”PENGAMATAN ILMIAH DAN STOIKIOMETRI PADA KClO3”

PERCOBAAN I

”PENGAMATAN ILMIAH DAN STOIKIOMETRI PADA KClO₃”

I.            TUJUAN

1.      Memperoleh pengalaman dalam mencatatdan menjelaskan pengamatan percobaan

2.      Mengembangkan keterampilan dalam menangani alat kaca dan mengalihkan bahan kimia padat maupun cair

3.      Membiasakan diri dengan tata cara keselamatan kerja dilaboraturium

4.      Menentukan koefisien reaksi penguraian KClO₃

5.      Menghitung volume molar gas oksigen pada keadaan STP

6.      Menghitung persentase O₂ dalam KClO₃

II.            TEORI

Ilmu kimia sebagai bagian ilmu pengetahan alam yang memelajari komposisi dan struktur zat kimia, serta hubungan keduanya dengan sifat zat ersebut. Komposisi zat menyatakan perbandingan unsur yang berbentuk zat itu. Struktur zat kimia yang sesungguhnya menggambarkan letak atom – atom dalam ruang tiga dimensi dan agak ditunjukkan dalam kertas yang hanya berdimensi dua (Syukri, 1999 : 1-4)

 Ilmu kimia tergolong ilmu pengetahuan alam yang secara khusus mempelajari perubahan materi, baik perubahan secara kimia maupun secara fisika. Perubahan materi dapat juga dikaji dari perubahan sifat-sifat sebelum dan sesudah mengalami perubahan. Untuk mengetaui sifat-sifat materi dapat dipelajari dari struktur materi. Untuk memahami struktur materi diperlukan banyak terori yang berguna dalam mengkaji struktur dan komposisi materi (Sunarya, 2010: 66)

Salah satu cara untuk menemukan IPA, yaitu dengan metode ilmiah. Langkah umum dalam metode ilmiah adalah mengadakan pengamatan, merumuskan hipotesis, melakukan percobaan, menarik kesimpulan dan membuat laporan. Dalam mengadakan pengamatan, kita melakukan percobaan dengan keadaan yang dikendalikan agar dapat data yang sama bila percobaan di ulang. Hipotesis yang dibuat akan menentukan bentuk percobaan yang akan dilakukan dan akhirnya mempengaruhi keberhasilan menemukan teori yang dapat diandalkan. Kebenaran hipotesis dapat diketahui setelah diuji dengan percobaan yang dilakukan berulang kali, dapat dijadikan dasar untuk menarik kesimpuln umum yang di sebut teori. Langkah terakhir dalam metode ilmiah adalah membuat laporan agar ahli lain mengetahui teman-temannya (Syukri, 1999: 1-4)

Stoikiometri berasal dari bahasa Yunani yaitu Stoichion (unsur) dan nutrien (mengukur), berarti “mengukur unsur”. Pengetahuan unsur-unsur dalam hal ini adalah partikel-partikl atom, ion, molekul atau elektron yang terdapat dalam unsur atau senyawa yang terlibat dalam reaksi kimia. Stoikiometri menyangkut cara perhitungan kimia untuk menimbang dan menghitung spesi-spesi kimia. Dengan kata lain, stoikiometri adalah kajian tentang hubungan-hubungan dalam reaksi kimia (Charles.W, 1991: 66-67)

Stoikiometri dapat juga dikatakan sebagai ilmu yang mengukur berapa banyak jumlah zat yang dapat dihasilkan dari sejumlah zat tertentu lainnya. Jika mol zat yang diperoleh atau yang diperlukan diberikan dalam satuan mol sebelum menggunakan faktor-faktor persamaan kimia yang seimbang. Bukan halnya masa, tetapi semua besaran yang dapat diukur dan diubah kedalam mol dapat diproses dengan cara ini untuk menentukan jumlah produk atau reaktan yang terlibat daam suatu reaksi kimia berdasarkan jumlah reaktan atau produk lainnya (David, 2004: 68-70)

Kajian tentang bobot dalam reaksi kimia disebut stoikiometri yang berarti mengukur unsur topik ini merupakan dasar untuk menentukan komponen senyawa dan campuran dapat digunakan untuk memperkirakan hasil dalam pembuatan reaksi kimia. Perhitungan ini merupakan dasar dari konsep mol dan digunakan untuk menymbangkan reaksi kimia za yang dihasilkan dari penguraian termal KClO₃ adalah zat pada KCl dan gas O₂ dengan menggunakan katalis MnO₂.

