PERCOBAAN 6PENENTUAN BILANGAN KOORDINASI ION KOMPLEKS DENGAN METODE JOBSI. Tujuan PercobaanMenentukan bilangan koordinasi Fe3+ pada ion [Fe(CNS)n]3-n .II. Alat dan Bahana. Alat1. Gelas beker 25 ml19 buah2. Gelas beker 400 ml1 buah3. Gelas beker 250 ml, 600 ml@2 buah4. Gelas beker 150 ml1 buah5. Gelas beker 100 ml3 buah6. Labu ukur 10 ml3 buah7. Labu ukur 25 ml, 50 ml, 100 ml@1 buah8. Pipet volume 10 ml, 5 ml, 1 ml@1 buah9. Dragg Ball2 buah10. Pengaduk1 buah11. Pipet tetes2 buah12. Cawan arloji 1 buah13. Spektrofotometer UV-VIS1 setb. Bahan1. FeCl3 5. 10-2M42 ml2. FeCl3.6H2O0,676 gr3. HNO3 4M21 ml4. KCNS0,24 gr5. K3Fe (CNS)3 5.10-2 M42 ml6. Akuades 105 ml

c. Gambar alatSpektro Uv-Vis Gelas Beker Labu UkurPipet Volume

Dragg Ball Pengaduk Pipet Tetes Cawan ArlojiIII. Dasar TeoriSuatu kompleks yang terbentuk antara logam M dengan ligan X sesuai persamaan :M2+ + aX [MXa]2+dapat ditentukan nilai anya dengan metode Jobs atau metode variasi kontinue. Jika a memiliki harga satu, maka larutan dengan konsentrasi sama dari logam dan ligan akan bereaksi dengan perbandingan mol yang sama dan akan didapatkan konsentrasi kompleks yang relatif tinggi dalam larutan. Akan tetapi jika dibuat larutan dengan mencampurkan dengan perbandingan [M] : [X] = 1 : 2 maka logam yang tersedia tidak akan cukup untuk bereaksi dengan ligan yang tersedia dan akibatnya hanya memberikan konsentrasi kompleks yang relative rendah.Jika perbandingan stoikiometri kompleks yang terbentuk [M] : [X] = 1 : 2 (bentuk kompleks MX2), maka konsentrasi maksimum kompleks akan diperoleh jika larutan dibuat dengan mencampurkan logam dan ligan dengan perbandingan [M] : [X] = 1 : 2. Untuk menentukan perbandingan stoikiometri tersebut dapat digunakan metode Jobs. Dibuat sejumlah larutan ion logam dan larutan ligan dengan perbandingan tertentu. Tiap-tiap larutan ion logam dan ligan mencerminkan sifat karakteristik kompleks tertentu MXa. Dalam percobaan ini akan ditentukan banykanya mol ion ligan CNS- dalam ion kompleks Fe(CNS)63- yang menunjukkan serapan maksimum pada maks 480 nm. Ion Fe3+ dengan ion CNS- dalam suasana asam membentuk ion kompleks yang stabil berwarna merah sesuai dengan reaksi :Fe3+ + n CNS- + H+ [Fe(CNS)n]3-ndengan n = 1, 2, 3, .. 6 tergantung perbandingan konsentrasi ion-ion Fe3+ dan ion CNSnya. Dari perbandingan fraksi mol M2+ dan fraksi mol L serta absorbansi campuran larutan dapat dibuat suatu grafik yang selanjutnya dapat digunakan untuk menentukan perbandingan mol M2+ dan mol L, misalnya seperti ditunjukkan oleh Grafik berikut :

