TES NYALA UNSUR

TES NYALA UNSUR

I. Tujuan

    Untuk memperlihatkan radiasi yang dipancarkan atom-atom yang dieksitasi.

II. Landasan Teori

• Asal Usul Warna Nyala

      Warna nyala dihasilkan dari pergerakan elektron dalam ion-ion logam yang terdapat dalam senyawa. Sebagai contoh, sebuah ion natrium dalam keadaan tidak tereksitasi memiliki struktur 1s² 2s² 2p⁶. Jika dipanaskan, elektron-elektron akan mendapatkan energi dan bisa berpindah ke orbital kosong manapun pada level yang lebih tinggi -sebagai contoh, berpindah ke orbital 7s atau 6p atau 4d atau yang lainnya, tergantung berapa banyak energi yang diserap oleh elektron tertentu dari nyala. Karena sekarang elektron-elektron berada pada level yang lebih tinggi dan tidak stabil dari segi energi, ,aka elektron-elektron cenderung turun kembali ke level dimana sebelumnya mereka berada- tapi tidak mesti sekaligus. Sebuah elektron yang telah tereksitasi dari level 2p ke sebuah orbital pada level 7 yang dapat dilihat sebagai cahaya dengan warna tertentu. Akan tetapi, elektron tersebut bisa turun sampai dua tingkat (atau lebih) dari tingkat sebelumnya. Misalnya pada awalnya di level 5 kemudian turun sampai ke level 2. Masing-masing perpindahan elektron ini memiliki warna tertentu. Sebagai akibat dari semua perpindahan elektron ini, sebuah spektrum garis yang berwarna akan dihasilkan. Warna yang kita lihat adalah kombinasi dari semua warna individual. Besarnya lompatan atau perpindahan elektron dari segi energi, bervariasi dari satu ion logam ke ion logam lainnya. Ini berarti bahwa setiap logam yang berbeda akan memiliki pola garis-garis spekta yang berbeda, sehingga menghasilkan warna nyala yang berbeda pula. 

• Spektrum Atom

          Atom dapat menyerap atau memancarkan cahaya. Pada tahun 1864, Maxwell menyatakan bahwa cahaya adalah gelombang elektromagnetik, yaitu gelombang listrik dan magnet yang bergerak bersamaan menuju satu arah, tetapi dalam bidang gelombang yang saling tegak lurus.

          Jika v makin besar, maka panjang gelombang akan kecil, dan sebaliknya bila v kecil, maka panjang gelombang akan besar. Energi sinar menurut Planck bergantung pada frekuensinya.

          Gelombang elektromagnetik mempunyai panjang gelombang bervariasi, mulai dari beberapa nanometer ( 1nm = 10^-9 ) sampai beberapa meter. Gelombang elektromagnetik yang diuraikan menurut panjang gelombangnya disebut spektrum. Berdasarkan daerahnya, spektrum sinar dapat dibagi menjadi atas sinar gamma (0,2-10 nm), sinar x (10-100nm), ultraviolet (100-400nm), sinar tampak (400-700nm), inframerah (700-20.000nm), gelombang mikro (0,1-10mm), dan gelombang radio (0,01-10m).

          Sinar yang dapat dilihat oleh mata manusia disebut sinar tampak dengan panjang gelombang sekitar 400-700 nm, sedangkan sinar frekuensinya lebih besar atau lebih kecil dari itu tidak dapat dilihat, tetapi diketahui dengan alat yang disebut spektrometer.

          Tes nyala unsur merupakan salah satu cara untuk menganalisa suatu zat dengan menggunakan cara kering. Dalam pemeriksaan ini bahan kering diperiksa tanpa penambahan bahan yang lain melalui pemanasan ataupun tidak. Bahan yang dianalisa selanjutnya disebut dengan analit. Adapun prinsip dasar dari tes nyala unsur menyerap energi secukupnya, maka unsur tersebut akan mengalami radiasi. Radiasi yang dipancarkan akan beraneka ragam sesuai dengan jenis unsur tersebut (memancarkan warna yang khas). Setiap unsur akan mempunyai panjang gelombang yang berbeda pula.
          Bila suatu unsur menyerap energi secukupnya, misalkan dari nyala atau suatu busur listrik, unsur itu akan memancarkan energi radiasi. Meskipun tiap unsur dapat dipanaskan sehingga membara, beberapa unsur cukup dipanaskan dalam suatu nyala. Bunsen untuk menguapkannya dan membuatnya memancarkan cahaya berwarna khas. 

bunsen burner :))

• Warna Nyala Logam Alkali

          Salah satu ciri khas dari logam alkali adalah memiliki spektrum emisi. Spektrum 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 didaerah sinar tampak sehingga akan memberikan warna-warna yang jelas dan khas untuk setiap atom. Dilaboratorium kita dapat melakukan uji reaksi nyala sebagai berikut.

