BELERANG

I. TUJUAN

a. Mempelajari modifikasi belerang

b. Mempelajari sifat H2SO4

II. TEORI

Belerang mempunyai sifat alotrofi yaitu suatu kemampuan zat untuk

terdapat lebih dari satu macam bentuk. Sifat fisika dari bentuk alotrop

suatu unsur itu sama, tetapi berbeda dalam sifat kimianya.

Belerang rombik atau disebut juga belerang terdiri dari molekul Sg .

Belerang rombik ini melarut dalam alcohol, eter dan karbon disulfide dan

hasil penguapan perlahan-lahan dari larutan belerang dalam pelarut-

pelarut ini menghasilkan Kristal octahedral.

Belerang monoklin disebut juga belerang. Belerang bentuk ini

mengkristal dari leburan belerang diatas 95,6oC berbentuk jarum-jarum

prisma. Molekul belerang terdiri dari cincin Sg.

Jika belerang dipanaskan perlahan-lahan dalam tabung reaksi akan

meleleh menjadi cairan kuning terdiri dari molekul Sg. Titik lebur S adalah

96,50C dan titik leleh yang diamati bergantung pada kecepatan

pemanasan.

Jika suhu dinaikkan warna akan menjadi gelap dan cairan menjadi

kental karena cincin Sg mulai putus dan membentuk rantai. Kekentalan

bertambah sampai mencapai maksimum pada 200oC ketika cairan menjadi

hitam. Jika suhu terus dinaikkan kekentalan berkurang sampai pada titik

didih 444,6 oC .Uap terdiri dari S6 , S4 dan S2.

Apabila cairan belerang yang mendidih dituangkan kedalam air dingin,

akan diperoleh belerang plastis atau disebut juga belerang berbentuk rantai

spiral. Jika didiamkan bentuk rantai berubah menjadi belerang rombik

bercincin Sg.

Belerang koloid diperoleh dari:

1

a. Mencampurkan larutan hydrogen sulfide dingin dan belrang dioksida

2H2S + SO2 2H2O + S

b. Mereaksikan larutan natrium thiosulfate dengan asam klorida pekat

S2O32- + 2H+ H2O + SO2 + S

( Tim Kimia Anorganik,2014:19-20 )

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.

Sifat dari belerang ini sangatlah penting karena fase logamnya

memiliki suhu kritis yang sangat tinggi yang melampaui

superkonduktivitas dari unsur-unsur benda padat lainnya yang telah

diteliti. Lebih lanjut, suhu kritis ini meningkat dengan bertambahnya

tekanan, merupakan sifat yang luarbiasa. Sebagai contoh, selenium dan

telurium, yang merupakan satu golongan dengan belerang, menunjukkan

sifat yang berbeda. Belum ada yang tahu bagaimana menjelaskan

fenomena tersebut. Makna dari hasil penelitian tersebut adalah bahwa

belerang membuka kesempatan untuk pengembangan dari percobaan teori

superkonduktivitas. Para peneliti sedang merencanakan untuk

meningkatkan tekanan guna mempelajari sifat yang luar biasa ini.

(Sekewale Hyan :2012)

Belerang (sulfur) pada temperature biasa Kristal yang stabil

mempunyai system rhombis. Tetapi bila dipanaskan sampai 95,6 0C pada

tekanan 1 atm Kristal yang bersistem rhombi situ akan berubah menjadi

Kristal yang mempunyai system monoklin. Sebaliknya bila kristal yang

mempunyai system monoklin ini didinginkan, maka pada temperature

96,60C akan berubah menjadi Kristal yang bersistem rhombis. Jadi pada

2

contoh ini perubahan merupakan peristiwa yang dapat balik,yang disebut

dengan enantiotropy. Bila perubahan tidak dapat balik maka disebut

dengan monotropy.

