PERCOBAAN I

DEKOMPOSISI THERMAL KARBONAT

I. Tujuan

Adapun tujuan dari percobaan ini adalah mahasiswa dapat mempelajari

pendekomposisian natrium hidrogen karbonat melalui pemanasan dan titrasi

menggunakan hidrogen klorida.

II. Dasar Teori

Dekomposisi termal adalah reaksi kimia di mana senyawa tunggal memecah

menjadi dua atau lebih senyawa sederhana atau elemen apabila dipanaskan. Ini

juga merupakan reaksi endotermik sebagai panas yang dibutuhkan untuk memecah

ikatan kimia di dekomposisi senyawa menjalani. Asam karbonat merupakan salah

satu contoh senyawa yang  mengandung karbon, terdapat dua jenis garam karbonat

yang dapat diperoleh dengan cara netralisasi larutan asam karbonatyaitu hydrogen

bikarbonat HCO3-yang diperoleh hasil parsial netralisasi dari karbonat CO32- hasil

dari netralisasi yang lengkap. Dalam percobaan ini mahasiswa akan

mendekomposisi NaHCO3 yang diketahui massanya menjadi Na2CO3 lalu

menimbang beratnya kemudian membandingkan massa Na2CO3 prediksi

berdasarkan kuantitas awaldari NaHCO3. Dari hasil ini maka persenkonversi dari

NaHCO3 menjadi Na2CO3 dapat dihitung, larutan Na2CO3dapat juga dititrasi

dengan HCl yang diketahui konsetrasinya untuk mendapatkan nilai kedua dari

massa Na2CO3 yang dihasilkan dari dekomposisi thermal. Perkembangan

mengenai cara-cara bagaimana industri-industri memperoleh natrium karbonat

mengilustrasikan betapa pentingnya faktor-faktor ekonomi dan lingkungan dalam

proses kimia industri (Putri, 2010).

Natrium bikarbonat adalah senyawa kimia dengan rumus NaHCO3. Dalam

penyebutannya kerap disingkat menjadi bicnat. Senyawa ini termasuk kelompok

garam dan telah digunakan sejak lama. Senyawa ini disebut juga baking soda

(soda kue), Sodium bikarbonat, natrium hidrogen karbonat, dan lain-lain. Senyawa

ini merupakan kristal yang sering terdapat dalam bentuk serbuk. Natrium

bikarbonat larut dalam air. Senyawa ini digunakan dalam roti atau kue karena

bereaksi dengan bahan lain membentuk gas karbon dioksida, yang menyebabkan

roti "mengembang". Senyawa ini juga digunakan sebagai obat antasid (penyakit

maag atau tukak lambung). Karena bersifat alkaloid (basa), senyawa ini juga

digunakan sebagai obat penetral asam bagi penderita asidosis tubulus renalis

(ATR) atau rhenal tubular acidosis (RTA). NaHCO3 umumnya diproduksi melalui

proses Solvay, yang memerlukan reaksi natrium klorida, amonia, dan karbon

dioksida dalam air. NaHCO3 diproduksi sebanyak 100 000 ton/tahun 2001. Soda

kue juga diproduksi secara komersial dari soda abu diperoleh melalui

penambangan bijih trona, yang dilarutkan dalam air lalu direaksikan dengan

karbon dioksida. Lalu NaHCO3 mengendap sesuai persamaan berikut :

2NaHCO3(s) Na2CO3(aq) + H2O(aq) + CO2(g)

Natrium karbonat merupakan komoditas kimia yang sekitar 75% produksi

dunia adalah abu sintetis yang dibuat dari Natrium klorida melalui proses Solvay

atau proses yang sejenis, sisanya yang 25% di produksi dari natrium karbonat

alami. Dalam dunia perdagangan, Natrium karbonat banyak dimanfaatkan untuk

industri kaca, obat – obatan, bahan makanan, water treatment, deterjen, industri

pulp dan kertas, indistri tekstil dan lain-lain (Aisyah, 2009)

Jika kita menggambarkan struktur sebuah ion karbonat dengan mengunakan

"titik-dan-garis" atau beberapa metode yang serupa, maka hasilnya kurang lebih

seperti ditunjukkan pada gambar berikut:

Gambar ini menunjukkan dua ikatan tunggal antara karbon-oksigen dan satu

ikatan rangkap, dimana dua dari oksigen masing-masing membawa satu muatan

negatif. Sayangnya, pada ion karbonat yang sebenarnya semua ikatan identik, dan

muatan-muatan tersebar pada seluruh ion – walaupun sebenarnya terpusat pada

atom-atom oksigen. Muatan-muatan ini dikatakan terdelokalisas. Ikatan pada ion

karbonat ini mirip dengan ikatan pada benzen atau pada ion-ion seperti etanoat,

hanya saja sedikit lebih rumit. Untuk topik yang dibahas di halaman ini, anda tidak

perlu memahami bagaimana ikatan ini bisa terbentuk.

