KARAKTERISTIK DAN SINTESIS SENYAWA KOMPLEKS Cu DENGAN LIGAN

ISOKUINOLINA DAN ASETILASETON/IKROMIL MENGGUNAKAN BIOMASA

PHANEROCHAETE CHRYSOSPORIUM DAN SPEKTROSKOPI UV.VIS DAN FT. IR

Di ekstrak oleh kelompok II : Abdus Syakir, Diah Ayu Ningrum, Dinda Amalianda, Fanny

Noviyanti, Fitriani Nadapdap

Abstrak

Telah dilakukan penelitian tentang sintesis dan karakterisasi senyawa kompleks Cu(II)-8

hidroksikuinolin dan Co(II)-8-hidroksikuinolin. Penelitian ini dilakukan untuk memperoleh

senyawa kompleks Cu(II)-8-hidroksikuinolin dan Co(II)-8-hidroksikuinolin serta mengetahui

karakter senyawa kompleks tersebut melalui analisis UV-Vis, AAS dan FTIR. Sintesis senyawa

kompleks Cu(II)-8-hidroksikuinolin dilakukan dengan mencampurkan CuSO4.5H2O dan ligan

8-hidroksikuinolin dalam metanol, kemudian dilakukan pengadukan dengan magnetik stirer,

disaring, dicuci dan dikeringkan dalam desikator. Hasil analisis FTIR menunjukkan adanya atom

N dan atom O gugus C-O ligan 8-hidroksikuinolin terkoordinasi pada atom pusat Cu(II) dan

Co(II). Metode menggunakan biomassa Phanechaete Chrysosporium ini dengan

mengembangbiakkan jamur Phanerochaete Chyrsosporium dalam media cair dengan komposisi

pepton 20 gr/ltd an 40 gr/lt glukosa yang diinkubasi pada suhu 35 0C selama 6 hari. Langkah

selanjutnya adalah mengambil 200 ml limbah yang konsentrasi Cu2+ 5,7 mg/ltd an konsentrasi

Cr6+ 137 mg/lt dan pH 3,15. Sintesis senyawa kompleks dilakukan dengan menggunakan metode

reaksi langsung. Pembuatan senyawa kompleks dilakukan dalam 3 tahap. Tahap pertama

mereaksikan CuCl2.6H2O dengan isokuinolin pada perbandingan 1:2 dalam pelarut metanol.

Tahap kedua mereaksikan CoSO4.7H2O (untuk senyawa kompleks I) atau Co(NO3)2.6H2O (untuk

senyawa kompleks II) dengan KSCN pada perbandingan 1:6 dalam pelarut metanol. Tahap

ketiga, mencampur kedua larutan hingga homogen. Kristalisasi dilakukan pada suhu ruang

dengan cara penguapan perlahan. Karakterisasi senyawa kompleks meliputi: titik

lebur, λmaks dengan spektroskopi UV-Vis, penentuan bilangan koordinasi, penentuan gugus fungsi

yang terikat dengan spektroskopi Infra Red, uji SSA, uji konduktivitas, uji kualitatif ion

dan penentuan sifat magnet senyawa kompleks.

I. PENDAHULUAN

Pada penelitian ini disintesis senyawa kompleks dari ion pusat Cu2+ dengan konfigurasi

elektron [Ar]3d9 . Ion pusat Cu2+ mempunyai satu elektron yang tidak berpasangan (bersifat

paramagnetik) dengan spin ½ . Sifat paramagnetik sangat membantu dalam pembentukan

material magnetik. Selain dari ion pusat, untuk lebih meningkatkan sifat magnet bahan maka

digunakan ligan dengan kerapatan elektron yang tinggi supaya kerapatan awan elektron

disekitar ion pusat menjadi lebih besar. Semakin tinggi kerapatan elektron pada atom pusat maka

sifat magnetik akan lebih meningkat. Untuk memenuhi hal tersebut digunakan ligan isokuinolin

dan ion kompleks[Co(SCN)6]4-. Ion kompleks [Co(SCN)6]4- merupakan kompleks anion besar

yang dapat berikatan dengan kompleks kation. Ion kompleks ini diharapkan dapat mensubtitusi

ligan H2O.

