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 28.7o
- 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.
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.
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.
Daftar
Pustaka
Chang, Raymond. 2003. General
Chemistry: The Essential Concepts. Erlangga: Jakarta
Petrucci, Ralph
H.1987. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern
Jilid 2. Erlangga: Jakarta.
Syukri S, 1999. Kimia Dasar 2. ITB:
Bandung