PERCOBAAN III ANALISIS ION KOMPLEKS [FE(SCN) N]
3-N
A. PELAKSANAAN PRAKTIKUM Tujuan
: Untuk menentukan rumus kimia ion kompleks yang tersusun dari ion Fe
B.
3+
-
dan SCN secara spektrofotometri.
Hari, tanggal
: Rabo, 16 November 2011
Tempat
: Laboratorium Kimia Dasar Fakultas MIPA, Universitas Mataram.
LANDASAN TEORI Spektrofotometri UV-VIS merupakan gabungan antara spektrofotometri UV dan Visible.
Menggunakan dua buah sumber cahaya berbeda, sumber cahaya UV dan sumber cahaya visible. Meskipun untuk alat yang lebih canggih sudah menggunakan hanya satu sumber sinar sebagai sumber UV dan Vis, yaitu photodiode yang dilengkapi dengan monokromator. Untuk sistem spektrofotometri, UV-Vis paling banyak tersedia dan paling populer digunakan. Kemudahan metode ini adalah dapat digunakan baik untuk sample berwarna juga untuk sample tak berwarna (Koopal, et al., 2001). Analisis dengan spektrofotometri UV-Vis diawali dengan penentuan panjang gelombang maksimum (λmax). Hal ini sangat penting dilakukan dalam analisis secara spektrofotometri UVVis karena pada panjang gelombang maksimum dihasilkan absorbansi tertinggi yang menunjukkan kepekaan suatu pengukuran sehingga dapat digunakan untuk analisis suatu larutan dengan konsentrasi rendah.Penggunaan larutan HNO3 bertujuan agar kompleks yang terbentuk stabil. Kompleks Fe-SCN stabil dalam larutan asam nitrat (Noroozifar, dkk. 2004 : 109). Panjang gelombang cahaya UV dan sinar tampak jauh lebih pendek daripada panjang gelombang radiasi infra merah. Satuan yang akakn digunakan untuk memberikan panjang -7
gelombang ini adalah nanometer (1 nm = 10 cm). spectrum tampak terentang dari sekitar 400
nm (ungu) sampai 700 nm (merah), sedangkan spectrum ultraviolet terentang dari 100 sampai 400 nm. Baik radiasi UV maupun radiasi cahaya tampak berenergi lebih tinggi daripada radiasi infra merah. Arbsorpsi cahaya ultraviolet atau cahaya tampak mengakibatkan transisi electron, yaitu promosi elktron-elektron dari orbital keadaan dasar yang berenergi rendah ke orbital keadaan tereksitasi berenergi lebih tinggi. Panjang gelombang cahaya UV atau cahaya tampak tergantung pada mudahnya promosi electron. Molekul-moleku yang memerlukan lebih bayak energy untuk promosi electron akan menyerap panjang gelombang yang lebih pendek. Molekul yang memerlukan energy lebih sedikit akan menyerap pada panjang gelombang yang lebih panjang (Fessenden, 1982 : 436-437).
Senyawa kompleks adalah senyawa yang terbentuk karena penggabungan dua atau lebih senyawa sederhana, yang masing-masingnya dapat berdiri sendiri. Ikatan kovalen antara ion logam pusat dan ligan membedakan senyawa kompleks koordinasi sebagai golongan tersendiri senyawa kimia yang mempunyai susunan dan bangun tertentu. Jumlah ikatan pada senyawa kompleks diantara atom-atomnya lebih dari pada yang diharapkan dari segi valensinya, seperti 3+
Cu(NH3)4
termasuk kation atau Fe(SCN)n
3-n
-
yang termasuk jenis anion. Ion CN disebut
ligan. Ligan berupa molekul organik yang dapat membentuk kompleks. Kebanyakan atom ligan memberikan sepasang elektron bebas kepada ion meskipun ada beberapa molekul yang menggunakan elektron . Pada umumnya ion ligan transisi deret I, bilangan koordinasi 6 dan deret kedua dan ketiga bilangan koordinasinya 8. Bila ligan besar maka nilangan koordinasinya turun (Surdia,1993 : 29).
