Pembuatan Cis dan Trans Kalium diakuodioksalatokromat (III)

A. Tujuan Percobaan

Mempelajar pembuatan dan sifat-sifat isomer cis dan trans dari garam kompleks kalium

diakuodioksalatokromat (III).

B. Pendahuluan

Banyak senyawa koordinasi yang menunjukkan gejala isomerisme. Isomerime pada

senyawa koordinasi dapat dibagi dalam dua kelompok, yaitu isomerisme structural dan

isomerisme ruang. Isomerisme ruang dapat dibagi menjadi isomerisme geometrik dan

isomerisme optic. Isomerime structural yaitu saat atom membat berbagai macam isomer

dengan membentuk struktur yang berbeda. Isomer geometri adalah isomeri yang disebabkan

oleh perbedaan letak atau gugus di dalam ruang. Isomer geometri sering juga disebut dengan

isomer cis-trans.

Kompleks yang mempunyai isomer hanya kompleks-komplek yang bereaksi sangat

lambat dan kompleks yang inert. Ini disebabkan karena kompleks-kompleks yang bereaksi

sangat cepat atau kompleks-kompleks yang labil, sering bereaksi lebih lanjut membentuk

isomer yang stabil. Yang dimaksud dengan senyawa isomer adalah molekul-molekul atau ion-

ion yang mempunyai susunan atom yang sama sehingga bangun dan sifat-sifatnya berbeda.

Untuk itu pada percobaan kimia fisika kali ini akan membuat suatu senyawa isomer cis

dan trans ari garam kompleks kalium diakuoioksalatokromat (III), serta akan mempelajari

sifat-sifatnya.

C. Dasar Teori

Dalam pelaksanaan analisis anorganik kualitatif banyak reaksi-reaksi yang

menghasilkan pembentukan kompleks. Suatu ion atau molekul kompleks terdiri dari satu

atom (ion) pusat dan sejumlah ligan yang terikat erat dengan atom (ion) pusat itu. Jumlah

relative komponen-komponen ini dalam kompleks yang sabil Nampak mengikuti stoikiometri

yang sangat tertentu, meskipun ini tak dapat ditafsirkan dalam lingkup konsep valensi yang

klasik. Atom pusat ini ditandai oleh bilangan koordinasi, suatu angka bulat yang

menunjukkan jumlah ligan (monodentat) yang dapat mementuk kompleks yang stabil dengan

satu atom pusat. (Vogel,1990)

Biasanya pada senyawa koordinasi berasal dari logam transisi. Ciri logam transisi

adalah memiliki subkulit d yang tidak terisi penuh atau mudah menghasilkan ion-ion dengan

subkulit d yang tidak terisi penuh. Cirri ini menyebabkan beberapa sifat khas, meliputi warna

yang unik, pementukan senyawa paramagnetic, aktivitas katalitik, dan terutama memiliki

kecenderungan yang besar untuk membentuk ion kompleks. Contoh:K3[Fe(CN)6] dan

K2[Pt(Cl)4]. (Chang, 2004)

Pada beberapa senyawa kompleks koordinasi, ikatan kovalen menimbulkan

kemungkinan terbentuknya senyawa-senyawa isomer, karena ligan terikat dalam ruangan

sekitar ion logam pusat. Yang dimaksud dengan senyawa isomer adalah molekul-molekul

atau ion-ion yang mempunyai susunan atom yang sama sehingga bangun dan sifat-sifatnya

berbeda. Ada dua keisomeran yang lazim dijumpai pada senyawa kompleks koordinasi yaitu

keisomeran cis-trans atau biasa disebut isomer geometric dan keisomeran optic. (Rivai, 1994).

Keisomeran gemetrik terjadi pada beberapa senyawa kompleks yang mempunyai

bilangan koordinasi 2, 4, dan 6. Pada bilangan koordinasi 2 membentuk geometri linier.

