3. BELERANG

BELERANG I.

Tujuan 1. Mempelajari modofikasi belerang 2. Mempelajari sifat H2SO4

II.

Landasan Teori Belerang atau sulfur adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang S dan nomor atom 16. Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa, tak berbau dan multivalent. Belerang, dalam bentuk aslinya, adalah sebuah zat padat kristalin kuning. Di alam, belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate. (Budevsky, 1979) Belerang adalah unsur yang ditemukan dalam keadaan bebas dan sebagian dalam senyawa logam sulfida. Pada mulanya unsur ini disebut brimstone yang berarti batu yang mudah terbakar. Belerang juga terdapat dalam gas alam, minyak bumi, dan batu bara. Atom belerang membutuhkan dua elektron agar stabil dan dalam keadaan batas adalah alotropi (mempunyai beberapa bentuk kristal) dengan struktur dan sifat yang kompleks dan belum sepenuhnya dipahami. Ada dua kristal yang umum, yaitu ortorombik dan monklin bermolekul S8, yang berstruktur cincin. Pada suhu 250C belerang berbentuk ortorombik bewarna kuning, dan pada suhu 95,20C, berubah menjadi monoklin (Syukri, 1999) Belerang mempunyai beberapa alotropi yang cukup rumit, tetapi yang terpenting adalah berbentuk rombik dan monoklin yang berbeda satu sama lain dalam sietri kristalnya. Dalam bentuk rombik yang stabil pada suhu kamar, atom-atom belerang terikat satu sama lain membentuk cincin beranggotakan delapan atom, yang posisi atom kesatu diatas atom berikutnya dibawah secara selang-seling sehingga terdapat empat atom yang diatas dan empat atom yang dibawah. Kecenderungan terjadinya katonasi dalam bentuk molekul belerang adalah tinggi dan menghasilkan pembentukan baik cincin-cincin dalam berbagai ukuran maupun rantairantai. Alotropi dari struktur yang dikenal meliputi siklik S6, S7, S8, S9,

1

S10, S11, S12, S18, dan S20. Alotropi yang penstabilan adalah belerang rombik (yaitu bentuk dan keadaan standar unsur) dan terdapat secara lamah sebagai kristal besar bewarna kuning didaerah gunung berapi. (Sutresna, 2003) 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. Ada ada beberapa allotropi belerang, yaitu: 1. Belerang rombik (Sα) 2. Belerang monoklinik (Sß) 3. Belerang cair (Sλ) 4. Belerang cair (Sµ) yang memiliki warna gelap 5. Uap belerang, S8 6. Belerang plastic (Petrucci, 1985) 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. 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

2

bentuk cincin dengan delapan atom belerang, yang saling menguatkan sehingga memberikan pola sinar X yang normal. (Ranawijaya, 1985) Belerang koloid diperoleh dari: a. Mencampurkan larutan hydrogen sulfide dingin dan belerang dioksida 2H2S + SO2 2H2O + S b. Mereaksikan larutan natrium thiosulfat dengan asam klorida pekat S2O32- + 2H+ H2O + SO2 + S (Tim kimia anorganik I, 2014) H2SO4 murni adalah cairan pada suhu kamar yang membeku pada 100C , dalam banyak hal H2SO4 cair mirip air. Misalnya, ia penghantar istrik lemah, kemungkinan karena seperti air. Mengalami disosiasinya menjadi ion 2H2SO4 H3SO4 + HSO4. Lebih lanjut, seperti air ia dapat melarutkan banyak senyawa, sekalipun padatan ionik. Akan tetapi H2SO4 mampu memaksa proton kedalam zat terlarut. H2SO4 mmpunyai afinitas besar terhadap air dan membentuk beberapa senyawa, atau hidrat, dengan air seperti : H2SO4.H2O dan H2SO4.2H2O. asam sulfat pekat yang biasa bersedia secara komersial kira-kira H2SO4 93% berat dan dianggap sebagai larutan H2SO4 dan HSO4.H2O. monohidratnya kemungkinan H3O+ dan H2SO4- dan panas tinggi yang dibebeaskan ketika asam sulfat pekat ditambahkan ke dalam air kemungkinan karena pembentukan H3O+ dan dilanjutkan dengan hidrasi terhadapnya dan terhadap HSO4-. Seringkali H2SO4 pekat digunakan sebagai dehydrator, seperti misalnya daam desikator untuk menjaga zat tetap kering. (Brady, 1984) III.

