Kekuatan Medan Ligan Bundelan Fix

PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK II SEMESTER GANJIL TAHUN AJARAN 2012/2013

KEKUATAN MEDAN LIGAN I. TUJUAN Mempelajari perbedaan kekuatan medan antara ligan amonia dan air II. TEORI Ion unsur transisi dapat mengikat ion-ion atau molekul netral yang memiliki pasangan elektron bebas (ligan) dengan ikatan kovalen koordinasi yang membentuk ion kompleks. Ion kompleks adalah gabungan ion (atom pusat) dengan ion lain (ligan) membentuk ion baru atau gabungan ion dengan molekul netral membentuk ion baru. Berdasarkan ligan yang diikat oleh atom pusat dalam ion kompleks, maka ada 2 macam ion kompleks : a. Ion kompleks positif Terbentuk apabila ion logam transisi (atom pusat) berikatan dengan ligan yang merupakan molekul netral seperti

atau

sehingga ion

kompleks yang terbentuk bermuatan positif. b. Ion kompleks negatif Terbentuk apabila ion atom pusat berikatan dengan ligan yang merupakan ion negatif. Bila pada ion kompleks diberikan energi dalam bentuk cahaya, maka elektron pada orbital yang lebih rendah energinya dapat tereksitasi ke orbital yang lebih tinggi energinya. Dengan menyerap cahaya yang energinya sama dengan harga

. Makin kecil energinya maka makin besar panjang

gelombangnya. Cahaya tampak terdiri dari cahaya radiasi dengan λ yaitu 400 -700 nm. Suatu larutan/zat padat memiliki warna tertentu karena menyerap sebagian dari komponen sinar tampak. Makin kecil λ maka makin kuat ikatan antara ion pusat dan ligan. Urutan kekuatan ligan sebagai berikut : CO ~ CN- › NO2 › dipy › en › NH3 ~ py › NCS- › H2O › HCO2- › OH- › F- › Cl- › Br-

OBJEK II - KEKUATAN MEDAN LIGAN


Ditinjau dari muatan ligannnya, maka ion logam dengan muatan yang lebih besar akan menghasilkan harga

yang lebih besar pula karena lebih

mudah mempolarisasikan elektron yang terdapat dalam ligan. Ukuran dari muatan logamnya mempengaruhi harga lebih besar daripada harga makin besar harga

misalnya harga

untuk Fe(NH3)64+

untuk Nb(NH3)64+ makin besar ukuran ion maka

.

Menurut teori medan kristal atau crystal field theory (CFT), ikatan antara logam pusat dan ligan dalam kompleks berupa ikatan ion sehingga gaya-gaya yang ada hanya berupa gaya elektrostatik. Ion kompleks tersusun dari ion pusat yang dikelilingi oleh ion-ion lawan atau molekul-molekul yang mempunyai momen dipol permanen. Medan

listrik

dari

ion

pusat

akan

mempengaruhi

ligan-ligan

disekelilingnya. Sedangkan medan gabungan dari ligan-ligan akan mempengaruhi elektron dari ion pusat. Pengaruh ligan tergantung pada jenisnya, terutama pada kekuatan medan listrik dan kedudukan geometris ligan dalam kompleks. Didalam ion bebas, kelima orbital d bersifat degenerete, artinya mempunyai energi yang sama dan elektron dalam orbital ini memenuhi hukum multiplycity yang maksimal. Teori medan ligan membicarakan pengaruh ligan yang tersusun secara berbeda disekitar ion pusat terhadap energi dari orbital d. Orbital d dibagi menjadi dua golongan yaitu orbital eg dan t 2g. Dengan adanya ligan disekitar ion pusat, obital d tidak lagi degenerate. Orbital d terbagi menjadi beberapa orbital dengan energi berbeda. Dikatakan juga orbital d ini mengalami splitting. Ligan didalam ion kompleks berupa ion negatif seperti F- dan CN- atau berupa molekul polar dengan muatan negatifnya mengarah pada ion pusat seperti pada H2O atau NH3. Ligan ini akan menimbulkan medan listrik yang akan menolak elektron d dari ion pusat. Karena elektron d ini terdapat diorbital paling luar dari ion pusat. Penolakkan ini menyebabkan energi level orbital d dari ion pusat bertambah.



