RUTHA- Pembuatan Isomer Cis Dan Trans

Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III

Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)

I. JUDUL PERCOBAAN :

Pembuatan Cis dan Trans – Kalium Bisoksalato Diaquokromat (III)

II. TANGGAL PERCOBAAN :

Selasa, 19 Maret 2013

III. TUJUAN PERCOBAAN :

1. Mempelajari pembuatan garam kompleks kalium bisoksalato

diaquokromat(III).

2. Mempelajari sifat–sifat cis dan trans garam kompleks kalium

bisoksalato diaquokromat(III).

IV. TINJAUAN PUSTAKA :

Stereokimia adalah studi mengenai molekul-molekul dalam ruang tiga dimensi, yakni

bagaimana atom-atom dalam sebuah molekul ditata dalam ruangan satu relatif terhadap yang

lain. Isomer geometri ialah bagaimana ketegaran (rigidity) dalam molekul dapat

mengakibatkan isomeri. Dua gugus yang terletak pada satu sisi ikatan pi disebut cis (latin,

“pada sisi yang sama”). Gugus-gugus yang terletak pada sisi-sisi yang berlawanan disebut

trans (latin, “berseberangan”).

Isomer adalah molekul atau ion yang mempunyai susunan kimia sama, tetapi struktur

berbeda. Perbedaan struktur biasanya tetap ada di dalam larutan, isomer dalam senyawa

kompleks yang penting ialah isomer geometri dan isomer optis. Kompleks yang hanya

mempunyai isomeri hanya kompleks-kompleks yang bereaksi sangat lambat atau kompleks

yang inert. Ini disebabkan karena kompleks-kompleks yang bereaksi cepat atau kompleks-

kompleks yang labil, sering bereaksi lebih lanjut membentuk isomer yang stabil.

Isomer geometri adalah stereoisomer yang posisinya tidak bisa saling dipertukarkan

(interconverted) tanpa memutus ikatan kimianya. Berdasarkan pada jenis isomer geometrinya

senyawa atau ion kompleks dapat dibedakan menjadi cis dan trans. Untuk kompleks

oktahedral ada dua tipe kompleks yang memiliki bentuk cis dan trans yaitu MA4B2 dan

MA3B3. M merupakan atom atau ion pusat sedangkan A dan B merupakan ligan monodentat.

Jika ligan monodentat diganti dengan multidentat, misalkan bidentat, maka akan dihasilkan

tipe kompleks, ML2B2, L merupakan ligan bidentat.

1 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010



Campuran kompleks bentuk cis dan trans dapat dengan cara mencampur komponen–

komponen non kompleks (penyusun kompleks). Berdasarkan pada perbedaan kelarutan

antara bentuk cis dan trans maka kedua jenis isomer itu dapat dipisahkan. Sebagai contoh

trans-dioksalatodiakuokrom(II) klorida dapat dikristalkan secara pelan-pelan dengan

melakukan penguapan larutan yang mengandung campuran bentuk cis dan trans. Dengan

penguapan kesetimbangan bentuk cis ↔ trans dapat digeser ke kanan karena kelarutan isomer

trans lebih rendah. Selain itu, pemisahan isomer cis dan trans berbeda, misalnya kompleks

cis-diklorbis (trietilstibin) paladium dapat dikristalkan dalam larutan bensen meskipuyn

dalam larutan hanya ada 60 % bentuk cis.

Kromium adalah logam kristalin yang putih, tak begitu liat dan tak dapat ditempa

dengan berat. Ia melebur pada 1765ºC. Logam ini larut dalam asam klorida encer atau pekat.

Jika tak terkena udara, akan membentuk ion-ion kromium(II) :

Cr + H+ → Cr2+ + H2 ↑

Cr + HCl → Cr2+ + 2Cl- + H2 ↑

Dengan adanya oksigen dari atmosfer, kromium sebagian atau seluruhnya menjadi

teroksidasi ke keadaan tervalen:

4Cr2+ + O2 + 4H+ → 4Cr3+ + 2H2O

Untuk kompleks planar segiempat, isomer cis–trans terjadi pada kompleks platina (II)

dengan rumus Pt (NH3)2Cl2. Untuk rumus jenis MX2Y2, bahwa jika bentuknya bujur sangkar

bidang, dua susunan isomer adalah mungkin. Dalam Pt(NH3)Cl2 kedua ligan klorida (dan

kedua ligan amonia) dapat disusun sehingga berada pada kedudukan yang saling

berdampingan, yang dinamai cis (latin, pada sisi ini) atau pada kedudukan yang

berseberangan yang dinamai trans (latin, di seberang). Gambar isomer cis dan trans, yaitu:




Untuk bangun tetrahedral, hanya satu susunan yang mungkin. Membuat model-model

molekul akan membantu menunjukkan mengapa pendapat ini berlaku. Isomeri bujur sangkar-

bidang dapat dibedakan satu dengan lainnya, karena etilenadiamina akan bereaksi dengan

isomer cis untuk menggantikan kedua klorida itu, tetapi tak akan bereaksi dengan isomer

trans. Rupanya molekul H2NCH2CH2NH2 dapat membentuk dua ikatan dengan sudut 90º

tetapi tak dapat mengitari Pt untuk membentuk ikatan dengan sudut 180º.

