41. LOGAM TRANSISI

Ciri-ciri Umum Kimia Logam Transisi

Halaman ini menjelaskan apa yang dimaksud dengan logam transisi berdasarkan syarat-syarat struktur elektronik, dan kemudian diteruskan dengan melihat ciri-ciri umum kimia logam transisi. Termasuk didalamnya perubahan tingkat oksidasi (bilangan oksidasi), pembentukan ion kompleks, ion berwarna, dan aktivitas katalitik.

Struktur elektronik logam transisi

Apakah logam transisi itu?

Istilah logam transisi (atau unsur) dan unsur blok d kadang-kadang dapat digunakan secara bersamaan jika keduanya memberikan arti yang sama. Keduanya tidak sama – terdapat perbedaan yang tidak kentara diantara dua istilah tersebut.

Kita akan membahas unsur-unsur blok d terlebih dahulu:

unsur-unsur blok d

Kamu akan mengingat bahwa ketika kamu membuat tabel periodik dan ketika meletakkan elektron, sesuatu yang ganjil terjadi setelah argon.

Pada argon, tingkat 3s dan 3p terisi penuh, tetapi setelah itu daripada mengisi tingkat 3d berikutnya, malahan mengisi tingkat 4s terlebih dahulu menghasilkan kalium dan kemudian kalsium.

Setelah itu baru tingkat orbital 3d yang akan diisi.

Unsur-unsur dalam tabel periodik yang bersesuaian dengan pengisian tingkat d disebut dengan unsur-unsur blok d. Baris pertama ditunjukkan melalui tabel periodik singkat di bawah ini.

Struktur elektronik unsur-unsur blok d adalah sebagai berikut:

Sc [Ar] 3d14s2
Ti [Ar] 3d24s2
V [Ar] 3d34s2
Cr [Ar] 3d54s1
Mn [Ar] 3d54s2
Fe [Ar] 3d64s2
Co [Ar] 3d74s2
Ni [Ar] 3d84s2
Cu [Ar] 3d104s1
Zn [Ar] 3d104s2

Kamu dapat memperhatikan bahwa pola pengisiannya sama sekali tidak teratur! Pola ini dilanggar pada kromium dan tembaga.

Logam-logam transisi

Tidak semua unsur-unsur blok d termasuk sebagai logam transisi! Ada ketidakcocokan pada berbagai UK-based syllabus, tetapi pada umumnya menggunakan definisi:

Logam transisi adalah sesuatu yang dapat membentyk saty atau lebih ion stabil yang memiliki orbidal d yang tidak terisi (incompletely filled d orbitals.)

Berdasarkan pengertian ini, skandium dan seng tidak termasuk logam transisi – sekalipun termasuk anggota blok d.

Skandium memiliki struktur elektronik [Ar] 3d14s2. Ketika skandium membentuk ion, skandium selalu kehilangan 3 elektron terluar dan pada akhirnya sesuai dengan struktur argon. Ion Sc3+ tidak memiliki elektron d dan karena itu tidak sesuai dengan definisi tersebut diatas.

Seng memiliki struktur elektronik [Ar] 3d104s2. Ketika seng membentuk ion, seng selalu kehilangan dua elektron 4s menghasilkan ion 2+ dengan struktur elektronik [Ar] 3d10. Ion seng memiliki tingkat d yang terisi penuh dan juga tidak sesuai dengan definisi tersebut diatas.

Hal yang berbeda, tembaga, dengan struktur elektronik [Ar] 3d104s1, membentuk dua ion. Pada ion Cu+ struktur elektroniknya adalah [Ar] 3d10. Akan tetapi, pada umumnya membentuk ion Cu2+ yang memiliki struktur [Ar] 3d9.

Tembaga termasuk logam transisi karena ion Cu2+ memiliki tingkat orbital d yang tidak terisi penuh.

Ion-ion logam transisi

Kamu dapat memahami fakta bahwa ketika tabel periodik disusun, orbital 4s lebih dahulu diisi sebelum orbital-orbital 3 d. Hal ini karena pada atom kosong, orbital 4s memiliki energi yang lebih rendah dibandingkan orbital-orbital 3d.

Akan tetapi, sekali elektron menempati orbitalnya, terjadi perubahan tingkat energi – dan ini terjadi pada semua unsur-unsur transisi, orbital 4s berkedudukan paling luar, tingkat energi orbital paling tinggi.

Urutan yang terbalik dari orbital-orbital 3d dan 4s hanya dapat digunakan untuk menempatkan atom pada tempat pertama. Dalam mematuhi aturan, kamu memperlakukan elektron- elektron 4s sebagai elektron-elektron paling luar.

Ingat ini:

Ketika unsur-unsur blok d membentuk ion, elektron-elektron 4s menghilang terlebih dahulu.

Penulisan struktur elektronik untuk Co2+:

Co [Ar] 3d74s2
Co2+ [Ar] 3d7

Ion 2+ terbentuk melalui kehilangan dua elektron 4s.

Penulisan struktur elektronik untuk V3+:

V [Ar] 3d34s2
V3+ [Ar] 3d2

Elektron-elektron 4s menghilang terlebih dahulu kemudian diikuti oleh satu elektron 3d.

Perubahan tingkat oksidasi (bilangan)

Salah satu ciri kunci dari kimia logam transisi adalah bermacam-macamnya tingkat oksidasi (bilangan oksidasi) yang dapat ditunjukkan oleh logam.

Sesuatu angapan yang salah, untuk memberikan kesan bahwa hanya logam transisi saja yang memiliki perubahan tingkat oksidasi. Sebagai contoh, unsur-unsur seperti belerang dan klor memiliki bermacam-macam tingkat oksidasi pada persenyawaannya – dan sudah sangat jelas bahwa belerang dan klor tidak termasuk logam transisi.

Akan tetapi, perubahan ini tidak sebanyak pada logam selain unsur-unsur transisi. Logam yang dikenal yang berasal dari grup utama tabel periodik, hanya timbal dan timah saja yang menunjukkan perubahan tingkat oksidasi sampai tingkat tertentu.

Contoh perubahan tingkat oksidasi dalam logam-logam transisi

Besi

Besi pada umumnya memiliki dua tingkat oksidasi (+2 dan +3) dalam bentuk, sebagai contoh, Fe2+ dan Fe3+. Besi juga dapat memiliki bilangan oksidasi +6 pada ion ferat(VI), FeO42-..

Mangan

Mangan memiliki tingkat oksidasi yang bermacam-macam pada persenyawaannya. Sebagai contoh:

+2 in Mn2+
+3 in Mn2O3
+4 in MnO2
+6 in MnO42-
+7 in MnO4

Contoh-contoh yang lain

Kamu dapat menemukan contoh-contoh di atas dan contoh- contoh yang lain dengan lebih mendalam jika kamu mengeksplor sifat kimia dari masing-masing logam pada menu logam transisi. Menu tersebut merupakan sambungan dari menu ini yang terletak pada bagian bawah halaman ini.

Keterangan tentang perubahan tingkat oksidasi pada logam transisi

Perhatikan bentuk ion sederhana seperti Fe2+ dan Fe3+

Ketika logam membentuk senyawa ionik, rumus senyawa yang dihasilkan tergantung pada proses energetika. Secara keseluruhan, senyawa yang terbentuk merupakan suatu senyawa yang paling banyak melepaskan energi. Lebih banyak energi yang dilepaskan, senyawa lebih stabil.

Terdapat beberapa pengertian mengenai istilah energi, tetapi kuncinya adalah:

  • Jumlah energi yang diperlukan untuk mengionisasi logam (penjumlahan berbagai energi ionisasi).
  • Jumlah energi yang dilepaskan ketika terjadi pembentukan senyawa. Jumlah energi ini merupakan salah satu dari entalpi kisi jika kamu berfikir tentang padatan, atau entalpi hidrasi ion jika kamu berfikir tentang larutan.

