PEMBUATAN TAWAS DARI ALUMUNIUM FOIL
Pembuatan Tawas dari Alumunium Foil
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Prinsip Percobaan
Prinsip percobaan pada praktikum ini
yaitu kristalisasi serta penggunaan alumunium foil yang
akan direaksikan dengan KOH sehingga terbentuk aluminat serta H2SO4
untuk membentuk air tawas
1.2 Tujuan Percobaan
Mahasiswa mampu untuk mengetahui pembuatan tawas dari alumunium foil.
BAB II
TINJAUAN
PUSTAKA
Aluminium adalah logam putih, yang
liat dan dapat ditempa; bubuknya berwarna abu-abu. Ia melebur pada 659oC.
bila terkena udara, objek-objek aluminium teroksidasi pada permukaannya, tetapi
lapisan oksida ini melindungi objek dari oksida lebih lanjut. Aluminium adalah
tervalen dalam senyawa-senyawanya. Ion-ion aluminium (Al3+)
membentuk garam-garam yang tak berwarna dengan anion-anion yang tak berwarna.
Aluminium sulfat membentuk garam-garam rangkap dengan sulfat dari kation-kation
monovalen dengan bentuk-bentuk Kristal, yang disebut tawas (alum, aluin).
Sedangkan, Kalium adalah logam putih-perak yang lunak. Logam ini melebur pada
63,5oC. Garam-garam kalium mengandung kation monovalen K+.
Garam-garam ini biasanya larut dan membentuk larutan yang tak berwarna, kecuali
bila anionnya berwarna (Vogel, 1985).
Foil
adalah bahan tipis dari logam yang digulung dengan ketebalan kurang dari 0,15
mm dan memiliki lebar 1,52 meter hingga 4,06 meter. Umumnya foil tidak murni
berbasis logam. Karakteristik aluminum foil kuat, ringan, tahan panas, dan
hampir kedap udara, tidak mengandung magnet. Kekedapan terhadap oksigen membuat
aluminum foil merupakan kemasan ideal (Nurul & Liayati, 2017)
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 (G, Shevla, 1979).
Alumunium foil dapat digunakan
sebagai bahan utama pembuatan tawas. Kebutuhan Tawas
selama ini diimpor dari luar negeri misalnya dari Singapura dan Australia
dengan harga yang sangat mahal, sedang-kan kebutuhannya cukup banyak. Industri
yang menggunakan aluminium sulfat diantaranya adalah industri kertas, industri
kulit, industri batik, industri tekstil, industri kosmetik dan industri bahan
pemadam api (Zakaria, 2003).
Tawas adalah garam rangkap sulfat
aluminium sulfat, yang dipakai untuk menjernihkan air atau campuran bahan
celup. Tawas memiliki ciri kristal putih gelap, tembus cahaya, bersifat
menguatkan warna (Khusniyah, 2014).
Kapur,
tawas, dan kaporit disebut koagulan karena bisa menimbulkan koagulasi.
Koagulasi adalah proses penggumpalan melalui reaksi kimia, tawas ini akan
mengendap dalam air bersama dengan bahan kimia pencemar air. Pengendapan
terjadi bila zat-zat itu tercampur dengan baik dalam air. (Manurung & Ayuningtyas, 2010)
Tawas
kalium aluminium sulfat dihasilkan dengan mereaksikan logam aluminium (Al)
dalam larutan basa kuat (kalium hidroksida) akan larut membentuk aluminat.
Larutan aluminat dinetralkan dengan asam sulfat mula-mula terbentuk endapan
berwarna putih dari aluminium hidroksida [Al(OH)3], yang dengan
penambahan asam sulfat endapan putih semakin banyak dan jika asam sulfat
berlebihan endapan akan larut membentuk kation K+ , Al3+,
dan SO42- , yang jika didiamkan akan terbentuk kristal
seperti kaca dari tawas kalium aluminium sulfat atau sering disebut alum.
Secara singkat reaksi yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut :
2Al(s) + 2KOH(aq) + 10H2O(l) + 4H2SO4(aq) 2KAl(SO4)2.12H2O(s)
+ 3H2(g)
Reaksi
kimia dalam pembentukan kalium alum seperti yang ditunjukkan di bawah ini:
2
Al + 2 KOH + 2 H2O 2 KAlO2 + 3 H2 (1)
2
KAlO2 + 2 H2O + H2SO4 2 Al(OH)3 + K2SO4
(2)
2
Al(OH)3 + 3H2SO4 + K2SO4
2 KAl(SO4)2 + 6 H2O
(3)
2
KAl(SO4)3 + 24 H2O 2 KAl(SO4)2 .12 H2O
(4)
BAB
III
METODE
PERCOBAAN
3.1 ALAT :
Gelas
kimia 100mL (2buah)
Batang
pengaduk (1 buah)
Spatula
(1 buah)
Hotplate
(1 buah)
Corong
(1 buah)
Pipet
tetes (5 buah)
Termometer
1000C (1 buah)
Erlenmeyer
250mL (1 buah)
Crystalisasi
disk kecil (1 buah)
Gelas
ukur 50mL (1 buah)
Botol semprot (1 buah)
3.2 BAHAN :
KOH
(2,5 gram)
Aquadest
(50mL)
Asam
Sulfat 50% (40mL)
Serbuk
alumunium (0,75 gram)
Kertas
Saring (2 lembar)
pH
indikator universal
Alkohol
96% (25 mL)
3.3 PROSEDUR PERCOBAAN
BAB
IV
PEMBAHASAN
Pada praktikum ini telah dilakukan
percobaan sintesis tawas dari limbah kemasan. Namun, pada praktikum yang telah
dilaksanakan, bahan limbah kemasan tersebut diganti dengan alumunium foil yang
sudah disediakan di laboratorium. Pada dasarnya sintesis tawas menggunakan
prinsip kristalisasi. Langkah pertama adalah melarutkan padatan KOH sebanyak
2,55 gram yang akan digunakan ke dalam akuades 37,5 gram. Hingga padatan larut dan menghasilkan larutan
homogen serta adanya perubahan warna pada larutan menjadi warna putih. KOH
berfungsi agar reaksi dapat berjalan sempurna dan dapat melarutkan alumunium.
Langkah selanjutnya yaitu dipotong kecil – kecil alumunium foil yang akan
digunakan lalu ditimbang sebanyak 0,75 gram. Menurut Nurul Fitri (2017)
menyatakan bahwa alumunium foil dipotong kecil dengan maksud agar reaksi yang
terjadi antara alumunium dengan KOH nantinya
dapat berlangsung lebih cepat. Hal itu disebabkan karena luas permukaan
dari suatu zat sangat berpengaruh pada kecepatan berlangsungnya reaksi saat
penambahan pelarut. Setelah itu dimasukkan alumunium foil tersebut ke dalam
larutan KOH kemudian diaduk hingga terjadi perubahan warna dari putih menjadi
abu kehitaman. Proses tersebut akan menghasilkan reaksi sebagai berikut :
2Al
+ 2KOH + 2H2O →
2K[Al(OH)4] + 3H2+
Reaksi ini menghasilkan gas H2
yang ditandai dengan munculnya asap pekat dan gelembung – gelembung gas.
Gelembung gas ini akan hilang setelah alumunium bereaksi. Proses ini disertai
pemanasan untuk mempercepat reaksi. Larutan yang didapatkan kemudian disaring
untuk menghilangkan kotoran – kotoran yang tidak larut dalam pelarut KOH. Dalam
proses ini yang dibutuhkan hanyalah filtrat saja.
Selanjutnya, filtrat yang diperoleh
ditambahkan H2SO4 tetes demi tetes sampai pH filtrat
mencapai 1 – 2. pH campuran harus 1 – 2, hal itu karena pembuatan tawas akan
lebih optimal. Pada proses penambahan H2SO4 harus
disertai dengan pengadukan agar tidak menggumpal. Pada proses penambahan H2SO4
akan terbentuk endapan putih. Endapan putih ini terbentuk dari senyawa
Al(OH)3. Penambahan H2SO4 bertujuan supaya
terbentuk kation – kation K+ dan Al3+ yang merupakan
elemen – elemen yang diperlukan untuk membentuk tawas. Penambahan H2SO4
juga bertujuan agar seluruh senyawa K[Al(OH)4] dapat bereaksi
sempurna. Al(OH)3 yang terbentuk langsung bereaksi dengan H2SO4
dengan persamaan reaksi sebagai berikut :
2Al(OH)3
+ 3 H2SO4 →
Al2(SO4)3 + 6H2O
Pada reaksi sebelumnya, penambahan H2SO4
membentuk Al(OH)3 bersama – sama dengan K[Al(OH)4], namun setelah
berlebih H2SO4, namun setelah berlebih H2SO4
melarutkan Al(OH)3 menjadi Al2(SO4)3
berupa larutan bening tak berwarna. Penambahan berlebih ini dilakukan karena
ketika campuran dalam suasana asam makan akan terjadi pengendapan sempurna.
Senyawa Al2(SO4)3 yang terbentuk pada reaksi
di atas bereaksi kembali dengan K2SO4 hasil reaksi
membentuk kristal yang diperkirakan adalah KAl(SO4)2.12H2O
berwarna putih reaksinya adalah :
K2SO4
+ Al2(SO4)3 +12H2O →
2KAl(SO4)2.12H2O
Setelah itu, dipanaskan campuran
tersebut di atas hotplate pada suhu 60 – 80oC selama 10 menit. Menurut
(Chisholm, 1911) menyatakan bahwa pemanasan tidak boleh melebihi 80oC karena jika melebihi dari batas tersebut maka
kristal tawas tidak akan terbentuk disebabkan uap air yang dihasilkan akan
membawa banyak kristal tawas. Pemanasan ini bertujuan untuk menjenuhkan
larutan, membentuk kristal, serta membuat air menguap. Setelah dipanaskan,
campuran didiamkan dan didinginkan di dalam penangas es sampai terbentuk
kristal tawas. Jika sudah terbentuk kristal tawas, disaring kristal menggunakan
kertas saring untuk memisahkan kristal dan filtrat.
Selanjutnya dicuci kristal yang
terbentuk dengan 20 mL campuran alkohol dan akuades (1:1). Alkohol berfungsi
untuk menghilangkan pengotor – pengotor dan mempercepat pengeringan pada sampel
tawas karena alcohol dapat menyerap
kelebihan air pada tawas. Alkohol digunakan karena tawas tidak mudah larut
dalam etanol. Setelah itu krsital dikeringkan dan ditimbang. Diperoleh berat
tawas adalah 6,2 gram dengan rendemen sebesar 46,72%.
Menurut Irfan (2014) menyatakan
bahwa ada beberapa faktor yang mempengaruhi terbentuknya tawas. Faktor pertama
yaitu konsentrai basa dari pelarut kalium hidroksida (KOH) yang digunakan. Hal
itu disebabkan karena konsentrasi basa akan mempengaruhi jumlah alumunium yang
terambil dari bahan baku. Faktor kedua yaitu faktor pendingan sampel yang akan
mempengaruhi bentuk kristal yang akan terbentuk. Faktor ketiga yaitu
konsentrasi asam dari pereaksi asam sulfat yang akan mempengaruhi banyaknya
kritsl yang akan terendapkan. Faktor terakhir adalah proses pengeringan tawas
yang akan mempengaruhi tingkat kekeringan dari tawas.
BAB
V
KESIMPULAN
Sintesis tawas pada dasarnya
menggunakan prinsip kristalisasi. Dengan pelarut KOH dan penambahan asam sulfat
yang akan menghasilkan endapan. Banyak faktor yang mempengaruhi terbentuknua
tawas. Yaitu konsentrasi basa pelarut KOH yang diguanakan, proses pendinginan
sampel, konsentrasi asam dari pereaksi asam sulfat dan juga proses pengeringan
kristal tawas. Berdasarkan percobaan yang dilakukan telah dihasilkan bahwa
bobot sampel yang didapatkan sebanyak 6,2 gram dan rendemannya sebesar 46,72%.