Bila kelima orbital d sama dan medan ligan mempengaruhi kelimanya dengan cara yang sama, maka kelima orbital d ini akan tetap degenerate pada energi level yang lebih tinggi. Kenyataannya kelima orbital d ini tidak sama. Ada orbital eg dan t2g. Medan ligan tergantung dari letaknya disekitar ion pusat artinya apakah strukturnya oktahedral, tetrahedral atau planar segi empat. Akibat dari orbital d diurai oleh medan ligan, peristiwa ini disebut uraian medan kristal atau criystal field splitting. Uraian ini dalam medan oktahedral terlihat pada gambar dibawah ini :

••

•••••

eg

∆O •••

t2g

••••• a

b

c

Keterangan : a. Orbital d yang degenarate pada ion bebas b. Kompleks hipotesis dengan orbital d yang degenerate c. Crystal Field Splitting dalam medan oktahedral Ligan dapat diklasifikasikan atas dasar banyaknya titik-lekat kepada ion logam, yaitu : 1. Ligan monodentat yaitu ligan itu terikat pada ion logam hanya pada satu titik oleh penyumbangan satu pasangan elektron bebas kepada logam. Contoh ligan monodentat yaitu ion-ion halida, H2O atau NH3. 2. Ligan bidentat Bila molekul atau ion ligan mempunyai dua atom yang masing-masing mempunyai satu pasangan elektron bebas, maka molekul itu mempunyai



dua atom penyumbang, dan bisa membentuk dua ikatan koordinasi dengan ion logam yang sama. Ligan seperti ini disebut ligan bidentat. 3. Ligan multidentat Yaitu ligan yang mengandung lebih dari dua atom koordinasi per molekul, misalnya asam etilenadiaminatetraasetat (EDTA) yang mempunyai dua atom nitrogen penyumbang dan empat atom oksigen penyumbang dalam molekul, dapat merupakan heksadentat. Kestabilan suatu kompleks akan berhubungan dengan : 1. Kemampuan mengkompleks logam-logam a. Kation dengan konfigurasi gas mulia. Logam-logam alkali, alkali tanah, dan alumunium termasuk dalam grup ini. Gaya elektrostatik dominan dalam pembentukan kompleks, sehingga interaksi antara ion-ion kecil yang bermuatan tinggi, istimewa kuatnya, dan menimbulkan komplekskompleks yang stabil. b. Kation dengan sub-kulit d yang terisi lengkap c. Ion-ion logam transisi dengan sub-kulit d yang tak lengkap. 2. Ciri-ciri khas ligan Di antara ciri-ciri khas ligan yang mempengaruhi kestabilan kompleks adalah : a. Kekuatan basa dari ligan itu b. Efek khelat c. Efek-efek sterik (ruang)



III. PROSEDUR PERCOBAAN 3.1 ALAT DAN BAHAN No 1 2 3 4 5

Alat Labu ukur 10 ml Pipet gondok 2 ml, t ml dan 10 ml Beaker glass 100 ml dan 250 ml Alat-alat gelas lain Spektrofotometer

Fungsi Tempat pengenceran Pemipet larutan / zat Tempat zat Alat bantu selama pratikum Pengukur absorban

No 1 2 3 4

Bahan Larutan Ammonia 1 M Larutan ion Cu+2 0,1 M Etilendiamin 1 M Aquadest

Fungsi Sebagai ligan / zat uji Sumbar atom pusat Sebagai ligan / zat uji Sebagai pelarut



3.2 CARA KERJA 1.

Siapkan 5 buah labu ukur 10 mL untuk memebuat larutan Cu2+ 0,02 M dalam pelarut air; 50 : 50 campuran air dan amonia dan larutan ammonia 1 M ; 75 : 25 campuran air dan larutan ammonia.

2.

Larutan ion Cu2+ 0,02 M dalam larutan air dibuat dengan memindahkan 2,0 mL larutan Cu2+ 0,1 M kedalam labu ukur 10 mL dab diencerkan dengan air sampai batas.

