1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kristal tunggal adalah suatu padatan yang atom-atoam dalam molekulnya

diatur dalam keterulangan dimana sebagian padatan kristal tersusun dari jutaan

kristal tunggal yang disebut grain. Kristal tunggal juga disebut sebagai

monokristalin, yaitu suatu padatan kristal yang mempunyai kisi kristal yang

susunannya teratur secara kontinyu dan kisi-kisi kristal yang membentuk bingkai

tersebut tidak rusak atau tetap strukturnya.1

Kristal atau hablur adalah suatu padatan yang atom, molekul atau ion

penyusunnya terkemas secara teratur dan polanya berulang melebar secara tiga

dimensi. Secara umum, zat cair membentuk kristal ketika mengalami proses

pemadatan. Pada kondisi ideal, hasilnya bisa berupa kristal tunggal, yang semua

atom-atom dalam padatannya "terpasang" pada kisi atau struktur kristal yang

sama, tapi, secara umum, kebanyakan kristal terbentuk secara simultan sehingga

menghasilkan padatan polikristalin, misalnya kebanyakan logam yang ditemui

sehari-hari merupakan polikristal.2

Berdasarkan latar belakang di atas maka dilakukan percobaan sintesis

kristal tunggal besar [KAl.(SO4)2.12H2O] untuk mengetahui bagaimana cara

pembentukan kristal tunggal besar kalium amonium sulfat dodekahidrat [KAl.

(SO4)2.12H2O].

1“Kristal” Wikipedia Ensiklopedia Bebas. http://id.wikipedia.org/w/kristal (2014).2“Kristal” Wikipedia Ensiklopedia Bebas (2014).

1

2

B. Rumusan Masalah

Rumusan masalah dari percobaan ini yaitu bagaimana cara pembentukan

kristal tunggal besar kalium amonium sulfat dodekahidrat [KAl.(SO4)2.12H2O]?

C. Tujuan Percobaan

Tujuan dari percobaan ini yaitu untuk mengetahui bagaimana cara

pembentukan kristal tunggal besar kalium amonium sulfat dodekahidrat [KAl.

(SO4)2.12H2O].

D. Manfaat Percobaan

Manfaat dari percobaan ini yaitu dapat mengetahui bagaimana cara

pembentukan kristal tunggal besar kalium amonium sulfat dodekahidrat [KAl.

(SO4)2.12H2O].

1

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Kristal merupakan susunan atom-atom yang teratur dalam ruang tiga

dimensi. Keteraturan susunan tersebut terjadi karena harus terpenuhinya kondisi

geometris, ketentuan ikatan atom, serta susunan yang rapat, walaupun tidak

mudah untuk menyatakan bagaimana atom tersusun dalam padatan, namun ada

hal-hal yang bisa menjadi faktor penting yang menentukan terbentuknya polihedra

koordinasi susunan atom-atom. Secara ideal, susunan polihidra koordinasi paling

stabil adalah yang memungkinkan terjadinya energi per satuan volume yang

minimum.3

Keadaan tersebut dicapai jika:4

1. Kenetralan listrik terpenuhi.

2. Ikatan kovalen yang diskrit dan terarah terpenuhi.

3. Gaya tolak ion-ion menjadi minimal.

4. Susunan atom serapat mungkin.

Proses terbentuknya struktur kristal dikenal sebagai kristalisasi. Meski

proses pendinginan sering menghasilkan bahan kristal, dalam keadaan tertentu

cairannya bisa membeku dalam bentuk non kristal. Banyak kasus ini terjadi

karena pendinginan yang terlalu cepat sehingga atom-atomnya tidak dapat

mencapai lokasi kisinya. Suatu bahan non kristal biasa disebut bahan amorf atau

seperti gelas, walaupun terkadang bahan seperti ini juga disebut sebagai padatan

3Sudaryatno S & Ning Utari, Mengenal Sifat-Sifat Material (Jakarta; Erlangga, 1999), h.1.4Sudaryatno S & Ning Utari, Mengenal Sifat-Sifat Material, h.1.

