PENGARUH LIGAN TERHADAP WARNA ION
KOMPLEKS
(Laporan Praktikum Kimia Anorganik
I)
Oleh
Aprilia Dwi Puspita
1413023010
LABORATORIUM PEMBELAJARAN KIMIA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU
PENDIDIKAN
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2015
Judul
Percobaan : Pengaruh Ligan
Terhadap Warna Ion Kompleks
Tanggal
Percobaan :
Tempat
Percobaan : Laboratorium
Pembelajaran Kimia
Nama : Aprilia Dwi
Puspita
NPM : 1413023010
Fakultas : Keguruan da Ilmu
Pendidikan
Jurusan : Pendidikan Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam
Program
Studi : Pendidikan Kimia
Kelompok : 3 (Tiga)
Bandarlampung,
Mengetahui
Asisten
I.PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Salah satu sifat unsur transisi adalah memiliki kecenderungan membentuk ion
kompleks atau senyawa kompleks. Ion-ion dari unsur logam transisi memiliki
orbital-orbital kosong yang dapat menerima pasangan elektron pada pembentukan
ikatan dengan molekul atau anion tertentu membentuk ion kompleks
Senyawa
kompleks telah banyak dipelajari dan diteliti melalui suatu tahapan-tahapan
reaksi (mekanisme reaksi) dengan menggunakan ion-ion logam serta ligan yang
berbeda-beda. Ligan memiliki kemampuan sebagai donor pasangan elektron sehingga
dapat dibedakan atas ligan monodentat, bidentat, tridentat dan polidentat.
Banyak
sintesis senyawa kompleks yang telah dilakukan menghasilkan senyawa antara
sebagai katalis yang dapat membantu dalam reaksi-reaksi kimia. Salah satu senyawa
yang dapat digunakan dalam sintesis kompleks adalah ligan yang berasal dari
basa Schiff, dimana senyawa kompleks yang terbebtuk merupakan salah satu
senyawa antara yang dapat digunakan untuk bermacam penerapan ilmu, seperti
dalam ilmu biologi, klinik dan analitik. Kerja dan aktivitas obat menunjukkan
kenaikan setelah dijadikan logam-logam transisi terkhelat yang ternyata lebih
baik daripada hanya menggunakan senyawa organik.
Dalam beberapa hal kompleks tidak memberikan reaksi dalam larutan
karakteristik ion logam atau ligan tidak kompleks tetapi stabilitas.
termodinamik
dan kinetik bervariasi sehingga hal ini bukan merupakan kriteria pembentukan
senyawa koordinasi.
Ion kompleks terdiri atas ion logam pusat dikelilingi anion-anion atau
molekul-molekul membentuk ikatan koordinasi. Ion logam pusat disebut ion pusat
atau atom pusat. Anion atau molekul yang mengelilingi ion pusat disebut ligan.
Ion pusat merupakan ion unsur transisi, dapat menerima pasangan elektron bebas
dari ligan. Pengaruh ligan ini dapat membentuk warna pada ion kompleks. Oleh
karena itu, kita akan mempelajari bagaimana pengaruh ligan ini dalam warna ion
kompleks.
1.2. Tujuan Percobaan
Adapun tujuan dari percobaan
ini yaitu mempelajari pengaruh ligan terhadap warna ion kompleks melalui
percobaan.
II . TINJAUAN PUSTAKA
Dalam
pelaksanaan analisis anorganik kualitatif banayk digunakan reaksi-reaksi yang
menghasilkan pembentukan kompleks. Suatu ion (atau molekul) kompleks terdiri
dari satu atom (ion) pusat dan sejumlah ligan yang terikat era dengan atom
(ion) pusat itu. Jumlah relative komponen-komponen ini dalam kompleks yang
stabil Nampak mengikuti stokiometri yang sangat tertentu, meskipun ini tak
dapat ditafsirkan di dalam lingkum konsep valensi yang klasik. Atom pusat ini
ditandai oleh bilangan koordinasi, suatu angka bulat, yang menunjukan jumlah
ligan yang dapat membentuk kompleks yang stabil dengan satu atom pusat.