Menentukan banyaknya mol ion ligan CNS- dalam ion kompleks [Fe(CNS)6]3- dengan metode variasi kontinue.Dengan metode ini, perlu dibuat suatu seri larutan ion kompleks yang konsentrasi masingmasing penyusunnya yaitu larutan ion Fe3+ dan larutan KCNS divariasi, tetapi jumlahnya dibuat tetap; kemudian masing-masing serapannya diukur pada panjang gelombang tetap = 480 nm, dan pada temperatur tetap ( suhu kamar)Selanjutnya dibuat grafik peradaan antara serapan yang diukur dan serapan campuran jika tidak terjadi reaksi vs mol - fraksi salah satu pereaksi. Oleh karena dalam hal ini mol faksi dengan fraksi volume yaitu VM/(VM+VL), dimana VM adalah larutan kation, sedang VL adalah volume larutan ligan, maka grafik tersebut akan menunjukkan suatu maksimum (atau suatu minimum jika serapan kompleks lebih kecil daripada serapan campuran) pada perbandingan volume VM/VL, sesuai dengan perbandingan mol antara kation dan anion dalam kompleks.(Tim Kimia Anorganik II, 2013)

Penentuan kadar secara spektrofotometri sinar tampak dilakukan dengan mengukur absorbansi maksimum. Apabila senyawa fisik tidak berwarna maka senyawa diubah dulu menjadi senyawa berwarna melalui reaksi kimia dan absorbansi ditentukan dalam daerah sinar tampak . Variasi kontinyu merupakan suatu cabang ilmu kimia yang sangat penting karena dapat menentukan dan melakukan suatu proses perubahan-perubahan secara fisika maupun kimia yang dapat kita amati melalui variasi kontinyu.Metode variasi kontinyu yang dikemukakan oleh Job dapat menimbulkan kondisi optimum pembentukan dan konstanta kestabilan senyawa kompleks yang mengandung konsentrasi ion logam maupun konsentrasi ligan divariasikan.Metode Job dilakukan dengan pengamatan terhadap kuantitas molar pereaksi yang berubah-ubah, namun molar totalnya sama. Sifat fisika (massa, volume, suhu, daya serap) diperiksa dan perubahannya digunakan untuk meramal stoikiometri sistem. Dari grafik aluran sifat fisik terhadap kuantitas pereaksi, akan diperoleh titik maksimal atau minimal yang sesuai dengan titik stoikiometri sistem yang menyatakan peerbandingan pereaksi dalam senyawa. (Ewing, 1985)Kemampuan ion kompleks melakukan reaksi yang mengahasilkan pergantian satu atau lebih ligan dalam lingkungan koordinasinya oleh yang lain disebut kelabilan. Kompleks inert adalah yang reaksi pergantian ligannya cukup lambat. Dengan cara memasukkan bersama-sama zat pereaksi di dalam wadah (Cotton, 1989)Proses pembentukan senyawa kompleks koordinasi adalah perpindahan satu atau lebih pasangan elektron dari ligan ke ion logam. Jadi, ligan bertindak sebagai pemberi elektron dan ion logam sebagai penerima elektron. Sebagai akibat dari perpindahan kerapatan elektron ini, pasangan elektron menjadi kepunyaan bersama antara ion logam dan ligan, sehingga terbentuk ikatan pemberi penerima elektron. Keadaan-keadaan antara mungkin saja terjadi, namun jika pasangan elektron itu terikat kuat pada kedua sarah tersebut, maka ikatan kovalen sejati dapat terbentuk. Bergantung pada susunan elektronnya, ion logam dapat menerima sejumlah pasangan elektron, sehingga ion logam itu dapat berikatan koordinasi dengan sejumlah ligan. Jumlah ligan yang dapat diikat oleh ion logam itu disebut bilangan koordinasi senyawa kompleks. (Sunarya, 2003)Spektrofotometer adalah alat yang terdiri atas spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat untuk mengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau diabsorpsi. Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. (Khopkar, 1990)Satu ion (molekul) kompleks terdiri dari satu atom pusat dengan sejumlah ligan yang terikat erat dengan atom pusat. Atom pusat ditandai dengan bilangan koordinasi. Suatu angka bulat yang ditunjukkan dengan ligan monodentat yang dapat membentuk kompleks stabil dengan atom pusat. 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.Kemampuan ion kompleks melakukan reaksi yang mengahasilkan pergantian satu atau lebih ligan dalam lingkungan koordinasinya oleh yang lain disebut kelabilan. Kompleks inert adalah yang reaksi pergantian ligannya cukup lambat. Dengan cara memasukkan bersama-sama zat pereaksi di dalam wadah. (Sukardjo, 1997)

