Penentuan Bilangan Koordinasi Ion Kompleks dengan Metode Job’s Job’s
I.Tujuan Menentukan bilangan koordinasi Fe 3+ pada ion [Fe!"#$ n%3&n. II .
'asar Teori #en(a #en(a)a )a koordi koordinasi nasi atau atau sen(a)a sen(a)a komple kompleks ks merupa merupakan kan sen(a)a sen(a)a (ang (ang pentin penting g dalam ke*idupan. Pembentukann(a melibatkan ikatan koalen koordinasi antara ion logam dengan dengan koalen koalen koordi koordinas nasii antara antara atom atom logam logam dengan dengan atom atom non logam. logam. #ala* #ala* satu satu kompleks stabil adala* sen(a)a komples (ang membentuk k*elat dengan ligann(a dan memiliki struktur (ang rigid Paramita dan Irmina, -/-$. #en(a)a kompleks merupakan sen(a)a sen(a)a (ang tersusun dari atom pusat dan ligan. 0tom 0tom pusat bisa berupa logam transisi, alkali atau alkali tana*. Ion atau molekul netral (ang memiliki atom & atom donor (ang dikoordi nasikan dengan atom pusat disebut dengan ligan. #en(a)a kompleks terbentuk akibat terjadin(a ikatan koalen koordinasi antara ion logam atom pusat dengan suatu ligan 1estari dkk., -/2$ Perban Perbandin dingan gan antara antara 1ogam 1ogam 1igan 1igan dalam dalam komple kompleks ks dapat dapat ditent ditentuka ukan n dengan dengan memakai Metode Job’s, (aitu metode ariasi kontinu atau metode perbandingan slope dan perbandingan mol. 'alam Metode Job’s ariasi kontinu, angka dari mol reaktan ter*adap seri 4ampuran dan rektan adala* konstan, namun ariasi 5raksi mol dari setiap reaktan dalam 4ampuran untuk 4ampuran. Metode perbandingan rasio dan metode perbandingan mol diguna digunakan kan untuk untuk perban perbandin dingan gan kombin kombinasi asi logam logam dan ligan ligan Tek Tekale ale dkk., dkk., -/2$. -/2$. 0plikasin( 0plikasin(aa untuk men(elidiki men(elidiki kompleks (ang dibentuk dibentuk dari kelompok kelompok logam dan ligan. ligan. Plot Plot Job dimana dimana proses proses reaksi reaksi diamat diamatii untuk untuk mengambil mengambil data stoiki stoikiome ometri tri dari limit limit struktur transisi. Pada kasus dengan ariasi tertentu, reaksi *ubungan ligan dengan ligan dibagi pada kondisi ground kondisi ground states states dan transition states, states, (ang memberikan data mengenai koordinat reaksi keseluru*an dari satu plot Job 6enn( dkk., -/3$. Metode ariasi kontinu tela* diidenti5ikasi ole* Jobs, dimana itu dapat diaplikasikan untuk ion&ion kompleks. Pembentukan berbagai ion kompleks dapat direpresentas ikan ole* persamaan 7M + (1 → M71( dimana M adala* ion logam dan 1 adala* ligan. Penentuan 7 dan ( dapat dilakukan dengan men4ampurkan larutan M dan 1 dengan konsentrasi molar (ang sama namun proporsin(a diariasi diariasi dan si5at (ang tepat untuk *asil 4ampuran ter*itung. ter*itung. Prosedur Prosedur dapat disebabkan disebabkan rasio mol reaktan menjadi berariasi sesuai set dari 4ampuran. Job tela* menentukan absorb absorbansi ansi dari dari larutan larutan komple kompleks ks dan diplot diplotkan kan versus versus 5raksi mol reaktan M atau 1$ #arode dkk., -/-$. #atu ion molekul$ kompleks terdiri dari satu atom pusat dengan sejumla* ligan (ang terikat erat dengan atom pusat. 0tom pusat ditandai dengan bilangan koordinasi. #uatu angka bulat (ang ditunjukkan dengan ligan monodentat (ang dapat membentuk kompleks stabil stabil dengan dengan atom pusat. pusat. Pemben Pembentuk tukan an komple kompleks ks dalam dalam analisi analisiss anorg anorgani anik k kualita kualitati5 ti5 sering treli*at dalam pemisa*an dan identi5ikasi. #ala* satu 5enomena (ang paling umum mun4ul mun4ul jika jika ion komple kompleks ks terben terbentuk tuk adala* adala* adan(a adan(a peruba peruba*an *an )arna )arna dalam dalam laruta larutan. n. Fenomena lain (ang (ang terli*at jika adala* kenaikan kelarutan. Ban(ak endapan (ang dapat melarut karena pembentukan kompleks #ukardjo, /889$. Metode colorimetric untuk konstanta equilibrium dalam equilibrium dalam reaksi aqueous. aqueous.