Bilangan
koordinasi menyatakan jumlah ruang yang terbuka sekitar atom atau ion pusat
dalam apa yang disebut bulatan koordinasi yang masing-masing dapat dihuni satu
ligan (monidendrat). Pembentukan kompleks dalam analisis organic kualitatif
sering terlihat dipakai untuk pemisahan atau isentifikasi. Salah satu fenomena
yang paling umu yang muncul bila ion kompleks terbentuk adalah perubahan warna
dalam larutan (Vogel, 1979).
Senyawa koordinasi/senyawa kompleks adalah senyawa yang terbentuk melalui ikatan koordinasi, yakni ikatan kovalen koordinasi antara ion/atom pusat dengan ligan (gugus pelindung). Disebut juga sebagai senyawa kompleks karena sulit dipahami pada awal penemuannya. Ikatan kovalen koordinasi yang terjadi merupakan ikatan kovalen (terdapat pasangan elektron yang digunakan bersama) di mana pasangan elektron yang digunakan bersama berasal dari salah satu atom. Ikatan koordinasi bisa terdapat pada kation atau anion senyawa tersebut. Ion/atom pusat merupakan ion/atom bagian dari senyawa koordinasi yang berada di pusat
(bagian tengah) sebagai penerima
pasangan electron sehingga dapat di sebut sebagai asam Lewis, umumnya berupa
logam (terutama logam-logam transisi). Sedangkan ligan atau gugus pelindung
merupakan atom/ion bagian dari senyawa koordinasi yang berada di bagian luar
sebagai pemberi pasangan elektron sehingga dapat disebut sebagai basa Lewis
(Chang,2004).
Teori medan kristal tentang senyawa koordinasi menjelaskan bahwa dalam pembentukan kompleks terjadi interaksi elektrostatik antara ion logam (atom pusat) dengan ligan. Jika ada enam ligan yang berasal dari arah yang berbeda, berinteraksi dengan atom/ion logam pusat, langsung dengan ligan akan mendapatkan pengaruh medan ligan lebih besar dibandingkan dengan orbital-orbital lainnya. Akibatnya, orbital tersebut akan mengalami peningkatan energi dan kelima sub orbital d-nya akan terpecah (splitting) menjadi dua kelompok tingkat energi. Kedua kelompok tersebut adalah : 1) Dua sub orbital (dx2-dy2, dan dz2) yang disebut dy atau eg dengan tingkat energi yang lebih tinggi, dan 2) Tiga su orbital (dxz, dxy, dan dyz) yang disebut de atau t2g dengan tingkat energi yang lebih rendah. Perbedaan tingkat energi ini menunjukkan bahwa teori medan kristal dapat menerangkan terjadinya perbedaan warna kompleks (Hala, 2008).
Teori medan kristal tentang senyawa koordinasi menjelaskan bahwa dalam pembentukan kompleks terjadi interaksi elektrostatik antara ion logam (atom pusat) dengan ligan. Jika ada enam ligan yang berasal dari arah yang berbeda, berinteraksi dengan atom/ion logam pusat, langsung dengan ligan akan mendapatkan pengaruh medan ligan lebih besar dibandingkan dengan orbital-orbital lainnya. Akibatnya, orbital tersebut akan mengalami peningkatan energi dan kelima sub orbital d-nya akan terpecah (splitting) menjadi dua kelompok tingkat energi. Kedua kelompok tersebut adalah : 1) Dua sub orbital (dx2-dy2, dan dz2) yang disebut dy atau eg dengan tingkat energi yang lebih tinggi, dan 2) Tiga su orbital (dxz, dxy, dan dyz) yang disebut de atau t2g dengan tingkat energi yang lebih rendah. Perbedaan tingkat energi ini menunjukkan bahwa teori medan kristal dapat menerangkan terjadinya perbedaan warna kompleks (Hala, 2008).
Ligan adalah spesies yang memiliki atom-atom yang dapat menyumbangkan sepasang elektron pada ion logam pusat pada tempat tertentu dalam lengkung koordinasi. Sehingga, ligan merupakan basa lewis dan ion logam adalah asam lewis. Jika ligan hanya dapat menyumbangkan sepasang elektron (misalnya NH3 melalui atom N) disebut ligan unidentat. Ligan ini mungkin merupakan anion monoatomik (tetapi bukan atom netral) seperti ion halida, anion poliatomik seperti NO2-, molekul sederhana seperti NH3 atau molekul kompleks seperti piridin C5H5N (Petrucci, 1987).
III. METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
Adapun alat-alat yang digunakan pada percobaan ini adalah 1 buah gelas ukur
50mL, 1 buah gelas ukur 10mL, 1 buah gelas kimia 100mL, 1 buah spatula, 6 buah
tabung reaksi besar, 1 buah rak tabung reaksi, dan 3 buah pipet tetes.
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah 3 gram senyawa
kobalt yang larut dalam air, 1mL amonia 1M, 1mL larutan KSCN 1M, 1mL larutan
KCN 1M, 1mL larutan CuSO4 1M, 1mL larutan NaCl 1M, 1 mL larutan
oksalat 1M, dan 50mL aquades.
3.2.
Metodologi Percobaan
Adapun metodologi pada percobaan ini
yaitu sebagai berikut :
|
-
Diisi aquades 50mL
-
Larutkan 3 gram senyawa kolbat yang larut dalam air
|
-
Diisi masing-masing 5mL larutan kolbat yang telah
disiapkan tadi.
-
Masing-masing tabung ditetesi dengan satu jenis
larutan ligan yang telah disiapkan.
-
Melakukan pengamatan terhadap warna kompleks untk
setiap percobaan selama 15 menit .
|
IV. HASIL
PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengamatan
Adapun hasil pengamatan dari percobaan
ini yatu sebagai berikut :
|
Percobaan
|
Hasil
Pengamatan
|
|
FeCl3 +
NaCl
(orange) (bening)
|
FeCl3
berwarna orange kecoklatan (++)
|
|
FeCl3 +
H2O
(orange) (bening)
|
Kuning
kecoklatan (++++)
|
|
FeCl3 +
KSCN
(orange) (bening)
|
Hijau
kecoklatan
|
|
FeCl3 +
H2C2O4
(orange) (bening)
|
Kuning
pudar
|
|
FeCl3 +
NH3
(orange) (bening)
|
Coklat
|
|
FeCl3 +
CuSO4
(orange) (biru)
|
Hijau
|
4.2.
Pembahasan
Senyawa
koordinasi/senyawa kompleks adalah senyawa yang terbentuk melalui ikatan
koordinasi, yakni ikatan kovalen koordinasi antara ion/atom pusat dengan ligan
(gugus pelindung). Disebut juga sebagai senyawa kompleks karena sulit dipahami
pada awal penemuannya. Ikatan kovalen koordinasi yang terjadi merupakan ikatan
kovalen (terdapat pasangan elektron yang digunakan bersama) di mana pasangan
elektron yang digunakan bersama berasal dari salah satu atom. Ikatan koordinasi
bisa terdapat pada kation atau anion senyawa tersebut. Ion/atom pusat merupakan
ion/atom bagian dari senyawa koordinasi yang berada di pusat (bagian tengah)
sebagai penerima pasangan electron sehingga dapat di sebut sebagai asam Lewis,
umumnya berupa logam (terutama logam-logam transisi). Sedangkan ligan atau
gugus pelindung merupakan atom/ion bagian dari senyawa koordinasi yang berada
di bagian luar sebagai pemberi pasangan elektron sehingga dapat disebut sebagai
basa Lewis.
Teori yang berkaitan dengan senyawa kompleks adalah
Teori Medan Ligan. Teori medan kristal ini hampir selama 20 tahun semenjak
ditemukan hanya digunakan dalam bidang fisika zat padat. Teori medan kristal
digunakan pada pakar fisika zat padat untuk menjelaskan warna dan sifat
magnetik garam-garam logam transisi terhidrat,khususnya yang memiliki atom
pusat ion logam transisi dengan orbital d yang belum sepenuhnya terisi elektro
seperti CuSO4.5H2O. Baru pada tahun 1950an. Pada awal tahun 1950an barulah
pakar kimia koordinasi menerapkan teori medan kristal. Teori medan kristal ini
digunakan untuk menjelaskan energi kompleks koordinasi. Hal ini didasarkan pada
deskripsi ionik pada ikatan logam ligan. Teori medan kristal yang dikemukakan
Bethe dilandasi oleh tiga asumsi yaitu :
1. Ligan ligan diperlakukan sebagai titik-titik bermuatan.
2. Interaksi anatara ion logam dengan ligan-ligan
dianggap sepenunya sebagai interaksi elektrostatik(ionik). Apabila ligan yang
ada merupakan ligan netral seperti NH3, dan H2O, maka dalam interaksi tersebut
ujung negatif dari dipol dalam molekul-molekul netral diarahkan terhadap ion
logam.