IV. Cara Kerja1. Menimbang FeCl3 seberat 0,676 gram.2. Melarutkan FeCl3 dalam 50 ml akuades didalam labu ukur.3. Menimbang KCNS seberat 0,24 gram.4. Melarutkan KCNS dalam 50 ml akuades didalam labu ukur.5. Membuat larutan seri A yaitu dengan mencampur larutan Fe pada alabu ukur 10 ml dengan variasi 0 ml, 1 ml, 2 ml, 3 ml, 4 ml, 5 ml, 6 ml lalu masing masing ditambah dengan HNO3 1 ml dalam akuades 10 ml menggunakan labu ukur.6. Membuat larutan seri B yaitu dengan mencampur larutan CNS pada alabu ukur 10 ml dengan variasi 0 ml, 1 ml, 2 ml, 3 ml, 4 ml, 5 ml, 6 ml lalu ditambah HNO3 1 ml dalam akuades 10 ml menggunakan labu ukur.7. Membuat larutan seri C yaitu dengan mencampur larutan Fe dan CNS pada alabu ukur 10 ml dengan variasi 0 ml, 1 ml, 2 ml, 3 ml, 4 ml, 5 ml, 6 ml (variasi volume larutan Fe dan CNS berbanding terbalik, 0:6, 1:5, dst) lalu ditambah HNO3 1 ml dan ditambah aquades hingga batas.8. Mengambil larutan C yang sudah menjadi homogen sebesar 1 ml lalu melarutkannya dengan aquades pada labu ukur 10 ml hingga batas.9. Mengkalibrasi spektrofotometer UV-Vis dengan larutan sampel A1 atau B7 dang larutan blangko yang sama.10. Menentukan serapan (absorbansi) masing masing larutan (A, B, C) menggunakan alat spektrofotometer UV-Vis.11. Mencatat hasil spektrofotometer UV-Vis pada tabel hasil pengamatan.12. Menghitung A dengan mengurangi selisih antara serapan kompleks dengan ionionnya.13. Membuat grafik perbandingan antara A dan X Fe3+V. Hasil Percobaan1. Seri Larutan ion Fe3+No.Larutan ion Fe3+ 5.10-2 MHNO3 4MH2O[Fe3+]Serapan (A)

