Laporan praktikum

kimia logam dan non logam

natrium peroksoborat

Nama Anggota Kelompok

Ebsya Serashi

James Marisi

Yeshinta Risky Priasmara Putri

Departemen Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Unversitas Indonesia

2010

Tujuan

Mengenai salah satu pembuatan natrium peroksoborat

Mengetahui metode pemurnian

Mengetahui sifat sifatnya

Teori dasar

Senyawa senyawa peroksida (O22-) biasanya banyak digunakan sebagai bahan pemutih pada bubuk pencuci dan juga sebagai desinfektan. Salah satunya adalah garam natrium peroksoborat atau garam natrium metaborat perhidrat yang diperdagangkan dengan nama natrium perborat. Garam perborat biasanya dalam bentuk peroksoborat tetrahidrat (NaBO3.4H2O atau NaBO2.H2O2.3H2O) yang sering digunakan sebagai pemutih dalam bubuk pembersih

Garam natrium peroksoborat dapat dibuat dengan mereaksikan B(OH)3 atau H3BO3 atau garam borat lainnya dengan peroksida seperti natrium peoksida, natrium hidroperoksida (NaOOH) atau H2O2

Reaksinya : H3BO3 + NaOOH NaBO3 + 2H2O

Struktur padatan natrium peroksoborat, NaBO3, telah ditentukan dengan difraksi sinar-x dengan formula Na2[B2(O2)2(OH)4].8H2O. Struktur kristal senyawa NaBO3 berupa senyawa berinti ganda, melalui suatu jembatan peroksa yang terdiri dari unit anion [B2(O2)2(OH)4]2-

Bila dipanaskan, kristal peroksoborat membentuk padatan paramagnetik yang mengandung O2-, O3- dan dibentuk dari radikal peroksoborat. Dalam skala industri, natrium peroksoborat dibuat dengan cara elektrolisis larutan boraks, Na2B4O7. Peroksoborat merupakan senyawaan oksigen dari bor yang dapat dibuat dari melalui asam borat atau dari atau dari bijih boraks. Senyawaan oksigen dari bor adalah salah satu yang terpenting dari senyawaan bor yang terdiri atas hamper semua bentuk unsure yang ada secara alamiah. Struktur-strukturnya didasarkan pada satuan segitiga planar BO3, kadang-kadang dengan adanya satuan BO3 tetrahedral.

Garam NaBO3 dapat dibuat juga dengan mencampurkan larutan boraks (Na2B4O7.10H2O)

Na2B4O7 + 10 H2O 4H3BO3 + 2NaOH

Hasil yang diperoleh biasanya berupa hidrat , misalnya NaBO3.4H2O. Bubuk NaBO3.4H2O sering digunakan sebagai pemutih dalam bubuk pencuci, karena dalam air terhidrolisis dan membebaskan H2O2 secara perlahan.

Dari borat atau dengan hidrolisis halida bor, asam borat B(OH)3, dapat diperoleh sebagai kristal jarum putih satuan-satuan B(OH)3 terikat bersama-sama oleh ikatan-ikatan hydrogen membentuk lapisan-lapisan tak hingga dengan simetri hampir heksagonal. Lapisan ini berjarak 3,18Å dan ini menerangkan mudahnya kristal dipecah.

Boraks, Na2B4O7.4H2O merupaka garam dari asam borat yang sangat penting. Didalam air, larutan boraks memberikan sifat basa :

Na2B4O7.4H2O + 7 H2O 2NaOH + 4H3BO3

Asam orto borat atau yang lebih dikenal sebagai asam yang sangat lemah sehingga dianggap sebagai asam berbasa satu. Sebagai asam lewis, H3BO3 dalam air bertindak sebagai donor proton, tetapi sebagai B(OH)3 yang bertindak sebagai akseptor e atau OH-

Alat dan Bahan

Peroksida natrium tetraborat tetrahidrat (boraks) Na2B4O7.10 H2O

Natrium hidroksida, NaOH 3,3%

Hidrogen peroksida, H2O2 6%

Etanol 0,5%

H2SO4 2M

0,02 M KMnO4

10% w/v larutan KI

Batu es

Beaker glass 100ml, 250ml, 400ml

Penyaring Buchner

Pipet tetes (3 buah)

Tabung reaksi (3buah)

Gelas ukur 10ml

Cawan penguap

Cara Kerja

Melarutkan 6 gr boraks dalam 30ml larutan NaOH 3,3%

Mendinginkan larutan dalam bak es dan menambahkan perlahan-lahan 40ml larutan H2O2 6%

