PEMISAHAN KATION GOLONGAN III A
Secara umum, kation golongan III tak bereaksi dengan asam klorida encer ataupun dengan hidrogen sulfida dalam suasana asam mineral encer. Namun, kation ini membentuk endapan dengan ammonium sulfide dalam suasana netral atau amoniakal. Kation-kation golongan ini adalah kobalt (II), nikel (II), besi (II), besi (III), kromium (III), aluminium, zink, dan mangan (II).
Mengapa kation golongan III terbagi menjadi golongan IIIA dan IIIB?
Logam-logam golongan ini tidak diendapkan oleh reagensia golongan untuk golongan I dan II, tetapi semuanya diendapkan, dengan adanya ammonium klorida, oleh hidrogen sulfida dari larutan yang telah dijadikan basa dengan larutan ammonia. Logam-logam ini diendapkan sebagai sulfida, kecuali aluminium dan kromium, yang diendapkan sebagai hidroksida, karena hidrolisis yang sempurna dari sulfida dalam larutan air. Besi, aluminium, dan kromium (sering disertai mangan) juga diendapkan sebagai hidroksida oleh larutan ammonia dengan adanya ammonium klorida, sedang logam-logam lain dari golongan ini tetap berada dalam larutan dan dapat diendapkan sebagai sulfida oleh hidrogen sulfida. Maka golongan ini biasa dibagi menjadi golongan besi atau golongan IIIA (besi, aluminium, dan kromium) dan golongan zink atau golongan IIIB (nikel, kobalt, mangan, dan zink). Akan tetapi, yang akan dibahas disini hanyalah pemisahan kation golongan IIIA saja.
Ketika membahas skema umum pemisahan kation ke dalam golongan-golongan, telah disinggung bahwa ion-ion tertentu mungkin mengganggu pada pemisahan dan identifikasi kation-kation golongan III sampai V. Sebelum pengendapan kation-kation golongan III A, terlebih dahulu harus dihilangkan ion-ion pengganggunya. Ion-ion ini adalah fosfat, silikat, borat, fluorida, dan anion-anion asam-asam organik.
Jika ion-ion pengganggu ini larut dalam larutan, bergabung dengan berbagai logam membentuk ion-ion kompleks yang stabil, hal ini dapat mengakibatkan logam-logam ini gagal untuk mengendap dengan reagensia golongan yang biasa. Dalam golongan ini termasuk asam-asam organik, seperti asam oksalat, sitrat, dan tartarat, dan juga senyawa-senyawa hidroksi, seperti gula dan pati. Dengan adanya zat-zat itu, besi, kromium, dan aluminium diendapkan tak sempurna atau tak diendapkan sama sekali oleh ammonium klorida dan larutan ammonia.
Sedangkan jika ion-ion pengganggu ini membentuk senyawa yang tak larut dengan beberapa logam dari golongan yang lebih belakangan dari pada golongan logam yang hendak diendapkan. Maka jelaslah, bahwa pada kondisi-kondisi yang menghasilkan pengendapan logam-logam golongan III A, logam-logam golongan yang berikutnya akan juga diendapkan, sehingga terbentuk endapan yang tak larut atau sangat sedikit larut dengan adanya ammonium klorida dan ammonia.
Selanjutnya borat, fluorida, fosfat, oksalat, tartrat dan sitrat dari logam-logam golongan IIIA, IIIB, IV dan dari magnesium, tak larut dalam larutan basa, tetapi larut dalam larutan asam. Jelaslah, bahwa dengan adanya asam-asam ini, logam-logam golongan IIIA tak dapat dipisahkan dari logam golongan-golongan sisanya pada penambahan reagensia agolongan yang biasa, yaitu NH4Cl dan larutan NH3, maka skema dari analisis sitematik harus diubah bila salah satu atau semua anion-anion ini terdapat, sebelum memulai dengan pengendapan golongan IIIA.
IDENTIFIKASI KATION GOLONGAN 3
Kation golongan 3 (Al3+, Cr3+, Fe2+, Mn2+) membentuk sulfida yang lebih larut dibandingkan kationgolongan 2. Karena itu untuk mengendapkan kation golongan 3 sebagaigaram sulfida konsentrasi ion H+ dikurangi menjadi sekitar 10-9 M atau pH 9.Hal ini dapat dilakukan dengan penambahan amonium hidroksida danamonium klorida.Kemudian dijenuhkan dengan H2S. Dalam kondisi inikesetimbangan:
H2S → 2H+ + S2-
akan bergeser ke kanan. Dengan demikian konsentrasi S2-akan meningkan dan cukup untuk mengendapkan kation golongan III. H2S dapat juga diganti dengan (NH4)2S.
