Keterampilan Praktis dalam Kimia II

WCH16 mengambil pekerjaan praktik Unit 4 dan 5 dan meminta Anda membela hasil tersebut: kation apa ini ketika dua endapan terlihat mirip, mengapa volume satu reagen tidak perlu tepat, titrasi mana yang masuk dalam rata-rata, dan berapa nilai gradien garis lurus dalam kJ mol⁻¹. Lembar ini menghargai ahli kimia yang tahu mengapa setiap langkah terjadi — dan akan dengan senang hati menguji skema tersebut kata per kata.

Keterampilan Praktis Kimia II WCH16/01 berlangsung selama 1 jam 20 menit, bernilai 50 skor, semua wajib, sebagian besar berdasarkan Unit 4–5 tetapi bebas menggunakan pengetahuan dari Unit 1–2. Kemampuan yang dinilai sesuai dengan Unit 3—pemecahan masalah praktik, metode, numerasi, dan peralatan—yang kini diterapkan pada kesetimbangan, kinetika, logam transisi, dan sintesis organik.

Dengan natrium hidroksida akuatik: Cu²⁺ memberikan endapan biru pucat (larutan biru tua dalam amonia berlebihan); Fe²⁺ endapan hijau yang menguning di udara; Fe³⁺ endapan berwarna cokelat karat; Mn²⁺ endapan cokelat pucat yang menggelap saat dibiarkan — kation kertas 2025; NH₄⁺ tidak ada endapan, tetapi pemanasan melepaskan amonia yang mengubah kertas litmus merah lembab menjadi biru. Persamaan ionik dapat menggunakan salah satu bentuk:

Pelarutan besi(III) hidroksida dalam asam sulfat menghasilkan kompleks kuning-cokelat $[\mathrm{Fe(H_2O)_6}]^{3+}$. Senyawa tak tentu dengan $M_r$ 197.9 dan analisis Mn²⁺/Cl⁻ adalah MnCl₂·4H₂O: $197.9 - (54.9 + 71.0) = 72.0 = 4 \times 18.0$. Garam yang mengandung dua kation (endapan hijau + amonia saat dipanaskan + endapan putih dengan barium klorida terasam) adalah garam Mohr, (NH₄)₂Fe(SO₄)₂.

Tiosulfat ditambahkan dalam jumlah kecil yang diketahui ke campuran peroksodisulfat–iodida: bereaksi dengan iodin yang terbentuk ($2\mathrm{S_2O_3^{2-}} + \mathrm{I_2} \rightarrow \mathrm{S_4O_6^{2-}} + 2\mathrm{I^-}$), sehingga perubahan warna tertunda hingga tiosulfat habis (sebuah reaksi jam) — kemudian iodin berikutnya mengubah pati menjadi biru-hitam (dari tidak berwarna). Karena jumlah iodin kecil yang sama menanti di setiap titik akhir, $1/t$ sebanding dengan laju awal. Dua poin teknik tersembunyi dalam skema 2025: buret (bukan gelas ukur) menambahkan pati bahkan, karena menjaga total volume identik mempertahankan konsentrasi reaktan konstan antar percobaan — bukan karena buret lebih presisi; dan kedua tabung diimbangkan dalam bak air sebelum pencampuran, dengan suhu dicatat di dalam campuran reaksi.

Melengkapi tabel memerlukan disiplin aritmatika: $T(\mathrm{K}) = T(^\circ\mathrm{C}) + 273$, $1/t$ hingga 3 angka penting, $\ln(1/t)$ hingga 2 tempat desimal. Garis lurus $\ln(1/t)$ terhadap $1/T$ memiliki gradien $m = -E_a/R$ dengan $E_a$ energi aktivasi:

Nilai positif, kJ mol⁻¹, tanpa tanda negatif — tandanya sudah ada pada gradien.

Eksperimen kalsium hidroksida menunjukkan rantai lengkap. Mengapa berdiri selama sehari? Untuk mencapai kesetimbangan — sebuah larutan jenuh. Indikator: methyl orange (kuning → oranye) atau fenolftalein (merah muda → tidak berwarna). Titrasi 9.95, 9.55 dan 9.45 cm³: yang pertama tidak konkorde dan dikecualikan — rata-rata $= (9.55 + 9.45)/2 = 9.50$ cm³. Titrasi yang diharapkan dari buku data (1.56 g dm⁻³):

Rata-rata titre lebih rendah dari yang diharapkan, mengingat kelarutan menurun seiring kenaikan suhu, berarti eksperimen dilakukan lebih hangat dari 20 °C. Akhirnya $K_c = [\mathrm{Ca^{2+}}][\mathrm{OH^-}]^2 = 0.0190 \times (0.0380)^2 = 2.74 \times 10^{-5}\ \mathrm{mol^3\,dm^{-9}}$ — satuan yang diturunkan, bukan dihafal.

Persiapan fenil benzoat (benzoyl klorida + fenol dalam natrium hidroksida) adalah template.