Misalkan yang akan diamati adalah warna logam alkali Natrium (Na) dan senyawa garam natrium klorida diambil satu sendok spatula dan diletakkan kedalam cawan porselen. Selanjutnya, senyawa tersebut ditetesi spiritus sebagai membantu dalam proses pembakaran dan penyalaan pada saat dibakar maka akan terlihat warna nyala.

           Panjang spektrum bersama warna padanannya dan warna komplementernya. Penginderaan warna yang ditimbulkan oleh berbagai proses fisisnya. Berikut ini contoh-contoh bagaimana cahaya dengan suatu panjang gelombang tertentu akan diarahkan ke mata, yaitu:

• Warna kuning-jingga nyala Natrium ditimbulkan oleh pancaran (emisi) cahaya dengan suatu panjang gelombang 589 nm; pancaran ini disebabkan oleh kembalinya elektron tereksitasi ke orbital-orbital energi rendah.
• Suatu prisma menyebabkan suatu difraksi cahaya yang berubah-ubah menurut panjang gelombang; panjang gelombang yang terpisah-pisah kelihatan seperti pola pelangi.
• Interferensi diakibatkan oleh dipantulkannya cahaya pada dua permukaan film yang sangat tipis (misalnya gelembung sabun atau bulu burung).

          Uji nyala digunakan untuk mengidentifikasi keberadaan ion logam dalam jumlah relatif kecil pada sebuah senyawa. Tidak semua ion logam menghasilkan warna-warna nyala. Untuk senyawa-senyawa golongan I, uji nyala merupakan cara yang paling mudah untuk mengidentifikasi logam mana yang terdapat dalam senyawa. Untuk logam-logam lain, biasanya ada metode mudah lainnya yang lebih dapat dipercaya meski demikian uji nyala bisa memberikan petunjuk bermanfaat seperti metode mana yang akan dipakai.

         Suatu warna komplementer, yang kadang-kadang disebut warna pengurangan atau substraksi, merupakan hasil pengurangan beberapa panjang gelombang tampak dari dalam spektrum visual keseluruhan, misalnya pentasena menyerap cahaya kuning dan memantulkan cahaya dengan panjang gelombang-gelombang lain. Pentasena Biru merupakan komplemen warna kuning.

III. Alat dan Bahan

     - Cawan Porselen

     - Spatula

     - Pipet Tetes

     - Kristal NaCl

     - Kristal CuCl₂

     - Kristal SrCl₂ 

     - Kristal KCl

     - Kristal CaCl₂

     - Spiritus

     - Korek Api

IV. Cara Kerja

      > Dimasukkan salah satu kristal kedalam cawan porselen yang bersih dengan menggunakan spatula.

      > Diteteskan beberapa spiritus ke dalam cawan (paling banyak 10 tetes).

      > Dibakar kristal tersebut dengan menggunakan korek api.

      > Diamati nyala api (hasil) yang terjadi sampai nyala berhenti atau habis.

      > Lakukan hal yang sama kepada kristal-kristal lainnya. Amati warna nyalanya.

V.Hasil

     - Kristal NaCl memiliki warna nyala Orange.

     - Kristal CuCl₂ memiliki warna nyala Hijau.

     - Kristal SrCl₂ memiliki warna nyala Merah.

     - Kristal KCl memiliki warna nyala Ungu Muda.

     - Kristal CaCl₂ memiliki warna nyala Orange.

VI. Diskusi dan Pembahasan

       

         Pada percobaan tes nyala unsur, bahan yang dianalisa yang disebut analit berbentuk kristal menunjukkan nyala api yang berbeda-beda. Hal ini disebabkan oleh unsur menyerap warna dari cahaya tampak. Warna-warna cahaya tampak terurai akibat panjang gelombang cahaya dimana panjang gelombang elektromagnetik berbeda-beda tiap-tiap warna cahaya. Warna-warna cahaya tampak, yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Nyala yang dihasilkan oleh pembakaran tiap-tiap analit disebabkan oleh kation pada unsur. Sedangkan anion pada setiap analit menguap ke udara.

