MAKALAH

Cu(EDTA)2- SEBAGAI KATALIS HETEROGEN DALAM

BERBAGAI MACAM REAKSI KIMIA

DISUSUN OLEH :

NAMA : AMIR SETIADI

JURUSAN / PRODI : KIMIA / KIMIA S1

NIM : 4311410048

JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU

PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

1. PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Katalis memiliki peranan penting dalam berbagai proses industri,

seperti industri energi, farmasi dan bahan kimia. Senyawa katalis

sebagai salah satu unsur terpenting dalam proses sintesis, baik organik

maupun anorganik akan sangat menarik untuk diteliti dan dimodifikasi,

sehingga efisiensi dan aktifitas penggunaannya dapat ditingkatkan serta

efek samping yang ditimbulkan ke lingkungan dapat ditekan seminimal

mungkin.

Berdasarkan fasanya, katalis digolongkan menjadi katalis

homogen dan katalis heterogen (terkadang sering disebut juga katalis

padat). Katalis homogen adalah katalis yang fasanya sama dengan fasa

reaksinya, sehingga daya katalitiknya lebih kuat dibandingkan katalis

heterogen. Sulitnya memisahkan katalis dari sistem reaksinya menjadi

kelemahan dari katalis homogen. Adapun katalis heterogen adalah

katalis yang fasanya berbeda dengan fasa reaksinya. Katalis heterogen

relatif kurang reaktif dikarenakan heterogenitas permukaannya. Namun,

keunggulan yang dimiliknya seperti kemudahan untuk dipisahkan dari

sistem reaksinya dan relatif stabil terhadap perlakuan panas membuat

katalis heterogen lebih disukai dalam berbagai proses industri.

Senyawa komplek logam (biasanya logam-logam transisi)

merupakan senyawa yang memiliki satu atau lebih ikatan logam-karbon,

sehingga lebih dikenal dengan senyawa organologam yang terdiri dari

atom pusat dan ligan. Atom pusat dari suatu senyawa komplek yang

digunakan antara lain logam-logam transisi deret pertama, seperti: Cr,

Mn, Fe, Co, Ni, Cu, dan Zn. Ligan dari suatu senyawa komplek dapat

mempengaruhi bentuk geometri dari senyawa organologam itu sendiri,

sehingga dapat dimanfaatkan dalam berbagai reaksi kimia. Senyawa-

senyawa komplek memiliki kemampuan sebagai katalis, hal ini

disebabkan oleh :

1. Molekul-molekul memiliki gugus fungsi yang bisa berkoordinasi ke

atom pusat,

2. Spesies reaktif yang memiliki kemampuan untuk menstabilkan dan

mengontrol jalannya suatu reaksi, dan

3. Dua molekul bisa berkoordinasi pada atom pusat yang sama,

sehingga akan mengubah kemungkinan dari suatu reaksi yang terjadi.

Cu(EDTA)2- merupakan salah satu senyawa kompleks heterogen

yang dapat bersifat sebagai katalis yaitu dapat menurunkan energi

aktivasi suatu reaksi kimia yang sedang terjadi. Dalam makalah ini akan

ditinjau lebih kanjut mengenai senyawa kompleks Cu(EDTA)2- dan

peranannya.

B. TUJUAN

Tujuan dari pembuatan makalah ini yaitu menunjukan dan

meninjau secara atomik rumus struktur dari Cu(EDTA)2- agar didapatkan

pengetahuan lebih rinci mengenai Cu(EDTA)2- dan struktur kompleks

atomik dari Cu(EDTA)2-.

C. MANFAAT

Manfaat dari pembuatan makalah ini yaitu untuk lebih

meningkatkan wawasan kepada pembaca, mahasiswa, dan masyarakat

mengenai bagaimnana senyawa kompleks yang dapat bersifat sebagai

katalisator dalam proses industri dan reaksi kimia serta mengetahui

dengan lebih dalam senyawa kompleks Cu(EDTA)2-.

2. ISI MAKALAH

A. KATALIS

Katalis merupakan senyawa yang dapat menurunkan energi

aktivasi reaksi dan meningkatkan laju reaksi, melalui peningkatan

konstanta laju. Oleh karena itu, katalis sangat penting dalam industri

kimia, penanganan gas buang dan reaksi kimia lain. Walaupun esensi

katalis secara kimia agak kabur, aspek praktis katalis telah berkembang

berbasiskan akumulasi pengetahuan empiris.

