Kalium Bikromat

BAB I

PENDAHULUAN

Kalium

Sejarah
(Inggris, potasium; Latin, kalium, Arab, qali, alkali). Ditemukan oleh Davy pada tahun 1807, yang mendapatkannya dari caustic potash (KOH). Ini logam pertama yang diisolasi melalui elektrolisis. Dalam bahasa Inggris, unsur ini disebut potassium.

Sumber
Logam ini merupakan logam ketujuh paling banyak dan terkandung sebanyak 2.4% (berat) di dalam kerak bumi. Kebanyakan mineral kalium tidak terlarut dalam air dan unsur kalium sangat sulit diambil dari mineral-mineral tersebut.

Mineral-mineral tertentu, seperti sylvite, carnalite, langbeinite, dan polyhalite ditemukan di danau purba dan dasar laut yang membentuk deposit dimana kalium dan garam-garamnya dengan mudah dapat diambil. Kalium ditambang di Jerman, negara bagian-negara bagian New Mexico, California, dan Utah. Deposit besar yang ditemukan pada kedalaman 3000 kaki di Saskatchewan, Kanada diharapkan menjadi tambang penting di tahun-tahun depan.

Kalium juga ditemukan di samudra, tetapi dalam jumlah yang lebih sedikit ketimbang natrium.

Produksi
Kalium tidak ditemukan tersendiri di alam, tetapi diambil melalui proses elektrolisis hidroksida. Metoda panas juga lazim digunakan untuk memproduksi kalium dari senyawa-senyawa kalium dengan CaC₂, C, Si, atau Na.

Kegunaan
Permintaan terbanyak untuk kalium adalah untuk pupuk. Kalium merupakan bahan penting untuk pertumbuhan tanaman dan ditemukan di banyak tanah. Campuran logam natrium dan kalium (NaK) digunakan sebagai media perpindahan panas. Banyak garam-garam kalium seperti hidroksida, nitrat, karbonat, klorida, klorat, bromida, ioda, sianida, sulfat, kromat dan dikromat sangat penting untuk banyak kegunaan.

Sifat-sifat
Unsur ini sangat reaktif dan yang paling elektropositif di antara logam-logam. Kecuali litium, kalium juga logam yang sangat ringan. Kalium sangat lunak, dan mudah dipotong dengan pisau dan tampak keperak-perakan pada permukaan barunya. Elemen ini cepat sekali teroksida dengan udara dan harus disimpan dalam kerosene (minyak tanah). Seperti halnya dengan logam-logam lain dalam grup alkali, kalium mendekomposisi air dan menghasilkan gas hidrogen. Unsur ini juga mudah terbakar pada air. Kalium dan garam-garamnya memberikan warna ungu pada lidah api.

Isotop
17 isotop kalium telah diketahui. Kalium normal mengandung 3 isotop, yang satu pada 40 derajat Kelvin (.0118%) merupakan isotop radioaktif dengan paruh waktu 1.28 x 10⁹ tahun.

Penanganan
Radioaktivitas yang ada pada kalium tidak terlalu berbahaya.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1.   Karakteristik kalium bikromat

Kalium bikromat merupakan zat berkristal jingga kemerahan, mempunyai titik leleh 397 ^oC, kelarutan dalam air 5 g/100 mL pada 0 ^oC, dan 102 g/100 mL pada 100 ^oC. Pembentukan kalium bikromat berdasarkan reaksi oksidasi yang terjadi antara kromium (III) oksida dan kalium hidroksida.

                                   

                  2.1.1.      Ciri-ciri  Kalium Bikromat

Kalium bikromat, K₂Cr₂O₇ dengan massa molekul 294,21 g/mol, dimana tersusun atas unsur Cr35,36%; unsur K 26,58%; unsur O 38,07%.  Kristal kalium bikromat berwarna merah jingga, tidak higroskopis, berbeda dengan natrium bikromat.  Kristalnya biasanya berbentuk prisma, sistem kristal triklinik pinacoidal, dan dapat beralih kebentuk monoklinik pada 241,6  ^o.  Kelarutannya besar yaitu 100 L 65/cu ft; mp 398 ^o;  panas lebur 29,8 ^ocal/g; titik didih 62,5 cal/g; titik labil spesifik pada  16^o – 98 ^o.  Kelarutan kalium bikromat di dalam air pada 0^o : 4,3 %, 20^O : 11,7%, 40^O : 29,9%, 60^O : 31,3% 80^O : 42,0%, 100^O : 50,2%.  Pada reaksi dengan asam 1% pH larutan 4,04 dan untuk asam 10% pH larutan yaitu 3,57 (Budavari, 1984).