Contohnya [Ag(NH3)2]+, yang terbentuk lewat reaksi antara ion Ag+ dan ammonia. Pada

bilangan koordinasi 4 terdapat dua jenis bentuk geometri yaitu tetrahedral dan segiempat

planar. Contonya [Zn(NH3)4]2+ membentuk geometri tetrahedral dan [Pt(NH3)4]2+ membentuk

geometri segiempat planar. Untuk senyawa kompleks platina (II), [Pb(NH3)2¬Cl2],

mempunyai dua senyawa isomer yang berbeda kelarutan, warna dan sifat-sifat lainnya.

(Chang, 2004)

Ion kompleks dengan bilangan koordinasi 6 semuanya mempunyai geometri octahedral.

Isomer geometri mungin terdapat dalam kompleks octahedral ketika ada dua jenis ligan atau

lebih. Contohnya ialah ion tetraaminadiklorokobalt(III). Kedua isomer geometrinya

mempunyai warna dan sifat-sifat lain yang berbeda meskipun keduanya memilki jenis dan

ligan yang sama. Kompleks bilangan koordinasi 4 dan 6 adalah yang paling stabil secara

elektronik dan secara geometri dan kompleks dengan bilangan koordinasi 4-6 yang paling

banyak dijumpai (Chang, 2004)

gambar bentuk oktahedral

Terdapat beberapa teori tentang senyawa kompleks yang muncul sebelum tahun 1930.

Teori yang pertama kali muncul adalah teori ammonium yang dikemukakan oleh Graham,

kemudian disusul oleh teori-teori yang lain.

1. Teori Ammonium Graham

Berdasarkan teori ini, amina-amina logam dianggap sebagai senyawa-senyawa

ammonium yang tersubstitusi. Menurut Graham dua atom hydrogen, masing-masing satu

dari setiap ion ammonium, disubstitusi oleh sebuah atom tembaga. Dua atom tembaga

dapat disubstitusi oleh satu atom tembaga karena temabaga memiliki valensi dua

sedangkan hydrogen satu. Sayangnya teori ini hanya dapat diterapkan bila jumlah NH3

yang terikat pada atom logam jumlahnya sama dengan valensi logam atau elektrovalensi

dari logam.

2. Teori senyawa Molekular Kekule

Pada tahun 1854 konsep tentang valensi sedang dirumuskan dan dikembangkan

oleh beberapa pakar ilmu kimia. Permasalahan pada waktu itu “apakah suatu unsure dapat

memiliki lebih dari satu harga valensi?”. Berdasarkan pendapatnya tentang valensi

konstan, Kekule membagi senyawa menjadi dua golongan, yaitu senyawa atomic dan

senyawa molecular. Senyawa atomic merupakan senyawa merupakan senyawa yang

jumlah atom-atomnya yang bersesuaian dengan valensi tetapnya. Senyawa molecular

dianggap tersusun dari beberapa senyawa atomic.

Kekule tidak menjelaskan jenis gaya yang terlibat dalam pembentukan senyawa

molekuler dari senyawa-senyawa atomic. Dia hanya menyatakan bahwa gaya-gaya yang

bekerja antara senyawa-senyawa atomic di dalam senyawa molecular adalah lebih lemah

dibandingkan gaya antara atom-atom dalam senyawa atomic.

3. Teori Rantai Blomstrand-Jorgensen

Blomstrand mengajukan teori rantai yang kemudian disempurnakan oleh Jorgensen.

Berdasarkan teori rantai, molekul-molekul NH3 dapat membentuk rantai –NH3–, analog

dengan rantai –CH2– pada senyawa organic. Didalam senyawa kompleks, jumlah NH3

yang terikat pada atom logam tergantung pada valensi logam. Atom halogen di dalam

senyawa kompleks dibagi dua macam, yaitu atom halogen lebih dekat dan atom halogen

lebih jauh. Teori ini tidak dapat menjelaskan sifat nonelektrolit dari CoCl3.3NH3.

