Pro 2004 Kimia Retno Enkapsulasi Kompleks- Zeolit Sintetis

Seminar Nasional Penelitian dan Pendidikan Kimia, 9 Oktober 2004

1

SEMINAR NASIONAL PENELITIAN DAN PENDIDIKAN KIMIA

Kontribusi Penelitian Kimia Terhadap Pengembangan Pendidikan Kimia

ENKAPSULASI KOMPLEKS- ZEOLIT SINTETIS SEBAGAI KATALIS DALAM REAKSI OKSIDASI ALKENA

Oleh: Dra.Retno Dwi Suyanti MSi, Jamalum Purba MSi, Ani Sutiani MSi

Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Medan

INTISARI Modifikasi zeolit sintetis dengan senyawa kompleks sebagai katalis telah dilakukan pada reaksi oksidasi olefin. Senyawa kompleks dari garam Mangan(II) dengan ligan 2,2 dipiridin (dipy) telah disintesa secara stoikiometri. Senyawa kompleks yang diperoleh mempunyai warna kuning cerah. Kompleks dari Mangan (II) dengan ligan 2,2 dipiridin memiliki kestabilan yang tinggi. Rumus molekul kompleks Mangan(II) mengikuti aturan Werner yaitu [Mn(dipy)2]SO4.5H2O. Rumus molekul tersebut diketahui dari data hasil pengukuran Spektroskopi Serapan Atom dan Konduktometri serta penentuan jumlah air kristal. Zeolit sintetis Ca-Na-A telah disintesis dengan bahan dasar Na2SiO3 dan Al2(SO4)3. Zeolit sintetis hasil sintesis di karakterisasi secara kualitatif kemurniannya dengan XRD. Senyawa kompleks hasil sintesa selanjutnya dienkapsulasi kedalam zeolit sintetis yang sudah diaktivasi. Hasil enkapsulasi dikarakterisasi dengan spektrometer infra merah. Dari data IR diketahui bahwa senyawa kompleks telah terenkapsulasi kedalam zeolit yang ditandai munculnya spektra pada bilangan gelombang: 1050 cm-1 dan 1700 cm-1 , 2000 cm-1. Hasil oksidasi sikloheksena dengan oksidator H2O2 dan katalis Mn(dipy)2Z berdasarkan metabolismenya mampu mengendalikan reaksi sehingga produk yang dihasilkan melewati tahap pembentukan epoksida, diol dan dikarboksilat. Produk-produk hasil oksidasi tersebut disimpulkan berdasarkan uji kualitatif sederhana menggunakan beberapa reagen dan indikator universal. Kata kunci: Zeolit sintetis, kompleks, katalis, enkapsulasi, oksidasi, olefin.

ENCAPSULATION ZEOLITE SINTETIS-COMPLEXE AS KATALIS IN REACTION OF OXIDATION ALKENE

By: Dra.Retno Dwi Suyanti MSi*

Chemical Lecturer Majors FMIPA State University of Medan.

ABSTRACT

Zeolite modification of sintetis with complexe compound as katalis have been conducted at reaction of oxidation olefin. Complex compound of Manganese(II) salts with 2,2 dipiridin ( dipy) ligand have been synthesized stoichiometrically. Complex compound which obtained have colour turn yellow fairly. Complex of


2

Manganese ( II) with ligan 2,2 dipiridin have high stability. Complexe Molecule formula Mangan(II) following order of Werner that is [ Mn(dipy)2]SO4.5H2O. The Formula Molecule known from data result of measurement Spectroscopy Absorption Atomic and Konduktometri and also determination of amount crystal hydrat. zeolite of Sintetis Ca-Na-A have synthesized with elementary materials Na2 SiO3 and Al2(SO4)3. Zeolite of Sintetis result characterized its qualitative properties with XRD. Complex Compounds result of synthesize is encapsulated into zeolite of sintetis whic h have activation. Result of encapsulate characterized with spectrometer infra red. The data of IR known that complexe compounds have encapsulated into zeolite marked spectra at wave number: 1050 cm-1 and 1700 cm-1 , 2000 cm-1. Result of oxidation sik loheksena with H2O2 oksidator with catalyst Mn(dipy)2 Z pursuant to its metabolism can control reaction so that yielded product pass phase forming of epoxide, diol and alkanedicarboxylic. Products result of the oxidation concluded pursuant to simple qualitative test use universal indicator and some reagen. Keyword: Zeolite of Sintetic, complexes, catalyst, encapsulate, oxidation, olefin.