Besarnya suhu yang diperlukan untuk memanaskan karbonat agar terbentuk

karbondioksida dan oksida logam, tergantung pada seberapa besar polarisasi dari

ion tersebut. Jika ion mengalami polarisasi yang tinggi, maka hanya sedikit panas

yang diperlukan dibanding jika ion hanya sedikit terpolarisasi. Jika ion positif

hanya memiliki satu muatan positif, maka efek polarisasi akan lebih kecil. Itulah

sebabnya mengapa senyawa-senyawa golongan 1 lebih stabil secara termal

dibanding senyawa-senyawa golongan 2. Lebih banyak panas yang diperlukan

untuk senyawa golongan 1 karena ion-ion karbonat kurang terpolarisasi akibat ion

positif yang bermuatan tunggal. Semakin kecil ion positif, semakin tinggi

kepadatan muatan, dan semakin besar efek yang akan ditimbulkan terhadap ion

karbonat. Semakin ke bawah golongan, ion-ion positif semakin besar sehingga

memiliki efek yang lebih kecil terhadap ion-ion karbonat di dekatnya. Sebagai

konsekuensinya, lebih banyak panas yang diperlukan untuk melepaskan karbon

dioksida dan membentuk oksida logam. Dengan kata lain, semakin ke bawah

golongan, senyawa-senyawa karbonat semakin stabil secara termal. Polarisasi utuk

nitrat dan hidrogen karbonat sama persis seperti karbonat. Ion-ion positif yang

kecil di bagian atas golongan lebih kuat dalam mempolarisasi ion nitrat atau

hidrogen karbonat dibanding ion-ion positif yang lebih besar di bagian bawah

golongan.Dan lagi-lagi, senyawa-senyawa Golongan 1 memerlukan lebih banyak

panas dibanding senyawa golongan 2 karena ion-ion Golongan 1 memiliki efek

polarisasi yang lebih kecil (Putri, 2010).

III. Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah sebagai

berikut :

a. Alat

- Gelas kimia

- Tabung reaksi

- Rak tabung reaksi

- Pipet tetes

- Klem dan statif

- Buret

- Pipet gondok 25 mL

- Erlenmeyer

- Karet penghisap

- Batang pengaduk

- Penjepit tabung

- Neraca digital

- Panangas listrik

- Botol semprot

- Labu ukur 100 mL

- Gelas ukur 10 mL

- Corong

b. Bahan

- Padatan NaHCO3

- Larutan HCl 0,1 M

- Aquades

- Larutan indikator metil orange (MO)

IV. Prosedur Kerja

Adapun prosedur kerja yang dilakukan pada percobaan ini adalah sebagai

berikut :

A. Dekomposisi thermal karbonat

1. Menimbang tabung reaksi yang kering dan bersih dan mencatat beratnya,

kemudian memasukkan padatan NaHCO3 sebanyak 1,06 gram ke dalam

tabung reaksi tersebut. Setelah itu, dengan menggunakan penjepit tabung,

memanaskan tabung tersebut secara hati-hati 5 menit hingga terbentuk

uap pada leher tabung reaksi tersebut.

2. Memanaskan tabung reaksi dengan hati-hati untuk menguapkan air yang

masih ada di dalam tabung reaksi tersebut dan padatan dalam tabung reaksi

tersebut dalam keadaan kering.

3. Mendinginkan tabung reaksi tersebut beserta isinya beberapa menit

dengan meletakkan pada rak tabung reaksi. Setelah itu, menimbang

kembali tabung reaksi beserta isinya dengan menggunakan neraca digital.

4. Mencatat massanya ke dalam hasil pengamatan sebagai massa dari padatan

Na2CO3 + NaHCO3 yang tidak bereaksi.

B. Titrasi Na2CO3 dengan HCl

1. Menambahkan beberapa mL aquades ke dalam tabung reaksi yang berisi

padatan hasil dari prosedur A dan mengocoknya, kemudian menuangkan

larutan tersebut ke dalam gelas kimia yang berisi aquades.