Urutan kira-kira dari pengaruh trans yang makin naik adalah: H2O, OH-, NH3 < Cl-,

Br- < SCN-, I-, NO2-, C6H5

- < SC(NH2)2, CH3- < H-, PR3,< C2H4, CN-, CO. Ditekankan di sini

bahwa efek trans hanyalah fenomena belaka. Ini merupakan efek gugus terkoordinasi

terhadap laju subtitusi dalam posisi trans terhadapnya dalam kompleks segiempat atau

oktahedral. Deret efek trans terbukti sangat berguna untuk menerangkan prosedur sintetik

yang telah dikenal, dan mencari prosedur sintetik yang berguna. Sebagai contoh ditinjau

sintesis isomer cis dan trans dari [Pt(NH3)2Cl2] sintesis isomer cis dicapai dengan

mereaksikan ion [PtCl4]2- dengan amonia. Karena Cl- mempunyai pengaruh mengarahkan

trans lebih besar daripada NH3, subtitusi NH3 ke dalam [Pt(NH3)Cl3]- kurang layak terjadi

pada posisi trans terhadap NH3 yang sudah ada, sehingga isomer cis lebih disukai.

Teori Medan Kristal

Menurut Teori Medan Kristal (CFT), interaksi antara logam transisi dan ligan

diakibatkan oleh tarikan antara kation logam yang bermuatan positif dan elektron bukan-

ikatan ligan yang bermuatan negatif. Teori ini dikembangkan menurut perubahan energi dari

lima degenerasi orbital-d ketika dikelilingi oleh ligan-ligan. Ketika ligan mendekati ion

logam, elektron dari ligan akan berdekatan dengan beberapa orbital-d logam dan menjauhi

yang lainnya, menyebabkan hilangnya kedegeneratan (degeneracy). Elektron dari orbital-d


http://id.wikipedia.org/wiki/Orbital_atom



dan dari ligan akan saling tolak menolak. Oleh karena itu, elektron-d yang berdekatan dengan

ligan akan memiliki energi yang lebih besar dari yang berjauhan dengan ligan, menyebabkan

pemisahan energi orbital-d. Pemisahan ini dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut:

sifat-sifat ion logam.

keadaaan oksidasi logam. Keadaan oksidasi yang lebih besar menyebabkan

pemisahan yang lebih besar.

susunan ligan disekitar ion logam.

sifat-sifat ligan yang mengelilingi ion logam. Efek ligan yang lebih kuat akan

menyebabkan perbedaan energi yang lebih besar antara orbital 3d yang berenergi

tinggi dengan yang berenergi rendah.

Struktur kompleks yang paling umum adalah oktahedral; dalam struktur ini, enam

ligan membentuk oktahedral di sekitar ion logam. Pada oktahedral simetri, orbital-d akan

berpisah menjadi dua kelompok energi dengan perbedaan energi Δoct. Orbital dxy, dxz dan dyz

akan memiliki energi yang lebih rendah daripada orbital dz2 and dx

2-y

2. Hal ini dikarenakan

orbital dxy, dxz dan dyz memiliki posisi yang lebih jauh dari ligan-ligan, sehingga mendapatkan

gaya tolak yang lebih kecil. Kompleks tetrahedral juga merupakan struktur yang umum;

dalam struktur ini, empat ligan membentuk tetrahedral disekitar ion logam. Dalam pemisahan

medan kristal tetrahedral, orbital-d kembali berpisah menjadi dua kelompok dengan

perbedaan energi Δtet. Orbital dz2 dan dx

2-y

2 akan memiliki energi orbital yang lebih rendah,

dan dxy, dxz dan dyz akan memiliki energi orbital yang lebih tinggi. Hal bertolak belakang

dengan struktur oktahedron. Selain itu, dikarenakan elektron ligan pada simetri tetrahedal

tidaklah berorientasi pada orbital-orbital-d, pemisahan energi akan lebih kecil daripada

pemisahan energi oktaherdal. Struktur geometri datar persegi juga dapat dideskripsikan oleh

CFT.

Besarnya perbedaan energi Δ antara dua kelompok orbital tergantung pada beberapa

faktor, seperti sifat-sifat ligan dan struktur geometri kompleks. Beberapa ligan selalu

menghasilkan nilai Δ yang kecil, sedangkan beberapa lainnya akan selalu menghasilkan nilai

yang lebih besar. Alasan di balik perbedaan ini dapat dijelaskan dengan teori medan ligan .


http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Teori_ligan_medan&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Keadaaan_oksidasi&action=edit&redlink=1



Deret spektrokimia berikut adalah daftar-daftar ligan yang disusun berdasarkan perbedaan

energi Δ yang dihasilkan (disusun dari Δ yang kecil ke Δ yang besar):

I− < Br− < S2− < SCN− < Cl− < NO3− < N3

− < F− < OH− < C2O42− < H2O < NCS− < CH3CN < py

< NH3 < en < 2,2'-bipiridina < phen < NO2− < PPh3 < CN− < CO

Keadaan oksidasi logam juga memengaruhi besarnya Δ antara aras energi (energy

level) yang tinggi dan rendah. Semakin tinggi keadaan oksidasi logam, semakin tinggi pula

Δ. Kompleks V3+ akan memiliki Δ yang lebih besar dari kompleks V2+. Hal ini dikarenakan

perbedaan rapatan muatan yang mengijinkan ligan lebih dekat dengan ion V3+ daripada ion

V2+. Jarak antar ligan dan ion logam yang lebih kecil akan menyebabkan nilai Δ yang lebih

besar karena elektron logam dan ligan lebih berdekatan, sehingga gaya tolak menolak

menjadi lebih besar.