Ion yang bermuatan lebih tinggi, kamu memiliki lebih banyak elektron untuk dihilangkan dan lebih banyak energi ionisasi yang kamu perlukan.

Tetapi pada kasus ini, ion bermuatan lebih tinggi, lebih besar energi yang dilepaskan oleh salah satu diantara entalpi kisi atau entalpi hidrasi ion logam.

Berfikir tentang logam non-transisi yang khas (kalsium)

Kalsium klorida adalah CaCl2. Mengapa begitu?

Jika kamu berusaha untuk membuat CaCl, (mengandung sebuah ion Ca+), proses keseluruhan adalah sedikit eksoterm.

Malahan dengan membuat ion Ca2+, kamu memiliki banyak energi untuk mensuplai energi ionisasi, tetapi kamu kehilangan lebih banyak energi kisi. Hal ini disebabkan karena antaraksi yang terjadi antara ion klorida dengan ion Ca2+ lebih banyak dibandingkan jika kamu hanya memiliki satu ion +1 saja. Keseluruan proses sangat eksoterm.

Karena pembentukan CaCl2 lebih banyak melepaskan energi dibanding pembentukan CaCl, menyebabkan CaCl2 lebih stabil – dan cenderung terbentuk.

Bagaimana dengan CaCl3? Saat ini kamu harus menghilangkan elektron lain dari kalsium.

Dua yang pertama berasal dari tingkat 4s. Satu yang ketiga datang dari 3p. Keadaan ini menyebabkan elektron-elektron lebih dekat ke inti dan karena itu lebih sulit untuk dihilangkan. Terjadi lompatan yang besar pada energi ionisasi antara elektron kedua dan ketiga yang dihilangkan.

Meskipun hal ini akan memberikan keuntungan pada segi entalpi kisi, tetapi entalpi tersebut tidak cukup untuk menggantikan kelebihan energi ionisasi, dan secara keseluruhan proses ini sangat endoterm.

Sesuatu hal yang tidak cukup tepat secara energetika untuk membuat CaCl3!

Berfikir tentang logam transisi khas (besi)

Berikut ini perubahan struktur elektronik besi untuk membuat ion 2+ atau 3+.

Fe [Ar] 3d64s2
Fe2+ [Ar] 3d6
Fe3+ [Ar] 3d5

Orbital 4s dan orbital-orbital 3d memiliki energi yang sangat mirip. Tidak terdapat lonjakan jumlah energi yang sangat besar yang kamu perlukan untuk menghilangkan elektron ketiga dibandingkan dengan yang elektron pertama dan kedua.

Gambaran untuk ketiga energi ionisasi pertama (dalam kJ mol-1) untuk besi dibandingkan dengan kalsium adalah:

metal 1st IE 2nd IE 3rd IE
Ca 590 1150 4940
Fe 762 1560 2960

Terdapat kenaikan energi ionisasi yang disebabkan elektron yang lebih banyak yang terdapat pada atom karena kamu memiliki bilangan proton yang sama pada beberapa elektron. Akan tetapi, terdapat sedikit kenaikan ketika kamu memiliki elektron ketiga dari besi dibanding dari kalsium.

Pada kasus besi, kelebihan energi ionisasi dapat digantikan lebih banyak atau lebih sedikit oleh kelebihan entalpi kisi atau entalpi hidrasi yang tersusun ketika terjadi pembentukan senyawa 3+.

Keuntungan dari ini semua adalah perubahan entalpi keseluruhan tidak terlalu berbeda ketika kamu membuat, katakanlah, FeCl2 atau FeCl3. Hal ini berarti bahwa tidak terlalu sulit untuk mengubah kedua senyawa.

Pembentukan ion-ion kompleks

Apakah ion kompleks itu?
Ion kompleks memiliki ion logam pada pusatnya dengan jumlah tertentu molekul-molekul atau ion-ion yang mengelilinginya. Ion-ion yang mengelilinginya itu dapat berdempet dengan ion pusat melalui ikatan koordinasi (dative covalent). (Pada beberapa kasus, ikatan yang terbentuk sebenarnya lebih rumit dibandingkan dengan ikatan koordinasi).

Molekul-molekul atau ion-ion yang mengelilingi logam pusat disebut dengan ligan-ligan.

Yang termasuk pada ligan sederhana adalah air, amonia dan ion klorida.

Dimana semua ligan-ligan tersebut memiliki pasangan elektron tak berikatan yang aktif pada tingkat energi paling luar. Pasangan elektron tak berikatan ini digunakan untuk membentuk ikatan koordinasi dengan ion logam.

Beberapa contoh ion kompleks yang dibentuk oleh logam transisi

[Fe(H2O)6]2+[Co(NH3)6]2+

[Cr(OH)6]3-

[CuCl4]2-

Logam-logam yang lain juga dapat membentuk ion-ion kompleks – ini tidak berarti hanya logam transisi saja. Akan tetapi, logam-logam transisi dapat membentuk ion-ion kompleks yang beragam

Pembentukan senyawa-senyawa berwarna

Beberapa contoh yang lazim

Diagram menunjukkan kisaran warna untuk beberapa ion kompleks logam yang lazim.

Kamu dapat menemukan ion-ion kompleks logam tersebut diatas dan ion-ion kompleks logam yang lain jika kamu membuka halaman yang berhubungan dari menu logam transisi (link pada bagian bawah halaman).

Kemungkinan yang lain, kamu dapat mengekplorasi menu ion-ion kompleks (mengikuti link pada kotak bantuan pada bagian atas layar).

Asal mula munculnya warna pada ion-ion logam transisi

Ketika sinar putih melewati larutan yang berisi salah satu dari ion tersebut, atau sinar putih tersebut direfleksikan oleh larutan tersebut, beberapa warna dari sinar dapat di absorpsi (diserap) oleh larutan tersebut. Warna yang dapat dilihat oleh mata kamu adalah warna yang tertinggal (tidak di absorpsi).

Pelekatan ligan pada ion logam merupakan efek dari energi orbital-orbital d. Sinar yang diserap sebagai akibat dari perpindahan elektron diantara orbital d yang satu dengan yang lain. Penjelasan yang lebih jelas dapat dilihat pada halaman yang lain.

Aktivitas katalitik

Logam transisi dan persenyawaannya merupakan katalis yang baik. Beberapa kasus yang nyata dapat dilihat dibawah ini, tetapi kamu akan menemukan penjelasan katalisis secara mendalam pada bagian lain situs (ikuti link setelah contoh).

Logam transisi dan senyawa-senyawanya dapat berfungsi sebagai katalis karena memiliki kemampuan mengubah tingkat oksidasi atau, pada kasus logam, dapat meng-adsorp substansi yang lain pada permukaan logam dan mengaktivasi substansi tersebut selama proses berlangsung. Semua bagian ini dibahas pada bagian katalisis.

Logam transisi sebagai katalis

Besi pada Proses Haber

Prose Haber menggabungkan hidrogen dan nitrogen untuk membuat amonia dengan menggunakan katalis besi.

Nikel pada hidrogenasi ikatan C=C

Reaksi ini terdapat pada bagian inti pembuatan margarin dari minyak tumbuhan.

Akan tetapi, contoh sederhana terjadi pada reaksi antara etana dengan hidrogen melalui keberadaan katalis nikel.

