Laporan Pembuatan Tawas Dari Alumunium Foil

Pembuatan Tawas

Teori dasar                        :

Tawas adalah kelompok garam rangkap berhidrat berupa kristal dan bersifat isomorf. Tawas ini dikenal dengan nama KAl(SO₄)₂.12 H₂O yang dikenal banyak sebagai koagulan didalam pengolahan air maupun limbah. Sebagai koagulan alum sulfat sangat efektif untuk mengendapkan partikel yang melayang baik dalam bentuk koloid maupun suspensi. Alum merupakan salah satu senyawa kimia yang dibuat dari molekul air dan dua jenis garam, salah satunya biasanya Al₂(SO₄)₃. 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 memiliki titik leleh 900^oC. Kalium aluminium sulfat dodekahidrat (tawas kalium) dengan rumus KAl(SO₄)₂.12H₂O digunakan dalam pemurnian air, pengolahan limbah, dan bahan pemadam api.Tawas kalium dibuat dari logam aluminium dan kalium hidroksida. Logam aluminium bereaksi secara cepat dengan KOH panas menghasilkan larutan garam kalium aluminat.

Tawas kalium aluminium sulfat dihasilkan dengan mereaksikan logam aluminium (Al) dalam larutan basa kuat (kalium hidroksida) akan larut membentuk aluminat.

2Al _(s) + 2KOH _(aq) + 2H₂O _(l)                         2KAlO_{2 (aq)} + 3H_{2 (g)}

Larutan aluminat dinetralkan dengan asam sulfat mula-mula terbentuk endapan berwarna putih dari aluminium hidroksida Al(OH)₃.

2KAlO_{2 (aq)} +2H₂O _(l) + H₂SO_4(aq)               K₂SO_4(aq) + Al(OH)_{3 (s)}

Dengan penambahan asam sulfat endapan putih semakin banyak dan jika asam sulfat berlebihan endapan akan larut membentuk kation K⁺, Al³⁺, dan SO₄^2-, jika didiamkan akan terbentuk kristal dari tawas kalium aluminium sulfat. Secara singkat reaksi yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut

H₂SO_4(aq) + K₂SO_4(aq) + 2Al(OH)_{3 (s)}               2Kal(SO₄)_{2 (aq)} + 6H₂O

24 H₂O + 2Kal(SO₄)_{2 (aq)}               2Kal(SO₄)_2.12H₂O_(s)

Alum kalium sangat larut dalam air panas, sehingga ketika setelah penambahan H₂SO₄ yang membentuk endapan dan kemudian dipanaskan, pemanasan sebaiknya dilakukan pada suhu 60-80^oC untuk menguapkan airnya dan suhu pemanasan tidak boleh lebih dari 80^oC karena tawas akan larut dalam air mendidih. Ketika kristalin alum kalium dipanaskanterjadi pemisahan secara kimia, dan sebagian garam yang terdehidrasi terlarut dalam air. Pada proses penguapan selama 10 menit dan didinginkan akan terbentuk Kristal dari KAl(SO₄)₂.12 H₂O.

Reaksi keseluruhan

2Al _(s) + 2KOH _(aq)+ 10H₂O _(l) +H₂SO_4(aq)                             2KAl(SO₄)₂.12H₂O(s) + 3H_2(g)

Alat dan bahan kimia

Alat		Bahan
Kertas saring	Pemanas (hot plate)	Serbuk logam Al atau logam Al 5 gram
Corong buchner	Pengaduk Magnit stirrer (1buah)	Kristal KOH 15 gram
Statif dan klem	Gelas kimia 400 mL	Larutan asam sulfat pekat 20 mL
Gelas arloji	Gelas ukur 50 mL (1 buah)	Aquades
Buret (1 buah)	Corong (1 buah)
Timbangan (neraca)	Erlenmeyer 300 mL

  Prosedur kerja

Pembuatan larutan KOH

1.             Timbang sejumlah KOH padat (2,5 gram)

2.             Tambahkan aquades 37,5 mL

3.             Aduk sampai homogen

Pembuatan asam sulfat 50% sebanyak 40 mL

1.             Ukur volume asam sulfat yang akan diencerkan

2.             Ukur aquades 20 mL dan dimasukkan ke dalam gelas kimia yang telah disiapkan

3.             Tambahkan asam sulfat pekat sedikit demi sedikit lewat dinding gelas sambil diaduk (caranya: mengukur asam sulfat pekat sesuai kebutuhan, kemudian ditambahkan ke dalam gelas kimia yang berisi aquades yang telah disiapkan sedikit demi sedikit lewat dinding gelas sedikit demi sedikit sambil diaduk pelan-pelan karena reaksi eksplosif.)