2KClO₃        ^MnO₂            2KCl_(s) + 3O_2(g) untuk menetukan stoikiometri pada reaksi ini. Anda perlu memperoleh jumlah mol O₂ yang dibebaskan. Yang dapat dihitung dari hukum gas ideal, n= PV / nRT, sehingga diperlukan informasi tentang tekanan, volume dan suhu di gas O₂ karena volume gas oksigen yang dihasilkan diukur dengan cara pemindahan air, uap air, juga akan dalam gas percobaan dirancang sedemkian, sehingga tekanan total oksigen dan air dapat anda ukur kuantitasnya dengan barometer. Tekanan parsial oksigen dalam labu dapat dihitung dari tekanan total dan tekanan uap air.

Rumus senyawa dibagi menjadi dua :

1.      Rumus empiris : rumus paling sederhana yang menyatakan perbandingan

                           atom-atom dari berbagai unsur pada senyawa

2.      Rumus molekul : memberikan jumlah mol (bukan saja perbandingan) setiap

                             jenis atom dalam satu mol molekul senyawa.

(Achmad, 1999: 1-46)

III.            PROSEDUR PERCOBAAN

3.1      Alat dan Bahan

3.1.1        Alat

Ø  Sudip                          

Ø  Tabung reaksi

Ø  Gelas piala

Ø  Paku besi

Ø  Logam

Ø  kaca arloji

Ø  Paku tembaga

Ø  Gelas ukur

Ø  Pengaduk

Ø  Labu florence

Ø  Klem penjepit

Ø  Selang karet

Ø  Pipa kaca

Ø  Timbangan

Ø  Tabung reaksi pyrex 200 mm

Ø  Neraca

Ø  Gelas kimia

3.1.2        Bahan

Ø  Larutan biru

Ø  Asam nitrat pekat

Ø  Busa hitam

Ø  Gula pasir

Ø  Asam sulfat pekat

Ø  Etanol

Ø  Air bersih

Ø  Kertas saring, larutan alkohol

Ø  Amonium nitrat, serbuk zink

Ø  Amonium klorida

Ø  Kalsium klorida

Ø  Merkri (II) nitrat 10 ml

Ø  Kalsium iodida

Ø  Air bersih

Ø  KClO₃ 0,2 g

Ø  MnO₂ 0,03 g

IV.            HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1  Hasil

1.      Pengamatan Ilmiah

A.    Demonstrasi Oleh Asisten

1.      Warna Biru Sirna

Pengamatan	Hipotesis
Memasukkan sebanyak 300 ml KOH kedalam gelas piala, kemudian tambahkan 10g glukosa, aduk hingga rata. Kemudian campurkan larutan biru metil 0,1 g/l. Kemudian diaduk hingga tercampur semua.	Larutan tadi berubah menjadi warna biru karena tambahan metil biru, jika diaduk terus meneru akan berubah warna menjadi bening karena adanya glukosa didalamnya

2.      Asbut Tembaga

Pengamatan	Hipotesis
Memasukkan tembaga kedalam erlenmeyer kemudian ditambahkan 10 tetes HN	Larutan tersebut akan menghasilkan gelembung, tembaga akan berubah menjadi warna biru dan pinggiran tabung berwarna coklat.

3.      Busa hitam

Pengamatan	Hipotesis
Gula pasir dimasukkan kedalam tabug reaksi sebanyak 150 ml. Kemudian ditambahkan asam sulfat sampai gula pasir tersiram semua dengan sulfat	Ketika larutan S (asam sulfat) dimasukkan kedalam tabung reaksi yang berisi gula pasir, warna gula pasir yang berubah menjadi warna hitam

4.      Kalor

Pengamatan	Hipotesis
Campuran dan etanol kedalam gelas piala, kemudian masukkan tisu kedalamnya. Angkat tisu dengan pengaduk, lalu bakar tisu	Tisu akan terbakar, mengeluarkan api berwarna biru tetapi tisu tidak terbakar. Hanya mengeluarkan api warna biru.