• Keamanan: sarung tangan untuk menimbang fenol (beracun melalui penyerapan kulit); lemari asap karena benzoyl klorida beracun melalui inhalasi.
• Mengapa volume mungkin tidak tepat: tunjukkan dengan perhitungan pereaksi mana yang membatasi. $9\ \mathrm{cm^3} \times 1.21 = 10.89$ g $= 0.0775$ mol benzoyl klorida, berhadapan dengan $5.00/94.0 = 0.0532$ mol fenol — benzoyl klorida berada dalam kelebihan, sehingga volumenya yang tidak tepat tidak mempengaruhi hasil.
• Pencucian dengan air menghilangkan pengotor ** Easily larut**: benzoyl klorida berlebih (terhidrolisis), HCl, NaOH, NaCl. Jangan pernah bilang "pengotor tidak larut" — skema menolaknya.
• Kristalisasi ulang: larutkan dalam pelarut panas minimum — pada 60 °C, di bawah titik didih etanol dan, yang terpenting, di bawah suhu lebur produk (71 °C), supaya kristal tidak meleleh; dinginkan dalam air es; saring; cuci dengan pelarut dingin, yang menghilangkan pengotor larut sementara kristal hampir tidak larut. Suhu lebur yang tajam pada nilai buku data mensertifikasi kemurnian.

Cek terpecah (hasil). $n$(fenol) $= 5.00/94.0 = 0.0532$ mol; 1:1 stoikiometri; massa teoritis $= 0.0532 \times 198.0 = 10.5$ g; pada hasil 65.0 %, massa $= 6.85$ g.

Seperti pada seluruh kualifikasi ini, contoh kertas tulisan menguji pemahaman Anda terhadap praktik kerja: observasi, alasan, perhitungan aritmatika, dan penilaian. Keterampilan manipulasi—titik akhir titrasi yang bersih, tabung Thiele yang berfungsi, transfer kuantitatif—dibangun di kelas melalui praktik inti itu sendiri.

1. Endapan cokelat pucat yang menggelap saat didiamkan di udara: kation apa, dan apa penyebab penggelapannya?
2. Tulis dua persamaan ionik yang dapat diterima untuk endapan hijau ketika NaOH(aq) bertemu dengan larutan Fe²⁺.
3. Garam B menghasilkan endapan hijau dengan NaOH, amonia saat dipanaskan, dan endapan putih dengan barium klorida yang diasamkan. Tentukan garam tersebut.
4. Mengapa tiosulfat ditambahkan ke reaksi jam, dan apa yang mengakhiri pengukuran waktu?
5. Nilai titrasi 9.95, 9.55, 9.45 cm³—mana yang dimasukkan dalam rata-rata, dan berapa nilainya?
6. Dari gradien ln(1/t)–1/T sebesar −6045 K, hitung $E_a$ beserta satuannya.
7. Mengapa melarutkan padat kasar pada suhu 60 °C daripada pada titik diduh etanol?
8. Sebutkan dua hal yang dicuci air dari fenil benzoat kasar, dan satu frasa yang ditolak oleh skema ini.
9. Gambarlah atau deskripsikan alat penentu suhu lebur, sebutkan tiga bagian berlabel.
10. 5.00 g fenol (Mr 94.0) dengan hasil 65.0 % menghasilkan massa fenil benzoat (Mr 198.0) berapa?

Jawaban: 1 Mn²⁺; udara mengoksidasi Mn(OH)₂ cokelat pucat menjadi oksida/hidroksida mangan(III/IV) yang lebih gelap; 2 $\mathrm{Fe^{2+}} + 2\mathrm{OH^-} \rightarrow \mathrm{Fe(OH)_2}$, atau $[\mathrm{Fe(H_2O)_6}]^{2+} + 2\mathrm{OH^-} \rightarrow \mathrm{Fe(OH)_2(H_2O)_4} + 2\mathrm{H_2O}$; 3 (NH₄)₂Fe(SO₄)₂ — NH₄⁺, Fe²⁺ dan SO₄²⁻; 4 bereaksi dengan iodin segera terbentuk, menunda warna pati hingga sejumlah kecil iodin tertentu telah diproduksi; warna biru-hitam; 5 9.55 dan 9.45 (konkorde dalam 0.2 cm³); rata-rata 9.50 cm³; 6 $E_a = 6045 \times 8.31 = 50.2$ kJ mol⁻¹; 7 titik didih etanol (78 °C) di atas suhu lebur produk (71 °C) — pada saat mendidih kristalnya akan meleleh; 60 °C melarutkan tanpa meleleh; 8 menghilangkan benzoyl chloride berlebih, HCl, NaOH atau NaCl ( Easily soluble ) — "pengotor tidak larut" ditolak; 9 Tabung Thiele (atau tabung pendidih/waduk) berisi minyak, termometer berlabel di dalam cairan, tabung kapiler kristal terpasang, dipanaskan dengan api (bukan listrik); 10 $n = 5.00/94.0 = 0.0532$ mol; $0.0532 \times 198.0 \times 0.650 = 6.85$ g.