Reaksi Senyawa Kompleks Etilendiamin Sopi Widianingsih, Fathnisa Ihsannurika Hasnah Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Jenderal Achmad Yani Abstrak Telah dilakukan praktikum reaksi senyawa kompleks etilendiamin. Tujuan praktikum ini yaitu untuk mempelajari pengaruh ion logam dan rasio mol M(II) : en terhadap sifat dan karakter dari senyawa kompleks etilendiamin. Senyawa kompleks merupakan senyawa yang tersusun dari suatu ion logam pusat dengan satu atau lebih ligan yang menyumbangkan pasangan elektron bebasnya kepada ion logam pusat. Etielendiamin atau disingkat dengan en,merupakan ligan khelat yang cukup banyak dikenal mudah membentuk senyawa kompleks dengan logam transisi , sehingga logam yang digunakan pada praktikum ini yaitu logam Ni (II) dan Cu (II), dengan dasar pengaruh ion logam Ni (II) dan Cu (II) dalam etilendiamin. Dari hasil pengamatan didapatkan nilai absorban terhadap logam Ni (II) dalam etliendiamin sebesar 0,14 A, 0,19 A, dan 0,36 A dan terhadap Cu (II) dalam etilendiamin sebesar 1,56 A, 1,63 A dan 1,23 A. Pendahuluan Dalam pelaksanaan analisis anorganikkualitatif banyak digunakan reaksi-reaksi yang menghasilkan pembentukan kompleks. Suatu ion (atau molekul) kompleks terdiri dari satu atom(ion) pusat dan sejumlah ligan yang terikat eratdengan atom (ion) pusat itu. Atom pusat ini ditandai oleh bilangan koordinasi, suatu angka bulat yang menunjukan jumlah ligan (monodentat )yang dapat membentuk kompleks stabil dengan satu atom pusat. Bilangan koordinasi menyatakan jumlah ruangan yang tersedia sekitar atom atau ion pusat dalam apa yang disebut bilangan korrdinasi,yang masing-masingnya dapat dihuni oleh satuligan (monodentat). Susunan logam sekitar ion pusat adalah simetris. Jadi, suatu kompleks denga nsatu atom pusat dengan bilangan koodinasi enam, terdiri dari ion pusat, dipusat suatu oktahedron, sedang keenam ligannya menempati ruangruangyang dinyatakkan oleh sudut-sudut octahedron tersebut. (Svehla, 1979) Senyawa kompleks merupakan senyawa yang tersusun dari suatu ion logam pusat dengan satu atau lebih ligan yang menyumbangkan pasangan elektron bebasnya kepada ion logam pusat. Donasi pasangan elektron ligan kepada ion logam pusat menghasilkan ikatan kovalen koordinasi sehingga senyawa kompleks juga disebut senyawa koordinasi.(Cotton dan Wilkinson, 1984 ) Atom pusat biasanya ion-ion logam transisi yang berfungsi sebagai penerima pasangan electron bebas dari ligan. Kemampuan suatu ion logam untuk berikatan dengan sejumlah ligan dinyatakan oleh bilangan koordinasinya. Ligan yang dapat menyumbangkan lebih dari satu pasang elektron (mempunyai lebih dari satu atom donor) disebut ligan polidendat. (Cotton, 1988). Nikel merupakan salah satu logam transisi deret pertama yang terletak pada periode empat dan golongan VIII B, memiliki nomor atom 28 massa atom 58,71 g/mol. (Huheey and Keiter, 1993). Nikel dalam keadaan nikel (II) lebih stabil daripada nikel (0), nikel (I), nikel (III) dan nikel (IV). Nikel (I) dan nikel (0) tidak stabil dan mudah teroksidasi, nikel (III) mudah tereduksi menjadi nikel (II) dan nikel (IV) jarang ditemukan. (Cotton, 1988). Pada metoda spektrofotometri, sampel menyerap radiasi ( pemancaran ) elektromagnetis, yang pada panjang gelombang tertentu dapat terlihat. Larutan tembaga misalnya berwarna biru karena larutan tersebut menyerap warna komplementer, yaitu kuning. Semakin banyak molekul tembaga per satuan volum, semakin banyak cahaya kuning yang diserap, dan semakin tua warna biru larutannya. ( Alaerts, 1987 )