Ada 4 phase dari belerang yang mungkin terjadi, tetapi keempat phase

ini tidak mungkin ada bersama – sama dalam suatu kesetimbangan. Jadi

untuk satu komponen, jumlah phase yang ada maksimal 3 dan disini

merupakan system invariant

(Respati, 1986 ; 168)

Pencemaran oleh sulfur oksida terutama disebabkan oleh dua

komponen sulfur bentuk gas yang tidak berwarna, yaitu sulfur dioksida

(SO2) dan sulfur trioksida (SO3), dan keduanya disebut sulfur oksida

(SOx). Sulfur dioksida mempunyai karakteristik bau yang tajam dan tidak

mudah terbakar diudara, sedangkan sulfur trioksida merupakan komponen

yang tidak reaktif. Pembakaran bahan-bahan yang mengandung Sulfur

akan menghasilkan kedua bentuk sulfur oksida, tetapi jumlah relatif

masing-masing tidak dipengaruhi oleh jumlah oksigen yang tersedia. Di

udara SO2 selalu terbentuk dalam jumlah besar. Jumlah SO3 yang

terbentuk bervariasi dari 1 sampai 10% dari total SOx. Mekanisme

pembentukan SOx dapat dituliskan dalam dua tahap reaksi sebagai

berikut :

S + O2 < ——— > SO2

2 SO2 + O2 < ——— > 2 SO3

SO3 di udara dalam bentuk gas hanya mungkin ada jika konsentrasi uap

air sangat rendah.Jika uap air terdapat dalam jumlah cukup, SO3 dan uap

air akan segera bergabung membentuk droplet asam sulfat ( H2SO4 )

dengan reaksi sebagai berikut :

SO2 + H2O2 ———— > H2SO4

(Yuli Wicahyo, 2010)

3

III. PROSEDUR KERJA

3.1 Alat dan Bahan

Alat

Pembakar

Gelas ukut

Sendok plastik kecil

Gelas kimia 250ml

Tabung

Penjepir tabung reaksi

Kaca arloji

Cawan penguap

Corong

Rak tabung reaksi

Bahan

Belerang

Pb 1 M

Gula pasir C2H5OH

BaCl2

K2Cr2O7

H2SO4 pekat

CH3COOH

Na2SO

3.2 Skema Kerja

4

3.2.1 Modifikasi Belerang

a)

Dilarutkan dalam 5ml

Dituangkan larutan kedalam kaca arloji

Ditutup dengan kertas saring sebagian

Dibiarkan menguap

Diperhatikan Kristal yang terbentuk

b)

dileburkan 1 sendok dalam cawan

penguap

dipanaskan dengan hati-hati sampai

melebur (warna kuning coklat).

dihentikan pemanasan

dibiarkan membeku

diperhatikan garis-garis Kristal yang

terbentuk

c)

5

Serbuk belerang 0,5 gr

CS2

CS2

Serbuk belerang

Serbuk belerang

HASIL

HASIL

dipanaskan perlahan dalam tabung

reaksi sambil digoyang

diamati warna viskositasnya hingga

mendidih

d)

dituangkan kedalam gelas kimia yang

berisi air sampai terbentuk batang yang

panjang dan tipis

3.2.2 Hydrogen Sulfida

a.

diperiksa gas yang keluar dengan kertas

timbal

dicatat pengamatan

b.

6

Belerang

HASIL

Campuran paraffin, belerang dan asbes

Sebutir FeS dan HCL encer

HASIL

HASIL

direaksikan dalam tabung reaksi yang

dilengkapi dengan pipa yang ujungnya

lancip

3.2.3 Sifat Asam Sulfat

a.

dipanaskan hati-hati (tidak sampai

mendidih)

dicatat pengamatan

b.

dibasahi dengan larutan K2Cr2O7 yang

diasamkan

diletakkan dimulut tabung reaksi

dicatat pengamatan

c.