Senyawa-senyawa logam transisi sebagai katalis

Vanadium(V) oksida pada Proses Contact

Bagian inti Proses Contact adalah reaksi konversi belerang dioksida menjadi belerang trioksida. Gas belerang dioksida dilewatkan bersamaan dengan udara (sebagai sumber oksigen) diatas padatan katalis vanadium(V) oksida.

Ion-ion besi pada reaksi antara ion-ion persulfat dan ion-ion iodida

Ion persulfat (ion peroksodisulfat), S2O82-, merupakan agen pengoksidasi yang sangat kuat. Ion iodida sangat mudah dioksidasi menjadi iodin. Dan reaksi antara keduanya berlangsung sangat lambat pada larutan dengan pelarut air.

Reaksi di katalisis oleh keberadaan salah satu diantara ion besi(II) atau ion besi(III).


Gunakan fasilitas pencarian kata dibawah ini untuk mencari kata di chem-is-try.org

VANADIUMHalaman ini memperhatikan beberapa aspek tentang kimia vanadium. Termasuk didalamnya penggunaan vanadium(V) oksida sebagai katalis pada Proses Contact, dan perubahan berbagai tingkat oksidasi vanadium.

Vanadium(V) oksida sebagai katalis Proses Contact

Reaksi keseluruhan

Selama berlangsungnya proses kontak untuk membuat asam sulfat, belerang dioksida diubah menjadi belerang trioksida. Hal ini dilakukan dengan cara melewatkan belerang dioksida dan oksigen diatas padatan katalis vanadium(V) oksida.

Bagaimana jalannya reaksi

Hal ini merupakan contoh yang baik untuk melihat kemampuan logam transisi dan persenyawaannya untuk digunakan sebagai katalis karena kemampuan yang dimiliki oleh logam transisi dan persenyawaannya untuk mengubah tingkat oksidasinya (bilangan oksidasi).
Belerang dioksida di oksidasi menjadi belerang trioksida dengan vanadium(V) oksida. Pada saat proses berlangsung, vanadium(V) oksida di reduksi menjadi vanadium(IV) oksida.

Vanadium(IV) dioksida kemudian di oksidasi kembali oleh oksigen.

Meskipun katalis berubah-ubah selama proses reaksi berlangsung, pada akhir proses reaksi sifat kimia dari katalis tersebut sama dengan pada awal proses reaksi.

Tingkat oksidasi vanadiumVanadium memiliki berbagai tingkat oksidasi pada persenyawaannya yang terdiri dari +5, +4, +3, dan +2. Bagian ini menunjukkan perubahannya. Pembahasan dapat dimulai dengan sedikit gambaran, dan kemudian memperhatikan proses reaksi pada saat potensial redoks standar (potensial elektroda standar).

Pengamatan perubahan di laboratorium

Reduksi tingkat vanadium(V) menjadi vanadium(II)

Sumber vanadium yang biasa pada tingkat oksidasi +5 adalah amonium metavanadat, NH4VO3. Zat ini sangat tidak larut dalam air dan biasanya larut dengan mudah dalam larutan natrium hidroksida.

Larutan dapat di reduksi dengan menggunakan seng dan asam – baik itu asam klorida maupun asam sulfat, biasanya dengan konsentrasi asam yang sedang.

Keberadaan ion vanadium yang tepat dalam larutan sangatlah rumit, dan berubah-ubah sesuai dengan pH larutan. Reaksi terjadi dalam kondisi asam ketika ion yang paling utama dalam larutan adalah VO2+ – disebut ion dioksovanadium(V).

Catatan: Ion biasanya ditulis sebagai VO2+ tetapi penulisan yang lebih akurat adalah [VO2(H2O)4]+.

Jika kamu melakukan reaksi pada labu yang kecil, pada keadaan normal biasanya labu disumbat dengan kapas mentah. Hal ini dilakukan untuk menyediakan jalan keluar buat hidrogen (yang dihasilkan dari reaksi antara seng dengan asam). Pada saat yang bersamaan penyumbatan ini dilakukan untuk membatasi terlalu banyaknya udara yang masuk pada labu. Penyumbatan dilakukan untuk mencegah re-oksidasi vanadium yang memiliki tingkat oksidasi yang lebih rendah (khususnya tingkat +2) oleh oksigen di udara.Reaksi biasanya dipanaskan sehingga perubahan yang terjadi berada pada rentang waktu yang memungkinkan.

Reduksi ditunjukkan oleh dua tahap. Satu hal yang penting adalah penampakan warna, tetapi proses perubahan terus berlanjut dari awal sampai akhir.

Reduksi dari +5 ke +4

Suatu hal yang penting untuk memperhatikan bahwa warna hijau yang kamu lihat tidak benar-benar menunjukkan tingkat oksidasi yang sebenarnya. Warna ini hanyalah campuran warna kuning tingkat +5 dan warna biru tingkat +4.

Hati-hatilah dengan kedua rumus ion vanadium – kedua-duanya sangatlah membingungkan!

Catatan: Sepeti halnya ion VO2+, ion VO2+ juga memiliki molekul air yang melekat dengan baik – [VO(H2O)5]2+.

The reduction from +4 to +2Perubahan warna terus berlangsung.

Alasan untuk membubuhkan tanda kutip pada ion vanadium(III) adalah bertujuan untuk sebuah penyederhanaan. Khuluk yang pasti yang dimiliki oleh ion kompleks akan tergantung pada asam yang kamu gunakan pada proses reduksi. Penyederhanaan sangat beralasan pada bagian ini.

Re-oksidasi vanadium(II)

Ion vanadium(II) sangat mudah teroksidasi. Jika kamu mencabut kapas mentah dari labu dan menuangkan sebagaian larutan pada tabung reaksi, maka warna akan kembali hijau karena larutan ini bersentuhan dengan oksigen di udara. Larutan kembali teroksidasi menjadi vanadium(III).
Jika larutan dibiarkan untuk jangka waktu yang lama, larutan akan kembali menjadi biru sebagai pengaruh oksidasi udara dan kembali lagi menjadi tingkat vanadium(IV) – ion VO2+.Penambahan asam nitrat (agen pengoksidasi yang sangat kuat) pada larutan vanadium(II) juga dapat menghasilkan ion VO2+ yang berwarna biru. Vanadium(II) kembali teroksidasi menjadi vanadium(IV).
Penjelasan perubahan potensial redoks (potensial elektroda)

Penggunaan seng sebagai agen pereduksi

Tingkat pertama dari rangkaian reduksi
Coba perhatikan pada reduksi tingkat pertama – dari VO2+ ke VO2+. Potensial redoks setengah reaksi untuk vanadium diberikan oleh:

Kesetimbangan yang berkaitan untuk seng adalah:

Prinsip sederhana adalah jika kamu merangkaikan dua setengah reaksi secara bersamaan, salah satu setengah reaksi dengan harga E°yang lebih positif akan bergerak ke kanan; dan satu yang lain dengan harga E°yang negatif (kurang positif) akan bergerak ke kiri
Jadi… jika kamu mencampurkan seng dengan ion VO2+ dengan keberadaan asam adalah untuk menyediakan ion H+:

Konversi dua kesetimbangan menjadi satu jalan reaksi. Jika kamu menginginkannya, kamu dapat menulis hal itu berurutan ke bawah dan menggabungkannya untuk menghasilkan persamaan ionik untuk reaksi.

Tingkat reaksi yang lain

Berikut ini adalah harga-harga Eo untuk seluruh tahap reduksi dari vanadium(V) menjadi vanadium(II):

… dan berikut adalah harga untuk seng:

Harus diingat bahwa supaya reaksi vanadium bergerak ke arah kanan (sesuai dengan yang kita inginkan), harga Eo-nya harus lebih positif apapun yang kamu reaksikan dengannya.

