Laporan Reaksi Ion Logam Transisi

Kelompok 3/ Kimia B 2011

I.

REAKSI-REAKSI ION LOGAM TRANSISI

Judul

: Reaksi-reaksi Reaksi-reaksi Ion Logam Transisi

Tanggal Percobaan Percobaan

: Kamis/24 Oktober 2013; 13:00 WIB

III.

Selesai Percobaan

: Kamis/24 Oktober 2013; 16:00 WIB

IV.

Tujuan

II.

a) Mempelajari reaksi-reaksi ion logam transisi b) Mengenal pembentukan ion kompleks logam transisi c) Mengamati perubahan warna karena perubahan bilangan oksidasi senyawa logam

transisi V.

Tinjauan Pustaka

Unsur-unsur transisi adalah: a. Terletak antara unsur golongan alkali tanah dan golongan boron b. Merupakan unsur logam c. Merupakan unsur-unsur blok d dalam sistem periodik Salah satu yang menarik pada logam transisi adalah kemampuan logam-logam transisi untuk membentuk senyawa koordinasi. Selain itu karena senyawa kompleks dapat membentuk warna-warna. Senyawa kompleks dapat berwarna karena senyawa tersebut menyerap energi pada daerah sinar tampak. Penyerapan energi tersebut digunaan untuk melakukan promosi atau transisi elektronik pada atom pusat. Pada kompleks yang berkarakter d1-d9 merupakan kompleks yang memiliki warna dikarenakan adanya transisi elektronik pada orbital d. Bila kedua orbital molekul yang memungkinkan transisi memiliki karakter utama d , transisinya disebut transisi d-d. Pada orbital d terjadi pembelahan atau splitting orbital yang akan menghasilkan dua tingkat energi yaitu e g dan t2g pada oktahedral. Pada kompleks d0 dan d10 memiliki keistimewaan karena terdapat senyawa dari kompleks ini yang menghasilkan warna. Hal ini dikarenakan adanya transisi transfer muatan (Charge ( Charge Transfer ). ). Transisi transfer muatan diklasifikasikan atas transfer muatan logam ke ligan (metal ( metal (M) to ligand (L) charget ransfers (MLCT)) dan transfer muatan ligan ke logam (LMCT). Energi elektron dalam orbital (n-1)d (n-1)d isi selalu lebih rendah dibanding dengan energi 2

elektron dalam orbital ns , dengan perkecualian stabilitas lebih tinggi pada konfigurasi penuh atau setengah penuh. Peran orbital (n-1)d (n-1)d ini menentukan tingkat oksidasi yang bervariasi, pembentukan senyawa kompleks, sifat magnetik spesies yang bersangkutan. Unsur transisi berperan sebagai katalisator baik dalam bentuk unsurnya maupun dalam bentuk senyawa kompleksnya. Sifat magnetik senyawa transisi berkaitan dengan elektron nirpasangan dalam orbital d . Sifat magnetik dibedakan dalam dua macam yaitu diamagnetik dan paramagnetik.

1



Sifat Unsur Transisi

1) Biloks yang bervariasi Salah satu sifat logam transisi adalah memiliki biloks yang bervariasi. Walaupun ada unsur yang bukan logam transisi juga dapat memiliki biloks bervariasi, misalnya S, N, Cl. Tetapi sifat ini tidak umum untuk logam selain transis i (misal gol IA dan IIA) . 2) Sifat-sifat yang khas dari unsur transisi: a. Mempunyai berbagai bilangan oksidasi b. Kebanyakan senyawaannya bersifat paramagnetik c. Kebanyakan senyawaannya berwarna d. Unsur transisi dapat membentuk senyawa kompleks Dalam bentuk logam umumnya bersifat: a. Keras, tahan panas b. Penghantar panas dan listrik yang baik c. Bersifat inert Beberapa pengecualian: a. Tembaga (Cu) bersifat lunak dan mudah ditarik b. Mangan (Mn) dan besi (Fe): bersifat sangat reaktif, terutama dengan oksigen, halogen, sulfur, dan non logam lain (Seperti dengan karbon dan boron) 3) Sifat Fisik a. Pada suhu kamar berupa padatan (kecuali merkuri) b. Memiliki titik didih, titik leleh, kerapatan dan kekuatan rentang yang tinggi. c. Umumnya bersifat paramagnetik (sifat yang disebabkan oleh adanya elektron tunggal) 4) Sifat Umum a. Jari-jari atom berkurang dari Sc ke Zn, hal ini berkaitan dengan semakin bertambahnya elektron pada kulit 3d, maka semakin besar pula gaya tarik intinya, Sehingga jarak elektron pada kulit terluar ke inti semakin kecil. b. Energi ionisasi cenderung bertambah dari Sc ke Zn. Walaupun terjadi sedikit fluktuatif, namun secara umum Ionization Energy (IE) meningkat dari Sc ke Zn. Kalau kita perhatikan, ada sesuatu hal yang unik terjadi pada pengisian elektron pada logam transisi. Setelah pengisian elektron pada subkulit 3s dan 3p, pengisian dilanjutkan ke kulit 4s tidak langsung ke 3d, sehingga kalium dan kalsium terlebih dahulu dibanding Sc. Hal ini berdampak pada grafik energi ionisasinya yang

2



fluktuatif dan selisih nilai energi ionisasi antar atom yang berurutan tidak terlalu besar. Karena ketika logam menjadi ion, maka elektron pada kulit 4s lah yang terlebih dahulu terionisasi. c. Kecuali unsur Cr dan Cu, semua unsur transisi periode keempat mempunyai elektron pada kulit terluar 4s2, sedangkan pada Cr dan Cu adalah 4s 1

Senyawa Kompleks

Senyawa-senyawa seperti air, H2O, asam hidroklorida, HCl, natrium hidroksida, NaOH, garam natrium klorida, NaCl, asam sulfat, H 2SO4, natrium sulfat, Na 2SO4 dan perak klorida, AgCl menunjukkan ikatan antara dua atom atau lebih berdasarkan valensi atom-atomnya yang sudah tepat atau jenuh, yaitu masing-masing H = +1, O = -2, Na = +1, Cl = -1, S = +6, dan Ag = +1. Demikian juga bagi senyawa-senyawa CoCl 2, NiCl2 maupun CuSO 4, valensi logam Co, Ni, dan Cu masing-masing adalah +2. Senyawa-senyawa seperti ini dikatakan sebagai senyawa sederhana. Namun demikian, peristiwa melarutnya endapan AgCl dalam larutan amonia, demikian juga berubahnya larutan biru muda CuSO 4 dalam air menjadi biru tua pada penambahan larutan amonia, merupakan peristiwa yang membingungkan para ahli kimia pada waktu itu. Hal ini disebabkan oleh hadirnya atau bergabungnya molekul netral NH3 dalam suatu senyawa yang sudah netral tersebut, jelas tidak dapat dipahami berdasarkan nilai valensi seperti halnya pada senyawa-senyawa sederhana di atas. Di kemudian hari pelarutan tersebut masing-masing dapat diidentifikasi sebagai terbentuknya ion (kompleks) [Ag(NH 3)2]+, dan [Cu(H 2O)2(NH3)4]2+. Demikian juga keberhasilan isolasi senyawa pink CoCl2.6H2O yang kemudian lebih tepat ditulis sebagai [Co(H2O)6]Cl2 , dan senyawa Fe(CN) 2.4KCN yang ternyata bukan garam rangkap karena tidak menghasilkan ion CN -, lagi-lagi tidak dapat dijelaskan berdasarkan ikatan valensi sederhana. Oleh karena itu, senyawa-senyawa seperti ini dinyatakan sebagai senyawa kompleks, kompleks, sesuai dengan sifatnya yang rumit-kompleks, memerlukan pemahaman tersendiri lebih lanjut. Walaupun dewasa ini senyawa-senyawa tersebut relatif sudah bukan hal yang rumit lagi, istilah kompleks masih tetap dipakai, istilah lain yang sering dipakai adalah senyawa koordinasi karena senyawa kompleks tersusun oleh ikatan koordinasi, meskipun adanya (ikatan) koordinasi tidak hanya ditunjukkan oleh senyawa unsur-unsur transisi saja .