7

HASIL

Sekeping tembaga dan 1 ml asam sulfat pekat

Kertas saring

Asam sulfat pekat

HASIL

HASIL

ditambahkan beberapa tetes pada gula

yang terdapat dalam reaksi

dicatat pengamatan

d.

dimasukan kedalam tabung reaksi

masing-masing 2ml

ditambahkan

dipanaskan dalam gelas kimia yang

berisi air panas

diamati

e.

dilarutkan sedikit dalam air

8

Asam asetat dan alkohol

Asam sulfat pekat

Na2SO3

HASIL

HASIL

ditambahkan

disaring

ditambahkan air brom sampai

warna kuning tidak hilang

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Pengamatan dan Perhitungan

4.1.1 Modifikasi belerang

a) Serbuk belerang dalam CS2

9

HASIL

Barium klorida dan asam klorida encer

endapan

Hasil : CS2 menguap

Terbenuk Kristal-kristal

b) Serbuk belerang dipanaskan

Hasil : Warna kuning kecoklatan

Ketika dibiarkan terbentuk garis-garis Kristal

c) Srbuk belerang dipanaskan perlahan-lahan

Hasil : Warna viskositas ketika meleleh yaitu kuning

pekat

Warna viskositas ketika mendidih yaitu kuning

kecoklatan

d) Belerang yang mendidih dalam 40ml air

Hasil : Berbentuk gelembung-gelembung bulat

berwarna kuning tidak menyatu dengan air

4.1.2 Hidrogen sulfide

a) Campuran paraffin, belerang dan asbes (dipanaskan)

Hasil : Uapnya berwarna kuning, berbau menyengat

b) FeS direaksikan dengan HCl encer dalam tabung reaksi

lengkap dengan pipa yang ujungnya lancip

Hasil : berbau busuk, terdapat gelembung gas

4.1.3 Sifat asam sulfat

a) Sekeping tembaga dengan 1 mL asam sulfat pekat

Hasil : Berasap, terdapat endapan,berwarna hitam,

terbentuk 2 lapisan

b) Kertas saring yang dibaahi K2Cr2O7 dimulut tabung

Hasil : warna kertas saring menjadi biru

c) Gula yang ditambahkan 10tetes asam sulfat pekat

Hasil : Warna coklat kekuningan, lam-kelamaan

menjadi hitam , gula menjadi gosong

d) 2mL asam asetat+2mL alcohol+2mL asam sulfat pekat

dalam tabung reaksi (dipanaskan)

10

Hasil : Menghasilkan gelembung gas yang banyak

Sebelum dipanaskan campuran sucah panas dan

terdapat sedikit gelembug

e) Na2SO3 ditambah barum klorida

Hasil : Tidak dipraktikumkan

4.2 Pembahasan

Unsur belerang terdapat dalam jumlah besar dalam kerak bumi sebagai

mineral sulfide dan sulfat.Selain itu,belerang juga terdapat sebagai

hydrogen sulfide dalam gas alam dan berbagai senyawa belerang organic

dalam batu bara dan minyak.

Belerang terdapat dalam lebih dari satu bentuk kristalin.Bentuk

kristalin yang dihasilkan biasanya berwarna kuning.bentuk kristal

tergantung pada suhu.Suhu dimana sati bentuk kistalin berubah menjadi

kristalin lain disebut kristalin transisi.

Modifikasi belerang

Untuk percobaan modifikasi belerang ini praktikan melakukan

empat percobaan. Yeng pertama serbuk belerang yang

dilarutkan dalam 5 mL CS2 setelah didiamkan beberapa saat

menghasilkan uap CS2 pada kertas saring, adapun terbentuk

Kristal belerang yang berwarna kuning dan bentuknya agak

memanjang. Kristal belerang yang dihasiljkan ini merupakan

belerang romik atau disebut juga belerang a terdiri dari molekul

Sg. Belerang rombik larut dalam alcohol, ester dsn karbon

disulfide dan hasil penguapan perlahan-lahan dari larutan

belerang dalam ini menghasilkan Kristal octahedral.

Yang kedua, yaitu meleburkan serbuk belerang tetapi tidak

sampai meleleh. Setelah didiamkan hingga membeku terbentuk

garis-garis Kristal berwarna kuning. Jika belerang dipanaskan

perlahan-lahan belerang akan melelehmenjadi cairan kuning

11

terdiri dari molekul S8. Titik leleh S a 113oC dan titik leleh

119oC dan suhu transisi kedua modifikasi adalah 95,6oC, titik

leleh yang diamati bergantung pada kecepatan pemanasan.

