WELCOME...www.fairuz-juwel.blogspot.com: 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^-

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 28.7^o - 180.5^o)
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^- , PO₄^3-	-	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.

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.

Warna-warna yang ada pada tabel tersebut hanya merupakan panduan. Hampir setiap orang yang melakukan uji nyala berbeda dalam mengamati dan menjelaskan warna yang terjadi. Sebagai contoh, beberapa orang menggunakan kata "merah" beberapa kali untuk menunjukkan beberapa warna yang bisa sangat berbeda satu sama lain. Disamping itu, ada juga yang menggunakan kata seperti "merah padam" atau "merah tua" atau "merah gelap", tapi tidak semua orang mengetahui perbedaan antara kata-kata yang dipakai untuk menunjukkan warna ini.

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.

Gambar. Warna nyala NaCl

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.