Kalium bikromat dalam keadaan asam mengalami reduksi menjadi Cr³⁺

            Cr₂O₇^2-  +  H⁺  +  6e                   2Cr  +  7H₂O  E= 1,33V

Karena daya oksidasinya yang lebih kecil, kalium bikromat tidak seluas KMnO₄ maupun Ce(IV) penggunaanya.  Hal ini juga disebabkan karena beberapa reaksinya yang lambat.  Namun kalium bikromat berguna sekali karena larutannya stabil tak terhingga, tidak bereaksi dengan inert terhadap Cl, tersedia dengan kemurnian yang sangat tinggi sehingga bermutu sebagai bbp.  Selain itu juga mudah diperoleh dan murah (Harjadi, 1993).

                  2.1.2.      Manfaat Kalium Bikromat

Manfaat Kalium Bikromat adalah untuk penentuan Fe²⁺, ion klorida dalam jumlah sedang tidak mempengaruhi titrasi ini.  Penggunaan lain merupakan cara umum untuk penentuan oksidator yang diberi larutan baku Fe²⁺ berlebih, disusun dengan titrasi kembali kelebihan Fe²⁺ itu, cara ini digunakan dengan hasil baik untuk antara lain nitrat, klorat, permanganat, bikromat dan peroksida organik (Harjadi, 1993).

            Kristal mutu komersial biasa atau mutu bahan baku dapat dipakai untuk banyak keperluan, perlakuan sebelumnya hanya mencakup pengeringan pada 105^o – 200^oC.  Bila dikehendaki ketelitian lebih tinggi, bahan dapat dikristal ulang 2-3 kali dari larutan air biasa dan sudah menjamin dengan hasil mutu tinggi.  Warna Cr₂O₇^2- jingga tetapi tidak cukup digunakan sebagai petunjuk titik akhir titrasi.  Diperlukan indikator luar, suatu indikator redoks, yaitu suatu zat yang dapat dioksidasi/direduksi dan warna sebagi akibat reaksi tersebut.  Dengan perkataan lain, bentuk oksidator redoks berbeda warna.  Auantuk titrasi Fe²⁺ dengan Cr₂O₇^2- dipakai indikator asam difenilamin sulfonat.  Perubahan warnanya ialah dari hijau (ion Cr³⁺) menjadi violetnya indikator yang teroksidasi (Harjadi, 1993).

   Kalium bikromat adalah suatu senyawa yang mempunyai kegunaan luas bagi kehidupan kita sekarang ini.  Contoh dari penggunaaan kalium bikromat yang umum kita jumpai yaitu pada industri penyamakan kulit, bahan celup untuk lukisan, hiasan pada porselin, percetakan, photolithography, warna print, bahan untuk petasan, bahan pembuatan korek api, penjernihan minyak kelapa, jalan, spon, dan untuk baterai serta depolarisator pada sel kering.

Namun dibalik itu semua kalium bikromat juga mempunyai pengaruh negatif terutama bagi internal tubuh manusia. Pengaruh negatif itu diantaranya yaitu merupakan bahan racun, untuk orang yang bekerja diindustri dapat menyebabkan nanah, koreng pada tangan, merusak atau menghancurkan selaput lendir dan sekat pada lubang hidung (Budavari, 1984).

Penggunaan lain dari kalium bikromat antara lain penyamakan pada kulit, bahan celup pada lukisan, hiasan pada porselin, percetakan, photolithography, warna print, bahan untuk petasan, bahan pembuatan korek api, penjernihan minyak kelapa, lajan, spon, dan untuk baterai, serta depolarisator pada sel kering (Budavari, 1984).