2. Membilas tabung reaksi agar sisa-sisa padatan yang masih tertinggal di

dalam tabung reaksi dapat larut semuanya, kemudian memanaskan larutan

tersebut dengan menggunakan penangas listrik. Setelah itu, menuangkan

larutan tersebut ke dalam labu ukur 100 mL dan mengencerkannya dengan

aquades hingga volumenya 100 ml.

3. Mengambil 10 mL dari larutan yang telah diencerkan tersebut, kemudian

mengecerkannya lagi kembali dengan aquades hiungga volumenya 100

mL.

4. Mengukur larutan yang telah diencerkan tersebut sebanyak 25 mL dengan

menggunakan pipet gondok, kemudian memasukkannya ke dalam

erlenmeyer I dan erlenmeyer II.

5. Menambahkan 2 tetes indikator metil orange (MO) ke dalam erlenmeyer 1,

kemudian melakukan titrasi dengan menggunakan larutan HCl standar 0,1

M hingga terjadi perubahan warna pada larutan tersebut.

6. Mengulangi langkah 5 untuk erlenmeyer II.

V. Hasil Pengamatan

Adapun hasil pengamatan yang diperoleh pada percobaan ini adalah sebagai

berikut :

A. Dekomposisi thermal karbonat

- Berat tabung reaksi = 18,70 gram

- Massa NaHCO3 yang ditambahkan = 1,06 gram

- Berat tabung reaksi + NaHCO3 sebelum dipanaskan = 19,76 gram

- Berat tabug reaksi + NaHCO3 sesudah dipanaskan = 19,56 gram

- Massa Na2CO3 + NaHCO3 yang tidak bereaksi = 0,86 gram

B. Titrasi Na2CO3 dengan HCl

- Na2CO3 + Aquades + dipanaskan = Larut dan bening

1. Titrasi I

- Volume Na2CO3 = 25,0 mL

- Volume HCl = 3,5 mL

- Warna larutan sebelum dititrasi = Kuning

- Warna larutan sesudah dititrasi = Orange

2. Titrasi II

- Volume Na2CO3 = 25,0 mL

- Volume HCl = 3,2 mL

- Warna larutan sebelum dititrasi = Kuning

- Warna larutan sesudah dititrasi = Orange

VI. Persamaan Reaksi

1. 2NaHCO3(s) Na2CO3(aq) + H2O(l) + CO2(g)

2. Na2CO3(aq) + 2HCl(aq) 2NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)

VII. Perhitungan

1. Dekomposisi thermal NaHCO3

Mol NaHCO3 =

=

= 0,012 mol

Mol Na2CO3 = x mol NaHCO3

= x 0,012 mol

= 0,006 mol

Massa Na2CO2 = n Na2CO3 x Mr Na2CO3

= 0,006 mol x 106 gram/mol

= 0,636 gram

2. Titrasi Na2CO3 + HCl

a. Erlenmeyer I

Volume Na2CO3 x [Na2CO3] = Volume HCl x [HCl]

[Na2CO3] =

=

= 0,014 N

Massa Na2CO3 = [Na2CO3] x Volume Na2CO3 x BE Na2CO3

= 0,014 N x 0,025 L x 53 gram/ekiv

= 0,018 gram

b. Erlenmeyer II

Volume Na2CO3 x [Na2CO3] = Volume HCl x [HCl]

=

=

= 0,012 N

Massa Na2CO3 = [Na2CO3] x Volume Na2CO3 x BE Na2CO3

= 0,012 N x 0,025 L x 53 gram/ekiv

= 0,016 gram

= 0,017 gram

VIII. Pembahasan

Asam karbonat merupakan salah satu contoh senyawa yang mengandung

karbon. Karbonat juga merupakan golongan I yang paling tidak larut adalah

litium karbonat. Dalam karbonat terdapat dua jenis garam-garam karbonat

yang dapat diperoleh dengan cara netralisasi larutan asam karbonat yaitu,

hidrogen bikarbonat HCO3- yang diperoleh dari hasil parsial netralisasi dari

karbonat CO32- hasil dari netralisasi yang lengkap (Purti, 2010).