3. Tidak terjadi interaksi antara orbital-orbital dari
ion logam dengan orbital-orbital dari ligan.
4. H2O, maka dalam interaksi tersebut ujung negative
dari dipol dalam molekul-molekul netral diarahkan terhadap ion logam.
5. Tidak terjadi interaksi antara orbital-orbital dari
ion logam dengan orbital-orbital dari ligan.
Banyak kompleks logam transisi memiliki warna yang
khas. Hal ini berarti ada absorpsi di daerah sinar tampak dari elektron yang
dieksitasi oleh cahaya tampak dari tingkat energi orbital molekul kompleks yang
diisi elektron ke tingkat energi yang kosong. Bila perbedaan energi antar
orbital yang dapat mengalami transisi disebut ΔΕ, frekuensi absorpsi ν
diberikan oleh persamaan ΔΕ = hν. Transisi elektronik yang dihasilkan oleh
pemompaan optis (cahaya) diklasifikasikan secara kasar menjadi dua golongan.
Bila kedua orbital molekul yang memungkinkan transisi memiliki karakter utama
d, transisinya disebut transisi d-d atau transisi medan ligan, dan panjang
gelombang absorpsinya bergantung sekali pada pembelahan medan ligan. Bila satu
dari dua orbital memiliki karakter utama logam dan orbital yang lain memiliki
karakter ligan, transisinya disebut transfer muatan. Transisi transfer muatan
diklasifikasikan atas transfer muatan logam ke ligan (metal (M) to ligand (L)
charge-transfers (MLCT)) dan transfer muatan ligan ke logam (LMCT).
Karena analisis spektra kompleks oktahedral cukup
mudah, spektra kompleks ini telah dipelajari dengan detail beberapa tahun. Bila
kompleks memiliki satu elektron d, analisisnya sangat sederhana. Misalnya, Ti
dalam [Ti(OH2)6] 3+ adalah ion d1, dan elektronnya menempati orbital t2g yang
dihasilkan oleh pembelahan medan ligan oktahedral. Kompleksnya bewarna ungu
akibat absorpsi pada 492 nm (20300 cm-1) berhubungan dengan pemompaan optis
elektron d ke orbital eg. Namun, dalam kompleks dengan lebih dari satu elektron
d, ada interaksi tolakan antar elektron, dan spektrum transisi d-d memiliki
lebih dari satu puncak. Misalnya kompleks d3 [Cr(NH3)6]3+ menunjukkan dua
puncak absorpsi d-d pada 400 nm (25000 cm-1), menyarankan bahwa kompleksnya
memiliki dua kelompok orbital molekul yang memungkinkan transisi elektronik
dengan probabilitas transisi uang besar. Hal ini berarti, bila tiga elektron di
orbital t2g dieksitasi ke orbital eg, ada perbedaan energi karena interaksi
tolakan antar elektron.
Jadi warna itu
muncul akibat interaksi optis (pemompaan optis/cahaya) ligan dengan atom pusat
setelah dalam bentuk senyawa kompleksnya. Pada percobaan pengaruh ligan
terhadap warna ion kompleks digunakan larutan FeCl3 . Warna dari FeCl3 yaitu
orange. Larutan FeCl3 tersebut di masukkan ke dalam 7 tabung reaksi yang
masing-masing tabung diisi 2 ml ( 40 tetes). Pada tabung pertama dijadikan
sebagai pembanding. Pada tabung kedua di tetesi dengan NH3, terjadi perubahan
warna setelah ditetesi NH3 dari orange menjadi merah bata. Reaksi yang terjadi
antara FeCl3 dan NH3 adalah sebagai berikut.
Fe3+(aq) + 6NH3 (aq) [ Fe(NH3)6]3+
Tabung ketika di tetesi dengan H2O yang berwarna
bening. Terjadi perubahan warna dari orange menjadi orange pudar. Reaksi yang
terjadi antara FeCl3 dan H2O adalah sebagai berikut
Fe3+(aq) + 6H2O(l) [Fe(H2O)6]3+
Tabung keempat ditetesi dengan H2C2O4 yang berwarna
bening. Terjadi perubahan warna dari orange menjadi kuning. Reaksi yang terjaid
antara H2C2O4 dengan FeCl3 yaitu
Fe3+(aq) + 3C2O42-(aq) [Fe(C2O4)3]3-
Pada tabung kelima ditetesi dengan NaCl yang berwarna
bening. Setelah ditetesi dengan NaCl terjasi perubahan warna dari orange
menjadi orange lebih pudar. Reaksi yang terjadi antara FeCl3 denagn NaCl yaitu
sebagai berikut.