Fe3+#!"& ↔ Fe#!"$-+ Kompleks Fe3+#!"& ↔ Fe#!"$-+ mempun(ai λmax 2:nm. Konstanta equilibriumn(a, K, adala* 2
+¿
(
)¿
Fe SCN
¿ 3 +¿ ¿ Fe
K;
¿ −¿
¿ SCN
¿ ¿ ¿ dapat ditentukan dengan dua metode. Metode pertama, (ang paling sering digunakan, metode colorimetric dari Fe#!"$-+ dengan equilibrium (ang ditentukan dari gra5ik kalibrasi absorbansi versus konsentrasi Fe#!"$ -+.
arna jingga kemera*an pada kompleks besi III$ tiosianat digunakan sebagai basis analisa kualitas dan kuantitas besi III$, nitrir setela* dikonersi menjadi tiosianat, dan sebagai indikator untuk titrasi perak nitrat pada metode ?ol*ard untuk analisa tiosianat. 0kan tetapi, terdapat kendala dalam penentuan equilibrium besi III$ tiosianat sejak /82, (aitu ketidakstabilan kinetis dari kompleks (ang ditunjukkan dengan memudarn(a )arna kompleks se4ara berangsur. Pada tiosianat dengan konsentrasi tinggi, )arna akan semakin 4epat *ilang. @ntuk mengatasi kendala ini dilakukan metode tradisional (aitu ariasi kontinu untuk memperkirakan struktur kompleks dengan menentukan nilai n pada Fe#!"$n3&n$+ dalam konsentrasi tiosianat (ang bebeda. 'igunakan persamaan kuadrat untuk menentukan konstanta equilibrium dari Fe3+ + #!"& ↔ Fe#!"$-+ dengan s(arat konsentrasi (ang ke4il untuk ion&ion FeIII$ dan tiosianat. Pada kondisi dimana konsentrasi ion FeIII$ lebi* tinggi dari ion tiosianat, konsentrasi tiosianat digunakan untuk menentukan konsentrasi kompleks dan plot absorbansi versus konsentrasi kompleks untuk meng*itung absorbansi molar dan konstanta equilibrium Berg dkk., -/:$. III.
0lat dan Ba*an /. 0lat a. Arleme(er ml b.
-/ ml -/ ml
-/ bua* - bua* - bua* - bua* - bua* - bua* - bua* / bua* / set / bua*
4. C"D3 2M d. K 3Fe!"#$3
-/ ml -/ ml
3.
"era4a analitik
#pektro5otometer @?&?I# I?.
Arlenme(er
1abu ukur
Pipet ukur
Pipet tetes
!ara Kerja /. Membuat masing&masing 9 tuju*$ bua* seri dari larutan&larutan ion Fe+++, larutan K!"# dan larutan ion kompleks dengan memariasikan perbandingan olumen(a. Menamba*kan C"D3 /ml dan akuades dengan olume (ang sesuai ter*adap masing& masing seri larutan. -. Mengaduk larutan tersebut se*ingga *omogen, kemudian memberikan tanda pada masing&masing seri larutan. 3. Menentukan dan men4atat serapan&serapan dari masing&masing larutan pada panjang gelombang tetap ; 2E nm. 2. Meng*itung ∆0 untuk satu seri larutan, (aitu selisi* dari serapan 0$ larutan ion kompleks dengan jumla* serapan dari ion Fe 3+ dan larutan K!"#. . Membuat gra5ik antara ∆0 sebagai ordinat dan membuat mol&5raksi 5raksi olume$ sala* satu pereaksi sebagai absisn(a. Kemudian menentukan perbandingan ban(akn(a mol antara ion Fe+++ dan ion !"# & dalam ion kompleks [Fe!"#$n3&n% pada titik setaran(a melalui gra5ik.
?.