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pada ini 9 dari 10 industri kimia memerlukan katalis di dalam pengoperasiannya.

Penggunaan katalis sangat diperlukan pada proses oksidasi alkena baik untuk industri

maupun skala penelitian. Penelitian polimerisasi styrena menggunakan katalis telah

dilakukan menggunakan katalis zeolit alam dengan kompleks Ni(II) dan Co(III)

(Retno 2001)

Penelitian yang dilakukan untuk membuat katalis supaya menjadi lebih

berhasil dan berdaya guna antara lain dengan cara memperluas permukaan katalis,

sehingga kontak antara pereaksi dengan katalis menjadi lebih besar. Katalis logam

murni dapat digunakan dalam bentuk serbuk ataupun struktur sarang madu, namun

bentuk-bentuk ini memiliki kelemahan dalam efisiensi katalis. Disamping itu, katalis

logam murni menunjukkan stabilitas termal yang rendah dan pada akhirnya


3

mengakibatkan turunnya luas permukaan karena terbentuknya logam yang sangat

kompak. (Mintova, 1996)

Zeolit termasuk suatu fasa aktif dan ko katalis insulator yang sesuai untuk

digunakan sebagai penyangga reaksi polimerisasi maupun oksidasi alkena. Zeolit

yang ditemukan di alam baru dapat digunakan sebagai katalis setelah mengalami

beberapa tahap aktivasi mencakup dealuminasi pertukaran ion dan kalsinasi.

Penggunaan zeolit sintetis dengan pori yang cukup besar seperti zeolit Ca-Na-A

cukup efektif untuk mengenkapsulasi Co(II).(Norman,1986). Beberapa katalis telah

diteliti mampu mengarahkan reaksi polimerisasi styrena yaitu kompleks Ti(II), Co(III)

dan Cr(II) serta beberapa logam transisi dengan ko katalis senyawa organo logam:

MAO (Metil Aluminokson), TIBA (Tris Methyl Borat) dan gabungan antara MAO

dan SiO2 (Tomutsu,1997). Beberapa kompleks logam transisi telah diteliti

kestabilannya oleh peneliti antara lain kompleks tembaga(II) dengan ligan-ligan

bidentat dengan atom N sebagai atom donor. (Retno, 1997). Kompleks Co(II) dan

Ni(II) dengan ligan etil aseto asetat yang terenkapsulasi ke dalam zeolit alam juga

telah disintesis dan dikarakterisasi peneliti.

Penelitian yang akan dilakukan saat ini adalah kelanjutan penelitian terdahulu

dengan memanfaatkan hasil sintesis Ca-Na-A sebagai kokatalis sekaligus penyangga

kompleks Mn(II) dengan ligan 2,2 bipiridin. Disamping melihat kemampuan

kemampuan zeolit sintetis menggantikan kedudukan senyawa organo logam yang

sangat mahal tersebut sebagai ko-katalis, dengan jalan mengenkapsulasi kompleks

Mn(II) bipiridin hasil sintesa. Penelitian ini juga melihat kemampuan zeolit sintetis

yang lebih murni dibanding zeolit alam mengenkapsulasi logam transisi tersebut

untuk selanjutnya digunakan sebagai katalis yang mampu mengarahkan reaksi

polimerisasi maupun reaksi oksidasi alkena. Penggunaan katalis pada oksidasi alkena

diperkirakan mampu mengendalikan dan menseleksi produk reaksi oksidasi alkena

sehingga mendapatkan produk ya ng dikehendaki apakah berupa aldehida, alkohol

atau asam karboksilat.

B. Perumusan Masalah Berdasarkan Latar belakang yang telah diuraikan, maka yang menjadi rumusan

masalah dalam penelitian ini adalah:

1. Bagaimana mensintesa zeolit sintetis dengan rumus molekul Ca-Na-Z


4

2. Apakah kompleks Mn(II)dipiridin dapat terenkapsulasi ke dalam zeolit sintetis

tersebut.