3



Gambar 1. Pembentukan senyawa berwarna

Senyawa kompleks tersusun atas atom pusat, yang umumnya logam-logam transisi, dan ligan sebagai gugus pengeliling. Ligan menyediakan atom donor pasangan elektron menyendiri untuk pembentukan ikatan koordinat dengan atom pusat. Banyaknya ikatan koordinat merupakan bilangan koordinasi senyawa kompleks yang bersangkutan. Ligan dapat berupa ion ataupun molekul netral, dengan kemampuan mono- ataupun multimulti- dentat. Bangun geometri yang umum bagi senyawa kompleks adalah tetrahedron (bilangan koordinasi 4), bujursangkar (bilangan koordinasi 4), dan dan oktahedron (bilangan koordinasi koordinasi 6). Ligan diklasifikasikan berdasarkan jumlah pasangan atom donor yang dimilikinya dibedakan menjadi: Ligan monodentat, yaitu ligan yang mendonorkan satu pasang elektron bebasnya kepada logam atau ion logam. Contoh : NH 3, H2O, NO2-, dan CN-. Ligan bidentat, yaitu ligan yang mendonorkan dua pasang elektronnya kepada logam atau ion logam. Contoh : etyhlendiamine, et yhlendiamine, NH 2CH2CH2 NH2. Bilangan oksidasi umum yang dijumpai pada tiap unsur transisi periode keempat adalah +2 dan +3. Sementara, bilangan oksidasi tertinggi pada unsur transisi periode keempat adalah +7 pada unsur Mangan (4s 2 3d7). Bilangan oksidasi rendah umumnya ditemukan pada ion 3+

2+

2+

3+

+

2+

Cr , Mn , Fe , Fe , Cu , dan Cu , sedangkan bilangan oksidasi tinggi ditemukan pada anion oksida, seperti CrO42-, Cr 2O72-, dan MnO 4-. Perubahan bilangan oksidasi ditunjukkan oleh perubahan warna larutan. Sebagai contoh, saat ion Cr +7 +7 direduksi menjadi ion Cr 3+ 3+, warna larutan berubah dari orange (jingga) menjadi hijau. Cr 2O72-(aq) + 14 H+(aq) + 6 e- —— > 2 Cr 3+(aq) + 7 H2O(l)

4



Dalam percobaan reaksi-reaksi logam transisi hanya beberapa logam saja yang dapat dipraktikumkan di laboratorium dimana logam tersebut kelimpahannya lebih banyak dan lebih mudah ditemukan di alam dibandingkan dengan unsur logam transisi lainnya. Unsur logam transisi tersebut adalah Cu, Cr, Fe, Mn, Zn, Ni, Co yang digunakan dalam bentuk garam dan mempunyai deret biloks paling stabil. 

Tembaga (Cu)

Tembaga adalah logam merah-muda yang lunak, dapat ditempa, dan liat. Ia melebur pada

.

Karena potensial elektroda standarnya positif (+0,34 V) untuk pasangan

Cu/Cu2+), ia tak larut dalam asam klorida dan asam sulfat encer, meskipun dengan adanya oksigen ia bisa larut sedikit. 1) Larutan Amonia Bila ditambahkan dalam jumlah yang sangat sedikit maka, akan dihasilkan endapan biru yang merupakan garam basa yang larut dalam reagensia berlebih menghasilkan warna biru tua yang disebabkan oleh terbentuknya ion kompleks teteraaminokuprat (II). 2Cu2+ + SO42- + 2NH3 + 2H2O  Cu(OH)2.SO4 + 2NH4+ Cu(OH)2.CuSO4 + 8NH3  2[Cu(NH3)4]2+ + SO42- + 2OHJika larutan mengandung garam amonium, pengendapan tidak terjadi sama sekali, teteapi warna biru langsung terbentuk. 2) Natrium Hidroksida Apabila ditambahkan dalam larutan garam Cu akan menghasilkan endapan biru tembaga (II) hidroksida dimana endapan tersebut tidak larut dalam reagen berlebih. Cu2+ + 2OH-  Cu(OH)2 

Besi (Fe) a) Besi (II)

Merupakan logam berwarna putih mengkilap, tidak terlalu keras dan agak reaktif serta mudah teroksidasi, mudah bereaksi dengan unsur non logam seperti: halogen, sulfur, pospor, boron, karbon karbon dan silikon. Selain itu, logam ini larut dalam asam-asam mineral. 1) Larutan NaOH Apabila ditambahkan dalam larutan garam Fe (II) akan menghasilkan endapan putih besi (II) hidroksida, Fe(OH)2, bila tidak terdapat di udara sama sekali. Endapan ini tak larut dalam reagensia berlebih, tetapi larut dalam asam. Bila terkena udara, besei (II) hidroksida dengan cepat dioksidasikan, yang pada akhirnya menghasilkan besi (III) hidroksida yang coklat-kemerahan. Pada kondisi biasa, Fe(OH)2 namapak

5



sebagai endapan hijau kotor dengan penambahan hidrogen peroksida, ia segera dioksidasikan menjadi besi (III) hidroksida. Fe2+ + 2OH-  Fe(OH)2 4Fe(OH)2 +2H2O + O2  4Fe(OH)3 2Fe(OH)2 +H2O2  2Fe(OH)3 2) Larutan Amonia Apabila ditambahkan dalam larutan garam Fe (II) akan menghasilkan endapan putih besi (II) hidroksida, Fe(OH)2, tetapi jika amonium dalam jumlah lebih banyak, disosiasi amonium hidroksida tertekan dan konsentrasi ion hidroksil menjadi semakin rendah. Dengan demikian, hasil kali kelarutan besei (II) hidroksida tidak tercapai sehingga tidak terjadi pengendapan. b) Fe (III)

1) Larutan Amonia Apabila ditambahkan dalam larutan garam Fe (III) akan menghasilkan endapan coklat merah seperti gelatin dari besi (III) hidroksida yang tak larut dalam reagensia berlebih, tetapi larut dalam asam. Fe3+ + 3NH3 + 3H2O  Fe(OH)3 + 3NH4+ Besi (III) hidroksida diubah pada pemanasan yang kuat menjadi besi (III) oksida, oksida yang dipijarkan dapat larut namun sukar dalam larutan asam encer, tetapi melarut setelah didinginkan dengan keras bersama asam klorida pekat. 2Fe(OH)3  Fe2O3 +3H2O Fe2O3 + 6H+  2Fe3+ + 3H2O 2) Larutan Natrium Hidroksida Apabila ditambahkan dalam larutan garam Fe (III) akan menghasilkan endapan coklat merah yang tak larut dalam reagensia berle bih. Fe3+ + 3OH-  Fe(OH)3 

Kromium (Cr)

Kromium adalah logam kristalin yang putih, tak begitu liat dan dapat ditempa dengan berarti. Ia melebur pada . Logam ini larut dalam asam klorida encer atau pe kat. 1) Larutan Amonia Apabila ditambahkan dalam larutan garam Cr menghasilkan endapan seperti gelatin yang berwarna abu-abu hijau sampai abu-abu biru yaitu kromium (III) hidroksida, Cr(OH) 3 yang sedikit larut dalam zat pengendap berlebih dalam keadaan dingin dengan membentuk larutan lembayung atau merah jambu yang mengandung

6



ion kompleks heksaaminakromat (III) denan mendidihkan larutan, kromium hidroksida diendapkan. Cr 3+ + 3NH3 + 3H2O  Cr(OH)3 + 3NH4+ Cr(OH)3 + 6NH3  [Cr(NH3)6]3+ + 3OH2) Larutan Natrium Hidroksida Apabila ditambahkan dalam larutan garam Cr menghasilkan endapan kromium (III) hidroksida, Cr(OH)3. Cr 3+ + 3OH-  Cr(OH)3 Reaksi ini reversibel dengan sedikit penambahan asam endapan melarut. Dalam reagensia berlebih, endapan melarut dengan mudah dimana akan terbentuk ion tetrahidroksokromat (III). Cr(OH)3 + OH-  [Cr(OH)4]

Nikel (Ni)

Nikel adalah logam putih perak yang keras. Nikel bersifat liat, dapat ditempa dan sangat kukuh. Logam ini melebur pada

,

dan besifat sedikit magnetis.

1) Larutan Natrium Hidroksida Apabila ditambahkan dalam larutan garam Ni menghasilkan endapan hijau nikel (II) hidroksida, Ni(OH)2. Ni2+ + 2OH-  Ni(OH)2 Endapan tak larut dalam reagensian berlebih. Tak terjadi endapan jika serta tartrat atu sitrat, karena terbentuk kompleks. 2) Larutan Amonia Apabila ditambahkan dalam larutan garam Ni menghasilkan endapan hijau nikel (II) hidroksida, Ni(OH)2 Ni2+ + 2NH3 + 2OH-  Ni(OH)2 + 2NH4+ yang larut dalam reagensia berlebih Ni(OH)2 + 6NH3  [Ni(NH3)6]2+ + 2OHLarutan berubah menjadi biru tua. Jika ada serta garam amonium tak terjadi pengendapan, tetapi kompleks tersebut langsung terbentuk dengan segera. 

Mangan (Mn)

Mangan adalah logam putih abu-abu yang penampilannya serupa besi tuang. Ia melebur kira-kira pada suhu

.

Ia bereaksi dengan air membentuk mangan (II) hidroksida

dan hidrogen.

7



1) Larutan Natrium Hidroksida Apabila ditambahkan dalam larutan garam Mn menghasilkan endapan mangan (II) hidroksida, Mn(OH) 2 yang mula-mula berwarna putih. Mn2+ + 2OH-  Mn(OH)2 Endapan tak larut dalam reagensia berlebih. Endapan dengan cepat teroksidasi bila terkena udara, menjdai coklat, ketika terbentuk mengan dioksida berhidrat, MnO(OH)2. Mn(OH)2 + H2O2  MnO(OH)2 + 2OH2) Larutan Amonia Apabila ditambahkan dalam larutan garam Mn menghasilkan endapan mangan (II) hidroksida, Mn(OH) 2 yang mula-mula berwarna putih. Mn2+ + 2NH3 + 2H2O  Mn(OH)2 + 2NH4+ Endapan larut dalam garam-garam amonium dimana reaksi berlangsung ke arah kiri. Pengendapan tak terjadi jika serta garam-garam amonium, disebabkan oleh turunnya ion hidroksil yang mengakibatkan ketidakmampuan untuk menghasilkan Mn(OH) 2. 

Zink (Zn)

Zink adalah logam yang putih kebiruan, logam ini cukup mudah ditempa dan liat pada   .