4. Teori Koordinasi Werner

Dalam teori koordinasi Werner mempostulasikan adanya dua macam valensi, yaitu

valensi primer dan sekunder. Dua macam valensi ini hanya dimiliki oleh atom logam

dalam senyawa kompleks. Valensi primer dari suatu atom logam hanya dapat dipenuhi

oleh anion. Valensi sekunder disebut juga dengan bilangan koordinasi yang dapat dipenuhi

oleh anion atau molekul netral. Atom pusat dengan anion atau molekul netral yang terikat

pada atom pusat membentuk suatu kompleks. Kompleks yang atom pusatnya memiliki

bilangan koordinasi 6 struktur khasnya adalah octahedral, sedangkan yang atom pusatnya

memiliki bilangan koordinasi 4 struktur khasnya adalah tetrahedral atau bujur sangkar.

5. Kaidah Bilangan Atom Efektif

Sidgwick mengajukan gagasan tentang kaidah bilangan atom efektif, yang

dikembangkan berdasarkan teori octet dari Lewis. Jumlah electron pada atom pusat dengan

electron yang didonorkan oleh ligan-ligan disebut dengan bilangan atom efektif. Bila

jumlah electron tersebut sama dengan electron pada Kripton, xenon, atau radon dikatakan

kaidah EAN terpenuhi dan kompleks yang bersangkutan bersifat stabil. Alternative lain

adalah apabila koorinasi electron terluar atom pusat (n – d)d10 ns2 np6, maka pada orbital

valensi atom pusat terisi 18 elektron, dan kompleks yang bersangkutan bersifat stabil.

Kaidah ini disebut kaidah 18 elektron.

(Effendy, 2007)

Efek trans merupakan keistimewaan mengenai reaksi penggantian ligan dalam

kompleks segiempat yang kurang penting dalam reaksi kompleks octahedral. Secara storik

terdapat dua kemungkinan produk reaksi dengan orientasi cis- dan trans terhadap L, baik

dalam reaksi ini atau jenis lain, suatu deret ligan yang cukup luas dapat disusun dalam urutan

sama dengan kemampuannya untuk mensubstitusi dalam posisi trans terhadapnya. Fenomena

tersebut terkenal sebagai efek trans. Ini merupakan efek gugus terkoordinasi terhadap laju

subtitusi dalam posisi trans terhadapnya dalam kompleks segiempat atau oktahedral.

(Naryono,1999)

Urutan kira-kira dari pengaruh trans yang makin naik adalah:

H2O, OH-, NH3 < Cl-, Br- < SCN-, I-, NO2-, C6H5

- < SC(NH2)2, CH3- < H-, PR3,< C2H4, CN-, CO

Laju substitusi meningkat dengan peningkatan kemampuan akseptor π atau donor σ ligan

trans dalam urutan seperti di atas. Deret efek trans terbukti sangat berguna untuk

menerangkan prosedur sintetik yang telah dikenal dan mencari prosedur sintetik yang

berguna.(Anonim,2011)