4.             Aduk sampai homogen.

Pembuatan Tawas

1.             Siapkan larutan KOH yang telah dibuat di lemari asam

2.             Timbang serbuk Al sebanyak 0,75 gram dan masukkan ke dalam gelas kimia yang telah berisi larutan KOH sedikit demi sedikit sambil diaduk

3.             Aduk sampai Al larut sempurna sambil dipanaskan, amati yang terjadi

4.             Diamkan atau dinginkan campuran sekitar 10-15 menit, kemudian disaring dan filtratnya ditampung dalam erlenmeyer

5.             Tambahkan aquades jika filtrat terlalu sedikit sampai setengah volume awal

6.             Tambahkan asam sulfat 50% tetes demi tetes dari buret ke dalam filtrat sambil diaduk

7.             Ukur pH larutan sekitar 1-2 dan penambahan asam sulfat dihentikan

8.             Panaskan campuran di atas pemanas pada suhu 60-80^oc selama 10 menit

9.             Dinginkan dan diamkan di udara terbuka sampai terbentuk kristal

10.         Saring kristal menggunakan corong buchner (kertas saring yang digunakan ditimbang) dan cuci dengan 20 mL alcohol-air 50:50, kemudian keringkan

11.         Timbang kristal yang terjadi dan tentukan titik lelehnya

12.         Hitung yield tawas yang dihasilkan!

Diagram alir proses pembuatan tawas

 

          H₂SO₄ 50%

 

                                                                                                                                                                      Kristal tawas

 

               

                                                                               

             Alcohol-air 50/50

 

Tabel Data

Data reaktan dan Produk

No	Komponen	Banyak Zat
1.	KOH	2,5 g
2.	Al	0,75 g
3.	H2SO4	9 ml
4.	Tawas	6,4 g
5.	Aquades	37,5 ml

Data Pengamatan

No	Reaksi	Gejala/ Peristiwa
1.	Al + KOH	Ketika Al dilarutkan dalam KOH, larutan berwarna keruh kehitam-hitaman serta terbentuk gelembung-gelembung udara. Ketika dipanaskan larutan menjadi hitam dan potongan Al yang belum larut menjadi larut, kemudian setelah dipanaskan terdapat endapan hitam dalam larutan tersebut
2.	Aluminat + Asam sulfat	Ketika ditambahkan H2S04 sedikit demi sedikit, terdapat endapan putih, kemudian setelah penambahan H2S04 banyak, lama kelamaan endapan yang terbentuk semakin banyak dan kental. Kemudian ketika dipanaskan endapan menjadi agak mencair (tidak sekental sebelumnya), dan suhu pada saat pemanasan antara 60oC-80oC
3.	pendinginan	Ukuran endapannya menjadi besar, larutannya keruh berwana putih susu
4.	Penyaringan dan pengeringan	endapan tawas (berwarna putih) yang terbentuk disaring, kemudian dikeringkan selama 5 hari kemudian ditimbang. Pada saat penimbangan endapan menjadi keras dan berwarna putih.

Pengolahan Data

Mol Al = 0,75 gr  = 0,02 mmol

                   27

2Al _(s)           + 2KOH _(aq)   + 10H₂O _(l) +H₂SO_4(aq)              2KAl(SO₄)₂.12H₂O(s) + 3H_2(g)

0,02 mmol                                                                           0,02 mmol

                                    mol Al ~ mol tawas

Sehingga :

Berat tawas yang seharusnya = mol x Mr

                                                = 0,02  x  474

                                                = 9,48 gram

Berat tawas yang dihasilkan  = (berat kertas saring + endapan) – (berat kertas saring)

                                                =  7,15gram   -    0,75gram

                                                =  6,4 gram

Yield                =  6.4    x 100% = 67,5 %

           9,48

Pembahasan

Proses awal pembuatan tawas dilakukan dengan melarutkan potongan potongan aluminium foil yang sudah dipotong kecil kecil dalam larutan KOH sambil dipanaskan. Pemanasan ini bertujuan untuk mempercepat kelarutannya, karena semakin tinggi suhu dan semakin luas permukaan zat maka kelarutannya semakin besar.

Pada penambahan KOH reaksi berjalan cepat dan bersifat eksoterm karena menghasilkan kalor. Dalam reaksi ini terbentuk gas H₂ yang ditandai dengan munculnya gelembung- gelembung gas. Gelembung-gelembung gas hilang setelah semua aluminium bereaksi. Setelah Al larut, dihasilkan larutan berwarna  hitam. Reaksi antar Al dan KOH berlangsung melalui persamaan berikut

2Al _(s) + 2KOH _(aq) + 2H₂O _(l)                       2KAlO_{2 (aq)} + 3H_{2 (g)}