Penambahan amonium hidroksida dan amonium klorida juga dapat mencegah kemungkinan mengendapnya Mg menjadi Mg(OH)2. Penambahan kedua pereaksi ini menyebabkan mengendapnya kation Al3+, Cr3+ dan Fe2+, sebagai hidroksidanya, Fe(OH)3(coklat), Al(OH)3(putih) dan Cr(OH)3 (putih). Ion sulfida dapat bereaksi dengan Mn2+ dan Fe2+ akan bereaksi langsung membentuk endapan sulfida FeS (hitam) dan MnS(coklat).
1. Pemisahan Sub golongan Aluminium dan Nikel
Hidroksida aluminium dan kromium bersifat amfoter sehingga larut dengan NaOH.Sebaliknya hidroksida besi dan mangan bersifat amfoter sehingga kation tersebut tidak larut dengan NaOH.Hal ini yang mendasari pemisahan kedua subgolongan dalam kation golongan III. Aqua regia juga akan mengoksidasi Fe2+ menjadi Fe3+.
Jika NaOH ditambahkan maka hidroksida ke empat kation tersebut akan terbentuk, tetapi aluminium dan kromium yang bersifat amfoter akan larut membentuk kompleks Al(OH)4-, Cr(OH) 4- , Zn(OH) 4- , sedangkan kation yang lain tidak larut. Mn(OH)2 akan teroksidasi oleh udara menjadi MnO2yang berwarna hitam. Penambahan hidrogen peroksida mempercepat oksidasi kedua zat tersebut, juga mengoksidasi Cr(OH)4- menjadi CrO42-.
Hidroksida besi cepat larut dalam asam sulfat menjadi Fe2+, tetapi MnO2lambat larut. Hidrogen peroksida ditambahkan untuk mempercepat kelarutan endapan ini dengan caramereduksinya menjadi MnO. Reaksi yang berlangsung:
2. Identifikasi besi
Identifikasi besi dapat dilakukan dengan beberapa cara diantaranya:
a. Kaliumheksasianoferat(II), K4Fe(CN)6
Membentuk endapan biru Prussian
4Fe3+ + 3Fe(CN)64- → Fe4[Fe(CN)6]3
b. Kalium tiosianat, KSCN
Larutan berwarna merah
Fe3+ + SCN- → Fe(SCN)63-
c. dengan larutan natrium hidroksida terbentuk endapan putih bila tidak terdapat udara sama sekali. Bila terkena udar akan teroksidasi menjadi besi (III) hidroksida yang berupa endapan coklat kemerahan.
Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2↓ + 2H2O + O2→ 4Fe(OH)3↓
4Fe(OH)3↓ + H2O2 → 2Fe(OH)3↓
d. Dengan larutan amonia terjadi pengendapan besi (II) hidroksida.
Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2↓
e. Dengan hidrogen sulfida tidak terjadi pengendapan dalam larutan asam.
f.Dengan larutan amonium sulfida terbentuk endapan hitam besi (II) sulfida yang larut dengan mudah dalam larutan asam.
Fe2++ S2- → FeS↓
FeS↓+ 2H+ → Fe2+ +H2S ↑
FeS↓+ 9O2 → 2Fe2O(SO4)2↑
g. Dengan larutan kalium sianida terbentuk endapan coklat kekuningan yang larut dalam reagensia berlebihan.
Fe2++ 2CN- → Fe(CN)2↓
Fe(CN)2↓+4CN- → Fe(CN)64-
3. Identifikasi Mn
a. Mangan dapat diidentifikasi dengan mengoksidasi Mn2+ menjadi MnO4-yang berwarna ungu dengan natrium bismutat (NaBiO3) dalam asam nitrat.
2Mn2+ + 5HBiO3 + 9H+→ 2MnO4- + 5Bi3+ + 7H2O
b. Dengan larutan natrium hidroksida terbentuk endapan putih. Endapan dengan cepat teroksidasi bila terkena udara menjadi coklat.
Mn2+ + 2OH- → Mn(OH)2↓
c. Dengan larutan amonia terbentuk endapan putih. Endapan dengan cepat teroksidasi bila terkena udara menjadi coklat
Mn2+ + 2NH3 + 2H2O →Mn(OH)2↓ + 2NH4+
d. Dengan larutan amonium sulfida terbentuk endapan merah jambu dari mangan sulfida.