Zink melebur pada

 dan

medidih pada

.

1) Larutan Natrium Hidroksida Apabila ditambahkan dalam larutan garam Zn menghasilkan endapan seperti gelatin putih, yaitu zink (II) hidroksida, Zn(OH) Zn(OH) 2. Zn2+ + 2OH-  Zn(OH)2 Endapan larut dalam asam Zn(OH)2 + 2H+  Zn2+ + 2H2O Dan juga dalam reagen berlebih Zn(OH)2 + 2OH-  [Zn(OH)4]2Jadi, zink hidroksida adalah senyawa yang bersifat amfoter. 2) Larutan Amonia Apabila ditambahkan dalam larutan garam Zn menghasilkan endapan seperti gelatin putih, yaitu zink (II) hidroksida, Zn(OH) 2 yang mudah larut dalam reagensia berlebih dan dalam larutan amonium karena menghasilkan tetraaminzinkat (II). Tidak diendapkannya zink hidroksida oleh larutan amonia jika ada amonium klorida disebabkan oleh menurunnya konsentrasi ion-hidroksil sehingga hasil kali Zn(OH) 2 tak tercapai.

8



Zn2+ + 2NH3 + 2H2O  Zn(OH)2 + 2NH4+ Zn(OH)2 + 4NH3  [Zn(NH3)4]2+ + 2OH

Kobalt (Co)

Kobalt adalah logam berwarna abu-abu sperti baja, dan bersifat sedikit magnetik. Ia melebur pada . Logam ini mudah melarut dalam asam-asam mineral encer. 1) Larutan Natrium Hidroksida Apabila ditambahkan dalam larutan garam Co dalam keaadaan dingin mengendap suatu garam basa berwarna biru. Co2+ + OH- + NO3-  Co(OH)NO3  Pada pemanasan dengan alkali berlebih garam basa itu diubah menjadi endapan kobalt (II) hidroksida yang berwarna merah jambu Co(OH)NO3  + OH-  Co(OH)2 + NO32) Larutan Amonia Jika tak terdapat garam-garam amonium, sedikit amonia akan mengendapkan garam basa. Co2+ + NH3 + H2O + NO3-  Co(OH)NO3  + NH4+ Kelebihan reagensia melarutkan endapan dimana ion-ion heksaaminakobaltat (II) terbentuk. Co(OH)NO3  + 6NH3  [Co(NH3)6]2+ + NO3- + OHPengendapan garam basa tak terjadi sama sekali jika ada serta ion amonium dalam jumlah yang lebih banyak, melainkan kompleks tersebut akan terbentuk dalam satu tahap. Pada kondisi demikian, kesetimbangan menjadi sepert berikut: Co2+ + 6NH4+  [Co(NH3)6]2+ + H+

9


VI.


Alat dan Bahan 1) Alat



FeSO4(s) 0,1 M



Fe(NH3)2SO4 0,1 M



30 tabung reaksi



Fe(NO3) 0,1 M



1 buah pembakar spirtus



HCl 2 M & 12 M



1 buah pengaduk kaca



HNO3 2 M, pekat



13 buah rak tabung reaksi



K 2Cr 2O7(s) 0,1 M



12-15 pipet tetes



K 4[Fe(CN)6] 0,1 M



KSCN jenuh

2) Bahan 

Aqudes



Ni(NO3)2



Amonia pekat & 2 M



NaOH 0.6M, 1M, 2M, 6M



CoCl2 0,1 M



Larutan Na2C2O4



CrCl3.6H2O(s) 0,1 M



Larutan Na2EDTA



CuCl2.2H2O(s)



NiCl2 0,1 M



Dimethilglioxime (DMG)



NaNO2 jenuh



Etanol



MnSO4 0,1 M



Ethylendiamine



1,10-phenantrolin



Butiran ZN / serbuk ZnCl 2





FeCl3(s) 0,1 M

NH4CNS 0,1 M

10


VII.


Cara Kerja 1. Percobaan I : Reaksi Beberapa Ion Logam Transisi a. Reaksi dengan NaOH Lar utan CrCl

Lar utan CuSO4

Lar utan Mn(SO4)

Lar utan Fe(NH3)2SO4

Lar utan ZnCl2

Lar utan FeCl3

Larutan CoCl 3

Lar utan NiCl

Diambil 1 ml Ditambahkan tetes demi tetes larutan NaOH 1 M

Endapan abu-abu biru

Endapan biru

Endapan putih

Endapan putih

Endapan putih

Endapan merah kecoklatan

Endapan warna biru

Endapan warna hijau

Ditambahkan lagi NaOH berlebih

Endapan tidak larut

Terbentuk endapan biru (+)

Terbentuk endapan putih(+)

Endapan larut

Endapan coklat kemerahan

Endapan merah jambu

endapan warna biru (++)

Endapan hijau (+)

11



b. Reaksi dengan Amonia

Lar utan CrCl

Lar utan CuSO4

Lar utan Mn(SO4)

Lar utan Fe(NH3)2SO4

Lar utan ZnCl 2

Lar utan FeCl3

Larutan CoCl 3

Lar utan NiCl

Diambil 1 ml Ditambahkan tetes demi tetes larutan amonia pekat

Endapan abu-abu biru

Endapan biru

Endapan putih

Endapan putih

Endapan putih


Endapan warna biru

Endapan warna hijau

Ditambahkan lagi amonia berlebih

Endapan larut

Endapan larut

Endapan larut

Endapan larut

Endapan larut


Endapan larut

Larutan biru tua

12



c. Reaksi dengan NH4CNS Larutan CrCl 3

Larutan CuSO4

Larutan Mn(SO4)

Larutan Fe(NH3)2SO4

Larutan ZnCl

Larutan FeCl3

Larutan CoCl 2

Larutan NiCl

Diambil 1 mL Ditambahakan NH4CNS 1mL

Larutan berwarna biru (hampir sama dengan semula)

Larutan berwarna hijau

larutan tidak berwarna

Larutan merah kecoklatan

Larutan tidak berwarna

Larutan berwarna

Larutan berwarna merah muda


d. Blanko Larutan CrCl 3

Larutan CuSO4

Larutan Mn(SO4)

Larutan Fe(NH3)2SO4

Larutan ZnCl

Larutan FeCl3

Larutan CoCl 2

Larutan NiCl2

Diambil 1 mL Ditambahakan NH4CNS 1mL

Larutan berwarna biru (+)

Larutan berwarna biru kehijauan

larutan tidak berwarna

Larutan warna kuning (--)


Larutan berwarna kuning

Larutan berwarna merah muda (--)

Larutan berwarna hijau muda (--)

13



2. Percobaan II: pembentukan ion kompleks a. Kompleks Cr (III) Tabung 1 Ditambahkan lar encer CrCl3 2 ml Ditambahkan sedikit Larutan Na 2C2O4 dikocok Larutan warna hijau (++)

b. Kompleks Fe (II) dan Fe(III)

2 ml lar encer FeCl 3

1 ml lar Fe (II) Dimasukkan dalam tabung reaksi Dimasukkan dalam tabung reaksi

Ditambahkan larutan NH4CNS

Ditambahkan 2-3 tetes phenantroline Merah kecoklatan Larutan berwarna kuning (--)

Ditambahkan natrium oksalat dikocok Jingga (+) Ditambahkan larutan NH4CNS Lar merah

14



c. Kompleks Ni (II) 1 ml larutan Ni Ditambahkan beberapa tetes dimetilglioksiam (DMG) Endapan berwarna merah

1 ml larutan Ni Ditambahkan beberapa tetes Na2EDTA

Berwarna hijau

d. Kompleks Cu (II) CuSO 4.5H2O dan CuCl 2.2H2O

1 ml CuSO4

Diambil seujung spatula

Ditambahkan larutan Na 2EDTA

Ditempatkan pada kaca arloji

dikocok Hasil

Hasil

e. Kompleks Co (II) Tabung 1 Dimasukkan 1 mL CuCl 0,1 M Ditambahkan larutan Na2EDTA Merah muda jernih

15



3. Percobaan (III): Perubahan Tingat Oksidasi 2+ 3+ a. Fe menjadi Fe 1 ml FeSO4 Ditambahkan 3 tetes larutan HNO3 pekat Larutan berwarna hijau Dipanaskan 1-2 menit Timbul Ditambahkan NaOH 2M sedikit demi Endapan hijau kotor

16


REAKSI-REAKSI ION LOGAM TRANSISI 6+

3+

b. Cr menjadi Cr 2 ml K 2Cr 2O7

dimasukan kedalam tabung reaksi dipanaskan Larutan warna jingga Ditambahkan padatan Zn 1-2 butir Endapan abu-abu Ditambahkan 1,5 HCl pekat dipanaskan Larutanwarna biru keruh Dituang ke tabung reaksi lain Ditambahkan HNO3 pekat tetes demi tetes Dikocok Larutan berwarna hijau tua

17


VIII.