3.

Larutan ion Cu2+ 0,02 M dalam 50 : 50 campuran air dan ammonia dibuat dengan memindahlan 2,0 mL larutan Cu2+ 0,1 M kedalam albu ukur 10 mL dan diencerkan dengan 5,0 mL larutan ammonia dan kemudian dilanjutkan dengan air sampai batas.

4.

Larutan ion Cu2+ 0,02 M dalam 75 : 25 campuran air dan larutan ammonia dibuat dengan memindahlan 2,0mL larutan Cu2+ 0,1 M kedalam albu ukur 10mL dan diencerkan dengan 2,5 mL larutan ammonia dan kemudian dilanjutkan dengan air sampai batas.

5.

Amati serapan ketiga larutan tersebut menggunakan spektrofotometer dengan air sebagai blankonya pada panjang gelombang 510 nm – 700 nm dengan interval 10 nm

6.

Lakukan hal yang sama pada logan etilen diamin

7.

Perbedaan kekuatan ligan antara air, dan amonia dapat diketahui dengan mebandingkan panjang gelombang maksimumnya.



3.3 SKEMA KERJA

Larutan Cu+2 0,02 M Dimasukkan 2 ml masing-masingnya ke 5 labu ukur 10 ml Labu 1 + air hingga 10 ml

Cu+2 dengan air 4.

Labu 3

Labu 2

Labu 4

Labu 5

+ 5 ml ammonia

+ 2,5 ml ammonia

+ 5 ml etilendiamin

+ 2,5 ml etilendiamin

+ air hingga 10 ml

+ air hingga 10 ml

+ air hingga 10 ml

+ air hingga 10 ml

Cu+2 dengan air : ammonia ( 50 : 50)

Cu+2 dengan air : ammonia (75 : 25)

Cu+2 dengan air : etilendiamin (50 : 50)

Cu+2 dengan air : etilendiamin (75 : 25)

Diukur serapan (510 – 700)nm dengan interval 10nm

Hasil Absorban



4.1 SKEMA ALAT Labu ukur 10 ml (2 ml Cu2+ 0,1 M + air)

Labu ukur 10 ml (2 ml Cu2+ 0,1 M


+ air dan amonia 50 : 50)

+ air dan amonia 75 : 25)



+ air dan etilendiamin 50 : 50)

+ air dan etilendiamin 75 : 25)

Alat spektrofotometri



IV. DATA DAN PERHITUNGAN 4.1 DATA

λ 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700

Cu2+ 0,02 M 0,024 0,025 0,025 0,023 0,023 0,024 0,023 0,025 0,029 0,032 0,037 0,044 0,053 0,063 0,032 0,085 0,097 0,113 0,132 0,146

Cu2+ : NH4OH 50:50 0,39 0,493 0,594 0,692 0,776 0,858 0,925 0,973 1,002 1,013 1,009 0,989 0,926 0,886 0,837 0,792 0,74 0,723 0,684 0,632

Cu2+ : NH4OH 75 : 25 0,338 0,426 0,515 0,601 0,676 0,751 0,812 0,857 0,885 0,897 0,896 0,879 0,857 0,827 0,792 0,748 0,713 0,664 0,615 0,569

Cu2+ : en 50:50 0,982 1,112 1,202 1,256 1,273 1,257 1,213 1,147 1,068 0,986 0,896 0,798 0,712 0,63 0,558 0,487 0,434 0,384 0,334 0,293

Cu2+ : en 75 : 25 0,979 1,111 1,198 1,259 1,264 1,244 1,196 1,126 1,044 0,958 0,868 0,768 0,683 0,6 0,529 0,459 0,407 0,354 0,306 0,266



4.2 PERHITUNGAN 1. NH4OH 1 M M

= = = 6,5 M

Volume NH4OH yang yang di butuhkan untuk pengenceran dalam labu ukur 50 mL V1 x M1

= V2 x M 2

V1 x 6,5 M

= 50 mL x 1 M

V1

= 7,7 mL

2. Etilen diamin 1 M M

= = = 14, 9 M

Volume etilen diamin yang di butuhkan untuk pengenceran dalam labu ukur 50 mL V1 x M1

