : Zn(s) + 2H2SO4(aq)  ZnSO4(aq) + 2H2O(l) + SO2(g)
5.	Fe	Asam sulfat pekat dan dipanaskan	Terjadi reaksi timbul gelembung gas
6.	Cu	Asam sulfat pekat dan dipanaskan	Terjadi reaksi, ada gelembung gas Reaksi : Cu(s) + 2H2SO4(aq)  CuSO4(aq) + 2H2O(l) + SO2(g)

VI.      PEMBAHASAN

Dalam percobaan kali ini, dilakukan tiga kali percobaan mengenai asam sulfat yaitu percobaan 1 mengenai pengenceran asam sulfat pekat, percobaan 2 mengenai reaksi dehidrasi, dan reaksi oksidasi pada percobaan 3. Pada percobaan 1, 2 mL asam sulfat pekat dimasukan kedalam tabung reaksi dan 25 mL air dingin dimasukan kedalam gelas beker. Perubahan suhu yang terjadi pada gelas beker suhunya terasa hangat. Pada percobaan 2, saat asam sulfat ditambahkan sekitar 1 gram CuSO₄.5H₂O reaksi yang terjadi dapat dilihat dari perubahan warna dari biru menjadi putih dan tersisa hanya CuSO₄. Ketika asam sulfat pekat dimasukan kedalam 1 gram gula pasir terjadi perubahan warna pada gula pasir yang awalnya berwarna putih menjadi cokelat kehitaman. Dan saat asam sulfat pekat dimasukan sebatang kayu (batang korek api) terjadi perubahan warna pada batang korek api menjadi hitam seperti arang karena asam sulfat dapat bereaksi dengan kayu. Saat hasil no.1 ditambahkan air ternyata larutannya berubah dari padatan menjadi larutan sempurna, kemudian saat hasil pada no.3 ditambahkan air ternyata warna hitam pada kayu meluntur dan kembali seperti warna kayu sebelumnya. Pada percobaan ke 3 yaitu reaksi Oksidasi, sepotong logam: Zn, Fe, dan Cu masing-masing dimasukan kedalam tabung reaksi dan ditambahkan asam sulfat encer. Pada Zn ketika ditambahkan asam sulfat encer muncul gelembung gas dengan reaksi : Zn_(s) + H₂SO_4(aq)  ZnSO_4(aq) + H_2(g). Kerika Fe ditambahkan asam sulfat encer timbul gelembung gas. Cu ditambahkan asam sulfat encer tidak muncul gelembung gas. Dan saat asam sulfat pekat yang dipanaskan/sesudah pemanasan bereaksi dengan Zn dan Cu reaksinya lebih lama larut atau sedikit larut, dan apabila pemanasannya secara optimal mungkin akan tidak larut karena H⁺  pada asam berikatan dengan H₂O (uap air).

VII.    KESIMPULAN

1.     Pengenceran asam sulfat yang dilakukan dengan reaksi oksidasi saat asam sulfat pekat yang dipanaskan ditambahkan logam-logam Cu dan Zn, ternyata sedikit larut karena H⁺ pada asam berkaitan dengan H₂O (uap air).

2.    Asam sulfat dapat digunakan sebagai bahan dasar pembuatan pupuk bahan peledak, detergen, plastik baterai dan lain-lain.

3.    Asam sulfat bersifat mengeringkan, asam sulfat merupakan agen pengering yang baik, dan digunakan dalam pengolahan kebanyakan buah-buahan.

4.    Asam sulfat bersifat sebagai oksidator kuat. Reaksi asam sulfat pekat dengan air sangat dan menimbulkan panas yang dingin.

5.    Asam sulfat, H₂SO₄, merupakan asam mineral (anorganik) yang kuat. Serta dapat larut dalam air pada semua perbandingan.

6.    Asam sulfat dapat bereaksi dengan logam, kayu, pakaian dan zat organik serta uapnya sangat iritatif terhadap saluran pernapasan.

7.    Pengenceran asam sulfat dilakukan dengan cara menambahkan asam kedalam air secara perlahan.

8.    Dan saat pengenceran terjadi, yaitu asam sulfat pekat ditambahkan air reaksinya dilihat dari perubahan suhu yang dialami.

9.    Selain itu juga saat asam sulfat ditambahkan CuSO₄.5H₂O reaksi yang terjadi dapat dilihat dari perubahan warnanya dari biru menjadi putih dan tersisa hanya CuSO₄, saat ditambahkan gula pasir reaksi yang terjadi adalah gula pasir mengkristal dan berubah warna menjadi cokelat kehitaman, dan saat dimasukan sepotong kayu tersebut menjadi hitam seperti arang. Dan saat hasil pada no.1 ditambahkan air ternyata larutaanya berubah dari padatan menjadi larutan sempurna, kemudian saat hasil pada no.3 ditambahkan air ternyata warna hitam pada kayu mulai meluntur dan kembali seperti warna kayu sebelumnya.

DAFTAR PUSTAKA

Staf Kimia Dasar. 2012. Penuntun Praktikum Kimia Dasar II. Jurusan kimia Fakultas Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana : Bukit Jimbaran, Bali

Anshory, Irfan dan Achmad, Hiskia. 2000. Kimia SMU untuk kelas 2. Jakarta : Erlangga.

http://denny-gusti-manfaatbahankimia-kimiaind.blogspot.com/2012/03/kegunaan-asam-sulfat-di-laboratorium.html/ Diakses 16 April 2103

http://chem-is-try.org.html/ Diakses 16 April 2013

http://kelaskuxic.wordpress.com/2013/03/29/asam-sulfat-encer/ Diakses 17 April 2013