Beberapa jenis industri yang potensial menghasilkan logam antara lain : Agrochemical

menghasilkan logam berat Hg, Pb, Sn, Zn ; Industri cat : Al, Cl, Co,Cr, Cu, Pb, Zn ; Industrim

Elektronika : Pb, Zn ; Industri farmasi : Cr, Hg, Zn ; Industri keramik/gelas : Pb ; Industri Karet :

Zn ; Industri Kayu/kulit : Cr, Pb, Zn ; Industri kendaraan : Ni, Pb, Zn ; Industri Percetakan : Cd,

Pb ; Industri Kertas : Cd, Pb, Zn ; Industi Tekstil : Cd, Pb, Zn; Industri minyak : Zn ; Industri

logam : Ni, Pb, Zn ; Industri Elektroplating : Cr, Cu, Ag, Ni, Zn dan industry yang lain (Totok

Ardianto, 1998). Beberapa proses dan teknologi yang telah ada dapat diaplikasikan dalam

pengolahan air limbah yang mengandung logam berat dalam air limbah industry, seperti berikut

ini :

1. Pengendapan, koagulasi dan flokulasi.

2. Proses pertukaran ion / resin penukar ion (Ion Exchange)

3. Proses Elektrokimia (oksidasi-reduksi)

4. Biodsorbtion (penyerapan dengan mikroorganisme/biologi)

Telah diketahui sejak lama bahwa bakteri, jamur mempunyai kemampuan dalam menyerap

logam-logam berat seperti halnya jamur Phanerochaete Chrysosporium dapat menyerap ion

logam berat seperti Cu2+, Co2+ dan Cr6+. Kemampuan jamur dalam mengikat ion logam

disebabkan karena adanya senyawa potensial yang terkandung dalam dinding sel (Sing, Cho and

Yu, Jian, 1997).

Menurut Soeprijanto, biomassa dihasilkan dari laboratorium dengan menumbuhkan

Saccharomyces Cerevisiae pada media cair yang terdiri atas yeast ekstrak, pepton dan dektrosa.

Proses biosorpsi dilakukan dengan memperlakukan biomassa dengan non-treatment dan

treatment. Pada proses treatment biomassa ditambahkan dengan larutan NaOH. Dalam proses

batch biomassa sebanyak 4 gr/liter dicampur dengan larutan logam berat Cr (VI) sebesar 100

mg/liter dengan pH media 2 dan 6 dalam waktu 125 menit. Hasil eksperiment menunjukkan

bahwa kapasitas biosorpsi maksimum dicapai sebesar 19,47 mg/gram pada pH dengan treatment,

dan dengan non-treatment dapat dicapai sebesar 18,64 mg/gram pada pH yang sama. Kinetika

biosorpsi pada ion logam Cr (VI) mengikuti persamaan reaksi orde I dengan nilai koefisien

korelasi sekitar 0,98.

Phanerochaete Chrysosporium

Jamur merupakan mikroorganisme bersel banyak, hidup secara aerobic, nonfotosintetik

kemoheterotrof dan termasuk eukariotik. Mikroba ini menggunakan senyawa organic sebagai

substrat dan bereproduksi secara aseksual dengan spora. Kebutuhan metabolism mereka sama

seperti bakteri, namun membutuhkan lebih sedikit nitrogen dan dapat tumbuh dan berkembang

biak pada pH rendah. Ukuran jamur lebih besar dari bakteri tapi karakteristik pengendapannya

buruk. Oleh karena itu Jurnal Teknik Kimia Vol.4,No.1, September 2009 252 mikroba ini tidak

disukai dalam proses activated sludge.

Penelitian tentang senyawa kompleks Cu dan Co banyak dilakukan dengan ligan 8-

hidroksikuinolin yang dikombinasikan dengan ligan lain. Penelitian tentang kompleks Cu (II)

dan Co (III) dengan ligan diphenic acid dan 8-hidroksikuinolin menghasilkan kompleks

[Cu(DA)(8-HQ)] dan [Co(DA)(8-HQ)], DA=diphenic acid, 8-HQ=8-hydroxyquinoline yang

berfungsi sebagai antijamur.

Penelitian Co(II) dengan ligan 8-hidroksikuinolin yang dikombinasikan dengan ligan lain

juga telah dilakukan sebelumnya. Sintesis kompleks dilakukan antara atom pusat Co(II) dengan

ligan 8-hydroxyquinoline yang dicampur dengan dipicolinate dari bahan Pyridine-2,6-

dicarboxylic acid (dipicolinic acid, H2dipic) menghasilkan kompleks dengan rumus (8-

H2Q)2[Co(dipic)2].6H2O, 8-H2Q = 2 molekul 8-hydroxyquinoline, dipic = dipicolinate.

Kompleks tersebut terdiri dari 2 molekul kation 8-hidroksikuinolin dan anion

bis(dipicolinate)Co(II) dan berfungsi sebagai antibakteri.