3

4

amorf, meskipun ada perbedaan jelas antara padatan dan gelas. Proses

pembentukan gelas tidak melepaskan kalor lebur jenis, karena alasan ini banyak

ilmuwan yang menganggap bahan gelas sebagai cairan, bukan padatan.5

Seperti telah dipahami bahwa terdapat tiga faktor yang mempengaruhi

pertumbuhan kristal yaitu:6

1. Sifat zat itu sendiri, meliputi tingkat keterlautan bahan, derajat keasaman dan

tingkat kejenuhan.

2. Suhu, meliputi suhu Iingkungan dan suhu larutan yang salah satunya adalah

suhu pertumbuhan (Growth Temperatrue).

3. Gangguan mekanik.

Beberapa suhu yang berkaitan dengan proses penumbuhan kristal antara

1ain:7

1. Suhu nukleasi (nucleation temperatur), yaitu suhu ketika suatu larutan

membentuk inti. Proses pengintian (nucleation) akan lebih cepat terjadi pada

suhu tinggi bergantung pada jenis bahan.

2. Suhu saturasi (saturation temperature), yaitu suhu ketika larutan tepat akan

jenuh. Kristal akan terbentuk ketika Iautan tepat jenuh. Ketidak jenuhan

mungkin terjadi ketika suhu saturasi meningkat walaupun sedikit, bergantung

pada jernih 1arutan.

5“Kristal” Wikipedia Ensiklopedia Bebas (2014).6Thoifah dan Frida U. Ermawati, “Pengaruh Suhu Pertumbuhan pada Laju Perumbuhan

Kristal Tunggal Garam Rochelle (KNaC6H606.4H20)” Jurnal Fisika dan Aplikasinya 3, no 2 (Juni 2007), h. 1.

7Thoifah dan Frida U. Ermawati, “Pengaruh Suhu Pertumbuhan pada Laju Perumbuhan Kristal Tunggal Garam Rochelle (KNaC6H606.4H20)” 3, no 2 (Juni 2007), h. 1.

3

5

3. Suhu pertumbuhan (growth temperatur) yaitu suhu pada saat kristal itu

tumbuh. Setelah proses nukleasi maka kristal itu akan tumbuh

4. Suhu ketidak larutan (dissolution temperatute) yaitu suhu ketika bahan

terlatut sudah tidak dapat latut dalam 1autan 1agi.

Unsur-unsur tertentu mengkristal dalam struktur padatan yang sangat

sederhana yang atomnya terletak pada setiap titik kisi. Polonium ialah salah

satunya unsur yang diketahui mengkristal dalam kisi kubik sederhana, yang

atomnya terletak pada perpotongan tiga pasang bidang yang berjarak sama yang

membentuk sudut siku-siku. Logam alkali mengkristal dalam struktur kubik pusat

badan (KPB) pada tekanan atmosfer. Logam aluminium, nikel, tembaga dan perak

mengkristal dalam struktur kubik pusat muka (KPM).8

Teori medan kristal menjelaskan ikatan dalam ion kompleks semata-mata

dari segi gaya elektrostatik, dalam ion kompleks ada dua jenis interaksi

elektrostatik. Salah satunya ialah tarik menarik antara ion logam positif dan ligan

yang bermuatan negatif atau ujung bermuatan negatif dari suatu ligan polar, gaya

inilah yang mengikat ligan dengan logam. Jenis kedua ialah interaksi tolak

menolak elektrostatik antara pasangan elektron bebas pada ligan dan elektron

dalam orbital logam itu.9

Suatu kristal dapat digolongkan berdasarkan susunan partikelnya dan

dapat pula berdasarkan jenis partikel penyusunnya atau interaksi yang

menggabungkan partikel tersebut:

Logam Ionik Molekuler Kovalen8Oxtoby, Gillis Nachtrieb, Principles of Modern Chemistry, terj. Suminar Setiati

Achmadi, Prinsip-prinsip Kimia Modern (Jakarta: Erlangga, 2003), h. 171.9Raymond Chang, Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti (Jakarta: Erlangga, 2005), h. 245.

