BELERANG

PERCOBAAN II BELERANG Oleh : Nama : Putu Irwan Yasa NIM : 111810301041 Angkatan : 2011 Asisten : LABORATORIUM KIMIA ANORGANIK FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS JEMBER 2013 PERCOBAAN 2 BELERANG I. Tujuan 1. Menganalisis sifat kimia belerang dan senyawa belerang 2. Mempelajari pembentukan alotropi belerang II. Tinjauan Pustaka 2.1 Material Safety Data Sheet 2.1.1 Sulfur Sulfur adalah unsur kimia yang sering disebut belerang dengan rumus kimia S. Belerang berwujud padatan berwarna kuning dengan bau menyengat. Belerang memiliki titik didih 444oC (832 oF), titik leleh 119oC (246 oF), kerapatan uap lebih dari 1. Belerang memiliki pH netral ketika kering dan tidak larut dalam air. Gas/bau yang dihasilkan oleh belerang menyengat dan memiliki dampak pada kesehatan, yaitu bisa menyebabkan iritasi pada saluran pernafasan dan merusak alat respirasi jika terhisap dalam jumlah yang banyak. Sulfur juga berbahaya apabila terkena mata karena juga akan mengakibatkan iritasi. Apabila terjadi sesak nafas atau batuk, segera pindah ke udara segar dan jika efek tersebut masih terasa, segera minta bantuan medis (Anonim, 2013). 2.1.2 Besi Besi adalah unsur kimia dengan rumus Fe. Besi wujud padat (serbuk besi), berwarna abu-abu, tidak berasa dan tidak berbau. Besi memiliki massa molekul 55,85 g/mol, titik didih 3000oC (5432 oF), titik leleh 1535oC (2795 oF). Besi tidak larut dalam air dingin, air panas dan dietil eter. Unsur ini sedikit berbahaya apabila terkena kulit, mata, tertelan serta terhirup. Jika terkena kulit atau mata segera bilas dengan air karena bisa menyebabkan iritasi, jika terhirup segera pindah untuk menghirup udara segar dan jika tertelan jangan memasukkan apapun pada mulut, segera minta bantuan medis (Anonim, 2013). 2.1.3 Besi sulfida Besi sulfida adalah senyawa kimia yang memiliki rumus FeS. Senaywa ini berwujud padat (kristal) berwarna abu-abu, tidak berbau, tidak berasa , memiliki massa molekul 87,92 g/mol, titik leleh 1194oC (2181,2 oF), dan sangat sedikit laruta dam air dingan. Senyawa ini memiliki efek pada kesehatan yaitu sangat berbahaya apabila terhirup dan berbahaya apabila terjadi kontak dengan kulit, mata dan tertelan. Jika efek yang terjadi parah, maka segera minta bantuan medis (Anonim, 2013). 2.1.4 Asam Klorida Asam klorida adalah senyawa kimia dengan rumus HCl. Asam klorida berwujud cairan yang tidak berwarna atau sedikit berwarn kuning bening, berbau menyengat. Senyawa ini adalah asam kuat yang memiliki titik didih 108.58oC @ 760 mm Hg (for 20.22% HCl dalam air) ; 83oC @ 760 mm Hg (for 31% HCl dalam air) ; 50.5oC (for 37% HCl dalam air), titik leleh -62.25°C (-80°F) (20.69% HCl dalam air) ; -46.2 C (31.24% HCl dalam air) ; -25.4 C (39.17% HCl dalam air). Asam klorida larut dalam air dingin, air panas dan dietil eter. Senyawa ini sangat berbahaya apabila terjadi kontak dengan kulit, mata, pernafasan dan tertelan. Apabila terkena kulit segera bilas dengan air mengalir dan sabun, jika terkena mata segera bilas dengan air mengalir selama beberapa menit, dan jika terhirup segera pindah ke luar ruaangan untuk menghirup udara segar. Efek yang terasa parah, harus segera meminta bantuan medias. Efek kronis dari senyawa ini yaitu, beracun bagi alat pernafasan, mata, dan kulit (anonim, 2013). 