PERCOBAAN IVSPEKTRA BERBAGAI ION LOGAM TRANSISII.TUJUANMempelajari spektra berbagai ion kompleks.II. ALAT DAN BAHAN A. Alat yang digunakan 1. Spektofotometer UV Vis 1 buah2. Gelas beker 250 ml1 buah3. Labu ukur 25 ml2 buah4. Pipet tetes2 buah5. Pengaduk kaca2 buah6. Erlenmeyer 50 ml6 buah7. Kaca arloji2 buah8. Neraca analit1 buah

B. Bahan yang digunakan 1. Kristal KMNO40,395 gram2. Kristal CuSO4.5H2O0,627 gram3. Kristal Ni(NO3)2.6H2O0,727 gram4. Kristal K2Cr2O70,735 gram5. Kristal Co(NO3)20,728 gram6. Kristal FeSO4.7H2O0,695 gram7. Akuadessecukupnya

C. Gambar alat

Seperangkat alat spektrofotometerGelas BekerLabu ukurPipet tetes

Neraca analitPengaduk

ErlenmeyerKaca arlojiIII. DASAR TEORISpektrofotometri adalah suatu metode analisis yang berdasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombang yang spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dan detector vacuum phototube atau tabung foton hampa. Alat yang digunakan adalah spektrofotometer, yaitu sutu alat yang digunakan untuk menentukan suatu senyawa baik secara kuantitatif maupun kualitatif dengan mengukur transmitan ataupun absorban dari suatu cuplikan sebagai fungsi dari konsentrasi. Spektrometer menghasilkan sinar dari spectrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau diabsorbsi (Harjadi, 1990).Spektrometri UV-Vis adalah salah satu metoda analisis yang berdasarkan pada penurunan intensitas cahaya yang diserap oleh suatu media. Berdasarkan penurunan intensitas cahaya yang diserap oleh suatu media tergantung pada tebal tipisnya media dan konsentrasi warna spesies yang ada pada media tersebut. Spektrometri visible umumnya disebut kalori, oleh karena itu pembentukan warna pada metoda ini sangat menentukan ketelitian hasil yang diperoleh. Pembentukan warna dilakukan dengan cara penambahan pengompleks yang selektif terhadap unsur yang ditentukan (khopkar, 2003).Pada spektrofotometri ini yang digunakan sebagai sumber sinar atau energy adalah cahaya tampak. Sampel yang dianalisis dengan metode ini hanyalah sempel yang memiliki warna. Penyerapan sinar tampak atau UV oleh suatu molekul dapat menyebabkan terjadinya eksitasi molekul tersebut dari tingkat energy dasar (groundstate) ke tingkat energy yang lebih tinggi (exited state). Proses ini melalui 2 tahap yaitu M + hv M* dan M* M + heat. Pengabsorbansian sinar UV atau sinar tampak aloh suatu molekul umumnya menghasilkan esitasi bonding. Akhirnya panjang gelombang absorbansi maksimum dapat dikorelasikan dengan jenis ikatan yang sedang diselidiki (Hendrayana, 1994).Ion kompleks atau terdiri dari atom atau ion pusat dan sejumlah ligan.Jumlah relatif komponen-komponen ini dalam kompleks stabil mengikuti ketentuan stoikiometri, walaupun ini tidak diinterpretasikan dengan konsep klasik valensi.Atom pusat dapat dikarakterkan oleh bilangan koordinasi yang menunjukkan jumlah ligan (monodentat) yang dapat membentuk kompleks stabil dengan satu atom pusat. Dalam kebanyakan kasus, bilangan koordinasi adalah 6 (sebagai dalam kasus Fe2+, Fe3+, Zn2+, Cr3+, Co3+, Ni2+) kadang 4 (Cu2+), tetapi 2 (Ag+) dan 8 (beberapa ion dalam kelompok platinum) bisa terbentuk. Ligan tersusun di sekitar atom pusat secara simetris.Ion anorganik sederhana dan molekul seperti NH3, CN-, H2O membentuk ligan monodentat (Svehla, 1990).Kebanyakan ligan adalah anion atau molekul netral yang merupakan donor elektron.Beberapa yang umum adalah F-, Cl-, Br-, CN-, NH3, H2O, CH3OH dan OH-.Ligan seperti ini bila menyumbangkan sepasang elektronnya kepada sepasang elektronnya kepada sebuah atom logam disebut ligan monodentat atau ligan bergigi satu. Ligan yang mengandung dua atau lebih atom, yang masing-masing secara serempak membentuk ikatan dua donor-elektron kepada ion logam yang sama, disebut ligan polidentat. Ligan ini juga disebut ligan kelat karena ligan ini tampaknya mencengkeram kation di antara dua atau lebih atom donor (Cotton dan Wilkinson, 1989).Pengukuran serapan cahaya oleh larutan molekul diatur dengan hukum lambert beer yang ditulis sebagai berikut:

Dengan Io adalah intensitas radiasi yang masuk yaitu intensitas radiasi yang ditransmisikan. A dikenal sebagai absorban dan merupakan ukuran jumlah cahaya yang diserap oleh sampel. adalah tetapan yang dikenal sebagai koefisien puluhan molar dan merupakan absorban larutan 1M analit tersebut. b adalah panjang jalur sel dalam cm. Dan C adalah konsentrasi analit dalam mol per liter (Watson, 2010).Menurut Hala (2010) Teori medan kristal tentang senyawa koordinasi menjelaskan bahwa dalam pembentukan kompleks terjadi interaksi elektrostatik antara ion logam (atom pusat) dengan ligan. Jika ada empat ligan yang berasal dari arah yang berbeda, berinteraksi dengan atom/ ion logam pusat, langsung dengan ligan akan mendapatkan pengaruh medan ligan lebih besar dibandingkan dengan orbital-orbital lainnya. Akibatnya, orbital tersebut akan mengalami peningkatan energi dan kelima sub orbital d-nya kan terpecah (splitting) menjadi dua kelompok tingkat energi. Kedua kelompok tersebut adalah :1. Dua sub orbital (dx2 dy2, dan dz2) yang disebut dy atau eg dengan tingkat energi yang lebih tinggi.2. Suborbital (dxz, dxy dan dyz) yang disebut de atau t2g dengan tingakt energi yang lebih rendah. Perbedaan tingkat energi ini menunjukkan bahwa teori medan kristal dapat menerangkan terjadinya perbedaan warna kompleks.IV. CARA KERJA1. Menimbang kristal KMNO4 sebanyak 0,395 gram, kristal CuSO4.5H2O sebanyak 0,627 gram, kristal Ni(NO3)2.6H2Osebanyak 0,727gram, kristal K2Cr2O7 sebanyak 0,735 gram, kristal Co(NO3)2 sebanyak 0,728 gram dan kristal FeSO4.7H2O sebanyak 0,695 gram.2. Melarutkan kristal kristal tersebut masing masing dalam 50 ml akuades sehingga diperoleh larutan sampel masing masing 3. Melakukan analisa untuk masing-masing larutan menggunakan Spektrofotometer UV Vis.4. AnalisaSpektrofotometer UV Vis dengan cara sebagai berikut: A. Menyalakan CPUB. Menyalakan layar monitorC. Menyalakan Spektrofotometer UVVis dengan menekan tombol power. Kemudian tunggu hingga 15 menit untuk pemanasan alat.D. Masukkan program UV lamda 25 pada desktopE. Klik applicationF. Klik scan dan mengisi Start wavelength 800 nm (cahaya nampak) End wavelength 350 nm Data interval 1 nm Auto save : on Auto print : off Auto list : off Method info : UV Vis kualitatifG. Klik inst dan mengisi Ordinate mode : A Scan speed : 240 nm Lampu UV : on Lampu Vis : offH. Klik sampel dan mengisi Calculation factor : factor Number of sampel : 6 Mengisi nama sampelI. Klik Setup dan tunggu start sampai warna hijau dan kemudian klik startJ. Muncul perintah please insert sampel : blank Klik OKK. Setelah proses diatas selesai, muncul please insert next sample.V. DATA PENGAMATANNoLarutan sampelWarnaPuncak maks (nm)Absorbansi