Spin-tinggi dan spin-rendah

Diagram medan kristal [Fe(NO2)6]3−

Ligan-ligan yang menyebabkan Δ pemisahan orbital-d yang lebih besar disebut sebagai ligan-

ligan medan kuat, seperti CN− dan CO. Senyawa kompleks yang memiliki ligan medan kuat tidak akan

menempatkan elektron-elektronnya ke orbital yang berenergi tinggi. Hal ini sesuai dengan asas

Aufbau. Kompleks yang demikian disebut sebagai "spin-rendah". Sebagai contoh, NO2− yang

merupakan ligan medan kuat, menghasilkan Δ yang besar. Ion oktahedron [Fe(NO2)6]3− yang memiliki

5 electron-d akan memiliki diagram pemisahan oktahedron yang kelima elektronnya berada di aras

t2g.


http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Asas_Aufbau&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Asas_Aufbau&action=edit&redlink=1


http://id.wikipedia.org/wiki/Karbon_monoksida

http://id.wikipedia.org/wiki/Sianida

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Trifenilfosfina&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Nitrit&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Fenantrolina&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bipy&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Etilenadiamina&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Ammonia

http://id.wikipedia.org/wiki/Piridina

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Asetonitril&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Isotiosianat&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Air

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Oksalat&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Hidroksida

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Fluorida&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Azida&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Nitrat&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Klorida

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Thiosianat&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Sulfida&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bromida&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Iodida&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Deret_spektrokimia&action=edit&redlink=1



Diagram medan kristal [FeBr6]3−

Sebaliknya, ligan-ligan (seperti I− dan Br−) yang menghasilkan Δ orbital-d yang kecil

disebut ligan medan lemah. Dalam kasus ini, adalah lebih mudah menempatkan elektron di

aras energi orbital yang lebih tinggi daripada menempatkan dua elektron pada orbital yang

sama. Ini dikarenakan gaya tolak antar dua elektron lebih besar daripada Δ. Oleh karena itu,

masing-masing elektron akan ditempatkan pada setiap orbital-d terlebih dahulu sebelum

dipasangkan. Hal ini sesuai dengan kaidah Hund dan menghasilan kompleks "spin-tinggi".

Sebagai contoh, Br− adalah ligan medan lemah dan menghasilkan Δoct yang lebih kecil.

Makan, ion [FeBr6]3−, yang juga memiliki 5 elektron-d, akan memiliki diagaram pemisahan

elektron yang kelima orbitalnya dipenuhi secara tunggal.

Agar pemisahan spin rendah terjadi, energi yang dibutuhkan untuk menempatkan

elektron ke orbital yang sudah berlektron tunggal harus lebih kecil dari energi yang

dibutuhkan untuk menempatkan elektron tambahan ke orbital eg sebesar Δ. Jika energi yang

diperlukan untuk memasangkan dua elektron lebih besar dari menempatkan satu elektron di

orbital eg, pemisahan spin tinggi akan terjadi.

Energi pemisahan medan kristal untuk kompleks logam tetrahedron (empat ligan),

Δtet, kira-kira sama dengan 4/9Δoct. Oleh karena itu, energi yang diperlukan untuk

memasangkan dua elektron biasanya lebih besar dari energi yang diperlukan untuk

menempatkan elektron di orbital yang berenergi lebih tinggi. Sehingga, kompleks tetrahedron

biasanya merupakan spin-tinggi.

Diagram pemisahan ini dapat membantu kita dalam memprediksikan sifat-sifat

magnetik dari senyawa koordinasi. Senyawa yang memiliki elektron yang takberpasangan

pada diagram pemisahannya bersifat paramagnetik dan akan ditarik oleh medan magnet.


http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kaidah_Hund&action=edit&redlink=1



Sedangkan senyawa yang tidak memiliki elektron takberpasangan pada diagram

pemisahannya bersifat diamagnetik dan akan ditolak oleh medan magnet.

Energi stabilisasi medan kristal

Energi stabilisasi medan kristal (Bahasa Inggris:crystal field stabilization energy),

disingkat CFSE, adalah stabilitas yang dihasilkan dari penempatan ion logam pada medan

kristak yang dibentuk oleh sekelompok ligan-ligan. Ia muncul karena ketika orbital-d terpisah

pada medan ligan, beberapa dari orbital itu akan memiliki energi yang lebih rendah. Sebagai

contoh, pada kasus oktahedron, kelompok orbital t2g memiliki energi yang lebih rendah dari

energi orbital pada sentroid. Sehingga, jika terdapat sembarang elektron yang menempati

orbital-orbital ini, ion logam akan menjadi lebih stabil pada medan ligan relatif terhadap

sentroid dengan nilai yang dikenal sebagai CFSE. Sebaliknya, orbital-orbital eg (pada kasus

oktaheral) memiliki energi yang lebih tinggi daripada sentroid, sehingga menempatkan

elektron pada orbital tersebut menurunkan CFSE.

Energi stabilisasi medan kristal oktahedron

Jika pemisahan orbital-d pada medan oktahedron adalan Δoct, tiga orbital t2g

distabilkan relatif terhadap sentroid sebesar 2/5 Δoct, dan orbital-orbital eg didestabilkan sebesar 3/5 Δoct.

Stabilisasi medan kristal dapat digunakan dalam menjelaskan geometri kompleks

logam transisi. Alasan mengapa banyak kompleks d8 memiliki geometri datar persegi adalah

karena banyaknya stabilisasi medan kristal yang dihasilkan struktur geometri ini dengan

jumlah elektron 8.