2.1.5 Asam Sulfat Asam sulfat adalah zat kimia yang memiliki rumus kimia H2SO4. Asam sulfat adalah asam kuat yang sangat berbahaya bagi kesehatan. Asam sulfat berwujud cairan tidak berwarna, berbau menyengat, memiliki massa molekul 98,08 g/mol, titik didih 270oC (518oF), titik leleh -35oC (-31oF). Zat ini mudah larut dalam air, dan etanol. Pada saat percobaan, pengambilan zat ini dilakukan di dalam lemari asap karena menghindari untuk terhirup. Asam sulfat bisa menyebabkan iritasi, korosif, dan luka bakar apabila terjadi kontak dengan kulit, mata dan juga pada pencernaan dan alat pernafasan apabila terhirup. Penanganan apabila zat ini terkena kulit atau mata, segera basuh dengan air mengalir dan meminta bantuan medis karena asam sulfat sangat berbahaya. Apabila uap asam terhirup, segera pindah ke luar untuk menghirup udara segar. Efek kronis asam sulfat yaitu dapat menyebabkan kerusakan sistem pernafasan, dan bersifat racun untuk ginjal, paru-paru dan hati (Anonim, 2013). 2.1.6 Tembaga Sulfat Tembaga sulfat adalah senyawa kimia dengan rumus CuSO4. Senyawa ini berwujud larutan berwarna biru, memiliki massa molekul 249,69 g/mol, titik didih 150oC (302oF), titik leleh 110oC (230oF). Tembaga sulfat mudah larut dalam air panas, air dingin, metanol, sebagian larut dalam pelarut organik, dan tidak latut dalam etanol. Senyawa ini berbahaya apabila terjadi kontak dengan mata, kulit, pernafasan dan pencernaan. Penanganan pertama sama dengan senyawa lainya, namun apabila terjadi efek yang serius maka segera meminta bantuan medis (Anonim, 2013). 2.1.7 Karbon Disulfida Karbon disulfida adalah senyawa kimia dengan rumus CS2. Senyawa ini berwujud larutan tidak berwarna, memiliki massa molekul 76,14 g/mol, titik didih 46,3oC (115,3oF), titik leleh -111,63oC (-168,9oF), tekanan uap 297,6 mmHg (pada 20 oC), dan mudah larut dalam air dingin. Senyawa ini berbahaya apabila terjadi kontak dengan kulit, mata, pernafasan dan pencernaan. Penanganan apabila terjadi kontak hampir sama dengan senyawa-senyawa yang lain (Anonim, 2013). 2.1.8 Kloroform Kloroform adalah senyawa kimia dengan rumus CHCl3. Senyawa ini berwujud larutan tidak berwarna, memiliki massa molekul 119,38 g/mol, titik didih 61oC (141,8oF), titik lebur -63,5oC (-82,3oF), tekanan uap 21,1 kPa (pada 20 oC), dan senyawa ini mudah larut dalam air dingin. Senyawa ini memiliki efek iritasi apabila terjadi kontal dengan kulit, mata, pernafasan dan pencernaan. Penanganan awal sama dengan senyawa lainya dan jika terjadi efek yang serius maka segera minta bantuan medis (Anonim, 2013). 2.2 Dasar Teori Belerang ditemukan di alam sebagai unsur bebas, sulfat, maupun sebagai bijih sulfida. Belerang berwarna kuning pucat, padatan yang rapuh, yang tidak larut dalam air tapi mudah larut dalam CS2 (karbon disulfida). Dalam berbagaibentuk, baik gas, cair maupun padat, unsur belerang terjadi dengan bentuk alotropyang lebih dari satu atau campuran. Dengan bentuk yang berbeda-beda, akibatnya sifatnya pun berbeda-beda dan dan keterkaitannya antara sifat dan bentuk alotropnya masih belum dapat dipahami (Clark, 2008). Berdasarkan hubungan berkala dan konfigurasi elektron, diharapkan ada persamaan anatara S dan O. Kedua unsur ini membentuk senyawa ionik dengan logam aktif dan keduanya membentuk senyawa kovalen yang serupa, H2S dan H2O, CS2 dan CO2, SCl2 dan Cl2O. Tetapi ada faktor –faktor yang membedakan senyawa oksigen dan belerang. Atom O mempunyai satu ikatan