DAFTAR PUSTAKA
Ariani, Nurul
Mahmida, Mahmudah, Liayati. 2017. Recycle
Afalan Kemasan Aluminium Foil Sebagai Koagulan Pada IPAL. Jurnal Teknologi
Proses Dan Inovasi Industri:Surabaya
Svehla, 1985. Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro Bagian I. PT
Kalman Media Pustaka. Jakarta
Svehla. 1979. Buku Ajar Vogel: Analisis Anorganik
Kuantitatif Makro dan Semimikro. Jakarta: PT Kalman Media Pusaka
Zakaria, B. 2003.”Konversi Bauksit menjadi Aluminium
Sulfat”. Skripsi. Universitas Syiah Kuala. Banda Aceh
Khusniyah, 2014, Pengaruh tawas dan Soda Abu Terhadap
Hasil Pewarnaan pada Biji Buah Melon dengan Zat Warna Rhodamine B sebagai Bahan Kerajinan Bando, e-Jurnal, 3(1).
Manurung,Manuntun,Ayuningtyas,Fitria.2010.Kandungan
Aluminium dalam Kaleng Bekas dan Pemanfaatannya dalam Pembuatan Tawas. Jurnal
Kimia:Bukit Jimbaran
LAMPIRAN
1. Hitung yield tawas yang terbentuk baik secara teoritis
maupun hasil percobaan!
Jawab:
Diketahui:
m KOH = 2.5 gr
Mr KOH = 56 gr/mol
m Al = 0.75 gr
Mr Al = 27 gr/mol
Volume H2SO4 = 40 ml
ρ H2SO4 = 1.84 gr/mol
Mr H2SO4 = 99 gr/mol
Mr 2KAl(SO4)2.12H2O =
474 gr/mol
v n KOH = m/mr = 2,5/56 = 0,045 mol
v n Al = m/mr = 0,75/27 = 0,028 mol
v m H2SO4 = ρ x V
= 1.84 gmol x 40 ml
= 73.6 g
n H2SO4 = m/mr = 73,6/98 = 0,75 mol
v Massa
2KAl(SO4)2.12H2O
2Al(s) + 2KOH(aq) + 10H2O(l) + 4H2SO4(aq) 2KAl(SO4)2.12H2O(s)
+ 3H2(g)
M 0.028 mol
0.045 mol
0.075 mol
-
-
R 0.028
mol 0.028 mol 0.056 mol 0.028 mol 0.042 mol
S - 0.017 mol 0.694 mol 0.028 mol 0.042 mol
Massa 2KAl(SO4)2.12H2O
= n x Mr
= 0.028 mol x 474 g/mol
= 13.27 g
2. Jelaskan prinsip pembentukan tawas dari alumunium!
Jawab:
Tawas
kalium alumunium sulfat dapat dibuat dengan mereaksikan alumunium dan KOH yang
akan membentuk aluminat. Larutan aluminat dinetralkan dengan asam sulfat
menghasilkan endapan alumunium hidroksida. Penambahan asal sulfat berlebih akan
melarutkan endapan membentuk ion-ion Al3+, K+, dan SO42-
yang apanila didiamkan akan membentuk kristal tawas kalium alumunium sulfat.
3. Tuliskan reaksi pembentukan tawas dan jelaskan secara
detail mekanisme yang terjadi dari masing-masing tahapan reaksi!
Jawab:
2
Al + 2 KOH + 2 H2O 2 KAlO2 + 3 H2 (1)
2
KAlO2 + 2 H2O + H2SO4 2 Al(OH)3 + K2SO4
(2)
2
Al(OH)3 + 3H2SO4 + K2SO4
2 KAl(SO4)2 + 6 H2O
(3)
2
KAl(SO4)3 + 24 H2O 2 KAl(SO4)2 .12 H2O
(4)
4. Jelaskan faktor-faktor yang
mempengaruhin besar rendemen yang dihasilkan dalam percobaan ini!
Jawab: Menurut Irfan (2014) ada beberapa faktor yang mempengaruhi pembentukan tawas diantaranya konsentrasi basa dari pelarut kalium hidroksida (KOH), proses pendinginan, konsentrasi asam dari pereaksi asam sulfat (H2SO4) dan pengeringan. Konsentrasi basa akan mempengaruhi jumlah aluminium yang diambil dari bahan baku. Sedangkan proses pendinginan akan mempengaruhi bentuk kristal yang akan terbentuk. Konsentrasi asam yang akan mempengaruhi banyaknya aluminium akan terendap. Proses pengeringan akan mempengaruhi tingkat kekeringan dari tawas.
FOTO DOKUMENTASI
Komentar
Posting Komentar