Warna kompleks logam transisi

Warna-warna cerah yang terlihat pada kebanyakan senyawa koordinasi dapat

dijelaskan dengan teori medan kristal ini. Jika orbital-d dari sebuah kompleks berpisah

menjadi dua kelompok seperti yang dijelaskan di atas, maka ketika molekul tersebut

menyerap foton dari cahaya tampak, satu atau lebih elektron yang berada dalam orbital

tersebut akan meloncat dari orbital-d yang berenergi lebih rendah ke orbital-d yang berenergi

lebih tinggi, menghasilkan keadaam atom yang tereksitasi. Perbedaan energi antara atom

yang berada dalam keadaan dasar dengan yang berada dalam keadaan tereksitasi sama

dengan energi foton yang diserap dan berbanding terbalik dengan gelombang cahaya. Karena

hanya gelombang-gelombang cahaya (λ) tertentu saja yang dapat diserap (gelombang yang

memiliki energi sama dengan energi eksitasi), senyawa-senyawa tersebut akan

memperlihatkan warna komplementer (gelombang cahaya yang tidak terserap).

Seperti yang dijelaskan di atas, ligan-ligan yang berbeda akan menghasilkan medan

kristal yang energinya berbeda-beda pula, sehingga kita bisa melihat warna-warna yang

bervariasi. Untuk sebuah ion logam, medan ligan yang lebih lemah akan membentuk

kompleks yang Δ-nya bernilai rendah, sehingga akan menyerap cahaya dengan λ yang lebih

panjang dan merendahkan frekuensi ν. Sebaliknya medan ligan yang lebih kuat akan

menghasilkan Δ yang lebih besar, menyerap λ yang lebih pendek, dan meningkatkan ν.

Sangtalah jarang energi foton yang terserap akan sama persis dengan perbedaan energi Δ;

terdapat beberapa faktor-faktor lain seperti tolakan elektron dan efek Jahn-Teller yang akan

memengaruhi perbedaan energi antara keadaan dasar dengan keadaan tereksitasi.

Warna-warna yang terlihat

Roda warna mendemonstrasikan warna senyawa yang akan terlihat jika ia hanya

menyerap satu gelombang cahaya. Sebagai contoh, jika senyawa tersebut menyerap warna

merah, maka ia akan tampak hijau.

λ diserap vs warna terpantau

400nm Ungu diserap, Hijau-kuning terpantau (λ 560nm)


http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Efek_Jahn-Teller&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Ligan

http://id.wikipedia.org/wiki/Foton


http://id.wikipedia.org/wiki/Senyawa_koordinasi



450nm Blue diserap, Kuning terpantau (λ 600nm)

490nm Biru-hijau diserap, Merah terpantau (λ 620nm)

570nm Kuning-hijau diserap, Ungu terpantau (λ 410nm)

580nm Kuning diserap, Biru tua terpantau (λ 430nm)

600nm Jingga diserap, Biru terpantau (λ 450nm)

650nm Merah diserap, Hijau terpantau (λ 520nm)

V. ALAT dan BAHAN :

Alat – Alat :

Gelas Kimia 100 ml 2 Buah

Gelas Kimia 50 ml 2 Buah

Gelas Arloji 2 Buah

Pemanas Spiritus 1 Set

Cawan Penguapan 1 Buah

Gelas Ukur 10 ml 1 Buah

Pipet Tetes 4 Buah

Timbangan Digital 1 Buah

Oven 1 Buah

Eksikator 1 Buah

Kertas Saring 4 Buah

Bahan – Bahan :

Asam Oksalat, H2C2O4

Kalium dikromat, K2Cr2O7

Etanol

Larutan amonium hidroksida encer (0,1 M)

Aquades

VI. CARA KERJA :

a. Pembuatan Isomer trans kalium bis oksalatodiakuokromat (III)


3 gram asam oksalat dihidrat




- Dilarutkan dengan 2 tetes aquades mendidih dalam gelas kimia 50 mL

Asam oksalat dihidrat + Air

- Ditambah 1 gram kalium dikromat yang dilarutkan (sedikit demi sedikit) dengan 2 tetes aquadest panas

- Ditutup gelas kimia dengan kaca arloji- Dikocok dengan kuat

Larutan ungu kehitaman mengental dan terbentuk gas

- Diuapkan diatas penangas (samapi volume separuh)

- Dibiarkan menguap pada suhu kamar(sampai volume menjadi 1/3)

Larutan ungu kehitaman mengental

Kristal Hitam

- Disaring kristalnya

- Dicuci dengan aquades dingin

- Dicuci dengan etanol

- Dicatat hasil, dinyatakan dalam persen



b. Pembuatan Isomer cis-kalium bisokasalatodiakuokromat(III)

c. Uji Kemurnian Isomer


1 gram kalium dikromat

Pelepasan uap air dan CO2

3 gram asam oksalat

- Dicampur dalam cawan penguapan

- Ditambah 2 tetes aquades panas

- Ditutup dengan kaca arloji

- Dikocok dengan kuat

- Ditambah 5 ml Etanol

- Diaduk sampai dihasilkan endapan

- Dilakukan dekantasi

- Ditambah etanol sampai seluruhnya berkristal

- Disaring

- Dikeringkan dalam oven 400C

- Dicatat beratnya sampai konstan

Kristal Isomer Cis (Hasil Percobaan

Hasil randemen, warna, TL ?