Prosedur Percobaan A. Alat dan Bahan 1. Alat a. Pembakar b. Gelas ukur c. Sendok plastic kecil d. Gelas kimia 250 mL e. Tabung f. Penjepit tabung reaksi g. Kaca arloji h. Cawan penguap 3

i. Corong j. Rak tabung reaksi 2. Bahan a. Belerang b. Pb 1 M c. Gula pasir C2H5OH d. BaCl2 e. K2Cr2O7 f. H2SO4 pekat g. CH3COOH h. Na2SO3 i. CS2 B. Skema Kerja 1. Modifikasi Belerang 0,5 gr serbuk belerangdalam 5 mL CS2 Dilarutkan Dituangkan larutan dalam kaca arloji Ditutup dengan kertas saring, tetapi dibiarkan sedikit terbuka Dibiarkan CS2 menguap Diperhatikan Kristal yang terbentuk Hasil dalam cawan penguap 1 sendok Dileburkan serbuk belerang Dipanaskan dengan hati-hati, jangan sampai belerang cair berwarna coklat Dihentikan pemanasan setelah semua melebur Dibiarkan hingga membeku Diperhatikan dari garis-garis Kristal yang terbentuk Hasil Dipanaskan perlahan-lahan dalam tabung reaksi Serbuk belerang sambil digoyang-goyang Diamati warna viskositas belerang sejak meleleh hingga mendidih Dituangkan ke dalam gelas kimia yang berisi air sampai terbentuk batang yang panjang dan tipis Hasil 2. Hydrogen Sulfida dalam tabung reaksi Parafin + Dipanaskan belerang + asbes 4

Diperiksa gas yang keluar dengan kertas timbale asetat Dicatat pengamatan Hasil

FeS dan HCl Direaksikan dalam tabung reaksi yang dilengkapi dengan pipa yang ujungnya lancip Hasil 3. Sifat Asam Sulfat Sekeping tembaga dengan 1 mL asam sulfat pekat Dipanaskan hati-hati tidak sampai mendidih Dicatat pengamatan K2Cr2O7 yang diasamkan Dibasahi kertas saring yang diletakan dimulut tabung reaksi Dicatat pengamatan Hasil Gula

Ditambahkan beberapa tetes asam sulfat pekat Dicatat pengamatan

Hasil 2 mL asam Dimasukkan asetat dan 2kedalam mL alkohol tabung reaksi Ditambahkan 2 mL asam sulfat pekat Dipanaskan dengan cara dimasukkan tabung reaksi kedalam air panas yang terdapat dalam gelas kimia Diamati Hasil Sedikit Na 2SO3 Dilarutkan dalam air Ditambahkan Barium klorida + beberapa tetes HCl encer Disaring endapan (kemungkinan terbentuk endapan karena pengotoran Na2SO3 oleh SO42-) Air Brom

5

Ditambahkan pada filtrate sehingga warna kuning tidak hilang lagi Hasil

IV.