Dengan kata lain, supaya reaksi dapat berlangsung, seng harus selalu memiliki harga lebih negatif – pada kasus ini.

Seng dapat mereduksi vanadium melalui tiap tahap dari tahapan-tahapan tersebut untuk menghasilkan ion vanadium(II).

Penggunaan agen reduksi yang lain

Andaikata kamu menggantikan seng sebagai agen pereduksi dengan timah. Seberapa jauh reduksi berlangsung kali ini?

Berikut adalah beberapa harga E° :

. . . dan berikut harga untuk timah:

Supaya setiap reaksi dapat terjadi, reaksi vanadium harus memiliki harga Eo lebih positif karena kita menginginkannya supaya reaksi tersebut bergeser kearah kanan. Hal ini berarti bahwa timah harus memiliki harga yang lebih negatif.

Pada persamaan vanadium yang pertama (dari +5 ke +4), harga untuk timah lebih negatif. Ini akan bekerja dengan baik.

Pada persamaan vanadium yang kedua (dari +4 ke +3), harga untuk timah lebih negatif juga. Ini juga akan bekerja dengan baik.

Tetapi pada reaksi vanadium yang terakhir (dari +3 ke +2), timah tidak lagi memiliki harga Eo yang lebih negatif. Timah tidak akan mereduksi vanadium(III) manjadi vanadium(II)

Re-oksidasi vanadium(II)

Tingkat oksidasi vanadium(II) lebih mudah teroksidasi kembali menjadi vanadium(III) – atau lebih tinggi.Oksidasi oleh ion hidrogen

Kamu pasti ingat bahwa reduksi awal yang kita bicarakan adalah mengenai penggunaan seng dan asam pada labu yang disumbat dengan kapas mentah untuk menjaga supaya udara tetap diluar labu. Udara akan mengoksidasi ion vanadium(II) dengan cepat ? tetapi oksidasi juga akan terjadi jika ion hidrigen terdapat dalam larutan!

Larutan vanadium(II) hanya akan tetap stabil selama kamu menjaganya supaya udara tetap diluar dan dengan adanya seng. Seng dibutuhkan untuk menjaga supaya vanadium tereduksi.

Apa yang ajkan terjadi jika seng tidak ada disana? Lihatlah harga Eo berikut:

Reaksi dengan harga E° yang lebih negatif akan bergeser ke kiri; reaksi dengan harga lebih positif (atau kurang negatif) akan bergeser ke kanan.

Hal itu berarti bahwa ion vanadium (II) akan teroksidasi menjadi ion vanadium(III), dan ion hidrogen tereduksi menjadi hidrogen.

Akankah reaksi oksidasi berlanjut – sebagai contoh, ke tingkat vanadium(IV)?

Perhatikan beberapa harga E° dan tentukan:

Supaya kesetimbangan vanadium bergerak ke kiri, maka harus memiliki harga Eo yang lebih negatif. Kesetimbangan di atas tidak memiliki harga Eo yang lebih negatif dan karena itu reaksi tidak akan terjadi.

Oksidasi dengan asam nitrat

Pada arah yang sama, kamu dapat mencoba seberapa jauh asam nitrat akan mengoksidasi vanadium(II).

Berikut adalah tahap pertama:

Reaksi vanadium memiliki harga Eo yang lebih negatif dan jkarena itu reaksi akan bergerak ke kiri; reaksi asam nitrat bergerak ke kanan.

Asam nitrat akan mengoksidasi vanadium(II) menjadi vanadium(III).

Tahap yang kedua meliputi harga Eo:

Asam nitrat lagi-lagi memiliki harga Eo yang lebih positif dan karena itu bergerak ke kanan. Reaksi vanadium yang lebih negatif (kurang positif) bergerak ke kiri.

Asam nitrat tentu saja akan mengoksidasi vanadium(III) menjadi vanadium(IV).

Akankah hal ini akan terjadi untuk vanadium(V)?:

Tidak, itu tidak akan terjadi! Untuk reaksi vanadium supaya bergerak ke kiri untuk membentuk ion dioksovanadium(V), harus memiliki harga Eo yang lebih negatif (kurang positif). Reaksi kesetimbangan di atas tidak memiliki harga yang kurang positif, dan oleh karena itu reaksi tidak akan terjadi.

Catatan: Berikut adalah beberapa kemungkinan setengah-reaksi yang mungkin terjadi yang melibatkan asam nitrat dengan berbagai harga Eo. Dua diantaranya benar-benar memiliki harga Eo lebih positif di atas +1,00 dan karena itu, secara prinsip, asam nitrat dapat mengoksidasi vanadium(IV) menjadi vanadium(V) – tetapi membutuhkan produk asam nitrat dalam bentuk yang lain.Pada prakteknya, jika kamu melakukan reaksi ini di laboratorium, larutan membiru ? menghasilkan tingkat vanadium (IV). Hanya karena harga Eo yang menunjukkan pada kamu bahwa kemungkinan reaksi dapat terjadi, kamu tidak dapat mengasumsikan bahwa hal itu akan benar-benar terjadi. Reaksi itu mungkin melibatkan rintangan energi aktivasi yang sangat besar, yang menyebabkan reaksi akan berjalan dengan sangat-sangat lambat!

Gunakan fasilitas pencarian kata dibawah ini untuk mencari kata di chem-is-try.org

KromReaksi ion krom(III) dalam larutan

Ion yang paling sederhana dalam bentuk krom dalam larutan adalah ion heksaaquokrom(III) – [Cr(H2O)6]3+.
Keasaman ion heksaaquoBiasanya dengan ion 3+, ion heksaaquokrom(III) agak asam ? dengan pH pada larutan tertentu antara 2 -3.

Ion bereaksi dengan molekul air dalam larutan. Ion hidrogen terlepas dari salah satu ligan molekul air:

Ion kompleks berperan sebagai asam dengan memberikan ion hidrogen kepada molekul air dalam larutan. Air, sudah tentu, berperan sebagai basa yang menerima ion hidrogen.

Karena keberadaan air ada berasal dari dua sumber yang berbeda cukup membingungkan (dari ligan dan larutan), maka lebih mudah menyederhanakannya seperti berikut ini:

Akan tetapi, jika kamu menuliskannya seperti ini, harus diingat bahwa ion hidrogen tidak terletak pada ion kompleks. Ion hidrogen tertarik oleh molekul air dalam larutan. Sewaktu-waktu kamu dapat menulis “H+(aq)” yang dimaksud sebenarnya adalah ion hidroksonium, H3O+.

Reaksi pertukaran ligan yang melibatkan ion klorida dan ion sulfat

Warna ion heksaaquokrom(III) sulit ”untuk dilukiskan” karena berwarna ungu-biru-abu. Akan tetapi, ketika diproduksi melalui reaksi dalam tabung reaksi, ion ini berwarna hijau.Kita selalu menggambarkan ion hijau sebagai Cr3+(aq) – secara tidak langsung ion heksaaquokrom(III). Hal ini sebenarnya adalah suatu penyederhanaan.
Apa yang terjadi jika salah satu atau lebih ligan molekul air dapat digantikan oleh ion negatif yang dalam larutan ? khususnya sulfat atau klorida.

Penggantian air oleh ion sulfat

Kamu dapat melakukan hal ini secara sederhana dengan memanaskan larutan krom(III) sulfat.

Satu molekul air digantikan oleh ion sulfat. Perhatikan perubahan muatan pada ion. Dua muatan positif dibatalkan oleh keberadaan dua muatan negatif pada ion sulfat.