5.      Bahaya air

Pengamatan	Hipotesis
Amonium nitrat ditaburi dengan serbuk zink (Zn) kedalam tabung reaksi, kemudian ditetesi air dikit demi sedikit hingga terjadi letupan-letupan (gelembung kecil)	Larutan tersebut menghasilkan busa dan dasar tabung menjadi panas karena reaksi antara amonium nitrat dengan serbuk zink, dan mengeluarkan gelembung.

A.    Percobaan Praktikum

1.      Panas dan Dingin

Pengamatan	Hipotesis
Ø Amonium klorida (NCl) + O didalam tabung reaksi Ø Kalsium klorida (CaC) + O didalam tabung reaksi	Ø Bagian bawah tabung yang berisi larutan NCl dan H2O terasa dingin Ø Bagian bawah tabung yang berisi larutan CaC berasa panas

2.      Aktif dan tidak aktif

Pengamatan	Hipotesis
Aquades + paku kemudian dimasukkan kalsium	Timbul gelembung pada paku. Paku besi tidak aktif atau tidak bereaksi dengan air

3.      Paku tembaga

Pengamatan	Hipotesis
Gelas piala diisi dengan larutan tembaga (II) sulfat. Kemudian masukkan paku kedalamnya hingga semua bagian paku terendam. Dan tunggu beberapa saat	Setelah beberapa menit, paku berubah warna menjadi kemerahan seperti berkarat (korosi) yang menyeluruh karena terjadi reaksi oksidasi dan reduksi

4.      Ada dan hilang

Pengamatan	Hipotesis
Penambahan KI pada Hg(N) dan digoncang larutan menjadi hijau Penambahan KI pada Hg(N) kedua setelah digoncang larutan menjadi bening	Larutan menjadi homogen

2.      Stoikiometri : Pengukuran KCl

Perlakuan		Ulangan
1.	Massa tabung reaksi pyreks + KCl	39,7 g
2.	Massa tabung reaksi pyreks	39,5 g
3.	Massa KCl (g)	0,2 g
4.	Massa KCl + Mn (g)	0,23 g
5.	Suhu air ()	29
6.	Tekanan uap air (mmHg)	30,04 mmHg
7.	Tekanan udara (mmHg)	760 mmHg
8.	Volume air yang pindah (bobot jenis O 1,00 g/ml)	45 ml
9.	Volume  yang timbul (1)	0,045 ml
10.	Massa tabung reaksi pyrexs dan perlengkapannya setelah pemanasan	39,6 g
	A.    Koefisien reaksi pengukuran KCl
1.	Mol KCl	0,00163265 mol
2.	Mol	0,003125 mol
3.	Mol KCl	0,00134228 mol
4.	Persamaan reaksi penguraian KCl KCl               KCl +	KCl              KCl +
	B.       Volume molar  dan % dalam KCl
1.	Tekanan dari  kering	729,96 mmHg
2.	Volume  dalam STP	0,0396 liter
3.	Mol  yang timbul (mol)	0,001668 mol
4.	Volume molar  (1/mol) pada STP	22,35 l/mol
5.	Volume molar rata-rata dari  (1/mol) STP
6.	Persentase  dalam KCl	50%

4.2  Pembahasan

Pengamatan Ilmiah

A.    Demonstrasi Oleh Asisten

        Sebelum terlaksananya percobaan ini, kami mempersiapkan alat-alat dan bahan yang diperlukan terlebih diperlukan terlebih dahulu. Setelah itu, barulah kami melaksanakan percobaan menurut prosedur kerja masing-masing percobaan. Dalam percobaan ini, kami melakukan beberapa percobaan, yaitu warna biru yang sirna, asbur tembaga, busa itam, kalor, bahaya air, panas dan dingin, aktif dan tidak aktif, paku tembaga, dan ada dan hilang.