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 sub 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). Dengan menggunakan Asam Klorida otoionisasinya sedikit tetapi banyak senyawaan organik dan beberapa senyawaan anorganik melarut. Sedangkan Asam Nitrat bereaksi hampir dengan semua logam kecuali Au, Pt, Rh, dan Ir serta beberapa logam lain yang cepat menjadi pasif (tertutup oleh lapisan oksida yang merintangi) seperti Al, Fe, dan Cu. (Cotton, 1984). Penggunaan asam yang terlalu pekat dapat pula menyebabkan gangguan dalam analisis dengan SSA. Di mana kepekatan terlalu asam akan menyebabkan nilai absorbansi menjadi lebih rendah dari pada yang semestinya dan akan mengakibatkan konsentrasi sampel (bahan) yang dianalisis akan berkurang nilai serapannya dari nilai yang sebenarnya. (Tambunan, 1998) Eksperimen Disiapkan larutan NiCl2.6H2O 0,1 M sebanyak 100 ml, (dihitung massa yang diperlukan). Disiapkan larutan CuCl 2 0,1 M sebanyak 100 ml (dihitung massa yang diperlukan). Disiapkan larutan etilendiamin 0,1 M sebanyak 100 ml (dhitung massa yang diperlukan). Diambil 15 ml masingmasing larutan logam dan dipindahkan dalam 3 gelas kimia 50 ml yang berbeda, diberi label misalnya Ni-1, Ni-2, Ni-3, dan seterusnya. Ditambahkan 15 ml larutan en ke dalam larutan logam pertama (Ni-1, Cu-1) dan diaduk hingga homogen. Ditambahkan 30 ml larutan en ke dalam larutan logam kedua (Ni-2, Cu-2) dan diaduk hingga homogen. Ditambahkan 45 ml larutan en ke dalam larutan logam ketiga (Ni-3, Cu-3) dan diaduk hingga homogen. Diukur absorbansi setiap larutan tersebut dengan spectronic-20 pada panjang gelombang maksimum (penentuan panjang maksimum disiapkan oleh asisten). Dicatat dan dibandingkan data absorbansi dari ke-6 larutan logam tersebut. Ditambahkan tetes demi tetes larutan
HCl 37% (di lemari asam) ke setiap larutan logam yang sudah diukur hingga warna larutan kembali seperti warna larutan logam awal (kualitatif), dicatat banyaknya tetesan yang ditambahkan. Hasil dan Pembahasan Hasil Perlakuan 15 ml Ni-1 0,01 M + 15 ml etilendiamin, diukur absorban + HCl 37%
15 ml Ni-2 0,01 M + 30 ml etilendiamin, diukur absorban + HCl 37%
15 ml Ni-3 0,01 M + 45 ml etilendiamin, diukur absorban + HCl 37%
15 ml Cu-1 0,01 M + 15 ml etilendiamin, diukur absorban + HCl 37%
15 ml Cu-2 0,01 M + 30 ml etilendiamin, diukur absorban + HCl 37%
15 ml Cu-3 0,01 M + 45 ml etilendiamin, diukur absorban + HCl 37%
Hasil Pengamatan Larutan berubah warna dari hijau toska menjadi merah muda, dengan absorban 0,14 A dan HCl sebanyak 8 tetes warna menjadi bening. Larutan berubah warna dari hijau toska menjadi merah muda, dengan absorban 0,19 A dan HCl sebanyak 7 tetes warna menjadi bening. Larutan berubah warna dari hijau toska menjadi merah muda, dengan absorban 0,36 A dan HCl sebanyak 6 tetes warna menjadi bening. Larutan berubah warna dari biru muda menjadi ungu, dengan absorban 1,56 A dan HCl sebanyak 22 tetes warna menjadi bening. Larutan berubah warna dari biru muda menjadi ungu, dengan absorban 1,63 A dan HCl sebanyak 32 tetes warna menjadi bening. Larutan berubah warna dari biru muda menjadi ungu, dengan absorban 1,23 A dan HCl sebanyak 42 tetes warna menjadi bening.