Mn2+ + S2- → MnS↓
e. Dengan larutan natrium fosfat terbentuk endapan merah jambu dari mangan amonium fosfat.
Mn2+ + 2NH3 + HPO42- →Mn(NH4) PO4 ↓
4. Pemisahan dan Identifikasi Sub golongan Al
Pada filtrat hasil pemisahan dengan sub golongan besi, penambahan asam nitrat akan memberikan reaksi berikut:
Al(OH)4- + 4H+ _ Al3+ + 4 H2O
2CrO42- + 2H+ _ Cr2O72- + H2O
Jika terdapat kromat warna larutan berubah menjadi jingga dengan terbentuknya dikromat. Penambahan amonium hidroksida lebih lanjut akan membentuk endapan putih yang menunjukkan adanya Al. Sedangkan Cr2O72-akan menjadi CrO42-.Identifikasi Cr dapat dilakukan dengan BaCl2memberikan endapan kuning barium kromat.
CrO42- + Ba2+→ BaCrO4
5. Identifikasi Kromium (Cr3+)
a. Dengan larutan amonia terjadi endapan abu-abu hijau sampai abu-abu biru seperti gelatin dari kromium hidroksida yang larut sedikit dalam reagensia berlebihan.
Cr3+ + 3NH3 + 3H2O → Cr(OH)3↓ + 3NH4+
Cr(OH)3↓+ 6NH3 → Cr(NH3)6 3+↓ + 3OH-
b. Dengan larutan natrium hidroksida terbentuk endapan abu-abu hijau dari kromium hidroksida
Cr3+ + 3OH- → Cr(OH)3↓
c. Dengan larutan natrium karbonat terbentuk endapan abu-abu hijau dari kromium hidroksida
2Cr3+ + 3CO32-+ 3H2O → 2Cr(OH)3↓ +3CO2↑
d. Dengan larutan amonium sulfida terbentuk endapan abu-abu hijau dari kromium hidroksida
2Cr3+ + 3S2- + 6H2O → 2Cr(OH)3↓+3H2S↑
e. Dengan larutan natrium asetat tidak terbentuk endapan dalam larutan netral dingin walaupun dengan mendidihkan.
6. Identifikasi Kobalt (Co2+)
a. Dengan larutan natrium hidroksida terbentuk endapan biru
Co2+ + OH- + NO3- → Co(OH) NO3 ↓
b. Dengan larutan amonia terjadi endapan biru.
Co2+ + NH3 + H2O + NO3- → Co(OH) NO3 ↓+ NH4+
c. Dengan larutan amonium sulfida terbentuk endapan hitam kobalt sulfida
Co2+ + S2- → CoS↓
d. Dengan larutan kalium sianida bila ditambahkan perlahan-lahan menghasilkan endapan coklat kemerahan besi (III) sianida.
Co2++ 2CN- → Co(CN)2↓
7. Identifikasi Nikel (Ni2+)
a. Dengan larutan natrium hidroksida terbentuk endapan hijau
Ni2+ + 2OH- → Ni(OH)2↓
b. Dengan larutan amonia terjadi endapan hijau
Ni2+ + 2NH3 + 2H2O → Ni(OH)2↓ + 2NH4+
c. Dengan larutan amonium sulfida terbentuk endapan hitam nikel sulfida.
Ni2+ + S2- → NiS↓
d. Dengan larutan kalium sianida endapan hijau nikel (II) sianida.
Ni2++ 2CN- → Ni (CN)2↓
e. Dengan hidrogen sulfida (gas/ larutan air jenuh) membentuk endapan.
8. Identifikasi Zink (Zn2+)
a. Dengan larutan natrium hidroksida terbentuk endapan seperti gelatin yang putih. Endapan larut dalam asam.
Zn2+ + 2OH- → Zn(OH)2↓
Zn(OH)2↓ + 2H+ → Zn2++ 2H2O
b. Dengan larutan amonia terbentuk endapan putih.
Zn2+ + 2NH3 + 2H2O →Zn(OH)2↓ + 2NH4+
c. Dengan larutan amonium sulfida terbentuk endapan putih
Zn2+ + S2- → MnS↓
d. Dengan larutan dinatrium hidrogen fosfat terbentuk endapan putih
Zn2+ + HPO42- → Zn(PO4)2 ↓ + 2H+
Tidak ada komentar:
Posting Komentar