1.0 ml1 ml9 ml00

2.1 ml1 ml8 ml1 x 10-30,005

3.2 ml1 ml7 ml2 x 10-3-0,007

4.3 ml1 ml6 ml3 x 10-30,001

5.4 ml1 ml5 ml4 x 10-30,001

6.5 ml1 ml4 ml5 x 10-3-0,001

7.6 ml1 ml3 ml6 x 10-30,001

2. Seri Larutan ion CNS-No.Larutan ion Fe3+ 5.10-2 MHNO3 4MH2O[CNS-]Serapan (A)

1.6 ml1 ml3 ml6 x 10-30,006

2.5 ml1 ml4 ml5 x 10-30,005

3.4 ml1 ml5 ml4 x 10-30,006

4.3 ml1 ml6 ml3 x 10-30,006

5.2 ml1 ml7 ml2 x 10-30,006

6.1 ml1 ml8 ml1 x 10-30,008

7.0 ml1 ml9 ml00,000

3. Seri larutan ion kompleks [Fe(CNS)n]3-nNo.Larutan ion Fe3+ 5.10-2 MHNO3 4MH2OLarutan ion CNS 5.10-2 MSerapan (A) A

1.6 ml1 ml3 ml0 ml0,0820,076

2.5 ml1 ml3 ml1 ml0,5020,492

3.4 ml1 ml3 ml2 ml0,9230,924

4.3 ml1 ml3 ml3 ml1,1481,141

5.2 ml1 ml3 ml4 ml1,1761,169

6.1 ml1 ml3 ml5 ml0,7300,723

7.0 ml1 ml3 ml6 ml0,0380,037

VI. Pembahasan Pada percobaan penentuan bilangan koordinasi ion kompleks dengan metode jobs kali ini bertujuan untuk menentukan bilangan koordinasi Fe3+ pada ion [Fe(CNS)n]3-n. Prinsip dari metode jobs adalah menentukan bilangan koordinasi suatu kompleks dengan perbandingan mol menggunakan variasi kontinyu volum ion logam dan ligan dari kompleks tersebut. Ion logam yang digunakan dalam percobaan ini adalah Fe3+ dan ligannya adalah CNS-.Langkah awal dari percobaan ini adalah membuat larutan ion Fe3+ 5.10-2 M dan larutan ion CNS 5.10-2 M. Larutan dibuat dari 0,676 gr FeCl3.6H2O yang kemudian dilarutkan dalam 50 ml akuades dengan menggunakan labu ukur. Kemudian membuat larutan ion CNS 5.10-2 M yang dibuat dari 0,24 gr KCNS yang dilarutkan dalam 50 ml akuades dalam labu ukur. Larutan ini berwarna orange. Setelah larutan jadi maka dibuat variasi volume dari larutan ion dan konsentrasi Fe3+ 5.10-2 M. Volume larutan Fe3+ 5.10-2 M yang dugunakan ialah 0 ml ; 1 ml ; 2 ml ; 3 ml ; 4 ml ; 5 ml ; dan 6 ml. Konsentrasi yang digunakan juga naik seiring naiknya volume yaitu 0 M ; 1 x 10-3 M ; 2 x 10-3 M ; 3 x 10-3 M ; 4 x 10-3 M ; 5 x 10-3 M ; dan 6 x 10-3 M. Dari masing masing konsentrasi ditambah dengan 10 ml akuades yang mana berperan sebagai pelarut. Penambahan pelarut akuades berbanding terbalik dengan larutan Fe3+ yang mana penambahan akuadesnya untuk masing-masing konsentrasi ialah 9 ml ; 8 ml ; 7 ml ; 6 ml ; 5 ml ; 4 ml ; dan 3 ml. Pelarutan dilakukan di labu ukur. Hal ini karena konsentrasi berbanding terbalik dengan volume palarut. Dari masing masing larutan juga ditambah dengan HNO3 1 ml. Penambahan HNO3 memberi suasana asam karena kompleks [Fe(CNS)n] dapat terbentuk hanya dengan suasana asam serta mencegah adanya hidrolisis ion Fe3+ . Adapun reaksi yang terjadi Fe3+ + 3 H2O Fe(OH)3 + 3 H+ Pada larutan ini disebut dengan larutan A. Yang terdiri dari A1 A7.Kemudian pada larutan CNS- sama halnya dengan larutan ion Fe3+. Pada larutan ini juga dibuat variasi volume dan konsentrasi. Volume CNS- yang digunakan ialah 6 ml; 5 ml ; 4 ml ; 3 ml ; 2 ml ; 1 ml ; dan 0 ml . Sedangkan konsentrasi yang di dapat 6 x 10-3 M ; 5 x 10-3 M ; 4 x 10-3 M ; 3 x 10-3 M ; 2 x 10-3 M ; 1 x 10-3 M ; 0 M. Volume berbanding lurus dengan konsentrasi. Semakin turun konsentrasi maka volume yang digunakan semakin turun juga. Kemudian ditambah dengan H2O untuk masing masing konsentrasi