2.2.   Sintesis kalium bikromat

               2.2.1.   Oksidasi krom(III) menjadi krom(VI)

Sebagai akibat dari penambahan larutan natrium hidroksida pada ion heksaaquokrom(III) menghasilkan larutan ion heksahidroksokromat(III) yang berwarna hijau.

Larutan ion heksahidroksokromat(III) yang berwarna hijau kemudian di oksidasi dengan memanaskan larutan tersebut dengan larutan hidrogen peroksida. Setelah itu kamu akan memperoleh larutan berwarna kuning terang yang mengandung ion kromat(VI).

Persamaan untuk tahap oksidasi adalah:

               2.2.2.   Beberapa sifat kimia krom(VI)

Kesetimbangan kromat(VI)-dikromat(VI)

Kamu mungkin lebih terbiasa dengan ion dikromat(VI) yang berwarna jingga, Cr₂O₇^2-, dibandingkan dengan ion kromat(VI) yang berwarna kuning, CrO₄^2-.

Perubahan antara keduanya adalah sesuatu hal yang mudah.

Jika kamu menambahkan asam sulfat encer pada larutan yang berwarna kuning maka larutan tersebut akan berubah menjadi berwarna jingga. Jika kamu menambahkan natrium hidroksida ke dalam larutan jingga maka larutan tersebut berubah menjadi kuning.

Reaksi kesetimbangan pada pusat interkonversi adalah:

Jika kamu menambahkan ion hidrogen berlebih, kesetimbangan bergeser ke kanan. Hal ini sesuai dengan prinsip Le Chatelier.

Jika kamu menambahkan ion hidroksida, maka ion hidroksida akan bereaksi dengan ion hidrogen. Kesetimbangan cenderung ke arah kiri untuk menggantikannya.

               2.2.3.   Pembuatan kristal dikromat(VI)

Kristal kalium dikromat dapat dibuat dengan mengkombinasikan reaksi yang akan kita lihat pada halaman ini.

Berawal dari sumber ion kromium(III) seperti larutan kromium klorida:

Kamu tambahkan larutan kalium hidroksida untuk menghasilkan endapan hijau-biru dan kemudian larutan hijau tua yang mengandung ion [Cr(OH)₆]^3- Hal ini akan dijelaskan dengan lebih mendalam pada halaman berikutnya. Harap diperhatikan bahwa kamu harus menggunakan kalium hidroksida. Jika kamu menggunakan natrium hidroksida, maka akan berakhir dengan pembentukan natrium dikromat(VI).

Sekarang kamu oksidasi larutan ini dengan cara memanaskannya dengan menggunakan larutan hidrogen peroksida. Larutan berubah menjadi kuning menunjukkan pembentukan kalium kromat(VI). Reaksi ini juga dijelaskan secara lebih mendalam pada halaman berikutnya.

Semua yang berada pada bagian sebelah kiri mengubah larutan kalium kromat(VI berwarna kuning menjadi larutan kalium dikromat(VI) yang berwarna jingga. Kamu dapat mengingatnya bahwa hal ini terjadi dengan penambahan asam. Hal ini untuk mengingatkan bagian yang telah disebut di atas jika kamu melupakannya.

Sayangnya terdapat sebuah masalah. Kalium dikromat akan bereaksi dengan kelebihan hidrogen peroksida kemudian selanjutnya memberikan prakarsa pada pembentukan larutan biru tua yang tidak stabil dan sejak itu terbentuk ion kromium(III) lagi! Untuk memecahkan masalah ini, kamu terlebih dahulu harus menghilangkan kelebihan hidrogen peroksida.

Hal ini dapat dilakukan dengan mendidihkan larutan. Hidrogen peroksida terdekomposisi pada pemanasan dengan menghasilkan air dan oksigen. Larutan dididihkan sampai tidak terbentuk lagi gelembung gas oksigen yang dihasilkan. Larutan dipanaskan lebih lanjut untuk memekatkannya, dan kemudian asam etanoat pekat ditambahkan untuk mengasamkannya. Kristal kalium dikromat yang berwarna jingga terbentuk melalui proses pendinginan.