1K2Cr2O7Kuning Orange6410399382376

361

353

1,84614

1,82293

6,02457

6,06079

5,8843

6,3264

2KMNO4Ungu tua7580

527

526

509

319

317

252

0,46915

1,67737

1,69148

1,26465

1,04616

1,04919

0,3204

3FeSO4.7H2OKuning4355

354

353

350

6,06542

5,99406

5,4629

5,65987

4Co(NO3)2Merah muda3510

303

252

0,02647

0,090939

0,04719

5Ni(NO3)2. 6H2OHijau4712

399

303

255

0,02163

0,06023

0,15853

0,06179

6CuSO4.5H2OBiru muda2800

253

0,16224

0,35164

VI. PEMBAHASANSetiap ion kompleks mempunyai panjang gelombang dan jumlah puncak yang berbeda beda, tergantung dari splitting energi yang ditimbulkan dari perbedaan ground term masing masing atom pusat ion kompleks. Pada kebanyakan senyawa kompleks dapat mengabsorbsi radiasi elektromagnetik pada daerah 300nm 900nm maka digunakan spektrofotometer uv vis. Pengukuran dilakukan pada daerah sinar UV berada pada 100-400 nm dan daerah Visible berada pada 400-750 nm. Sehingga percoban ini dilakukan pada daerah yang melampaui keduanya.Pada percobaan ini digunakan larutan KMNO4, CuSO4.5H2O, Ni(NO3)2.6H2O, K2Cr2O7, Co(NO3)2 dan FeSO4.7H2O masing-masing 0,01 M. Larutan sampel dibuat dengan konsentrasi kecil bertujuan agar dapat terbaca oleh alat. Apabila terlalu pekat atau konsentrasi besar maka intensitanya akan terlalu besar dan sulit dibaca. Sesuai dengan hukum Lambert Beer bahwa konsentrasi sebanding dengan absorbansi. Oleh karena itu larutan dibuat encer agar mempermudah analisa. Semua ion kompleks ini memiliki warna karena konfigurasi ion atom pusatnya memiliki elektron yang tidak berpasangan. Setiap larutan uji memiliki warna yang khas dan karakteristik yaitu KMNO4 :: ungu tuaNi(NO3)2 : hijauCuSO4.5H2O: biruK2Cr2O7: kuning Co(NO3)2: merah mudaFeSO4.7H2O: kuning orangeLogam transisi dapat membetuk warna karakeristik. Hal ini disebabkan karena sub kulit d terdapat elektron yang tidak berpasngan. Ion transisi dapat menyerap sinar tampak, selain itu dapat dipengaruhi oleh anion yang mengikatnya. Warna yang dihasilkan oleh ion kompleks menunjukkan bahwa senyawa kompleks dapat menyerap sinar pada pengukuran daerah tampak maka spektra yang dihasilkan juga terdapat pada panjang gelombang untuk cahaya tampakHasil yang diperoleh dalam percobaan ini sebagai berikut:1. K2Cr2O7Pada K2Cr2O7, Cr memiliki konfigurasi electron: 24Cr = [Ar] 3d5 4s1 Cr6+ = [Ar] 3d0 4s0. Karena memiliki bilangan oksidasi +6 maka pada 4s dan 3d tidak memiliki elektron. Cr6+ bersifat diamagnetik, dimana berdasarkan hukum hund elektron dari atom O dapat mengisi kekosongan pada orbital d sehingga menyebabkan K2Cr2O7 bersifat paramagnetik dan berwarna kuning.Dari teori K2Cr2O7 memiliki 3 transisi yang artinya memiliki 3 puncak yaitu 4A2g(F) 4T2g(F)4T1g(F)4T2g(F)4T1g(F)4T1g(P) Dari hasil percobaan diperoleh spektra dibawah ini:

Dari hasil percobaan diperoleh 6 puncak sehingga tidak sesuai dengan teori. Hal ini dikarenakan adanya kontaminan pada larutan sampel.