3. Bagaimana hasil reaksi oksidasi alkena menggunakan katalis tersebut?

C. Ruang Lingkup Penelitian Ruang lingkup penelitian ini mencakup bidang anorganik kompleks dan identifikasi

gugus fungsi senyawa organik

D. TINJAUAN PUSTAKA

1. Kompleks Mangan (II) Mangan (Mn) dengan nomor atom 25 terletak pada periode ke-4 dan golongan VIIB

dalam sistem periodik unsur-unsur (IUPAC). Unsur logam ini mempunyai bilangan

oksidasi +2, +3, +4, +6 dan +7 tetapi tingkat oksidasi yang umum dikenal adalah +2

sehingga konfigurasi elektronnya pada orbital d adalah d5(Cotton, 1989 : 495). Ion

mangan(II) dapat membentuk senyawa kompleks dengan ligan-ligan karena ion ini

masih mempunya i orbital d yang belum penuh terisi elektron. Orbital-orbital d

tersebut dapat berfungsi sebagai penerima pasangan elektron dari ligan sehingga

terbentuk senyawa kompleks dengan ikatan kovalen koordinasi. Banyaknya orbital

kosong yang digunakan untuk mengikat ligan sangat mempengaruhi karakter senyawa

kompleks yang terbentuk. Ligan asetilasetonato (acac) dan ligan bipiridin merupakan

senyawa organik yang dikelompokkan ke dalam ligan kuat. Ligan kuat menyebabkan

elektron-elektron yang belum berpasangan pada orbital d didesak menjadi

berpasangan. Apabila senyawa organik dipakai sebagai pengompleks maka harus

diingat bahwa pasangan elektron sebenarnya terletak pada gugus atom tertentu,

biasanya gugus fungsi yang menentukan perilaku molekul keseluruhan termasuk

kecenderungan membentuk senyawa kompleks. Senyawa kompleks Mn(II) dengan

ligan asetilasetonato memiliki bilangan koordinasi 4 dengan rumus molekul

[Mn(acac)2]SO4 dan berwarna coklat muda. Sedangkan senyawa kompleks Mn(II)

dengan ligan piridin memilik i bilangan koordinasi 4 dengan rumus molekul

[Mn(py) 4]SO 4 berwarna coklat tua. Kompleks mangan(II) dengan ligan 2,2dipiridin

juga telah disintesis memberikan kristal berwarna kuning dengan rumus molekul

[Mn(dipy)2]SO4.H2O. (Retno, 2003)


5

2. Ligan 2,2dipiridin

2,2 dipiridin merupakan ligan kuat yang mempunyai gugus diimin :

-C=N-C-C-N=C-, yang berfungsi sebagai ligan bidentat. Ligan sepit (chelate) ini

mengandung dua atom nitrogen sebagai atom donor. Ligan ini memiliki titik leleh

69,7oC dan bisa berkoordinasi dengan hampir semua ion logam-logam transisi.

Struktur kristal ligan ini telah diteliti Merrit( dalam Retno 1997) dengan metode

difraksi sinar-X terhadap kristal tunggalnya. Ligan ini memiliki satuan sel monoklin

dengan harga a = 5,66 , b = 6,24 , c = 13,46 dan posisi atom -atomnya

ditentukan oleh proyeksi kerapatan elektron. Struktur ligan:

NN

Gambar 1. Struktur 2,2 dipiridin

3. Zeolit Nama zeolit yang berarti batu membuih disesuaikan dengan sifat mineral yang

bersangkutan, yaitu akan membuih bila dipanaskan dalam tabung terbuka pada

temperatur 300-400oC (Sarno, l987:ll2). Secara empirik zeolit dapat dinyatakan

dengan rumus molekul berikut : Mx/n.[(AlO 2)x(SiO2)y].zH2O dimana

M = Logam alkali atau alkali tanah

n = valensi logam alkali

x = 2 hingga l0

y = 2 hingga 7

Mx/n adalah kation bervalensi n yang terdapat diluar kerangka zeolit, [(AlO 2)x(SiO2)y]

adalah kerangka zeolit aluminasilikat dan z H2O merupakan air kristal yang terdapat

diluar kerangka zeolit. Rasio Si/Al (y/x) didalam kerangka zeolit menentukan struktur

dan sifat-sifat zeolit. Didalam zeolit A yang memiliki rasio Si/Al = 1, maka setiap

atom Si terikat dengan 4 atom Al melalui oksigen. Aturan Lowenstein

mengemukakan bahwa secara umum didalam zeolit A terdapat rasio Si/Al sama

dengan 1 tetapi dimungkinkan juga rasio lebih tinggi atau Si/Al > 1.