D. Alat dan Bahan.

1. Alat

a. Gelas beker 500 mL

b. Gelas beker 150 mL

c. Corong Buchner

d. Erlenmeyer 125 mL

e. Pembakar spiritus

f. Batang pengaduk

g. Cawan penguap

h. Pipet tetes

i. Toples

j. Sendok sungu

k. Ball pipet

l. Mortal

m. Gelas arloji besar

n. Gelas arloji sedang

o. Pipet volume 5 mL

p. Corong gelas

Diuji dengan NH3

Krital dikeringkan

Gelas beker 50 mL

Dicuci dengan akuades, lalu dengan etanol

Ditutup dengan gelas arloji

Disaring

Diuapkan sebagian

1 gram kalium dikromat akuades3 gram H2C2O4.H2O

Akuades

2. Bahan

a. Etanol

b. Aquades

c. Asam oksalat dihidrat

d. Kristal Kalium dikromat

e. Larutan NH3 0,01 M

f. Kertas saring

g. Es batu

E. Cara Kerja

1. Pembuatan isomer trans-kalium diakuodioksalatokromat (III)

1gram K2Cr2O7

3gram H2C2O4.H2O

Ditambah 5 mL etanol

Ditetesi akuadesCawan penguapan

Disaring dengan buchner etanol

Diaduk

Ditutup dengan gelas arloji

Kristal diuji dengan NH3

dikeringkan dengan oven

2. Pembuatan isomer cis-kalium diakuodioksalatokromat (III)

F. Pembahasan

Percobaan pembuatan cis dan trans kalium diakuodioksalatokromat (III) ini bertujuan

untuk mempelajari bagaimana pembuatan dan sifat-sifat isomer cis dan trans dari garam

kompleks kalim diakuodioksalatokromat (III). Dimana percobaan ini pada prinsipnya

mereaksikan antara asam oksalat dan kaliumdikromat pada kondisi berbeda untuk membuat

cis dan trans. Pada pembuatan trans, masing-masing reaktan dilarutkan dalam akuades,

sedangkan pada pembuatan cis, masing-masing reaktan tidak dilarutkan. kemudian dilakukan

uji kemurnian dengan larutan ammonia.

Percobaan pertama yaitu pembuatan trans kalium diakuodioksalatokromat(III). Mula-

mula dicampurkan larutan asam oksalat dengan kalium dikromat. Tujuan dilarutkannya

reaktan dalam akuades ini untuk mempercepat terjadinya reaksi antara reaktan. Larutan asam

oksalat berwarna bening sedangkan larutan kalium dikromat berwarna orange. Gelas beker

yang digunakan digunakan untuk mereaksikan juga ditutup dengan gelas arloji, gunanya

untuk mencegah terjadinya/keluarnya kalor yang berasal dari aquadet panas. Reaksi yang

terjadi adalah :

7 H2C2O4.2H2O + K2Cr2O7 2K[Cr(C2O4)2(H2O)2] + 17H2O + 6 CO2

Campuran larutan ini berwana hitam pekat. Terjadinya perubahan warna ini karena

terbentuknya senyawa kompleks kalium diakuodioksalatokromat (III) dimana dalam senyawa

kompleks tersebut dua macam ligan dan satu atom pusat dari logam transisi. Reaksi ini juga

ditandai dengan adanya gelembung-gelembung gas yang menandakan lepasnya CO2 dan uap

air.

Setelah tidak terdapat gelembung gas, laruan tersebut diuapkan hingga larutan

tinggal setengahnya dan melanjutkan penguapan pada suhu kamar hingga ± sepertiganya.

Tujuannya adalah agar H2O atau air yang tidak diperlukan dapat habis dan tidak

mempengaruhi pembentukan senyawa kompleks kalium diakuodioksalatokromat(III). Hal ini

untuk menghindari kemungkinan terbentuknya ligan H2O berlebih yaitu lebih dari yang

diinginkan.

Setelah volumenya tinggal sepertiga, larutan disaring kemudian dicuci dengan air

dingin dan setelah itu dengan etanol. Pencucian dengan air dingin ini untuk menghilangkan

zat-zat pengotor dan pencucian dengan etanol untuk mengikat air yang masih terdapat pada

kristal yang dihasilkan yang merupakan isomer trans-kalium diakuodioksalatokromat (III).

Kemudian endapan yang dihasilkan dikeringkan dan ditimbang. Diperoleh berat

endapan tersebut sebesar 0,517 gram. Sedangkan menurut perhitungan diperoleh berat kalium

diakuodioksalatokromat(III) sebesar 2,0608884 gram. Sehingga diperoleh rendemen sebesar

25,086%. Dari hasil perhitungan dan percobaan mempuyai selisih yang cukup besar. Hal ini

dapat dikarenakan adanya kesalahan dalam pelaksanaan pratikum. Misalnya dalam penguapan

larutan, kurang lamanya penguapan dalam suhu kamar yang dilakukan. Sehingga

kemungkinan adanya air berlebih yang masih terdapat dalam larutan.