C. ALAT DAN BAHAN Alat
Spektrofotometer
Labu ukur 10mL
Pipet volume 5 mL
Pipet volume 1 mL
Silinder ukur 25 mL
Bolb
Pipet tetes
Bahan 3+
Larutan Fe
Larutan KSCN 0,01M
Larutan KSCN 0,0025M
Larutan HNO3 4M
Aquades
Tissue
Kertas label
0,0025M
D. SKEMA KERJA
1. Metode Perbandingan Mol 3+
campuran Fe , KSCN, HNO3, aquades diencerkan dengan aquades
10ml campuran (dengan perbandingan tertentu dibuat 5 buah
masing-masing campuran (konsentrasi tertentu)
diaduk hingga homogen diberi label
masing-masing campuran (konsentrasi tertentu) diukur absorbansinya pada λ= 480nm -
dibuat grafik A vs mol fraksi pereaksi (SCN )
hasil (ditentukan rumus kompleksnya)
2. Metode Variasi Kontinu 3+
campuran ion Fe , HNO3, aquades
dibuat dengan perbandingan volume tertentu (pada tabel buku petunjuk)
10ml campuran (dengan perbandingan tertentu
dibuat 5 buah
masing-masing campuran (volume tertentu)
diaduk hingga homogen diberi label
masing-masing campuran (konsentrasi tertentu) diukur absorbansinya pada λ= 480nm dibuat grafik A vs fraksi mol salah satu pereaksi
hasil (ditentukan rumus kompleksnya)
E. HASIL PENGAMATAN
1. Tabel 1. Perbandingan volume pembentuk ion kompleks [Fe(SCN) n] absorbansinya.
3-n
dan
No.
Volume larutan 3+ Ion Fe 0,0025 M
Volume HNO3 4 M
Volume aquades
Larutan KSCN 0,01 M
Serapan (A)
1.
4 ml
1 ml
5,0 ml
0,0 ml
0,135
2.
4 ml
1 ml
4,0 ml
0,5 ml
0,733
3.
4 ml
1 ml
3,5 ml
1,0 ml
1,288
4.
4 ml
1 ml
3,0 ml
1,5 ml
1,742
5.
4 ml
1 ml
2,5 ml
2,0 ml
1,924
1. Tabel 2. Seri larutan-larutan ion kompleks [Fe(SCN) n]
3-n
dan absorbansinya.
No.
Volume larutan 3+ Ion Fe 0,0025 M
Volume HNO3 4 M
Volume Aquades
Volume larutan ion SCN 0,0025 M
Serapan (A)
1.
0 ml
1 ml
9 ml
0,0 ml
0,004
2.
1 ml
1 ml
8 ml
2,5x10-4 ml
0,005
3.
2 ml
1 ml
7 ml
5.0x10ml
0,013
4.
3 ml
1 ml
6 ml
7,5x10 ml
0,016
5.
4 ml
1 ml
5 ml
41,0x10ml
0,018
F.
ANALISIS DATA
a. Metode perbandingan mol 3+ 1. Mencari nilai mol dari Fe dengan rumus pengenceran 3+ Diket : Fe 0,0025= 4 ml Aquades = 5 ml, 4 ml, 3,5ml, 3,0ml dan 2,5ml
Pengenceran 1
M 1 xV 1
M 2 xV 2
0,0025x 4 = M2 x 5 -3
M2 = 2 x 10 M M 1 xV 1
Pengenceran ke 2 M 2 xV 2
0,0025 x 4 = M2 x 4 -3
M2 = 2,5 x 10 M
M 1 xV 1
Pengenceran ke 3 M 2 xV 2
0,0025 x 4 = M2 x 3,5 -3
M2 = 2,86 x 10 M M 1 xV 1
Pengenceran ke 4 M 2 xV 2
0,0025 x 4 = M2 x 3 -3
M2 = 3,33x 10 M
M 1 xV 1
Pengenceran 5 M 2 xV 2
0,0025 x 4 =M2 x 2,5 -3
M2 = 4 x 10 M
2. Mencari nilai mol dari Fe
3+
3+
Mol Fe
-3
Mol 1 = MxV = 2 x 10 x 5 = 0,01 mmol -3
Mol 2 = MxV = 2,5x 10 x 4 = 0,01 mmol -3
Mol 3 = MxV = 2,86 x 10 x 3,5 = 0,010 mmol -3
Mol 4 = MxV = 3,33x 10 -3
x 3 = 9.99x10
-3
Mol 5 = MxV = 4 x 10 x 2,5= 0,01 mmol
mmol
3. Mencari nilai mol dari SCN
Mencari mol SCN
-
-
Mol 1 = MxV = 0,01 x 0 = 0 mmol -3
Mol 2 = MxV = 0,01 x 0,5 = 5 x10 mmol Mol 3 = MxV = 0,01 x 1 =0,01 mmol Mol 2 = MxV = 0,01 x 1,5 =0,015 mmol Mol 2 = MxV = 0,01 x 2 = 0,02 mmol
-
3+
4. Menghitung nilai perbandingan mol SCN : Fe
molSCN molFe
molSCN molFe
3
3
molSCN molFe
molFe
3
molSCN
3
molSCN molFe
3
0 0,01
5 x10
0 mmol
0,5 mmol
3
0,01 0,01 0,010
1 mmol
0,015 9.99x10 - 3 0,02 0,01
1,5 mmol
2, mmol
5. Tabel Hubungan Antara Perbandingan Mol Dengan Absorban No.
Perbandingan mol
Absorban (A)
1.