Penggantian air oleh ion klorida

Pada saat adanya ion klorida (sebagai contoh dengan krom(III) klorida), warna yang biasanya dapat dilihat adalah hijau. Hal ini terjadi ketika dua molekul air digantikan oleh ion klorida untuk menghasilkan ion tetraaquodiklorokrom(III) – [Cr(H2O)4Cl2]+.

Sekali lagi, perhatikan bahwa penggantian molekul air oleh ion klorida mengubah muatan pada ion.

Reaksi ion heksaaquokrom(III) dengan ion hidroksida

Ion hidroksida (dari, katakanlah, larutan natrium hidroksida, NaOH) dapat menghilangkan ion hidrogen dari ligan air kemudian didempetkan pada ion krom.Sekali waktu ion hidrogen dapat dihilangkan dari tiga molekul air, kamu akan memperoleh kompleks yang tidak bermuatan – komplek netral. Kompleks netral ini tidak larut dalam air dan endapan terbentuk.
Tetapi proses tidak berhenti sampai disini. Ion hidrogen yang lebih benyak akan dihilangkan untuk menghasilkan ion seperti [Cr(H2O)2(OH)4] dan [Cr(OH)6]3-.Sebagai contoh:

Endapan larut kembali karena ion tersebut larut dalam air.

Pada tabung reaksi, perubahan warna yang terjadi adalah:

Reaksi ion heksaaquokrom(III) dengan larutan amonia

Amonia dapat berperan sebagai basa maupun sebagai ligan. Dengan jumlah amonia yang sedikit, ion hidrogen tertarik oleh ion heksaaquo seperti pada kasus ion hidroksida untuk menghasilkan kompleks netral yang sama.
Endapan tersebut larut secara luas jika kamu menambahkan amonia berlebih (terutama jika amonianya pekat). Amonia menggantikan air sebagai ligan untuk menghasilkan ion heksaaminkrom(III).

Perubahan warna yang terjadi adalah:

Reaksi ion heksaaquokrom(III) dengan ion karbonat

Jika kamu menambahkan larutan natrium karbonat pada larutan ion heksaaquokrom(III), kamu akan memperoleh endapan yang sama jika kamu menambahkan larutan natrium hidroksida atau larutan amonia.

Pada saat seperti ini, ion karbonat ion yang menghilangkan ion hidrogen dari ion heksaaquo dan menghasilkan kompleks netral.

Berdasarkan pada proporsi ion karbonat dan ion heksaaqua, kamu akan memperoleh salah satu diantara ion hidrogenkarbonat atau gas karbon dioksida dari reaksi antara ion hidrogen dan ion karbonat. Persamaan hasil bagi menunjukkan lebih memungkinkan terjadinya pembentukan karbon dioksida:

Selain karbon dioksida, tidak terjadi sesuatu yang baru pada reaksi ini:

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:

Beberapa sifat kimia krom(VI)

Kesetimbangan kromat(VI)-dikromat(VI)

Kamu mungkin lebih terbiasa dengan ion dikromat(VI) yang berwarna jingga, Cr2O72-, dibandingkan dengan ion kromat(VI) yang berwarna kuning, CrO42-.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.

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 tambahakan 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. Jka 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.

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:

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 promer), kamu dapat memperoleh salah satu antara etanal (aldehid) atau asam etanoat (asam karboksilat) tergantung pada kondisinya.

  • Jika kelebihan alkohol, dan kamu mendetilasi 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.Penggunaaan kalium dikromat(VI) 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).
Pada prakteknyaBerikut ini keuntungan dan kerugian dalam penggunaan kalium dikromat(VI).

Keuntungan:

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

  • 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).

Gunakan fasilitas pencarian kata dibawah ini untuk mencari kata di chem-is-try.org

MANGANHalaman ini terdiri dari: dua reaksi sederhana ion mangan(II) dalam larutan (hasil ringkasan dari bagian lain situs), dan kegunaan kalium manganat(VII) (kalium permanganat) sebagai agen pengoksidasi – termasuk kegunaannya dalam titrasi.

Reaksi ion mangan(II) dalam larutan

Ion yang paling sederhana dalam bentuk mangan dalam larutan adalah ion heksaaquomangan(II) – [Mn(H2O)6]2+.

Reaksi ion heksaaquomangan(II) dengan ion hidroksida

Ion hidroksida (dari, katakanlah, larutan natrium hidroksida) dapat menghilangkan ion hidrogen dari ligan air dan kemudian melekat pada ion mangan.Setelah ion hidrogen dihilangkan dari dua molekul air, kamu akan memperoleh kompleks tidak bermuatan – kompleks netral. Kompleks netral ini tidak larut dalam air dan terbentuk endapan.

Dalam tabung reaksi, perubahan warna yang terjadi adalah:

Saya dapat menunjukkan bahwa larutan aslinya berwarna merah muda yang pucat sekali (warna merah muda paling pucat yang bisa saya hasilkan!), tetapi pada faktanya larutan tersebut sebenarnya tidak berwarna. Endapan coklat pucat di oksidasi menjadi mangan(II) oksida yang berwarna coklat lebih gelap pada saat bersentuhan dengan oksigen dari udara.

Reaksi ion heksaaquomangan(II) dengan larutan amonia

Amonia dapat berperan sebagai basa maupun sebagai ligan. Pada kasus ini, pada konsentrasi laboratorium yang biasa, amonia berperan sebagai basa – dapat menghilangkan ion hidrogen dari kompleks aquo.

Sekali lagi, saya dapat menunjukkan larutan asli sebagai larutan berwarna merah muda paling pucat yang dapat saya hasilkan, tetapi pada faktanya larutan tersebut sebenarnya tidak berwarna. Endapan coklat pucat di oksidasi menjadi mangan(II) oksida yang berwarna coklat lebih gelap ketika bersentuhan dengan oksigen dari udara.

Tidak terlihat perbedaan bentuk reaksi antara reaksi tersebut dengan reaksi yang terakhir.

Beberapa sifat kimia kalium manganat(VII)Kalium manganat(VII) (kalium permanganat) merupakan agen pengoksidasi yang kuat.

Penggunaan kalium manganat(VII) sebagai agen pengoksidasi dalam kimia organik

Kalium manganat(VII) biasa digunakan dalam larutan netral atau larutan yang bersifat basa dalam kimia organik. Pengasaman kalium manganat(VII) cenderung untuk lebih meningkatkan kekuatan destruktif agen pengoksidasi, memecah ikatan-ikatan karbon-karbon.

Larutan kalium manganat(VII) biasa dibuat sedikit basa dengan larutan natrium karbonat, dan perubahan warna yang khas adalah sebagai berikut:

Pada pengujian untuk ikatan rangkap C=C

Kalium manganat(VII) mengoksidasi ikatan rangkap karbon-karbon, dan berlangsung melalui perubahan warna diatas.

Etana, sebagai contoh, di oksidasi menjadi etana-1,2-diol.

Oksigen dalam tanda kurung persegi berarti ”oksigen dari agen pengoksidasi”. Ini merupakan singkatan dari persamaan yang banyak digunakan dalam kimia organik. Kamu pasti sangat tidak menyukai untuk menulis persamaan ion yang lengkap untuk reaksi tersebut pada tingkatan ini.

Sejujurnya, pengujian ini bukanlah suatu tes yang baik untuk ikatan rangkap karbon-karbon, karena semua yang mengalami reduksi dapat memiliki efek yang sama pada larutan kalium manganat(VII).

Akan tetapi, kamu dapat menggunakan reaksi sederhana ini sebagai cara untuk membuat diol.

Pada oksidasi rantai cabang aromatik

Larutan kalium menganat(VII) yang bersifat basa mengoksidasi semua rantai cabang yang melekat pada pada cincin benzen menjadi satu grup -COOH. Pemanasan yang lama sangat diperlukan pada tahap ini.