Hasil Pengamatan 1. Percobaan 1 a. Reaksi beberapa Ion Logam Transisi dengan larutan NaOH 2M Pengamatan Garam

CrCl3 Mn(SO4)

Sebelum reaksi

Larutan berwarna biru (++) Larutan tidak berwarna

Setelah penambahan tetes demi tetes NaOH (2 tetes) Larutan berwarna hijau (+)

Rumus senyawa yang terbentuk -

[Cr(H2O)3(OH)3] (aq)

Hablur kuning

[Mn(H2O)4(OH)2](s)

Fe(NH3)2SO4

Larutan berwarna kuning (--)

Tetap

[Fe(H2O)4(OH)2] (aq)

FeCl3


Larutan berwarna jingga

[Fe(H2O)3(OH)3] (aq)

CoCl2

Larutan berwarna merah muda jernih

Terbentuk hablur coklat

[Co(H2O)4(OH)2](s)

NiCl2

Larutan berwarna hijau jernih

Larutan hijau keruh, endapan hijau

[Ni(H2O)4(OH)2](s)

CuSO4


Larutan biru keruh, endapan hijau

[Cu(H2O)4(OH)2](s)

ZnCl2


Hablur putih

[Zn(H2O)4(OH)2](s)

-

Setelah penambahan berlebih NaOH (3 tetes) Terbentuk endapan hijau

Hablur kuning (++) Ada endapan hijau diatas larutan yang hilang ketika dikocok Larutan berwarna jingga, endapan coklat kemerahan Hablur coklat (++) Larutan berwarna hijau keruh, endapan hijau (++) Larutan berwarna biru keruh, endapan biru (++) Hablur putih (++)

Rumus ion kompleks yang terbentuk

[Cr(H2O)2(OH)4](s) [Mn(H2O)3(OH)3](s)

[Fe(H2O)3(OH)3](s)

[Fe(H2O)3(OH)3] (s)

[Co(H2O)3(OH)3] (s)

[Ni(OH)3(H2O)3](s)

[Cu(H2O)3(OH)3] (s)

[Zn(H2O)3(OH)3](s)

18



b. Reaksi beberapa Ion Logam Transisi dengan larutan ammonia 2M Pengamatan Garam

Sebelum reaksi

Setelah penambahan tetes demi tetes NH 3 (1 tetes) Larutan biru keruh, endapan abu-abu biru

Rumus senyawa yang terbentuk

Larutan berwarna biru (++) Larutan tidak berwarna Larutan berwarna kuning (--)

Larutan warna kuning, endapan putih

Mn(OH) 2(s)

Tetap

[Fe(H2O)(NH 3)5]

FeCl3


Larutan warna merah kecoklatan

[Fe(H2O)(NH 3)5]3+(aq)

CoCl2

Larutan berwarna merah muda jernih


[Co(NH3)6]

NiCl2

Larutan berwarna hijau jernih

Larutan berwarna biru muda

[Ni(H2O)(NH 3)5]

CuSO4


Larutan berwarna biru tua

[Cu(H2O)(NH 3)3]

ZnCl2


Terbentuk endapan putih

CrCl3 Mn(SO4) Fe(NH 3)2SO4

Cr(OH) 3(s)

Endapan larut 2+ (aq

2+ (aq)

Zn(OH) 2(s)

Setelah penambahan berlebih NH3 (1 tetes) Larutan berwarna biru keruh, endapan larut

2+ (aq) 2+ (aq)

Larutan berwarna hijau kehitaman Larutan berwarna merah kecoklatan keruh larutan berwarna hijau, terbentuk endapan Larutan berwarna biru jernih Larutan berwarna biru tua (+) Terbentuk endapan putih keruh

Rumus ion kompleks yang terbentuk 3+ (aq)

[Cr(NH3)6]

2+ (aq)

[Mn(NH3)6]

2+ (aq)

[Fe(NH 3)6]

[Fe(NH 3)6]3+(aq)

Co(OH)3(s) 2+ (aq)

[Ni(NH3)6]

[Cu(NH3)4]

2+ (aq)

[Zn(NH s)(OH)2](s)

19



c. Reaksi beberapa Ion Logam Transisi dengan larutan ammonia tiosianat 0,1M

Garam

Pengamatan

CrCl3

Sebelum reaksi Larutan berwarna biru (++)

Setelah penambahan NH4CNS (1 mL) Rumus ion kompleks Larutan berwarna biru (hampir sama dengan semula)

Mn(SO4) Fe(NH3)2SO4 FeCl3 CoCl2 NiCl2 CuSO4 ZnCl 2

Larutan tidak berwarna Larutan berwarna kuning (--) Larutan berwarna kuning Larutan berwarna merah muda jernih Larutan berwarna hijau jernih Larutan berwarna biru kehijauan Larutan tidak berwarna

Tidak terjadi perubahan Larutan berwarna merah kecoklatan Larutan berwarna merah kecoklatn Tidak terjadi perubahan Tidak terjadi perubahan Larutan berwarna hijau muda Tidak terjadi perubahan

+ [Fe SCN] + [Fe(SCN)] [Cu(SCN)]+ -

d. Blanko untuk percobaan reaksi garam transisi dengan ammonium tiosianat Garam

Pengamatan Sebelum reaksi

Setelah penambahan 1 mL air

CrCl3 Mn(SO4) Fe(NH3)2SO4 FeCl3 CoCl2

Larutan berwarna biru Larutan tidak berwarna Larutan berwarna kuning (--) Larutan berwarna kuning Larutan berwarna merah muda jernih

Larutan berwarna biru (+) Larutan tidak berwarna Larutan berwarna kuning (---) Larutan berwarna kuning Larutan berwarna merah muda (--)

NiCl2 CuSO4 ZnCl 2

Larutan berwarna hijau jernih Larutan berwarna biru kehijauan Larutan tidak berwarna

Larutan berwarna hijau muda (--) Larutan berwarna biru kehijauan Larutan tidak berwarna

20



2. Percobaan II: Pembentukan ion kompleks a. Kompleks Cr (III) Warna larutan CrCl3.6H2O : biru (++ Reagen yang ditambahkan

Warna reagen yang ditambahkan

Na2C2O4


Pengamatan setelah bereaksi Larutan berwarna hijau (++)

Rumus ion kompleks yang terbentuk 3(aq)

[Cr(C2O4)3]

b. Kompleks Fe (II) Warna larutan Ferro sulfat : kuning (-) Garam

FeSO4 + air

Pengamatan Setelah penambahan kristal 1,10-phenantroline Larutan berwarna kuning (+)

Rumus ion kompleks yang terbentuk [Fe(H2O)6] (aq)

c. Kompleks Fe (III) Warna larutan FeCl3 : kuning Larutan garam

FeCl3

Pengamatan Setelah penambahan tetes demi tetes NH4CNS (2 tetes) Larutan berwarna merah kecoklatan

Rumus ion kompleks yang terbentuk 2+

[Fe(CNS)]

Setelah penambahan berlebih Na2C2O4 (11 tetes)


Larutan berwarna jingga (+)

[Fe(CNS)4]

+

Setelah penambahan NH4CNS berlebih (4 tetes) warna larutan : merah

21



d. Kompleks Co (II) Warna larutan CoCl2 : merah muda jernih Reagen yang ditambahkan


Pengamatan setelah bereaksi


Larutan Na2EDTA


Larutan berwarna mearh muda

[Co(EDTA)]

e. Kompleks Ni (II) Warna larutan Ni(NO3)2 : hijau Reagen yang ditambahkan


Dimethylglioksim


Larutan Na2EDTA


Pengamatan setelah bereaksi

Larutan berwarna merah muda, endapan merah Larutan berwarna hijau

Rumus ion kompleks yang terbentuk 2+

[Ni(DMG)]

[Ni(EDTA)2]

f. Kompleks Cu (II) Warna CuSO4.5H2O : kristal berwarna biru (++) Warna CuCl2.2H2O : kristal berwarna hijau Reagen yang ditambahkan Larutan Na2EDTA

Warna reagen yang ditambahkan Larutan tidak berwarna

Pengamatan setelah bereaksi Larutan berwarna biru

Rumus ion kompleks yang terbentuk + [Cu(EDTA)2]

22



3. Percobaan III :Perubahan tingkat oksidasi 2+ 3+ a. Perubahan Fe menjadi Fe Warna larutan ferrosulfat : kuning (-) Perlakuan

Pengamatan

Penambahan HNO3 pekat 3 tetes

Larutan berwarna hijau hijau

Setelah dipanaskan 1-2 menit

Timbul gelembung gas NO Larutan tidak berwarna endapan warna hitam Terbentuk endapan berwarna hijau kotor

Setelah didinginkan Penambahan larutan NaOH 2M

6+

Rumus ion kompleks yang terbentuk / reaksi yang terjadi + + + Fe (aq) + HNO3(aq) + 3H  Fe + NO(g) + 2H2O(l)

3+

Fe + NaOH

 Fe(OH)3(s)

3+

b. Perubahan Cr menjadiFeCr Warna larutan K 2Cr2O7 : jingga Perlakuan

Pemanasan Penambahan bijih Zn Penambahan HCl pekat Pemanasan Penambahan HNO3 setelah perubahan warna akhir

Pengamatan

Rumus ion kompleks yang terbentuk / reaksi yang terjadi

Larutan berwarna jingga larutan berwarna jingga, terbentuk endapan warna abuabu Larutan berwarna biru keruh Timbul gas klor + + Larutan berwarna hijau tua K 2Cr 2O7(aq) + 14HCl  2Cr + 3Cl2 + 2K + Cl + 7H2O(l)

23


IX.