tunggal kovalendengan jari- jari 74 pm. Sedangkan atom S = 104 pm. Elektronegativitasnya 3,44 untuk O dan 2,58 untuk S. Ikatan hidrogen dalam senyawa belerang tidak senyatadalam senyawa oksigen. Dibandibngkan O, kapasitas atom S lebih besar berikatan dengan atom-atom lain secara serentak karena tersedi orbital 3d (Petrucci, 1985). Menurut Petrucci (1985), bahwa ada beberapa allotropi belerang, yaitu : · Belerang rombik (Sα) · Belerang monoklinik (Sß) · Belerang cair (Sλ) · Belerang cair (Sµ) yang memiliki warna gelap · Uap belerang, S8 · Belerang plastik Sifat-sifat belerang yaitu belerang berwarna kuning pucat, padatan yang rapuh, yang tidak larut dalam air tapi mudah larut dalam CS2 (karbon disulfida). Dalam berbagai bentuk, baik gas, cair maupun padat, unsur belerang terjadi dengan bentuk alotrop yang lebih dari satu atau campuran. Dengan bentuk yang berbeda-beda, akibatnya sifatnya pun berbeda-beda dan keterkaitan antara sifat dan bentuk alotropnya masih belum dapat dipahami. Pada tahun 1975, ahli kimia dari Universitas Pensilvania melaporkan pembuatan polimer belerang nitrida, yang memiliki sifat logam, meski tidak mengandung atom logam sama sekali. Zat ini memiliki sifat elektris dan optik yang tidak biasa. Belerang dengan kemurnian 99.999+% sudah tersedia secara komersial. Belerang amorf atau belerang plastik diperoleh dengan pendinginan dari kristal secara mendadak dan cepat. Studi dengan sinar X menunjukkan bahwa belerang amorf memiliki struktur helik dengan delapan atom pada setiap spiralnya. Kristal belerang diduga terdiri dari bentuk cincin dengan delapan atom belerang, yang saling menguatkan sehingga memberikan pola sinar X yang normal (Anonim, 2013). Belerang adalah komponen serbuk mesiu dan digunakan dalam proses vulkanisasi karet alam dan juga berperaan sebagai fungisida. Belerang digunakan besar-besaran dalam pembuatan pupuk fosfat. Berton-ton belerang digunakan untuk menghasilkan asa sulfat, bahankimia yang sangat penting. Belerang juga digunakan untuk pembuatan kertas sulfit dan kertas lainnya, untuk mensterilkan alat pengasap, dan untuk memutihkan buah kering. Belerang merupakan insultor yang baik. Belerang sangat penting untuk kehidupan. Belerang adalah penyusun lemak, cairan tubuh dan mineral tulang, dalam kadar yang sedikit. Belerang cepat menghilangkan bau. Belerang dioksida adalah zat berbahaya di atmosfer, sebagai pencemar udara (Anonim, 2013). 1. Hidrogen Biner Hidrogen Sulfida adalah sebuah bahan kimia laboratorium yang penting, karena di pakai secara luas dalam analisis kualitatif. Zat ini dapat dengan mudah di buat dengan aksi asam terhadap sulfida logam, atau dengan hidrolisis tioasetamida : FeS(s) + 2HCl(aq) → H2S(g) + FeCl2(aq) CH3CSNH2(aq) + H2O → H2S(aq) + CH3CONH2(aq) Hidrogen Sulfida adalah gas yang beracun dan dapat larut dalam air. H2S + H2O → H3O+ +HS- (Anonim, 2013). 2. Polisulfida Logam Belerang tidak hanya terikat bersama dalam belerang unsur, tetapi dapat bereaksi juga dengan ion sulfida dengan membentuk ion polisulfida. BaS + 2S → BaS3 Ion polisulfida ukurannya berkisar dari S22- sampai S63-. Kristal polisulfida yang paling terkenal, yaitu bijih besi yang umum seperti pirit (FeS) (Anonim, 2013). 