6

Li NaCl Ar C (intan)

Ca LiF Xe Si

Al AgCl Cl SiO2

Fe Zn CO2

Tabel II.1 Jenis-jenis Kristal.10

Tawas (Alum) adalah kelompok garam rangkap berhidrat berupa kristal

dan bersifat isomorf. Kristal tawas ini cukup mudah larut dalam air dan

kelarutannya berbeda-beda tergantung pada jenis logam dan suhu. Alum

merupakan salah satu senyawa kimia yang dibuat dari dari molekul air dan dua

jenis garam, salah satunya biasanya [Al2(SO4)3]. Alum kalium, juga sering dikenal

dengan alum mempunyai rumus formula yaitu [K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O]. Alum

kalium merupakan jenis alum yang paling penting. 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 sangat

larut dalam air panas. Ketika kristalin alum kalium dipanaskan terjadi pemisahan

secara kimia, dan sebagian garam yang terdehidrasi terlarut dalam air.11

10“Kristal” Wikipedia Ensiklopedia Bebas (2014).11“Alum Kristal” wikipedia ensiklopedia Bebas. http://id.wikipedia.org/w/index.php?

title=Berkas:Alumkristal (2014).

7

Manfaat atau kegunaan tawas (alum) yaitu:12

1. Penjernihan Air

Tawas telah dikenal yang berfungsi untuk menggumpalkan kotoran

pada proses penjernihan air. Tawas sering sebagai penjernih air, kekeruhan

dalam air dapat dihilangkan melalui penambahan sejenis bahan kimia yang

disebut koagulan. Pada umumnya bahan seperti Aluminium sulfat

[Al2(SO4)3.18H2O] atau sering disebut alum atau tawas, fero sulfat, Poli

Aluminium klorida (PAC) dan poli elektrolit organik dapat digunakan

sebagai koagulan. Untuk menentukan dosis yang optimal, koagulan yang

sesuai dan pH yang akan digunakan dalam proses penjernihan air, secara

sederhana dapat dilakukan dalam laboratorium dengan menggunakan tes yang

sederhana. Prinsip penjernihan air adalah dengan menggunakan stabilitas

partikel-partikel bahan pencemar dalam bentuk koloid. Tawas sebagai

koagulan di dalam pengolahan air maupun limbah. Sebagai koagulan alum

sulfat sangat efektif untuk mengendapkan partikel yang melayang baik dalam

bentuk koloid maupun suspensi.

2. Bahan Kosmetik

Pembentuk koloid, maka sifat yang sangat penting pada tawas adalah

adsorpsi. Tawas dapat mengadsorpsi kotoran, racun dan lainnya. Tawas bisa

digunakan untuk menghilangkan bau badan atau anti deodorant. Cara untuk

menghilangkan bau badan sangat mudah, yaitu ambil satu buah tawas lalu

celupkan ke air dan oleskan ke ketiak anda secukupnya. Kalau untuk

menghilangkan warna hitam di ketiak, yaitu gunakan tawas secukupnya yang 12“Alum Kristal”. http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Berkas:Alumkristal (2014).

8

dicampur air hangat lalu oleskan pada ketiak anda yang gelap warnanya

secara rutin.

3. Bahan Anti Api

Alum kalium memiliki titik leleh 900ºC. Tipe lain dari alum adalah

aluminium sulfat yang mencakupi alum natrium, alum amonium dan alum

perak. Alum digunakan untuk pembuatan bahan tekstil yang tahan api. Tawas

digunakan dalam alat pemadam kebakaran. Larutan yang mengandung tawas

digunakan pada berbagai benda seperti kayu, kain dan kertas untuk

meningkatkan ketahanannya terhadap api.

BAB III

9

METODOLOGI PERCOBAAN

A. Waktu dan Tempat

Hari/ Tanggal : Kamis/ 12-14 Mei 2014

Waktu : 08.00 – 13.30 WITA

Tempat : Laboratorium Kimia Anorganik Fakultas

Sains dan

Teknologi Jurusan Kimia. UIN Alauddin

Makassar.

B. Alat dan Bahan

1.Alat

Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah neraca

analitik, termos es, gelas kimia 250 mL, pembakar

bunsen, pipet tetes 2 mL, kaki tiga, kasa, spatula dan batang

pengaduk.

2.Bahan

Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah

aquades (H2O), es batu (H2O(S)), aluminium foil, benang putih,

kristal KAl(SO4)2.12H2O, korek api, kertas saring, dan tissu.

