Desember 22, 2012

Fotokimia reduksi ion besi (III)



Besi yang murni adalah logam yang berwarna putih perak yang kukuh dan liat. Ia melebur pada 1535 oC. Jarang terdapat besi komersial yang murni, biasanya besi mengandung sejumlah kecil karbida, silisida, dan sulfida dari besi, serta sedikit grafit. Zat-zat pencemar ini memainkan peranan penting dalam kekuatan struktur besi. Besi dapat dimagnetkan. Asam klorida encer atau pekat dan asam sulfat encer melarutkan besi, pada mana dihasilkan garam-garam besi (II) dan gas hidrogen.
Fe  + 2 H+                 Fe2+  +  H2
Fe  + 2 HCl                 Fe2+  +  2 Cl-  +  H2

 Asam sulfat pekat yang panas, menghasilkan ion-ion besi (III) dan belerang dioksida
2Fe + 3H2SO4 + 6H+              2Fe3+ + 3SO2 + 6H2O
 Dengan asam nitrat encer dingin, terbentuk ion besi (II) dan amonia :
4Fe + 10H+ + NO3-                 4Fe2+ + NH4+ + 3H2O
Asam nitrat pekat, dingin, membuat besi menjadi pasif ; dalam keadaan ini dia tidak bereaksi dengan asam nitrat encer dan tak pula mendesak tembaga dari larutan air suatu garam tembaga. Asam nitrat 1 + 1 atau asam nitrat pekat yang panas melarutkan besi dengan membentuk gas nitrogen oksida dan ion besi (III).
Fe + HNO3 + 3H+                    Fe3+ + NO + 2H2O
Besi membentuk dua deret garam yang penting. Garam-garam besi (II) (atau fero) diturunkan dari besi (II) oksida, FeO. Dalam larutan, garam-garam ini mengandung kation Fe2+ dan berwarna sedikit hijau. Ion-ion gabungan dan kompleks-kompleks sepit yang berwarna tua adalah juga umum. Ion besi (II) dapat mudah dioksidasikan menjadi besi (III), maka merupakan zat pereduksi yang kuat. Semakin kurang asam larutan itu, semakin nyatalah efek ini, dalam suasana netral atau basa bahkan oksigen dari atmosfer akan mengoksidasikan ion besi (II). Maka larutan besi (II) harus sedikit asam bila ingin disimpan untuk waktu yang agak lama.
Garam-garam besi (III) (atau feri) diturunkan dari besi (III), Fe2O3. Mereka lebih stabil daripada garam besi (II). Dalam larutannya, terdapat kation-kation Fe3+ yang berwarna kuning muda. Jika larutan mengandung klorida, warna menjadi semakin kuat. Zat-zat pereduksi mengubah ion besi (III) menjadi besi (II).
Reaksi-rekasi ion besi (II). Larutan kalium heksasianoferat (II) : dalam keadaan tanpa udara sama sekali, terbentuk endapan putih kalium besi (II) heksasianoferat :
Fe2+ + 2K+ + [Fe(CN)6]4-                     K2Fe[Fe(CN)6]
Pada kondisi atmosfer biasa, diperoleh suatu endapan biru muda. Kemudian larutan kalium heksasianoferat (III) : diperoleh endapan biru tua. Mula-mula ion heksasianoferat (III) mengoksidasikan besi (II) menjadi besi (III), pada mana terbentuk heksasianoferat (II):
                        Fe2+ + [Fe(CN)6]3-                   Fe3+ + [Fe(CN)6]4-
Dan ion-ion ini bergabung menjadi endapan yang disebut biru Turnbull:
                        4 Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4-                   Fe4[Fe(CN)6]3
Perhatikan, bahwa komposisi endapan ini adalah identik dengan biru Prusia. Dulu orang menyangka bahwa komposisinya adalah besi (II) heksasianoferat (III), Fe3[Fe(CN)6]2, karena itu namanya berlainan. Komposisi dan sruktur yang identik dari biru Turnbull dan biru Prusia, baru-baru ini telah dibuktikan dengan spektroskopi Mossabauer. Endapan ini diuraikan oleh larutan natrium atau kalium hidroksida, pada mana besi (III) hidroksida mengendap.
Reaksi-reaksi ion besi (III). Larutan kalium heksasianoferat (II) : endapan biru tua, besi (III) heksasianoferat (biru Prusia) :
4 Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4-                   Fe4[Fe(CN)6]3
Endapan tak larutan dalam asam encer, tetapi terurai dalam asam klorida pekat. Reagensia yang sangat berlebihan melarutkannya sebagian atau seluruhnya, pada mana diperoleh larutan yang berwarna biru tua. Natrium hidroksida mengubah endapan menjadi merah, karena terbentuk besi (III) oksida dan ion heksasianoferat.
                        Fe4[Fe(CN)6]3 + 12 OH-                      4Fe(OH)3 +  3[Fe(CN)6]4-        
Asam oksalat juga melarutakn biru Prusia, membentuk larutan biru. Proses ini pernah dipakai untuk membuat tinta tulis berwarna biru. Jika besi (III) klorida ditambahkan pada kalium heksasianoferat (II) yang berlebihan, terbentuk produk dengan komposisi KFe[Fe(CN)6]. Zat ini cenderung membentuk koloid (biru Prusia yang larut) dan tak dapat disaring. Kemudian larutan kalium heksasianoferat (III) : dihasilkan pewarnaan coklat, oleh pembentukan kompleks yang tak terdissosiasi, yaitu besi (III) heksasianoferat (III) :
                        Fe3+ + [Fe(CN)6]3-                   Fe[Fe(CN)6]