1)      Warna biru yang sirna

        Pada percobaan ini kami melakukan 10 g glukosa kedalam 300 ml KOH dan 10 ml larutan biru metil 0,1g/l kedalam labu florence, kemudian larutan tadi diaduk hingga yang tadinya larutan tersebut berwarna biru berubah menjadi sirna atau tidak berwarna. Berubahnya warna larutan tersebut disebabkan karena adanya larutan KOH dan glukosa.

2)      Asbut Tembaga

        Memasukkan sekeping tembaga kedalam erlenmeyer besar kemudian ditambahkan dengan HNO₃ sebanyak 10 tetes, pada larutan tersebut akan menghasilkan gelembung. Tembaga tersebut berubah warna menjadi warna biru dan pnggiran erlenmeyer berwarna coklat, serta larutan menghasilkan gelembung. Gelembung yang dihasilkan itu karena adanya tambahan HNO₃.

3)      Busa Hitam

        Gula pasir kurang lebih 3 ml kedalam tabung reaksi kemudian beri tetesan asam sulfat pekat sebanyak 15 ml. Kemudian aduk larutan yang telah dicampurkan sampai gula pasir berubah warna menjadi hitam warna hitam tersebut karena adanya asam sulfat yang ditambahkan kedalam gula yang merupakan asam kuat. Gula tadi akan melekat pada dasar tabung reaksi.

4)      Kalor

          Memasukkan 60 ml kedalam gelas piala, kemudian tambhakan alkohol etanol sebanyak 40 ml kedalam gelas piala aduk larutan tersebut supaya tercampur raa. Ambilllah tisu yang telah dililitkan pada pengaduk. Lalu rendam kedalam campuran larutan tadi, bakar tissu tersebut. Tisu akan terbakar, hanya mengeluarkan api berwarna biru, tetapi tisuu tidak ikut terbakar. Hal ini karena adanya larutan etanol dalam air yang menyebabkan benda tidak dapat terbakar, namun hanya mengeluarkan api.

1.      Bahaya air

          Memasukkan amonium nitrat kedalam cawan penguap, kemudian taburi dengan serbuk zink (Zn), lalu tetesi dikit demi sedikit air menggunakan botol semprot. Maka larutan tersebut akan menghasilkan busa dan dasar tabung menjadi panas karena amonium nitrat dengan serbuk zink bereaksi dan mengeluarkan gelembung. Reaksi ini terjadi sangat eksotermik sehingga harus dilakukan dengan hati-hati. Beberapa butir kristal iodin akan memperbesar efek ini.

A.    Percobaan Oleh Praktikum

1)      Panas dan dingin

         Pada percobaan ini amonium klorida dan kalium klorida dimasukkan kedalam tabun reaksi yang berbeda. Kemudian masing-masing tabung reaksi ditambahkan air secukupnya. Hasilnya pada saat larutan tersebut telah tercampur, untuk tabung reaksi yang berisi amonium klorida akan terasa dingin pada dasarnya, sedangkan tabung reaksi yang berisi kalsium klorida akan terasa panas pada dasar tabung reaksi. Hal ini menunjukkan bahwa rasa dingin pada tabung amonium klorida bersifat endoterm (menyerap panas dari lingkngan ke sistem), sedangkaan rasa panas pada tabung kalsium klorida bersifat eksoterm (melepas panas dari sistem ke lingkungan).

2)      Aktif dan tidak aktif

           Memasukkan air kedalam gelas piala 250 ml sampai setengahnya. Kemudian memasukkan paku besi kedalam gelas piala tersebut, lalu memasukkan lagi logam kalsium atau serbuk kalsium kedalamnya. Pada larutan tersebut akan terjadi timulnya gelembung pada paku karena adanya kalsium didalamnya, tetapi paku besi tersebut tidak aktif bereaksi dengan air.