= V2 x M 2

V1 x 14, 9 M

= 50 mL x 1 M

V1

= 3,33 mL Cu2+ 0,1 M

3. CuSO4.5H2O M

=

x

0,1 M =

x

gram = 1,2484 M 4. Penentuan energi E=

h = 6,626 x 10-34 Js c = 3 x 108 m/s



a. Untuk Cu2+ E

λmax = 700 nm

= = 2,839 x 10-19 Js

b. Untuk Cu2+ + larutan NH4OH (50 : 50) E

λmax = 600 nm

= = 3,313 x 10-19 Js

c. Untuk Cu2+ + larutan NH4OH (75 : 25) E

λmax = 600 nm

= = 3,313 x 10-19 Js

d. Untuk Cu2+ + larutan etilen diamin (50 : 50) E

λmax = 550 nm

= = 3,614 x 10-19 Js

e. Untuk Cu2+ + larutan etilen diamin (75 : 25) E

λmax = 550 nm

= = 3,614 x 10-19 Js

Kekuatan medan ligan en > NH3> H2O



GRAFIK

1. Untuk larutan Cu2+ 0,02 M

Panjang gelombang Vs Adsorban 0.16 0.14 Adsorban

0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 510520530540550560570580590600610620630640650660670680690700 Panjang gelombang

2. Untuk larutan Cu2+ + lar. NH4OH (50 : 50)

Panjang gelombang Vs Adsorban 1.2

Adsorban

1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 510520530540550560570580590600610620630640650660670680690700 Panjang gelombang



3. Untuk larutan Cu2+ + lar. NH4OH (75 : 25)

680

690

700

680

690

700

670

660

650

640

630

620

610

600

590

580

570

560

550

540

530

520

3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 510

Adsorban

Panjang gelombang Vs Adsorban

Panjang gelombang

4. Untuk larutan Cu2+ + lar. etilen diamin (50 : 50)

670

660

650

640

630

620

610

600

590

580

570

560

550

540

530

520

1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 510

Adsorban

Panjang gelombang Vs Adsorban

Panjang gelombang



5. Untuk larutan Cu2+ + lar. etilen diamin (75 : 25)

Adsorban

Panjang gelombang Vs Adsorban 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 Panjang gelombang



V. PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN 5.1 PENGAMATAN a. PENGAMATAN SETIAP LANGKAH KERJA No 1.

LANGKAH KERJA DAN REAKSI disiapkan 4 buah labu ukur 10mL masing masing di isi dengan 2 mL larutan Cu2+ 0,1 M

2

3

FOTO

PENGAMATAN Larutan Cu2+ 0,1 M berwarna biru muda.

ANALISIS Larutan berwarna biru muda ini dieroleh dari pengenceran larutan Cu2+ yang sebelumnya berwarna biru.

Pada labu 1 dan 2 masing masing ditambahkan 2,5 mL dan 5mL ammonia.

Campuran Larutan Cu2+ 0,1 M dan ammonia memberikan warna biru tua.

Warna larutan disebabkan karena adanya spiling pada orbital d atom pusat.

Pada labu 3 dan 4 masingmasing diisi dengan 2,5 mL dan 5 mL etilendiamin..

Campuran Larutan Cu2+ 0,1 M dan etielndiamin memberikan warna biru keunguan

Warna larutan disebabkan karena adanya spiling pada orbital d atom pusat.



4

4 buah larutan yang telah di sipakan, diencerkan dengan aquadest sampai tanda batas.

5

Amati serapan larutan yang telah disiapkan dengan menggunakan spektrofotometer.

Ligan yang berbeda akan memebrikan warna kompleks yang berbeda.

Karena ligan yang di gunakan berbeda, maka campuran memberikan warna yang berbeda.