Pembahasan 1. Percobaan Percobaan 1: Reaksi beberapa Ion logam Transisi

Pada percobaan pertama ini dilakukan bertujuan untuk mengetahui beberapa reaksi logam transisi. Beberapa logam yang digunakan dalam reaksi adalah Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, dan Zn. Logam-logam tersebut dalam bentuk garam akan direaksikan menggunakan NaOH, NH 3, dan NH4CNS. 1) Reaksi dengan NaOH

Pada dasarnya semua logam transisi dapat membentuk endapan jika direaksikan dengan logam alkali. Endapan tersebut merupakan endapan hidroksida. Berikut uraian beberapa reaksi logam transisi dengan NaOH: a) Garam CrCl3

Larutan CrCl3 diambil 1 mL untuk dimasukkan dalam tabung reaksi lalu ditambahkan 2 tetes NaOH menghasilkan larutan berwarna hijau (+). Setelah ditambahkan NaOH berlebih sebanyak 3 tetes terbentuk endapan hijau pada larutan. Hal ini terjadi karena adanya pergeseran kesetimbangan ke bentuk awal sehingga reaksinya menjadi seperti berikut: [Cr(H2O)6]3+(aq) + OH-  [Cr(H2O)3(OH)3]-(aq) [Cr(H2O)3(OH)3]-(aq) + OH-  [Cr(H2O)2(OH)4](s) b) Garam Mn(SO)4

Larutan MnSO4 yang tidak berwarna diambil 1 mL untuk dimasukkan ke dalam tabung reaksi lalu ditambahkan 2 tetes NaOH menghasilkan hablur berwarna kuning. Seharusnya endapan atau hablur yang terbentuk adalah berwarna putih, ketidaksesuaian ini dikarenakan endapan tersebut mulai ada kontak dengan udara (teroksidasi). Kemudian, ditambahkan NaOH berlebih sebanyak 3 tetes menghasilkan hablur kuning (++). Hal ini menunjukkan bahwa logam Mn jika ji ka direaksikan dalam reagen rea gen alkali berlebih endapan tidak larut. Berikut reaksi yang terjadi: [Mn(H2O)6]2+(aq) + OH-  [Mn(H2O)4(OH)2](s) [Mn(H2O)4(OH)2](s) + OH-  [Mn(H2O)3(OH)3](s) c) Garam Fe(NH3)2SO4

Larutan Fe(NH3)2SO4 diambil 1 mL untuk dimasukkan dalam tabung reaksi lalu ditambahkan NaOH 2 tetes tidak terjadi perubahan. Setelah ditambahkan NaOH berlebih sebanyak 3 tetes terbentuk endapan hijau, namun setelah dikocok menghilang. Hal ini sesuai dengan teori yang ada bahwa besi

24



(II) jika direaksikan dengan NaOH menghasilkan endapan hijau kotor. Sehingga dapat dituliskan reaksinya sebagai berikut: [Fe(H2O)6]2+(aq) + OH-  [Fe(H2O)4(OH)2]-(aq) [Fe(H2O)4(OH)2]-(aq) + OH-  [Fe(H2O)3(OH)3](s) d) Garam FeCl3

Larutan FeCl3 diambil 1 mL dan dimasukkan dalam tabung reaksi lalu ditambahkan 2 tetes NaOH menghasilkan larutan berwarna jingga. Namun, setelah ditambahkan NaOH berlebih sebayank 3 tetes terbentuk endapan coklat kemerahan. Hal ini sesuai dengan teori yang ada bahwa besi (III) jika direaksikan dengan NaOH menghasilkan endapan coklat kemerahan. Sehingga dapat dituliskan reaksinya sebagai berikut: [Fe(H2O)6]3+(aq) + OH-  [Fe(H2O)3(OH)3]-(aq) [Fe(H2O)3(OH)3]-(aq) + OH-  [Fe(H2O)2(OH)4](s) e) Garam CoCl2

Larutan CoCl 2 berwarna merah muda ini diambil 1 mL dan dimasukkan dalam tabung reaksi lalu ditambahkan 2 tetes NaOH menghasilkan hablur berwarna coklat. Seharusnya endapan yang dihasilkan adalah berwarna merah jambu, ketidaksesuaian ini dikarenakan saat s aat penambahan NaOH terjadi t erjadi kontak dengan udara sehingga teroksidasi. Kemudian ditambahkan NaOH berlebih sebanyak 3 tetes terbentuk endapan hablur coklat (++). Berikut reaksi yang terjadi: [Co(H2O)6]2+(aq) + OH-  [Co(H2O)4(OH)2](s) [Co(H2O)4(OH)2](s) + OH-  [Co(H2O)3(OH)3](s) f) Garam NiCl2

Larutan NiCl2 yang berwarna hijau diambil 1 mL dan dimasukkan dalam tabung reaksi kemudian ditambahkan 2 tetes NaOH menghasilkan larutan keruh dan endapan berwarna hijau. Setelah ditambahkan NaOH berlebih sebanyak 3 tetes terbentuk endapan hijau (++). Hal ini sesuai dengan teori bahwa Ni akan membentuk endapan berwarna hijau apabila direaksikan dengan NaOH dan tidak larut dalam reagen berlebih. Reaksinya dapat ditunjukkan sebagai berikut: [Ni(H2O)6]2+(aq) + OH-  [Ni(H2O)4(OH)2](s) [Ni(H2O)4(OH)2](s) + OH-  [Ni(H2O)3(OH)3](s)

25



g) Garam CuSO4

Larutan CuSO4 yang berwarna biru diambil 1 mL dan dimasukkan dalam tabung reaksi kemudian ditambahkan 2 tetes NaOH menghasilkan larutan berwarna biru keruh dan terbentuk endapan biru. Hal ini sesuai dengan teori bahwa Cu akan membentuk endapan berwarna biru apabila direaksikan dengan NaOH. Setelah ditambahkan NaOH berlebih sebanyak 3 tetes terbentuk endapan biru (++). Hal ini menunjukkan bahwa logam Cu jika direaksikan dalam reagen alkali berlebih endapan tidak larut. Berikut reaksi yang terjadi: [Cu(H2O)6]2+(aq) + OH-  [Cu(H2O)4(OH)2](s) [Cu(H2O)4(OH)2](s) + OH-  [Cu(H2O)3(OH)3](s) h) Garam ZnCl2

Larutan ZnCl2 yang berwarna biru diambil 1 mL dan dimasukkan dalam tabung reaksi kemudian ditambahkan 2 tetes NaOH menghasilkan hablur berwarna putih. Hal ini sesuai dengan teori bahwa logam Zn akan membentuk hablur

berwarna

putih

apabila

direaksikan

dengan

NaOH.

Setelah

ditambahkan NaOH berlebih sebanyak 3 tetes terbentuk hablur putih (++). Seharusnya endapan larut dalam reagen alkali berlebih karena zink (II) hidroksida bersifat amfoter. Ketidaksesuaian ini dikarenakan jumlah tetesan NaOH yang ditambahkan masih kurang. kurang. Berikut reaksi yang terjadi: [Zn(H2O)6]2+(aq) + OH-  [Zn(H2O)4(OH)2](s) [Zn(H2O)4(OH)2](s) + OH-  [Zn(H2O)3(OH)3](s) 2) Reaksi dengan amonia

Pada dasarnya semua logam transisi yang mengendap dapat larut kembali apabila direaksikan dengan amonia. Berikut uraian beberapa reaksi logam transisi dengan amonia: a) Garam CrCl3

Larutan CrCl3 diambil 1 mL untuk dimasukkan dalam tabung reaksi lalu ditambahkan 1 tetes NH 3 pekat terbentuk endapan abu-abu biru dan larutan biru keruh. Setelah ditambahkan NH 3 pekat berlebih sebanyak 1 tetes endapan tersebut larut. Hal ini sesuai dengan teori bahwa logam Cr apabila direaksikan dengan amonia akan menghasilkan endapan dan akan larut dalam reagen berlebih. Sehingga reaksinya menjadi seperti berikut: Cr 3+(aq) + 3NH3 + 3H2O Cr(OH)3(s) + 3NH4+(aq)

26



Cr(OH)3(s) + 6NH3  [Cr(NH3)6]3+(aq) b) Garam Mn(SO)4

Larutan MnSO4 yang tidak berwarna diambil 1 mL untuk dimasukkan ke dalam tabung reaksi lalu ditambahkan 1 tetes NH3 pekat menghasilkan endapan

berwarna

putih

dan

larutan

berwarna

kuning.