Mengaduk kira-kira selama 20menit atau sampai kristal terbentuk sempurna

Saring endapan dengan alat penghisap (Buchner)

Mencuci endapan yang didapat dengan aseton

Pengujian hasil

Menggunakan 5ml larutan segar dalam akuades dari zat tersebut (endapan putih dari hasil diatas dilarutkan dalam 5ml aquadest) untuk digunakan pada tes nomor 1 s/d 2 berikut ini :

1. Menambahkan 5 tetes H2SO4 2M dan 5 tetes KMnO4

2. Menambahkan 5 tetes H2SO4 2M dan 10% w/v larutan KIData Pengamatan

Pada saat penambahan NaOH kedalam boraks maka akan dihasilkan larutan yang berwarna bening tetapi boraks tidak melarut sempurna dan masih terdapat boraks dibawahnya. Lalu larutan bening yang terbentuk tersebut ditempatkan didalam bak es dan ditambahkan H2O2, maka akan terbentuk endapan putih. Endapan putih akan bertambah banyak ketika diaduk selama 20 menit. Endapan disaring dengan Buchner yang dilapisi kertas saring. Endapan putih yang masih tertinggal dibilas menggunakan alkohol. Kristal yang terbentuk tidak akan melarut dengan penambahan alkohol.

Reaksi yang terjadi

Na2B4O7.4H2O + 7H2O 2NaOH + 4H3BO3

H3BO3 + NaOH + H2O2 NaBO3 + 3H2O

Endapan yang terbentuk kemudian dilarutkan dalam akuades dan melarut dengan sempurna. Endapan yang telah dicampur akuades, lalu ditambah 5 tetes

H2SO4 warna larutan tidak berubah tetap bening, lalu ditambahkan 0,02 M

KMnO4 larutan tidak berubah warna (tetap bening)

Reaksi yang terjadi

BO3 + H2O H2O2 + BO2-

2 MnO4- + 5H2O2 + 6 H2O Mn2+ + 5O2 + 8H2O

Lalu diambil endapan baru hasil proses diatas, ditambahkan akuades, endapan dapat melarut sempurna (terbentuk larutan bening). Pada saat ditambah H2SO4, warna larutan tetap bening, lalu ditambahkan 10% KI maka warna larutan berubah menjadi kuning kecoklatan

Reaksi yang terjadi

BO33- + H2O H2O2 + BO22-

2H+ + H2O2 + 2I- I2 + 2H2O

H2O2 + 2H+ +2I- I2 + 2H2O

Pembahasan

Pada percobaan kali ini natrium peroksoborat terbentuk dengan mereaksikan Na2B4O7.10H2O dengan NaOH dan ditambahkan secara perlahan H2O2. NaOH dalam hal ini digunakan sebagai pelarut karena pada suhu kamar boraks melarut dengan baik pada suasana basa. Penambahan hydrogen peroksida berfungsi sebagai pembentuk kristal yang mengandung anion peroksoborat yang bila didinginkan akan mengendap. Selain itu pula, fungsi penambahan H2O2 berfungsi sebagai pengoksidasi bagi kristal borat dan merupakan pengoksidasi yang cukup kuat untuk menyerang kristal borat yang cukup inert.

Reaksi

Na2B4O7 + 7H2O 4H3BO3 + 2NaOH

H3BO3 + NaOH + H2O2 NaBO3 + 3H2O

Pada saat penambahan H2O2 larutan diletakkan dalam bak es pun dilakukan agar cepat terbentuk kristal,karena reaksi dengan menggunakan H2O2 bersifat eksoterm dan hal tersebut dapat menghambat pembentukan kristal. Reaksi eksoterm adalah reaksi yang melepaskan energi dalam bentuk panas (kalor) yang ditandai dengan kenaikan suhu. Pada saat penambahan H2O2 dilakukan pengadukan. Pengadukan ini bertujuan untuk menyebarkan inti kristal yang terbentuk agar pembentukan kristal menjadi lebih banyak. Kemudian didiamkan sebelum dilakukan penyaringan. Perlakuan ini ditujukan agar kristal yang terbentuk memiliki waktu untuk membentuk inti kristal yang sempurna dan baik.