10

C. Prosedur Kerja

Prosedur kerja pada percobaan ini yaitu sebagai berikut:

1. Memipet aquades (H2O) ke dalam gelas kimia 250 mL

sebanyak 8 mL.

2. Memanaskan aquades (H2O) hingga suhu 50oC.

3. Menimbang 4 gram kristal kalium aluminium sulfat

dedokahidrat [KAl (SO4)2.12H2O].

4. Memasukkan kristal kalium aluminium sulfat dedokahidra

[KAl (SO4)2.12H2O] sedikit demi sedikit ke dalam air panas

kemudian mengaduk hingga kristal larut sempurna.

5. Mendinginkan campuran, setelah dingin menutup wadah

campuran dengan aluminium foil dan mendiamkannya

selama satu malam.

6. Melakukan dekantasi dan memisahkan kristal diatas

secarik kertas saring.

7. Memilih kristal yang memiliki ukuran yang paling besar,

kemudian mengukur diameter dan menimbang bobot awal

kristal sebelum proses penumbuhan.

8. Mengikat kristal dengan benang kemudian memanaskan

kembali larutan jenuhnya hingga suhu 50oC.

9

11

9. Mendinginkan larutan jenuhnya hingga suhu kamar

kemudian menggantung kristal ditengah larutan jenuhnya.

10. Menutup rapat wadah sampel kemudian

memasukkannya kedalam termos yang berisi bongkahan

es.

11. Mengamati kristal yang digantung dengan benang,

jika larut mengulangi percobaan dari awal, jika tidak

memisahkan kristal dari larutan jenuhnya kemudian

mengeringkan diatas secarik kertas.

12. Mengukur kembali diameter kristal dan menimbang

bobot kristal setelah proses penumbuhan.

12

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Pengamatan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan maka dapat

diamati sebagai berikut:

1. Perlakuan

Kristal KAl(SO4)2.12H2O ditimbang 4gr aquades (H2O) dipanaskan 50oC

Kristal KAl(SO4)2.12H2O ditambahkan ke dalam air panas larutan di diamkan bening terbentuk kristal

kristal di gantung ditengah larutan jenuh hasil kristal membesar

2. Tabel pengamatan

Sebelum Penumbuhan Sesudah Penumbuhan

Diameter (cm)Bobot

(gr)

Diameter

(cm)Bobot (gr)

13

0,2 0,0097 0,6 0,0445

3. Reaksi

[KAl(SO4)2.12H2O] + H2O [Al(H2O)6]3+ + KOH + 2H2SO4 + 3H3O+ + 3/2 O2

12

14

B. Pembahasan

Kristal tunggal adalah suatu padatan yang atom-atom dalam molekulnya

diatur dalam keterulangan. Kristal tunggal juga dapat didefinisikan sebagai kristal

yang tumbuh dari inti kristal lain, sehingga membentuk kristal yang besar dan

mempunyai struktur kristal yang khas. Tawas adalah garam sulfat rangkap

terdapat dengan formula [(SO4)2.12H2O] dalam percobaan ini dilakukan sintesis

tawas [KAl(SO4)2.12H2O].

Perlakuan pertama yang dilakukan yaitu menimbang kalium amonium

sulfat dodekahidrat [KAl(SO4)2.12H2O] sebanyak 4 gr untuk mengetahui

bobotnya. Memanaskan air (H2O) 8 mL dan memasukkan amonium sulfat

dodekahidrat [KAl(SO4)2.12H2O] untuk melarutkan endapan yang terbentuk

hingga larutan tepat jenuh dengan suhu 50oC, suhu tersebut tidak boleh lebih dari

50oC karena akan mengakibatkan terjadinya hidrolisis dan akan

membentuk endapan putih gelatin, Al(OH)3 yang berwarna putih

dan bersifat sukar larut dalam air sedangkan jika suhu air kurang

dari 50oC maka akan terbentuk suatu ion kompleks [Al(H2O)6]3+.

Hal ini disebabkan karena kerapatan muatan ion aluminium (Al3+)

menyebabkan di dalam larutannya mampu menarik molekul air

dan membentuk ion kompleks tersebut, dalam larutan ion

[Al(H2O)6]3+ berada dalam kesetimbangan karena mengalami

hidrolisis dan bersifat asam.