Kristal yang diperoleh pada percobaan kedua ini merupakan

belerang monoklin, belerang monoklin disebut juga belerang β.

Belerang bentuk ini mengkristal dari leburan belerang diatas

95,6oC, berbentuk jarum-jarum. Molekul belerang β terdiri dari

cincin S8.

Selanjutnya praktikan memanaskan perlahan-lahan serbuk

belerang dalam tabung reaksi dan menggoyang-goyangkan

tabung tersebut, dari pengamatan yang didapat warna viskositas

ketika meleleh yaitu kuning pekat dan warna viskositas setelah

mendidih yaitu kuning kecoklatan. Viskositas ini berkurang

sampai titik didih tercapai.

Modifikasi belerang yang keempat, setelah melebur dan

mendidih belerang dituangkan pada air dingin 40mL dan

hasilnya terbentuk Kristal bulat berwarna kuning. Kristal-

kristal tersebut terbentuk kecil-kecil dan mempunyai pola

menyeluruh karena lelehan belerang ini langsung dibekukan

secara tiba-tiba sehingga molekul-molekul belerang itu tidak

mempunyai waktu untuk menjuruskan (mengorientasikan) diri

mereka untuk membentuk kristal yang berkembang dengan

baik. Akibatnya, zat padat itu menjadi suatu massa dari kristalit

kecil=kecil sedangkan yang tak mempunyai pola menyeluruh

yakni zat padat terbentuk amort, Kristal inin disebut juga

dengan belerang plastic atau belerang berbentuk rantai spiral

Hidrogen sulfide

Untuk hydrogen sulfide ini praktikan melekukan dua

percobaan. Yang pertama mencampurkan paraffin, belerang

12

dan asbes kedalm tabung reaksi. Setelah dipanaskan

menghasilkan uap berwarna kuning dan berbau menyengat.

Yang kedua mereaksikan sebutir FeS dan HCl encer, hasilnya

terdapat gelembung gas dan berbau busuk.

Reaksi yang terbentuk yaitu ;

FeS + 2HCl FeCl2 + H2S

Sfat asam sulfat

Penentuan sifat asam sulfat ini praktikan melakukan 5

percobaan. Yang pertama hasil pemanasan sekeping tembaga

dengan 1mL asam sulfat pekat yaitu berasap dan terbentuk 2

lapisan dan endapan berwarna hitam.

Reaksi yang terbentuk ;

Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 + 2H2O

Asam sulfat yang digunakan pada percobaan ini meupakan zat

pengoksida kuat. Asam sulfat bereaksi dengan kebanyakan

logam via reakso penggantian tunggal menghasilkan gas

hydrogen dan logam sulfat. H2SO4 encer menyerang besi,

aluminium, seng, mangan, magnesium dan nikel. Namun reaksi

dengan timah dan tembaga memerlukan asam sulfat yang panas

dan pekat, dan reaksi ini akan menghasilkan sulfur dioksida

(SO2) dari pada hydrogen. Hal ini karena asam sulfat pekat

panas berperan sebagai oksidator. Sehingga ketika asam sulfat

pekat panas bereaksi dengan tembaga akan menghasilkan

garam, air, dan sulfur dioksida. Rekasi ini ditandai dengan

adanya gelembung gas.

Gelembung gas yang dihasilkan ini selanjutnya diuji dengan

meletakkan kertas saring yang dibasahi dengan K2Cr2O7

dimulut tabung reaksi. Beberapa saat kemuduan kertas saring

berubah warna menjadi biru, hal ini membuktikan adanya gas

13

SO2 yang dihasilkan dari reaksi tembaga dan asam sulfat pekat

ini bereaksi dengan K2Cr2O7 .

Reaksi yang terjadi ;

Cr2O72- + SO2 + H+ 2Cr3+ + SO42- + 5H2O

Warna biru yang dihasilkan disebabkan oleh pembentukan ion

kromium (III).