- Ditempatkan pada kertas saring

- Ditetesin dengan larutan ammonium encer

Warna Hijau tua menyebar pada kertas saring (Cis)

Padatan berwarna coklat yang tidak larut (Trans)



VII. HASIL PENGAMATAN :

No Perlakuan Hasil Pengamatan Dugaan/Reaksi Kesimpulan

Sebelum Sesudah


3 gram asam oksalat dihidrat

Dilarutkan dengan 2 tetes aquades mendidih dalam gelas kimia 50 mL

Asam oksalat dihidrat + Air

Ditambah 1 gram kalium dikromat yang dilarutkan (sedikit demi sedikit) dengan 2 tetes aquadest panasDitutup gelas kimia dengan kaca arlojiDikocok dengan kuat


Diuapkan diatas penangas (samapi volume separuh)Dibiarkan menguap pada suhu kamar(sampai volume menjadi 1/3)




1. Pembuatan Isomer

trans kalium bis

oksalatodiakuokromat

(III)

-

as.oksalat

dihidrat:

serbuk

putih

- kalium

dikromat:

serbuk

kristal

jingga (+

++)

- as.oksalat dihidrat +

air: endapan putih

- kalium dikromat +

air: endapan jingga (+

++)

- lar. as.oksalat

dihidrat + kalium

dikromat: larutan

ungu kehitaman

kental, terbentuk gas

putih

Setelah lar. diuapkan:

larutan ungu

kehitaman + kristal

hitam kental

- setelah dioven :

terbentuk kristal

hitam

Massa :

- berat I: 0,794 gr

- berat II: 0,786 gr

- berat III: 0,645 gr

- berat IV: 0,643 gr

- berat V: 0,639 gr

- berat VI: 0,508 gr

- berat VII: 0,502 gr


4H2C2O4.2H2O

+ K2Cr2O7

2K

[Cr(

C2O4)2(H2O)2]

Massa kristal

teoritis = 2,0604

gram

- kompleks trans-

kalium

bioksalatodiakuo

kromat(III) dapat

dibuat dari

pencampuran asam

oksalat dihidrat

dan kalium kromat

yang asam oksalat

dilarutkan terlebih

dahulu kemudian

dicampur sehingga

membentuk kristal

hitam.

%hasil kristal trans

= 3,1547 %


1 gram kalium

dikromat

Pelepasan uap air dan CO2

3 gram asam

oksalat

Dicampur dalam cawan penguapanDitambah 2 tetes aquades panasDitutup dengan kaca arlojiDikocok dengan kuat

Ditambah 5 ml EtanolDiaduk sampai dihasilkan endapanDilakukan dekantasiDitambah etanol sampai seluruhnya berkristalDisaringDikeringkan dalam oven 400C

Hasil randemen, warna, TL



2 Pembuatan Isomer

cis-kalium

bisokasalato

diakuokromat (III)

- kalium

dikromat:

kristal

jingga(++

+)

-

as.oksalat

o

dihidrat:

serbuk

putih

- lar. as.oksalat

dihidrat + kalium

dikromat: larutan

ungu kehitaman

kental, terbentuk gas

putih

Setelah lar. diuapkan:

larutan ungu

kehijauan + kristal

hitam kental

- setelah dioven :

terbentuk kristal

hitam

Massa :

- berat I: 2,098 gr

- berat II: 2,090 gr

- berat III: 2,091 gr

- berat IV: 2,084 gr

- berat V: 2,075 gr


Berat kertas saring =

0,516 gr

Berat konstan = 1,560

gram

%hasil = 75,7134 %

4H2C2O4.2H2O

+ K2Cr2O7

2K

[Cr(

C2O4)2(H2O)2]

Massa kristal

teoritis = 2,0604

gram

- kompleks trans-

kalium

bioksalatodiakuo

kromat(III) dapat

dibuat dari

pencampuran asam

oksalat dihidrat

dan kalium kromat

yang asam oksalat

dilarutkan terlebih

dahulu kemudian

dicampur sehingga

membentuk kristal

hitam.

%hasil = 3,1547 %


Kristal Isomer Cis (Hasil Percobaan)

Ditempatkan pada kertas saringDitetesin dengan larutan ammonium encer Diuji UV-Vis dan titik leleh

Warna Hijau tua menyebar pada kertas

saring

Kristal isomer trans (hasil percobaan)

Padatan berwarna coklat yang tidak larut

Ditempatkan pada kertas saringDitetesin dengan larutan ammonium encerDiuji UV-Vis dan titik leleh



3 Uji Kemurnian Isomer

- kristal

cis: hitam

- kristal

trans:

hitam

- warna hijau

menyebar

Sampel UV-Vis =

larutan kuning

kehijauan

hasil uji UV-Vis

kristal cis berupa 2

puncak di daerah

panjang gelombang

567 nm dengan

absorbansi

maksimum sebesar

0,090 dan daerah

350,50 nm dengan

absorbansi

maksimum 0,769.

TL = 165 °C

- padatan coklat muda

Penambahan

NH3 encer dapat

men-

substitusikan

ligan oksalat

atau air,

sehingga pada

kristal cis

terbentuk warna

hijau sedangkan

pada kristal

trans terbentuk

endapan coklat

muda yang tak

larut.

Hasil uji

UV-Vis kristal

trans berupa 1

puncak di daerah

panjang

gelombang 556

nm dengan

absorbansi

maksimum sebesar

0,109 sedangkan

hasil uji UV-Vis

kristal cis berupa 2

puncak di daerah

panjang

gelombang 567

nm dengan

absorbansi

maksimum sebesar

0,090 dan daerah

350,50 nm dengan

absorbansi

maksimum 0,769.