Pengujian kemurnian pada senyawa kompleks trans dilakukan dengan pemberian

larutan ammonia beberapa tetes. Hasilnya akan membentuk padatan berwarna coklat tua yang

tidak larut. Munculnya warna ini dikarenakan adanya efek trans. Penambahan amonia dapat

mensubstitusi ligan oksalat ataupun air. Ligan H2O yang mengikat pada atom pusat digantikan

oleh NH3. Ligan NH3 ini mempunyai efek trans yang lebih kuat daripada ligan H2O. Maka

strukturnya sebagai berikut:

H2O

H2O

CrO-C=O

O-C=O

O=C-O

O=C-O

NH3

NH3

CrO-C=O

O-C=O

O=C-O

O=C-O

NH3

K+ K+

Percobaan yang kedua adalah pembuatan senyawa kompleks cis-, yang dilakukan

dengan cara mereaksikan asam oksalat dihidrat dengan kristal kalium dikromat dalam cawan

penguapan. Kemudian ditambahkan setetes akuades dan tutup cawan dengan gelas arloji

selama reaksi berlangsung. Setelah terjadi kontak maka reaksi akan segera berlangsung

dengan disertai pelepasan uap air dan karbondioksida. Terlihat perubahan campuran menjadi

hitam. Agar campuran tidak menjadi larutan, maka gelas arloji harus segera dibuka pada saat

reaksi berlangsung. Hal ini agar tidak ada kesetimbangan campuran antara isomer cis dan

trans. Persamaan reaksinya adalah:

7 H2C2O4.2H2O + K2Cr2O7 2K[Cr(C2O4)2(H2O)2] + 17H2O + 6 CO2

Kemudian ditambahkan etanol ke dalam campuran dan diaduk hingga dihasilkan

endapan. Penambahan etanol ini, bertujuan untuk memadatkan seluruh endapan. Etanol ini

juga berfungsi untuk melarutkan trans- dan juga melarutkan produk samping lainnya yang

masih tersisa dalam campuran. Akibat adanya efek trans, maka isomer trans bersifat lebih

labil daripada isomer cis-, sehingga larut dalam etanol.

Campuran tadi disaring dengan penyaring Buchner untuk menghilangkan kadar

airnya, selanjutnya dikeringkan dalam oven dan kemudian ditimbang. Didapatkan endapan

sebanyak 1,1228 gram. Sedangkan dari hasil perhitungan didapatkan berat kalium

diakuodioksalatokromat(III) sebesar 2,0622 gram. Sehingga kadar isomer cis-kalium

dioksalatodiakuokromat (III) dalam endapan yang terbentuk sebesar 54,4467%. Hal ini

menandakan hasil percobaan belum sempurna.

Uji kemurnian juga dilakukan pada isomer cis dengan menggunakan larutan

ammonia. Penambahannya dapat mensubstitusi ligan oksalat ataupun air. Akibatnya dalam

penambahan ini pada Kristal kompleks, terdapat suatu bagian berupa larutan berwarna hijau

muda yang dengan cepat menyebar merata pada kertas saring. Bagian ini yang disebut sebagai

cis Kalium Dioksalatodiakuokromat (III).

H2OH2O

O-C=O OCO O

CO

O-C=O Cr

Bentuk geometri dari isomer Cis-Kalium Dioksalatodiakuokromat (III) adalah bentuk

octahedral dimana subtituen air dan oksalat berorientasi pada arah yang sama dapat

digambarkan sebagai berikut:

G. Kesimpulan

1. Isomer cis dan trans dapat dibuat berdasarkan perbedaan sifat-sifatnya, antara lain

kelarutan, stabilitas, bentuk dan warna.

