PEMBUKTIAN ASAM-BASA DAN UNSUR HARA PADA ABU TANAMAN
I.
Judul Percobaan
: PEMBUKTIAN ASAM-BASA DAN UNSUR HARA
PADA ABU TANAMAN
II.
Tujuan
Percobaan
:
1.
Untuk
mengidentifikasikan sifat air abu tanaman
2.
Untuk
mengidentifikasikan unsur hara pada abu tanaman
III.
Dasar
Teori
:
Pembentukan Konsep Asam Basa
Kimia asam basa menjadi inti kimia sejak dari zaman kuno sampai zaman modern
kini, dan memang sebagian besar kimia yang dilakukan di laboratorium di zaman
dulu adalah kimia asam basa. Ketika kimia mulai menguat di bidang studi
teoritisnya di akhir abad ke-19, topik pertama yang ditangani adalah kimia asam
basa. Akibat dari serangan teoritis ini, kimia menjadi studi yang sangat
kuantitatif.
Satu-satunya asam yang diketahui alkimia di zaman dulu adalah asam asetat yang
tak murni, dan basa yang dapat mereka gunakan adalah kalium karbonat kasar yang
didapatkan dari abu tanaman.
A.
Asam
Rasa asam menunjukkan bahwa suatu bahan mengandung asam. Kata asam (acid)
berasal dari bahasa Latin acidus yang berarti rasa asam. Sejak
ratusan tahun yang lalu, para ahli kimia telah berhasil memisahkan berbagai
jenis asam dari sumber alami (tumbuhan dan hewan). Mereka menamainya sebagai
asam-asam organik. Ketika ilmu kimia semakin berkembang, para ahli dapat
membuat asam sulfat, asam klorida, asam nitrat dan berbagai asam lainnnya dari
bahan mineral. Mereka menamainya sebagai asam-asam mineral.
Asam-asam mineral tersebut dikenal, setelah dikemukankannya definisi asam dari Arrhenius. Menurut Arrhenius, suatu atom unsur penyusun senyawa kimia yang
berinteraksi dengan atom unsur lainnya dapat kehilangan sejumlah elektron atau
memperoleh sejumlah elektron. Atom unsur yang kehilangan elektron akan
bermuatan positif. Sedangkan atom unsur yang mendapat tambahan elektron akan
bermuatan negatif. Unsur yang bermuatan listrik positif atau negatif tersebut
dinamakan ion. Contoh ion antara lain adalah ion hidrogen (H+), ion
natrium (Na+), ion klorida (Cl-), ion hidroksida (OH-),
dan lain-lain. Dengan demikian, pengertian asam menurut Arrhenius adalah sebagai berikut:
“Asam adalah
zat yang jika dilarutkan dalam air akan menghasilkan ion hidrogen (H+)”
Berdasarkan pengertian asam menurut
Arrhenius tersebut, maka ketika suatu senyawa asam di larutkan ke dalam air
akan terbentuk ion hidrogen (H+) dan ion negatif menurut reaksi
sebagai berikut:
Asam → H++ ion negatif
Secara umum, asam mineral bereaksi lebih hebat daripada asam-asam organik.
Mereka menamai asam mineral itu sebagai asam kuat, sedangkan asam-asam organik
sebagai asam lemah. Larutan asam dapat encer atau pekat. Larutan encer
mengandung hanya sedikit asam, sedangkan larutan pekat mengandung banyak asam.
Beberapa contoh asam :
Contoh
asam lemah
|
Terdapat/Digunakan
|
Asam
askorbat (C6H8O6)
|
Dalam
buah-buahan; disebut juga vitamin C
|
Asam
karbonat (H2CO3)
|
Dalam
minuman bersoda (misal: Coca Cola, Fanta, Sprite, Pepsi)
|
Asam
sitrat (C6H8O7)
|
Dalam buah
jeruk dan lemon
|
Asam
asetat (CH3COOH )
|
Dalam cuka
makan
|
Asam
laktat CH3CH(OH)COOH
|
Dalam susu
basi (yoghurt)
|
Asam
salisilat
C6H4C(OH)(COOH) |
Dalam
aspirin
|
Contoh
asam kuat
|
Terdapat/Digunakan
|
Asam
klorida (HCl)
|
Dalam
getah lambung dan dalampenyepuhan sebagai pembersih permukaan logam
|
Asam
nitrat (H2N03)
|
Pembuatan
pupuk dan bahan peledak
|
Asam
fosfat (H3PO4)
|
Pembuatan
cat antikarat dan pembuatan bahan pupuk
|
Asam
sulfat (H2SO4)
|
Aki (accu)
dan bahan pembuatan pupuk
|
Sifat-sifat
asam
o
Dapat
bereaksi dengan senyawa karbonat menghasilkan zat lain, gas karbon dioksida dan
air. Sebagai contoh, reaksi antara kalsium karbonat dengan larutan asam
klorida. Pada reaksi ini terbentuk senyawa kalsium klorida.