6

Kation-kation bervalensi n (Mn+) diluar kerangka zeolit diperlukan untuk

menyeimbangkan muatan negatif kerangka zeolit. Kation-kation penyeimbang dapat

mengalami pertukaran dengan ion lain pada saat zeolit diberi perlakuan penambahan

garam. Pertukaran kation oleh ion lain yang berbeda muatan dan ukuran akan

berpengaruh terhadap ukuran pori dan sifat

absorbsi zeolit14. Air kristal yang menempati pori-pori zeolit dapat dihilangkan

melalui proses pemanasan pada suhu sekitar 350oC. Pada beberapa zeolit pelepasan

air kristal bersifat reversibel sehingga rongga atau pori dapat digunakan untuk

menyerap molekul lain. Berdasarkan sifat tersebut maka zeolit dapat digunakan

sebagai penyaring molekul.

Zeolit adalah kristal alumino silikat dengan struktur kerangka berpori yang

berisi kation dan molekul air. Unit dasar penbentuk zeolit adalah SiO4 dan AlO4 yang

mempunyai bentuk tetrahedral. Tetrahedral-tetrahedral tersebut berikatan satu sama

lain membentuk polyhedral. Persenyawaan antar polihedral kemudian membentuk

tektosilikat dalam susunan tiga dimensi. Pada kerangka zeolit sebagian Si bervalensi 4

diganti oleh Al bervalensi 3. Akibatnya terjadi defisiensi muatan positif dalam

kerangka yang dinetralkan dengan ion bervalensi l atau 2 seperti NH4+ , Na+ , K+ , Ca2+,

Mg2+ dan Sr2+ ( Mumpton dan Fishman, l977 : ll89). Perbandingan antara Si4+ dan

Al3+ berkisar l:l sampai l00:l.

Struktur yang paling stabil adalah mineral zeolit yang perbandingan Si dan Al-

nya adalah l:l (Komar, l987)

Rasio Si/Antara lain (y/x) didalam kerangka zeolit menentukan struktur dan

sifat-sifat zeolit. Aturan Lowenstein mengemukakan bahwa secara umum didalam

zeolit A terdapat rasio Si/Antara lain sama dengan 1, tetapi dimungkinkan rasio yang

lebih tinggi atau Si/Antara lain lebih besar atau sama dengan 1 (dwyer dan Dyer,

1984). Zeolit dengan struktur khas yang dimilikinya, memperlihatkan sifat-sifat fisika

dan kimia yang sangat menarik. Beberapa sifat kimia zeolit yang banyak dipelajari

dan dimanfaatkan secara luas adalah sifat selektivitas adsorbsi, penukar ion dan

katalis aktif.

Zeolit termasuk katalis insulator( katalis asam-basa). Karena zeolit memiliki

pusat asam baik bronsted atau lewis maka zeolit bisa aktif dalam reaksi yang

melibatkan senyawa antara karbokation dan karboanion seperti polimerisasi.

Penggunaan zeolit sebagai katalis yang umum antara lain adalah zeolit sebagai


7

pendukung katalis logam (enkapsulasi). Enkapsulasi ini dipreparasi dengan mengganti

bagian kosong dalam zeolit dengan ion logam tertentu.(S.Mintova, 1996).

Kegunaan zeolit dalam pelunakan air adalah dengan pertukaran ion. Ion-ion

tertentu seperti kalsium dan magnesium, mengganggu dalam air, karena membentuk

endapan tak larut seperti gumpalan apabila kontak dengan sabun. Bila air dialirkan

melalui suatu lapisan zeolit yang telah dihancurkan, ion Ca2+ dan Mg2+ dalam larutan

cenderung untuk tertarik pada mineral itu.