'ata Per4obaan /. Tabel / #eri larutan&larutan ion Fe+++ "o / 3 2 : 9
1arutan ion Fe3+ /&-M ml / ml - ml 3 ml 2 ml ml : ml
C"D3 2M
C-D
[Fe+++%
#erapan 0$
/ ml / ml / ml / ml / ml / ml / ml
8 ml E ml 9 ml : ml ml 2 ml 3 ml
/ × /&3 - × /&3 3 × /&3 2 × /&3 × /&3 : × /&3
. .3 .3 .2 .E .-3 ./
-. Tabel - #eri larutan&larutan ion !"#& "o / 3 2 : 9
1arutan ion !"#& /&-M : ml ml 2 ml 3 ml - ml / ml ml
C"D3 2M
C-D
[!"#&%
#erapan 0$
/ ml / ml / ml / ml / ml / ml / ml
3 ml 2 ml ml : ml 9 ml E ml 8 ml
: × /&3 × /&3 2 × /&3 3 × /&3 - × /&3 / × /&3
./ &. ./ &.: &.9 &./2 &./-
3. Tabel 3 #eri larutan&larutan ion kompleks [Fe!"#$n%3&n "o
/ 3 2 : 9 ?I.
1arutan ion Fe3+ /&-M : ml ml 2 ml 3 ml - ml / ml ml
C"D3 2M
C -D
/ ml / ml / ml / ml / ml / ml / ml
3 ml 3 ml 3 ml 3 ml 3 ml 3 ml 3 ml
1arutan ion !"#& /&-M ml / ml - ml 3 ml 2 ml ml : ml
#erapan 0$
∆0
. /.2-3 3.3// 3.:E -.E9/.88 .-
.38 /.2 3.33.9 -.E9: /.:/ .3-
Pemba*asan Per4obaan penentuan bilangan koordinasi ion kompleks dengan metode Job’s ini bertujuan untuk menentukan bilangan koordinasi Fe 3+ pada ion [Fe#!"$ n%3&n. dimana Fe3+ berperan sebagai ion pusat dan ion !"#& berperan sebagai ligan. Prinsip dari Metode Job’s adala* penentuan bilangan koordinasi suatu kompleks dengan perbandingan 5raksi mol menggunakan ariasi kontinu olume ion logam dan ligan dari kompleks tersebut. @ntuk menentukan ariasi Fe 3+ dan ligan !"# & maka dibuat perbandingan ter*adap ariasi olume Fe3+ !"#& dimana konsentrasi Fe 3+ dan !"# & adala* sama, (aitu / &-M. digunakan konsentrasi (ang sama dengan tujuan agar jumla* molar logam dan ligan tetap sama se*ingga (ang berbeda adala* komposisi antara jumla* Fe3+ dan !"#&. Jika komposisi ligan semakin ban(ak maka komposisi ion logam semakin sedikit dan sebalikn(a. 6eaksi (ang terjadi adala*
Pembuatan seri larutan ion logam Fe 3+ ditamba*kan / ml C"D 3 pada setiap ariasi olumen(a, bertujuan untuk memberikan suasana asam dan men4ega* ion Fe 3+ tidak ter*idrolisis dengan air
C"D3 tidak bisa digantikan dengan C -#D2 karena ion Fe3+ akan bereaksi membentuk kompleks Fe-#D2$3 se*ingga ion kompleks [Fe#!"$ n%3&n tidak akan terbentuk. 6eaksi (ang terjadi adala* 'ibuat pula seri larutan ligan !"# & (ang juga ditamba*kan C"D 3 pada setiap ariasi olumn(a, bertujuan untuk memberikan suasana basa dan men4ega* !"# & ter*idrolisis ole* air. 0dapun reaksi (ang terjadi adala*
C"D3 pada saat ditamba*kan pada !"# & sebagai pemberi suasana basa karena di sini !"#& berperan sebagai penerima proton atau pelepas elektron se*ingga bersi5at basa sesuai dengan aturan asam basa Bronsted&1o)r(. C"D3 pada saat ditamba*kan pada Fe3+ berperan sebagai pemberi suasana asam karena Fe3+ berperan sebagai penerima elektron atau pelepas proton. 'ibuat seri larutan kompleks Fe!"#$ dengan perbandingan olume ion logam dan ligan berbanding terbalik dengan olume total tetap. Penamba*an akuades ber5ungsi sebagai pelarut dan penamba*an C"D 3 ber5ungsi sebagai pemberi suasana asam, C"D 3 tidak bisa digantikan dengan C -#D2. !ampuran ini akan meng*asilkan )arna mera* ke4oklatan. >arna ini disebabkan ole* adan(a transisi elektronik dari kompleks tersebut. Kompleks ini menunjukkan)arna komplementern(a karena atom pusatn(a Fe 3+$ memiliki orbital d (ang belum terisi penu* elektron. 