Krom

Ditulis oleh Jim Clark pada 06-10-2007

Ion yang paling sederhana dalam bentuk krom dalam larutan adalah ion heksaaquokrom(III) – [Cr(H₂O)₆]³⁺.Keasaman ion heksaaquo

Biasanya 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 â€untuk dilukiskanâ€ 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, Cr₂O₇^2-, dibandingkan dengan ion kromat(VI) yang berwarna kuning, CrO₄^2-.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) yag 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 dibbiarkan 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 â€oksigen berasal dari agen pengoksidasiâ€
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 â€krom alumâ€.

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 prakteknya

Berikut 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).