dari yang besar ke kecil adalah 3 ml ; 4 ml ; 5 ml ; 6 ml ; 7 ml ; 8 ml ; dan 9 ml. Penambahan pelarut berbanding terbalik dengan konsentrasi dimana konsentrasi kecil maka volume pelarut yang digunakan juga kecil. Masing- masing larutan juga ditambah dengan HNO3 1 ml. Penambahan HNO3 untuk memberi suasan basa karena [Fe(CNS)n] dapat terbentuk hanya dalam keadaan suasana basa. Adapun reaksi yang terjadi :CNS- + H2O HCNS + OH -Pada larutan ini disebut sebagai larutan B. Yang terdiri dari B1 B7.Kemudian membuat seri larutan ion kompleks [Fe(CNS)n]3-n. Pada larutan ini dibuat dengan mencampurkan larutan Fe3+ 5.10-2 M dengan larutan CNS- 5.10-2 M. Volume Fe3+ 5.10-2 M ialah 6 ml; 5 ml ; 4 ml ; 3 ml ; 2 ml ; 1 ml ; dan 0 ml. Sedangkan volume CNS- 5.10-2 M yang digunakn adalah 0 ml ; 1 ml ; 2 ml ; 3 ml ; 4 ml ; 5 ml ; dan 6 ml. Pada volume Fe3+ 5.10-2 M dengan CNS- 5.10-2 M berbanding terbalik. CNS- berperan sebagai ligan sedangkan Fe3+ sebagai logam. Masing- masing larutan ditambah dengan 3 ml akuades dan 1 ml HNO3 1 ml. Penambahan akuades ialah sebagai pelarut sedangkan HNO3 adalah pemberi suasana asam. Adapun reaksi yang terjadi yaitu Fe3+ + n CNS [Fe(CNS)n]3-nNilai n dapat sebesar 1, 2, 3, 4, 5, dst. Nilai tersebut tergantung dari perbandingan ion logam dan ligan yang berikatan. Pada larutan ini disebut sebagai larutan C. yang terdiri dari C1- C2.Setelah masing masing larutan telah siap maka diukur absorbansinya. Pengukuran absorbansi menggunakan alat spektrofotometri UV-VIS. Prinsip dari alat ini yaitu adanya interaksi antara molekul dengan energi dari sinar yang dihasilkan dari alat yang akan menyebabkan elektron dari atom/molekul tersebut tereksitasi dan kembali ke groundstate untuk menjadi stabil dengan memancarkan spektra energi, dan spektra ini yang akan diserap oleh detektor pada spektrofotometer. Besarnya absorbansi larutan dipengaruhi oleh jenis atom atau molekul yang diuji, dan konsentrasinya. Pengukuran dilakukan pada = 480 nm. Didapatkan pada larutan Fe3+ 5.10-2 M absorbansi yang didapat 0 ; 0,005 ; -0,007 ; 0,001 ; 0,001 ; -0,001; 0,001 (dari konsentrasi kecil ke besar). Sedangkan pada larutan ion CNS 5.10-2 M absorbansi yang didapat 0,006 ; 0,005; 0,006; 0,006; 0,006 ; 0,008 ; 0,000 (dari konsentrasi besar ke kecil) . Sedangkan pada kompleks [Fe(CNS)n]3-n absorbansi yang didapat ialah 0,082 ; 0,502 ; 0,923 ; 1,148 ; 1,176 ; 0,730 ; dan 0,038. Dilihat dari hasil percobaan hal ini tidak sesuai dengan teori karena menurut teori semakin besar konsntrasi maka absorbansinya juga besar. Konsntrasi berbanding lurus dengan absorbansi. Namun ada juga beberapa data yang konsentrasinya naik maka absorbansinya juga naik. Dari ketidak sesuaian tersebut dapat terjadi karena :1. Larutannya sudah mencair karena FeCl3.6H2O dan KCNS bersifat higroskopis.2. Kesalahan saat penambahan larutan yang mana pengukurannya tidak teliti.Setelah tau absorbansi absorbansi yang digunakan maka dapat dihitung A (selisih serapan) dengan rumus : A = Abs [Fe(CNS)n]3-n - [Abs Fe3+ + Abs CNS-]Dari perhitungan didapatkan nilai A ialah 0,076 ; 0,492 ; 0,924 ; 1,141 ; 1,169 ; 0,723 ; dan 0,037. Kemudian dicari fraksi mol tiap tiap larutan dengan menggunakan rumus