0,01 M ditambahkan 30 ml etilendiamin, diukur absorban dan ditambahkan HCl 37% dihasilkan larutan berubah warna dari biru muda menjadi ungu, dengan absorban 1,63 A dan HCl sebanyak 32 tetes warna menjadi bening, dan pada pada 15 ml Cu-3 0,01 M ditambahkan 45 ml etilendiamin, diukur absorban dan ditambahkan HCl 37% dihasilkan larutan berubah warna dari biru muda menjadi ungu, dengan absorban 1,23 A dan HCl sebanyak 42 tetes warna menjadi bening. Hal ini terjadi dikarenakan pada perubahan warna menjadi merah muda dan ungu menandakan adanya ikatan senyawa kompleks antara logam Ni, logam Cu sebagai atom pusat dengan senyawa etilendiamin sebagai ligan, dimana ligan memiliki pasangan elektron tak berikatan yang aktif pada tingkat energi paling luar. Pasangan elektron tak berikatan inilah yang digunakan untuk membentuk ikatan koordinasi dengan ion logam. Pelekatan ligan pada ion logam merupakan efek dari energi orbital-orbital d. Sinar yang diserap sebagai akibat dari perpindahan elektron diantara orbital d yang satu dengan yang lain. Serta asal mula munculnya warna pada ion-ion logam transisi (Ni dan Cu) yaitu ketika sinar putih melewati larutan yang berisi dari salah satu ion tersebut, sinar putih direfleksikan oleh larutan tersebut, sehingga beberapa warna dari sinar dapat diabsorpsi (diserap) oleh larutan, dan warna yang dapat dilihat oleh mata adalah warna yang tertinggal (tidak diabsorpsi), sedangkan ligan-ligan direduksi menjadi titik yang bermuatan. Interaksi muatan-muatan titik ini dengan elektron dalam orbital d ion logam akan menaikkan energi semua orbital d, tetapi tidak lagi memiliki energi yang sama. Sehingga senyawa kompleks memliki warna tertentu karena zat ini menyerap sinar di daerah tampak atau visible region juga dikarenakan energi sinar di daerah tampak cocok untuk perpindahan elektron yang ada di orbital d, dari energi rendah ke energi tinggi. Besarnya energi untuk perpindahan, tergantung dari ion pusatnya dan tergantung dari jenis ligan. Karena itu, senyawa kompleks mempunyai warna berbeda – beda seperti Ni dengan etilendiamin menghasilkan warna merah muda dan Cu dengan etilendiamin menghasilkan warna ungu. Reaksi yang dihasilkan : NiCl.6H2O + en
[Ni(en)(H2O)5Cl2] + H2O
Pembahasan CuCl2 + en Pada data pengamatan hasil percobaan 15 ml Ni-1 0,01 M ditambahkan 15 ml etilendiamin dan diukur absorbannya serta ditambahkan HCl 37% dihasilkan larutan berubah warna dari hijau toska menjadi merah muda, dengan absorban 0,14 A dan HCl sebanyak 8 tetes warna menjadi bening, begitu pula 15 ml Ni-2 0,01 M ditambahkan 30 ml etilendiamin dan diukur absorbannya serta ditambahkan HCl 37% dihasilkan larutan berubah warna dari hijau toska menjadi merah muda, dengan absorban 0,19 A dan HCl sebanyak 7 tetes warna menjadi bening, dan dengan penambahan 45 ml etilendiamin pada 15 ml Ni-3 0,01 M, diukur absorban serta ditambahkan HCl 37 % dihasilkan larutan berubah warna dari hijau toska menjadi merah muda, dengan absorban 0,36 A dan HCl sebanyak 6 tetes warna menjadi bening. Sedangkan pada 15 ml Cu-1 0,01 M ditambahkan 15 ml etilendiamin, diukur absorban dan ditambahkan HCl 37% dihasilkan larutan berubah warna dari biru muda menjadi ungu, dengan absorban 1,56 A dan HCl sebanyak 22 tetes warna menjadi bening. pada 15 ml Cu-2
[Cu(en)(H2O)5Cl2] + H2O
Sedangkan perbedaan nilai absorban dikarenakan semakin banyak ligan yang terikat maka semakin pekat warna cahaya sehingga semakin besar nilai absorbannya, dimana absorban sebagai penyerapan cahaya. Namun pada 15 ml Cu3 dengan 45 ml etilendiamin terjadi penurunan nilai absorban yaitu menjadi 1,23 A, hal ini terjadi dikarenakan adanya kesalahan pada praktikum, yaitu karena kuvet yang digunakan dalam keadaan masih kotor, sidik jari yang dapat menyerap radiasi ultraviolet, penempatan kuvet yang tidak tepat posisinya, dan ketidaktepatan dalam pembuatan larutan. Pada penambahan HCl yang berbeda-beda banyak tetesan HClnya dan terjadi perubahan warna menjadi bening terjadi karena asam kuat dapat menyebabkan ligan yang terikat pada atom pusat akan lepas sehingga warna akan berubah, banyak tetesan HCl bergantung kepada banyaknya ligan yang terikat pada atom pusat, seharusnya pada Ni-1, Ni-2, Ni-3 HCl yang diteteskan semakin banyak namun pada kenyataannya tetesan
HCl yang digunakan semakin kecil untuk merubah warna larutan, hal ini dikarenakan kurang ketelitian saat melihat perubahan warna pada larutan saat penambahan HCl. Kesimpulan 1. 2. 3. 4.