Berdasarka

n uji kemurnian

yang dilakukan,

kristal cis yang

diperoleh kurang

murni karena

didapatkan hasil

berupa campuran

rasemik yang




tidak larut

Sampel UV-Vis =

larutan coklat muda

Hasil uji UV-Vis

kristal trans berupa 1

puncak di daerah

panjang gelombang

556 nm dengan

absorbansi maksimum

sebesar 0,109

TL = 158 °C.

berwarna hijau

setelah ditetesi

ammonium dan

berdasarkan uji

UV-Vis diperoleh

2 puncak

sedangkan kristal

transnya cukup

murni.




VIII.PEMBAHASAN :

1. Pembuatan isomer trans kalium dioksalatodiakuokromat

Percobaan ini dilakukan untuk membuat isomer trans kalium

dioksalatodiakuokromat . Pembuatan isomer trans kalium dioksalatodiakuokromat

dapat dilakukan dengan melarutkan 3 gram asam oksalat dihidrat yang berwarna

putih dengan 2 tetes akuades panas. Asam oksalat dihidrat adalah asam oksalat yang

mempunyai dua buah molekul air dan mempunyai rumus molekul H2C2O4.2H2O.

Asam oksalat dihidrat yang dilarutkan memberikan larutan yang berwarna putih. Di

sisi lain kita juga membuat larutan kalium dikromat dengan cara melarutkan 1 gram

kalium dikromat yang berwarna jingga (+++) dengan 2 tetes akuades panas.

Penambahan akuades ini bertujuan untuk mempercepat terjadinya reaksi antara

reaktan. Larutan kalium dikromat berwarna jingga, ini disebabkan karena adanya

logam transisi yang dapat menimbulkan warna yaitu logam krom. Selain itu, beker

gelas yang digunakan untuk mereaksikan juga ditutup dengan gelas arloji, gunanya

untuk mencegah keluarnya kalor yang berasal dari akuades panas. Reaksi yang

terjadi adalah sebagai berikut:

4H2C2O4.2H2O + K2Cr2O7 → 2K[Cr(C2O4)2(H2O)2] + 6CO2 + 7H2O

Setelah kedua larutan tersebut dicampurkan, warna larutan menjadi ungu

kehitaman dan kental, proses terjadinya perubahan warna dari orange dan putih

menjadi ungu kehitaman ini karena terbentuknya senyawa kompleks kalium

dioksalatodiakuokromat, dimana dalam senyawa kompleks tersebut terdapat dua

macam ligan dan satu atom pusat dari logam transisi. Ligan yang terbentuk yaitu

ligan C2O42- dan H2O yang masing-masing berjumlah dua serta satu atom pusat

Cr(III). Selain itu juga timbul gas berwarna putih yaitu gas CO2.

Larutan yang telah dicampur tadi lalu diuapkan dengan menggunakan

penangas air hingga larutan tinggal setengahnya dan melanjutkan penguapan pada

suhu kamar. Tujuannya adalah agar H2O atau air yang tidak diperlukan atau tidak

diinginkan bisa habis dan tidak mempengaruhi pembentukan senyawa kompleks

kalium dioksalatodiakuokromat, karena senyawa kompleks tersebut hanya

mengandung 2 molekul H2O dan 2 molekul C2O42- sebagai ligan dan kalau dalam

larutan tersebut masih banyak mengandung H2O atau air kemungkinan ligan H2O




bertambah jumlahnya yaitu lebih dari yang dinginkan sehingga untuk menghindari

itu diperlukan penguapan.

Setelah volumenya sepertiga saja maka saringlah kristal kemudian cuci

dengan akuades dingin dan setelah itu dengan etanol, terbentuk endapan yang

berwarna hitam yang merupakan isomer trans kalium dioksalatodiakuokromat (III).

Endapan yang dihasilkan ditimbang dan didapatkan berat endapan tersebut seberat

0,065 gram. Sehingga pada hasil perhitungan persen hasil isomer trans kalium

dioksalatodiakuokromat (III) sebesar 3,1547 %.

Perhitungan :

mol H 2 C 2O 4 .2 H 2O mula−mula= 3 gram126 gram /mol

=0.0238 mol

mol K 2 Cr 2 O7 mula−mula= 1 gram294 gram /mol

=0.0034 mol

berat teori K [Cr (C 2O 4 )2 ( H 2O ) 2 ]=0.0068 mol x303grammol

=2.0604 gram

% h asil= 0.065 gram2.0604 gram

x 100 %=3.1547 %




2. Pembuatan isomer cis kalium dioksalatodiakuokromat

Percobaan ini dilakukan untuk membuat isomer cis kalium

dioksalatodiakuokromat. Pembuatan cis kalium dioksalatodiakuokromat (III)

dilakukan dengan mereaksikan 3 gram kristal asam oksalat dihidrat dengan 1 gram

kristal kalium dikromat dalam cawan pemanasan yang selanjutnya ditetesi dengan 1

tetes akuades dan ditutup cawan tersebut dengan gelas arloji selama reaksi

berlangsung. Penetesan akuades dilakukan setelah kedua padatan bercampur karena

kristal cis lebih cepat terbentuk daripada kristal trans.

Kedua jenis kristal higroskopis yang diberi setetes akuades tersebut meleleh

dan berubah menjadi larutan yang berwarna hitam secara perlahan-lahan. Setelah

semua kristal habis bereaksi dengan akuades kemudian ditambahkan 5 ml larutan

etanol. Penambahan etanol ini bertujuan untuk memadatkan seluruh endapan yang

terbentuk hingga terbentuk endapan yang berwarna hitam yang lebih padat.

Kemudian kristal yang terbentuk dikeringkan dioven bersuhu 60 °C selama 8 hari.