o Dapat
bereaksi dengan oksida logam menghasilkan zat lain dan air. Sebagai contoh,
reaksi antara asam sulfat dengan tembaga oksida. Pada reaksi tersebut, zat
biasanya dipanaskan untuk mempercepat reaksi. Zat lain yang terbentuk adalah
tembaga sulfat. Pembentukkan tembaga sulfat ini dapat diamati dari timbulnya
warna biru pada larutan.
o
Terasa
menyengat bila disentuh, terutama bila asamnya asam kuat.
o Walaupun
tidak selalu ionik, merupakan elektrolit sehingga dapat menghantarkan listrik.
B. Basa
Basa adalah
zat-zat yang dapat menetralkan asam. Secara kimia, asam dan basa saling
berlawanan. Basa yang larut dalam air disebut alkali. Jika zat asam
menghasilkan ion hidrogen (H+) yang bermuatan positif, maka dalam
hal ini basa mempunyai arti sebagai berikut.
“Basa adalah
zat yang jika di larutkan dalam air akan menghasilkan ion hidroksida (OH-)”
Berdasarkan pengertian basa di atas,
maka ketika suatu senyawa basa di larutkan ke dalam air, maka akan terbentuk
ion hidroksida (OH-) dan ion positif menurut reaksi sebagai berikut. Ion
hidroksida (OH-) terbentuk karena senyawa hidroksida (OH) mengikat satu
elektron saat dimasukkan ke dalam air.
Basa→ ion positif + OH-
Contoh:
Natrium hidroksida(NaOH) → Na+ + OH-
Amonium hidroksida (NH4OH) →NH4+ + OH-
Kalsium hidroksida (Ca(OH)2) →Ca2+ + 2OH-
Amonium hidroksida (NH4OH) →NH4+ + OH-
Kalsium hidroksida (Ca(OH)2) →Ca2+ + 2OH-
Basa umumnya digunakan dalam pembuatan bahan
pembersih, misalnya sabun, pembersih lantai, dan pasta gigi. Basa terasa licin
bila terkena kulit. Basa terbagi menjadi dua jenis, yaitu basa lemah & basa
kuat.
Contoh
basa
|
Terdapat
dalam
|
Kuat/Lemah
|
Amonia (NH3)
|
Bahan pemutih, pembuatan pupuk
|
Lemah
|
Kalsium hidroksida
Ca(OH)2 |
Obat untuk mengurangi tingkat keasaman tanah
|
Kuat
|
Kalsium oksida (CaO)
|
Bahan pembuatan semen & beton
|
Kuat
|
Magnesium hidroksida
Mg(OH)2 |
Tablet untuk mengurangi asam lambung (sakit maag)
|
Kuat
|
Natrium hidroksida (NaOH)
|
Bahan pembersih oven dan bahan pembuatan
sabun
|
Kuat
|
Sifat-sifat Basa
Seperti
halnya senyawa asam, senyawa basa juga berupa zat cair dan gas. Beberapa
senyawa basa juga di manfaatkan oleh manusia, tetapi ada juga yang berbahaya
dan beracun. Oleh karena itu, kita juga sebaiknya mengenal sifat-sifat senyawa
basa. Secara umum, sifat senyawa basa atau bahan-bahan yang mengandung basa
mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:
o Mempunyai rasa yang pahit atau
getir.
o Dapat mengubah warna zat lain,
seperti lakmus, sari bunga sepatu, sari kol merah, dan lain-lain. Akan tetapi,
perubahan warna yang diakibatkan oleh senyawa basa berbeda dengan perubahan
warna yang di akibatkan oleh senyawa asam.
o Bersifat kaustik khususnya untuk
basa-basa kuat, artinya dapat merusak kulit kita. Basa kuat seperti natrium
hidroksida akan terasa perih jika mengenai kulit.
o Menetralkan sifat asam.
o Terasa licin di tangan. Hal ini
karena basa (khususnya basa kuat) dapat bereaksi dengan lemak pada kulit dan
membentuk lapisan sabun.