dan

Untuk perhitungan dan hasil fraksi mol dapat dilihat dilampiran. Dilihat dari perhitungan fraksi mol berbanding terbalik dengan fraksi mol . Semakin besar maka semakin kecil . Setelah didapat A selanjutnya adalah menentukan besarnya n atau bilangan kordinasi dari kompleks yang terbentuk dengan membandingkan fraksi mol ion Fe3+ dan ligan CNS- dengan rumus :n = X Fe3+ / X CNS-Dari perhitungan didapat nilai n adalah 0,5, yang menunjukkan bahwa bilangan koordinasi Fe3+ adalah 0,5 dan kompleks yang terjadi adalah [Fe(CNS)0,5]2,5+. Hal ini juga menunjukkan bahwa ion pusat Fe3+ hanya mampu mengikat 0,5 ligan CNS-. Namun hal ini tidak sesuai dengan teori bahkan dalam teorinya pun tidak ada. Hal ini dikarenakan data absorbansinya tidak sesuai. Banyak data absorbansi yang fluktuatif. Dapat juga dengan melihat grafik hubungan A vs X Fe3+ (Grafik dapat dilihat dilampiran) titik maksimum terjadi saat X Fe3+ = 0,333 dan X CNS- = 0,667 yang menunjukkan kompleks stabil pada keadaan tersebut.VII. Kesimpulan1. Bilangan koordinasi Fe3+ adalah 0,5 yang menunjukkan ion pusat Fe3+ hanya mampu mengikat 0,5 ligan CNS-.2. Rumus kompleks yang terbentuk adalah [Fe(CNS)0,5]2,5+.

VIII. Daftar PustakaCotton F.A, Wilkinson G. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta : UI PressEwing, G. W. 1985. Instrument Method of Chemical Analysis. New York: Mc Graw-HillKhopkar. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : UI Press Sukardjo. 1997. Kimia Fisik. Jakarta : PT. Rineka CiptaSunarya, Yayan. 2003. Ikatan Kimia. Bandung: JICA.Tim Kimia Anorganik II. 2013. Buku Petunjuk Praktikum Anorganik II. Surakarta : FMIPA UNSIX. Lampiran Perhitungan Laporan sementara Spektra

Mengetahui, Surakarta, 8 Juni 2013 AsistenPraktikan

HerlinaIta PermadaniIX. Lampiran Perhitungan1. Menghitung massa FeCl3.6H2O dan KCNS Massa FeCl3.6H2OM = 0,05 MV = 50 ml = 0,05 LMr = 270 gr/mol Gram = V x M x Mr= 0,05 L x 0,05 M x 270 gr/mol= 0,675 gr Massa KCNSM = 0,05 MV = 50 ml = 0,05 LMr = 97,18 gr/mol Gram = V x M x Mr= 0,05 L x 0,05 M x 97,18 gr/mol= 0,24 gr2. Menentukan A A = Abs [Fe(CNS)n]3-n - [Abs Fe3+ + Abs CNS-]a. Larutan Fe3+ 6 ml dengan larutan ion CNS 0 ml A = [0,082] - [0 + 0,006]= 0,076b. Larutan Fe3+ 5 ml dengan larutan ion CNS 1 ml A = [0,502] - [0,005 + 0,005]= 0,492c. Larutan Fe3+ 4 ml dengan larutan ion CNS 2 ml A = [0,923] - [-0,007 + 0,006]= 0,924d. Larutan Fe3+ 3 ml dengan larutan ion CNS 3 ml A = [1,148] - [0,001 + 0,006]= 1,141e. Larutan Fe3+ 2 ml dengan larutan ion CNS 4 ml A = [1,176] - [0,001 + 0,006]= 1,169f. Larutan Fe3+ 1 ml dengan larutan ion CNS 5 ml A = [0,730] - [-0,001 + 0,008]= 0,723g. Larutan Fe3+ 0 ml dengan larutan ion CNS 6 ml A = [0,038] - [0,001 + 0,000]= 0,0373. Menentukan Fraksi mol

a. Fraksi mol larutan Fe3+ 6 ml dan larutan ion CNS 0 ml

b. Fraksi mol larutan Fe3+ 5 ml dan larutan ion CNS 1 ml

c. Fraksi mol larutan Fe3+ 4 ml dan larutan ion CNS 2 ml

d. Fraksi mol larutan Fe3+ 3 ml dan larutan ion CNS 3 ml

e. Fraksi mol larutan Fe3+ 2 ml dan larutan ion CNS 4 ml

f. Fraksi mol larutan Fe3+ 1 ml dan larutan ion CNS 5 ml

g. Fraksi mol larutan Fe3+ 0 ml dan larutan ion CNS 6 ml

h. Grafik X Fe3+ A

10.076

0.8330.492

0.660.924

0.51.141

0.331.169

0.1670.723

00.037