         Adapun prinsip dasar dari tes nyala unsur, yaitu bila suatu unsur menyerap energi secukupnya, maka akan mengalami radiasi. Percobaan tes nyala unsur ini memperlihatkan radiasi yang dipancarkan oleh atom-atom yang dieksitasi dimana eksitasi merupakan perpindahan elektron dari tingkat elektron terendah ke tingkat elektron yang lebih tinggi. Percobaan tes nyala unsur menganalisa suatu zat dengan menggunakan cara kering. Timbul pertanyaan, mengapa percobaan tes nyala unsur ini dikatakan analisa dengan menggunakan cara kering? Jawabannya, sebab tidak menggunakan bahan-bahan lain, analit diperiksa tanpa penambahan bahan lain selain zat itu sendiri. Juga tidak ada penambahan larutan dalam proses pembakaran zat tersebut. Timbul pertanyaan lagi.. :p mengapa bahan spiritus yang digunakan atau ditambahkan tidak dikatakan sebagai bahan lain? Padahal itu berbentuk zat cair tak? Betul? Hehehee ^^ .. Alasannya, karena spiritus ini digunakan hanya membantu dalam pemacu pembakaran kristal-kristal tersebut.

         Pada percobaan tes nyala unsur ini, analit digunakan mengandung anion dan kation. Kationnya berasal dari logam alkali, yaitu Na⁺ dan K⁺. Kemudian berasal dari alkali tanah, yaitu Ca²⁺ dan Sr²⁺. Sedangkan kation lainnya berasal dari logam transisi, yaitu Cu²⁺. Anion dari analit yang digunakan berasal dari golongan halogen, yaitu Cl^-.

         Selain memiliki perbedaan warna nyala api pada setiap unsur yang dianalisa, juag memiliki panjang gelombang berbeda-beda. Warna yang dihasilkan oleh pembakaran setiap zat merupakan ciri khas warna yang dimilikinya. Radiasi yang dipancarkan beraneka ragam sesuai dengan jenis unsur yang mana setiap unsur memiliki panjang gelombang yang berbeda-beda.

VII. Kesimpulan

 A. Teori

• Tes nyala unsur merupakan salah satu cara untuk menganalisa suatu zat dengan menggunakan cara kering.
• Analisa menggunakan cara kering meliputi pemeriksaan warna, bau, rasa dan pemanasan tanpa penambahan bahan lain melalui pemanasan atau tidak.
• Uji nyala digunakan untuk mengidentifikasi keberadaan ion logam dalam jumlah yang relatif kecil pada sebuah senyawa.
• Eksitasi merupakan perpindahan elektron dari tingkat elektron tinggi ke tingkat elektron yang lebih rendah.
• Alam raya kaya akan warna, kebanyakan warna alam disebabkan oleh absorbsi panjang-panjang gelombang tertentu.
• Cahaya tampak merupakan salah satu dari beberapa jenis energi radiasi.
• Warna-warna cahaya tampak, yaitu merah, jingga, kuning, hijau. biru, nila dan ungu.
• Tiap-tiap warna cahaya tampak memiliki panjang gelombang yang berbeda-beda.
• Radiasi elektromagnetik adalah energi yang dipanaskan menembus ruang dalam bentuk gelombang-gelombang.
• Logam alkali dan logam alkali tanah dalam senyawa garamnya mempunyai warna-warna yang khas.

 B. Percobaan

         Berdasarkan percobaan tes nyala unsur yang telah dilakukan, diperoleh kesimpulan, yaitu:

"Setiap unsur memiliki warna nyala yang berbeda-beda dimana perbedaan tersebut merupakan ciri khas masing-masing analit yang diperiksa".

     - Kristal NaCl menunjukkan pancaran radiasi warna nyala Orange.

     - Kristal CuCl₂ menunjukkan pancaran radiasi warna nyala Hijau.

     - Kristal SrCl₂ menunjukkan pancaran radiasi warna nyalaMerah.

     - Kristal KCl menunjukkan pancaran radiasi warna nyala Ungu Muda.

     - Kristal CaCl₂ menunjukkan pancaran radiasi warna nyala Orange.

         Dari perbedaan warna nyala unsur tersebut, dapat kita ketahui bahwa setiap unsur memiliki panjang gelombang yang berbeda.

VIII. Daftar Pustaka

Shervia G. 1979. Vogel I Buku Teks Analisa Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro Bagian I.  Jakarta: PT Kalman Media Pusaka.

Rivai H. 1995. Asas Pemeriksaan Kimia. Jakarta: UI Press.

Anonim. 2007. Penuntun Praktikum Kimia Dasar. Kendari: Laboratorium Unit Kimia.

Syukri S. 1999. Kimia Dasar I. Bandung: ITB.

http://aatunhalu.wordpress.com/2008/12/06/kumpulan-praktikum-2/

http://robiahadawiyah.wordpress.com/2011/05/15/kimia-analitik-uji-nyala/