3. Oksida dan Asam okso SO2 dan SO3 Sulfur dioksida (SO2) adalah gas tidak berwarna. Berbau khas memerihkan mata dan dapat merusak saluran pernapasan, sebab apabila terisap oleh pernapasan secara berlebihan akan bereaksi dengan air dalam saluran pernapasan dan membentuk asam sulfit yang akan merusak jaringan dan menimbulkan rasa sakit. Sulfur dioksida dapat terbentuk pada pembakaran batu bara yang mengandung belerang, dan pemanggangan bijih sulfida. Sulfur dioksida dapat melarut dengan baik dalam air. SO2(g) + H2O(l) → H2SO3 (aq) Sampai kini belum ditemukan sepesi H2SO3 dalam larutan, dan dianggap bahwa jika SO3 dialirkan kedalam air terbentuk suatu hidrat, namun telah dikenal garam hidrogen sulfit dan garam sulfit. Setengah dari sulfur dioksida berasal dari pembangkit energi dan proses industri yang menggunakan bahan baku yang mengandung belerang. Meskipun pada keadan biasa SO3 sukar terbentuk pada keadaan tertentu, SO2 dapat dioksida menjadi SO3. London smog / smog kelabu terjadi dari campuran SO partikulat dan kabut, zat dalam partikulat dapat mengkatalisa pembentuk SO3 dari SO2 dan dengan udara lembab dapat menghasilkan kabut yang mengandung asam sulfat (Anonim, 2013). Senyawa organik yang mengandung belerang sangat penting. Kalsium sulfur, ammonium sulfat, karbon disulfida, belerang dioksida dan asam sulfida adalah beberapa senyawa di antara banyak senyawa belerang yang sangat penting (Anonim, 2013). III. Alat dan Bahan 3.1 Alat : · Cawan porselen · Pembakar spiritus · Tabung reaksi · Gabus penutup tabung reaksi · Kaca arloji · Pipa Bengkok · Pipa lancip · Penjepit tabung reaksi 3.2 Bahan : · Serbuk Besi · Serbuk Belerang · HCl pekat · H2SO4 pekat · CuSO4 0,5 M · FeS · CS2 · Kloroform IV. Skema Kerja 4.3 Analisis Sifat Belerang · Dibuat campuran serbuk besi dan belerang dengan perbandingan 1:1 dalam cawan porselin · Dipanaskan campuran sehingga keduanya bereaksi · Diambil beberapa butir FeS, dan dimasukkan dalam tabung reaksi · Ditambahkan larutan HCl pekat dan ditutup dengan gabus yang sudah diberi pipa lancip · Dipanaskan tabung reaksi dan dinyalakan gas yang terjadi · Diarahkan nyala api ke kaca alroji, diamati apa yang terjadi · Diambil beberapa keping FeS kemudian dimasukkan dalam tabung reaksi · Ditambahkan asam klorida pekat, ditutup dengan gabus yang sudah dilengkapi dengan pipa bengkok dan dipanaskan · Dialirkan gas yang terjadi pada : a. Larutan H2SO4 pekat b. Larutan CuSO4 0.5M c. Diamati semua peristiwa yang terjadi · Dituliskan semua reaksi yang terjadi pada langkah penambahan gas yang dialirkan pada larutan a, b, c Hasil 4.4 Sifat Alotropi Belerang · Ditimbang 2 x 0,5 gram belerang · Dimasukkan masing-masing ke dalam tabung reaksi · Ditambahkan larutan CS2 pada tabung A · Ditambahkan larutan chloroform pada tabung B dan dipanaskan sampai semua larut · Diuapkan semua pelarutnya dan diamati bentuk kristalnya · Hasil Dibandingkan bentuk kristal yang terjadi V. Hasil Pengamatan 5.1 Anaisis Sifat Belerang No Perlakuan Fenomena Gambar 1 Analisis Sifat Belerang Serbuk besi dan belerang (1:1) dicampur dan dipanaskan - Membentuk senyawa FeS - Ketika dipanaskan campuran bewarna hitamdan berbentuk karamel - Saat dingin campuran kembali dalam bentuk padat berwarna hitam FeS ditambah dengan HCl pekat, dipanaskan dan dinyalakan gasnya - Muncul gas H2S, ditampung dibalik kaca arloji - Saat gas dinyalakan timbul percikan api - Dibalik kaca arloji yang terdapat gas H2S, bewarna sedikit kuning FeS ditambah dengan HCl pekat, dipanaskan dan gas dialirkan pada larutan