0 mmol
0,135
2.
0,5 mmol
0,733
3.
1 mmol
1,288
4.
1,5 mmol
5.
1,742
2 mmol
1,924
6. Grafik hubungan antara absorban dengan perbandingan mol
Grafik Hubungan Absorban VS Perbandingan Mol 1 0.8 n a b r o s b A
y = 0.3944x
0.6 0.4 0.2 0
-0.5
0
0.5
1 perbandingan mol
molSCN molFe
= 1,5
3
molSCN
= 1,5
0,01 -
Mol SCN = 0,015
1.5
2
2.5
-
3+
Jadi perbandingan mol SCN : Fe
yaitu 0,015 : 0,01 = 1: 1 sehingga n = 1 dan ion
kompleks yang terbentuk yaitu [Fe( SCN)n]
3-n
3-1
= [Fe(SCN)1] = [Fe(SCN)]
2. Metode variasi kontinu 1. Mencari fraksi volume anionnya Vx
a)
Vtotal Vx
b)
Vtotal Vx
c)
Vtotal Vx
d)
Vtotal Vx
e)
Vtotal
= = = = =
0 10 1 10 2 10 3 10 4 10
=0 = 0,1 = 0,2 = 0,3 = 0,4
2. Tabel fraksi volum anion dan absorban No.
Fraksi volum anion
Absorban (A)
1.
0
0,004
2.
0,1
0,005
3.
0,2
0,013
4.
0,3
0,016
5.
0,4
0,018
2+
3. Grafik hubungan antara fraksi volum anionnya dengan absorban
Grafik Hubungan Fraksi Volum Anion Vs Absorban A B
0.8 0.7
S
0.6
O
0.5
R
0.4
B A N
0.3
absorban
0.2 0.1 0
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Fraksi Volum Anion
G. PEMBAHASAN Praktikum kali ini bertujuan untuk menentukan rumus kimia ion kompleks yang tersusun dari ion Fe
3+
-
dan ion SCN secara spektrofotometri. Senyawa kompleks organometalik pada
umumnya menunjukkan serapan selektif dalam spektrofotometri pada daerah sinar tampak dan ultra ungu. Oleh karena itu, maka sifat ion ini dapat digunakan untuk menentukan baik susunan maupun stabilitasnya (Syamsul.dkk,2005).
Senyawa kompleks adalah senyawa yang terbentuk karena penggabungan dua atau lebih senyawa sederhana, yang masing-masingnya dapat berdiri sendiri. Pada pembentukan kompleks salah satu fenomena yang paling umum yang muncul adalah terbentuknya perubahan warna pada larutan. Sifat dari ion ini dapat digunakan untuk menentukan baik susunan (komposisi) maupun stabilitasnya. Karena kemampuannya membentuk zat warna maka senyawa kompleks umumnya menunjukkan serapan selektif dalam spektrofotometri pada daerah tampak dan ultra ungu (uv-
vis). Penentuan rumus senyawa kompleks dapat dilakukan melalui 3 metode, yaitu metode variasi kontinu, metode rasio mol dan metode rasio slope (Sawyer, 1984). Dalam metode variasi kontinu, larutan kation dan ligan dicampur sesuai dengan komposisi yang diinginkan dengan volume total yang sama. Kemudian absorbansi dari tiap komposisi larutan diukur pada panjang gelombang maksimum. Konstanta pembentukan kompleks dapat diketahui dari perpotongan garis yang berpusat pada absorbansi maksimum(Skoog, 1991). Pada percobaan ini didapat bahwa perbandingan ion Fe
3+
dengan ion
-
SCN dalam pembentukan kompeks adalah 2 : 3, pada seharusnya pembentukan kompleks antara ion Fe
3+
-
dengan ion SCN stabil atau sempurna pada perbandingan 1 : 1,
karna
disini
kompleks ini akan menunjukan absorbansi yang maksimum (Syamsul.dkk,2005). Kurang tepatnya perbandingan ion Fe
3+
-
dengan ion SCN pada percobaan ini dengan metode variasi
kontinyu,disebabkan karena kurangnya variasi yang dilakukan, terlihat dari kurva yang didapat, pada perbandingan 2:3,masih menunjukan peningkatan absorbansi. Jadi seharusnya dilakukan lebih banyak variasi untuk memperlihatkan perbandingan yang akan menunjukan absorbansi yang benar-benar maksimum,karena dibawah absorbansi maksimum menunjukan belum terbentuknya kompleks yang sempurna dan stabil (Syamsul.dkk,2005).