               2.2.4.   Reduksi ion dikromat(VI) dengan seng dan asam

Ion dikromat(VI) (sebagai contoh, pada larutan kalium dikromat(VI)) dapat di reduksi menjadi ion krom(III) dan kemudian menjadi ion krom(II) dengan menggunakan seng dan salah satu diantara asam sulfat encer atau asam klorida.

Hidrogen dihasilkan dari reaksi antara seng dengan asam. Hidrogen harus dibiarkan keluar, tetapi kamu perlu untuk tetap menjaga agar udara tidak terlibat dalam reaksi. Oksigen di udara me-re-oksidasi krom(II) menjadi krom(III) dengan cepat.

Suatu hal yang mudah untuk meletakkan sedikit kapas mentah pada bagian atas labu (atau tabung reaksi) selama kamu mengunakannya. Hal ini dilakukan untuk menyediakan jalan keluar bagi hidrogen, tetapi menghentikan udara yang mengalir berlawanan dengan aliran hidrogen.

Alasan untuk membubuhkan tanda kutip pada ion krom(III) adalah untuk penyederhanaan. Khuluk yang pasti yang dimiliki oleh ion kompleks akan tergantung pada asam yang kamu gunakan pada proses reduksi. Hal ini sudah didiskusikan pada bagian awal halaman ini.

Persamaan untuk dua tahap reaksi adalah:

Untuk reduksi dari +6 menjadi +3:

Untuk reduksi dari +3 menjadi +2:

                 

                   

                   

               2.2.5.   Penggunaan kalium dikromat(VI)

sebagai agen pengoksidasi pada kimia organik

Larutan Kalium dikromat(VI) yang diasamkan dengan asam sulfat encer biasa digunakan sebagai agen pengoksidasi pada kimia organik. Hal ini beralasan karena larutan kalium dikromat(VI) yang diasamkan dengan asam sulfat encer merupakan agen pengoksidasi yang kuat disamping memiliki kekuatan yang mampu menjadikan senyawa organik menjadi terpotong-potong! (larutan kalium manganat(VII) juga memberikan kecenderungan yang sama).

Larutan Kalium dikromat(VI) yang diasamkan dengan asam sulfat encer digunakan untuk:

·         Mengoksidasi alkohol sekunder menjadi keton;

·         Mengoksidasi alkohol primer menjadi aldehid;

·         Mengoksidasi alkohol primer menjadi asam karboksilat;

Sebagai contoh, dengan etanol (alkohol primer), kamu dapat memperoleh salah satu antara etanal (aldehid) atau asam etanoat (asam karboksilat) tergantung pada kondisinya.

·         Jika kelebihan alkohol, dan kamu mendestilasi aldehid yang terbentuk, kamu akan memperoleh etanal sebagai produk utama.

·         Jika kelebihan agen pengoksidasi, dan kamu tidak membiarkan bagi produk untuk keluar, sebagai contoh, dengan pemanasan campuran dibawah refluk (pemanasan labu dengan menempatkan kondensor secara vertikal pada leher labu) – kamu akan memperoleh asam etanoat.

Dalam kimia organik, persamaan tersebut sering kali disederhanakan untuk proses pemekatan yang terjadi pada molekul organik. Sebagai contoh, dua yang terakhir dapat ditulis:

Oksigen ditulis dengan kurung kuadrat hanya memberikan arti ”oksigen berasal dari agen pengoksidasi”

Penggunaan reaksi yang sama untuk membuat kristal krom alum

Kamu dapat menemukan krom alum dalam berbagai nama yang berbeda

·                  Krom alum

·                  Kalium krom(III) sulfat

·                  Krom(III) kalium sulfat

·                  Krom(III) kalium sulfat-12-air

·                  Krom(III) kalium sulfat dodekahidratchrome alum dan beragai variasi yang lain!

Kamu juga akan menemukan berbagai variasi rumus kimia krom alum. Sebagai contoh:

·                     CrK(SO₄)₂,12H₂O

·                     Cr₂(SO₄)₃,K₂SO₄,24H₂O

·                     K₂SO₄,Cr₂(SO₄)₃,24H₂O

Rumus yang pertama hanya salah satu bentuk penulisan dan dapat disusun kembali. Secara pribadi, saya lebih suka yang kedua karena sangat mudah untuk dimengerti tentang apa yang terjadi.