Sebagai contoh:

Pada kasus rantai cabang etil, kamu juga akan memperoleh karbon dioksida. Dengan rantai cabang yang lebih panjang, kamu dapat memilah campuran produk yang lain – tetapi pada tiap kasus, produk utama adalah asam benzoat.

Penggunaan kalium manganat(VII) sebagai agen pengoksidasi dalam titrasi

Latar belakang

Larutan kalium manganat(VII) digunakan untuk menentukan konsentrasi semua agen pengoksidasi yang dipilah. Kalium manganat(VII) selalu digunakan dalam larutan asam.

Sebagai contoh, kalium manganat(VII) mengoksidasi

  • Ion besi(II) menjadi ion besi(III)
  • Larutan hidrogen peroksida menjadi oksigen
  • Asam etandioat (asam oksalat) menjadi karbon dioksida (reaksi ini berlangsung dalam kondisi panas).
  • Ion sulfit (ion sulfat(IV)) menjadi ion sulfat (ion sulfat(VI))

Pada setiap kasus, persamaan setengah reaksi untuk ion manganat(VII) daalm larutan asam adalah:

Persamaan tersebut dapat digabungkan untuk memberikan kamu persamaan ion secara keseluruhan untuk setiap kemungkinan reaksi. Hal ini, tentunya, juga memberikan kepada kamu suatu perbandingan reaksi.

Sebagai contoh, ketika persamaan digabungkan, kamu menemukan bahwa 1 mol ion MnO4 bereaksi dengan 5 mol ion Fe2+. Melalui informasi yang diperoleh tersebut, perhitungan titrasi sama seperti yang lain.

Melakukan titrasi

Larutan kalium manganat(VII) selalu dimasukkan ke dalam buret, dan larutan yang lain ditempatkan dalam labu yang diasamkan dengan asam sulfat encer terlebih dahulu.Larutan kalium manganat(VII) menetes kedalam labu dan menjadikannya tidak berwarna. Titik akhir adalah warna merah muda permanen yang muncul pertama kali dalam larutan yang menunjukkan adanya sedikit ion manganat(VII) berlebih.

Permasalahan pada penggunaan larutan kalium manganat(VII)

Terdapat dua hal yang perlu kamu ketahui:

  • Kalium manganat(VII) tidak dapat digunakan pada titrasi yang mengandung ion-ion klorida atau bromida yang mana kedua ion tersebut dapat teroksidasi. Jumlah kalium manganat(VII) yang tidak diketahui digunakan dalam reaksi samping, dan pasti hasil titrasi tidak akurat.Hal inilah yang menyebabkan kenapa kamu tidak boleh mengasamkan larutan dengan asam klorida.
  • Kalium manganat(VII) bukan standar primer. Ini berarti bahwa kalium manganat(VII) tidak dapat dibuat untuk menghasilkan larutan stabil yang konsentrasinya diketahui dengan akurat.Kalium manganat(VII) berwarna kuat dan ini memungkinkan untuk dilihat ketika kristal yang kamu gunakan dilarutkan semuanya, dan untuk jangka waktu yang lama kalium manganat(VII) dapat mengoksidasi air yang terlarut menjadi oksigen.Botol larutan kalium manganat(VII) selalu memiliki endapan coklat pada bagian atasnya. Endapan ini adalah mangan(IV) oksida – yang dihasilkan ketika ion manganat(VII) bereaksi dengan air.Kamu dapat membuat larutan yang kamu mau secukupnya, dan kemudian di standarisasi melalui titrasi. Standarisasi sering kali dilakukan dengan larutan asan etandioat (asam oksalat), karena larutan asam etandioat (asam oksalat) merupakan standar primer.


Gunakan fasilitas pencarian kata dibawah ini untuk mencari kata di chem-is-try.org

BesiBesi dan ion-nya sebagai katalis

Besi sebagai katalis pada Proses Haber

Proses Haber menggabungkan nitrogen dan hidrogen ke dalam amonia. Nitrogen berasal dari udara dan hidrogen sebagian besar diperoleh dari gas alam (metan). Besi digunakan sebagai katalis.

Ion besi sebagai katalis pada reaksi antara ion persulfat dan ion iodidaReaksi antara ion persulfat (ion peroxodisulfat), S2O82-, dan ion iodida dalam larutan dapat dikatalisis dengan ion besi(II) maupun ion besi(III).

Persamaan keseluruhan untuk reaksinya adalah:

Untuk penjelasannya, kita akan mengunakan katalis besi(II). Reaksi terjadi dalam dua tahap.

Jika kamu menggunakan ion besi(III), reaksi kedua yang terjadi diatas akan menjadi reaksi yang pertama.

Besi merupakan sebuah contoh yang baik dalam hal penggunaan senyawa logam transisi sebagai katalis karena kemampuan senyawa logam transisi tersebut untuk mengubah tingkat oksidasi.

Reaksi ion besi dalam larutanIon-ion yang paling sederhana dalam larutan adalah:

  • Ion heksaaquobesi(II) – [Fe(H2O)6]2+.
  • Ion heksaaquobesi(III) – [Fe(H2O)6]3+.

Kedua-duanya bersifat asam, tetapi ion besi(III) lebih kuat sifat asamnya.

Reaksi ion besi dengan ion hidroksidaIon hidroksida (dari, katakanlah, larutan natrium hidroksda) dapat menghilangkan ion hidrogen dari ligan air dan kemudian melekat pada ion besi.

Setelah ion hidrogen dihilangkan, kamu memperoleh kompleks tidak muatan – kompleks netral. Kompleks netral ini tidak larut dalam air dan terbentuk endapan.

Pada kasus besi(II):
:

Pada kasus besi(III):

Pada tabung reaksi, perubahan warna yang terjadi adalah:Pada kasus besi(II):

Besi sangat mudah di oksidasi pada kondisi yang bersifat basa. Oksigen di udara mengoksidasi endapan besi(II) hidroksida menjadi besi(III) hidroksida terutama pada bagian atas tabung reaksi. Warna endapan yang menjadi gelap berasal dari efek yang sama.

Pada kasus besi(III):

Reaksi ion besi dengan larutan amoniaAmonia dapat berperan sebagai basa atau ligan. Pada kasus ini, amonia berperan sebagai basa – menghilangkan ion hidrogen dari kompleks aquo.

Pada kasus besi(II):

Kejadian yang sama terjadi ketika kamu menambahkan larutan natrium hidroksida. Endapan kembali berubah warna yang menunjukkan kompleks besi(II) hidroksida teroksidasi oleh udara menjadi besi(III) hidroksida.

Pada kasus besi(III):

Reaksi yang sama ketika kamu menambahkan larutan natrium hidroksida.

Reaksi-reaksi ion besi dengan ion karbonatBerikut ini merupakan perbedaan yang penting antara sifat ion besi(II) dan ion besi(III).

Ion besi(II) dan ion karbonat

Kamu dapat memperoleh dengan mudah endapan besi(II) karbonat sesuai dengan yang kamu pikirkan.

Ion besi(III) dan ion karbonat

Ion heksaaquobesi(III) cukup asam untuk bereaksi dengan ion karbonat yang bersifat basa lemah.Jika kamu menambahkan larutan natrium karbonat ke larutan yang mengandung ion heksaaquobesi(III), dengan pasti kamu akan memperoleh endapan seperti jika kamu menambahkan larutan natrium hidroksida atau larutan amonia.

Saat ini, ion karbonat yang menghilangkan ion hidrogen dari ion heksaaquo dan menghasilkan kompleks netral.