C.
Indikator Asam-Basa
Indikator asam basa adalah zat yang memberi warna berbeda dalam
lingkungan asam dan lingkungan basa (zat yang warnanya dapat berubah saat
berinteraksi atau bereaksi dengan senyawa asam maupun senyawa basa).
Indikator alami memiliki pigmen warna sehingga ketika diekstrak akan
menghasilkan warna tertentu. Warna inilah yang dapat menentukan sifat suatu zat
dalam kondisi pH yang berbeda. Beberapa contoh indikator alami:
1.
Tela ungu
Dengan
menggunakan ekstrak tela ungu sebagai indikator maka diperoleh sifat larutan
yang ditunjukkan dengan warna antara lain sebagai berikut:
a. Asam kuat berwarna merah.
b. Asam lemah berwarna merah muda.
c. Basa kuat berwarna hijau
kekuningan.
d. Basa lemah berwarna hijau.
2.
Kunyit
Dengan
menggunakan ekstrak kunyit sebagai indikator maka diperoleh sifat larutan yang
ditunjukkan dengan warna antara lain sebagai berikut:
a. Asam kuat berwarna kuning muda.
b. Asam lemah berwarna kuning.
c. Basa kuat berwarna kuning
kecoklatan.
d. Basa lemah berwarna jingga.
LOGAM ALKALI
Atom-atom
logam alkali mempunyai satu elekrton pada kulit terluarnya. Dalam sistem
periodik unsur terletak pada golongan IA. Alkali berasal dari bahasa arab kali
yang berarti abu. Dinamakan alkali karena dapat membentuk basa kuat. Logam
alkali terdiri atas enam unsuryaitu litium (Li), natrium (Na), kalium (K),
rubidium (Rb), cesium (Cs), dan frasium (Fr). Unsur logam alkali tidak terdapat
bebas di alam melainkan dalam bentuk senyawanya.
UNSUR
|
3Li
|
11Na
|
19K
|
37Rb
|
55Cs
|
87Fr
|
1. Konfigurasi elektron
|
[G] ns1
|
|||||
2. Massa atom
|
|
|||||
3. Jari-jari atom (n.m)
|
||||||
4. Keelektronegatifan
|
Rendah
(antara 0.7 - 1.0)
Di atas
suhu kamar (antara 28.7o - 180.5o)
|
|||||
5. Suhu lebur (oC)
|
||||||
6. Energi ionisasi (kJ/mol)
|
Antara 376 - 519 |
|||||
7. Potensial oksidasi (volt)
|
Positif, antara 2.71 - 3.02 (reduktor) |
|||||
8. Bilangan oksidasi
|
+1
|
+1
|
+1
|
+1
|
+1
|
+1
|
Catatan : [G] = unsur-unsur gas mulia (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) n = nomor perioda (2, 3, 4, 5, 6, 7) → = makin besar sesuai dengan arah panah |
Reaksi-Reaksi Logam Alkali
UNSUR
|
Li
|
Na
|
K
|
Rb dan Cs
|
a.Dengan udara/oksigen
|
Perlahan-lahan terjadi Li2O
|
Cepat terjadi Na2O dan Na2O2
|
Cepat terjadi K2O
|
Terbakar terjadi Rb2O dan Cs2O
|
b. Dengan air
2L + 2H2O → 2LOH + H2 |
(makin hebat reaksinya sesuai
dengan arah panah)
|
|||
c. Dengan asam kuat
2L + 2H+ → 2L+ + H2 |
||||
d. Dengan halogen
2L + X2 → 2LH |
||||
WARNA NYALA API
|
Merah
|
Kuning atau oranye/jingga
|
Ungu (pink kebiruan)
|
biru kemerahan dan biru
|
Garam atau basa yang sukar larut dalam air
|
CO32+
OH- , PO43- |
-
|
ClO4- dan
[ Co(NO2)6 ]3- |
Warna Nyala Logam Alkali
Setiap atom
jika diberi energy akan mengalami perubahan kedudukan electron atau dengan kata
lain akan tereksitasi dan memancarkan energy radiasi elektromagnetik untuk
kembali ke tingkat dasar (keadaan stabil).