Krom alum dikenal dengan double salt (garam ganda). Jika kamu mencampurkan larutan kalium sulfat dan krom(III) sulfat yang memiliki konsentrasi molar yang sama, larutan akan dikira hanya seperti sebuah campuran. Pencampuran ini memberikan reaksi ion krom(III), ion kalium, dan ion sulfat.

Akan tetapi, jika kamu mengkristalkannya, untuk memperoleh campuran kristal kalium sulfat dan krom(III) sulfat, larutan akan mengkristal sebagai kristal yang berwarna ungu tua. Itulah ”krom alum”.

Kristal krom alum dapat dibuat dengan mereduksi larutan kalium dikromat(VI) yang telah diasamkan dengan menggunakan etanol, dan kemudian kristalisasi larutan yang dihasilkan.

Dengan asumsi kamu dapat mengunakan kelebihan etanol, produk organik utama yang akan diperoleh adalah etanal – dan kita perhatikan persamaan di bawah ini:

Persamaan ionik jelas tidak mengandung ion spektator, kalium dan sulfat. Lihat kembali melalui persamaan lengkap:

Jika kamu memperhatikan baris paling atas pada sisi kanan persamaan, kamu akan melihat bahwa krom(III) sulfat dan kalium sulfat diproduksi secara pasti pada proporsi bagian kanan untuk memperolah double salt.

Apa yang kamu lakukan, kemudian, adalah:

Kamu awali dengan larutan kalium dikromat(VI) yang telah ditambahkan sedikit asam sulfat pekat. Larutan kemudian didinginkan dengan meletakkannya dalam es.

Kelebihan etanol ditambahkan secara perlahan sambil diaduk dengan kenaikan suhu yang tidak terlalu tinggi.

Ketika semua etanol telah ditambahkan, larutan dibiarkan sepanjang malam, lebih baik dalam lemari pendingin, untuk kristalisasi. Kristal dipisahkan dari larutan sisa, dicuci dengan sedikit air murni dan kemudian dikeringkan dengan kertas saring.

sebagai agen pengoksidasi dalam titrasi

Kalium dikromat(VI) seringkali digunakan untuk menentukan konsentrasi ion besi(II) dalam larutan. Hal ini dilakukan sebagai alternatif penggunaan larutan kalium permanganat(VII).

Berikut ini keuntungan dan kerugian dalam penggunaan kalium dikromat(VI).

Keuntungan:

ü  Kalium dikromat(VI) dapat digunakan sebagai standar primer. Hal ini berarti bahwa kalium dikromat(VI) dapat dijadikan sebagai larutan stabil yang konsentrasinya diketahui dengan tepat. Hal ini tidak terjadi pada kalium permanganat(VII).

ü  Kalium dikromat(VI) dapat digunakan untuk mendeteksi keberadaan ion klorida (selama ion klorida tidak berada pada konsentrasi yang sangat tinggi).

ü  Kalium manganat(VII) mengoksidasi ion klorida menjadi klorin; kalium dikromat(VI) tidak benar-benar cukup kuat sebagai agen pengoksidasi. Hal ini berarti bahwa kamu tidak akan mendapatkan reaksi yang tidak diinginkan dengan larutan kalium dikromat(VI).

Kerugian:

ü  Kerugian yang paling utama adalah pada perubahan warna. Titrasi kalium manganat(VII) menunjukkan dirinya sendiri. Ketika kamu menyertakan larutan kalium manganat(VII) pada reaksi, larutan menjadi tidak berwarna.

Jika kamu menambahkannya terlalu banyak, larutan menjadi merah muda – dan kamu tahu bahwa kamu telah melewati titik akhir. Sayangnya larutan kalium dikromat(VI) berubah menjadi hijau pada saat kamu memasukkannya ke dalam reaksi, dan disana tidak ada jalan yang memungkinkan bagi kamu untuk mendeteksi perubahan warna ketika kamu menuangkan larutan jingga berlebih pada larutan berwarna hijau yang kuat.