Berdasarkan pada perbandingan ion karbonat dengan ion heksaaquo, kamu akan memperoleh ion hidrogen karbonat maupun gas karbon dioksida dari reaksi antara ion hidrogen dengan ion karbonat. Persamaan reaksi menunjukkan pembentukan karbon dioksida.

Selain karbon dioksida, tidak terdapat sesuatu yang baru pada reaksi ini:

Pengujian untuk ion besi(III) dengan ion tiosianatPengujian ini merupakan tes yang sangat sensitif untuk ion besi(III) dalam larutan.

Jika kamu menambahkan ion tiosianat, SCN, (dari, katakanlah, larutan natrium atau kalium atau amonium tiosianat) ke dalam larutan yang mengandung ion besi(II), kamu akan memperoleh larutan berwarna merah darah kuat yang mengandung ion [Fe(SCN)(H2O)5]2+.

Penentuan konsentrasi ion besi(II) dalam larutan dengan cara titrasiKamu dapat menentukan konsentrasi ion besi(II) dalam larutan melalui cara titrasi dengan menggunakan larutan kalium manganat(VII) atau larutan kalium dikromat(VI). Reaksi berlangsung dengan adanya asam sulfat encer.

Pada kasus yang lain, kamu dapat mempipet larutan yang mengandung ion besi(II) yang sudah diketahui volumenya ke dalam labu, dan kemudian menambahkan asam sulfat encer secukupnya. Apa yang akan terjadi kemudian tergantung pada penggunaan larutan kalium manganat(VII) atau larutan kalium dikromat(VI).

Menggunakan larutan kalium manganat(VII)

Larutan kalium manganat(VII) diteteskan melalui buret. Pada awalnya, larutan tersebut menjadi tidak berwarna yang menunjukkan larutan tersebut bereaksi. Pada titik akhir titrasi warna merah muda permanen dalam larutan menunjukkan ion manganat(VII) sedikit berlebih.

Ion manganat(VII) mengoksidasi ion besi(II) menjadi ion besi(III). Dua persamaan setengah-reaksinya adalah:

Penggabungan keduanya memberikan persamaaan ion untuk reaksi:

Persamaan yang lengkap menunjukkan bahwa 1 mol ion manganat(VII) bereaksi dengan 5 mol ion besi(II). Melalui informasi tersebut, perhitungan titrasi sama seperti yang lainnya.
Menggunakan larutan kalium dikromat(VI)

Larutan kalium dikromat(VI) berubah menjadi hijau menunjukkan larutan tersebut bereaksi dengan ion besi(II), dan kamu tidak akan bisa mendeteksi perubahan warna ketika kamu meneteskan larutan jingga berlebih ke dalam larutan berwarna hijau kuat.Dengan larutan kalium dikromat(VI) kamu harus menggunakan inndikator tertentu, dikenal dengan indikator redoks. Perubahan warna menunjukkan keberadaan agen pengoksidasi.

Berikut adalah beberapa indikator – seperti difenilamin sulfonat. Indikator ini memberikan warna ungu-biru yang menandakan adanya kelebihan larutan kalium dikromat(VI).

Dua persamaan setengah-reaksinya adalah:

Penggabungan keduanya memberikan:

Kamu dapat melihat bahwa perbandingan reaksi antara 1 mol ion dikromat(VI) dengan 6 mol ion besi(II).

Sekali lagi kamu tidak dapat memungkiri, perhitungan titirasi sekali lagi dilakukan seperti yang lainnya.

Gunakan fasilitas pencarian kata dibawah ini untuk mencari kata di chem-is-try.org

Kobal

Reaksi ion kobal(II) dalam larutan

Ion yang paling sederhana dalam bentuk kobal dalam larutan adalah ion berwarna merah muda heksaaquokobal(II) – [Co(H2O)6]2+.

Reaksi ion heksaaquokobal(II) dengan ion hidroksida

Ion hidroksida (dari, katakanlah, larutan natrium hidroksida) dapat menghilangkan ion hidrogen dari ligan air dan kemudian melekat ke ion kobal.

Setelah ion hidrogen dihilangkan dari dua molekul air, kamu akan memperoleh kompleks tidak bermuatan – kompleks netral. Kompleks ini tidak larut dalam air dan terbentuk endapan.

Dalam tabung reaksi, perubahan warna yang terjadi adalah:

Reaksi-reaksi ion heksaaquokobalt(II) dengan larutan amonia

Amonia dapat berperan sebagai basa maupun ligan. Dengan jumlah kecil amonia, ion hidrogen ditarik ion heksaaquo dengan tepat seperti pada kasus perubahan ion hidroksida menjadi kompleks netral.

Endapan tersebut melarut jika kamu menambahkan amonia berlebih. Amonia menggantikan air sebagai ligan untuk menghasilkan ion heksaaminkobal(II).

Perubahan warna yang terjadi adalah:

Kompleks heksaaminkobal(II) sangat mudah teroksidasi menjadi kompleks kobal(III) yang bersesuaian. Pada tabung reaksi kompleks ini terlihat berubah gelap dengan cepat sampai larutan menjadi merah-coklat tua.

Pada faktanya ion heksaaminkobal(II) berwarna kuning! Apa yang kamu lihat adalah campuran dari ion ini dengan berbagai ion kobal(III) lain yang melibatkan reaksi pertukaran ligan antara molekul air dengan ion negatif yang terdapat dalam larutan.

Oksidasi ion heksaaquokobal(II) yang lain

Daripada mengandalkan oksidasi dengan menggunakan udara, kamu dapat menambahkan agen pengoksidasi seperti hidrogen peroksida. Kamu dapat melakukan ini setelah penambahan amonia seperti pada kasus yang terakhir, atau kamu dapat melakukannya dengan diikuti penambahan larutan natrium hidroksida.

Dengan larutan amonia dan hidrogen peroksida

Reaksi dengan larutan amonia diikuti pembentukan hidrogen peroksida yang berwarna larutan coklat-merah tua seperti sebelumnya – hanya lebih cepat. Persamaan untuk oksidasi kompleks amin adalah:

Dengan larutan natrium hidroksida dan hidrogen peroksida

Kamu dapat memperoleh endapan dengan bermacam-macam warna dari kompleks kobal(II) hidroksida ketika kamu menambahkan larutan natrium hidroksida.

Penambahan hidrogen peroksida menghasilkan banyak gelembung oksigen dan endapan coklat tua.

Endapan yang terakhir mengandung kobal dalam tingkat oksidasi +3. Saya tidak dapat memberikan rumus kimia untuk yang satu ini, karena saya tidak tahu dengan pasti kobal apa ini! Saya juga tidak dapat memberikan persamaan reaksinya dengan alasan yang sama.

Reaksi ion heksaaquokobal(II) dengan ion karbonat

Kamu dapat memperoleh dengan mudah endapan kobal(II) karbonat sesuai dengan yang kamu pikirkan.

Reaksi pertukaran ligan yang melibatkan ion klorida

Jika kamu menambahkan asam klorida pekat ke dalam larutan yang mengandung ion heksaqauakobal(I), larutan berubah warna dari merah muda menjadi biru. Enam molekul air digantikan oleh empat ion klorida.

Reaksi yang terjadi berlangsung reversibel.

Jika kamu menambahkan air ke dalam larutan yang berwarna biru, maka larutan tersebut kembali berwarna merah muda.
Gunakan fasilitas pencarian kata dibawah ini untuk mencari kata di chem-is-try.org

Tembaga

Reaksi ion tembaga(II) dalam larutan

Ion yang paling sederhana dalam bentuk tembaga dalam larutan adalah ion berwarna biru heksaaquotembaga(II) – [Cu(H2O)6]2+.