Percobaan selanjutnya menambahkan 10 tetes asam sulfat

pekat pada gula dalam tabung reaksi menghasilkan warna

hatam dan gula menjadi gosong. Penambahan H2SO4 pekat

menyebabkan gila terurai atau dipisahkan atom hydrogen dan

oksigen dari gula tersebut. Reaksi yang terjadi yaitu;

C6H12O6 + H2SO4 6C + 6H2O + H2SO4

Dalam reaksi ini H2SO4 bertindak sebagai dehydrator untuk

gula. Reaksi ini akan menghasilkan karbon dan air yang

terserat dalam asam sulfat (yang akan mengencerkan asam

sulfat). Adanya karbon yang dihasilkan dari reaksi ini dapat

dilihat dengan terbentuknya warna hitam pada campuran ketika

ditambahkan dengan H2SO4 pekat, gula tersebut akan menjadi

karbon berpori-pori yang mengembang mengeluarkan aroma

seperti caramel.

Selanjutnya mencampukan asam asetat, alcohol, dan asam

sulfat menghasilkan sedikit gelembung gas sebelumdipanaskan

dan campuran sudah panas terlebih dahulu. Setelah dipanaskan

gelembung semakin banyak.

Percobaan yang terakhir yaitu melarutkan Na2SO3 dan

menambahkan barium klorida, akan terbentuk endapan.

Kemudian endapan ini ditambahkan air brom. Namun, karena

bahan yang digunakan tidak ada jadi percobaan ini tidak

dipraktikumkan. Menurut literature hasil endapan adalah putih.

14

Reaksi yang tebentuk antara Na2SO3 dengan barium klorida,

yaitu ; Na2SO3 + BaCl2 BaSO3 + 2NaCl

Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa asm sulfat

memiliki sifat sebagai berikut :

Sifat asam

H2SO4(l)+ H2O(l) H3O(Aq) + H2SO4-

(Aq)

Sifat pengoksidasi

Cu(s) + 2 H2SO4 (l) CuSO4(s)+2H2O(l) + SO2(g)

Sifat dehidrasi

C6H12O6 + H2SO4 6C + 6H2O + H2SO4

Sifat sulfonasi

C6H6 (l) + H2SO4 (l) C6H5SO2OH (l) + H2O (l)

Sebagai katalis pembentukan ester

CH3COOH + C2H5OH H2SO CH3COOC2H5

+ H2O

V. KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan

Dari hail percobaan tersebut dapat disimpulkan bahwa :

1. Belerang terdapat dalam lebih dari satu bentuk kristalin yang

berwarna kuning,bentuk kristalin belerang tergantung pada suhu.

Belerang terdapat dalam beberapa bentuk alotrop. Yang stabil

adalah belerang rombik yang mengandung S8.

Viskositas belerang makin berkurang dengan kenaikan suhu.

15

2. Asam sulfat dapat mengoksidasi logam tembaga menghasilkan

garam,air dan sulfur dioksida (SO2). H2SO4 dapat bereaksi

dengan gula.dalam reaksi ini,asam sulfat bertindak sebagai

dehydrator.hasil reaksi yang diperole yaitu karbon dan air yang

terserat dalam asam sulfat.

Sifat-sifat kimia asam sulfat adalah sebagai berikut:

Sifat asam

Sifat sebagai oksidator

Sifat dehidrasi

5.2 Saran

Dalam praktikum ini kami kekurangan air brom, bahkan tidak ada

sama sekali. Hal ini membuat praktikum kurang berjalan sebagaimana

mestinya. Untuk itu kami mengharapkan untuk praktikum yang akan

datang bahan-bahan ataupun alat yang dibutuhkan untuk melakukan

percobaan sudah terpenuhi, sehingga praktikum bisa berjalan dengan baik

dan sesuai dengan yang sebenarnya.