Pada saat dilakukan penyaringan, endapan kristal dicuci dengan menggunakan alcohol. Pencucian dengan alcohol ini bertujuan untuk melarutkan pengotor yang terikat pada kristal. Alasan mengapa menggunakan alkoholnbukan air adalah karena air dan kristal yang terbentuk memiliki polaritas yang sama, sama sama bersifat polar, sehingga bila dicuci dengan air maka kristal akan melarut.

Pada pengujian hasil yang pertama yaitu menguji dengan asam sulfat dan KMnO4 akan didapatkan hasil larutan yang bening. Pada saat penambahan akuades dengan kristal yang terbentuk maka kristal akan melarut sempurna. Hal ini terjadi karena air dan kristal memiliki polaritas yang sama, lalu ditambahkan H2SO4. Penambhan H2SO4 ini untuk memberikan suasana asam pada larutan yang naninya akan berperan pada reaksi antara MnO4 dengan peroksoborat, lalu ditambahkan KMnO4, yang terjadi adalah warna ungu pada KMnO4 berubah menjadi bening. Hal ini menandakan bahwa natrium peroksoborat dapat mereduksi KMnO4. Reaksi yang terjadi :

BO33- + H2O H2O2 + BO22-

2 MnO4- + 5H2O2 + 6 H2O Mn2+ + 5O2 + 8H2O

Sedangkan pada pengujian hasildengan asam sulfat dan KI, didapatkan larutan kuning kecoklatan. Warna kuning kecoklatan ini menunjukan terbentuknya I2. Hal tersebut menunjukkan bahwa peroksoborat dapat mengoksidasi I-

Reaksi yang terjadi

BO33- + H2O H2O2 + BO22-

H2O2 + 2H+ +2I- I2 + 2H2O

Pertanyaan dan Jawaban

1. Pada pembuatan natrium perboraks, mengapa campuran borak dan NaOH harus didinginkan pada saat penambahan H2O2? Hal ini dikarenakan reaksi dengan H2O2 adalah reaksi yang eksoterm, pada reaksi eksoterm pengendapan yang sempurna sebaiknya dilakukan pada suhu rendah. Selain itu pula, agar pembentukan kristal, dapat terbentuk dan agar reaksi yang berjalan lebih stabil

2. Tuliskan reaksi hidrolisa dari Na2B4O7. Bagaimana sifat PH larutan Na2B4O7?Na2B4O7.4H2O + 7 H2O 2NaOH + 4H3BO3

Didalam air, larutan boraks memiliki sifat basa

3. Tuliskan reaksi pembentukan NaBO3 bila Na2B4O7 dilarutkan kedalam air dan kemudian ditambahkan Na2B4O7 + 7H2O H3BO3 + 2NaOHH3BO3 + NaOH + Na2O2 Na3BO3 + 3H2O + 2H2

4. Tuliskan reaksi yang terjadi bila garam NaBO3 dilarutkan dalam airBO33- + H2O H2O2 + BO22-

5. Sebagai oksidator, manakah yang lebih kuat NaBO3 atau KMnO4? NaBO3 lebih kuat sebagai oksidator daripada KMnO4, hal ini dibuktikan pada saat penambahan KMnO4, KMnO4 tidak mampu merubah warna dan larutan peroksoborat

6. Apakah warna larutan setelah ditambahkan Ti(IV) sulfat? Apakah warna test untuk titanium didasarkan pada warna orange atau kuning yang intens (terang) yang diihasilkan bila larutan garam-garam Ti direaksikan dengan H2O2. Hal ini terjadi karena ter bentuk spesi-spesi seperti [Ti(O2)OH]+ pada PH <1

Kesimpulan 1. Natrium peroksoborat direaksikan dengan mereaksikan boraks dengan NaOH & H2O2

2. NaOH berfungsi sebagai pelarut borak 3. H2O2 berfungsi sebagai pengoksidasi bagi kristal boraks 4. Pendinginan didalam bak es agar terbentuk kristal yang baik dan banyak5. Pencucian kristal dengan alkohol ditujukan untuk melarutkan pengotor yang terdapat pada kristal6. Air dan kristal memiliki polaritas yang sama, sehingga saling melarutkan 7. Na-peroksoborat merupakan oksidator yang lebih kuat daripada KMnO4

8. Peroksoborat dapat mengoksidasi KI

Daftar PustakaSihombing, Riwandi. Penuntun Praktikum Kimia Logam dan Non Logam. FMIPA UI. 2007.Cotton & Wilkinson. Kimia Organik Dasar. UI Press. 1989.