2. Redemen pada trans kalium diakuodioksalatokromat(III) sebesar 25,086%

Rendemen pada cis kalium diakuodioksalatokromat(III) sebesar 54,4467%

H. DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2011. http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-anorganik-universitas/kimia-

logam-transisi/reaksi-kompleks/ diakses 27 Maret 2011

Chang, Raymond. 2004. Kimia Dasar Jilid 2. Jakarta: Erlangga

Effendy. 2007. Perspektif Baru Kimia Koordinasi. Surabaya: Bayu Media

Nuryono. 1999. Kimia Koordinasi. Yogyakarta: Lab FMIPA UIN

Rivai, Harizul. 1994. Asas Pemeriksaan Kimia. Jakarta: UI-Press

Vogel. 1990. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro Dan Semi Mikro. Jakarta:

PT Kalman Media.

I. Lampiran

1. Perhitungan

2. Laporan sementara

Yogyakarta, 28 Maret 2011

Asisten Pratikan

Solihin Jazarotun Nisak

PERHITUNGAN

1.Trans kalium diakuodioksalatokromat(III)

Diketahui:

m asam oksalat = 3,0022 g

m kalium dikromat = 1,0038 g

Ditanyakan:

Massa senyawa kompleks dan rendemen?

Jawab:

Mol K2Cr2O7 = m/Mr

= 1,0038 g / 294 gram mol-1

=0,003414 mol

Mol H2C2O4.2H2O = m / Mr

= 3,0022 g / 126 gram mol-1

= 0,023827 mol

7 H2C2O4.2H2O + K2Cr2O7 2K[Cr(C2O4)2(H2O)2] + 17H2O + 16CO2

mol kaliumdikromat / koefisien = 0,003414 mol / 1

= 0,003414

mol asamoksalat / koefisien = 0,023827 / 7

= 0,0034038

mol K [Cr (C2 O4 )2 ( H 2 O )2 ]=koef . K [ Cr (C2O4 )2 ( H 2 O )2 ]

koef .K 2Cr2O7

× mol K2Cr2 O7

¿ 21

×0,003414 mol

¿0,006828 mol

massa K [Cr (C2 O4 )2 ( H 2O )2 ]=mol × Mr K [Cr (C2O4 )2 ( H 2 O )2 ]

¿0,006828 ×303grammol

=2,0608884 gram

rendemen=m percobaanm teori

¿ 0,517 gram2,0608884

×100 %

= 25,086 %

2. Cis kalium diakuodioksalatokromat(III)

Diketahui:

m asam oksalat = 3,0007 g

m kalium dikromat = 1,0007 g

Ditanyakan:

Massa senyawa kompleks dan rendemen?

Jawab:

Mol K2Cr2O7 = m/Mr

= 1,0007 g / 294 gram mol-1

=0,003403 mol

Mol H2C2O4.2H2O = m / Mr

= 3,0007 g / 126 gram mol-1

= 0,023815 mol

7 H2C2O4.2H2O + K2Cr2O7 2K[Cr(C2O4)2(H2O)2] + 17H2O + 16CO2

mol kaliumdikromat / koefisien = 0,003403 mol / 1

= 0,003403

mol asamoksalat / koefisien = 0,023815 / 7

= 0,0034021

mol K [Cr (C2 O4 )2 ( H 2 O )2 ]=koef . K [ Cr (C2O4 )2 ( H 2 O )2 ]

koef .K 2Cr2O7

× mol K2Cr2 O7

¿ 21

×0,003403 mol

¿0,006806 mol

massa K [Cr (C2 O4 )2 ( H 2O )2 ]=mol × Mr K [Cr (C2O4 )2 ( H 2 O )2 ]

¿0,006806 ×303grammol

=2,0622 gram

rendemen=m percobaanm teori

¿ 1,1228 gram2,0622

× 100 %

= 54,4467 %