VI. DAFTAR PUSTAKA

16

LAMPIRAN

Pertanyaan

1. Tuliskan semua reaksi kimia yang terjadi dalam pembuatan belerang

rombis dan monoklin serta reaksi antara firit dan HCl ?

Jawab : Reaksi belerang rombis

S8  (s)  +   CHCl3 (aq) S8 (rombis)

Reaksi belerang monoklin

S8  (s)  +   CS2 (aq) S8(monoklin)

2. Gambarkan struktur dari belerang rombis dan monoklin ?

Jawab : Gambar belerang rombis

17

Gambar belerang monoklin

3. Sebutkan sifat-sifat fisika dan kimia dari H2S

Jawab : Sifat fisika H2S

1. Terbentuk dari 2 unsur Hidrogen dan 1 unsur sulfur.

2. Tidak bewarna.

3. Bau yang merangsang, seperti telur busuk.

4. Dalam kosentrasi agak tinggi dapat menyebabkan orang jadi pingsan secara

cepat bila mencium baunya.

5. Pada kosentrasi yang lebih tinggi mempunyai bau dan rasa yang agak

manis. Dan segera dapat melumpuhkan saraf penciuman sehingga gas H2S ini

tidak dapat diketahui berdasarkan penciuman.

6. Konsentrasinya sangat rendah.

7. Sangat beracun.

Menempati urutan ke dua setelah Hidrogen sianida, dan 5 – 6 kali lebih

beracun dari karbon monoksida ( CO ).

8. Berat jenis Hidrogen sulfida sekitar 20% lebih berat daripada berat jenis

udara.

Dengan perbandingan Spesifik grafitasi.= 1,192 (udara Spesifik grafitasi=

1,00)

Sehingga Gas H2S akan cenderung terkumpul di tempat / daerah yang rendah.

9. Dapat terbakar dan meledak pada konsentrasi LEL ( Lower Explosive Limit

) 4,3 % ( 43.000 PPM ) sampai UEL ( Upper Explosive Limit ) 46% (460.000

18

PPM) dengan nyala api bewarna biru pada temperatur 500° F (260° C).

10. Dapat larut dalam air ( daya larut dalam air 437 ml/100ml air pada 0° C,

186 ml/100ml air pada 40° C ), dan larut dalam hydrogen cair.

11. Bersifat korosif, sehingga dapat menyebabkan karat pada peralatan logam.

12. Bersifat iritasi terhadap mata, dan saluran pernafasan.

13. Bersifat flammable ( mudah terbakar ).

14. Bila terbakar menghasilkan asam belerang (SO2) yang kurang berbahaya

dari H2S. Tetapi mengganggu mata dan paru-paru yang menyebabkan infeksi

kimiawi dalam beberapa jam saja.

15. Mempunyai nilai ambang batas (NAB) : 10 PPM (part per million).

Sifat kimia H2S

Hidrogen sulfida merupakan hidrida kovalen yang

secara kimiawi terkait dengan air (H2O) karena oksigen

dan sulfur berada dalam golongan yang sama di tabel

periodik.

• Hidrogen sulfida merupakan asam lemah, terpisah

dalam larutan aqueous (mengandung air) menjadi

kation hidrogen H+ dan anion hidrosulfid HS−:

H2S → HS− + H+

Ka = 1.3×10−7 mol/L; pKa = 6.89.

• Ion sulfid, S2−, dikenal dalam bentuk padatan tetapi

tidak di dalam larutan aqueous (oksida). Konstanta

disosiasi kedua dari hidrogen sulfida sering dinyatakan

sekitar 10−13, tetapi sekarang disadari bahwa angka ini

merupakan error yang disebabkan oleh oksidasi sulfur

dalam larutan alkalin. Estimasi terakhir terbaik untuk

pKa2 adalah 19±2

19

• Merupakan asam lemah. Bila terdapat ion-ion

hidroksil akan terbentuk

Hydrogen sulfide dan sulfide.

• Sebagai pereduksi.

Hydrogen sulfide terbakar di udara dan menghasilkan

belerang, namun

belerang akan terbakar dan terbentuk belerang

dioksida.

20

21