3)      Paku tembaga

        Mengisi gelas piala dengan larutan tembaga (II) sulfat secukupnya kedalam gelas piala, kemudian memasukkan paku tembaga kedalam larutan tersebut. Larutan tembaga (II) sulfat dimasukkan hingga menenggelamkan semua bagian oaku. Beberapa saat, paku tersebut berubah warna menjadi kemerah-merahan seperti berkarat atau dengan kata lain terjadi korosi pada paku karena terjadi reaksi oksidasi dan reduksi.

4)      Ada dan hilang

          Hg(NO₃)₂ dimasukkan kedalam gelas ukur, kemudian tambahkan 20 ml larutan kalium iodida kedalam gelas ukur tersebut, maka akan terjadi perubahan warna menjadi warna hijau. Kemudian. Diambahkan lagi 30 ml kalium iodida kedalam gelas ukur tersebut, dan diaduk, maka akan terjadi perubahan warna menjadi bening. Dengan kata lain semakin banyak larutan kalium iodida yang ditambahkan kedalam larutan Hg(NO₃)₂ maka warna yang dihasilkan akan semakin pudar (tidak berwarna). Warna dari larutan akan hilang.

Stoikiometri : pengukuran KClO₃

          Setelah melaksanakan percobaan stoikiometri, didapati data percobaan yang mana untuk selanjutnya dapat dicari dengan perhitungan, menyangkut percobaan ini secara teori. Dalam menetukan koefisien reaksi penguraian KClO₃ diperlukan data-data, yaitu mol KClO₃, mol O₂, mol KCl, dan menentukan pula persamaan reaksi penguraian dari KCl:

1)       Mencari mol KClO₃ dengan massa KClO₃ 0,2 g  Mr = 122,5 g/mol

Mol KClO₃ =   =   = 0,0016 mol

2)      Mencari mol O₂ namun sebelum mencari mol O₂, terlebih dahulu mencari massa KCl. Rumus mencari massa KCl :

Massa KCl = (massa tabung reaksi setelah pemanasan – massa sebelum pemanasan ) + massa MnO₂

 =  ( 39,6 g – 39,5 g ) + 0,03 g

 =  0,1 g + 0,03 g

 = 0,1 g

Mr KCl : 73,555 gr/mol

Mol KCl =   =    =  0,0013 mol

Mencari massa O₂  = massa KClO₃ – massa KCl

 = 0,2 g – 0,1 g

 =  0,1 g

Mol O₂  =    =   = 0,003125mol

3)      Persamaan reaksi penguraian KClO₃, yaitu

Menentukan volume molar O₂ dan % dalam KCl

(i)     Tekanan dari O₂ kering didapat dari :

Tekanan udara – tekanan uap air = 760 mmHg – 30,04 mmHg = 729,94 mmHg

(ii)   Volume O₂ pada STP dengan menggunakan rumus :

Mol O₂ yang timbul

PV=nRT,  P=729,96 mmHg = 0,96 atm

n=  =  =  = 0,0015 mol

(iii) Volume O₂ (l/mol) pada STP

(iii)        Volume molar =  =  = 12,672 ml/mol

(iv)        Volume rata-rata O₂ (STP) sama dengan volume molar O₂ karena hanya dilakukan satu kali percobaan

(v)           O₂ dalam KClO₃ didapat dengan menggunakan persamaan:

%O₂ =  x 100%

         =  x 100  = 50%

          Dalam percobaan ini terdapat beberapa kesalahan yang terjadi, disebabkan oleh beberapa faktor, diantaranya kurangnya ketelitian akan mengamati reaksi yang terjadi, kesalahan dalam mengukur, kecerobohan dalam bekerja dan juga kesalahan dalam penggunaan alat.

1.      Warna Biru yang Sirna

          Larutan biru yang terdapat dalam labu florence di homogenkan kemudian lama kelamaan larutan tersebut berubah warna dari biru pekat menjadi biru muda. Kelamaan larutan tersebut berubah menjadi bening. Hal ini disebabkan larutan biru metil bereaksi dengan KOH.