Kristal yang dihasilkan ditimbang dan didapatkan berat konstan kristal tersebut

seberat 1,560 gram. Dari hasil perhitungan didapatkan persen hasil isomer cis kalium

dioksalatodiakuokromat dalam kristal yang terbentuk sebesar 75,7134 %.

Perhitungan :

mol H 2 C 2O 4 .2 H 2O mula−mula= 3 gram126 gram /mol

=0.0238 mol

mol K 2 Cr 2 O7 mul a−mula= 1 gram294 gram /mol

=0.0034 mol

berat teori K [Cr (C 2O 4 )2 ( H 2O ) 2 ]=0.0068 mol x303grammol

=2.0604 gram

% h asil= 1.560 gram2.0604 gram

x 100 %=75.7134 %




3. Uji kemurnian isomer

Uji ini bertujuan untuk membedakan yang mana isomer cis kalium

dioksalatodiakuokromat dan isomer transnya. Uji kemurnian dilakukan dengan

beberapa cara yaitu uji dengan penetesan ammonia encer, uji UV- Vis, serta uji titik

leleh.

a. Uji dengan Larutan Ammonia Encer

Sedikit kristal kompleks yang diperoleh dari percobaan, diletakkan pada

kertas saring. Lalu dilakukan penetesan ammonium encer. Pengujian

kemurnian kristal dilakukan dengan cara meletakkan kristal pada kertas

saring kemudian menambahkan larutan ammonium encer. Ammonia (NH3),

seperti halnya oksalat ataupun air yang mampu mengikat krom, juga

merupakan suatu ligan. Penambahannya dapat mensubstitusi ligan oksalat

atau air.

Pada kristal trans, terbentuk padatan coklat muda yang tidak larut saat

ditambahkan ammonium encer. Sedangkan pada kristal cis, padatan larut

membentuk warna hijau tua dan menyebar cepat pada kertas saring. Hal ini

dapat dijelaskan oleh pengaruh kekuatan efek trans dari beberapa ligan

yang terkait semisal pada urutan:

H2O < OH < NH3 < Cl < Br < I = NO2 = PR3 << CO = C2H4 = CN

Pada kristal trans :

NH3 tidak dapat menstubtitusi ligan oksalat karena kekuatan ligan NH3

dibawah ligan oksalat berdasarkan kekuatan efek trans. Sehingga larutan

ammonium encer tak dapat melarutkan kristal trans yang terbentuk. Namun

efek transnya diatas H2O, sehingga terjadi perubahan ligan H2O yang

mengakibatkan perubahan warna kristal menjadi coklat.

Pada kristal cis :

Efek tersebut mengalami kebalikan. NH3 memiliki kekuatan efek cis yang

lebih besar dari asam oksalat, sehingga mampu mensubstitusi ligan oksalat

dari kompleks. Akibatnya kompleks menjadi larut dan pergantian ligan

menyebabkan perubahan warna menjadi hijau tua.

b. Uji UV-Vis




Tujuan pengujian UV-Visible untuk mengetahui panjang gelombang

maksimum kristal yang terbentuk. Pengujian UV-Visible dilakukan dengan

menguji larutan encer isomer cis dengan spektofotometri.

Kristal trans yang dilarutkan dalam air memiliki warna kecoklatan,

sehingga dapat diperkirakan bahwa spektranya akan memiliki panjang

gelombang maksimum pada rentang panjang gelombang visible yakni 380

nm-750 nm. Pada pengujian UV-Vis diperoleh 1 puncak dengan

absorbansi maksimum sebesar 0,109 pada panjang gelombang 556 nm.

Warna kecoklatan tergolong dalam warna kuning-hijau, serta panjang

gelombang maksimum tersebut masuk dalam rentang warna kuning-hijau

(Underwood, 2002).

Panjang gelombang ini masih masuk dalam rentang visible, dan juga

absorbansi tersebut masih termasuk dalam rentang toleransi kesalahan

minimum. Kemungkinan transisi elektron yang terjadi pada n π* yang

perubahan energinya rendah. Transisi elektronik terjadi antar orbital d dari

logam transisi dan orbital dari ligan.

Kristal cis yang dilarutkan dalam air memiliki warna kuning kehijauan,

sehingga dapat diperkirakan bahwa spektranya akan memiliki panjang

gelombang maksimum pada rentang panjang gelombang visible yakni 380

nm-750 nm. Namun pada pengujian UV-Vis diperoleh 2 puncak dengan

absorbansi maksimum puncak 1 sebesar 0,090 pada panjang gelombang

567 nm dan absorbansi maksimum puncak 2 sebesar 0,769 pada panjang

gelombang 350,50 nm.

Munculnya 2 puncak pada hasil uji UV-Vis kristal cis dikarenakan kristal

yang diperolah berwujud rasemik yaitu campuran 2 enansiomer yang ridak

dapat memutar bidang polarisasi. Namun komposisi campuran kristal tidak

sama karena absorbansi maksimumnya berbeda. Kristal trans memiliki

rentang serapan sinar UV pada energi yang lebih rendah daripada kristal

cis sehingga kemungkinan puncak pertama merupakan absorbansi

maksimum kristal trans pada campuran rasemik dan puncak kedua

merupakan absorbansi maksimum kristal cis. Maka absorbansi maksimum




kristal cis sebesar 0,769 pada panjang gelombang 350,50 nm. Panjang

gelombang ini merupakan daerah rentang sinar UV bukan sinar visible

sehingga hasil yang diperoleh telah sesuai dengan teori bahwa absorbansi

maksimum kristal cis berada pada rentang sinar visibel karena perubahan

energinya tinggi. Kemungkinan transisi elektron yang terjadi pada n σ*

yang perubahan energinya lebih tinggi daripada kristal trans. Transisi

elektronik terjadi antar orbital d dari ligan. Sesuai diagram perubahan

energi transisi elektronik :

Kristal trans tergolong dalam sistem d4 dimana spin rendah energi

pembelahan ∆o lebih kecil dari pada energi perpasangan (pairing energi

=p) sehingga elektron akan mengisi orbital t2g terlebih dahulu dan

memenuhinya dengan berpasangan dan barulah mengisi orbital eg.