II. METODE PENELITIAN

Senyawa Kompleks I

Tahap pertama senyawa CuCl2.6H2O direaksikan dengan ligan isokuinolin, masing-

masing ditimbang dan dilarutkan dalam metanol, kemudian diaduk hingga homogen (disebut

sebagai larutan 1). Tahap kedua senyawa CoSO4.7H2O direaksian dengan garam KSCN, masing-

masing ditimbang dan dilarutkan dalam metanol, kemudian diaduk hingga homogen (disebut

sebagai larutan 2). Tahap ketiga, larutan 1 dan larutan 2 dicampur dan diaduk hingga homogen,

kemudian larutan disaring. Filtrat diuapkan perlahan pada suhu kamar hingga terbentuk kristal.

Senyawa Kompleks II

Tahap pertama senyawa CuCl2.6H2O direaksikan dengan ligan isokuinolin, masing-

masing ditimbang dan dilarutkan dalam metanol, kemudian diaduk hingga homogen (disebut

sebagai larutan 1). Tahap kedua senyawa Co(NO3)2.6H2O direaksian dengan garam KSCN,

masing-masing ditimbang dan dilarutkan dalam metanol, kemudian diaduk hingga homogen

(disebut sebagai larutan 2). Tahap ketiga, larutan 1 dan larutan 2 dicampur dan diaduk hingga

homogen, kemudian larutan disaring. Filtrat diuapkan perlahan pada suhu kamar hingga

terbentuk kristal.

Sintesis Kompleks Cu (II) dengan 8-hidroksikuinolin

Larutan I CuSO4.5H2O (0,249 g) dan 10 ml metanol dalam gelas beker, larutan II 8-

hidroksikuinolin dan 10 ml metanol dalam gelas beker. Larutan I ditambahkan pada larutan II

secara bertetes-tetes pada gelas beker, kemudian distirer selama ± 1 jam. Larutan didiamkan

selama 24 jam sampai terbentuk endapan, setelah itu endapan disaring dan dicuci dengan

metanol kemudian dikeringkan dalam desikator selama 3 hari. Hasilnya dianalisis menggunakan

spektrofotometri UV-Vis, AAS, dan FTIR.

Sintesis Kompleks Co (II) dengan 8-hidroksikuinolin

Larutan I CoSO4.7H2O (0,249 g) dan 10 ml metanol dalam gelas beker, larutan II 8-

hidroksikuinolin dan 10 ml metanol dalam gelas beker. Larutan I ditambahkan pada larutan II

secara bertetes-tetes pada gelas beker, kemudian distirer selama ± 1 jam. Larutan didiamkan

selama 24 jam sampai terbentuk endapan, setelah itu endapan disaring dan dicuci dengan

metanol kemudian dikeringkan dalam desikator selama 3 hari. Hasilnya dianalisis menggunakan

spektrofotometri UV-Vis, AAS, dan FTIR.

Metodelogi tahap biomassa

Biosorpsi logam Cu (II) dan Cr (IV) pada limbah electroplating dengan menggunakan biomasa

Phanerochaete Chrysosporium dilakukan dengan limbah Elektroplating dengan konsentrasi ion

Cu2+ 5,7 mg/liter dan konsentrasi ion Cr6+ 137mg/liter dengan pH 3,15 kemudian dinaikkan pH

nya menjadi 5 dengan penambahan NaOH 0,1 N sebanyak 93,9 ml. kemudian ditambahkan

dengan adsorban dan diinkubasikan selama waktu adsorpsi sesuai variable. Larutan disaring

filtrate dianalisa dengan menggunakan spektrofotometer.

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

Sintesis senyawa kompleks dari CoSO4.7H2O dengan garam KSCN dan CuCl2.6H2O

dengan ligan Isokuinolin dengan perbandingan 1:6 dan 1:2 telah berhasil disintesis

dengan metode reaksi langsung.

Titik Lebur

Penentuan titik lebur bertujuan untuk mengetahui apakah senyawa kompleks yang

dihasilkan adalah senyawa baru, dimana senyawa kompleks baru itu mempunyai titik lebur yang

berbeda dari senyawa penyusunnya yaitu garam atau ligannya. Selain itu, analisis ini juga

berfungsi untuk mengetahui kemurnian senyawa kompleks. Apabila titik lebur suatu senyawa

tidak lebih dari 20C maka senyawa tersebut dapat diduga murni.