Hasil dan Pembahasan A. Data Pengamatan No 1

Perlakuan Pengamatan Modifikasi Belerang a. 0,5 gr belerang + 5 mL CS2 a. CS2 menguap,

terbentuk

dituangkan ke kaca arloji,

keeping-keping

Kristal

ditutup dengan kertas saring

berwarna

seperti

kuning

yang sebagiannya terbuka Kristal salju b. 1 sendok belerang b. Warna belerang dileburkan Didiamkan membeku c. Serbuk belerang

sehingga

menjadi

kuning kecoklatan Terbentuk garis-garis Kristal

yang banyak yang c. Warna viskositasnya

saat

dipanaskan dalam tabung

meleleh berwarna orange dan

reaksi

saat mendidih berwarna coklat

6

Lelehan

belerang

yang

panas dimasukkan ke dalam gelas kimia yang berisi air

tua Terbentuk

batang

yang

panjang dan tipis pada dinding

tabung reaksi Hidrogen Sulfida a. Paraffin + belerang + asbes a. Timbul gas dengan bau yang dipanaskan

menyengat menjadi

Diperiksa gas yang keluar dengan kertas saring b. Sebutir FeS dan HCl encer direaksikan

dan

larutan

warna

coklat

kehitaman Pada kertas saring menjadi warna kuning b. Pada tetesan keenam timbul gelembung-gelembung

gas

disekitar

butiran

FeS,

berwarna

keruh

dan

bau

yang

menimbulkan

menyengat. FeS mulai larut dan menimbulkan endapan, disekitar

tabung

terdapat

bintik-bintik seperti uap air FeS + HCl FeCl2 +H2S Sifat Asam Sulfat a. Sekeping tembaga + 1 mL a. Keping H2SO4 pekat Panaskan tidak

sampai

mendidih

tembaga

menjadi

warna hitam Keping tembaga larut dan larutan berubah warna menjadi hitam Cu + H2SO4

Kertas saring + K2Cr2O7 diletakkan dimulut tabung

CuSO4 + 2H2O

+ SO2 K2Cr2O7 yang ada di kertas saring berubah warna dari

reaksi

kuning menjadi biru keabub. Gula

+

beberapa

H2SO4 pekat

tetes

abuan Cr2O72- + SO2 + 5H+

2Cr 3+

+ SO42- + 5H2O b. Berubah warna menjadi coklat seperti caramel 7

c. 2 mL asam asetat + 2 mL

C6H12O6 + H2SO4

6C + 6H2O

alkohol + 2 mL asam sulfat + H2SO4 Dipanaskan campuran c. Timbul gelembung-gelembung dengan air panas

gas Berubah warna menjadi lebih bening dan menimbulkan bau yang menyengat CH3COOH + C2H5OH

H2SO4

CH3COOC2H5 + H2O

B. Pembahasan Belerang atau sulfur adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang S dan nomor atom 16. Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa, tak berbau dan multivalent. Belerang, dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat kristalin kuning. Di alam, belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau sebagai mineral- mineral sulfida dan sulfat. Dalam pratikum kali ini terdiri dari 3 macam percobaan. Dari percobaan ini bertujuan untuk mempelajari beberapa modifikasi belerang dan untuk memepelajari sifat asam sulfat. Belerang yang digunakan dalam percobaan ini berupa serbuk berwarna kuning. 1. Modifikasi Belerang Pada percobaan modifikasi belerang ini kita mengamati macam-macam bentuk kristal dari belerang yang dilakukan dengan beberapa perlakuan. Perlakuan pertama melarutkan belerang 0,5 gram ke dalam 5 mL CS2, lalu dituangkan larutan tersebut ke kaca arloji yang ditutup sebagian permukaannya dengan kertas saring. CS2 dibiarkan menguap. Setelah dibiarkan beberapa saat, terbentuk kristal belerang yang bentuknya agak memanjang dan berwarna kuning. Kristal belerang yang dihasilkan ini merupakan belerang rombik atau disebut juga belerang α terdiri dari molekul S8. 8