2. KMNO4Pada KMNO4 memiliki konfigurasi electron: 25Mn = [Ar] 3d5 4s2 25Mn7+ = [Ar] 4s0 3d0Hal tersebut berarti ada 7 elektron yang hilang dari konfigurasi tersebut. Senyawa ini pada teorinya bersifat diamagnetik, karena tidak terdapat elektron pada orbital d. namun pada percobaan timbul warna ungu pekat karena Mn7+ Mn6+ sebagai akibat dari transfer energi dalam bentuk electron O2 O-.Mn memiliki konfigurasi d5 dengan term symbol 6S yang tidak tersplit. Sehingga puncak yang terbentuk tidak rata, karena term symbol tidak tersplit maka symbol lain yang kuartet seperti 4G, 4F, 4D, 4P ikut masuk dalam spectra. Jadi puncak yang berasal dari 1 spin kuartet term berjumlah 5 puncak. Transisi yang terjadi adalah sebagai berikut;A2g (G) T1g (G)A2g (G) T2g (G)A2g (G) A2g (F)A2g (G) T2g (F)A2g (G) T1g (F)Dari hasil percobaan diperoleh spektra di bawah ini:

Pada hasil percobaan hanya terdapat 7 puncak. Hal ini terjadi karena larutan terlalu pekat, sehingga ada 1 split yang tidak terbaca dan eksitasi elektron hanya menjadi 3 tingkatan energi yaitu A2g (G) T1g(G), A2g(G)T2g(G), A2g (G)A2g(F) dan A2g (G) T2g (G)

3. FeSO4.7H2OFeSO4 Fe2+ + SO42-larutan ini berwarna kuning orange dikarenakan terdapat 4 elektron yang tidak berpasangan pada orbital d dan memiliki konfigurasi electron: 26 Fe = [Ar] 3d6 4s2 Fe2+ = [Ar] 3d6 4s0. Fe2+ memiliki term symbol 5D dan tersplit menjadi 2.

Pada hasil percobaan diperoleh spektra dibawah ini:

Pada hasil percobaan dihasilkan 4 puncak, hal ini tidak sesuai dengan teori. Karena adanya kontaminan dalam larutan sampel.4. Co(NO3)2Co(NO3)2 Co2+ + 2NO3-Pada larutan Co(NO3)2 terdapat unsur transisi Co dengan bilangan oksidasi 2+. Co mempunyai konfigurasi sebagai berikut:27Co = [Ar] 3d7 4s2Co2+ = [Ar] 3d7 4s0terdapat 3 elektron yang tidak berpasangan sehingga larutan ini bersifat paramagnetic dan memiliki warna merah muda. Bila dicari dari term simbolnya, Co memiliki term symbol 4F. Berdasarkan teori Co(NO3)2yang berada pada orbital memiliki tingkatan transisi sebagai berikut:

Secara teori Co(NO3)2 yang berada pada orbital d7 mempunyai 3 puncak pada spektranya sehingga akan terdapat 3 transisi yaituA2g(G) A2g(F)A2g(G) T2g(F)A2g(G) T1g(P)Pada hasil percobaan dihasilkan 3 puncak. Hal ini sesuai dengan teori.