Absorbansi Ni-1, Ni-2, dan Ni-3 yang dihasilkan adalah 0,14 A, 0,19 A, dan 0,36 A. Absorbansi Cu-1, Cu-2, dan Cu-3 yang dihasilkan adalah 1,5 A, 1,63 A, dan 1,23 A. Banyaknya tetesan HCl pada Ni-1, Ni-2, dan Ni-3 adalah 8 tetes, 7 tetes dan 6 tetes. Banyaknya tetesan HCl pada Cu-1, Cu-2, dan Cu-3 adalah 22 tetes, 32 tetes dan 42 tetes.
Daftar Pustaka Alaerts. 1987. Metode Penelitian Air. Usaha Nasional : Surabaya. Cotton, F. A dan Wilkinson. G.1984. Kimia Anorganik Dasar. Penerbit UIPress: Jakarta. Cotton, F.A, dan G. Wilkinson. 1988. Advanced Ionrganic Chemistry Fifth Edition. John Willey and Sons Inc: New York. 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. Huheey,J.E, R.L. Keither. 1993. Inorganic Chemistry Fourth Edition. Hamper Collies College Publisher: New York. Svehla.1979. Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro. PT Kalman Media Pustaka: Jakarta. Tambunan, Hotmian Dame. B. M.1998. Studi Pengaruh pH Terhadap Penentuan Logam-Logam Cd, Pb, Cu, Co dan Ni dengan Menggunakan Metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA). Skripsi Jurusan Kimia. FMIPAUSU Lampiran 1. Perhitungan Diketahui : Volume etilendiamin 0,01 M : 250 ml Konsentrasi etilendiamin : 0,1 M Konsentrasi etilendiamin : 0,01 M Ditanyakan : Volume etilendiamin 0,1 M? Jawaban : V1 . M1 = V2 . M2 250 . 0,01 M = V2 . 0,1 M V2 =
2,5 0,1
= 25 ml
Diketahui : Volume CuCl2 0,01 M : 100 ml Konsentrasi CuCl2 : 0,1 M Konsentrasi CuCl2 : 0,01 M Ditanyakan : Volume CuCl2 0,1 M? Jawaban : V1 . M1 = V2 . M2 100 . 0,01 M = V2 . 0,1 M V2 =
1 0,1
= 10 ml
Diketahui : Volume NiCl2.6H2O 0,01 M : 100 ml
Konsentrasi NiCl2.6H2O : 0,1 M Konsentrasi NiCl2.6H2O : 0,01 M Ditanyakan : Volume NiCl2.6H2O 0,1 M? Jawaban : V1 . M1 = V2 . 100 . 0,01 = V2 . 0,1 M
1 0,1
V2 =
= 10 ml
2. Tugas 1. Tuliskan reaksi yang terjadi pada percobaan ini! 2. Jelaskan peran HCl dalam percobaan ini! Apakah dapat digunakan asam kuat lainnya, misalnya asam nitrat atau asam sulfat? 3. Mengapa terjadi perubahan warna ketika larutan logam ditambahkan en dan HCl? Jawaban : 1. NiCl.6H2O + en [Ni(en)(H2O)5Cl2] + H2O CuCl2 + en [Cu(en)(H2O)5Cl2] + H2O 2.
Peranan HCl adalah sebagai asam kuat yang dapat mepelepaskan ligan yang terikat pada senyawa kompleks karena logam bereaksi dengan HCl. Dapat digunakan asam nitrat dan asam sulfat karena merupakan asam kuat yang dapat bereaksi dengan logam logam.
3.
Karena dengan en akan membentuk senyawa kompleks dimana dapat menyerap sinar di daerah tampak atau visible region dan juga karena energi sinar di daerah tampak cocok untuk perpindahan elektron yang ada di orbital d, dari energi rendah ke energi tinggi. Besarnya energi untuk perpindahan, tergantung dari ion pusatnya dan tergantung dari jenis ligan, sehingga menghasilkan warna yang berbeda-beda. Saat penambahan HCl berubah karena ligan terlepas dari atom pusat menyebabkan warna kembali ke asal. 3. Dokumentasi
Laruran NiCl2 0,01 M.
Mengukur transmitan aquades. Larutan CuCl2 0,01 M.
Hasil campuran laruran NiCl2 dan CuCl2 dengan larutan etilendiamin.
Menambahkan HCl 37% pada larutan NiCl 2 dengan etilendiamin.