Belerang rombik larut dalam alkohol. Eter dan karbon disulfida dan hasil penguapan perlahan-lahan dari larutan belerang dalam ini menghasilkan kristal oktahedral. Perlakuan kedua meleburkan satu sendok belerang yang dimasukkan ke dalam cawan menguap, kemudian dipanaskan perlahan-lahan jangan sampai belerang cair berwarna coklat. Setelah semua belerang melebur, pemanasan dihentikan dan dibiarkan hingga membeku. setelah belerang membeku, terdapat garis-garis Kristal yang memanjang dan berwarna kuning. belerang yang dipanaskan perlahan-lahan akan meleleh dan menjadi cairan kuning terdiri dari molekul S8. Titik leleh S α 113oC dan titik leleh 119oC dan suhu transisi kedua modifikasi adalah 95,6oC, dan titik leleh yang diamati bergantung pada kecepatan pemanasan. Kristal yang diperoleh dari percobaan kedua ini merupakan belerang monoklin. Belerang monoklin disebut juga belerang β. Beleramg bentuk ini mengkristal dari leburan belerang di atas 95,6oC, berbentuk jarum-jarum. molekul belerang β terdiri dari cincin S8. Perlakuan ketiga memanaskan perlahan–lahan serbuk belerang dalam tabung reaksi sambil menggoyang–goyang tabung. Viskosital warna belerang diamati sejak meleleh sampai mendidih. Viskositas warna belerang dari meleleh sampai mendidih, dari berwarna orange sampai berwarna coklat. Pada perlakuan terakhir, belerang yang mendidih tadi dimasukkan ke dalam gelas kimia yang berisi air. Pada saat menuangkannya, leburan belerang tadi membeku didinding tabung reaksi membentuk batang yang panjang dan tipis. 2. Hidrogen Sulfida Pada percobaan ini hidrogen sulfida ini, dilakukan dengan dua perlakuan. Perlakuan pertama yaitu memanaskan campuran paraffin, belerang dan asbes. Pada saat pemanasan serbuk paraffin mencair dan timbul gas dengan bau yang menyengat. Campuran tersebut menjadi warna coklat kehitaman.

9

Kemudian diperiksa gas yang keluar dengan kertas saring. Pada saat kertas saring diletakkan pada mulut tabung reaksi, kertas saring menjadi warna kuning. Perlakuan kedua yaitu mereaksikan sebutir FeS dan HCl encer. Pada perlakuan ini, pada tetesan keenam timbul gelembunggelembung gas disekitar butiran FeS, menjadi warna yang keruh dan berbau menyengat. Ketika FeS mulai larut, timbul endapan dan disekitar dinding tabung terdapat bintik-bintik seperti uap air. Reaksi yang terjadi : FeS + HCl FeCl2 +H2S 3. Sifat Asam Sulfat Pada percobaan sifat asam sulfat ini, dilakukan beberapa perlakuan. Perlakuan pertama memanaskan sekeping tembaga dengan 1 mL asam sulfat pekat. Sebelum melakukan pemanasan, pada saat keeping tembaga berada dalam larutan H2SO4, sebagian dari tembaga menjadi hitam dan larutan menjadi keruh. Saat dipanaskan larutan berubah menjadi warna hitam dan keping tembaga larut dalam H2SO4 serta warna keping tembaga menjadi hitam semuanya. Reaksi yang terjadi : Cu + H2SO4 CuSO4 + 2H2O + SO2 Perlakuan kedua meletakkan kertas saring yang telah dibasahi oleh K2Cr2O7 pada mulut tabung reaksi pada perlakuan pertama. K2Cr2O7 yang ada di kertas saring berubah warna dari kuning menjadi biru keabu-abuan. Reaksi yang terjadi : Cr2O72- + SO2 + 5H+ 2Cr3+ + SO42- + 5H2O Warna biru keabu-abuan yang dihasilkan disebabkan oleh pembentukan ion kromium (III) Perlakuan ketiga menambahkan beberapa tetes asam sulfat pekat pada gula. Gula berubah warna menjadi coklat dan lama kelamaan menjadi hitam seperi karamel. Reaksi yang terjadi : C6H12O6 + H2SO4 6C + 6H2O + H2SO4 Dalam reaksi ini H2SO4 bertindak sebagai dehidrator untuk gula. Reaksi ini akan menghasilkan karbon dan air yang terserat