H2SO4 pekat - Dinding tabung H2SO4 yang berisi timbul warna putih FeS ditambah dengan HCl pekat, dipanaskan dan gas dialirkan pada larutan CuSO4 Permukaan larutan CuSO4 timbul endapan CuS yang bewarna hitam kecoklatan 2 Pembentukan alotropi belerang Belerang ditambah CS2 dan dipanaskan Tidak terbentuk endapan yang seharusnya berbentuk seperti karang Belerang ditambah kloroform dan dipanaskan Tidak terbentuk kristal yang berbentuk jarum (kristal monoklinik) 5.2 Sifat Alotropi Belerang Tabung Reaksi Sifat Fisik Kristal (Hasil Percobaan) Jenis Alotropi Belerang Sifat Fisik Kristal (Literatur) A (S + CS2) - Rombik Karang berwarna kuning B (S + CHCl3) Kerak/padatan tipis seperti jarum berwarna kuning Monoklinik Butiran/Padatan berwarna kuning VI. Hasil Analisis . Pada percobaan ini kita membuat senyawa pirit dari serbuk besi dan bubuk belerang. Reaksi yang terjadi pada pembuatan pirit yaitu : Fe (s) + S (s) FeS (s) Pada reaksi ini berlangsung secara endoterm sehingga dibutuhkan panas untuk menghasilkan pirit. Pirit yang terbentuk diperoleh dari interaksi antara atom-atom Fe dan sulfur yang saling bertumbukan akibat adanya pemanasan. Pemanasan yang bertambah akan mengakibatkan laju reaksi pembentukan pirit semakin cepat, namun pirit yang dihasilkan bentuknya menjadi kurang baik akibat pemaksaan proses laju. Proses yang terbaik adalah menjaga agar reaksi berjalan pada suhu yang konstan yang sesuai dengan suhu pembentukan pirit, yaitu suhu yang sebanding untuk entalpi pembentukan pirit. Pirit dari kelompok kami berwarna hijau kehitaman yang sesuai dengan literatur. Berbentuk padat lunak pada saat suhu masih diatas suhu kamar, namun mengeras saat suhu mencapai suhu kamar. Pirit( FeS) yang terbentuk selanjutnya direaksikan dengan HCl. Reaksi yang terjadi yaitu : FeS (s) + 2HCl (l) H2S (g) + FeCl2 (aq) Pirit yang dipanaskan bersama HCl akan menghasilkan senyawa hidrogen sulfida. Hidrogen sulfida berfase gas yang mudah terbakar jika terkena api. Sehingga pada praktikum digunakan api dengan bantuan korek api untuk mengetahui gas yang dihasilkan terbentuk hidrogen sulfida atau tidak. H2S sendiri merupakan gas yang baunya tidak sedap. Bau ini juga dapat mengindikasikan adanya gas yang berhasil dihasilkan, yaitu gas H2S. Pada percobaan kelompok kami H2S terbentuk karena terlihat percikan pada kaca arloji. Larutan yang terbentuk adalah larutan FeCl2. Larutan tersebut berwarna orange yang mengindikasikan adanya ion-ion Fe2+ yang berwarna orange sedangkan untuk ion-ion Cl- tidak berwarna. Pada reaksi diatas dihasilkan gas H2S yang berbau tidak sedap, dimana gas tersebut selanjutnya dinyalakan dengan menggunakan korek api. Nyala api tersebut diarahkan ke kaca alroji dan hasilnya pada kaca arloji terdapat bercak putih. Bercak tersebut adalah gas SO2 yang dihasilkan dari reaksi antara antara hidrogen sulfida dengan oksigen. Reaksinya yaitu : H2S (g) + 3/2O2 (g) SO2 (g) + H2O (g) Pada tabung kedua dan ketiga telah berisi asam sulfat untuk tabung ke-2 dan CuSO4 untuk tabung ke-3. Pada tabung ke-2 dihasilkan gas sulfur dioksida yang berwarna putih. Endapan yang diperoleh merupakan perbandingan hasil dari koefisien pembatas dari reaksi yang bernilai sama dengan jumlah gas yang yang terbentuk yaitu jumlah mol yang sama. Hasilnya adalah terjadi gas sulfur dioksida berwarna putih, dan berbau tidak sedap. Reaksi yang terjadi yaitu : H2S (g) + H2SO4 (l) SO2 (g) + 2H2O (l) + S (s) Tabung reaksi ketiga juga dipanaskan dan gas hidrogen sulfida yang dihasilkan dialirkan pada larutan CuSO4 0.5 M dalam tabung reaksi yang lain. Hasilnya yaitu terbentuk endapan coklat CuS pada tabung reaksi. Reaksinya yaitu : H2S (g) + CuSO4 (l) CuS (s) + H2SO4 (aq) Percobaan ini dengan penggunaan CS2 dan kloroform menghasilkan 2 jenis alotrop yang berbeda pada belerang. Belerang yang dihasilkan monoklik dan rombik. Belerang rombik, berwarna kuning yang disebut belerang –α (titik leleh 112,8oC). Pada suhu 95,6oC (diatas 95,5oC), pola kristal rombik belerang berangsur-angsur berubah menjadi bentuk monoklinik. yang disebut belerang –β (titik leleh 119,25oC). Unsur ini mendidih pada 444,6oC. S (s) + CS2 (l) S8 α (rombik) S (s) + CHCl3 (l) S8 β (monoklinik) Pada percobaan terjadi kegagalan pada proses penambahan CS2. Kegagalan ini diakibatkan karena tumbahnya larutan akibat panas yang berlebih dari api sehingga produk kristal tidak dihasilkan. Pada penambahan kloroform terbentuk kristal berwarna kuning dengan panas yang stabil akan menghasilkan jumlah kristal yang lebih banyak karena sulfur yang ada tidak langsung berubah menjadi fase gasnya akibat panas yang berlebih, namun dengan panas yang stabil dan tidak terlalu panas akan terbentuk produk kristal yang bagus. VII. Kesimpulan Berdasarkan percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa : · Sulfur (belerang) berwujud kristal berwarna putih. Senyawa belerang yang dihasilkan pada percobaan ini yaitu FeS yang berupa padatan hijau kehitaman, gas H2S, gas SO2 yang keduanya berwarna putih dan berbau tidak sedap, dan CuS berbentuk endapan coklat. · Alotrop belerang yang terbentuk pada penambahan kloroform adalah monoklik dan rombik pada penambahan CS2. VIII. Daftar Pustaka Anonim. 2013. Sulfuric Acid MSDS. Sciencelab.com, Inc.14025 Smith Rd. Houston, Texas. Diakses pada tanggal 2 Desember 2013 Anonim. 2013. Hydrochloric Acid MSDS. Sciencelab.com, Inc.14025 Smith Rd. Houston, Texas. Diakses pada tanggal 2 Desember 2013 Anonim. 2013. Chloroform MSDS. Sciencelab.com, Inc.14025 Smith Rd. Houston, Texas. Diakses pada tanggal 2 Desember 2013 Anonim. 2013. Carbon Disulfide MSDS. Sciencelab.com, Inc.14025 Smith Rd. Houston, Texas. Diakses pada tanggal 2 Desember 2013 Anonim. 2013. Copper Sulfate MSDS. Sciencelab.com, Inc.14025 Smith Rd. Houston, Texas. Diakses pada tanggal 2 Desember 2013 Anonim. 2013. Iron Metal MSDS. Sciencelab.com, Inc.14025 Smith Rd. Houston, Texas. Diakses pada tanggal 2 Desember 2013 Anonim. 2013. Ferrous Sulfide MSDS. Sciencelab.com, Inc.14025 Smith Rd. Houston, Texas. Diakses pada tanggal 2 Desember 2013 Anonim. 2013. Sulphur 90 % MSDS. www.pestell.com/minerals/fert/msds/ sulphur.html. Diakses pada tanggal 2 Desember 2013 Anonim. 2013. Belerang. www.chem-is-try.org/tabel_periodik/belerang/. Diakses tanggal 9 Desember 2013 Anonim. 2013. Belerang. www.chem-is-try.org/tabel_periodik/belerang/. Diakses tanggal 9 Desember 2013 Clark, Jim. 2010. Senyawa Belerang. www.jurnallingkungan.files. wordpress.com /2010/02pabrik.jpg?w=300&h=247. Diakses tanggal 9 Desember 2013 Petrucci, H. Ralph. 1985. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern. Edisi IV, Jilid 2. Jakarta : Erlangga DOWNLOAD DI SINI Tim Penyusun. 2013. Petunjuk Praktikum Kimia Anorganik 1. Jember : Universitas Jember