Adapun tujuan dari percobaan ini yaitu adalah mahasiswa dapat

mempelajari pendekomposisian natrium hidrogen karbonat melalui pemanasan

dan titrasi menggunakan hidrogen klorida. Pada perlakuan pertama ini

mengunakan metode gravimetri yaitu merupakan metode analisis kuantitatif

berdasarkan penimbangan. Pertama-tama yaitu menimbang tabung reaksi yang

kering dan kosong dengan menggunakan neraca digital kemudian mencatat

beratnya sehingga diperoreh yaitu 18,70 gram, kemudian memasukkan padatan

NaHCO3 dalam tabung reaksi sebanyak 1,06 gram. Setelah itu, menimbang

tabung reaksi yang berisi padatan NaHCO3 sehingga diperoleh beratnya yaitu

19,76 gram, kemudian tabung reaksi yang telah berisi padatan NaHCO3

dipanaskan diatas penangas listrik hingga terbentuk uap. Dimana dekomposisi

termal karbonat adalah reaksi kimia di mana senyawa tunggal memecah

menjadi dua atau lebih senyawa sederhana atau elemen apabila dipanaskan. Jika

dipanaskan, kebanyakan karbonat cenderung mengalami dekomposisi

membentuk oksida logam dan karbon dioksida. Hidrogen karbonat merupakan

golongan 1 cukup stabil dalam wujud padat maka akan mudah terdekomposisi

jika dipanaskan, seperti pada percobaan ini yaitu natrium hidrogen karbonat

(NaHCO3) yang terdekomposisi menjadi Na2CO3. Dimana pada saat pemanasan

NaHCO3 akan terurai membentuk Na2CO3 dan akan melepaskan gas CO2 dan

air (H2O). Kemudian tabung tersebut didinginkan, dimana fungsi pemanasan

tersebut yaitu untuk mendekomposisi thermal karbonat dan untuk menguapkan

air serta pada proses pemanasan ini pula menyebabkan NaHCO3 terurai menjadi

Na2CO3, H2O, dan gas CO2. Setelah tabung reaksi tersebut dingin maka

dilakukan lagi penimbangan, sehingga diperoleh massa Na2CO3 yaitu 0,86

gram, bila dilihat dari hasil tersebut, adanya perbedaan massa Na2CO3 secara

teoritis yaitu 0,636 gram. Hal ini disebabkan karena pada saat pemanasan

molekul-molekul air yang ada dalam NaHCO3 terlepas ke udara sehingga

menyebabkan massanya berkurang (Svehla, G 1985).

Pada perlakuan selanjutnya, malarutkan padatan yang ada di dalam tabung

reaksi tersebut dengan cara manambahkannya dengan aquades, kemudian

memindahkan larutan tersebut ke dalam gelas kimia. Setelah itu, membilas sisa-

sisa padatan yang ada di dalam tabung reaksi hingga semuanya larut, tujuanya

yaitu untuk memastikan bahwa semua padatan natrium karbonat telah

berpindah ke gelas kimia. Kemudian memanaskan larutan tersebut dengan

menggunakan penangas listrik, adapun tujuan dari pemanasan tersebut adalah

untuk mempercepat proses pelarutan dan sehingga diperoleh larutan yang larut

dan bening yang menandakan bahwa Na2CO3 larut dalam air, namun hasil

tersebut berberda dengan literatur yang ada yaitu menghasilkan larutan yang

keruh. Hal ini disebabkan karena pada saat melakukan pemanasan padatan

NaHCO3, molekul air yang terkandung di dalamnya belum semuanya menguap.

Selanjutnya, memindahkan larutan tersebut ke dalam labu ukur 100 mL dan

mengencerkannya dengan menambahkan aquades hingga volumenya 100 mL.

Setelah itu, mangambil 10 mL dari larutan yang telah diencerkan tersebut dan

mengencerkannya kembali dengan menambahkan aquades hingga volume 100

mL (Staf Pengajar Kimia Anorganik, 2011).