Pada percobaan analisis ion kompleks [Fe(SCN) n] rumus kimia ion kompleks yang tersusu dari ion Fe Digunakannya ion Fe
3+
3+
3-n
ini bertujuan untuk menentukan -
dan SCN secara spektrofotometri.
-
dan SCN pada praktikum ini dikarenakan ion Fe
3+
(ferri) dalam suasana
asam dapat bereaksi dengan ion SCN- membentuk ion kompleks berwarna merah. pada percobaan ini, untuk memberikan suasana asam, ke dalam ion Fe
3+
ditambahkan dengan asam
kuat yakni HNO 3. digunakan nya HNO 3 dikarenakan larutan ini selain berperan sebagai pelarut 3+
anorganik bagi ion Fe , juga berperan dalam megoptimalkan proses penyerapan zat oleh spektrofotometer, karena HNO 3 merupakan jenis pelarut yang ideal untuk melarutkan ion logam 3+
Fe
dikarenakan larutan ini tidak menyerap pada panjang gelombang serapan ion kompleks
yang terbentuk antara ion Fe
3+
-
dan SCN . Dalam proses analisis dengan menggunakan
spektrofotometer uv-vis digunakan panjang gelombang sebesar 480nm. Digunakannya panjang gelombang sebesar 480 nm , dikarenakan pada panjang gelombang tersebut terjadi penyerapan optimum oleh ion kompleks yang terbentuk dari ion Fe
3+
-
dan SCN . Selain itu, pada panjang
gelomang tersebut tidak terjadi penyerapan oleh pelarut HNO 3 yang dapat mengganggu hasil dari
pembacaan absorbansi/ serapan oleh spektrofotometer uv-vis. Untuk menentukan angka banding mol, sebelumnya diukur absorbannya dengan menggunakan alat spektrofotometer, dari hasil pengamatan semakin banyak penambahan garam KSCN maka nilai absorbannya semakin besar. Nilai angka banding mol didapat dengan mengalurkan grafik hubungan antara perbandingan mol dengan absorbannya. Jumlah perbandingan mol yang didapat adalah 1:1 sedangkan rumus ion 2+
kompleksnya ialah [Fe(SCN)] . Pada percobaan kedua digunakan metode variasi kontinu. Penentukan ion kompleks dari metode variasi kontinu ini maka tahap awal dalam analisis data adalah menentukan fraksi 3+
volume dari Fe . Digunakan perhitungan fraksi volume dan bukan fraksi mol dikarenakan pada perbandingan volume
VM /Vtotal
sesuai dengan perbandingan mol antar anion dan kation dalam
kompleks. Dengan hanya menghitung fraksi volume dari ion Fe3+ (kation), nilainya sudah mewakili dari fraksi volume pada ion SCN-. Dengan membuat grafik hubungan antara fraksi volume (sumbu x) dengan nilai serapan (A) (sumbu y). Dari grafik ini dapat ditentukan perbandingan banyaknya mol ion Fe dengan ion SCN dalam ion kompleks pada titik setaranya. Pada grafik gambarnya melengkung kebawah, semakin banyak penambahan ion Fe
3+
dan SCN
-
maka nilai absorbannya semakin besar. Senyawa kompleks organometalik pada umumnya menunjukkan serapan selektif dalam spektrofotometri pada daerah sinar tampak dan ultra ungu. Oleh karena itu, maka sifat ion ini dapat digunakan untuk menentukan baik susunan maupun stabilitasnya (Syamsul.dkk,2005). Pada praktikum ini, baik untuk metode perbandingan mol maupun metode variasi continue digunakan HNO 3 sebagai pelarut. Penggunaan HNO 3 bertujuan membuat suasana asam,karena reaksi pengkompleksan erat kaitanya dengan pH,jika pH yang digunkan terlu tinggi,dikhatirkan akan terjadi pengendapan,selain itu suasana asam akan membuat senyawa 3+
kompleks yang telah terbentuk akan stabil. Dimana ion ferri (Fe ) dalam suasana asam kuat HNO3 dapat bereaksi dengan larutan garam KSCN membentuk ion kompleks berwarna merah dan mempunyai serapan pada panjang gelombang 480 nm, sesuai dengan persamaan reaksi ion; 3+
Fe
+ n SCN
3-n
[Fe(SCN)n]
(Sodiq,2009).