5. Ni(NO3)2Pada larutan sampel ini Ni(NO3)2, reaksi pembuatan kompleks terjadiNi2+ + 2NO3- + 6H2O Ni(NO3)2 + 6H2OLarutan ini memiliki konfigurasi elektron Ni sebagai berikut:28Ni = [Ar] 3d8 4s2Ni2+ = [Ar] 3d8 4s0Karena pada orbital d tidak terisi penuh dan terdapat elektron yang tidak berpasangan sehingga dihasilkan larutan berwarna hijau.Menurut teori Ni2+ memiliki term symbol 3F. Karena berada pada orbital akhir d8 maka terdapat 3 puncak pada spektra Transisinya sebagai berikut:3A2g(F) 3A2g(F)3A2g(F)3T1g(F)3A2g(F)3T1g(P)Pada percobaan diperoleh 4 puncak. Hal ini tidak sesuai dengan teori karena larutan uji mengandung impurities.

6. CuSO4.5H2OCu memiliki bilangan oksidasi 2+ karena berikatan dengan SO4.Konfigurasi elektron pada Cu sebagai berikut:29Cu = [Ar] 3d10 4s1Cu2+ = [Ar] 3d9 4s0dari konfigurasi diperoleh 1 elektron yang tidak berpasangan sehingga larutan ini berwarna biru muda. Menurut teori karena Cu2+ memiliki elektron terakhir pada orbital d9 maka diagaram orgelnya hanya tersplit menjadi 2 dan hanya memiliki 1 puncak yang transisinya T2g Eg. Berikut adalah diagram orgel dari Cu2+Dari hasil percobaan didapatkan 2 puncak. Hal ini tidak sesuai dengan teori.

Dari percobaan tersebut diketahui bahwa berbagai ion logam transisi memiliki spectra yang berbeda beda. Sehingga term symbol juga akan berbeda, hal ini karena perbedaan kionfigurasi elektronnya. Namun pada percobaan ini hanya satu yang sesuai dengan teori, hal tersebut dapat disebabkan karena:1. Pengenceran yang dilakukan kurang tepat2. Adanya impurities yang disebabkan dari kontaminasi udara luarVII. KESIMPULAN Warna yang terdapat pada larutan sampel disebabkan oleh elektron yang tidak berpasangan pada orbital.NoLarutan sampelWarnaPuncak maks (nm)Absorbansi

1K2Cr2O7Kuning Orange6410399382376

361

353

1,84614

1,82293

6,02457

6,06079

5,8843

6,3264

2KMNO4Ungu tua7580

527

526

509

319

317

252

0,46915

1,67737

1,69148

1,26465

1,04616

1,04919

0,3204

3FeSO4.7H2OKuning4355

354

353

350

6,06542

5,99406

5,4629

5,65987

4Co(NO3)2Merah muda3510

303

252

0,02647

0,090939

0,04719

5Ni(NO3)2. 6H2OHijau4712

399

303

255

0,02163

0,06023

0,15853

0,06179

6CuSO4.5H2OBiru muda2800

253

0,16224

0,35164

VIII. DAFTAR PUSTAKACotton, F.A. dan Wilkinson, G.1989.Kimia Anorganik Dasar.Jakarta : UI-Press.Hala, Y. 2010. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik .Makassar : Laboratorium Anorganik FMIPAUniversitas HasanuddinHarjadi. 1990. Ilmu Kimia Analitik Dasar. Jakarta: PT. Gramedia.Khopkar, S. M. 2003. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: Universitas Indonesia.Pudyaatmaka,A.Hendrayana. 2002. Kamus Kimia. Jakarta: Balai Pustaka.Svehla. 1979. Buku Ajar Vogel : Analisis Kimia Kuantitatif Anorganik Makro dan Semimikro.Jakarta : PT. Bina Rupa Aksara.Watson, David. 2010. Analisis Farmasi Edisi 2. Jakarta: EGC.

IX. LAMPIRAN-Laporan Sementara

Surakarta, 12 Mei 2015Mengetahui,Asisten Pembimbing Praktikan

Wiwiek Septi maulidina