10

dalam asam sulfat (yang akan mengencerkan asam sulfat). Adanya karbon yang dihasilkan dari reaksi ini dapat dilihat dengan terbentuknya warna hitam pada campuran. Perlakuan keempat yaitu memanaskan 2 mL asam asetat dan 2 mL alkohol kemudian ditambahkan 2 mL asam sulfat pekat. Pemanasan dilakukan dengan cara memasukkan tabung reaksi ke dalam air panas yang terdapat dalam gelas kimia. Pada saat pencampuran timbul gelembung-gelembung gas dan tabung reaksi menjadi panas. Pada saat pemanasan larutan menjadi lebih bening dan menimbulkan bau yang menyengat. Bau yang menyengat ini menandakan bahwa terbentuk ester dari hasil reaksi. Reaksi yang terjadi : CH3COOH + C2H5OH H2SO4 CH3COOC2H5 + H2O Berdasarkan reaksi dan hasil pengamatan menunjukkan

bahwa

terbentuk

produk

ester,

tersebut, dimana

H2SO4 bertindak sebagai katalisator atau pengaktifasi reaksi yang menyebabkan CH3COOH ditambah C2H5OH terurai menjadi CH3COOC2H5 dan H2O. Perlakuan kelima yaitu melarutkan Na2SO3 dalam air yang kemudian ditambahkan barium klorida serta beberapa tetes asam klorida encer. Pada perlakuan ini tidak dilakukan, karena bahan yang akan digunakan tidak ada. Secara literatur, percobaan ini akan menghasilkan endapan berwarna putih. Reaksi yang terjadi : Na2SO3 + BaCl2

V.

BaSO3 + 2NaCl

Kesimpulan dan Saran A. Kesimpulan Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan : 1. Belerang dapat mengalami beberapa bentuk modifikasi kristal yang berwarna kuning, seperti kristal rombik dan kristal monoklin

11

2. Bentuk Kristal yang terbentuk dan viskositas belerang dapat dipengaruhi oleh suhu 3. Hidrogen sulfida dapat dihasilkan dari reaksi antara asam dan logam sulfide 4. Asam sulfat dapat mengoksidasi logam tembaga menghasilkan garam, air dan sulfur dioksida (SO2) 5. H2SO4 dapat bereaksi dengan gula. Dalam reaksi ini, asam sulfat bertindak sebagai dehidrator. Hasil reaksi yang diperoleh yaitu karbon dan air yang terserat dalam asam sulfat. 6. Sifat-sifat kimia asam sulfat adalah sebagai berikut : a. Bersifat asam b. Bersifat sebagai oksidator c. Bersifat sebagai dehidrator d. Bersifat katalisator B. Saran Pada percobaan ini, percobaan dilakukan tidak maksimal karena alat yang digunakan tidak cukup dan juga ada percobaan yang tidak dilakukan karena bahan yang digunakan tidak ada. Untuk itu praktikan menyarankan agar menyediakan alat dan bahan dengan lengkap agar praktikum dapat berjalan dengan efektif dan praktikan dapat lebih memahami percobaan yang akan dilakukan.

VI.

Daftar Pustaka Brady, J. 1984. Kimia Untuk Universitas. Jakarta: Erlangga D, Budevsky. 1979. Poundation of Chemical Analysis. London : Eliss Horwood Petrucci, Ralph H. 1985. Kimia Dasar. Jakarta : Erlangga Ranawijaya, Jahja. 1985. Ilmu Kimia 2. Jakarta : Depdikbud Sutresna, N. 2003. Kimia. Jakarta: P. G. M. Pratama Syukri. 1999. Kimia Dasar. Bandung: ITB Tim Kimia Anorganik I. 2014. Penuntun Kimia Anorganik I. Jambi: Universitas Jambi

12