Untuk mengetahui warna nyala dari logam-logam alkali dan alkali tanah yang terbilang reaktif, maka dapat dilakukan dengan mengeksitasikan unsur-unsur logam tersebut. hal ini dapat dilakukan dengan cara membakar (uji nyala) senyawa-senyawanya.
Untuk mengetahui warna nyala dari logam-logam alkali dan alkali tanah yang terbilang reaktif, maka dapat dilakukan dengan mengeksitasikan unsur-unsur logam tersebut. hal ini dapat dilakukan dengan cara membakar (uji nyala) senyawa-senyawanya.
Salah satu
ciri khas dari logam alkali adalah memiliki spektrum emisi. Sprektum ini
dihasilkan bila larutan garamnya dipanaskan dalam nyala Bunsen atau dengan
mengalirkan muatan listrik pada uapnya. Ketika atom diberi energi (dipanaskan)
elektronnya akan tereksitasi ke tingkat yang lebih tinggi. Ketika energi itu
dihentikan, maka elektronnya akan kembali lagi ke tingkat dasar sehingga
memancarkan energi radiasi elektromagnetik.
Menurut
Neils Bohr, besarnya energi yang dipancarkan oleh setiap atom jumlahnya
tertentu (terkuantitas) dalam bentuk spektrum emisi. Sebagian anggota spektrum
terletak di daerah sinar tampak sehingga akan memberikan warna-warna yang jelas
dan khas untuk setiap atom.
IV.
Alat dan Bahan :
a.
Alat
Alat
|
Ukuran
|
Jumlah
|
Kaleng
|
1 buah
|
|
Gelas
kimia
|
a. 50 ml
b. 200 ml
|
2 buah
2 buah
|
Spatula
|
1 buah
|
|
Lumpang
|
2 buah
|
|
Alu
|
1 buah
|
|
Tabung
reaksi
|
4 buah
|
|
Corong
|
1 buah
|
|
Plat tetes
|
1 buah
|
|
Gelas ukur
|
a. 10 ml
b. 50 ml
|
1 buah
|
b.
Bahan
Bahan
(ekstraksi)
|
Jumlah
(ml)
|
Jumlah(tetes)
|
Bunga
Karamunting
|
4
|
8
|
Kunyit
|
4
|
8
|
Abu
tanaman
|
4
|
8
|
Kapur
sirih
|
4
|
12
|
Cuka
|
4
|
12
|
Air galon
|
4
|
12
|
V.
Cara
Kerja
:
1.
Membakar
sampah organik (serpihan kayu) sampai menjadi abu
2.
Memasukkan
abu hasil pembakaran dalam wadah kaleng
3.
Mencampurkan
abu dengan air dengan perbandingan 1:2
4.
Mengendapkan
larutan selama 1 malam
5.
Menyaring
filtrat dengan endapannya, kemudian menguji dengan indikator alami seperti
bunga karamunting, kembang sepatu, dan kunyit
6.
Amati
warnanya dan tentukan sifat filtrat abu tersebut
7.
Sebagai
perbandingan untuk menentukan sifat larutan, dapat dibuat dengan membuat
larutan asam (cuka), larutan basa (air kapur), dan larutan netral (air galon)
8.
Filtrat yang
masih tersisa kemudian diuapkan, jika terdapat endapan, lakukan uji nyala
dengan cara membakar endapan, amati warna pembakaran.
VI.
Hasil
Pengamatan :
a.
Air abu
Yang di uji
|
Warna yang di hasilkan
|
Air Abu + Bunga Karamunting
|
Coklat
|
Air Abu + Kembang sepatu
|
Ungu
|
Air Abu + Kunyit
|
Kuning pudar
|
b.
Air cuka
Yang di uji
|
Warna yang di hasilkan
|
Cuka +
bunga karamunting
|
Merah muda
|
Cuka +
Kembang sepatu
|
Merah terang
|
Cuka +
Kunyit
|
Kuning terang
|
c.
Air kapur
Yang di uji
|
Warna yang di hasillkan
|
Air Kapur
+ bunga karamunting
|
Hijau lumut
|
Air Kapur
+ kembang Sepatu
|
Hijau tua (daun)
|
Air Kapur
+ Kunyit
|
Coklat tua
|
VII.