Katalis dikategorikan menjadi dua yaitu katalis homogen dan

katalis heterogen. Katalis homogen yaitu katalis yang satu fase atau

sama fasenya dengan zat reaktannya, sedangkan katalis heterogen

merupakan katalis yang tidak sefase atau berbeda fase dengan

reaktannya biasanya berbentuk padatan.

Pengetahuan kita tentang mekanisme katalisis homogen

berkembang seiring dengan perkembangan kimia anorganik, demikian

juga pemahaman tentang katalisis padatan. Dulunya, katalisis

heterogen padatan dijelaskan sebagai akibat aktivasi reaktan secara

misterius oleh permukaan asam atau basa, dan dengan koordinasi pada

permukaan logam. Kini dimungkinkan untuk mengamati interaksi-

interaksi ini dengan menggunakan berbagai teknik spektroskopi (IR<

EXAFS/ extended X-ray absorption fine structure, sinar tampak),

mikroskop elektron, atau STM (scanning tunneling microscopy).

Karena mekanisme katalisis homogen telah diklarifikasi dengan

cukup maju, reaksi di permukaan padatan dapat juga dianalisis dengan

mengggunakan konsep seperti “kompleks permukaan” atau “senyawa

organologam permukaan”. Namun, tidak seperti katalisis homogen,

yang hanya melibatkan satu atau dua pusat logam, dalam katalisis

padatan pusat logam yang terlibat sangat banyak. Karena

kehomogenan dan kedapatulangan permukaan sangat sukar

dipertahankan, sebagian besar mekanisme reaksi tidak begitu jelas

bahkan untuk reaksi sederhana seperti sintesis amonia.

B. Cu (TEMBAGA)

Cu atau tembaga merupakan logam golongan transisi yang banyak

terdapat di alam. Cu mempunyai dua bilangan oksidasi yaitu +1 san +2.

Tembaga mempunyai metalloprotein dan enzim yang mungkin

mengadakan ion Cu(I) d10, Cu(II) d9, dan Cu(III) d8. Pada larutan

encer, ion ion tembaga diperlihatkan dalam reaksi :

Cu+(aq) + e- Cu0 E0 = +0,52 V

Cu2+(aq) + e- Cu+

(aq) E0 = +0,153 V

2Cu+(aq) Cu0

(s) + Cu2+(aq) E0 = +0,37 V

C. EDTA

EDTA adalah sebuah asam karboksilat poliamino. EDTA

merupakan senyawa kimia kependekan dari asam

etildiaminetetetraasetat yang mempunyai sifat tidak berwarna, larut

dalam air, basa konjugasinya adalah etildiamintetraasetat. Zat ini sangat

kuat menarik ion logam berat (termasuk kalsium) dalam jaringan tubuh

dan melarutkannya, untuk kemudian dibuang melalui urine.

Kegunaannya mucul dari peranan sebagai agen pengkhelat dan ligan

bergigi enam. Senyawa ini mampu berikatan dengan seperti Ca2+ dan

Fe3+.

EDTA pertama dipublikasikan oleh Ferdinan Munz pada tahun

1935 yang dibuat dari senyawa dari etildiamin dan asam kloroasetat.

Sekarang, EDTA bisa disintesis dari etildiamin khususnya 1,2-

diaminoetana, formaldehid, dan natrium sianida. EDTA (ethylene

diamine tetraacetic) merupakan suatu kompleks kelat yang larut ketika

ditambahkan ke dalam suatu larutan yang mengandung kation logam

tertentu seperti Ca2+, Cu2+ dan Mg2+, di mana akan membentuk

kompleks dengan logam-logam tersebut.

Molekul EDTA berikatan dengan atom atau ion logam pusat

dengan mendonorkan enam pasang elektron bebasnya (dua pasang

dari atom nitrogen pada gugus amino dan empat pasang dari atom

oksigen pada gugus karboksilat.