D. Katalisator Katalis didefinisikan sebagai zat yang dapat mempercepat dan mengendalikan reaksi

tetapi tidak tergabung dalam produk reaksi. Kemampuan katalismempercepat reaksi

merupakan akibat dari kemampuannya berinteraksi dengan reaktan-reaktan

membentuk senyawa antara yang aktif. Dewasa ini sembilan (9) dari sepuluh (l0)

industri kimia kimia menggunakan katalis untuk mempercepat reaksi yang terlibat

didalamnya. Pada umumnya katalis bersifat spesifik artinya katalis tertentu hanya

mempercepat reaksi tertentu saja. Katalis dibentuk dari komponen-komponen yang

dapat menunjang sifat katalis yang diharapkan seperti aktif, selektif, stabil dan murah

serta memiliki konduktivitas termal yang tinggi. Fasa aktif mengemban fungsi utama

katalis untuk mempercepat dan mengarahkan reaksi. Katalis ini tidak memiliki

kemampuan memindahkan elektron. Oleh karena itu katalis insulator ini tidak aktif

dalam reaksi redoks. Tetapi, karena zeolit memiliki pusat asam baik bronsted atau

lewis, maka zeolit bisa aktif dalam reaksi yang melibatkan senyawa antara

karbokation dan karbonion seperti polimerisasi.

Penelitian tentang katalis pada polimerisasi styrena telah dilakukan, hasil dari

penelitian ini menunjukkan ada 4 kompleks logam transisi yang telah terbukti sebagai

katalis pada proses tersebut, yaitu Ti (IV,III,II) Co (III), Cr(III) dan Ni(II). Namun

demikian katalis tersebut dalam bekerjanya harus didukung ko-katalis yaitu suatu

senyawa organologam MAO dan TIBA (Norman, 1986)

E. Alkena Pada Industri Kimia Alkena dalam industri kimia dikenal dengan olefin. Banyak reaksi oksidasi-

reduksi senyawa organik diperkirakan berlangsung dengan alur radikal bebas.

Oksidasi hidrokarbon dalam industri dilaksanakan pada suhu tinggi dalam keadaan

berudara. Pemutusan ikatan oksigen-oksigen dari hidroperoksida dan perombakan

radikal alkoksi yang dihasilkan menyebabkan terbentuknya aldehida dan keton yang


8

selanjutnya dioksidasi menjadi asam karboksilat. Senyawa-senyawa tersebut dapat

dibuat dari proses adisi, polimerisasi reduksi maupun oksidasi. Oksidasi alkena

memungkinkan untuk mendapatkan produk akhir seperti epoksida, be nzaldehida,

alkohol atau diol maupun karboksilat atau dikarboksilat. Penggunaan katalis mampu

menseleksi reaksi oksidasi tersebut sehingga dapat menghasilkan produk yang

dikehendaki. Skema reaksi katalitik dengan cis-[Mn(bpy)2]2+-Y akan melalui

pembentukan a. epoksida b. diol, c. diketon dan d. monomolekular asam

alkanadikarboksilat atau pembentukan asam bimolekular alkanadikarboksilat. Asam

adipat memungkinkan diproduksi industri melalui siklopentena (n=1), sikloheksena

(n=2), siklooktena (n=4) dan sebaga inya.

Tujuan Yang ingin dicapai

1. Mensintesis dan mengkarakterisasi zeolit sintetis Ca-Na-A

2. Mengenkapsulasi kompleks Mn(II) dengan ligan 2,2dipiridin kedalam zeolit

sintetis Ca-Na-A

3. Mengkarakterisasi hasil enkapsulasi kompleks Mn(II) dengan ligan

2,2dipiridin tersebut sebagai katalis

4. Mengkarakterisasi hasil oksidasi olefin (siklo heksena) yang menggunakan

katalis kompleks Mn(II) zeolit kompleks


9

METODE PENELITIAN

Prosedur Penelitian

Skema Garis Besar Penelitian:

HASIL DAN PEMBAHASAN

A.Hasil Sintesa Reaksi antara senyawa ion logam mangan(II) dengan ligan dipiridin

menghasilkan senyawa kompleks yang berwarna kuning cerah. Kompleks

mangan(II)dipiridin memiliki kestabilan tinggi yang ditandai dengan tingginya suhu

penguraian dan tidak teroksidasinya kristal dalam keadaan terbuka. Hasil sintesa

zeolit sintetis Ca-Na-A merupakan padatan yang kering dan sangat bersih sehingga

memiliki daya absorbsi dan daya enkapsulasi yang lebih tinggi dibanding zeolit alam.

