8-HIDROKSIKUINOLIN(OKSIN)
Makalah disampaikan pada Ibu Ella Kusumastuti M.Si untuk memenuhi Tugas Kimia Koordinasi 4 Oktober 2012
oleh
WIDASARI TRISNA SINIWI
4311410042
JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG OKTOBER 2012
I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Salah satu ciri penting dari logam transisi ialah kemampuannya membentuk kompleks atau senyawa koordinasi, dimana atom atau ion logam pusatnya mempunyai dua atau lebih ligan terikat padanya oleh ikatan kovalen koordinat. Senyawaan demikian mungkin berupa sebuah ion kompleks dengan ion-ion tergabung yang bermuatan berlawanan dengannya, atau mungkin berupa sebuah kompleks yang netral. Suatu ligan dengan lebih dari satu titik lekat kepada ion atau atom pusatnya, disebut zat penyepit (Keenan, 1992). Senyawa kompleks sudah sejak lama dimanfaatkan untuk berbagai kepentingan. Beberapa penggunaan praktis senyawaan koordinasi yang paling tua, adalah yang disebabkan oleh warnanya. Berdasarkan kesenian dan praktek yang berasal dari zaman kuno, pada ahli kimia dan ahli kesenian dan kerajinan merumuskan zat-zat pewarna, kaca berwarna, dan glasir untuk keramik dari zat-zat yang sekarang diuraikan menurut kimia koordinasi logam transisi. Jumlah dan jenis aplikasi kimia koordinasi atau senyawa kompleks sangat luas meliputi kehidupan rumah tangga, industri sampai kesehatan. Dalam tulisan ini akan dibahas mengenai aplikasi atau penggunaan senyawa kompleks atau senyawa koordinasi dalam industri, kimia analitik dan kesehatan. Banyak kation yang membentuk kompleks dalam larutan dengan bervariasi substansi berdasarkan elektron tak berpasangan yang dimiliki oleh mereka yang dapat membentuk senyawa koordinasi dengan logam. Ion logam dalam larutan merupakan asam Lewis (senyawa penerima pasangan elektron) dan ion pengompleksnya merupakan bawa Lewis (senyawa yang mendonorkan elektron) (Christian, 1994). Ligan didalam ion kompleks berupa ion-ion negatif seperti F- dan CN- atau berupa molekul-molekul polar dengan muatan negatifnya mengarah pada ion pusat seperti H2O atau NH3 (Sukardjo, 1997). Ligan seperti I-, NH3, CN- hanya memiliki satu atom donor pasangan elektron, dan disebut monodentat. Ligan yang mempunyai atom donor lebih dari satu disebut multidentat. Bidentat kalau punya dua donor,
terdentat bila tiga, kuadridentat, pentadentat, dan seterusnya bila mempunyai atom donor pasangan elektron sebanyak 4, 5, 6. Contoh ligan bidentat adalah etilen diamin, H2N-CH2CH2-NH2 yang memiliki dua atom donor yaitu kedua atom N dan 8-hidroksikuinolin (oksin). Sedangkan ligan polidentat contohnya adalah EDTA yang memiliki enam buah atom donor pasangan elektron yaitu melalui kedua atom N dan keempat atom O (dari OH) (Harjadi, 1990). Pembentukan kompleks dalam analisis anorganik kualitatif sering trelihat dalam pemisahan dan identifikasi. Salah satu fenomena yang paling umum muncul jika ion kompleks terbentuk adalah adanya perubahan warna d dalam larutan. Fenomena lain yang yang terlihat jika adalah kenaikan kelarutan. Banyak endapan yang dapat melarut karena pembentukan kompleks (Vogel, 1985). Dalam analisis anorganik kualitatif melibatkan pembentukan endapan. Pengendapan termasuk metode yang sangat berharga untuk memisahkan
suatu
sampel
menjadi
komponen-komponennya.
Pengendapan merupakan teknik pemisahan paling meluas digunakan para analisis karena proses yang dilibatkan adalah proses dalam zat yang akan dipisahkan itu digunakan untuk membentuk suatu fase baru endapan padat.
B. Tujuan
Memahami apa itu senyawa 8-hidroksikuinolin(oksin)
Untuk mengetahui sifat fisik dan kimia dari 8-hidroksiquinolin atau oksin
Mengetahui kegunaan 8-hidroksiquinolin(oksin)
C. Manfaat
Menetahui senyawa oksin
Memahami sifat fisik dan sifat kimia dari 8-hidroksiquinolin atau oksim
Memahami penggunaan 8-hidroksiquinolin(oksin)
II.
ISI a. 8-hidroksiquinolin(oksin) Oksin merupakan salah satu pereaksi pengendap bagi banyak logam yang melebur pada suhu 74-76oC. Senyawa ini sulit larut dalam air maupun dalam eter, tapi larut baik dalam alkohol, kloroform, dan benzena. Hasil reaksi yang diperoleh dari penggabungan antara kation logam dengan oksin adalah suatu senyawa kompleks internal yang sifatnya tak larut dalam air. Senyawa ini dapat digunakan sebagai pengendap pada nilai pH yang berbeda-beda sehingga dapat dilakukan pemisahan campuran logam yang terkandung dalam cuplikan.
b. Sifat fisik dan sifat kimia dari 8-hidroksiquinolin atau oksin Nama
:8-Hydroxyquinoline
simbol
:8-Quinolinol; Quinolin-8-ol; Oxine
CAS Registry Number
:148-24-3
Struktur molekul
:
N OH Rumus molekul
:C9H7NO
Berat molekul
:145.16
EINECS
:205-711-1
Medicine class Appearance
:Off-white needle crystals
kemurnian (HPLC, GC)
:99.8% min.
Titik leleh
:73-75ºC
Kelarutan dalam air
:sedikit larut
Industial class Appearance
:-white needle crystals
Purity (HPLC, GC)
:99.5% min.
Melting point
:72-74ºC
Water solubility
:Slightly soluble
Applications
:
Used
as
intermediate
for
organic
synthesis. Packaging
:25 kg fiber drum.
Production Capacity
:50 tons per month.
c. Kegunaan 8-hidroksiquinolin(oksin)
Analisis kualitatif membahas identifikasi zat-zat. Urusannya adalah unsur atau senyawaan yang terdapat dalam suatu sampel atau contoh. Pada pokoknya, tujuan analisis kualitatif adalah memisahkan dan mengidentifikasi sejumlah unsur. Analisis kuantitatif berurusan dengan penetapan banyak suatu zat tertentu yang ada dalam sampel atau contoh (Underwood, 1986). Analisis kualitatif membahas tentang pengidentifikasian za-zat yang terdapat dalam suatu sampel. Tujuan utama analisis kualitatif adalah memisahkan dan mengidentifikasi sejumlah unsur.(Underwood, 1986) Reaksi pengendapan telah digunakan secara meluas dalam kimia analisis dalam titrasi-titrasi, dalam penetapan gravimetri, dan dalam memisahkan suatu sampel menjadi komponen-komponennya (Underwood, 1986). Analisa kimia adalah penyelidikan kimia yang bertujuan untuk mencari susunan persenyawaan atau campuran persenyawaan di dalam suatu sampel. Suatu senyawa dapat diuraikan menjadi anion dan kation. Analisa anion dan kation bertujuan untuk menganalisa adanya ion dalam sample. Analisa Anion dominan menggunakan cara yang lebih mudah dibanding analisa terhadap kation dan berlangsungnya juga sangat singkat sehingga kita dapat secara cepat mendapatkan hasil percobaan. Analisa anion - kation dapat juga digunakan
dalam
berbagai
bidang
kehidupan,
seperti
dalam
pemeriksaan darah, urine, dan sebagainya. Berbagai skema analisi kualitatif yang telah dikenal selama ini, seperti pada sistin H2S, pemisahan atas golongan-golongan dilakukan dengan jalan pengendapan sebagian dari logam-logam tersebut dengan pereaksi-pereaksi
tertentu,
kemudian
dilakukan
penyaringan-
penyaringan. Demikian pula pada pemisahan selanjutnya dari tiap-tiap golongan sehingga masing-masing logam dapat dipisahkan satu sama
lain. Dengan demikian analisa ini memakan waktu yang relatif panjang. Disamping itu, hanya dapat digunakan untuk analisisa logam-logam dalam jumlah makro ataupunsemimakro. Oleh sebab itu, dirasakan penting untuk menyusun suatu skema pemisahan logam-logam yang lebih praktis dan dapat digunakan untuk analisa logam jumlah renik. Beberapa
pemisahan
penting
ion-ion
logam
telah
dikembangkan, antara lain mengenai pembentukan senyawa khelat dengan berbagai pereaksi organik, yakni 8-hidroksikuinolin yang sering disebut dengan nama trivialnya “oksin”. Oksin merupakan salah satu zat yang digunakan secara luas dalam studi kimia analitik, anorganik dan organik. Penggunaan oksin sebagai reagen analitik, pertama kali diperkenalkan oleh Hajn dan Berg pada tahun 1927. Seterusnya Moeller pada tahun 1943, mempublikasikan zat ini untuk analisa logamlogam berat. Semenjak dipublikasikan hasil penelitian Moeller, studi terhadap oksin dilakukan secara intensif oleh para ahli kimia. Lacroic menggunakan oksin untuk meneliti sifat-sifat oksinat dari Aluminium, Gallium dan Indium. Penggunaan oksin secara luas telah dilakukan dalam ekstraksi pelarut, yang kebanyakan ion-ion logam membentuk kompleks oksinat yang larut dalam pelarut organik, seperti : campuran aseton amil asetat dan kloroform. Kompleks yang dihasilkan ini memberikan warna intensif, walaupun hampir seluruh kompleks logam oksinat berwarna kuning, serta mempunyai daerah serapan meksimum yang berdekatan antara satu kompleks logam oksinat dengan kompleks oksinat yang lainnya. Dengan pengaturan pH dan penambahan zat penopang yang sesuai, campuran dari logam-logam kalsium, magnesium dan stronsium dapat dipisahkan secara ekstraksi pelarut. Namun sebegitu jauh teknik penggunaan oksin untuk pemisahan campuran ion-ion logam belum digunakan secara praktis. Reaksi ion logam Kalsium, Magnesium dan Stronsium dengan oksin yang tidak selektif dapat dijadikan selektif dengan melakukan pengaturan pH larutan dan penambahan zat penopeng(zat pemasking) yang tepat.
8-hidroksiquinolin(oksin) dapat berperan sebagai agen pengkelat yang merupakan ligan bidentat. Penggunaan 8-hidroksiquinolin telah dilaporkan oleh Watanabe dan Tanaka pada tahun 2001 yang membahas tentang efek agen penopeng 8-hidroksiquinolin pada pemisahan Cu(II) dari Fe(III) dengan cara ekstraksi cair-cair yang mempergunakan metode spektrofotometri. 8-hidroksiquinolin akan bereaksi
dengan
Cu(II)
dan
Fe(Ill)
yang
masing-masing
akan
membentuk komplek [Cu(oksin)2] dan komplek [Fe(oksin)3]. Senyawa 8-hidroksiquinolin memiliki gugus fungsional berupa –OH fenolik dan Nheterosiklik aromatik, yang diprediksi dapat membentuk kelat dengan ion-ion logam. Secara umum dapat dikatakan bahwa, kebanyakan pengendap organik yang dikenal baik, yang membentuk senyawa kelat dengan kation-kation, mengandung baik gugus fungsi basa (donor elektron) maupun suatu gugus fungsi asam. Logam itu yang berinteraksi dengan kedua gugus ini, menjadi anggota suatu cincin heterosiklik sendiri. Dari teori tentang ini dalam kimia organik, diharapkan bahwa cincin-cincin jenis ini umumnya akan berupa cincin 5- dan 6- anggota, serta molekul itu harus bersikap sedemikian satu terhadap yang lain, sehingga cincin semacam ini dapat dirumuskan sebagai berikut.
Aluminium menggantikan hidrogen yang bersifat asam dari gugus hidroksil. Pada saat yang sama, pasangan elektron yang tak dipakai bersama pada nitrogen disumbangkan ke Aluminium, karena itu
membentuk suatu cincin beranggota lima. Dari teori kimi organik diharapkan bahwa cincin jenis ini akan beranggota lima dan enam. Karena itu gugus fungsi asam dan basa dalam molekul organik harus dikondisikan pada posisi terhadap satu sama lain agar bisa membentuk cincin tertutup. Suatu senyawa kelat yang netral dari jenis yang diberikan ini, pada hakekatnya bersifat organik. Ion logam menjadi salah satu angggota bengunan cincin organik, dan sifat-sifatnya dan reaksinya yang
biasa
tak-mudah
diperagakan.
Dengan
mengingat
dapat
ditemukan kekecualian, dapatlah dinyatakan secara umum bahwa senyawa kelat semacam ini tak dapat larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut kurang polar seperti kloroform atau karbon tetraklorida. Stary (1963) melaporkan bahwa oksin mampu mengekstrasikan 32 logam dalam kloroform pada rentang pH yang hampir bersamaan. Ditemukan juga bahwa logam tembaga lebih mudah berinteraksi dengan turunan 8-hidroksikhinolin dan ini dikembangkan lebih lanjut oleh beberapa peneliti dalam berbagai
sistem membran cair
diantaranya Linden et.al (1998) yang menggunakan oksin dan ketooksim
untuk
mengekstraksi
Cu(II)
melalui
membran
cair
berpendukung. Reaksi kimia antara oksin dengan logam membentuk senyawa kompleks sepit, yang mana ion logam membentuk ikatan koordinasi dengan nitrogen dan atom oksigen dari gugus karbonil, sehingga membentuk cincin lingkar lima yang stabil. Menurut Mellan (1982) tembaga terekstraksi dengan oksin pada rentang pH 2,8 – 12 dengan menghasilkan kompleks Cu(ox)2 seperti pada persamaan (1). Walaupun oksin hampir bereaksi dengan semua ion logam akan tetapi reaksinya dapat dijadikan spesifik untuk logam-logam tertentu dengan cara penambahan konsentrasi oksin yang tepat, pengaturan pH dan penambahan zat pemasking yang akan mengendalikan reaksi logam-logam lainnya[4,5]. Cu+2(aq) + 2H+(ox)(org)
Cu(ox)2 (org) +
2H+(aq)
(1)
Peranan oksin sebagai senyawa pembawa
dalam proses
membran ini adalah pada proses kompleksasi dan dekompleksasi pada kedua
bidang
antarmuka
membran.
Untuk
itu
perlu
dilakukan
pengaturan konsentrasi oksin dalam membran sehingga proses transpor Cu(II) ke fasa penerima mencapai optimum. Berdasarkan pada Gambar 3, tanpa adanya oksin, persentase transpor Cu(II) ke fasa penerima adalah nol, sedangkan dengan adanya molekul oksin akan meningkatkan persentase transpor Cu(II) ke fasa
% Cu(II)
penerima dan mencapai optimum pada konsentrasi oksin 17,5 x 10-4 M. 60 50 40 30 20 10 0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
pH
Gambar 2. Pengaruh pH fasa sumber terhadap % transpor Cu(II) di fasa penerima (•) dan % transpor Cu(II) sisa di fasa sumber (◊) Transpor Cu(II) dari fasa sumber masuk ke dalam membran dan kemudian mengalami dekompleksasi pada antarmuka fasa membran dan fasa penerima. Proses ini sangat dipengaruhi oleh kestabilan kompleks antara oksin dengan Cu(II). Menurut Mellan rentang
pH
pembentukan kompleks Cu(II)
dengan oksin dalam kloroform adalah pH 2,8-12 yang menghasilkan kompleks Cu-oksinat yang berwarna kuning[12]. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pH optimal fasa sumber untuk peristiwa ini yang paling cocok adalah 3, konsentrasi oksin 17,5 10-4 M dengan jumlah Cu(II) yang tertranspor ke fasa penerima 58,7%. Dua lusin kation dapat diendapkan , sehingga kurang spesifik kelarutan endapan berbeda menurut kationnya dan pH
Reaksi pembentukan kelat : Mg2+
+
2C9H7ON
Mg(C9H6ON)2
+
2 H+
Al3+
+
3C9H7ON
Al(C9H6ON)3
+
3 H+
Cr3+
+
3 C9H7ON
Cr(C9H7ON)3
+
3 H+
Mn2+
+
2 C9H7ON
Mn(C9H7ON)2
+
2H +
Pembentukan kompleks Cd-Oksinat dan Ni-oksinat berhubungan langsung dengan konsentrasi oksin dalam fasa membran. Menurut Molina dan Aydiner[1,5] prinsip dasar untuk terjadinya transpor suatu ion melalui membran yang menggunakan zat pembawa adalah melalui proses kompleksasi antara zat pembawa dengan ion logam membentuk kompleks tidak bermuatan. Kompleks tersebut harus bersifat reversibel sehingga
mampu
berdifusi
melalui
membran
dan
mudah
terdekompleksasi pada antarmuka membran dengan fasa penerima. Salah satu solusi untuk mendapatkan hal tersebut adalah melalui pengaturan konsentrasi oksin yang bereaksi dengan Cd(II) dan Ni(II) pada fasa sumber.
d. Senyawa kompleks 8-hidroksiquinolin
1. Kompleks Cr(III)-(8-hidroksikuinolin) Kompleks ini bersifat non elektrolit, hal ini menunjukkan bahwa 8-hidroksikuinolin
terkoordinasi
pada
Cr(III)
sebagai
anion.
Kompleks Cr(III) dengan berbagai ligan dapat membentuk geometri datar, tetrahedral terdistorsi, trigonal bipiramid, oktahedral dan pentagonal bipiramid terdistorsi (Cotton, and Wilkinson, 1998:680693). Cr(III) dengan konfigurasi elektron d3 dapat menyediakan orbital kosong, sedangkan ligan 8-hiroksikuinolin mempunyai pasangan electron bebas, sehingga dapat terbentuk kompleks. Ligan 8-hidroksikuinolin merupakan ligan lemah. Kompleks Cr(III) dengan ligan lemah umumnya mempunyai bilangan koordinasi 6 dengan kemungkinan geometrinya adalah octahedral. Kompleks
Cr(III)-(8-hidroksikuinolin)
parameter yaitu:
dilihat
dari
beberapa
Kadar krom dalam kompleks Cr(III)-(8-hidroksikuinolin) yang diperoleh dari hasil pengukuran adalah 9,43±0,36%. Sehingga dapat diperkirakan
formula
kompleks
yang
mungkin
adalah
Cr(8-
hidroksikuinolin)3(H2O)n (n=3,4,5).Harga momen maget efektif (μeff)
senyawa
kompleks
Cr(III)-(8-hidroksikuinolin)
adalah
3,77±0,03 BM. Menurut (Huheey and Keither, 1993) harga μeff kompleks Cr(III) spin tinggi berada pada kisaran 3,70-3,90 BM. Harga μeff kompleks Cr(L1)(NO3)3 (L = 1,5-diaza-8,12-dioxa6,7:13,14-
dibenzocyclo
tetradecane)
sebesar
3,80
BM
menunjukkan bahwa Cr(III) berada dalam keadaan spin tinggi dengan 3 elektron tak berpasangan (Kumar, et. al., 2006:77-87). Dengan
demikian
kompleks
Cr(III)-(8-hidroksikuinolin)
juga
diperkirakan berada pada keadaan spin tinggi dengan tiga elektron takm berpasangan dan bersifat paramagnetik.
2. Kompleks Mn(II)-(8-hidroksikuinolin) Kompleks ini menunjukkan perbandingan besar muatan kation : anion 2 : 1, hal ini berarti bahwa Cl- tidak terkoordinasi pada Mn(II). Kompleks Mn(II) dengan berbagai ligan juga dapat membentuk geometri tetrahedral, segiempat datar, trigonal bipiramid terdistorsi, trigonal bipiramid, oktahedral (Cotton, and Wilkinson, 1998:689). Mn(II) dengan konfigurasi elektron d5 dapat menyediakan orbital kosong, sedangkan ligan 8-hiroksikuinolin mempunyai pasangan electron bebas, sehingga dapat terbentuk kompleks. Kompleks Mn(II) dengan ligan lemah (8-hidroksikuinolin) yang memiliki bilangan koordinasi 4 dapat mempunyai geometri octahedral ataupun tetrahedral. Kompleks
Mn(II)-(8-hidroksikuinolin)
dilihat
dari
beberapa
parameter yaitu: Kadar
mangan
dalam
kompleks
Mn(II)-(8-hidroksikuinolin)
adalah 11,21±0,22%. Sehingga dapat diperkirakan formula yang paling mungkin dari kompleks adalah Mn(8-hidroksikuinolin)2(Cl)2 (H2O)4. Harga momen magnet efektif (μ eff) hasil pengukuran senyawa kompleks Mn(II)-(8-hidroksikuinolin) adalah 5,33±0,07 BM. Harga μeff kompleks MnL(H2O)2 (L : o-phenylenediamine) sebesar
4,78 BM menunjukkan bahwa Mn(II) berada pada keadaan spin tinggi (Belaid, et. al., 2008:63-69). Dengan demikian kompleks Mn(II)-(8-hidroksikuinolin) juga berada pada keadaan spin tinggi dengan lima elektron tak berpasangan dan bersifat paramagnetik. III.
PENUTUP
A. Kesimpulan
8-hidroksiquinolin(oksin) digunakan dalam analisis kualitatif sebagai agen pengkhelat.
8-hidroksiquinolin(oksin) sulit larut dalam air maupun dalam eter, tapi larut baik dalam alkohol, kloroform, dan benzena.
B. Saran
Disarankan
untuk
melakukan
pengaturan
pH
larutan
dan
penambahan zat penopeng(zat pemasking) yang tepat agar reaksi yang tidak selektif dapat menjadi selektif. C. Daftar Pustaka http://hurulsilmi.blogspot.com/2012/05/laporan-praktikumkimiaanorganik.html http://ml.scribd.com/doc/49862894/LAPORAN-OKSIN http://repository.unand.ac.id/1518/1/No._5_p_25-30_ok_(itis).doc http://apelpink.multiply.com/journal/item/54/Hidayatur-Rofiah1408100701-Kel-Vganjil https://docs.google.com/document/d/1IEUadR_wyAVpyaLdIb0k N-IVku7BugyFm4qxqsG-6Mk/edit?hl=en&pli=1 http://repository.unand.ac.id/16037/ http://ml.scribd.com/doc/65776806/Reaksi-Identifiksi-DanAnalisis-Kation-Golongan-v-1