Pengukuran serapan bertujuan untuk mengetahui panjang gelombang maksimum nya, untuk membandingkan perbedaan kekuatan ligan



b. No 1

PENGAMATAN SIFAT FISIK RENDEMEN HASIL AKHIR SENYAWA DAN STRUKTUR KIMIA PRODUK Cu(H2O)62+

2+

STRUKTUR GEOMETRI DAN HIBRIDISASI 29Cu

ANALISIS

= (Ar)18 4s2 3d9

Cu 2+= (Ar)18 4s0 3d9 ..

3d

..

4s

..

..

..

4p

..

4d

Hibridisasi = sp3d2 ( oktahedral)

2

Cu(NH3)62+

29Cu 2+

= (Ar)18 4s2 3d9

Cu 2+= (Ar)18 4s0 3d9 ..

3d

4s


..

..

4p

..

..

..

4d

Kompleks Cu(H2O)62+ Berwarna biru muda, kompleks ini berwarna karena adanya orbital d yang tidak terisi penuh. Struktur geometri dari kompleks ini yaitu oktahedral dengan hibridisasi sp3d2.

Kompleks Cu(NH3)62+ Berwarna biru tua, karena warna kompleks levih tua dari yang pertama, akibatnya absorban maksimumnya terletak pada panjang gelombang yang lebih pendek dari yna pertama Struktur geometri dari kompleks ini yaitu



3

Cu(en)32+

29Cu 2+

= (Ar)18 4s2 3d9

Cu 2+= (Ar)18 4s0 3d9 ..

3d

4s


..

..

4p

..

..

..

4d

oktahedral dengan hibridisasi sp3d2. Kompleks Cu(en)32+ Berwarna biru keunguan, dan warna kompleks levih tua dari yang sebelumnya, akibatnya absorban maksimumnya terletak pada panjang gelombang yang lebih pendek dari yang sebelumnya. Struktur geometri dari kompleks ini yaitu oktahedral dengan hibridisasi sp3d2.



5.2 PEMBAHASAN Pada praktikum kimia anorganik II kali ini, percobaan yang kami lakukan yaitu mengukur kekuatan medan ligan antara air,amonia dan etieln diamin. Dimana sebagai atom pusatnya adalah Cu2+. Senyawa kompleks merupakan senyawa yang berwarna , hal ini terjadi karena atom pusat yang memiliki orbital d yang tidak penuh, akibatnya orbital d ini akan terspiliting oleh ligan dengan energi sebesar 10Dq. Energi yang terspliting itu nantinya yang akan memancarkan warna. Warna yang berbedabeda pada senyawa kompleks tergantung pada beberapa besarnya energi 10 Dq. Untuk menentukan kekuatan ligan-ligan antara air, ammonia dan etilen diamin, dilakukan pengukuran absorban masing-masing larutan pada panjang gelombang 510 nm – 700 nm. Dari pengukuran didapatkan panjang gelombang dengan serapan terbesar terdapat pada air yaitu pada 700nm, sedangkan pada amonia pada 600 nm dan etilen diamin pada 550 nm. Dari data terlihat bahwa, meskipun perbandingan komposisi pada masing masing campuran amonia atupun etilen diamin berbeda, serapan maksimum tetap berada pada panjang gelombang yang sama. Hal ini karena serapan maksimum tidak di pengaruhi oleh komposisi tapi dipengaruhi oleh ligan yang terikat. Warna larutan juga berpengaruhh pada pengukuran nilai absorban, dari pengamatan terlihat bahwa warna larutan yang lebih terang akan membrikan absorban pada panjang gelombang yang lebih tinggi, dan sebaliknya. Hal ini karena semakin tua warna larutan artinya partikel yang menyerap sinar semakin banyak,dan berarti panjang gelombang akan semakin pendek. Pada praktkium ini karena warna larutan air lebih terang di banding ammonia, dan ammonia lebih terang dibanding etilendiamin ( air : ammonia : etilendiamin = biru muda : biru tua ; biru keunguan ), maka serapan maksimumn air juga berada pada panjang gelombang yang lebih besar dari pada amonia dan ammonia lebih besar di banding etilendiamin.