Kurang akuratnya data yang didapatkan bisa terjadi karena banyak faktor. Diantaranya adalah tidak dilakukannya scaning panjang gelombang untuk menentukan panjang gelombang maksimum yang digunkan. Padahal, Analisis dengan spektrofotometri UV-Vis harus diawali dengan penentuan panjang gelombang maksimum ( λmax). Hal ini sangat penting dilakukan dalam analisis secara spektrofotometri UV-Vis karena pada panjang gelombang maksimum dihasilkan absorbansi tertinggi yang menunjukkan kepekaan suatu pengukuran sehingga dapat digunakan
untuk
analisis
suatu
larutan
dengan
konsentrasi
rendah
(Syamsul.dkk,2005).Penetuan panjang gelombang maksimum dilakukan untuk memperoleh sensitivitas maksimum. Karena pada λmax itulah dapat diketahui adanya perubahan absorbansi yang tinggi pada tiap konsentrasi (Skoog, 1991). Salah satu tipe reaksi yang merupakan dasar penetapan titrimetri, mencakup pembentukkan kompleks atau ion kompleks yang larut namun sedikit sekali terdisosiasi. Salah satu contoh reaksi ion Fe
3+
-
dengan ion SCN untuk membentuk [Fe(SCN)n]
3-n
(underwood, 1998).
H. KESIMPULAN Berdasarkan hasil pengamatan, analisa data dan pembahasan maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
Untuk menentukan rumus kimia ion kompleks dari senyawa ini digunakan metode perbandingan mol dan variasi kontinu.
Digunakannya panjang gelombang 480 nm pada spektrofotometer uv-vis karena senyawa kompleks dengan warna merah muda memiliki nilai serapan maksimal pada panjang gelombang 480 nm. 2+
Rumus ion kompleks yang didapat ialah [Fe(SCN)] .
Adanya peambahan HNO3 berperan dalam proses pembentukan senyawa kompleks berwarna yaitu untuk member suasana asam dan pelarut senyawa kompleks tersebut.
Penentuan rumus kimia ion kompleks yang tersusun dari ion Fe
3+
-
dan ion SCN dapat
dilakukan secara spektrofotometri UV-Vis.
Penentuan rumus senyawa kompleks dapat dilakukan melalui 3 metode, yaitu metode variasi kontinu, metode rasio mol dan metode rasio slope.
3+
ion ferri (Fe ) dalam suasana asam kuat HNO 3 dapat bereaksi dengan larutan garam KSCN membentuk ion kompleks berwarna merah dan mempunyai serapan pada panjang gelombang 480 nm.
+
Dari hasil perbandingan mol didapatkan rumus ion kompleks yaitu [Fe(SCN)] . +
Sedangkan dari hasil variasi kontinyu didapatkan rumus ion kompleks yaitu [Fe3(SCN) 2] .
DAFTAR PUSTAKA
Day, F.A., Underwood A.L. 1993. “ Analisa Kimia Kuantitatif ”. Terjemahan Oleh Pudjaatmaka, A.H., Edisi Keempat. Jakarta:Erlangga. Fessenden. 1986. Kimia Organik Edisi Ketiga Jilid II . Jakarta : Erlangga.
Koopal, L. K., Willem, H. V. R., and David, G. K., 2001. Humic matter and contaminants. General aspects and modeling metal ion binding . Pure Appl. Chem. 73: 2005-2016.
Noroozifar, M., Khorasani-Motlagh, M., Farahmand, 2004, “ Automatic Spectrophotometric Procedure for Determination of L-Ascorbic Acid Based on Reduction of Iron(III)Thiocyanate Complex ”, Acta Chim. Slov, 51, 717. Sawyer, D.T., Heineman, W.R., Beebe, J.M., 1984, “ Chemistry Experiments for Instrumental
Methods”.New York : John Wiley & Sons Inc.
Skoog, D. A. 1991. “Fundamental of Analytical Chemistry”, 7th edition . New York: Saunders College Publishing.
Surdia, M. 1993. Dasar Kimia Analitik. Bandung : Bina Aksara Rupa. Day, F.A., Underwood A.L. 1993. “ Analisa Kimia Kuantitatif ”, Terjemahan Oleh Pudjaatmaka, A.H., Edisi Keempat. Jakarta:Erlangga. Syamsul,.dkk.2005. “Kualifikasi Alat Spektrofotometer UV-Vis Untuk Penentuan Kadar Besi” .
Diacces dari : http://puspitekptn.co.org/ issn/ 0854 – 5561/. (1 Desember 2010).