Kemudian,

ditambahkan NH3 pekat berlebih sebanyak 1 tetes endapan tersebut dapat larut. Sebab, penambahan amonia berelebih mengakibatkan reaksi bergeser ke kiri dan membuat konsentrasi ion hidroksil sangat kecil (menurun) yang mengakibatkan ketidakmampuan untuk menghasilkan endapan Mangan(II) hidroksida. Berikut reaksi yang yang terjadi: Mn2+(aq) + 2NH3 + 2H2O Mn(OH)2(s) + 2NH4+(aq) Mn(OH)2(s) + 6NH3  [Mn(NH3)6]2+(aq) c) Garam Fe(NH3)2SO4

Larutan Fe(NH3)2SO4 diambil 1 mL untuk dimasukkan dalam tabung reaksi lalu ditambahkan NH3 pekat 1 tetes tidak terjadi perubahan. Seharusnya terbentuk endapan tetapi tidak terjadi dikarenakan tetesan NH3 pekat yang ditambahkan masih kurang. Namun, setelah ditambahkan NH 3 pekat 1 tetes lagi menghasilkan larutan berwarna hijau kehitaman. Hal ini menunjukkan bahwa ion amonium ada dalam jumlah banyak sehingga, disosiasi amonium hidroksida tertekan dan konsentrasi ion hidroksil menjadi semakin rendah. Dengan demikian pengendapan tidak terjadi, sehingga dapat dituliskan reaksinya sebagai berikut: Fe2+(aq) + 5NH3 + H2O  [Fe(H2O)(NH3)5]2+(aq) [Fe(H2O)(NH3)5]2+(aq) + NH3  [Fe(NH3)6]2+(aq) d) Garam FeCl3

Larutan FeCl3 diambil 1 mL dan dimasukkan dalam tabung reaksi lalu ditambahkan 1 tetes NH3 pekat menghasilkan larutan berwarna merah kecoklatan. Seharusnya terbentuk endapan tetapi tidak terjadi dikarenakan tetesan NH3 pekat yang ditambahkan masih kurang. Namun, setelah ditambahkan NH3 pekat berlebih sebanyak 1 tetes larutan berwarna merah kecoklatan keruh. Hal ini menunjukkan bahwa endapan mulai terbentuk karena endapan yang dihasilkan merupakan besi (III) hidroksida dan Kspnya begitu kecil, sehingga terjadi pengendapan. Apabila NH3 ditambahkan

27



berlebih sekali lagi maka, kekeruhan menghilang dan larutan menjadi jernih merah kecoklatan. Reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut: Fe3+(aq) + 5NH3 + H2O  [Fe(H2O)(NH3)5]3+(aq) [Fe(H2O)(NH3)5]3+(aq) + NH3  [Fe(NH3)6]3+(aq) e) Garam CoCl2

Larutan CoCl 2 diambil 1 mL dan dimasukkan dalam tabung reaksi lalu ditambahkan 1 tetes NH3 pekat menghasilkan larutan berwarna hijau. Seharusnya terbentuk endapan tetapi tidak terjadi dikarenakan tetesan NH 3 pekat yang ditambahkan masih kurang. Namun, setelah ditambahkan NH 3 pekat berlebih sebanyak 1 tetes larutan berwarna hijau dan terbentuk endapan. Apabila NH3 ditambahkan berlebih sekali lagi maka, endapan akan larut karena jumlah ion ammonium dalam jumlah lebih banyak dan senyawa kompleks akan terbentuk dalam satu tahap. Sehingga dapat dituliskan reaksi kesetimbangannya adalah sebagai berikut: Co2+(aq) + 3NH3 + 2H2O Co(OH)3(s) + 2NH4+(aq) Co(OH)3(s) + 6NH3(aq)  [Co(NH3)6]2+(aq) [Co(NH3)6]2+(aq)

2+

 Co (s) +

6NH4+(aq)

Kesetimbangan bergeser ke kanan karena pengikatan ion hidrogen oleh amonia. H+ + NH3  NH4+ f) Garam NiCl2

Larutan NiCl2 yang berwarna hijau diambil 1 mL dan dimasukkan dalam tabung reaksi kemudian ditambahkan 1 tetes NH 3 pekat menghasilkan larutan berwarna biru muda. Setelah ditambahkan NH3 pekat berlebih sebanyak 1 tetes menghasilkan larutan berwarna biru jernih. Hal ini menunjukkan bahwa senyawa kompleks terbentuk dengan segera. Reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut: Ni2+(aq) + 5NH3 + H2O  [Ni(H2O)(NH3)5]2+(aq) [Ni(H2O)(NH3)5]2+(aq) + NH3  [Ni(NH3)6]2+(aq) Apabila tidak demikian, berarti reaksi yang terjadi akan menghasilkan endapan untuk penambahan NH 3 pekat pertama kali dan akan larut dalam penambahan amonia berlebih. Reaksinya Reaksinya dapat ditunjukkan sebagai berikut: Ni2+(aq) + 2NH3 + 2H2O Ni(OH)2(s) + 2NH4+(aq) Ni(OH)2(s) + 6NH3(aq)  [Ni(NH3)6]2+(aq)

28



g) Garam CuSO4

Larutan CuSO4 yang berwarna biru diambil 1 mL dan dimasukkan dalam tabung reaksi kemudian ditambahkan 1 tetes NH 3 pekat menghasilkan larutan berwarna biru tua. Kemudian ditambahkan NH3 pekat 1 tetes lagi menghasilkan larutan berwarna biru tua (+). Hal ini menunjukkan bahwa senyawa kompleks langsung terbentuk. Sebab, larutan CuSO 4 merupakan garam asam dan amonia yang digunakan untuk menetralkannya berlebih sehingga, endapan tidak terjadi sama sekali. Berikut reaksi yang terjadi: Cu2+(aq) + 3NH3 + H2O  [Cu(H2O)(NH3)3]2+(aq) [Cu(H2O)(NH3)3]2+(aq) + NH3  [Cu(NH3)4]2+(aq) h) Garam ZnCl2

Larutan ZnCl2 yang berwarna biru diambil 1 mL dan dimasukkan dalam tabung reaksi kemudian ditambahkan 1 tetes NH 3 pekat menghasilkan endapan berwarna putih. Lalu ditambahkan NH 3 berlebih sebanyak 1 tetes endapan tidak larut. Seharusnya endapan larut dalam larutan amonia apabila jika berlebih. Namun, hal tersebut tidak ti dak terjadi dikarenakan tetesan NH3 yang ditambahkan masih kurang. Apabila NH3 ditambahkan berelebih sekali lagi maka, endapan akan larut. Sebab, konsentrasi ion hidroksil akan menurun sampai Ksp zink (II) hidroksida tidak tercapai, sehingga akan menghasilkan teteraaminzinkat (II). Berikut reaksi yang terjadi: Zn2+(aq) + 2NH3 + 2H2O  Zn(OH)2(s) + 2NH4+(aq) Zn(OH)2(s) + NH3  [Zn(NHs)(OH)2](s) 3) Reaksi dengan NH4CNS

Pada percobaan ini larutan masing-masing larutan garam logam transisi diambil 1 mL dan dimasukkan dalam tabung reaksi lalu ditambahkan 1 mL NH4CNS. Kemudian dibandingkan perubahan warna yang terjadi dengan larutan blanko. Larutan blanko dibuat dari 1 mL larutan garam logam transisi ditambahkan dengan aquades 1 mL. Hal ini bertujuan untuk membedakan kation mana yang membentuk membentuk ion kompleks kompleks dengan ion CNS -. Kation dari garam logam transisi yang dapat membentuk ion kompleks dengan ion CNS - adalah Cu2+, Fe2+, dan Fe3+. Hal ini ditunjukkan dari perubahan warna yang terjadi pada larutan saat ditambahkan amonium tiosianat.

29



Belum

tentu

perubahan

warna

tersebut

mengindikasikan

adanya

pembentukan ion kompleks. Namun, saat ion CNS - yang bertindak sebagai ligan terikat pada logam akan menimbulkan suatu interaksi elektron yang terjadi disekitar ion pusat. Interaksi tersebut membutuhkan energi dan energi tersebut digunakan untuk melakukan eksitasi. Eksitasi yang terjadi seperti gelombang cahaya dimana akan dihasilkan warna-warna tertentu. Selain itu, warna yang dihasilkan akibat dari pengisian orbital d pada pada logam yang kosong dimana logam transisi cenderung bersifat paramagnetik. Artinya, mudah ditarik oleh medan magnet dan mudah menerima sumbangan elektron. Sehingga, banyak logam transisi digunakan sebagai penghantar panas dan listrik yang baik. Terlepas dari kegunaan dan aktivitas elektron yang terjadi antara logam-ligan atau ligan-logam. Warna yang dihasilkan pada pembentukan senyawa kompleks yang terjadi pada kation Cu 2+, Fe2+, dan Fe 3+ dengan anion CNS - dapat dibandingkan dengan larutan blanko yang telah dibuat. CuSO 4 setelah ditambahkan NH4CNS, larutan berubah warna dari biru menjadi hijau muda. Sedangkan Fe(NH 3)2SO4 dan FeCl3 mngalami perubahan warna setelah ditambahkn NH 4CNS menjadi larutan berwarna merah kecoklatan. Jika dibandingkan dengan blanko, garam CuSO 4, Fe(NH3)2SO4, dan FeCl3 yaitu menghasilkan warna masing-masing berturut-turut adalah larutan berwarna biru kehijauan, larutan berwarna kuning (---), dan larutan berwarna kuning. Hal ini menunjukkan perbedaan antara warna yang dihasilkan dengan NH 4CNS dan aquades. Sehingga, semakin menguatkan bahwa dari delapan larutan garam logam transisi yang telah disiapkan dalam percobaan yang menunjukkan hasil positif bereaksi dengan ion CNS - membentuk kompleks adalah kation Cu 2+, Fe 2+, dan Fe3+. Sedangkan, untuk kelima larutan garam logam transisi yang lain seperti Mn(SO)4 , ZnCl 2 , CoCl 2 , NiCl 2 , CrCl 3 tidak mengalami perubahan warna saat direaksikan dengan NH 4CNS atau dapat dikatakan tetap. 2. Percobaan II: Pembentukan ion kompleks oleh ion logam transisi 1) Kompleks Cr (III)