Zeolit ini juga memiliki kemurnian tinggi dilihat dari 10 puncak utama dari

difraktogramnya. Hasil enkapsulasi kompleks kedalam zeolit menunjukkan kristal

Ca-Na-Zeolit LARUTAN KOMPLEKS Mn(II)-dipiridin

Aktivasi Karakterisasi XRD, IR

Kristalisasi Karakterisasi AAS, konduktometr

ENKAPSULASI KARAKTERISASI

REAKSI OKSIDASI ALKENA

KARAKTERISASI PRODUK REAKSI

Seminar Nasional Penelitian dan Pendidikan Kimia, 9 Oktober 2004 10

yang homogen berwarna coklat muda. Terenkapsulasinya kompleks kedalam zeolit

sintetis diperiksa dari data IR.

B. Hasil Karakterisasi Kompleks Mn(II)

1. Penentuan Suhu Penguraian

Untuk menentukan suhu penguraian senyawa kompleks digunakan melting

point. Adapun hasil pengukuran sebagai berikut:

TABEL I

SUHU PENGURAIAN SENYAWA KOMPLEKS Mn(II)

No Senyawa Suhu Penguraian

[Mn(dipy)2]SO4 295 296oC

Dari data tersebut diketahui bahwa kompleks Mn(II)dipiridin stabil, dengan suhu

penguraian diatas suhu penguraian air kristal yaitu suhu 110oC.

2. Hasil Penentuan Jumlah Air Kristal Dari pengeringan sampel dalam oven pada suhu 110oC dan ditimbang sampai

beratnya konstan maka diperoleh data sebagi berikut :

TABEL II

DATA HASIL PENENTUAN JUMLAH AIR KRISTAL

No Sampel Berat Awal (gram) Berat akhir (gram) Jumlah H2O

[Mn(dipy)2]SO4 0,110 0,093 gram 5 H2O

Dari data diatas diketahui bahw a kompleks mangan(II) mengikat 5 mol air

kristal.

3. Hasil Penentuan Kadar Mangan(II) Dalam Sampel Pengukuran larutan standar dan larutan sampel menggunakan instrumen AAS

merk GBC tipe AA-932. Kondisi analisis untuk menentukan kadar Mn(II) dalam

kompleks digunakan standar MnSO 4.H2O pada lmax = 279,5 nm .

Dari hasil perhitungan diperoleh persamaan regresi linier untuk kompleks

mangan(II):

y = -0,0044 + 0,1343X. Adapun konsentrasi Mangan(II) dalam senyawa kompleks

disajikan pada Tabel III berikut.


TABEL III

HASIL PENGUKURAN KADAR LOGAM Mn DALAM SAMPEL

No Sampel Abs [Logam]

ppm

Kadar (%)

Perc. Teori

1. [Mn(dipy)2SO4 5H2O 0,222 1,69 9,88 9,87

Data tersebut diatas diperoleh dari hasil pengukuran sampel dengan konsentrasi Mn

dalam sampel sekitar 9,9 ppm. Berdasarkan perbandingan kadar logam secara

percobaan dan teoritis maka dapat dipastikan bahwa kompleks kobal memiliki rumus

molekul [Mn(dipy)2]SO4.5H 2O .

4. Hasil Pengukuran Daya Hantar Cuplikan

Pengukuran daya hantar dilakukan dengan konduktometer tipe CG 859.