2.      Asbut Tembaga

          Sekeping tembaga yang dimasukkan kedalam larutan HN, larutan akan menghasilkan gelembung. Dan tembaga berubah menjadi warna biru dan pinggiran erlenmeyer berwarna coklat

3.      Busa Hitam

          Hampir tidak ada kesalahan yang kami lakukan pada percobaan busa hitam, hanya saja kami sedikit memasukkan larutan asam sulfat kedalam tabung reaksi berisi gula yang menyebabkan lamanya terjadi perubahann warna.

4.      Kalor

          Hampir tidak terjadi kesalahan dalam percobaan ini, karena percobaan in dilakukan oleh asiten.

5.      Bahaya Air

          Hampir tidak terjadi kesalahan dalam percobaan ini, karena percobaan in dilakukan oleh asiten.

6.      Panas dan Dingin

          Hampir tidak ada kesalahan dalam percobaan ini hanya saja kami sedikit sulit membedakan mana larutan endoterm dan eksoterm karena reaksinya tidak terlalu spesifik.

7.      Aktif dan Tidak Aktif

          Pada percobaan ini kesulitan yang kami temukan yaitu kami sulit menentukan ada tidanknya reaksi gelembung didalam gelas piala, karena gelembung yang keluar sedikit sekali.

8.      Paku Tembaga

          Pada percoaan ini kami juga mengalami kesulitan untuk menentukan apakah terjadi korosi atau tidak karena warna paku tembaga tidak terlalu nampak perubahan warnanya maupun reaksi yang terjadi.

9.      Ada dan Hilang

          Pada percobaan ini tidak dilakukan hanyan kami mengambil data pengamatan dari literatur.

V.            KESIMPULAN

5.1      Kesimpulan

Dari percobaan yang telah kami lakukan, maka dapat disimpulakn bahwa :

1.      Melalui praktikum ini kita dapat memperoleh pengamatan atau pengalaman seperti mengamati percobaan dan mencatat hasil percobaan.

2.      Percobaan pengamatan ilmiah dilakukan agar diperoleh keterampilan dan pengetahuan tentang berbagai macam alat kimia yang terbuat dari kaca. Serta dengan adanya percobaan ini didapatkan pengetahuan tentang membuat larutan kimia dari bahan kimia padat dan cair.

3.      Untuk dapat membiasakan diri dengan tatacara keselamatan kerja dilaboraturium dapat dilakukan dengan menaati peraturan yang telah dibuat.

4.      Koefisien reaksi penguraian KClO₃ dapat ditunjukkan dengan dua cara;

·         Dengan menyertakan reaksi =  2 KClO₃ à 2KCl + 3O₂

·         Dengan perbandingan mol = mol KClO₃ : mol KCl : mol O₂

5.      Volume molar gas O₂ pada STP dapat dicari:

Volume O₂ (STP) = volume O₂

6.      Persentase O₂ dalam KClO₃

% O₂ =

5.2  Saran

Jalan praktikum berjalan dengan cukup baik. Namun, ada kekurangan yaitu masalah alat dan bahan yang tersedia itu terbatas, sehingga semua percobaan yang harus kita selesaikan tidak bias diselesaikan. Di dalam praktikum ini ada dua percobaan yang dapat dilakukan yaitu panas dan dingin serta ada dan hilang. Maka alat dan bahan yang mengganggu jalannya praktikum. Ketersediaan alat dan bahan sangat dibutuhkan

DAFTAR PUSTAKA

Ø  Ahmad, Hiskia dan Ms. Topamahu. 1996. Stoikiometri dan Energi Kimia. Bandung: PT. Citra Aditya Bakti

Ø  Charles, W. 1991. Ilmu Kimia Untuk Universitas. Bandung: ITB

Ø  David, E. Goldberg. 2004. Stoikiometri IPA. Jakarta: Gramedia

Ø  M. sukmariah dan Dra. Karnianti.A. 1999. Kimia Kedokteran. Jakarta: Bina Rupa Aksara

Ø  S, Syukri. 1999. Kimia Dasar I. Bandung: ITB

Ø  Sunarya, Yayan. 2010. Kimia Dasar. Bandung: CV. Yrama Widya