Struktur senyawa EDTA (1)

Struktur senyawa EDTA (2)

EDTA merupakan senyawa khelat yaitu senyawa yang struktur

geometrinya membentuk ring dan multidental ligan yaitu ligan yang

membentuk banyak ikatan dengan atom pusat atau ion pusat. Berikut ini

adalah bentuk geometri molekul EDTA :

Rumus bangun geometri senyawa EDTA

struktur kompleks EDTA dengan ion logam pusat (dimana

stuktur tersebut berbentuk seperti sangkar di sekitar atom atau ion

logam pusat dan sangat stabil)

D. Cu(EDTA)2-

Cu(EDTA)2- merupakan senyawa kompleks yang dapat bersifat sebagai

katalis. Disini akan ditinjau dari segi kimia koordinasi yaitu melalui tinjauan

ikatan antar ligan dan atom pusat.

Bermula dari senyawa EDTA yang mempunyai rumus struktur

khelat atau melingkar seperti ring, dan dari atom N dan O masih

mempunyai elektron bebas, sangat besar kemungkinan untuk mengikat

suatu atom yang lebih mudah yaitu logam. Atom Cu termasuk atom

yang bisa diikat oleh atom-atom pada senyawa EDTA. EDTA bertindak

sebagai ligan dan huruf M besar sebagai atom pusat. Disini akan

ditunjukkan atom pusatnya sebagai atom Cu yang bisa terjadi dan

bersifat sebagai katalis. Struktur Cu-EDTA dapat diamati pada gambar

dibawah ini.

Kedua gambar ini merupakan tinjauan dari sisi lain pada bentuk tiga

dimensi ion kompleks Cu(EDTA)2-. Untuk lebih jelasnya dapat diringkas

penyusun ion kompleks Cu(EDTA)2-. Sebagai berikut:

Ligan : senyawa EDTA

Ion atau atom pusat : Cu 2+

Menurut penelitian, MgF2 sebagai pendukung katalis Cu-EDTA

dimaksudkan untuk menambah daya katalitik katalis Cu-EDTA agar lebih

banyak jumlah sisi aktifnya. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh

Wojciechowska et al., (2000) dan Narayana et al., (2009) diketahui bahwa MgF2

mempunyai permukaan inert, stabilitas termal hampir mencapai 500°C,

kekerasan tinggi, dan struktur permukaan mesoporous yang relatif besar (± 45

m2/g). Dari sifat-sifat tersebut maka MgF2 memiliki kemampuan untuk dijadikan

sebagai pendukung katalis Cu- EDTA. Hal ini mendukung bahwa Cu-EDTA

dapat bersifat sebagai katalisator.

3. PENUTUP

A. KESIMPULAN

Kesimpulan yang dihasilkan pada makalah ini yaitu EDTA merupakan

senyawa yang bisa berperan sebagai ligan dan mempunyai daya ikat

dengan atom atau ion logam pusat dengan cara mendonorkan enam pasang

elektron bebasnya (dua pasang dari atom nitrogen pada gugus amino dan

empat pasang dari atom oksigen pada gugus karboksilat. Contoh dari

senyawa itu adalah Cu(EDTA)2-. Selain itu juga senyawa EDTA yang telah

berikatan dengan logam khususnya logam Cu dengan membentuk senyawa

Cu(EDTA)2- dapat berperan sebagai katalus menurut sebuah penelitian. Hal

ini bisa dikembangkan lagi unutk penelitian lebih lanjut.

B. SARAN

1. Bisa dikembangkan penelitian lebih lanjut tentang pemanfaatan EDTA

sebagai katalis dengan atom pusat selain Cu.

2. Spesifikasi jenis reaksi yang dapat disertai dengan senyawa campuran

dari EDTA dan logam sebagai atom pusatnya belum diketaui secara

pasti agar bisa dikembangkan untuk kepentingan industri kimia dan

masyarakat.

4. DAFTAR PUSTAKA

1. Sukardjo. 1985. Kimia Koordinasi. Jakarta: PT. Bina Aksara

2. Dalam Makalah „‟PENGGUNAAN KOMPLEKS LOGAM TRANSISI

SEBAGAI KATALIS HETEROGEN DALAM BERBAGAI MACAM

REAKSI KIMIA‟‟ Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi-II

Universitas Lampung.

3. Dalam artikel „‟APLIKASI SENYAWA KOMPLEKS DALAM KEHIDUPAN

SEHARI- HARI‟‟.

4. Saito, Taro. 2006. Kimia Anorganik Terjemahan. Jakarta: Iwanami

Publishing Company.