Tabel 1. Data Uji Titik Lebur Senyawa Penyusun dan Senyawa Kompleks Hasil Sintesis

No Senyawa Perubahan Fasa dan Warna Titik Lebur

(oC)

1

2

3

4

5

6

7

CoSO4.7H2O

Co(NO3)2.6H2O

KSCN

CuCl2.6H2O

Isokuinolin

Kompleks 1

Kompleks 2

-

-

-

-

-

Padat menjadi cair, biru menjadi biru

tua

Padat menjadi cair, biru menjadi biru

tua

 

Hasil sintesis pada penelitian ini berupa kristal kompleks I dan kompleks II yang

berwarna biru. Untuk memastikan bahwa hasil sintesis mengandung kobalt dan tembaga maka

pada penelitian ini perlu dilakukan uji SSA. Dari hasil SSA pada Lampiran 26 dapat dilihat

bahwa pada kompleks I terdapat kandungan ion kobalt sebanyak 15,662 ppm dan ion tembaga

sebanyak 3,778 ppm dan pada kompleks II terdapat kandungan ion kobalt 15,833 ppm dan ion

tembaga sebanyak 3,756 ppm. Hal ini membuktikan bahwa pada kristal kompleks I dan II hasil

sintesis terdapat adanya ion pusat kobalt dan tembaga yang berkoordinasi dengan ligan dalam

membentuk senyawa kompleks.

Data Panjang Gelombang Maksimum (λmaks)

No. Senyawa

Kompleks

λmaks Amaks

1. Kompleks I 318

268

216

0,037

0,057

0,661

2. Kompleks II 320

268

216

0,048

0,057

0,661

Dari kurva dapat ditentukan absorbansi terkoreksi maksimum fraksi mol pada kompleks I

adalah 0,49. Berdasarkan rumusan fraksi mol, maka mol anion [Co(SCN)6]4- yang terikat dengan

kation [Cu(isoquin)2]2+ pada kristal senyawa kompleks I adalah 1, sehingga perbandingan

kompleks anion dan kation yang terikat adalah satu berbanding satu.

Dari kurva dapat ditentukan absorbansi maksimum fraksi mol ligan sianida pada kompleks II

adalah 0,435. Berdasarkan rumusan fraksi mol, maka mol anion [Co(SCN)6]4-yang terikat dengan

kation [Cu(isoquin)2]2+ pada kristal senyawa kompleks II adalah 1, sehingga perbandingan

kompleks anion dan kation yang terikat adalah satu berbanding satu.

Sintesis senyawa kompleks Cu(II) dan Co(II) dengan ligan 8-hidroksikuinolin menghasilkan

senyawa kompleks Cu(II)-8-hidroksikuinolin berwarna hijau-kuning dan Co(II)-8-

hidroksikuinolin berwarna kunig. Hasil yang diperoleh dilakukan karakterisasi menggunakan

beberapa instrumen yaitu spektrofotometri UV-Vis untuk menentukan panjang gelombang

maksimum, FTIR untuk mengetahui pergeseran gugus fungsi yang ada pada senyawa kompleks

dan dapat memperkirakan gugus atom dari ligan yang terkoordinasi pada atom pusat, dan AAS

untuk mengukur konsentrasi logam pada senyawa kompleks yang terbentuk untuk mengetahui

banyaknya logam yang terikat dengan ligan.

Karakterisasi menggunakan UV-Vis dilakukan pada senyawa kompleks Cu(II)-8-

hidroksikuinolin, Co(II)-8-hidroksikuinolin, CuSO4.5H2O dan CoSO4.7H2O yang ditunjukkan

gambar IV.1 dan IV.2.

Gambar IV.1 Grafik spektra UV-VIS (a). CuSO4.5H2O, (b). Cu(II)-8-hidroksikuinolin dalam

pelarut methanol.

Gambar IV.6 Grafik spektra UV-VIS (a). CoSO4.7H2O, (b). Co(II)-8-hidroksikuinolin dalam

pelarut methanol.

Hasil analisis UV-Vis pada CuSO4.5H2O dalam metanol muncul puncak serapan pada panjang

gelombang 817 nm, sedangkan pada senyawa kompleks Cu(II)-8-hidroksikuinolin muncul

puncak serapan panjang gelombang 394 nm (gambar IV.1), sedangkan hasil pengukuran pada