Dari panjang gelombang

maksimum yang telah diketahui, kita dapat

menghitung energi, dari perhitungan terlihat bahwa semakin kecil panjang gelombang masimum, maka energi yang dibutuhkan semakin kecil, dan energi berbanding lurus dengan kekuatan ligan . artinya semakin besar energi maka kekuatan medan ligan semakin besar. Karena Eair < E amonia < E etilendiamin, maka kekuatan medan ligan Air < Ammonia < Etilen diamin.



VI. KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan Dari percobaan yang telah kami lakukan dapat diambil kesimpulan, yaitu : a. Kompleks Cu dengan etilen diamin lebih stabil dibandingkan dengan kompleks Cu dengan ammonia ataupun kompleks Cu dengan air b. Urutan kekuatan ligan : Air < Ammonia < Etilen diamin c. Semakin besar nilai E, kompleks semakin stabil d. Warna pada senyawa kompleks diakibatkan oleh pemancaran energi orbital d yang terspliting 6.2 Saran Agar praktikan selanjutnya mendapatkan hasil yang lebih baik,maka disarankan untuk : a. Hati-hati dan teliti dalam pengenceran larutan b. Hati-hati

dan

teliti

dalam

pengukuran

absorban

dengan

spektrofotometer c. Pahami cara kerja dengan baik d. Pastikan kuvet yang digunakan benar-benar bersih



VII. TUGAS PRA PRAKTIKUM 1.

Urutan kekuatan medan ligan berdasarkan deret spektro yaitu : Jawab : CO ~ CN- › NO2 › dipy › en › NH3 ~ py › NCS- › H2O › HCO2- › OH- › F- › Cl- › Br-

2.

Faktor yang mempengaruhi harga energi pembelahan medan kristal yaitu : Jawab : a. Keadaan oksidasi ion logam, perbedaan energi akan bertambah besar dengan bertambahnya biloks kation b. Sifat aliansi ion logam c. JumLah bentuk ligan

3.

Kenapa teori medan kristal dapat menjelaskan tentang warna pada senyawa kompleks? Jawab: Karena terjadinya spliting pada orbital d yang menyebabkan elektron tereksitasi, saat elektron tereksitasi dan kembali kekeadaan dasar, saat itulah elektron akan memancarkan cahaya.



VIII. JURNAL 8.1 ANALISIS a. Skema kerja (NH4)2S04.ZnS04 6H20 , (NH4hS04 NiS04.6H20 dan (NH4)2S04.MnS0 .6H40 Dipanaskan pada beberapa temperatur dengan bebmacam interval waktu Pemanasan dilakukan pada tekanan I X 10-4 torr Kristal garam dengan Kadar hidrat rendah Dibuat kurva persentase air masing-masing garam.

b. Analisis metoda yang dipakai Pada jurnal ini, metoda yang di gunakan dalam menentukan medan ligan adalah metoda termokimia, dimana hal yang berperan disini yaitu interval suhu yang bervariasi yang di gunakan untuk pemanasan hidrat ,dari suhu inilah akan di peroleh energi yang nantinya akan di buat kurva untuk mengetahui energi spliting masing masing kompleks. c. Analisis hasil yang didapatkan Pada jurnal hasil yang diperoleh yaitu energi 10Dq pada masing masing garam kompleks yang di gunakan,dari energi yang didapatkan maka kita dapat mengetahui perbedaan energi 10Dq pada masing masing garam kompleks yang di gunakan. d. Kelebihan metoda jurnal di banding praktikum Dari metoda yang digunakan pada jurnal kita dapat mengetahui perbedaan energi 10Dq pada masing masing garam kompleks yang di gunakan. Sedang kan pada praktikum yang di hitung adalah kekuatan medan logan dari perbedaan energi masing masing ligan.



IX. DAFTAR PUSTAKA Cotton, Wilkingston. 1989. KIMIA ANORGANIK DASAR. UI : Jakarta Fetrucci, Ralph. 1992. KIMIA DASAR PRINSIP DAN TERAPAN MODERN. Erlangga : Jakarta. Soekardjo. 1989. KIMIA FISIKA. Bina Aksara : Jakarta Underwood. 1990. ANALISA KIMIA KUANTITATIF. Jakarta : Erlangga.


Kekuatan Medan Ligan Bundelan Fix

Recommend Documents