Reaksi ion hekasaquotembaga(II) dengan ion hidroksida

Ion hidroksida (dari, katakanlah, larutan natrium hidroksida) menggantikan ion hidrogen dari ligan air dan kemudian melekat pada ion tembaga.

Setalah ion hidrogen dihilangkan dari dua molekul air, kamu akan memperoleh kompleks tidak bermuatan – kompleks netral. Kompleks ini tidak larut dalam air dan terbentuk endapan.

Pada tabung reaksi, perubahan warna yang terjadi adalah:

Reaksi ion heksaaquotembaga(II) dengan larutan amonia

Amonia dapat berperan sebagai basa maupun ligan. Dengan jumlah amonia yang sedikit, ion hidrogen dihilangkan dengan pasti seperti pada kasus ion hidrogen menghasilkan kompleks netral.

Endapan yang terbentuk akan melarut jika kamu menambahkan amonia berlebih.

Amonia menggantikan air sebagai ligan untuk menghasilkan ion tetraamindiaquotembaga(II). Dengan catatan hanya empat dari enam molekul air yang digantikan.

Perubahan warna yang terjadi adalah:

Reaksi ion heksaaquotembaga(II) dengan ion karbonat

Kamu akan memperoleh dengan mudah endapan tembaga(II) karbonat seperti yang kamu pikirkan

Reaksi pertukaran ligan yang melibatkan ion klorida

Jika kamu menambahakan asam klorida pekat ke dalam larutan yang mengandung ion heksaaquotembaga(II), enam molekul air digantikan oleh empat ion klorida.

Reaksi yang terjadi berlangsung reversibel.

Karena reaksi berlangsung secara reversibel, kamu dapat memperoleh campuran warna dari kedua ion kompleks.

Kamu mungkin dapat menemukan beraneka warna ion tetraklorokuprat(II) mulai dari hijau minyak zaitun atau kuning. Jika kamu menambahkan air ke dalam larutan yang berwarna hijau, maka larutan tersebut akan kembali berwarna biru.

Reaksi ion heksaaquotembaga(II) dengan ion iodida

Reaksi sederhana

Ion tembaga(II) akan mengoksidasi ion iodida menjadi iodium, dan selama berlangsungnya proses reaksi ion tembaga(II) mereduksi dengan sendirinya menjadi tembaga(I) iodida.

Campuran coklat yang merupakan pengotor dipisahkan terlebih dahulu sehingg tinggal endapan putih tembaga(I) iodida dalam larutan iodium.

Penggunaan reaksi tersebut untuk menentukan konsentrasi ion tembaga(II) dalam larutan

Jika kamu mempipet sejumlah volume tertentu suatu larutan yang mengandung ion tembaga(II) ke dalam labu, dan kemudian menembahkan larutan kalium iodida berlebih, kamu memperoleh reaksi yang mana kita hanya dapat menulisnya.

Kamu dapat menentukan sejumlah iodium yang dibebaskan dengan menggunakan titrasi dengan larutan natrium tiosulfat.

Selama larutan natrium tiosulfat diteteskan dari buret, warna iodium menjadi pudar. Ketika warna akan menghilang, kamu tambahakan larutan kanji secukupnya. Reaksi ini berlangsung secara reversibel dengan iodium menghasilkan kompleks iodium-kanji yang berwarna biru tua yang lebih mudah untuk dilihat.

Kamu tambahkan tetes-tetes terakhir larutan natrium tiosulfat secara perlahan sampai warna biru menghilang.

Jika kamu mengurutkan perbandingan reaksi dari awal sampai akhir dari dua persamaan tersebut, kamu akan menemukan bahwa setiap dua mol ion tembaga(II), kamu memerlukan dua mol larutan natrium tiosulfat.

Jika kamu mengetahui konsentrasi larutan narium tiosulfat, hal itu memudahkan untuk menghitung konsentrasi ion tembaga(II).

Beberapa sifat kimia tembaga(I)

Disproporsionasi ion tembaga(I) dalam larutan

Sifat kimia tembaga(I) terbatas pada reaksi yang melibatkan ion tembaga(I) yang sederhana dalam larutan. Berikut adalah satu contoh yang baik mengenai disproporsionasi – suatu reaksi dimana sesuatu mengalami oksidasi dan reduksi sendiri.

Ion tembaga(I) dalam larutan terdisproporsi menghasilkan ion tembaga(II) dan endapan tembaga.

Reaksinya adalah:

Semua percobaan untuk menghasilkan senyawa tembaga(I) yang sederhana dalam larutan dapat dilakukan.

Sebagai contoh, jika kamu mereaksikan tembaga(I) oksida dengan asam sulfat encer panas, kamu mungkin akan mengira akan memperoleh larutan tembaga(I) sulfat dan dihasilkan air. Pada faktanya kamu akan memperoleh endapan coklat tembaga dan larutan biru tembaga(II) sulfat karena reaksi disproporsionasi.

Kestabilan tingkat oksidasi tembaga(I)

Senyawa tembaga(I) yang tidak larut

Kita akan melihat bahwa tembaga(I) iodida yang dihasilkan berupa endapan berwarna putih jika kamu menambahkan larutan kalium iodida ke dalam larutan yang mengandung ion tembaga(II). Tembaga(I) iodida sebenarnya tidak larut adalam air, dan karena itu reaksi disproporsionasi tidak terjadi.

Tembaga(I) klorida dapat dihasilkan sebagai endapan putih (reaksi dituliskan dibawah). Asalkan pemisahan endapan dari larutan dilakukan secepat mungkin dan dikeringkan secepat mungkin pula, endapan akan tetap berwarna putih. Pada saat kontak dengan air, endapan ini akan berubah manjadi biru dengan terbentuknya ion tembaga(II).

Reaksi disproporsionasi hanya terjadi pada ion tembaga(I) yang sederhana dalam larutan.

Kompleks-kompleks tembaga(I)

Pembentukan kompleks-kompleks tembaga(I) (bisa juga dengan air sebagai ligannya) juga menstabilkan tingkat oksidasi tembaga(I).

Sebagai contoh, antara [Cu(NH3)2]+ and [CuCl2] merupakan kompleks tembaga(I) yang tidak terjadi disproporsionasi.

Kompleks yang mengandung klor terbentuk jika tembaga(I) oksida dilarutkan dalam asam klorida pekat.

Kamu dapat menduga bahwa hal ini terjadi dalam dua tahap. Pertama, kamu akan memperoleh tembaga(I) klorida yang terbentuk:

Tetapi dengan adanya ion klorida yang berelebih dari HCl, reaksi ini memberikan kestabilan, kompleks tembaga(I) terlarut.

Kamu dapat memperoleh endapan putih tembaga(I) klorida (seperti yang disebutkan diatas) dengan menambahkan air ke dalam larutan. Reaksi ini merupakan kebalikan dari reaksi tanpa kelebihan ion klorida.
Gunakan fasilitas pencarian kata dibawah ini untuk mencari kata di chem-is-try.org

7 Tanggapan to “41. LOGAM TRANSISI”

  1. terataiayutheta Says:

    Waah, keren pak, lengkap banget ^^

  2. junianataslima Says:

    thanks a lot sir for helping me study🙂

  3. gisnawirdya Says:

    makasih pak atas info nya, ini dapat membantu sya dalam banyak hal

  4. devydestiani Says:

    trimakasih Pak atas ilmu yang telah bapak berikan🙂

  5. selvyanyayu Says:

    terima kasih pak atas informasinya, info ini sangat membantu sekali dalam proses apapun.

  6. nitamarethin Says:

    logam transisi yang berada di golongan B kan pak?

  7. putudarmawan Says:

    terima ksih infonya pak, semoga berguna ..

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s


%d blogger menyukai ini: