MAKALAH SINTESIS ANORGANIK "Sintesis Senyawa Kompleks Sn-oksinat "
Disusun oleh : Kelompok 8 Reno Saputra
F1C111042
Andrianto
F1C111044
Irma astriana
F1C111045
Edwin Vanosi
F1C111046
Sigit Susilo
F1C111047
Novita Sari Simamora
F1C111049
PROGRAM STUDI S1 KIMIA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS JAMBI 2014
Kata Pengantar
Puji syukur kami ucapkan kepada Tuhan yang Maha Esa karna dengan rahmat dan karunia-Nya, penyusunan penyusunan makalah ini dapat dapat kami selesaikan. Makalah Makalah ini berjudul “Sintesis “Sintesis Senyawa Kompleks Sn-oksinat ” Penyusunan dari makalah ini merupakan salah satu dari tugas kami sebagai mahasiswa untuk menyelesaikan tugas si ntesis anorganik. Seperti ada pepatah yang mengatakan “tak ada gading yang tak retak”, maka kami ingin mengucapkan permohonan maaf apabila terdapat kesalahan dalam penulisan kata dan adanya pernyataan-pernyataan yang kami tulis didalam makalah ini tidak berkenan dihati dihati saudara. Kami mengharapkan kritik dan saran dari pembaca kepada kami mengenai makalah yang kami buat sehingga untuk kedepannya kami dapat memperbaiki kesalahan kami dan kedepannya menjadi lebih baik dari sebelumnya.
Jambi, Maret 2014 Penyusun
DAFTAR ISI Halaman
KATA PENGANTAR ...........................................................................................................i DAFTAR ISI..........................................................................................................................ii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang masalah..............................................................................................1 1.2 Rumusan masalah ......................................................................................................2 1.3 Tujuan ........................................................................................................................2 1.4 Manfaat penulisan makalah ....................................................................................... 2
BAB II PEMBAHASAN 2.1 Timah ........................................................................................................................3 A. Sifat fisik dan sifat kimia ...............................................................................3 B. Senyawa-senyawa timah ................................................................................ 5 C. Kegunaan Timah ............................................................................................7 2.2 Senyawa Kompleks....................................................................................................8 2.3 Ligan Oksin................................................................................................................11 2.4 Sintesis senyawa kompleks Sn-oksinat ......................................................................13 A. Alat dan Bahan ...............................................................................................14 B. Prosedur Kerja ............................................................................................... 14 2.5 Bagan Sintesis Sn-Oksinat ........................................................................................19 2.6 Kegunaan Kompleks Khelat .....................................................................................22 BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan ................................................................................................................ 24 3.2 Daftar Pustaka ............................................................................................................25
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah Dalam kehidupan sehari-hari kita banyak memanfaatkan unsur logam dan nonlogam untuk keperluan transportasi, industri, dan bangunan. Penggunaan logam dan nonlogam makin meningkat seiring dengan perkembangan ilmu teknologi, dan industri. Seperti yang kita ketahui alam indonesia kaya akan bijih logam yang ada dalam perut bumi Indonesia. Logam di alam pada umumnya terdapat dalam bentuk senyawa, bukan unsur bebas. Senyawa logam terdapat dalam berbagai batuan dalam kerak bumi. Batuan yang mengandung senyawa logam dalam kadar tinggi disebut Bijih. Senyawa logam yang dikandung bijih disebut mineral. Dalam makalah ini kami akan membahas tentang unsur timah yang akan disintesis dalam bentuk senyawa kompleks. Sintesis adalah pembentukan senyawa kimia dari senyawa yang lebih sederhana sedangkan Senyawa kompleks merupakan senyawa yang terbentuk dari ion logam yang berikatan dengan ligan secara kovalen koordinasi. Ikatan koordinasi merupakan ikatan kovalen dimana ligan memberikan sepasang elektronnya pada ion logam untuk berikatan. Pemberi pasangan elektron adalah ligan, karena itu ligan adalah zat yang memiliki satu atau lebih pasangan elektron bebas. Senyawa kompleks yang bisa dijadikan sebagai katalis harus memiliki sifat stabil. Salah satu senyawa kompleks yang sangat stabil adalah senyawa kompleks yang berbentuk khelat. Senyawa kompleks pada umumnya terdiri atas atom pusat yang terikat langsung dengan suatu senyawa yang kita kenal dengan sebutan ligan. Ligan tersebut memiliki peran yang sangat penting dalam suatu senyawa kompleks yang mana semakin kuat suatu ligan berikatan dengan suatu senyawa kompleks, maka kompleks tersebut akan semakin stabil. Sifat khas dari senyawa kompleks adalah kemampuannya untuk menampakkan warna-warna tertentu, tergantung dari jenis atom pusat dan ligan yang menyusun kompleks tersebut. Jenis ligan itu sendiri, turut mempengaruhi kestabilan dari senyawa yang dibentuknya. Sehingga selanjutnya ligan dapat digolongkan menjadi ligan kuat dan ligan lemah. Oleh karena itu, dalam makalah ini akan diurai mengenai sintesis senyawa kompleks menggunakan ligan oksin dan ion logam timah.
1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah makalah ini adalah: 1. Bagaimanakah unsur timah? 2. Apa yang dimaksud dengan senyawa kompleks ? 3. Mengapa menggunakan ligan oksin ? 4.
Bagaimanakah proses sintesis senyawa kompleks Sn-oksinat ?
5. Bagaimana karakterisasi senyawa tersebut ?
1.3 Tujuan Penulisan Penulisan makalah ini bertujuan untuk: 1. Mengetahui tentang unsur yang digunakan untuk pembentukan kompleks 2. Mengetahui tentang senyawa kompleks 3. Mengetahui penggunaan ligan yang tepat 4.
Mengetahui metode dari proses sintesis senyawa kompleks
5. Menegetahui karakterisasi senyawa kompleks
1.4 Manfaat Penulisan Makalah Diharapkan makalah ini dapat bermanfaat untuk: 1. Memahami pembentukan senyawa kompleks 2. Memahami metode yang digunakan dalam sintesis senyawa kompleks
BAB II PEMBAHASAN 2.1 Timah Timah adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Sn dan nomor atom 50. Timah dalam bahasa Inggris disebut sebagai Tin. Kata “Tin” diambil dari nama Dewa bangsa Etruscan “Tinia”. Nama latin dari timah adalah “Stannum” dimana kata ini berhubungan dengan kata “stagnum” yang dalam bahasa inggris bersinonim dengan kata “dripping” yang artinya menjadi cair/ basah, penggunaan kata ini dihubungkan dengan log am timah yang mudah mencair. Timah merupakan logam berwarna putih keperakan, dapat ditempa ("malleable"), bersifat fleksibel, memiliki struktur kristalin, berat jenis 7,3 g/cm3, serta mempunyai sifat konduktivitas panas dan listrik yang tinggi. Dalam keadaan normal (13 – 1600C), logam ini bersifat mengkilap dan mudah dibentuk. Timah juga tidak mudah teroksidasi dalam udara sehingga tahan karat, ditemukan dalam banyak aloy, dan digunakan untuk melapisi logam lainnya untuk mencegah karat. Mineral yang terkandung di dalam bijih timah pada umumnya mineral utama yaitu kasiterit, sedangkan pirit, kuarsa, zircon, ilmenit, plumbum, bismut, arsenik, stibnite, kalkopirit, kuprit, xenotim, dan monasit merupakan mineral ikutan. Kegunaan timah banyak sekali terutama untuk bahan baku logam pelapis, solder, cendera mata, dan lain-lain. Potensi Timah di Indonesia terdapat di Pulau Bangka, Pulau Belitung, Pulau Singkep, dan Pulau Karimun.
A) Sifat Fisik dan Kimia Timah
Sifat Fisik Timah (Sn)
Keadaan benda : Padat
Titik lebur : 505.08 K (449.47 °F)
Titik didih : 2875 K (4716 °F)
Densitas : 7,365 g/cm3 (Sn putih) 5,769 g/cm3 (Sn abu-abu)
Volume molar : 16.29 ×10 -6 m3/mol
Kalor penguapan : 295.8 kJ/mol
Kalor peleburan : 7.029 kJ/mol
Kalor jenis : 27,112 J/molK
Panas fusi : 7,03 kJ/mol
Tekanan uap : 5.78 E-21 Pa at 505 K
Kecepatan suara : 2500 m/s pada 293.15 K
Sifat Kimia Timah (Sn)
Bobot atom : 118.710 sma berat jenis : 7,3 g/cm3
Jari-jari atom : 145 (145) pm
Jari-jari kovalen : 141 pm
Jari-jari van der Waals : 217 pm
Konfigurasi elektron : [Kr]4d 10 5s2 5p2
Bilangan oksidasi : 4, 2, -4
Nomor atom : 50
Nomor massa : 118,71
Elektronegatifitas : 1,96 (skala pauli)
Struktur kristal : tetragonal (Sn putih) kubik diamond (Sn abu-abu)
Konduktifitas termal
Timah merupakan logam lunah, fleksibel, dan warnanya abu-abu metalik.
: 66,8 W/mK
Timah tidak mudah dioksidasi dan tahan terhadap korosi disebabkan terbentuknya lapisan oksida timah yang menghambat proses oksidasi lebih jauh. Timah juga tahan terhadap korosi air distilasi dan air laut, akan tetapi dapat diserang oleh asam kuat, basa, dan garam asam. Proses oksidasi dipercepat dengan meningkatnya kandungan oksigen dalam larutan. Jika timah dipanaskan dengan adanya udara maka akan terbentuk SnO 2. Timah ada dalam dua alotrop yaitu timah alfa dan beta. Timah alfa biasa disebut timah abu-abu dan stabil dibawah suhu 13,2 °C dengan struktur ikatan kovalen seperti diamond. Sedangkan timah beta berwarna putih dan bersifat logam, stabil pada suhu tinggi, dan bersifat sebagai konduktor.Timah larut dalam HCl, HNO 3, H 2SO4, dan beberapa pelarut organic seperti asam asetat asam oksalat dan asam sitrat. Timah juga larut dalam basa kuat seperti NaOH dan KOH. Timah umumnya memiliki bilangan oksidasi +2 dan +4. Timah(II) cenderung memiliki sifat logam dan mudah diperoleh dari pelarutan Sn dalam HCl pekat panas. Timah bereaksi dengan klorin secara langsung membentuk Sn(IV) klorida. Hidrida timah yang stabil hanya SnH4.
B) Senyawa-senyawa timah Senyawaan timah yang penting adalah organotin, SnO 2, Stanat, timah klorida, timah hidrida, dan timah sulfide.
Senyawaan Organotin Seperti yang telah dijelaskan diatas senyawa organotin adalah senyawa yang
dibangun dari timah dan substituen hidrokarbon sehingga terdapat ikatan C-Sn. Contoh beberapa senyawa organotin ini adalah: 1.
Tetrabutiltimah, dipakai sebagai material dasar untuk sintesis senyawaan di- dan tributil.
2. Dialkil atau monoalkil-timah, dipakai sebagai stabilisator panas dalam pembuatan PVC. 3. Tributil-Timah oksida, dipakai untuk pengawetan kayu. 4. Trifenil-Timah asetat, merupakan kristal putih yang dipakai untuk insektisida dan fungisida. 5. Trifenil-timah klorida dipakai sebagai biosida 6. Trimetil-timah klorida, dipakai sebagai biosida dan sintesis senyawa organic. 7. Trifenil-timah hidroksida, untuk fungisida dan engontrol serangga dll Senyawa organotin dibuat dari reagen Grignard dengan timahtetraklorida. Metode yang lain adalah dengan menggunakan reaksi Wurtz seperti senyawaan alkil natrium dengan tmah halide ataupun dengan menggunakan reaksi pertukaran antara timah halide dengan senyawaan organo-aluminium.
Timah Oksida Merupakan senyawa anorganik dengan rumus kimia SnO 2. Oksida timah ini
merupakan oksida timah yang paling penting dalam pebuatan logam timah. SnO 2 memiliki struktur kristal rutile dimana setiap 1 atom Sn berkoordinasi dengan 6 atom oksigen. SnO 2 tidak larut dalam air akan tetapi larut dalam asam dan basa kuat. SnO 2 larut dalam asam halide membentuk heksahalostanat seperti: SnO2 + 6 HI -> H2SnI6 + 2 H2O
Atau jika dilarutkan dalam asam maka: SnO2 + 6 H2SO4 -> Sn(SO4)2 + 2 H2O
SnO2 larut dalam basa membentuk stanat dengan rumus umum Na 2SnO3. SnO2 digunakan bersama dengan vanadium oksida sebagai katalis untuk oksidasi senyawa aromatic, dipakai sebagai pelapis, ataupun sebagai bahan pembuatan organotin.
Timah(II) Klorida SnCl2 berupa padatan kristal berwarna putih, dapat membentuk dihidrat yang
stabil. SnCl2 dipakai sebagai reduktor dalam larutan asam, dan juga dalam cairan electroplating. SnCl2 dibuat dengan cara reaksi gas HCl kering dengan logam Sn. Sn + 2 HCl -> SnCl2 + H2
SnCl2 memiliki satu pasangan electron bebas. Dalam bentuk fasa gas maka molekul SnCl 2 berbentuk bengkok, sedangkan pada bentuk padatan SnCl 2 membentuk rantai yang saling terhubung dengan jembatan klorida. Selain dipakai sebagai reduktor SnCl 2 juga dipakai sebagai katalis, reagen analisis untuk raksa, dan juga dipakai sebagai aditif makanan untuk mempertahankan warna dan sebagai antioksidan.
Timah(IV) Klorida Disebut juga stani klorida atau timah tetraklorida merupakan senyawaan kimia
dengan rumus SnCl 4. Pada suhu kamar SnCl 4 ini merupakan cairan yang tidak berwarna dan akan membentuk kabut jika terjadi kontak dengan udara. SnCl 4 dipergunakan sebagai senjata kimia dalam perang dunia ke-1, dipakai untuk memperkuat gelas, dan sebagai bahan dasar pembuatan organotin.
Timah Sulfida Senyawaan timah dengan belerang terdapat sebagai SnS yaitu timah (II) sulfide
dan ada dialam sebagai mineral herzenbergite. Pebuatan SnS adalah dibuat dengan mereaksikan belerang, SnCl2 dan H2S. Sn + S -> SnS SnCl2 + H2S -> SnS + 2 HCl
Sedangkan timah (IV) sulfide memiliki rumus SnS 2 dan terdapat dialam sebagai mineral berndtite. Senyawa ini mengendap sebagai padata n berwarna coklat dengan penambahan H 2S pada larutan senyawa timah (IV) dan banyak dipakai sebagai ornament dekoratif karena warnanya mirip emas.
Timah Hidrida Hidrida dari timah disebut sebagai stannan dan rumus formulanya adalah
SnH4. Hidrida timah ini dapat dibuat dengan cara mereaksikan antara SnCl 4 dengan LiAlH 4. Stannan terdekomposisi secara lambat menghasilkan loga timah dan gas hydrogen. Hidrida timah ini sangat analog dengan gas metana CH 4
Stanat Dalam ilmu kimia stanat berkoporasi dengan senyawaan:
o
Ortostanat yang memiliki rumus kimia SnO 44- contoh senyawaannya adalah K 4SnO4 atau Mg2SnO4.
o
Metastanat yaitu MSnO3 atau M2SnO3 yaitu campuran oksida atau polimerik anoin.
o
Perlu dicatat bahwa asam stanit yang merupakan precursor stanat sebenarnya tidak terdapat dialam dan ini sebenarnya merupakan hidrat dari SnO 2. Istilah stanat juga dipakai untuk sufiks penamaan senyawa misalnya SnCl 62- hesaklorostanat.
C) Kegunaan Timah Logam timah banyak dipergunakan untuk solder (52%), industri plating (16%), untuk bahan dasar kimia (13%), kuningan & perunggu (5,5%), industri gelas (2%), dan berbagai macam aplikasi lain (11%). Timah banyak manfaatnya baik digunakan secara tunggal maupun sebagai paduan logam (alloy) dengan logam yang lain terutama dengan logam tembaga. Logam timah juga sering dipakai sebagai container dalam berbagai macam industri. Contoh-contoh paduan antara tembaga dan timah adalah: 1) Pewter, merupakan paduan antara 85-99% timah dan sisanya tembaga, antimony, bismuth, dan timbale. Banyak dipakai untuk vas, peralatan ornament rumah, atau peralatan rumah tangga. 2) Bronze adalah paduan logam timah dengan tembaga dengan kandungan timah sekitar 12%. 3) Fosfor Bronze adalah paduan bronze yang ditambahkan unsur fos for. Selain itu, Logam timah banyak dipergunakan untuk melapisi logam lain seperti seng, timbale dan baja dengan tujuan agar tahan terhadap korosi. Aplikasi ini banyak dipergunakan untuk melapisi kaleng kemasan makanan dan pelapisan pipa yang terbuat dari logam. Logam timah juga dipakai untuk membuat berbagai maca senyawaan kimia. Salah satu senyawa kimia yang sangat penting adalah SnO 2 dimana dipakai untuk resistor dan dielektrik, dan digunakan untuk membuat berbagai macam garam timah. Senyawa SnF 2 merupakan aditif yang banyak ditambahkan pada pasta gigi. Senyaan timah, tembaga, barium, kalsium dipakai untuk pembuatan kapasitor. Dan tentu saja senyawaan kimia juga sering dipakai untuk pembuatan katalis. Timah klorida (SnCl2) digunakan dalam pembuatan zat warna, polimer, dan tekstil; di silvering satu mirror; sebagai pengawet makanan; sebagai aditif dalam parfum digunakan dalam sabun, dan sebagai agen anti-Cumming dalam minyak pelumas
2.2 Senyawa kompleks 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. Senyawasenyawa kompleks memiliki bilangan koordinasi dan struktur bermacam-macam. Mulai dari bilangan koordinasi dua sampai delapan dengan struktur linear, tetrahedral, segiempat planar, trigonal bipiramidal dan oktahedral. Namun kenyataan menunjukkan bilangan koordinasi yang banyak dijumpai adalah enam dengan struktur pada umumnya oktahedral. Bilangan koordinasi menyatakan jumlah ruangan yang tersedia disekitar atom atau ion pusat dalam apa yang disebut bulatan koordinasi, yang masing-masingnya dapat dihuni satu ligan (monodentat). Susunan logam-logam sekitar ion pusat adalah simetris. Jadi, suatu kompleks dengan atom pusat dengan bilangan koordinasi 6, terdiri dari ion pusat, dipusat suatu octahedron, sedangkan keenam ligannya menempati ruang-ruang yang dinyatakan oleh sudut-sudut octahedron. Bilangan koordinasi 4 biasanya menunjukkan susunan simetrisyang berbentuk tetrahedron meskipun susunannya datar dimana ion pusat berada dipusat suatu bujur sangkar dan keempat ionnya menempati keempat sudut bujursangkar itu. Ion-ion dan molekul-molekul anorganika sederhana seperti NH3, CN-, Cl-, H 2Omembentuk ligan modentat yaitu suatu ion atau molekul menempati salahsatu ruang yang tersedia dalam ion pusat dalam bulatan koordinasi, tetapi ligan bidentat, (seperti ion dipiridil), tridentat dan tetradentat juga banyak dikenal. Senyawa kompleks yang terdiri dari ligan-ligan polidentat sering disebut sepit (chelate). Senyawa kompleks adalah senyawa yang mengandung paling tidak satu ion kompleks. Ion kompleks terdiri dari satu atom pusat (central metal cation)berupa logam transisi ataupun logam pada golongan utama, yang mengikat anion atau molekul netral yang disebut ligan (ligands) dengan ikatan koordinasi. Warna nyala yang dimiliki pada setiap senyawa kompleks mempunyai warna nyala yang berbeda. senyawa kompleks memiliki 2 ikatan valensi, yaitu valensi primer dan valensi sekunder, valensi sekunder memengaruhi bentuk geometri sneyawa kompleks. Reaksi pembentukan senyawa kompleks merupakan reaksi Asam Basa lewis, dengan logam sebagai asam dan ligan sebagai basanya. Agar senyawa kompleks dapat bermuatan netral, maka ion kompleks dari senyawa tersebut, akan bergabung dengan ion lain yang disebut counter ion. Jika ion kompleks bermu-
atan positif, maka counter ion pasti akan bermuatan negative dan sebaliknya. Senyawa kompleks dapat diuraikan menjadi ion kompleks.
Ion kompleks Ion kompleks adalah senyawa ionik, di mana kation dari logam transisi berikatan
dengan dua atau lebih anion atau molekul netral. Dalam ion kompleks, kation logam unsur transisi dinamakan atom pusat, dan anion atau molekul netral terikat pada atom pusat dinamakan ligan (Latin: ligare, artinya mengikat). Menurut teori asam-basa Lewis, ion logam transisi menyediakan orbital d yang kosong sehingga berperan sebagai asam Lewis (akseptor pasangan elektron bebas) dan ion atau molekul netral yang memiliki pasangan elektron bebas untuk didonorkan berperan sebagai basa Lewis.
Contoh ion kompleks adalah [Fe(H 2O)6]3+. Atom Fe bermuatan 3+ dengan konfigurasi elektron [Ar] 3d 5 4s0. Oleh karena atom Fe dapat mengikat enam molekul H2O (netral), atom Fe harus menyediakan enam buah orbital kosong. Hal ini dicapai melalui hibridisasi d 2sp3. Proses hibridisasinya adalah sebagai berikut. Konfigurasi atom Fe :
Konfigurasi dari ion Fe3+ :
Oleh karena memerlukan enam orbital kosong, hibridisasi yang terjadi adalah d 2sp3, yakni 2 orbital dari 3d, 1 orbital dari 4s, dan 3 orbital dari 4p. Keenam orbital d2sp3 selanjutnya dihuni oleh pasangan elektron bebas dari atom O dalam molekul H 2O. Molekul atau ion yang bertindak sebagai ligan, yang terikat pada atom pusat, sekurang-kurangnya harus memiliki satu pasang elektron valensi yang tidak digunakan, misalnya Cl – , CN – , H2O, dan NH3, seperti ditunjukkan pada struktur Lewis Gambar berikut :
Gambar (a) Ligan H2O dan (b) NH3
Pada pembentukan ion kompleks, ligan dikatakan mengkoordinasi logam sebagai atom pusat. Ikatan yang terbentuk antara atom pusat dan ligan adalah ikatan kovalen koordinasi. Penulisan rumus kimia untuk ikatan koordinasi dalam senyawa kompleks digunakan tanda kurung siku.
Jadi,
dalam
rumus [Cu(NH3)4]SO4 terdiri
atas
kation [Cu(NH3)4]2+ dan
anion SO42 – , dengan kation merupakan ion kompleks. Senyawa yang terbentuk dari ion kompleks dinamakan senyawa kompleks atau koordinasi. Ion kompleks memiliki sifat berbeda dengan atom pusat atau ligan pembentuknya. Misalnya, pada ion kompleks Fe(SCN)2+, ion SCN – tidak berwarna dan ion Fe 3+ berwarna cokelat. Ketika kedua spesi itu bereaksi membentuk ion kompleks, [Fe(SCN) 6]3 – warnanya menjadi merah darah. Pembentukan kompleks juga dapat mengubah sifat-sifat ion logam, seperti sifat reduksi atau sifat oksidasi. Contohnya, Ag+ dapat direduksi oleh air dengan potensial reduksi standar:
Ag+(aq) + e – → Ag(s)
Eo = +0,799 V
Namun ion [Ag(CN) 2] – tidak dapat direduksi oleh air sebab ion Ag + sudah dikoordinasi oleh ion CN – menjadi stabil dalam bilangan oksidasi +1.
[Ag(CN)2] – (aq) + e – → Ag(s)
Eo = – 0,31 V
2.3 Ligan Oksin Ligan adalah molekul atau ion yang dapat menyumbangkan pasangan elektron pada atom pusat. Ligan ada yang bermuatan netral, dan positif atau negatif. Pemberian nama pada ligan disesuaikan pada jenis ligannya. Sebagian besar ligan adalah zat netral atau anionik. tetapi kation, seperti kation tropilium juga dikenal. Ligan netral, seperti amonia, NH3, atau karbon monoksida, CO, dalam keadaan bebas pun merupakan molekul yang stabil, semenatara ligan anionik, seperti Cl- atau C5H5-, distabilkan hanya jika dikoordinasikan ke atom logam pusat. Berdasarkan jumlah atom donor yang memiliki pasangan elektron bebas (PEB) pada ligan, ligan dapat dibedakan menjadi monodentat, bidentat, dan polidentat. H 2O dan NH3 merupakan ligan monodentat (mendonorkan satu pasang elektron). Sedangkan Etilendiamin (H2 N-CH2-CH2-NH2, sering disebut dengan istilah en) merupakan contoh ligan bidentat (mendonorkan dua pasang elektron). Ligan bidentat dan polidentat sering disebut sebagai agen chelat (mampu mencengkram kation logam transisidengan kuat). Didalam sintesis ini digunakan salah satu ligan bidentat yaitu oksin atau 8hidroksiquinolin. Ligan 8-hidroksikuinolin (C 9H7 NO) adalah senyawa yang termasuk dalam senyawa aromatis polisiklis yang mempunyai berat molekul 145,1 6 g/mol. Senyawa ini larut dalam pelarut organik dan asam seperti asam asetat. Ligan ini relatif cukup stabil dengan titik beku 74 sampai 76 oC dan mempunyai titik didih 276 0 C. Ligan 8 - hidroksikuinolin akan kurang stabil bila berinteraksi dengan oksidator kuat dan ion logam dengan ion logam. Ligan 8-Hidroksikuinolin
mudah
membentuk
kompleks
kelat.
Ligan
8
-hidroksikuinolin
mempunyai dua atom donor yaitu O pada gugus hidroksil dan N pada rantai siklisnya yang masing-masing mempunyai pasangan elektron yang dapat berkoordinasi dengan atom pusat mengindikasikan terkoordinasinya dua gugus tersebut pada ion pusat. Oksin atau 8 – hidroksikuinolin memiliki rumus molekul C 9H7ON Rumus struktur dari senyawa ini yakni :
N
OH
8-hidroksi quinolin
Oksin adalah salah satu reaksi pengendap bagi banyak logam. Logam-logam divalen
atau trivalen yang telah diendapkan oleh oksin, dapat digambarkan dalam bentuk umum seperti : M(C9H7ON)2 dan M(C9H7ON)3. Reaksi logam di dan trivalen dengan logam oksin dapat dipaparkan dalam bentuk skema seperti berikut : O
2+
M
+ 2
M
+
+ 2 H
N
N + -
O
H
2
Hasil reaksi yang diperoleh dari proses penggabungan antara kation logam dengan oksin adalah suatu senyawa kompleks internal yang sifatnya tak larut dalam air. Kompleks ini mempunyai nilai hasil kali kelarutan (Ksp) sekitar 10 -12 dan 10 -12. Akibatnya senyawa ini dapat digunakan sebagai pengendap pada nilai pH yang berbeda-beda sehingga dapat dilakukan pemisahan campuran logam yang terkandung dalam cuplikan. Oksin dapat bereaksi dengan logam membentuk kompleks logam-oksinat.Kompleks ini terbentuk melalui penggantian atom hidrogen pada gugus hidroksil oleh logam dan ikatan koordinasi atom nitrogen dengan logam tersebut membentuk senyawa cincin kelat yang tidak bermuatan. Sebagai contoh Reaksi pembentukan kompleks Cu(II) dengan oksin ditunjukkan pada Gambar
Oksin mempunyai harga konstanta pembentukan kompleks yang berbedabeda untuk berbagai ion logam seperti yang ditunjukkan :
Kompleks yang terbentuk antara ion logam dengan oksin mempunyai harga konstanta kestabilan kompleks yang berbeda untuk berbagai ion logam seperti yang ditunjukkan :
2.4 Sintesis senyawa kompleks Sn-oksinat Pengembangan sintesis senyawa kompleks masih terus berkembang hingga saat ini. Kebutuhan aplikasi senyawa kompleks terutama sebagai katalis terus dikembangkan. Senyawa-senyawa kompleks dari unsur-unsur di blok d memiliki kelebihan dibanding senyawa lain karena memiliki orbital d yang kosong. Orbital d inilah yang umunya berperan dalam proses katalisis. Senyawa kompleks dilaboratorium dapat disintesa dengan mereaksikan ligan yang merupakan suatu basa dan mempunyai pasangan elektron bebas dengan logam yang merupakan penerima pasangan elektron yang didonorkan oleh ligan (Saria, 2012). Sintesis senyawa kompleks terbentuk dari logam-logam transisi yang merupakan asam dengan ligan yang bersifat basa (Banerjea, 1993). Prinsip yang digunakan adalah
prinsip reaksi kondensasi dimana dua atau lebih molekul bergabung menjadi satu molekul yang lebih besar, dengan atau tanpa hilangnya suatu molekul kecil. (Sembiring, 2008). A) Alat dan bahan yang digunakan
Alat 1. Corong Pisah 2. Gelas Beker 3. pH meter 4. Spektrofotometri UV-Vis atau Spectronic 20 5. Batang pengaduk
Bahan 1. Larutan oksin (8-hidroksikuinolin) 2. Kloroform 3. SnCl2 4. HCl 5. Larutan Buffer 6. NaOH 7. Aquades 8. Eter 9. n-Heksan
B) Prosedur Kerja
Pembuatan Larutan 1. Larutan pengompleks 8-hidroksikuinolin 0,001 M. larutan ini dibuat dengan melarutkan 0,1762 g C 9H7 NO.2H2O dengan kloroform sampai volume 100 ml 2. Larutan NaOH 0,1 M. Larutan ini dibuat dengan melarutkan 0,0398 g NaOH dengan aquades sampai volume larutan 100 ml. 3. Larutan HCl 0,1 M. larutan ini dibuat dengan mengencerkan asam klorida pekat dengan aquades hingga volume 100 ml.
Sintesis Sn(II)-oksinat
1. Sebanyak 10 ml larutan oksin 0,001 M dalam pelarut kloroform dimasukkan kedalam corong pisah
2. Larutan Timah(II) klorida 10 ml dengan konsentrasi 0,5 M dalam pelarut air, diatur pH= 1 dengan menambahkan larutan 0,1 M HCl, kemudian ditambahkan larutan buffer 3. Campuran dikocok selama 15 menit 4. Kemudian didiamkan selama 5 menit 5. Terbentuk 2 lapisan, lapisan bagian bawah (pelarut organic,kloroform) ditampung
dalam
beker
gelas.
Diukur
absorbansinya
dengan
spektrofotometer UV-Vis atau Spectronic 20 6. Larutan ion logam(II) klorida dilakukan seperti langkah diatas dengan mengatur pH= 2,3,4,5,6,7, dan 8. Untuk mengatur pH=6,7,8 ditambahkan larutan NaOH 0,1 M
Hal ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh pH terhadap sintesis, kemudian, untuk mengetahui pengaruh jenis pelarut terhadap sintesis dapat dilakukan sebagai berikut : 1. Langkah sintesis seperti langkah diatas dilakukan tetapi dengan mengganti pelarut kloroform dengan pelarut eter. 2. Pelarut normal Heksan (n-Heksan ) 3. Kemudian pH diatur pada pH optimum atau pH= 4 4. Oleh karena absorbansi ∞ konsentrasi. Maka pengaruh jenis pelarut dapat dilihat dengan perbedaan absorbansi Selanjutnya, untuk karakterisasi hasil sintesis senyawa timah(II) oksinat dapat dilakukan dengan : 1. Karakterisasi dengan FTIR 2. Karakterisasi dengan XRD
pH merupakan faktor yang berpengaruh dalam ekstraksi menggunakan ligan oksin karena oksin mempunyai gugus hidroksil yang dapat mendonorkan proton dan atom nitrogen yang mempunyai pasangan elektron bebas. Oksin pada pH asam akan terprotonasi karena H+ akan terikat dengan atom nitrogen membentuk H2L+ dan pada pH basa gugus hidroksil oksin akan melepaskan H+ membentuk L-, oleh karena itu optimasi pH perlu dilakukan sehingga dilakukan variasi pH dari pH 2, 3, 4, 5.6.7 dan 8. Ligan oksin (HL) dapat melepaskan atom H pada gugus – OH membentuk oksin yang bermuatan negatif. Oksin bermuatan negatif ini akan menangkap ion Sn2+ dan gugus N pada oksin akan memberikan pasangan elektronnya
membentuk ikatan koordinasi dengan ion Sn2+ sehingga terbentuk kompleks Sn-oksinat. (Setiadi, 2005).
2.5 Bagan sintesis Sn-oksinat
1. Pembuatan larutan A)
0,1762 g C 9H7 NO. 2H2O
Dilarutkan dengan kloroform sampai volume 100 ml
Larutan pengompleks 8hidroksikuinolin 0,001 M
B)
0,0398 g NaOH
Dilarutkan dengan aquades sampai volume 100 ml
Larutan NaOH 0,1 M
C)
asam klorida pekat
Diencerkan dengan aquades sampai volume 100 ml
Larutan HCl 0,1 M
2. Sintesis Sn-oksinat
10 ml larutan oksin 0,001 M dalam pelarut kloroform Dimasukkan kedalam corong pisah Ditambahkan Larutan Timah(II) klorida 10 ml dengan konsentrasi 0,5 M
dalam pelarut air dengan pH= 1 Dikocok campuran selama 15 menit Didiamkan selama 5 menit
Terbentuk 2 lapisan Dipisahkan dan diambil lapisan bagian bawah Dimasukkan dalam gelas beker Diukur absorbansinya dengan spektrofotometer UV-Vis atau Spectronic 20 Hasil Pengamatan
Kemudian, pada sintesis dilakukan variasi pH dari pH 2, 3, 4, 5,6,7 dan 8. -
Untuk mengatur pH=6,7,8 ditambahkan larutan NaOH 0,1 M
-
Untuk mengatur pH=2,3,4 menambahkan larutan 0,1 M HCl, kemudian ditambahkan larutan buffer
3. Pengaruh jenis pelarut terhadap sintesis 10 ml larutan oksin 0,001 M dalam pelarut Eter Dimasukkan kedalam corong pisah Ditambahkan Larutan Timah(II) klorida 10 ml dengan konsentrasi 0,5 M dalam pelarut n- Heksan Diatur pH pada pH= 4 Dikocok Campuran selama 15 menit Didiamkan selama 5 menit Terbentuk 2 lapisan
Dipisahkan dan diambil lapisan bagian bawah Dimasukkan dalam gelas beker Diukur absorbansinya Hasil Pengamatan
4. Karakterisasi Hasil Sintesis Untuk karakterisasi hasil sintesis senyawa timah(II) oksinat dapat dilakukan dengan : 1. Karakterisasi dengan FTIR 2. Karakterisasi dengan XRD
2.6 Kegunaan Kompleks Khelat Sn-oksinat merupakan senyawa kompleks yang termasuk kedalam kompleks khelat. Disebut kompleks khelat karena kompleks ligan sebagai khelator (memiliki pasangan elektron bebas) mencekram atom pusat dengan sangat kuat. Senyawa kompleks dapat terbentuk secara alamiah maupun dari proses industri. Beberapa aplikasi atau penggunaan senyawa koordinasi atau senyawa kompleks khelat yaitu dalam dunia industri, kimia analitik dan kesehatan sebagai berikut :
A) Dalam industri Contohnya untuk pengasingan ion logam dalam industri. Ion logam dapat berlaku sebagai katalis reaksi-reaksi yang tak dikehendaki pada proses industri, atau dapat mengubah sifat-sifat bahan dalam proses industri. Sehingga, dianggap penting untuk membersihkan air dari logam-logam pengotor. Logam pengotor ini, misalnya Cu 2+, biasanya hanya terdapat dalam jumlah kecil. Pengendapan ion logam ini dari larutan dapat dilakukan bila Ksp pengendapannya sangat kecil. Salah satu metode pengolahan air melibatkan pengkelatan. Pengkelat yang banyak dipakai ialah garam asam etilendiamintetraasetat (EDTA), misalnya garam natriumnya.
Gambar 1. Garam natrium EDTA
Sebagai gambaran, tetapan pembentukan [Ca(EDTA)] 2- dan [Mg(EDTA)] 2- cukup besar (Kf= 4 x 1010 dan 4 x 10 8) sehingga konsentrasi Ca2+ (aq) dan Mg2+ (aq) dapat diturunkan ke titik dimana ion ini tidak mengendap jika ditambahkan pereaksi umum, seperti sabun (Petrucci, 1987).
B) Dalam Kimia Analitik Contohnya untuk Penentuan kesadahan air dengan Titrasi EDTA. Kesadahan total yaitu ion Ca 2+ dan Mg2+ dapat ditentukan melalui titrasi dengan EDTA sebagai titran dan menggunakan indikator yang peka terhadap semua kation tersebut. Kejadian total tersebut dapat dianalisis secara terpisah misalnya dengan metode AAS ( Automic Absorption Spectrophotometry). Asam Ethylenediaminetetraacetic dan garam sodium ini (singkatan EDTA) bentuk satu kompleks kelat yang dapat larut ketika ditambahkan ke suatu larutan yang mengandung kation logam tertentu. Jika sejumlah kecil Eriochrome Hitam T atau Calmagite ditambahkan ke suatu larutan mengandung kalsium dan ion-ion magnesium pada satu pH dari 10,0 ± 0,1, larutan menjadi berwarna merah muda. Jika EDTA ditambahkan sebagai satu titran, kalsium dan magnesium akan menjadi suatu kompleks, dan ketika semua magnesium dan kalsium telah manjadi kompleks, larutan akan berubah dari berwarna merah muda menjadi berwarna biru yang menandakan titik akhir dari titrasi. Ion magnesium harus muncul untuk menghasilkan suatu titik akhir dari titrasi. Untuk mememastikankan ini, kompleks garam magnesium netral dari EDTA ditambahkan ke larutan buffer. Penentuan Ca dan Mg dalam air sudah dilakukan dengan titrasi EDTA.
pH
untuk titrasi adalah 10 dengan indikator Eriochrom Black T (EBT). Pada pH lebih tinggi, 12, Mg(OH)2 akan mengendap, sehingga EDTA dapat dikonsumsi hanya oleh Ca 2+ dengan indikator murexide. Adanya gangguan Cu bebas dari pipa-pipa saluran air dapat di masking dengan H2S. EBT yang dihaluskan bersama NaCl padat kadangkala juga digunakan sebagai
indikator untuk penentuan Ca ataupun hidroksinaftol. Seharusnya Ca tidak ikut terkopresitasi dengan Mg oleh karena itu EDTA direkomendasikan.
C) Dalam Kesehatan Contohnya untuk terapi khelasi. Terapi khelasi adalah metode pengobatan dengan menggunakan bahan utama EDTA (Ethylene Diamine Tetracetik Acid ) dan nutrien lain yang dilarutkan dalam 500 ml larutan infus steril, kemudian dimasukan ke dalam tubuh langsung melalui pembuluh darah vena. Terapi khelasi berasal dari kata yunani “ CHELE “ yang berarti capit , sehingga prinsip terapi khelasi ini adalah mencapit dimana yang dicapit disini adalah logam-logam berat yang banyak masuk kedalam tubuh manusia karena berbagai polusi seperti timah hitam, aluminium,merkuri,kadmium,dan bahan-bahan kimiawi lainnya. Polutan tersebut dapat masuk kedalam tubuh kita dan beredar dalam pembuluh darah melalui polusi asap industri, makanan modern seperti makanan kaleng,bahan pengawet,bahan pewarna,bahan penyedap, dll. Terapi khelasi ini lebih bersifat detoksifikasi atau menghilangkan dan menetralkan racun yang masuk kedalam tubuh kita yang mengakibatkan proses atherosklerosis tersebut. Bahan – bahan polutan dalam tubuh yang telah dicapit oleh EDTA akan dikeluarkan dari dalam tubuh melalui ginjal sebagai urine dalam keadaan masih seperti aslinya tanpa dimetabolisme. Keuntungan terapi khelasi :
Memperbaiki fungsi organ tubuh secara alamiah dengan membersihkan zat-zat beracun dari dalam tubuh dan memperbaiki aliran darah.
Memperbaiki organ – organ secara menyeluruh tidak hanya satu organ saja Vitalitas setelah khelasi meningkat Biaya lebih ringan dibanding dengan operasi
BAB III PENUTUP 3.1
Kesimpulan
Timah merupakan logam berwarna putih keperakan, dapat ditempa ("malleable"), bersifat fleksibel, memiliki struktur kristalin, berat jenis 7,3 g/cm3, serta mempunyai sifat konduktivitas panas dan listrik yang tinggi. Dalam keadaan normal (13 – 1600C), logam ini bersifat mengkilap dan mudah dibentuk. Timah juga tidak mudah teroksidasi dalam udara sehingga tahan karat, ditemukan dalam banyak aloy, dan digunakan untuk melapisi logam lainnya untuk mencegah karat.
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.
Ligan molekul atau ion yang dapat menyumbangkan pasangan elektron pada atom pusat. Ligan oksin (8-Hidroksikuinolin) mudah membentuk kompleks kelat. Ligan 8 -hidroksikuinolin mempunyai dua atom donor yaitu O pada gugus hidroksil dan N pada rantai siklisnya yang masing-masing mempunyai pasangan elektron yang dapat berkoordinasi dengan atom pusat mengindikasikan terkoordinasinya dua gugus tersebut pada ion pusat.
Sintesis senyawa kompleks ion logam Sn(II) dengan ligan oksin atau Sn-Oksinat dapat dilakukan dengan metode ekstraksi cair-cair.
Karakterisasi hasil sintesis senyawa timah(II) oksinat dapat dilakukan dengan : 1.
Karakterisasi dengan FTIR
2.
Karakterisasi dengan XRD
Sn-oksinat merupakan kompleks khelat. Disebut kompleks khelat karena kompleks ligan sebagai khelator (memiliki pasangan elektron bebas) mencekram atom pusat dengan sangat kuat. Senyawa kompleks khelat dapat terbentuk secara alamiah maupun dari proses industri.
Beberapa manfaat kompleks khelat yaitu dalam bidang industry, kimia analitik, dan dalam bidang kesehatan.
3.2
DAFTAR PUSTAKA
Banerjea,D., 1993.,
Coordination Chemistry., Tata
McGraw-Hill
Publishing
Company Limited., New Delhi
Cotton, F. A. and Wilkinson, G. 1980. Advanced Inorganic Chemistry, a Comprehensive Text, 4th Ed . New York: Jhon Wiley & Sons.
Dean, J.A., 1989, Lange’s Handbook of Chemistry, 13 th Edition, Mc Graw-Hill, New York.
Effendi. 1998. Kimia Koordinasi. Malang: FMIPA IKIP Malang
Huheey, J. E., Keiter, E. A., R. L. 1993. Inorganic Chemistry, Principles of Structure and Reactivity, 4th Ed. New York: Harper Collins College Publisher
Saria, Y., Lucyanti, Hidayanti, N., dan Lesbani, A., 2012, Sintesis Senyawa Kompleks Kobalt dengan Asetilasetonato, Jurnal Penelitian Sains, 15, (3); 115-117, (online), (portalgaruda.org/journals/index.php/JPS/article/ download/43/17) diakses pada tanggal 3 Desember 2013 pukul 23.45 WITA.
Sembiring, Zipora., Illim., 2008.,
Sintesis Senyawa Kompleks Cu(II) dan Mn(II)
dengan Derivat Ligan Basa Schiff 1,5 Dimethylcarbazone dan Anilina., Hasil Penelitian & Pengabdian kepada Masyarakat., Unila.
Se minar