Pada perlakuan ini digunakan metode titrimetri merupakan metode

pengukuran sejumlah volume pada titrasi. Pertama-tama mengukur larutan yang

telah diencerkan tersebut dengan menggunakan pipet gondok sebanyak 25 mL

dan memasukkannya ke dalam masing-masing erlenmeyer (erlenmeyer I dan

II). Setelah itu, manambahkan 2 tetes larutan indikator metil orange dan

mentitrasi larutan tersebut dengan menggunakan larutan HCl 0,1 M hingga

warna larutan tersebut berubah warna dari kuning menjadi orange. Pada

percobaan ini, Na2CO3 dititrasi dengan menggunakan larutan HCl standar,

larutan standar adalah larutan yang konsentrasinya telah ditetapkan secara

akurat. Larutan Na2CO3 dititrasi dengan larutan HCl karena Na2CO3 merupakan

garam yang bersifat basa karena merupakan garam yang dihidrolisis dari asam

lemah H2CO3 dengan basa kuat NaOH. Dimana garam ini yang berasal dari

asam lemah dan basa kuat yang akan terhidrolisis sebagian (parsial) dan bersifat

basa. Sedangkan pada titrasi tersebut menggunakan indikator metil orange,

yang menyebabkan terjadi perubahan warna dari kuning menjadi orange yang

menandakan tercapainya titik akhir titrasi. Untuk basa lemah yang memiliki pH

di bawah 7 indikator yang sering digunakan adalah metil merah (4,2 – 6,2) dan

metil orange (3,1 – 4,4). Na2CO3 merupakan garam yang basa lemah maka pada

percobaan ini menggunakan indikator metil orange, karena dalam melakukan

titrasi harus menggunakan indikator yang berubah warna disekitar titik ekivalen

dari titrasi (Putri, 2010).

Berdasarkan pehitungan yang telah dilakukan diperoleh massa Na2CO3

pada percobaan ini adalah 0,017 gram. Bila dilihat dari hasil tersebut terdapat

perbedaan antara massa Na2CO3 yang didapat dari pemanasan yaitu 0,086 gram

dengan massa Na2CO3 dari hasil titrasi yaitu 0,017 gram. Hal ini disebabkan

karena massa Na2CO3 pada pemanasan masih terhitung dengan massa NaHCO3

yang tidak bereaksi, sedangkan pada perhitungan dari hasil titrasi yang dihitung

adalah massa Na2CO3 yang telah dilarutkan atau diencerkan (Putri, 2010).

IX. Kesimpulan

Berdasarkan tujuan dan hasil pengamatan maka dapat ditarik kesimpulan

yaitu natrium karbonat (Na2CO3) memiliki sifat yang lebih stabil dari pada

natrium hidrogen karbonat (NaHCO3) karena NaHCO3 dapat terdekomposisi

menjadi natrium karbonat (Na2CO3), air (H2O), dan gas karbon dioksida (CO2).

Sedangkan natrium karbonat (Na2CO3) yang direaksikan dengan asam klorida

(HCl) maka akan menghasilkan natrium klorida (NaCl), air (H2O), dan gas

karbon dioksida (CO2). Selain itu, Na2CO3 memiliki kestabilan lebih besar dari

NaHCO3 karena dipengaruhi oleh sifat kepolarannya, dimana Na2CO3 bersifat

non polar sehingga dia stabil secara termal. Sedangkan NaHCO3 bersifat polar

karena memiliki ikatan hidrogen sehingga tidak stabil secara termal.

DAFTAR PUSTAKA

Aisyah. 2009. Dekomposisi Thermal Karbonat. (http://aisyah-kimia.blogspot.com). Diakses 14 November 2011.

Putri. 2010. Dekomposisi Thermal Karbonat. (http://putrikeongdanpengerangkudaputih.blogspot.com). Diakses 14 November 2011.

Staf Pengajar Kimia Anorganik. 2011. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik I. Universitas Tadulako. Palu.

Svehla, G. 1985. Analisis Anorganik Kualitatif Makro Dan Semi Mikro. Kalman Media Pustaka. Jakarta.

LAMPIRAN

1. Tuliskan reaksi yang terjadi pada prosedur 1 dan 2!

Jawab :

A. 2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(l) + CO2(g)

B. Na2CO3(aq) + 2HCl(aq) 2NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)

2. Dalam prosedur 2, mengapa sangat penting untuk mentransfer semua Na2CO3?

Jawab :

Karena apabila masih ada yang tertinggal, maka akan mempengaruhi massa

Na2CO3 yang diperoleh pada perhitungan dan menyebabkan perbedaan hasil

pengamatan dengan hasil perhitungan.

3. Bandingkan kedua metode penghitungan massa Na2CO3 pada prosedur 1 dan 2!

Jawab :

Pada prosedur pertama menggunakan metode gravimetri yaitu merupakan

metode analisis kuantitatif berdasarkan penimbangan, sedangkan pada prosedur

kedua menggunakan metode titrimetri yaitu merupakan metode pengukuran

sejumlah volume pada titrasi.