Pembahasan
1.
Sifat Air
Abu Tanaman
Pada
percobaan kali ini , dilakukan uji asam-basa dengan indikator alami untuk
mengetahui sifat abu tanaman. Dengan cara mencampurkan air abu tanaman yang di
uji dengan indikator alami (kunyit, kembang sepatu dan bunga karamunting).
Sebagai pembanding di campurkan juga air abu tanaman dengan air cuka (asam) ,
air kapur (basa) dan air galon (netral).
Warna yang
terlihat adalah:
Gambar. Warna masing-masing air abu
Warna air abu yang ditambahkan bunga karamunting adalah coklat, air abu
ditambahkan kembang sepatu adalah ungu, dan air abu ditambahkan kunyit adalah
kuning pudar. Untuk warna air cuka ditambahkan bunga karamunting adalah merah
muda, air cuka ditambahkan kembang sepatu adalah merah terang, dan air cuka
ditambahkan kunyit adalah kuning terang. Sedangkan untuk air kapur ditambahkan
bunga karamuntung adalah hijau lumut, air kapur ditambahkan kembang sepatu
adalah hijau tua , dan air kapur ditambahkan kunyit adalah coklat tua.
Berdasarkan pengamatan warna masing-masing air abu dengan indikator alami
mendekati warna air abu dengan air kapur (basa). Sehingga dapat dilihat bahwa
sifat air abu adalah basa.
2.
Unsur Hara
Pada Abu Tanaman
Berdasarkan
langkah kerja terakhir, filtrat yang masih tersisa diuapkan dan diperoleh
endapan yang kemudian kami uji nyala dengan cara membakar endapan, warna api
yang terlihat adalah kuning dan terdapat sedikit percikan. Hal tersebut
dikarenakan abu tanaman mengandung natrium (logam alkali golongan IA) dan
karbon.
Logam alkali memiliki sifat sangat reaktif. Logam alkali mempunyai spektrum
emisi warna. Karena itulah ketika abu tanaman yang mengandung karbon dan logam
alkali ketika dipanaskan di atas nyala api, maka akan tampak warna kuning.
Gambar. Warna nyala abu tanaman
Sebagai pembuktian jika logam alkali mempunyai spektrum emisi warna yang khas
untuk setiap logamnya maka kami lakukan percobaan tambahan dengan melakukan uji
nyala garam dapur atau NaCl di atas api kompor. Unsur Na yang berasal dari NaCl
merupakan logam alkali yang memiliki sifat karakteristik warna nyala , ketika
NaCl (garam dapur) di panaskan di atas nyala api warna api “kuning”. Hal ini di
karenakan struktur atom Na tersusun dari inti yang dikelilingi oleh-oleh
elektron-elektron. Elektron-elektron berada pada keadaan diskrit. Apabila atom
Na di panaskan, elektron dapat tereksitasi atau pindah ke tingkat energi yang lebih
tinggi. Sewaktu pemanasan berhenti elektron tersebut kembali ke tingkat energi
awal di sertai pancaran cahaya dalam bentuk foton atau paket energi dengan
frekuensi atau panjang gelombang tertentu.
Dapat dilihat bahwa warna nyala yang diberikan logam dalam bentuk senyawa sama
dengan warna nyala loga dalam bentuk unsur. Hal tersebut dapat dipahami dari
uji nyala senyawa NaCl. Meski dalam fasa padat senyawa NaCl tersusun dari
ion-ion Na+ dan Cl- , namun pada suhu tinggi akan menjadi
atom Na dan Cl. Elektron elektron pada Na ini akan tereksitasi dan
kembali ke tingkat energi awalnya dengan memancarkan cahaya dengan warna yang
khas untuk logam Na.
VIII.
Kesimpulan
Berdasarkan percobaan ini dapat
disimpulkan, di antaranya:
1.
Warna
masing-masing air abu dengan indikator alami mendekati warna air abu dengan air
kapur (basa). Maka sifat air abu adalah basa.
2.
Unsur hara
pada abu tanaman adalah natrium (logam alkali golongan IA) dan karbon. Hal
tersebut terbukti dengan nyala api abu tanaman berwarna kuning dan terdapat
sedikit percikan.