Senyawa kompleks yang telah dibuat dilarutkan dalam pelarut yang sesuai tabel

standar sehingga konsentrasinya 10-3 M. Berikut ini data hasil pengukuran daya

hantar kompleks:

TABEL IV

HASIL PENGUKURAN DAYA HANTAR SENYAWA KOMPLEKS

No Sampel L(S cm2mol-1) Tipe elektrolit Jumlah

Muatan

1. [Mn(dipy)2SO4 5H2O 103 1 : 1 +2

5. Hasil enkapsulasi Kompleks Kedalam Zeolit Hasil enkapsulasi ini diamati dengan spektrometer IR. Dari spektra yang

diperoleh diketahui bahwa spektra tajam yang muncul pada zeolit Ca-Na-A murni

yaitu didaerah bilangan gelombang 1050 cm -1 dan merupakan vibrasi ulur asimetrik

dan merupakan vibrasi eksternal antar sambungan tetrahedral TO4 (T = Si atau Al)

sementara setelah dienkapsulasikan kompleks Mn(II) kedalamnya terjadi penumpulan

spektra pada bilangan gelombang tersebut dan perbandingan spektra yang muncul

pada kompleks, aeolit sintetis murni dan katalis tercantum pada tabel berikut.


TABEL V

HASIL PENGKURAN DENGAN IR

No Sampel Daerah Spektra IR cm-1

1. [Mn(dipy)2SO4 5H2O 1080, 3200

2 Zeolit Ca-Na-A 1050, 1700, 2000, 3200

3 Katalis 1700, 2000, 3200

Dari data spektra tersebut menunjukkan bahwa kompleks telah terenkapsulasi

kedalam zeolit dan siap digunakan sebagai katalis pada reaksi oksidasi olefin guna

mengendalikan reaksi sehingga diperoleh produk yang selektif.

C. Hasil Karakterisasi Zeolit dengan XRD Berdasarkan difraktogram tersebut dapat diketahui harga d () dan total intensitas 10

puncak utama khas zeolit Ca-Na-A hasil sintesis dinyatakan pada tabel berikut.

TABEL VI HARGA d () DAN INTENSITAS 10 PUNCAK ZEOLIT SINTETIS

No d ( I/Io ( Irel) 2,7885 56 2,7851 70 2,7851 70 2,7809 88 2,7784 98 2,7759 100 2,7742 98 2,7717 93 2.7683 76 2,7650 58 ? Irel = 727

Berdasarkan total intensitas relatif yaitu 727 maka zeolit sintetis ini memiliki

kemurnian yang sangat tinggi. Dari harga d (jarak antar bidang ) diketahui zeolit

sintetis ini mempunyai harga d dengan intensitas utama khas adalah 2,7759 angstrom.

D.HASIL OKSIDASI Hasil oksidasi olefin jenis siklohexena dengan katalis kompleks Mn-zeolit

menggunakan oksidator hidrogen peroksida 30% pada suhu 30oC selama 2 jam, 4 jam

dan 40 jam menghasilkan produk yang mengandung gugus fungsi epoksida, campuran

epoksida (dengan selektifitas lebih tinggi) dan diol serta dikarboksilat.


TABEL VII

HASIL OKSIDASI OLEFIN(SIKLOHEKSENA) PADA SUHU KAMAR

No Substrat Katalis Selektifitas

Produk

Waktu pH

1 Siklohexena Mn(dipy)2Z Epoksida 2 jam 7

2 Siklohexena Mn(dipy)2Z Epoxida,

diol

4 jam 7

3 Siklohexena Mn(dipy)2Z dikarboksilat 40 jam 6

4 Siklohexena - Asam

dikarboksilat

1 jam 3

Data diatas diambil berdasrkan reaksi antara 0,2 mmol kompleks dengan 60

mmol substrat olefin (siklohexena) dan H2O2 30% yang ditambahkan dengan

kecepatan 20 mmol per jam.

Karakterisasi Hasil Oksidasi

Karakterisasi secara kualitatif didasarkan pada pengukuran pH dimana jika

sikloheksena dioksidasi tanpa katalis maka dalam waktu singkat langsung diperoleh

produk asam adipat yang ditandai dengan terbentuknya ester yang berbau harum

apabila hasil oksidasi tersebut tersebut direaksikan dengan etanol dengan katalis

asam dan harga pH 3. Penggunaan katalis mampu mengendalikan dan menseleksi

produk oksidasi sehingga diperoleh produk dengan gugus epoksida, diol , baru

dikarboksilat yang diidentifikasi dengan K2Cr2O7 dalam suasana asam reagen ini

positif memberikan warna hijau pada saat terbentuk diol karena terbentuknya Cr3+.