Dengan menambahkan hidrogrn peroksida atau sedikit larutan timah (II) klorida, bagian heksasianoferat (III) dari senyawa ini direduksi, dan mengendaplah biru Prusia.        
(Svehla, G. 1990. Hal : 257-262)
Pengertian oksidasi dan reduksi disini lebih melihat dari segi transfer oksigen, hidrogen dan elektron. Disini akan juga dijelaskan mengenai zat pengoksidasi (oksidator) dan zat pereduksi (reduktor).
Dalam hal transfer oksigen, Oksidasi berarti mendapat oksigen, sedang Reduksi adalah kehilangan oksigen.
Karena reduksi dan oksidasi terjadi pada saat yang bersamaan, reaksi diatas disebut reaksi REDOKS. Oksidator atau zat pengoksidasi adalah zat yang mengoksidasi zat lain. Pada contoh reaksi diatas, besi (III) oksida merupakan oksidator. Reduktor atau zat pereduksi adalah zat yang mereduksi zat lain. Dari reaksi di atas, yang merupakan reduktor adalah karbon monooksida. Jadi dapat disimpulkan bahwa oksidator adalah yang memberi oksigen kepada zat lain, reduktor adalah yang mengambil oksigen dari zat lain.
Definisi oksidasi dan reduksi dalam hal transfer hidrogen ini sudah lama dan kini tidak banyak digunakan. Oksidasi berarti kehilangan hidrogen, reduksi berarti mendapat hidrogen. Perhatikan bahwa yang terjadi adalah kebalikan dari definisi pada transfer oksigen.
Untuk memindahkan atau mengeluarkan hidrogen dari etanol diperlukan zat pengoksidasi (oksidator). Oksidator yang umum digunakan adalah larutan kalium dikromat (IV) yang diasamkan dengan asam sulfat encer. Etanal juga dapat direduksi menjadi etanol kembali dengan menambahkan hidrogen. Reduktor yang bisa digunakan untuk reaksi reduksi ini adalah natrium tetrahidroborat, NaBH4. Secara sederhana, reaksi tersebut dapat digambarkan sebagai berikut:
Zat pengoksidasi (oksidator) memberi oksigen kepada zat lain, atau memindahkan hidrogen dari zat lain. Zat pereduksi (reduktor) memindahkan oksigen dari zat lain, atau memberi hidrogen kepada zat lain. Oksidasi berarti kehilangan elektron, dan reduksi berarti mendapat elektron.
Definisi ini sangat penting untuk diingat. Ada cara yang mudah untuk membantu anda mengingat definisi ini. Tembaga(II)oksida dan magnesium oksida keduanya bersifat ion. Sedang dalam bentuk logamnya tidak bersifat ion. Jika reaksi ini ditulis ulang sebagai persamaan reaksi ion, ternyata ion oksida merupakan ion spektator (ion penonton).
Jika anda perhatikan persamaan reaksi di atas, magnesium mereduksi iom tembaga (II) dengan memberi elektron untuk menetralkan muatan tembaga (II). Dapat dikatakan magnesium adalah zat pereduksi (reduktor). Sebaliknya, ion tembaga (II) memindahkan elektron dari magnesium untuk menghasilkan ion magnesium. Jadi, ion tembaga (II) beraksi sebagai zat pengoksidasi (oksidator).
Memang agak membingungkan untuk mempelajari oksidasi dan reduksi dalam hal transfer elektron, sekaligus mempelajari definisi zat pengoksidasi dan pereduksi dalam hal transfer elektron.
Dapat disimpulkan sebagai berikut, apa peran pengoksidasi dalam transfer electron yakni zat pengoksidasi mengoksidasi zat lain, oksidasi berarti kehilangan elektron (OIL RIG), itu berarti zat pengoksidasi mengambil elektron dari zat lain, jadi suatu zat pengoksidasi harus mendapat electron.
Atau dapat disimpulkan sebagai berikut yakni suatu zat pengoksidasi mengoksidasi zat lain, itu berarti zat pengoksidasi harus direduksi, reduksi berarti mendapat elektron (OIL RIG), jadi suatu zat pengoksidasi harus mendapat elektron.
(Jim Clark. 2004. www.chem-is-try.org)
          Penetapan besi dalam besi merupakan salah satu penerapan paling penting (dalam titrasi permangana) ,biji besi yang utama adalah oksida atau oksida terhidrasi, hematite, magnetit, gentit, limonit. Sebelum titran dengan permanganat besi (III), reduksi ini dapat dilakukan dengan reduktor atau dengan timah (II) klorida. Jika larutan itu mengandung asam klorida, seperti sering kali memang demikian, reduktor dengan timah (II) klorida akan nyaman. Timah klorida itu ditambahkan kedalam larutan sampel yang panas majunya reduksi diikuti dengan menghilangnya warna kuning dari ion besi (III).
          Sn2+ + 2 Fe3+                Sn4+ + 2 Fe2+
Ditambahkan timah (II) klorida sedikit setelah berlebih untuk memanfaatkan lengkapnya reduksi.Kelebihan ini harus disingkirkan agar tidak bereaksi dengan permnganat dalam timah nanti
2 HgCl2 + Sn2+                              HgCl2 + Sn4+ + 2 Cl-
(Underwood. 1986. Hal : 296)


0 komentar:

.:: Search

Memuat...

.:: Jurnal

Science Direct

.:: LibGen

http://libgen.org/scimag/

.:: Facebook

.:: Koleksi e-Book

.:: Followers

.:: Traffic

Diberdayakan oleh Blogger.