Sehingga konfigurasi elektron akan mengisi orbital t2g3 eg

1 pada sistem d4.

Sedangkan pada kristal cis juga tergolong dalam sistem d4, spin tinggi

∆o lebih besar dari pada energi perpasangan, sehingga elektron akan

mengisi orbital terlebih dahulu dan mengisi orbital eg. Sehingga

konfigurasi elektron akan mengisi orbital t2g4 pada sistem d4.

c. Uji Titik Leleh

Pengujian titik leleh kristal yang terbentuk bertujuan untuk mengetahui

titik leleh kristal cis yang terbentuk dan mengetahui kemurniannya. Kristal




murni akan memiliki rentang leleh ± 1oC dari titik leleh kristal secara teori.

Meskipun struktur antara cis dan trans berbeda, namun perbedaan titik

lelehnya tidak mungkin terpaut hingga >120oC mengingat Mr kedua

kompleks adalah sama. Hasil pengujian titik leleh trans kalium

bisoksalatodiakuokromat (III) sebesar 158 °C sedangkan titik leleh cis

kalium bisoksalatodiakuokromat (III) sebesar 165 °C.

IX. KESIMPULAN :

Dari percobaan yang kami lakukan dapat kami simpulkan sebagai berikut :

1. Kompleks cis dan trans dapat dibuat dengan cara mencampur komponen-komponen

penyusun kompleks, yaitu H2C2O4.2H2O dengan K2Cr2O4 dengan cara penambahan

aquadest dalam komposisi yang berbeda membentuk kristal berwarna hitam.

Pembentukan kristal cis menjadi trans lebih lambat daripada trans menjadi cis.

2. Dari pembuatan kristal cis dan kalium disoksalatdiakuokromat(III) diperoleh kristal

berwarna hitam dengan berat konstan 0,065 gram untuk isomer trans kalium

disoksalatodiakuokromat(III) dan 1,560 gram untuk cis kalium

disoksalatodiakuokromat (III). Sehingga diperoleh pula persen hasil sebesar 3,1547

% untuk isomer trans kalium bisoksalatodiakuokromat (III) dan 75,7134 % untuk cis

kalium bisoksalatodiakuokromat (III).

3. Hasil uji UV-Vis kristal trans berupa 1 puncak di daerah panjang gelombang 556 nm

dengan absorbansi maksimum sebesar 0,109 sedangkan hasil uji UV-Vis kristal cis

berupa 2 puncak di daerah panjang gelombang 567 nm dengan absorbansi

maksimum sebesar 0,090 dan daerah 350,50 nm dengan absorbansi maksimum

0,769.

4. Titik leleh trans kalium bisoksalatodiakuokromat (III) sebesar 158 oC sedangkan titik

leleh cis kalium bisoksalatodiakuokromat (III) sebesar 165 oC.

5. Berdasarkan uji kemurnian yang dilakukan, kristal cis yang diperoleh kurang murni

karena didapatkan hasil berupa campuran rasemik yang berwarna hijau setelah

ditetesi ammonium dan berdasarkan uji UV-Vis diperoleh 2 puncak sedangkan

kristal transnya cukup murni.




X. JAWABAN PERTANYAAN :

1. Pada bagian manakah pada ion oksalat yang berperan sebagai bidentat dalam

reaksi pembentukan kompleksnya ?

Dari atom O yang berasal dari ligan (C2O4)2

2. Tuliskan reaksi yang terjadi pada proses pembentukan kompleks cis dan trans !

4H2C2O4.2H2O + K2Cr2O7 → 2K[Cr(C2O4)2(H2O)2] + 6CO2 + 7H2O

3. Tuliskan reaksi yang terjadi pada proses uji kemurnian cis dan trans !

2K[Cr(C2O4)2(H2O)2] + 2NH3 2K[Cr(NH3)2(H2O)2]

XI. DAFTAR PUSTAKA :

Cotton and Wilkinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. UI Press : Jakarta.

Fessenden & Fessenden. 1997. Kimia Organik Jilid 1. Erlangga. Jakarta.

Keenan, Kleinfelter,Wood. 1992. Kimia Untuk Universitas. Jilid 2. Edisi Keenam.

Erlangga. Jakarta.

Syabatini, Annisa.2009.Pembuatan Cis dan Trans Kaliumdioksalatodiakuokromat.

http:/blogspot.com (diakses pada Minggu, 21 April 2013, Pukul : 20.00 WIB)

Shevla, G. 1990. Analisis Organik Kualitatif Makro Dan Semimakro. PT. Kalman Media

Pustaka. Jakarta.

Tim Dosen Kimia Anorganik III.2013.Penuntun Praktikum Kimia Anorganik III Unsur –

Unsur Golongan Transisi.Surabaya : Laboratorium Kimia Anorganik, Jurusan

Kimia, Fakultas MIPA, Unesa.


RUTHA- Pembuatan Isomer Cis Dan Trans

Documents

Transcript of RUTHA- Pembuatan Isomer Cis Dan Trans