Dengan demikian hasil reaksi produk dengan reagen ini negatif pada saat reaksi

berlangsung 2 jam dan 40 jam yang berarti tidak dihasilkan gugus alkohol.

KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN 1. Ion logam Mn(II) dapat membentuk kompleks dengan ligan 2,2 dipiridin,

dengan rumus molekul Mn(dipy)2SO4.5H2O

2. Zeolit sintetis Ca-Na-A berdasarkan puncak difraktogramnya memiliki derajat

kristalinitas dan kemurnian yang tinggi.


3. Senyawa kompleks yang disintesa dapat dienkapsulasi kedalam zeolit sintetis

Ca-Na-A

4. Hasil karakterisasi enkapsulasi kompleks zeolit dengan IR ditandai munculnya

spektra tajam pada bilangan gelombang 1050 cm-1, 1700 cm-1 dan 2000 cm-1

5. Kompleks Mn(dipy) 2SO4.5H2O yang terenkapsulasi kedalam zeolit dapat

digunakan sebagai katalis pada berbagai reaksi oksidasi alkena.

6. Katalis Mn(dipy)2-Zeolit dapat mengendalikan reaksi oksidasi sikloheksena

secara selektif.

B. SARAN 1. Perlu dilakukan karakterisasi lanjutan terhadap katalis Mn(dipy)2-zeolit guna

mendapatkan data yang lebih akurat dan kondisi optimalnya.

2. Perlu dibandingkan efektifitas katalis dengan katalis lain yang menggunakan

zat aktif kompleks seperti Ti(acac)3Cl3 dan Cr(acac)3Cl3 dan Mn(acac) 2SO4

DAFTAR PUSTAKA 1. Retno Dwi Suyanti, Pengaruh Penggunaan Kompleks Co(II) dan Ni(II) sebagai katalis pada polimerisasi styrena, penelitian HEDS, DIKTI, UNIMED MEDAN, 2001 2. N. Tomutsu, Catalysis Surveys From Japan, l, l997, h. 89-ll0 Jepang 3. Svetlana Mintova, Zeolit, Elsevier, l6:3l-34,l996, New York 4. Retno Dwi Suyanti, Sintesis dan karakterisasi kompleks tembaga(II) dengan ligan bidentat yang mengandung atom N sebagai atom donor, tesis, ITB, Bandung l997 5. Peter-Paul, et al, Letter to Nature, Vol.369, June l994 6. Endang Widjayanti, Pengaruh Jumlah Cincin Aromatik terhadap Kekuatan Ligan pada kompleks Nikel(II), Tesis ITB, l992 7. Sarno,H, Lempung, Zeolit, Dolomit dan Magnesit, Direktorat Sumber daya Mineral, Bandung l987 8. D. Lavabre, Journal of Chemical Education, l988,274 9. Wolfgang. M.H.Sachtler, Acc. Chem Res, l993 26, h.383-387 10. Prakash, Satya et al, Advanced Inorganic Chemistry , Ram Nagar, New Delhi, l980 11. Angelici, Jr, Synthesisi and Technique In Inorganic Chemistry, Philadelpia : WB.Sunder, l970 12. D.F.Shriver, P.W. Atkin and C.H. Langford, Inorganic Chemistry, Oxford University Press, l990 13. N.N. Green Wood and Earnshour, Chemistry of the Element, Perganon Press, Oxford, l984 14. Ismono, Cara-cara Optik dalam Analisa Kimia , Departemen Kimia ITB, Bandung, l98l 15. Hamdan,H. l992, Introduction to Zeolite, Synthesis, Characterication and Modification , University Technologi, Malaysia 16. Gunar Lars Sillen, Stability Constants of Metal ion Complexes, Special Publication no.25, The Chemical Society, London, l97l 17. Norman Heron, Inorganic Chemistry, vol.25, No.26, 1986 h 4714-4717


18. Iis Siti Jahro, 1999, Sintesis Zeolit 4A Dari Bahan Dasar Fraksi Ringan Abu Layang Non Magnetik, makalah seminar, FPMIPA, IKIP Medan, 1999

Pro 2004 Kimia Retno Enkapsulasi Kompleks- Zeolit Sintetis

Documents

Transcript of Pro 2004 Kimia Retno Enkapsulasi Kompleks- Zeolit Sintetis