Pada percobaan ini mula-mula larutan CrCl 3 2 mL dimasukkan dalam tabung reaksi. Kemudian ditambahkan larutan Na 2C2O4 beberapa tetes hingga menghasilkan larutan berwarna hijau. Warna tersebut menunjukka adanya senyawa kompleks yang terbentuk yaitu [Cr(C 2O4)3]3-. Fungsi penambahan

30



reagen Na2C2O4 adalah sebagai peneyedia ligan berupa ion C 2O42- dimana ion tersebut akan menggantikan ion Cl - . Hal ini dapat dilihat dari persamaan berikut: CrCl3(aq) + Na2C2O4(aq)  [Cr(C2O4)3]3-(aq) + 2Na+ + 3ClKarena Cr 3+ merupakan ion yang stabil dari sederetan tingkat oksidasi pada logam Cr dan mempunyai bilangan koordinasi 6 serta berada pada orbital d 3 yang cenderung menyukai bentuk oktahedral, maka dapat digambarkan struktur molekulnya sebagai berikut:

2) Kompleks Fe (II) dan Fe (III) a) Fe (II)

Pada percobaan pembentuka ion Fe (II) larutan yang digunakan adalah Fe(NO3)2 . Mula-mula larutan Fe(NO3)2 1 mL dimasukkan dalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan 1,10-phenantroline 2-3 tetes menghasilkan larutan berwarna kuning (+). Jika ditambahkan 1,10-phenantroline berlebih antara 5-10 tetes lagi akan didapatkan perubahan warna yang jelas hingga sampai berwarna jingga namun, hal tersebut tidak dilakukan. Senyawa kompleks yang terbentuk adalah

[Fe(H2O)6]2+ dimana

Fe

mendapatkan

6

molekul

Ligan

yang

menggantikan keberadaan ion NO 3-. H2O merupakan ligan lemah, dan Fe 2+ berada pada orbital d 6 yang menyukai bentuk tetrahedral. Dapat ditunjukkan struktur molekulnya adalah sebagai berikut:

31



b) Fe (III)

Pada pembentukan ion Fe 3+, mula-mula larutan FeCl3 2 mL dimasukkan dalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan 2 tetes larutan NH 4CNS menghasilkan larutan berwarna merah kecoklatan. Hal ini menunjukkan terbentuknya senyawa kompleks yaitu Fe(CNS) 3. Lalu ditambahkan natrium oksalat kurang lebih 11 tetes menghasilkan larutan berwarna jingga (+). Perubahan warna tersebut diakibatkan tergantinya ligan CNS - oleh ligan C 2O42-. Setelah itu, ditambahkan lagi NH 4CNS 4 tetes menghasilkan larutan berwarna merah. Hal ini menunjukkan bahwa ligan CNS - yang merupakan ligan kuat mampu mendesak dan menggantikan ligan C 2O42- untuk berikatan kembali dengan Fe3+. Uraian di atas dapat ditunjukkan dari persamaan reaksi berikut ini: FeCl3(aq) + 3NH4CNS(aq)  Fe(CNS)3(aq) + 3NH4Cl Fe(CNS)3(aq) + Na2C2O4(aq)  Fe(C2O4)(aq) + 2Na+ + CNS3) Kompleks Kobalt (II)

Mula-mula larutan CoCl2 1 mL dimasukkan dalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan beberapa tetes larutan Na2EDTA tidak terjadi perubahan. Larutan Na2EDTA memberikan EDTA sebagai ligan yang akan berpasangan dengan Co2+. EDTA merupakan ligan kuat yang mampu menggantikan 2 molekul Cl -. Berikut adalah struktur molekul dari senyawa kompleks [Co(EDTA)]:

4) Kompleks Nikel (II)

Pada percobaan ini, pembentukan ion kompleks Ni 2+ ditunjukkan dengan mereaksikannya dengan 2 reagen yaitu dimetilglioksima (DMG) dan Na 2C2O4. Berikut uraiannya: a) Mula-mula larutan Ni(NO3)2 1 mL dimasukkan dalam tabung reaksi,

kemudian ditambahkan larutan dimetilglioksima (DMG) beberapa tetes menghasilkan larutan berwarna merah muda dan terdapat endapan warna merah. Hal ini menunjukkan 2 molekul ligan NO 3- digantikan oleh 1 molekul

32



dimetilglioksima (DMG) membentuk senyawa kompleks yaitu [Ni(DMG)] 2+. Struktur molekul dari [Ni(DMG)] 2+ ditunjukkan sebagai berikut:

b) Mula-mula larutan Ni(NO3)2 1 mL dimasukkan dalam tabung reaksi,

kemudian ditambahkan larutan Na 2EDTA 10 tetes menghasilkan larutan berwarna hijau. Hal ini menunjukkan terbentuknya senyawa kompleks [Ni(EDTA)2]2+ dimana ion NO 3- sebagai ligan digantikan oleh EDTA. Sebab, ligan EDTA lebih kuat daripada NO 3- sehingga, mampu mendesak dan menggantikan posisi NO3- untu berikatan dengan logam Ni. Struktur molekul dari [Ni(EDTA)2]2+ ditunjukkan sebagai berikut:

5) Kompleks Cu (II)

Pada percobaan ini, pembentukan ion kompleks Cu 2+ dapat ditunjukkan dengan melihat perbandingan warna kristal antara CuSO 4.5H2O dan CuCl 2.2H2O. Selain itu, garam CuSO 4 juga direaksikan dengan Na 2EDTA. Sebagaimana uraiannya berikut ini: a) Warna kristal untuk CuSO 4.5H2O adalah biru (++), sedangkan kristal

CuCl2.2H2O berwarna hijau

33



b) Larutan CuSO4 1 mL dimasukkan ke dalam tabung reaksi, kemudian

ditambahkan Na 2EDTA 10 tetes menghasilkan larutan berwarna biru jernih. Hal ini menunjukkan senyawa kompleks terbentuk yaitu [Cu(EDTA) 2]2+. Kompleks yang terbentuk akibat EDTA bertindak sebagai ligan mampu menggantikan SO 42-, sehingga dapat dituliskan struktur molekulnya sebagai berikut:

3. Percobaan III: Perubahan Tingkat Oksidasi 2+

1) Perubahan Fe menjadi Fe

3+

Pada percobaan ini bertujuan untuk mengetahui perubahan tingkat oksidasi pada logam transisi. Mula-mula Mul a-mula larutan FeSO4 1 mL ditambahkan HNO 3 pekat 3 tetes menghasilkan larutan berwarna hijau (+). Setelah itu dipanaskan 1-2 menit lalu didinginkan, larutan menjadi tidak berwarna dan terbentuk endapan hitam. Selama pemanasan timbul gelembung gas, gas tersebut merupakan gas Nitrogen Oksida yang terurai akibat pemanasan. Selain itu, akibat pemanasan juga Fe 2+ teroksidasi menjadi Fe3+. Sebagaimana reaksinya ditunjukkan sebagai berikut: Fe2+(aq) + HNO3(aq) + 3H+  Fe3+ + NO(g) + 2H2O(l) Agar diperoleh hasil yang maksimal perubahan tingkat oksidasi pada Fe 2+ menjadi Fe3+ maka, dilakukan pengujian dengan menambahkan NaOH pada larutan yang dihasilkan. Setelah ditambahkan NaOH 2 M beberap tetes terbentuk endapan hijau kotor yang melayang-layang pada bagian atas. Hal ini menunjukkan bahwa Fe (II) mudah dioksidasi menjadi Fe (III) dengan penambahan larutan basa. Berikut reaksi yang terjadi: Fe3+ + NaOH  Fe(OH)3(s)

34



2) Perubahan Cr

6+

3+

menjadi Cr

Pada percobaan ini digunakan larutan K 2Cr 2O7 2 mL yang dimasukkan dalam tabung reaksi kemudian dipanaskan tidak terjadi perubahan atau tetap berupa larutan berwarna jingga. Lalu ditambahkan padatan Zn menimbulkan endapan berwarna abu-abu pada bagian bawah larutan. Endapan tersebut larut setelah ditambahkan HCl pekat 1,5 mL yang menghasilkan larutan berwarna biru keruh. Selanjutnya dilakukan pemanasan yang menimbulkan gas, gas tersebut merupakan gas klor yang dilepaskan. Perlakuan ini bertujuan untuk melakukan reduksi terhadap Cr 6+ menjadi Cr 3+. Kemudian langkah terakhir adalah menambahkan HNO 3 beberapa tetes hingga menghasilkan larutan berwarna hijau tua. Hal ini dilakukan hanya untuk menunjukkan bahwa telah terjadi reduksi terhadap Cr 6+ menjadi Cr 3+. Sebagaimana ditunjukkan sebagai berikut reaksireaksi yang terjadi: K 2Cr 2O7(aq) + 14HCl  2Cr 3+ + 3Cl2 + 2K + + Cl- + 7H2O(l)

X.

Kesimpulan

1) Reaksi-reaksi ion logam transisi dapat dipelajari dengan cara mereaksikannya dengan NaOH, NH 3, dan NH4CNS dimana akan dihasilkan warna-warna tertentu dan terbentuknya yang mengindikasikan adanya senyawa kompleks. 2) Pembentukan ion kompleks dapat dilakukan dengan menambahkan larutan yang mengandung ligan-ligan dalam deret spektrokimia seperti ion oksalat, H 2O, CNS-, EDTA, dan DMG. 3) Perubahan warna akibat perubahan bilangan oksidasi dari senyawa logam transisi dapat diperoleh dengan melakukan pemanasan, penambahan asam-basa kuat

35


XI.