CoSO4.7H2O dalam metanol muncul puncak serapan pada panjang gelombang 409 nm dan 519

nm dan pada senyawa kompleks Co(II)-8-hidroksikuinolin muncul puncak serapan pada panjang

gelombang 311 nm dan 373 nm (gambar IV.2). Hasil pada gambar terlihat adanya pergeseran

panjang gelombang maksimum ke arah panjang gelombang yang lebih kecil, hal ini

mengindikasikan terbentuknya senyawa kompleks Cu(II)-8-hidroksikuinolin dan Co(II)-8-

hidroksikuinolin

Pengukuran spektra inframerah dilakukan pada ligan 8-hidroksikuinolin bebas dan

senyawa kompleks yang terbentuk. Hasil spektra FTIR menunjukkan adanya pergeseran

bilangan gelombang antara ligan 8-hidroksikuinolin bebas dan senyawa kompleks yang

terbentuk, serta adanya ikatan antara atom pusat dan ligan yang ditunjukkan oleh ikatan Cu-O,

Cu-N dan Co-O dan Co-N. Hal ini menunjukkan bahwa senyawa kompleks Cu(II)-8-

hidroksikuinolin dan Co(II)-8-hidroksikuinolin telah terbentuk.

Pada metode biomassa, semakin lama waktu absorpsi dan semakin besar volume

adsorban maka konsentrasi akhir Cu2+ yang diperoleh semakin kecil. konsentrasi Cu2+ yang

didapat terhadap volume adsorban terlihat menurun dimana kondisi terbaik penyerapan logam

Cu2+ adalah pada saat waktu 210 menit dan volume 50 ml dimana konsentrasi Cu2+ yang

diperoleh adalah 0,414 mg/l. Hal ini disebabkan karena waktu kontak larutan semakin lama

sehingga daya serap jamur terhadap logam Cu2+ semakin besar.

VI. KESIMPULAN

Sintesis senyawa kompleks terdiri dari dua tahap yaitu reaksi antara Cu2+ dengan

isokuinolin (1 : 2) kemudian senyawa kompleks yang dihasilkan direaksikan dengan senyawa

kompleks [Co(SCN)6]4- yang diperoleh dari reaksi Co2+ dan garam KSCN dengan perbandingan

(1 : 6), sintesis langsung senyawa kompleks dari garam CuCl2.6H2O dan ligan isokuinolin

dengan garam CoSO4.7H2O dan garam KSCN ( senyawa kompleks I) diperoleh kristal berwarna

biru berbentuk jarum yang memiliki titik lebur 184-185oC, spektrum IR menunjukkan terdapat

puncak-puncak khas ligan isokuinolin, gugus –OH dari H2O dan -SCN mempunyaimaks 318 nm,

mengandung unsur logam tembaga sebanyak 3,778 ppm dan logam kobalt sebanyak 15,662 ppm,

merupakan kompleks ionik bermuatan 2-, dan mempunyai bilangan koordinasi 1. Sedangkan

sintesis dari CuCl2.6H2O dan ligan isokuinolin dengan garam Co(NO3)2.6H2O dan garam KSCN

(senyawa kompleks II) diperoleh kristal berwarna biru berbentuk jarum yang memiliki titik lebur

187-1880C, spektrum IR menunjukkan terdapat puncak-puncak khas ligan isokuinolin, gugus –

OH dari H2O dan -SCN, mempunyai maks 320 nm, mengandung unsur logam tembaga sebanyak

3,756 ppm dan logam kobalt sebanyak 15,833 ppm, merupakan kompleks ionik bermuatan 2-,

dan mempunyai bilangan koordinasi 1.

Sintesis senyawa kompleks dari logam Cu dan Co dengan ligan 8-hidroksikuinolin

menghasilkan kompleks Cu(II)-8-hidroksikuinolin dan Co(II)-8-hidroksikuinolin. Karakeristik

senyawa kompleks Cu(II)-8-hidroksikuinolin dan Co(II)-8-hidroksikuinolin yaitu Cu(II)-8-

hidroksikuinolin mempunyai panjang gelombang maksimum pada 394 nm, sedangkan Co(II)-8-

hidroksikuinolin pada 311 nm dan 373 nm, konstanta kestabilan Cu(II)-8-hidroksikuinolin

sebesar 1,206 x 105, sedangkan Co(II)-8-hidroksikuinolin sebesar 1,1299 x 104, serta atom N dan

atom O gugus CO ligan 8-hidroksikuinolin terkoordinasi pada atom pusat Cu(II) dan Co(II).

Hasil Penelitian pada waktu adsorpsi 210 menit dan volume adsorban 50 ml konsentrasi

Cu2+ = 0,414 mg/lt dan pada volume adsorban 50ml dan waktu 210 ml konsentrasi Cr6+= 0,381

mg/lt. Jumlah ion berat Cu (II) dan Cr (VI) yang terserap akan semakin banyak dengan

penggunaan biomassa yang semakin banyak.