Campuran didinginkan di dalam gelas kimia yang ditutup

dengan aluminium foil selama satu hari sampai kristal terbentuk

15

dan mengering. Menyaring dengan kertas saring pada corong

untuk memisahkan filtrat dan resedunya. Resedu tersebut adalah

kristal yang terbentuk selanjutnya memilih kristal salah satu

kristal untuk dijadikan sebagai kristal tunggal besar. Mengukur

diameter kristal dimana diameter awalnya sebesar 0,2 cm

selanjutnya benimbang bobot kristal dimana diperoleh bobot

sebesar 0,0097 gr. Memanaskan kembali filtrat yang diperoleh

dengan suhu yang sama yaitu 50oC untuk menghilangkan

pengotor dari endapan kristal setelah itu memasukkan kristal

yang telah diikat dengan benang kedalam filtrat atau larutan

yang telah dipanaskan dan mendinginkan dalam termos dimana

termos ini digunakan agar kristal dalam suhu normal normal

yang bertujuan agar kristal tidak larut kembali. Mengamati

pertumbuhan kristal dimana diameter kristal bertambah dari 0,2

cm menjadi 0,6 cm dan bobot kristal bertambah dari 0,00097 gr

menjadi 0,0445 gr.

16

17

BAB V

PENUTUP

A.    Kesimpulan

Kesimpulan dari percobaan ini yaitu sintesis kristal tunggal

besar kalium alumunium sulfat dodekahidrat [KAl(SO4)2.12H2O]

dilakukan dengan metode kondensasi atau pendinginan dilakukan

dengan cara mendinginkan larutan. Pada saat suhu larutan turun, komponen zat

yang memiliki titik beku lebih tinggi akan membeku terlebih dahulu, sementara

zat lain masih larut sehingga keduanya dapat dipisahkan dengan cara penyaringan.

Zat lain akan turun bersama pelarut sebagai filtrat, sedangkan zat padat tetap

tinggal di atas saringan sebagai residu.

B.     Saran

Saran dari percobaan ini adalah sebaiknya untuk

percobaan selanjutnya sintesis kristal tunggal menggunakan

Saran untuk percobaan selanjutnya sebaiknya digunakan kristal

tunggal besar kalsium tartrat Tetrahidrat [CaC4H4O6.4H2O] untuk

membandingkan dengan kristal tunggal besar kalium alumunium

sulfat dodekahidrat [KAl(SO4)2.12H2O].

18

DAFTAR PUSTAKA

Chang, Raymond. Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti. Jakarta: Erlangga, 2005.

Gillis Nachtrieb, Oxtoby. Principles of Modern Chemistry. Terj. Suminar Setiati Achmadi. Prinsip-prinsip Kimia Modern. Jakarta: Erlangga, 2003.

Sudaryatno S & Ning Utari. Mengenal Sifat-Sifat Material. Jakarta; Erlangga, 1999.

Thoifah dan Frida U. Ermawati. “Pengaruh Suhu Pertumbuhan pada Laju Perumbuhan Kristal Tunggal Garam Rochelle (KNaC6H606.4H20)” Jurnal Fisika dan Aplikasinya 3, no 2 (Juni 2007), h. 1-4.

“Alum Kristal” wikipedia ensiklopedia Bebas. http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Berkas:Alumkristal (2014).

“Kristal” Wikipedia Ensiklopedia Bebas. http://id.wikipedia.org/w/kristal (2014).

15

19

LEMBAR PENGESAHAN

Laporan praktikum Kimia Anorganik dengan judul “Sintesis

Kristal Tunggal Besar KAl(SO4)2.12H2O” yang disusun oleh:

Nama : Riskayanti

Nim : 60500112028

Kelompok : IV (Empat)

telah diperiksa secara teliti oleh Asisten atau Koordinator asisten

dan dinyatakan diterima.

Samata, Mei

2014

Koordinator Asisten

Asisten

Nur Amalia P. Muh. Tasjiddin Teheni, S.Si

Mengetahui, Dosen Penanggung Jawab

Syamsidar HS, S.T., M.Si

20

NIP: 19760330 200912 2 002