0dan(a orbital d (ang belum terisi penu* ini men(ebabkan kemungkinan terjadin(a transisi elektronik dari orbital d (ang tingkat energin(a terenda* ke orbital d (ang tingkat energin(a tinggi. #truktur kompleks ini adala* o4ta*edral se*ingga transisi (ang terjadi adala* dari orbital T-g ke orbital A g, (ang kemudian dianalisis menggunakan spektro5otometer @?&?I#. Prinsip dari spektro5otometer @?&?I# adala* adan(a interaksi antara molekul dengan energi berupa sinar pada panjang gelombang sinar tampak ultraiolet (ang di*asilkan akan men(ebabkan elektron dari molekul tersebut tereksitasi dan kembali ke posisi groundstate karena pada keadaan tereksitasi atom menjadi tidak stabil. #aat kembali ke keadaan groundstate, elektron akan melepaskan energ( (ang kemudian dideteksi ole* dete4tor dan diperkuat ole* ampli5ier se*ingga di*asilkan spe4tra. Pengukuran dilakukan pada λ ; 2Enm, (ang merupakan λ dari Fe!"#$. 'ari data absorbansi seri larutan Fe3+, !"#& dan Fe!"#$ maka didapatkan ∆ absorbansi (ang diplotkan pada gra5ik, ersus 5raksi mol Fe3+. Bentuk kura adala* parabola terbalik, dimana absorbansi meningkat *ingga pada 5raksi tertentu absorbansin(a menurun, dalam kura disebut titik balik maksimum. Pada setiap sisi kura ditarik garis *ingga keduan(a berpotongan. Titik potong ini menunjukkan 5raksi mol Fe 3+ pada saat reaksi 4ampuran mengalami kesetimbangan. #e*ingga diperole* bilangan koordinasi [Fe!"#$n%3&n adala* /. #e*ingga diperole*
Casil ini sesuai dengan teori ba*)a nilai n bilangan koordinasi$n(a adala* sebesar /. ?II.
#impulan Bilangan koordinasi Fe3+ adala* / (ang menunjukkan ion pusat Fe 3+ *an(a mampu mengikat / ligan !"# &. 6umus molekul kompleks (ang terbentuk adala* [Fe!"#$ /%-+.
?III.
'a5tar Pustaka Berg, K.'., Mar4el M.,#ara* !. -/:. 0 0pproa4* to T*e AGuilibrium #tud( o5 Iron III$ T*io4(anates >*i4* 044ounts 5or T*e Kineti4 Instabilit( o5 T*e !omple7es Parti4ular( Dbserable @nder Cig* T*io4(anates !on4entrations. Inorganica Chimica Acta. 2$2. "(asulu, F., 6ebe44a B. -/-. !olorimetri4 'etermination o5 T*e Iron III$&T*io4(anate 6ea4tions AGuilibrium !onstant )it* !alibration and AGuilibrium #olutions Prepared in a !uette b( #eGuential 0dditions o5 Dne 6eagent to T*e Dt*er. Journal of Chemical Education. Paramita, <.0., Irmina @.M. -/-. 0tom Pusat !o -+ d9$ dengan Kon5igurasi Low Spin dalam #en(a)a Kompleks !o&A'T0. Prosiding Seminar asional !imia "ESA. 6enn(, J.#., 1aura 1.T., Aan C.T., 'aid B.!. -/3. Met*od o5 !ontinuous ?ariations 0ppli4ations o5 Job Plots to t*e #tud( o5 Mole4ular 0sso4iations in Drganometalli4 !*emistr(. Angew Chemistr# International Education$ 2:$-. #arode, '.B., #opan T.I., #anja( B.0. -/-. Formula Astablis*ment o5 !olorless Pb II$ !omple7 )it* "&BenHo(l&P*en(l C(dr(7ilamine BP0$ @sing 0tomi4 0bsorption #pe4tros4op(. Indo Journal Chemistr#. /$/-. #ukardjo. /889. !imia %isi& . Jakarta PT 6ineka !ipta.
I.
1ampiran /. 1aporan #ementara -. Per*itungan 3. Pretest 2.
Mengeta*ui 0sisten Pembimbing
usi4a 0malia 6.
#urakarta, -E Maret -/9 Praktikan
"es*a "ares)ari