Setelah proses pelarutan selesai, dilakukan proses penyaringan, proses penyaringan ini bertujuan untuk menyaring ion-ion pengganggu, dan yang tersisa hanya tinggal filtratnya. filtrat ini kemudian diambil, dan ditetesi dengan asam sulfat 50%. Proses penambahan asam sulfat ini dilakukan secara perlahan sambil diaduk, hal ini bertujuan agar semua Al yang berada di dalamnya dapat bereaksi sempurna dengan pembentukan endapan yang sempurna secara teratur. Penambahan asam sulfat secara perlahan juga bertujuan agar dapat mengendalikan pH dengan mengecek pH setiap beberapa tetes sekali, sehingga larutan tidak akan terlalu asam dan tidak terlalu basa, sehingga penambahan H₂SO₄ dapat dihentikan tepat pada pH 1-2, karena pada pH 1-2 terjadi pengendapan yang sempurna dan dapat mengikat kation K⁺ dan Al³⁺.  Larutan asam sulfat 50% sebelumnya dibuat dengan cara pengenceran asam, sulfat 98%(yang tersedia di laboratorium)  yaitu dengan mencampurkan H₂SO₄ dan aquades dengan perbandingan volume 1:1. Reaksi antar zat yang dihasilkan dari reaksi antar Al dan KOH dengan asam sulfat menghasilkan endapan yang berwarna putih.

2KAlO_{2 (aq)} +2H₂O _(l) + H₂SO_4(aq)              K₂SO_4(aq) + Al(OH)_{3 (s)}

Warna putih yang terbentuk berasal dari senyawa Al(OH)_3. senyawa Al(OH)₃ yang bersifat basa dicampurkan dengan asam sulfat hingga pHnya 1-2. Hal tersebut bertujuan untuk membentuk kation-kation (K⁺ dan Al³⁺) yang merupakan elemen elemen yang diperlukan untuk membentuk tawas.

H₂SO_4(aq) + K₂SO_4(aq) + 2Al(OH)_{3 (s)}                        2Kal(SO₄)_{2 (aq)} + 6H₂O

Larutan pH 1-2 tersebut dipanaskan dengan suhu 60-80^oC. Setelah dipanaskan dan kemudian didinginkan terbentuklah kristal-kristal tawas. Pada percobaan ini pada saat dipanaskan suhunya dikendalikan dengan mengukur setiap beberapa menit sekali dengan termometer. Apabila suhunya terlalu tinggi (>80^oC), maka suhu hotplate diturunkan, kemudian sebaliknya bila suhu larutan rendah untuk mempercepatnya maka suhu hotplate dinaikkan. Kristal-kristal tawas yang telah didinginkan. Pada saat pendinginan ini, larutan dibiarkan diudara terbuka hingga dingin, pada saat ini endapan yang terbentuk adalah Kal(SO₄)_2.12H₂O. Setelah dingin, dilakukan penyaringan dan dibilas dengan air dan alkohol, yang bertujan untuk mencuci endapan dan membilas sisa tawas yang tersisa di erlenmeyer serta fungsi alkoholnya untuk mempercepat penguapan larutan pencuci. Kristal yang terbentuk kemudian disaring dan dikeringkan. Pada percobaan ini tidak dilakukan analisis titik leleh, sehingga hanya dilakukan pembuatan tawas dari aluminium foil saja.

24 H₂O + 2Kal(SO₄)_{2 (aq)}                     2Kal(SO₄)_2.12H₂O_(s)

Dari hasil percobaan yang didapat, yield yang dihasilkan adalah 67,5 %, hal ini disebabkan beberapa faktor diantaranya, pada awal pemanasan (pelarutan Al dengan KOH) terjadi penguapan yang berlebih, karena suhu yang terlalu tinggi, serta pada awal pemanasan dilakukan pengadukan menggunakan batang pengaduk dan menggunakan magnet stirer di tengah proses pemanasan, hal ini menyebabkan larutan meluber ke atas dan ada sisa Al yang menempel pada batang pengaduk dan ada juga Al yang menempel di dinding gelas, sehingga terdapat Al yang tidak ikut larut. Yang kedua pada saat pengeringan, kertas saring dan corong tidak di tutup (hal ini bertujuan untuk mempercepat proses penguapan ) sehingga ada beberapa endapan yang beterbangan dan mengurangi berat tawas, selain itu meskipun telah dilakukan penyaringan ganda masih ada endapan yang tidak tersaring pada kertas saring.

I.                   KESIMPULAN

Jadi, Berat tawas yang dihasilkan dari percobaan adalah sebesar 6,4 g dan yield dari percobaan  adalah sebesar 67,5 %

II.                DAFTAR PUSTAKA

1.      Chadwich, TF. (1985), General Chamistry & Inorganic Chemistry, second edition, New Delhi : S.Anand & Company

2.      Liptrot, GF. (1987), Modern Inorganic Chemistry, 4rd, London: ELBS

3.      Suminar Achmadi, PhD (Perucci, Ralph). (1987). Kimia dasar Prinsip dan Terapan Modern, jilid 3, jakarta :penerbit Erlangga

LAPORAN