Dengan larutan kalium dikromat(VI) kamu dapat menggunakan indikator terpisah, dikenal dengan redox indicator. Warna berubah melalui kehadiran agen pengoksidasi.
Berikut beberapa contoh indikator – seperti difenil sulfonat. Indikator memberikan warna ungu-biru dengan adanya larutan kalium dikromat(VI) yang berlebih. Akan tetapi, warna menjadi lebih sulit diinterpretasikan dengan munculnya warna hijau yang kuat. Titik akhir titrasi kalium dikromat(VI) tidak mudah untuk dilihat seperti titik akhir kalium manganat(VII).

Perhitungan

Setengah reaksi untuk ion dikromat(VI) adalah:

…dan untuk ion besi(II) adalah:

Penggabungan keduanya memberikan:

Kamu dapat melihat bahwa proporsi reaksi adalah 1 mol ion dikromat(VI) berbanding 6 mol ion besi(II).

Sekali lagi kamu tidak dapat memungkiri bahwa, perhitungan titrasi sama seperti halnya yang lain.

Tes untuk ion kromat(VI) dalam larutan

Secara khusus, kamu dapat perhatikan pada larutan yang mengandung natrium, kalium atau amonium kromat(VI). Sebagian besar kromat sangat larut; beberapa diantaranya dapat kita golongkan tidak larut. Warna larutan kuning terang menunjukkan bahwa larutan tersebut bermanfaat untuk tes ion kromat.

Tes dengan penambahan asam

Jika kamu menambahkan beberapa larutan asam sulfat encer pada larutan yang mengandung ion kromat(VI), perubahan warna berubah menjadi jingga ion dikromat(VI).

Kamu tidak dapat dapat menggunakan tes ini sebagai tes untuk ion kromat(VI), walau bagaimanapun. Ini mungkin terjadi bahwa kamu memiliki larutan yang mengandung indikator asam-basa yang memiliki perubahan warna yang sama!

Tes dengan penambahan larutan klorida (atau nitrat)

Ion kromat(VI) dapat memberikan endapan kuning barium kromat(VI).

Tes dengan penambahan larutan klorida (atau nitrat)

Ion kromat(VI) dapat memberikan endapan kuning barium kromat(VI).

BAB III

PENUTUP

Pembuatan kristal dikromat(VI)

Kristal kalium dikromat dapat dibuat dengan mengkombinasikan reaksi yang akan kita lihat pada halaman ini.

Berawal dari sumber ion kromium(III) seperti larutan kromium klorida:

Kamu tambahkan larutan kalium hidroksida untuk menghasilkan endapan hijau-biru dan kemudian larutan hijau tua yang mengandung ion [Cr(OH)₆]^3- Hal ini akan dijelaskan dengan lebih mendalam pada halaman berikutnya. Harap diperhatikan bahwa kamu harus menggunakan kalium hidroksida. Jika kamu menggunakan natrium hidroksida, maka akan berakhir dengan pembentukan natrium dikromat(VI).

Sekarang kamu oksidasi larutan ini dengan cara memanaskannya dengan menggunakan larutan hidrogen peroksida. Larutan berubah menjadi kuning menunjukkan pembentukan kalium kromat(VI). Reaksi ini juga dijelaskan secara lebih mendalam pada halaman berikutnya.

Semua yang berada pada bagian sebelah kiri mengubah larutan kalium kromat(VI berwarna kuning menjadi larutan kalium dikromat(VI) yang berwarna jingga. Kamu dapat mengingatnya bahwa hal ini terjadi dengan penambahan asam. Hal ini untuk mengingatkan bagian yang telah disebut di atas jika kamu melupakannya.

DAFTAR PUSTAKA

http:// Krom _ Chem-Is-Try.Org _ Situs Kimia Indonesia _.htm

http:// Potassium_dichromate.htm

http:// apa-yang-dimaksud-dengan-kalium-bikromat-57462104102011.htm

http:// Kalium _ Chem-Is-Try.Org _ Situs Kimia Indonesia _.htm