Jawaban Pertanyaan

1. Tulislah seluruh reaksi yang ada pada percobaan I sampai IV serta berikan perubahan warnanya. Jawab: 1) Percobaan I

A. Reaksi dengan NaOH a) Garam CrCl3 [Cr(H2O)6]3+(aq) + OH-  [Cr(H2O)3(OH)3]-(aq) Hijau (+) [Cr(H2O)3(OH)3]-(aq) + OH-  [Cr(H2O)2(OH)4](s) hijau b) Garam Mn(SO)4 [Mn(H2O)6]2+(aq) + OH-  [Mn(H2O)4(OH)2](s) kuning [Mn(H2O)4(OH)2](s) + OH-  [Mn(H2O)3(OH)3](s) Kuning (++) c) Garam Fe(NH4)2SO4 [Fe(H2O)6]2+(aq) + OH-  [Fe(H2O)4(OH)2]-(aq) Kuning (--) [Fe(H2O)4(OH)2]-(aq) + OH-  [Fe(H2O)3(OH)3](s) Hijau kotor d) Garam FeCl3 [Fe(H2O)6]3+(aq) + OH-  [Fe(H2O)3(OH)3]-(aq) Jingga [Fe(H2O)3(OH)3]-(aq) + OH-  [Fe(H2O)2(OH)4](s) Coklat kemerahan e) Garam CoCl2 [Co(H2O)6]2+(aq) + OH-  [Co(H2O)4(OH)2](s) coklat [Co(H2O)4(OH)2](s) + OH-  [Co(H2O)3(OH)3](s) Coklat (++) f) Garam CuSO4 [Cu(H2O)6]2+(aq) + OH-  [Cu(H2O)4(OH)2](s) biru

36



[Cu(H2O)4(OH)2](s) + OH-  [Cu(H2O)3(OH)3](s) Biru (++) g) Garam ZnCl 2 [Zn(H2O)6]2+(aq) + OH-  [Zn(H2O)4(OH)2](s) Putih [Zn(H2O)4(OH)2](s) + OH-  [Zn(H2O)3(OH)3](s) putih (++) h) Garam NiCl2 [Ni(H2O)6]2+(aq) + OH-  [Ni(H2O)4(OH)2](s) hijau [Ni(H2O)4(OH)2](s) + OH-  [Ni(H2O)3(OH)3](s) Hijau (++) B. Reaksi dengan amonia a) Garam CrCl3 Cr 3+(aq) + 3NH3 + 3H2O Cr(OH)3(s) + 3NH4+(aq) Abu-abu biru Cr(OH)3(s) + 6NH3  [Cr(NH3)6]3+(aq) Biru keruh b) Garam Mn(SO)4 Mn2+(aq) + 2NH3 + 2H2O Mn(OH)2(s) + 2NH4+(aq) putih Mn(OH)2(s) + 6NH3  [Mn(NH3)6]2+(aq) kuning c) Garam Fe(NH4)2SO4 Fe2+(aq) + 5NH3 + H2O  [Ni(H2O)(NH3)5]2+(aq) Kuning (--) [Fe(H2O)(NH3)5]2+(aq) + NH3  [Fe(NH3)6]2+(aq) Hijau kehitaman d) Garam FeCl3 Fe3+(aq) + 5NH3 + H2O  [Fe(H2O)(NH3)5]3+(aq) Merah kecoklatan [Fe(H2O)(NH3)5]3+(aq) + NH3  [Fe(NH3)6]3+(aq) Merah kecoklatn keruh

37



e) Garam CoCl2 Co(OH)3(s) + 6NH3(aq)  [Co(NH3)6]2+(aq) hijau [Co(NH3)6]2+(aq)  Co2+(s) + 6NH4+(aq) f) Garam CuSO4 Cu2+(aq) + 3NH3 + H2O  [Cu(H2O)(NH3)3]2+(aq) Biru tua [Cu(H2O)(NH3)3]2+(aq) + NH3  [Cu(NH3)4]2+(aq) Biru tua (+) g) Garam ZnCl 2 Zn2+(aq) + 2NH3 + 2H2O  Zn(OH)2(s) + 2NH4+(aq) putih Zn(OH)2(s) + NH3  [Zn(NHs)(OH)2](s) Putih (++) h) Garam NiCl2 Ni2+(aq) + 5NH3 + H2O  [Ni(H2O)(NH3)5]2+(aq) Biru muda [Ni(H2O)(NH3)5]2+(aq) + NH3  [Ni(NH3)6]2+(aq) Biru jernih 2) Percobaan Percobaan 2

A. Kompleks Cr (III) CrCl3(aq) + Na2C2O4(aq)  [Cr(C2O4)3]3-(aq) + 2Na+ + 3Cl B. Kompleks Fe (III) FeCl3(aq) + 3NH4CNS(aq)  Fe(CNS)3(aq) + 3NH4Cl Fe(CNS)3(aq) + Na2C2O4(aq)  Fe(C2O4)(aq) + 2Na+ + CNS3) Percobaan Percobaan 3

A. Fe2+ menjadi Fe3+ Fe2+(aq) + HNO3(aq) + 3H+  Fe3+ + NO(g) + 2H2O(l) Fe3+ + NaOH  Fe(OH)3(s) B. Cr 6+ menjadi Cr 3+ K 2Cr 2O7(aq) + 14HCl  2Cr 3+ + 3Cl2 + 2K + + Cl- + 7H2O(l) 2. Kompleks [Cr(H2O)4Cl2]+ memiliki isomer, buatlah struktur molekulnya dan berilah nama!

38



Jawab:

Isomer dari [Cr(H2O)4Cl2]+, adalah : [Cr(H2O)6]Cl3 berwarna ungu [Cr(H2O)5Cl]Cl2∙H2O berwarna biru-hijau [Cr(H2O)4Cl2]Cl∙2H2O berwarna hijau

XII.

Daftar Pustaka

Anonim. - . Rangkuman . Rangkuman Diktat Kimia Anorganik Anorganik . - . -. Bongolz. 2009 .Unsur . Unsur Transisi. Transisi. (http://wordpress.com). (http://wordpress.com). Diakses pada Jum’at, 01 November 2013, Pukul Pukul : 20.00 WIB) Darjito. - . Unsur-unsur Transisi Periode Pertama (Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, dan Cu) . Malang: Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Brawijaya Poetra.

2009

.Unsur . Unsur

Golongan

Transisi

Periode

Keempat .

(http://poetracerdas.blogspot.com).. Diakses pada Jum’at, (http://poetracerdas.blogspot.com) Jum’at, 01 November 2013, Pukul 20:04 WIB ) Tim Dosen Kimia Anorganik III. 2013. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik III Unsur-unsur Golongan Transisi. Transisi . Surabaya: Jurusan Kimia, FMIPA, UNESA. Vogel, A.I. 1985. Buku 1985. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro. Jakarta : PT. Kalman Media Pusaka

39



Lampiran 1. Percobaan I : Reaksi beberapa Ion Logam Transisi

Sebelum diberikan perlakuan

a) Reaksi dengan NaOH

ZnCl2

FeCl3

CuSO4

NiCl2

Fe(NH4)2SO4

MnSO4

CrCl3

CoCl2

Setelah penambahan NaOH 1M dan NaOH berlebih

b) Reaksi dengan amonia

NiCl2

CoCl2

ZnCl2

FeCl3

Fe(NH4)2SO4 CrCl3

CoCl2

CuSO4

MnSO4

ZnCl2

NiCl2

CrCl3

Fe(NH4)2SO4 MnSO4

FeCl3

Setelah penambahan NH3 pekat

Setelah penambahan NH3 pekat berlebih

CuSO4

40



c) Reaksi dengan NH4CNS CoCl2

NiCl2

Setelah penambahan 1 mL NH4CNS

Fe(NH4)2SO4 CrCl3

CuSO4

FeCl3 MnSO4

ZnCl2

d) Larutan Blanko

Setelah ditambahkan 1 mL H 2O

2. Percobaan II : Pembentukan ion kompleks oleh ion logam transisi a) Kompleks Cr (III)

Sebelum diberikan perlakuan

41



b) Kompleks Fe (II) dan Fe (III)

Setelah ditambahkan 2 tetes NH 4CNS

Setelah ditambahkan 11 tetes Na2C2O4

Setelah ditambahkan 4 tetes NH 4CNS

c) Kompleks Kobalt (II)

CoCl2 + Na2EDTA

42



d) Kompleks Nikel (II) Ni(NO3)2 setelah penambahan DMG

Ni(NO3)2 setelah penambahan Na2EDTA

e) Kompleks Cu (II)

CuCl.2H2O

CuSO4.5H2O

3. Percobaan III : Perubahan Tingkat Oksidasi a) Perubahan Fe2+ menjadi Fe3+

Setelah ditambahkan HNO3 pekat

Setelah pemanasan

Setelah ditambahkan NaOH 2 M

43


REAKSI-REAKSI ION LOGAM TRANSISI 6+

b) Perubahan Cr menjadi Cr

3+

Setelah penambahan HCl pekat

Setelah ditambahkan HNO3 pekat

44

Laporan Reaksi Ion Logam Transisi

Recommend Documents