Fe3+(aq) + 6 Cl-(aq) [Fe(Cl)6]3-
Pada tabung keenam di tetesi dengan larutan CuSO4 yang
berwarna biru. Setelah ditetesi dengan CuSO4 terjadi perubahan warna dari
orange menjadi hijau. Reaksi yang terjadi antara FeCl3 dengan CuSO4 adalah
sebagai berikut.
Fe3+(aq) + 3SO42-(aq) [ Fe2(SO4)3]3-
Pada tabung terakhir di tetesi dengan larutan KSCN
yang berwarna bening. Setelah ditetesi dengan KSCN terjadi perubahan warna dari
orange menjadi merah darah. Reaksi yang terjadi antara FeCl3 dengan KSCN yaitu
Fe3+(aq) + 6SCN-(aq) [Fe(SCN)6]3-
Setelah itu mengurutkna warna larutan dari yang pudar
sampai ke yang lebih pekat. Di dapat urutan laritan yaitu FeCl3+ H2C2O4,
FeCl3+NaCl, FeCl3+air, FeCl3+CuSO4, FeCl3+NH3, FeCl3+KSCN. Pada percobaan ini
perlu diketahui beberapa istilah diantaranya yaitu atom pusat, ligan, bilangan
koodinasi, ligan monodental, ligan bidentat, dan ligan polidentat. Atom pusat
adalah pusat dari suatu ion kompleks yang masih memiliki orbital atom yang
kosong yang memungkinkan menerima sepasang elektron atau lebih yang bersifat
kation. Dalam percobaan ini yang bertindak sebagai atm pusat yaitu Fe3+.
V. PENUTUP
3.1 Adapun
kesimpulan dari percobaan ini adalah sebagai berikut.
1.
Ketika FeCl3 dietesi NH3 terjadi perubahan warna dari orange menjadi merah bata
2. Ketika
FeCl3 dietesi air terjadi perubahan warna dari orange menjadi orange pudar
3. Ketika
FeCl3 dietesi H2C24 terjadi perubahan warna dari orange menjadi kuning
4. Ketika
FeCl3 dietesi NaCl terjadi perubahan warna dari orange menjadi orange lebih
pudar
5. Ketika
FeCl3 dietesi CuSO4 terjadi perubahan warna dari orange menjadi hijau
6. Ketika FeCl3 dietesi KSCN terjadi perubahan
warna dari orange merah darah
7. Urutan
warna larutan dari yang pudar sampai ke yang lebih pekat. Di dapat urutan
laritan yaitu FeCl3+ H2C2O4, FeCl3+NaCl, FeCl3+air, FeCl3+CuSO4, FeCl3+NH3,
FeCl3+KSCN.
8. Dalam
percobaan ini yang bertindak sebagai atm pusat yaitu Fe3+ 3.2
DAFTAR PUSTAKA
Anonim.2013. Contoh
Ligan Monodentat, Bidentat, Polidentat, Senyawa Kelat, Contoh, Kegunaan, Kimia.
Diakses pada http://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/08/contoh-ligan-monodentat-bidentat-polidentat.html. pada tanggal 12 Desember 2015 pukul 05.00 WIB.
Chang, Raymond. 2004. Kimia Dasar. Jakarta. Erlangga.
Hala S. Saad
El-Dein, Ali Usama F. 2008. Production
and Partial Purification of Cellulase Complex by Aspergillus niger and A.
nidulans Grown on Water Hyacinth Blend. Journal of Applied Sciences
Research, 4(7): 875-891.
Petrucci, H.
Ralph dan Suminar. 1987. Kimia Dasar
Prinsip dan Terapan Modern. Jakarta: Erlangga
Vogel.1979. Analisis Anorganik Kuantitatif Makro dan Semi Mikro. Jakarta:
PT.Kalman Mdia Pustaka.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar