SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS DI(8 …/Sintesis... · Terbentuknya kompleks ditandai dengan...

i

SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS

DI(8-HIDROKSIKUINOLIN)TEMBAGA(II) TRIHIDRAT DAN

TRI(8-HIDROKSIKUINOLIN)BESI(III) DIHIDRAT

Disusun oleh

SUGIARTO

M0399039

SKRIPSI

Ditulis dan diajukan untuk memenuhi

sebagian persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains Kimia

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2006

ii

HALAMAN PENGESAHAN

Skripsi ini dibimbing oleh :

Pembimbing I

Pembimbing II

Drs. Sentot Budi Rahardjo, Ph.D. NIP. 131 570 162

Sayekti Wahyuningsih, M.Si NIP. 131 479 681

Dipertahankan di depan Tim Penguji Skripsi pada :

Hari : Jumat

Tanggal : 3 November 2006

Anggota Tim Penguji :

1. Dian Maruto Widjonarko, M.Si. 1...................................... NIP. 132 258 053

2. Soerya Dewi Marliana, M.Si. 2...................................... NIP. 132 162 561

Disahkan oleh

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Dekan Ketua Jurusan Kimia

Drs. Marsusi, M.S. Drs. Sentot Budi Rahardjo, Ph.D. NIP. 130 906 776 NIP. 131570162

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

“SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS

DI(8-HIDROKSIKUINOLIN)TEMBAGA(II)TRIHIDRAT DAN

TRI (8 - HIDROKSIKUINOLIN) BESI(III) DIHIDRAT” adalah benar-benar

hasil penelitian sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan penelitian

ilmiah dan gelar kesarjanaan disuatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan

saya juga tidak terdapat kerja atau pendapat orang lain, kecuali yang secara

tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam naskah daftar pustaka.

Surakarta, November 2006

SUGIARTO

iv

ABSTRAK Sugiarto, 2006. SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS DI(8-HIDROKSIKUINOLIN)TEMBAGA(II)TRIHIDRAT DAN TRI(8-HIDROKSIKUINOLIN)BESI(III)DIHIDRAT. Surakarta. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Sebelas Maret. Kompleks tembaga(II)-(8-hidroksikuinolin) dan kompleks besi(III)- 8-hidroksikuinolin disintesis dengan mencampurkan CuSO4.5H2O dan FeCl3.6H2O dengan 8-hidroksikuinolin pada perbandingan mol logam dan mol ligan 1 : 2 dan 1 : 3 dalam metanol. Terbentuknya kompleks ditandai dengan adanya perubahan serapan maksimum pada spektra elektronik kompleks. Formula kompleks diperkirakan dari analisis kadar logam dalam kompleks dengan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA), analisis H2O dalam kompleks dengan Differential Thermal Analyzer (DTA) dan analisis perbandingan muatan kation dan anion kompleks dengan pengukuran daya hantar listrik (DHL) larutan kompleks dengan konduktivitimeter. Sifat kemagnetan ditentukan dengan Magnetic Susceptibility Balance (MSB) dan gugus fungsi dari ligan yang terkoordinasi pada ion pusat diperkirakan dari pergeseran serapan maksimum pada spektra Infra Merah Kompleks Cu(II) dan Fe(III) dengan 8-hidroksikuinolin telah berhasil disintesis, terbentuknya kompleks ditandai adanya perubahan serapan maksimum pada spektra elektronik kedua kompleks dalam metanol yang memperlihatkan beberapa serapan maksimum pada daerah UV dan tampak. Formula kompleks diperkirakan [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O dan Fe(8-hidroksikuinolin)3].2H2O. Serapan maksimum kompleks [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3(H2O) terjadi pada 316,50 nm (ε= 2044,50 L.mol-1.cm-1), 333,50 nm (ε = 2419,23 L.mol-1.cm-1), 388,50 nm (ε= 5346,15 L.mol-1.cm-1) dan 605,00 nm (ε = 93,4066 l.mol-1.cm-1) sedangkan Serapan maksimum pada kompleks Fe(8-hidroksikuinolin)3].2(H2O) terjadi pada 310,00 nm (ε = 3828,85 l.mol-1.cm-1), 359,50 nm (ε = 3395,38 l.mol-1.cm-1), 458,00 nm (ε = 2583,46 L.mol-1.cm-1) dan 576,50 nm (ε = 2002,69 L.mol-1.cm-1). Kedua kompleks bersifat paramagnetik dengan µeff = 1,83-1,87 BM untuk kompleks [Cu(8-hidroksikuinolin)2]. 3(H2O) dan µeff = 2,64 – 2,66 BM untuk kompleks [Fe(8-hidroksikuinolin)3].2(H2O). Spektrum IR menunjukkan pergeseran serapan gugus C=N dan gugus C-O yang mengindikasikan kedua gugus fungsi tersebut terkoordinasi pada ion pusat. Kata kunci: Sintesis, Karakterisasi, Di(8-hidroksikuinolin)Tembaga(II)Trihidrat, Tri(8-hidroksikuinolin)Besi(III) Dihidrat

v

ABSTRACT Sugiarto. 2006. SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION COMPLEXES DI(8-HYDROXYQUINOLINE)COPPER(II)TRIHYDRATE AND TRI(8-HYDROXYQUINOLINE)IRON(III)DIHYDRATE. Surakarta. Department of Chemistry. Mathematic and Science Faculty. Sebelas Maret University. Complexes of copper(II)-(8-hydroxyquinoline) and iron(III)- (8-hydroxyquinoline) are synthesized by mixing CuSO4.5H2O and FeCl3.6H2O with 8-hidroksikuinolin in 1 : 2 and 1 : 3 mole ratio of metal to ligan in methanol. The forming of complex was indicated by maximum absorption shift of electronic spectra of complex. The formula of complexes are predicted from analysis of % metal in complexes by Atomic Absorption Spectroscopy (AAS), analysis of H2O in complexes by Differential Thermal Analyzer (DTA) and analysis the ratio of cation and anion charge of complex by the electric conductivity measurement by conductivitymeter. The nature of magnetism complexes are determined by Magnetic Susceptibility Balance (MSB) and the functional group of ligand is coordinated to the center ion predicted from absorbtion maxima shift of infra red spectra. Complexes of copper(II)-(8-hydroxyquinoline) and iron(III)- (8-hydroxyquinoline) have been synthesized succeessfully, the forming of complex was indicated by maximum absorption shift of electronic spectra of both the complexes in methanol displays several absorption maximum in the UV and visible regions. The formula of the complexes are predicted [Cu(8-hydroxyquinoline)2].3H2O and [Fe(8-hydroxyquinoline)3].2H2O. The maximum absorption of [Cu(8-hydroxyquinoline)2].3H2O complex occur at 316,50 nm (ε= 2044,50 L.mol-1.cm-1), 333,50 nm (ε = 2419,23 L.mol-1.cm-1), 388,50 nm (ε= 5346,15 L.mol-1.cm-1) and 605,00 nm (ε = 93,4066 l.mol-1.cm-1) while the maximum absorption of Fe(8-hydroxyquinoline)3].2H2O complex occur at 310,00 nm (ε=3828,85 l.mol-1.cm-1) 359,50 nm (ε = 3395,38 l.mol-1.cm-1), 458,00 nm (ε = 2583,46 L.mol-1.cm-1) and 576,50 nm (ε = 2002,69 L.mol-1.cm-1). Both the complexes were paramagnetic with µeff = 1,83-1,87 BM for [Cu(8-hydroxyquinoline)2].3H2O and µeff = 2,64 – 2,66 BM for [Fe(8-hydroxyquinoline)3].2H2O. Data of infra red spectra show a shift of C=N group and C-O group indicate this functional group coordinated to the center ion. Keyword:Synthesis, Characterization, Di(8-droxyquinoline)Copper(II)Trihydrate, Tri(8-Hydroxyquinoline)Iron(III) Dihydra

vi

MOTTO

Hanya kepada Engkaulah kami menyembah

Dan hanya kepada engkaulah kami mohon pertolongan

(Q.S Al Fatihah : 5)

Jadikanlah sabar dan shalat sebagai penolongmu.

Dan sesungguhnya yang demikian itu berat,

Kecuali bagi orang-orang yang khusuk.

(Q.S Al Baqarah : 45)

… sesungguhnya sesudah kesulitan ada kemudahan …

(Q.S Al Insyirah : 5)

vii

PERSEMBAHAN

Karya kecil ini kupersembahkan pada:

Ibu dan ayah (Alm) tercinta,

Keluarga dan semua teman-temanku

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Allah SWT atas segala limpahan nikmat dan

karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi yang

berjudul “SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS

DI(8-HIDROKSIKUINOLIN)TEMBAGA(II)TRIHIDRAT DAN TRI(8-

HIDROKSIKUINOLIN)BESI(III) DIHIDRAT. Sholawat dan salam senantiasa

penulis haturkan kepada Rasulullah SAW sebagai pembimbing seluruh umat

manusia. Pada kesempatan ini saya ingin menyampaikan banyak terima kasih

secara khusus kepada :

1. Bapak Drs. Marsusi, MS., selaku Dekan Fakultas MIPA UNS.

2. Bapak Drs. Sentot Budi Rahardjo, Ph.D., selaku Ketua Jurusan Kimia

Fakultas MIPA UNS, selaku Pembimbing I dan Pembimbing Akademis yang

telah banyak memberikan pengarahan selama masa kuliah.

3. Ibu Sayekti Wahyuningsih, M.Si. selaku Pembimbing II.

4. Ibu Desi Suci Handayani, M.Si. selaku Ketua Laboratorium Kimia Dasar

FMIPA UNS 5. Bapak dan Ibu Dosen yang telah membimbing dan mengajarkan ilmunya.

6. Teknisi yang ada di Sub Lab. Kimia dan Laboratorium Kimia Jurusan Kimia

Fakultas MIPA UNS yang telah membantu saya.

7. Ayah(Alm) ibuku tercinta dan kakak adikku tersayang yang selalu

memberikan doa restu, dukungan dan segalanya telah diberikan.

8. Seluruh teman-temanku yang tak bisa penulis sebutkan satu persatu terima

kasih semuanya atas segala bantuannya.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penulisan

skripsi ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran untuk

menyempurnakannya. Namun demikian, penulis berharap semoga karya kecil ini

bermanfaat bagi pembaca Surakarta, November 2006

Sugiarto

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL……………………………………………............... i

HALAMAN PENGESAHAN…………..................................................... ii

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN ............................................... iii

ABSTRAK .................................................................................................. iv

ABSTRACT................................................................................................ v

MOTTO ...................................................................................................... vi

HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................. vii

KATA PENGANTAR ................................................................................ viii

DAFTAR ISI……………………………………………………............... ix

DAFTAR TABEL…………....................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR………… .................................................................. xiv

DAFTAR LAMPIRAN………………………………………................... xvi

TABEL LAMPIRAN………………………………………...................... xvii

GAMBAR LAMPIRAN……………………………………… ................. xviii

BAB I PENDAHULUAN……………………………............................. 1

A. Latar Belakang Masalah......................................................... 1

B. Perumusan Masalah…………………………........................ 2

1. Identifikasi Masalah…………………............................... 2

2. Batasan Masalah………………… .................................... 3

3. Rumusan Masalah………………….................................. 3

C. Tujuan Penelitian……………………………........................ 3

D. Manfaat Penelitian………………………………….............. 3

BAB II LANDASAN TEORI…… ............................................................. 4

A. Tinjauan Pustaka…………………………… ........................ 4

1. Senyawa kompleks…………………………… ............. 4

a. Kompleks Besi(III) ................................................... 4

b. Kompleks Tembaga(II).............................................. 5

2. Ligan 8-hidroksikuinolin…………… ............................. 7

3. Teori Pembentukan Kompleks ........................................ 8

x

a. Teori Ikatan Valensi……………................................ 8

b. Teori Medan Kristal……………................................ 10

1) Kompleks Oktahedral........................................... 11

2) Kompleks Tetrahedral .......................................... 13

3) Kompleks Squareplanar ...................................... 14

c. Teori Orbital Molekul…………… ............................. 16

4. Sifat Senyawa Kompleks................................................ 19

a. Spektrum Elektronik ................................................. 19

1) Transisi yang Meliputi Elektron σ, π, dan n....... 20

2) Transisi yang Melibatkan Elektron d.................. 20

a. Spektrum Elektronik Kompleks Fe(III) ......... 21

b.Spektrum Elektronik Kompleks Cu(III)......... 21

3) Transisi transfer muatan ...................................... 22

b. Daya Hantar Listrik.................................................... 22

c. Spektroskopi Infra Merah .......................................... 24

d. Sifat Magnetik............................................................ 26

e. Differential Thermal Analysis (DTA) ........................ 27

B. Kerangka Pemikiran…........................................................... 28

C. Hipotesis………………………............................................. 29

BAB III METODOLOGI PENELITIAN………………............................ 30

A. Metode Penelitian……………………................................... 30

B. Tempat dan Waktu Penelitian………………………… ........ 30

C. Alat dan Bahan yang Digunakan………………………….... 30

1. Alat………………………………… .............................. 30

2. Bahan………………………… ....................................... 31

D. Prosedur Percobaan ................................................................ 32

1. Skema Percobaan............................................................. 32

2. Sintesis Senyawa Kompleks ............................................ 34

a. Sintesis Besi(III) dengan 8-hidroksikuinolin ............... 34

b. Sintesis Tembaga(II) dengan 8-hidroksikuinolin......... 34

xi

3. Penentuan Kadar Cu dan Fe dalam kompleks ................. 34

a. Kompleks Cu(II)-(8-hidroksikuinolin)....................... 34

b. Kompleks Fe(III)-(8-hidroksikuinolin)...................... 34

4. Pengukuran Momen Magnet............................................ 35

5. Pengukuran Spektra Elektronik ....................................... 35

6. Pengukuran Spektra Infra Merah..................................... 35

7. Pengukuran dengan Differensial Thermal Analyzer

(DTA) ............................................................................. 35

8. Pengukuran Daya Hantar Listrik ..................................... 35

E. Teknik Pengumpulan dan Analisis Data ............................... 35

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN………………………………… 37

A. Sintesis Kompleks………………… ...................................... 37

1. Sintesis Kompleks Cu(II) dengan 8-hidroksikuinolin ....... 37

2. Sintesis Kompleks Fe(III) dengan 8-hidroksikuinolin....... 38

B. Perkiraan Formula Kompleks…………………………......... 39

1. Penentuan Kadar Logam dalam Kompleks ....................... 39

2 Identifikasi H2O dalam Kompleks..................................... 40

a. Kompleks Cu(II)-(8-hidroksikuinolin) ........................ 40

b. Kompleks Fe(III)-(8-hidroksikuinolin)........................ 41

3. . Pengukuran Daya Hantar Listrik ..................................... 42

C. Karakterisasi Kompleks.......................................................... 43

1. Sifat Kemagnetan............................................................... 43

2. Spektra Elektronik ............................................................. 44

3. Spektra IR .......................................................................... 46

a. Kompleks [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O................ 46

b. Kompleks [Fe(III)(8-hidroksikuinolin)3].2H2O ........... 48

D. Perkiraan Struktur Kompleks ................................................ 50

1. Perkiraan Struktur Kompleks [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O 50

2. Perkiraan Struktur Kompleks [Fe(8-hidroksikuinolin)3].2H2O 50

xii

BAB V PENUTUP..................................................................................... 52

A. Kesimpulan ........................................................................................... 52

B. Saran ..................................................................................................... 53

DAFTAR PUSTAKA………………………………… ............................. 54

LAMPIRAN……………………………………………............................ 57

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1.

Tabel 2.

Tabel 3.

Tabel 4.

Tabel 5.

Tabel 6.

Tabel 7.

Tabel 8.

Tabel 9.

Bentuk Hibridisasi dan Konfigurasi Geometri …………………..

Kadar Logam dalam Kompleks......................................................

Kadar besi dalam kompleks besi(III) dengan 8-hidroksikuinolin

pada beberapa komposisi secara Teoritis.......................................

Kadar Tembaga dalam Kompleks Tembaga(II) dengan

8-hidroksikuinolin pada beberapa omposisi secara teoritis........

Daya Hantar Listrik Larutan Standar dan Senyawa Kompleks

dalam metanol................................................................................

Harga Momen Magnet Efektif (µeff) Kompleks [Cu(8-

hidroksikuinolin)2].3H2O dan [Fe(8-hidroksikuinolin)3].2H2O.....

Panjang Gelombang maksimum (λmaks), Absorbansi (A) dan

Absortivitas Molar (ε) untuk 8-hidroksikuinolin, CuSO4.5H2O,

[Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O, FeCl3.6H2O dan

[Fe(8-hidroksikuinolin)3]. 2H2O.....................................................

Serapan Gugus Fungsi Ligan 8-hidroksikuinolin dan Kompleks

Cu(II)- (8-hidroksikuinolin (cm-1)................................................

Serapan Gugus Fungsi Ligan 8-hidroksikuinolin dan Kompleks

Fe(III)- 8-hidroksikuinolin (cm-1).................................................

8

39

39

40

42

43

44

47

49

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.

Gambar 2.

Gambar 3.

Gambar 4.

Gambar 5.

Gambar 6.

Gambar 7.

Gambar 8.

Gambar 9.

Gambar 10.

Gambar 11.

Gambar 12.

Gambar 13.

Gambar 14.

Gambar 15.

Gambar 16.

Gambar 17.

Gambar 18.

Gambar 19.

Gambar 20.

Gambar 21.

Gambar 22.

Gambar 23.

Struktur ligan 8-Hidroksikuinolin................................................................

Struktur Kompleks Fe(III) dengan ligan N-(2’-hidroxybenzyl)-

N,N-bis(2-benzimidazolylmethyl)amine ………………………..

Kompleks besi(III) dengan ligan 3.3’-bis(triphenylsilyl)

biphenoxide dan bipyridyl............................................................

Kompleks Bis(L-Methioninato)Copper(II)……………………. Ligan 1,3,6,7-tetramethyllumazine..............................................

Cu(II) dengan ligan 1,3,6,7-tetramethyllumazine........................ Kompleks Sn(II) dengan 8-hidroksikuinolin............................... Hibridisasi kompleks [Fe(CN)6]3+.............................................. Hibridisasi pada kompleks [Cu(NH3)4]2+................................... Kontur Orbital d......................................................................... Pemisahan Orbital d Ion Logam Medan Oktahedral...................

Struktur kompleks oktahedral [Cu(1,3,6,7-

tetramethyllumazine)2 (H2O)2]2-.................................................

Pemisahan Orbital d Ion Logam medan tetrahedral…………… Struktur kompleks tetrahedral [Cu(qbsa)2]................................

Distorsi kompleks oktahedral..................................................... Pembelahan orbital d kompleks planar segiempat..................... Struktur senyawa kompleks Cu(troponolato)2...........................

Tingkat Energi Orbital Molekul pada Kompleks Oktahedral.... Tingkat Energi Orbital Molekul pada Kompleks Tetrahedral....

Tingkat energi Orbital Molekul pada kompleks Square Planar.. Tingkat energi orgel untuk konfigurasi elektron d5 dalam

medan ligan oktahedral............................................................... Tingkat energi orgel untuk elektron konfigurasi d9 pada medan

ligan oktahedral........................................................................... Kemungkinan ikatan koordinasi antara 8-hidroksikuinolin

dengan logam Cu2+ dan Fe3+......................................................

Halaman

1

5

5

6

6

7

8

9

10

10

11

12

13

14

15

15

16

17

18

18

21

22

28

xv

Gambar 24.

Gambar 25.

Gambar 26.

Gambar 27.

Gambar 28.

Gambar 29.

Gambar 30.

Gambar 31.

Gambar 32.

Gambar 33.

Gambar 34.

Gambar 35.

Gambar 36.

Gambar 37.

Gambar 38

Skema tahap-tahap sintesis dan karakterisasi kompleks Fe(III)

dengan 8-hidroksikuinolin.......................................................... Skema tahap-tahap sintesis dan karakterisasi kompleks Cu(II)

dengan 8-hidroksikuinolin......................................................... Spektra Elektronik (a) CuSO4.5H2O (b) Cu(II)-

(8-hidroksikuinolin) dalam metanol .........................................

Spektra Elektronik 8-hidroksikuinolin dalam metanol............... Spektra Elektronik (a) FeCl3.6H2O dan (b) Fe(III)

(8-hidroksikuinolin) dalam metanol............................................ Termogram DTA kompleks CuSO4. 5H2O……………………

Termogram DTA kompleks Cu(II)-(8-hidroksikuinolin)........... Termogram DTA FeCl3.6H2O................................................... Termogram DTA kompleks Fe(III)-(8-hidroksikuinolin)......... Spektra Serapan Gugus Fungsi C=N (a) 8-hidroksikuinolin

Dan (b) Kompleks [Cu(8-hidroksikuinolin)2].nH2O ................

Spektra Serapan Gugus Fungsi C-O (a) 8-hidroksikuinolin

dan (b) Kompleks [Cu(8-hidroksikuinolin)2)]nH2O..................

Spektra Serapan Gugus Fungsi C=N (a) 8-hidroksikuinolin

Dan (b) Kompleks [Fe(III)(8-hidroksikuinolin)3].nH2O ..........

Spektra Serapan Gugus Fungsi C-O (a) 8-hidroksikuinolin dan

(b) Kompleks [Fe(III)(8-hidroksikuinolin)3)]nH2O...................

Perkiraan Struktur [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O..................

Perkiraan Struktur [Fe(8-hidroksikuinolin)3].2H2O...................

32

33

37

38

38

40

41

41

42

46

47

48

49

50

51

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1.

Lampiran 2.

Lampiran 3.

Lampiran 4.

Lampiran 5

Lampiran 6.

Lampiran 7.

Lampiran 8.

Perhitungan Rendemen Hasil Sintesis Kompleks…………

Pengukuran Kadar Tembaga dan Besi dalam Kompleks

dengan Spektrofotometer Serapan Atom (AAS)…......…...

Pengukuran Sampel Kompleks dengan Differential

Thermal Analyzer (DTA)…………………………………

Penentuan Momen Magnet Efektif………………………

Pengukuran Daya Hantar Listrik dengan konduktivitimeter

Perhitungan Nilai Absorbtivitas Molar……………………

Perhitungan Energi Transisi 10 Dq.....................................

Spektra Infra Merah………………………………………..

Halaman

57

59

62

63

67

68

72

73

xvii

TABEL LAMPIRAN

Tabel 1.

Tabel 2.

Tabel 3.

Tabel 4.

Tabel 5.

Tabel 6.

Tabel 7.

Data dan hasil pengukuran kadar Cu dengan AAS dalam

kompleks Cu2+-(8-hidroksikuinolin)............................................................

Data dan hasil pengukuran kadar Fe dengan AAS dalam

kompleks Fe2+-(8-hidroksikuinolin).. ..........................................................

Kondisi pengukuran sampel kompleks dengan DTA ................................

Hasil pengukuran kerentanan magnetik.......................................................

Harga μeff pada beberapa Harga Xg dari sampel kompleks [Cu(8-

hidroksikuinolin)2].3H2O................................................................

Harga μeff pada beberapa harga Xg dari sampel kompleks [Fe(8-

hidroksikuinolin)3].2H2O ................................................................

Daya hantar listrik larutan standar dan sampel kompleks dalam

metanol.......………………………………………………………

Halaman

60

61

62

63

65

66

67

xviii

GAMBAR LAMPIRAN

Gambar 1.

Gambar 2.

Gambar 3.

Gambar 4.

Gambar 5.

Kurva standar Cu2+……………………………………..............................

Kurva standar Fe3+……………………………………..................

Spektra infra merah ligan 8-hidroksikuinolin ………….. ..........................

Spektra infra merah kompleks [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O....

Spektra infra merah kompleks [Fe(8-hidroksikuinolin)3].2H2O.....

Halaman

59

60

73

74

75

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Dalam sistem biologi makhluk hidup sejumlah kompleks kelat banyak

terjadi secara alamiah. Asam amino, protein, dan asam trikarboksilat merupakan

ligan utama dalam kompleks kelat tersebut, sedangkan logamnya antara lain besi,

magnesium, mangan, tembaga, kobalt, dan seng. Kompleks kelat yang

mengandung besi antara lain hemoglobin dan mioglobin yang terdapat dalam sel

darah merah verterbrata dan berperan dalam transport oksigen. Kompleks kelat

yang mengandung tembaga terdapat pada enzim oksidase seperti asam askorbat

dan tirosinase. Kompleks kelat yang mengandung seng terdapat pada insulin

yang berperan dalam mengaktifkan beberapa karboksilase, enzim proteolitik dan

fosfatase (Wilson dan Gisvold, 1990: 45-46).

Fakta bahwa sejumlah senyawa penting secara biologik adalah kompleks

kelat, membuka pendekatan pada kemoterapi dengan pembentukkan kompleks

kelat tak alamiah. Salah satu contoh adalah (±) penisilamin yang efektif untuk

pengobatan keracunan tembaga (penyakit Wilson). Senyawa (±) Penisilamin

dapat meningkatkan ekskresi tembaga dalam urin yang terakumulasi di dalam hati

dengan membentuk kompleks kelat dengan logam tersebut.

Ligan 8-hidroksikuinolin yang strukturnya ditunjukkan oleh Gambar 1

merupakan senyawa aromatis polisiklis. Senyawa ini memungkinkan membentuk

kompleks kelat karena mempunyai dua atom donor elektron, yaitu O pada gugus

C-O dan N tersier pada rantai siklisnya, terutama dengan logam-logam transisi

deret pertama yang mempunyai orbital d yang masih kosong.

N

OH

Gambar 1. Ligan 8- hidroksikuinolin

2

2

Tembaga(II) dan besi(III) merupakan contoh logam transisi blok d divalen

deret pertama yang mempunyai konfigurasi elektron 3d8 dan 3d5. Sifat khas

logam-logam transisi blok d adalah kemampuannya membentuk kompleks dengan

ligan baik anion maupun molekul netral yang dapat bertindak sebagai donor

elektron bebas (Cotton and Wilkinson, 1989: 545).

Kompleks 8-hidroksikuinolin dengan tembaga(II) dan besi(III) menarik

untuk dipelajari karena eksperimen dan uji klinik menunjukkan bahwa aktivitas

antibakteri 8-hidroksikuinolin muncul karena kemampuannya untuk membentuk

kelat dengan logam yang esensial dalam metabolisme mikroorganisme terutama

dengan tembaga(II) dan besi(III) (Schunack et al, 1990: 774). Kompleks kelat

8-hidroksikuinolin dengan logam tersebut mampu mengkatalis oksidasi gugus tiol

asam tiositat, suatu koenzim esensial yang diperlukan oleh bakteri untuk proses

oksidatif dekarboksilasi asam piruvat (Soekardjo, 1995: 103).

B. Perumusan Masalah

1. Identifikasi Masalah

Beberapa metode yang dapat digunakan untuk sintesis kompleks antara

lain merefluks larutan, mencampurkan tanpa pemanasan atau dengan pemanasan.

Sintesis kompleks dipengaruhi oleh beberapa hal antara lain suhu, pelarut, dan

bahan tambahan lain. Pelarut yang digunakan dalam sintesis harus sesuai baik

dengan logam maupun dengan ligan dan pelarut tidak menimbulkan reaksi

samping.

Ligan 8-hidroksikuinolin mempunyai dua atom donor elektron, yaitu O

pada gugus hidroksil dan N pada rantai siklisnya. Adanya dua atom donor

ini membuat 8-hidroksikuinolin dengan tembaga(II) dan besi(III) dapat

membentuk kompleks dengan beberapa kemungkinan atom/ gugus atom yang

terkoordinasi pada atom pusat. Koordinasi dapat terjadi pada salah satu atom

donor atau terjadi pada kedua atom donor tersebut membentuk kelat. Kemampuan

atom donor berikatan dengan atom pusat dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara

lain keelektronegatifan dan keruahan (sterik hidran).

Untuk mengetahui apakah senyawa kompleks yang disintesis telah benar-

benar terbentuk, maka dilakukan serangkaian karakterisasi sehingga diperoleh

3

3

informasi mengenai sifat fisik dan kimiawi dari bahan seperti formula, struktur,

sifat kemagnetan, spektra IR, spektra UV-Vis, daya hantar listrik, ada atau

tidaknya H2O dalam kompleks dan lain-lain.

2. Batasan Masalah

Terbentuknya kompleks ditandai dengan adanya perubahan serapan

maksimum pada spektra elektronik kompleks. Formula kompleks diperkirakan

dari hasil pengukuran kadar logam dalam kompleks dengan Spektrofotometer

Serapan Atom (SSA). Sifat kemagnetan yang menunjukkan jumlah elektron yang

tidak berpasangan ditentukan dengan menggunakan Magnetic Susceptibility

Balance (MSB). Gugus atom dari ligan yang terkoordinasi pada ion pusat atau

logam diperkirakan dari pergeseran puncak serapan pada spektra Infra Merah.

Perbandingan muatan kation dan anion diperkirakan dari hasil pengukuran daya

hantar listrik (DHL) larutan kompleks dengan konduktivitimeter. Keberadaan

H2O dalam kompleks diperkirakan dari analisis Differential Thermal Analyzer

(DTA).

3. Rumusan Masalah

Permasalahan yang timbul adalah:

1. Bagaimana sintesis kompleks tembaga(II) dan besi(III) dengan ligan

8-hidroksikuinolin?

2. Bagaimana karakteristik dari masing-masing kompleks yang terbentuk?

C. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk:

1. Mengetahui cara sintesis kompleks tembaga(II) dan besi(III) dengan ligan

8-hidroksikuinolin.

2. Mengetahui karakteristik dari masing-masing kompleks yang terbentuk.

D. Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang

sintesis dan karakteristik kompleks tembaga(II) dan besi(III) dengan ligan

8-hidroksikuinolin sebagai alternatif obat antibakteri untuk bidang kesehatan.

4

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka

Suatu kompleks akan terbentuk antara suatu kation atau logam dengan

beberapa molekul netral atau ion donor elektron. Kation atau logam tersebut

berfungsi sebagai ion pusat, sedangkan molekul netral atau ion donor elektron

berfungsi sebagai gugus pengeliling atau lebih sering disebut ligan. Ikatan

kovalen koordinasi dalam senyawa kompleks ini terjadi karena donasi pasangan

elektron dari ligan ke dalam orbital kosong dari ion pusat. Pada umumnya, ion

pusat memiliki orbital-orbital d yang masih belum terisi penuh elektron sehingga

dapat berfungsi sebagai akseptor pasangan elektron tersebut (Syarifudin, 1994:

151).

Kestabilan kompleks dipengaruhi oleh ion logam sebagai ion pusat dan

ligan penyusunnya. Kestabilan ion kompleks tergantung muatan ion logam, jari-

jari, dan muatan (medan listrik). Selain itu dipengaruhi pula faktor CFSE (Crystal

Field Stabilyzation Energy) dan faktor distribusi muatan (logam-logam transisi

deret pertama membentuk kompleks yang stabil dengan yang memilki atom donor

N, O dan F). Dilihat dari ligannya kestabilan kompleks juga dipengaruhi oleh

faktor besar dan muatan ion, sifat basa, faktor pembentukan kelat (ligan-ligan

multidentat yang tidak terlalu besar membentuk kompleks yang lebih stabil dari

pada ligan monodentat), faktor besar lingkaran dan faktor ruang atau efek sterik,

makin banyak cabang makin tidak stabil (Sukardjo, 1992: 105-110).

1. Senyawa Kompleks

a. Kompleks Besi(III)

Besi merupakan salah satu ion logam transisi trivalensi deret pertama yang

cukup labil, sehingga dapat membentuk berbagai macam streokimia pada senyawa

kompleksnya. Senyawa kompleks Fe(III) umumnya membentuk struktur

oktahedral dengan bilangan koordinasi enam. Namun struktur lain seperti

tetrahedral dengan bilangan koordinasi empat dan segiempat piramida dengan

bilangan koordinasi lima juga dapat terjadi (Cotton dan Wilkinson, 1989: 436 ).

5

5

Contoh senyawa kompleks besi(III) dengan struktur oktahedral adalah

kompleks besi(III) dengan ligan N-(2’-hidroxybenzyl)-N,N-bis(2-

benzimidazolylmethyl)amine, pada kompleks ini atom pusat mengikat lima atom

N dan satu atom O dari ligan seperti ditunjukkan oleh Gambar 2. Spektrum

elektroniknya menghasilkan beberapa puncak serapan pada 210, 270, 280, 329-

354, dan 415-565 nm (Wang, et al, 1997: 71-77).

Fe

N

N

N

N

NN

N

OCH2

CH2

NH2C

NNN

Gambar 2. Kompleks Besi (III) dengan ligan N-(2’-hydroxybenzyl)-N,N-bis(2-

benzimidazolylmethyl)amine (Wang, et al, 1997: 71-77)

Ajay Kayal dan Sonny C. Lee (2002: 321-330) melaporkan sintesis

kompleks besi(III) dengan ligan 3.3’-bis(triphenylsilyl)biphenoxide dan bipyridyl.

Senyawa kompleks yang terbentuk mempunyai struktur segiempat piramida,

dengan atom besi(III) mengikat dua atom O, dua atom N dari ligan dan satu Cl-

seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 3.

N

N

F e

S iP H 3

S iP H 3

O

O

C l

Gambar 3. Kompleks besi(III) dengan ligan 3.3’-bis(triphenylsilyl)biphenoxide

dan bipyridyl. b. Kompleks Tembaga(II)

Cu(II) memiliki stabilitas terbesar jika dibandingkan dengan logam transisi

deret pertama yang lain dan lebih stabil jika dibandingkan dengan bilangan

oksidasi +1 dan +3, karena Cu(I) mudah teroksidasi menjadi Cu(II) dan Cu(III)

6

6

mudah tereduksi menjadi Cu(II) (Day and Selbin, 1985: 473 ; Lee, 1991: 827).

Cu(II) bisa membentuk senyawa kompleks dengan beberapa bilangan koordinasi,

umumnya berada pada bilangan kordinasi 4, 5 dan 6.

Cu(II) dengan ligan L-Metionin (L) membentuk senyawa kelat dengan

formula [Cu(L)2] dan berada pada bilangan koordinasi 4. Struktur geometri

kompleks yang terjadi adalah square planar (hasil dari oktahedral yang

terdistorsi) dengan dua atom oksigen dan dua atom nitrogen yang terkoordinasi

pada Cu(II) seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 4. Momen magnetik kompleks

ini pada temperatur kamar menunjukkan 1,79 BM (Wagner and Baran, 2002 :

283).

Gambar 4. Struktur senyawa kompleks Bis(L-Methioninato)Copper(II) .

Kompleks Cu(II) dengan bilangan koordinasi 6 dijumpai pada kompleks

Cu(II) dengan ligan 1,3,6,7-tetramethyllumazine. Struktur kompleks ini adalah

oktahedral dengan atom Cu(II) mengikat 2 atom N dan 2 atom O dari ligan

1,3,6,7-tetramethyllumazine (membentuk cincin lima anggota) dan 2 atom O dari

H2O seperti ditunjukkan oleh Gambar 6. Momen magnetik kompleks ini 1,95 BM

yang meingindikasikan kompleks bersifat paramagnetik (Urena, Jimenez and

Moreno, 1997: 234-238).

N

NN

N

O

O

CH3

CH3

H3C

H3C

Gambar 5. Ligan 1,3,6,7-tetramethyllumazine

7

7

Cu

N

NN

NO

NN

NN

O

H3C CH3

CH3

OH3CCH3H3C

H3C

O CH3

O

O

H H

H H Gambar 6. Struktur kompleks Cu(II) dengan 1,3,6,7-tetramethyllumazine

2. Ligan 8-hidroksikuinolin

Ligan 8-hidroksikuinolin (C9H7NO) adalah senyawa yang termasuk dalam

senyawa aromatis polisiklis yang mempunyai berat molekul 145,16 g/mol.

Senyawa ini larut dalam pelarut organik dan asam seperti asam asetat. Ligan ini

relatif cukup stabil dengan titik beku 74 sampai 760C dan mempunyai titik didih

2760C. Ligan 8-hidroksikuinolin akan kurang stabil bila berinteraksi dengan

oksidator kuat dan ion logam, dengan ion logam. Ligan 8-Hidroksikuinolin

mudah membentuk kompleks kelat.

Ligan 8-hidroksikuinolin mempunyai dua atom donor yaitu O pada gugus

hidroksil dan N pada rantai siklisnya yang masing-masing mempunyai pasangan

elektron yang dapat berkoordinasi dengan atom pusat.

Alafandy, M., et al, (1996: 175-179) melaporkan sintesis antara Sn(II)

dengan 8-hidroksikuinolin. Terbentuknya kompleks ditandai adanya adanya

pergeseran spektra IR gugus C=N ligan bebasnya dari 1508 cm-1 menjadi

1500 cm-1 dan serapan gugus OH ligan bebas yang muncul pada 3048 cm-1

sedangkan pada kompleksnya serapan pada daerah tersebut tidak muncul. Adanya

pergeseran spektra IR pada gugus C=N dan OH mengindikasikan

terkoordinasinya dua gugus tersebut pada ion pusat.

Kompleks Sn(II) dengan 8-hidroksikuinolin berstruktur geometri square

planar seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 7 dan mempunyai serapan

maksimum pada 363 nm.

8

8

NO

NO

S n

Gambar 7. Struktur kompleks Sn(II) dengan 8-hidroksikuinolin

Ligan 8-Hidroksikuinolin dapat digunakan sebagai zat anti bakteri dan

fungi, dimana kemampuan sebagai zat antibakteri dan antifungi diduga karena

kemampuannya membentuk kelat dengan mineral-mineral yang esensial pada

permukaan bakteri dan fungi.

3. Teori Pembentukan Kompleks

Pembentukan kompleks Cu(II) dan Fe(III) dijelaskan dengan teori ikatan

valensi, teori medan kristal, dan teori orbital molekul.

a. Teori ikatan valensi

Teori ikatan valensi atau Valence Bond Theory (VBT) mula-mula

diberikan oleh Linus Pauling atas dasar pembentukan ikatan hibrida dalam orbital

hibrida (Sukardjo, 1992: 29). Teori ini membahas orbital atom logam dan ligan

yang digunakan untuk berikatan. Berdasarkan teori ikatan valensi, ikatan pada

ion kompleks terjadi karena ligan mempunyai pasangan elektron bebas dan atom

logam mempunyai orbital yang masih kosong (Lee, 1994 : 202).

Pauling meramalkan bentuk geometri dari beberapa orbital seperti

ditunjukkan oleh Tabel 1 (Sharpe, 1992 : 463)

Tabel 1. Bentuk Hibridisasi dan Konfigurasi Geometri

Bilangan Koordinasi Geometri Hibridisasi Orbital 2 Linear sp 3 Trigonal planar sp2

Tetrahedral sp3

4 Square planar dsp2 Trigonal bipiramidal dsp3

5 Square pyramidal dsp3

6 Oktahedral d2sp3

9

9

Dalam pembentukan kompleks, ion pusat harus menyediakan orbital

kosong sebanyak ligan yang terkoordinasi untuk ditempati pasangan elektron

bebas dari ligan. Misalnya kompleks Fe(III) dengan CN1- yang membentuk

geometri oktahedral seperti ditunjukkan oleh Gambar 8. Menurut teori ikatan

valensi, Fe(III) harus menyediakan 6 orbital kosong untuk ditempati pasangan

elektron bebas dari CN1- seperti diilustrasikan oleh Gambar 8, orbital tersebut

adalah dua orbital 3d, satu orbital 4s dan tiga orbital 4p. Ditinjau dari bentuk dan

energi, orbital 3d, orbital 4s dan orbital 4p berbeda. Akan tetapi penggabungan

dua orbital 3d, satu orbital 4s dan tiga orbital 4p menghasilkan bentuk oktahedral,

ini dapat terjadi karena dua orbital 3d, satu orbital 4s dan tiga orbital 4p

mengadakan hibridisasi d2sp3 yang berbentuk oktahedral. Ion kompleks

[Fe(CN)6]3- disebut sebagai inner orbital complex karena orbital d yang dipakai

lebih rendah daripada orbital s dan p dan ion kompleks dalam keadaan spin

rendah.

[ A r ]

C N 1 -C N 1 - C N 1 - C N 1 -C N 1 - C N 1 -

[ A r ]F e 3 +

F e [ A r ]

3 d 4 s 4 p

3 d

[F e ( C N ) 6 ]3 -

3 d 4 s 4 p

e le k t r o n d a r i C N 1 - o rb i ta l d 2 s p 3

Contoh hibridisasi logam Cu(II) adalah pada kompleks [Cu(NH3)4]+2 yang

mempunyai bentuk geometri square planar. Menurut teori ikatan valensi, Cu(II)

menyediakan 4 orbital kosong untuk ditempati pasangan elektron bebas dari NH3

seperti diilustrasikan oleh Gambar 9, orbital tersebut adalah satu orbital 3d, satu

orbital 4s dan dua orbital 4p. Ditinjau dari bentuk dan energi, satu orbital 3d, satu

orbital 4s dan dua orbital 4p berbeda. Akan tetapi penggabungan satu orbital 3d,

satu orbital 4s dan dua orbital 4p menghasilkan bentuk square planar, ini dapat

Gambar 8. Hibridisasi pada kompleks [Fe(CN)6]3+

10

10

terjadi karena satu orbital 3d, satu orbital 4s dan dua orbital 4p mengadakan

hibridisasi dsp2 yang berbentuk square planar.

C u [ A r ]

3 d 4 s 4 p

[ A r ]

3 d

[ A r ]

3 d 4 s 4 p

e l e k t r o n d a r i N H 3

o r b i t a l h ib r i d a d s p 2

[ C u ( N H 3 ) ] 2 +

N H 3 N H 3 N H 3 N H 3

C u 2 +

Gambar 9. Hibridisasi pada kompleks [Cu(NH3)4]2+

Teori ikatan valensi mempunyai kelemahan yaitu tidak dapat menjelaskan

terjadinya warna-warna dalam kompleks dan adanya spektra elektronik senyawa

kompleks. Maka untuk dapat menjelaskannya dibutuhkan teori medan kristal.

b. Teori Medan Kristal

Menurut teori medan kristal atau Crytal Field Theory(CFT), ikatan yang

terjadi antara ion pusat dan ligan dalam kompleks berupa ikatan ionik, sehingga

gaya-gaya yang terlibat hanya berupa gaya eletrostatik. Medan listrik dari ion

pusat akan mempengaruhi ligan-ligan di sekelilingnya sedangkan medan

gabungan dari ligan akan mempengaruhi elektron dari ion pusat. Pengaruh ligan

tergantung dari jenisnya, terutama pada kekuatan medan ligan dan kedudukan

geometri ligan dalam kompleks.

Kedudukan obital-orbital d ion logam terhadap sumbu x, dan z

diilustrasikan oleh Gambar 10.

Gambar10. Kontur Orbital d

11

11

Kedudukan orbital dz2 terkonsentrasi sepanjang sumbu z, sedangkan

Orbital dx2-y

2 terkonsentrasi sepanjang sumbu x dan y dan kedudukan ketiga

orbital dxy, dxz dan dyz terkonsentrasi diantara sumbu x, y dan z. Dalam keadaan

bebas, kelima orbital ion logam mempunyai energi yang sama (tergenerasi), bila

ligan mendekati ion pusat maka terbentuk medan ligan yang menyebabkan

terjadinya pembelahan orbital-orbital d dengan tingkat energi yang berbeda atau

dapat dikatakan mengalami splitting.

1) Kompleks Oktahedral

Pada kompleks oktahedral, satu ion pusat sebagai pusat oktahedral

dikelilingi oleh enam ligan yang terletak pada sumbu oktahedral dalam bidang

kubik. Orbital dz2, dx

2-y2 yang berada pada sumbu oktahedral mengalami tolakan

lebih besar dari pada dxy, dxz, dyz yang berada diantara sumbu oktahedral karena

adanya tolakan dari ligan. Hal ini mengakibatkan pemisahan (splitting) orbital d,

dimana orbital dz2 dan dx

2-y2 (orbital eg) mengalami kenaikan energi sedangkan

orbital dxy, dxz, dyz (orbital t2g) mengalami penurunan energi (Huheey and Keither,

1993: 397-398). Pembelahan orbital d pada kompleks oktahedral ditunjukkan

oleh Gambar 11.

Gambar 11. Pemisahan Orbital d Ion Logam Medan Oktahedral

Setelah terjadi splitting atau pembelahan, orbital eg mempunyai energi

yang lebih tinggi daripada t2g. Pada pengisian elektron, orbital t2g akan terisi

terlebih dahulu daripada orbital eg. Perbedaan energi antara eg dan t2g biasanya

dinyatakan sebagai ∆o atau 10 Dq. Karena pada pembelahan tidak terjadi

12

12

kehilangan energi, maka energi eg menjadi 0,6 Dq lebih tinggi sedangkan orbital

t2g menjadi 0,4 Dq lebih rendah daripada kompleks hipotesis. Besarnya ∆o untuk

bermacam-macam kompleks berkisar antara 30-60 Kkal/mol. Energi sebesar 0,4

∆o disebut sebagai Cristal Field Stabilization Energy (CFSE) dari kompleks.

CFSE dihitung dengan memberi harga 0,4 ∆o untuk tiap elektron di orbital t2g dan

-0,6 ∆o untuk tiap elektron di orbital eg.

Contoh kompleks oktahedral adalah Kompleks [Cu(1,3,6,7-

tetramethyllumazine)2(H2O)2]2-, atom Cu(II) sebagai ion pusat terletak ditengah-

tengah medan oktahedral dan dikelilingi oleh dua atom N dan dua atom O dari

1,3,6,7-tetramethyllumazine dan dua atom O dari H2O, yang terletak pada sumbu

oktahedral, seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 12.

Cu

N

NN

NO

NN

NN

O

H3C CH3

CH3

OH3CCH3H3C

H3C

O CH3

O

O

H H

H H

Gambar 12. Struktur kompleks oktahedral [Cu(1,3,6,7-tetramethyllumazine)2 (H2O)2]2-

Pada kompleks Fe(III) pembelahan orbital d sangat bergantung pada

kekuatan ligan yang terkoordinasi pada Fe(III). Apabila ligan yang digunakan

adalah ligan lemah maka medan ligan akan menghasilkan pembelahan orbital d

yang tidak terlalu besar. Jika keadaan ini terjadi, maka elektron-elektron berada

dalam keadaan spin tinggi. Pada keadaan ini, menghasilkan peningkatan

kestabilan total sama dengan nol. Namun bila ligan yang digunakan adalah ligan

z

x

y

13

13

kuat maka orbital d akan mengalami pembelahan yang cukup besar dan

menyebabkan energinya mengalami peningkatan kestabilan total sebesar 20 Dq.

Jika keadaan ini terjadi maka elektron-elektron berada dalam keadaan spin rendah

(Sukardjo, 1992: 31-51).

2) Kompleks Tetrahedral

Koordinasi secara tetrahedral identik dengan koordinasi kubus, jika

delapan ligan yang berada pada sudut-sudut kubus mendekati atom logam pusat

maka ligan-ligan tersebut akan lebih dekat ke arah orbital t2g daripada orbital eg

sehingga energi orbital t2g naik 4 Dq dan energi eg terstabilkan turun 6 Dq. Jadi,

splitting orbital-orbital d dalam medan tetrahedral adalah kebalikan dari medan

oktahedral seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 13.

Gambar 13. Pemisahan Orbital d Ion Logam medan tetrahedral

Jika empat ligan yang arahnya berseberangan (alternate) menjauhi dari

sudut kubus maka ligan yang tetap berada pada sudut kubus akan membentuk

struktur geometri tetrahedral disekitar ion logam. Secara kualitatif energi untuk

kesimetrian tetrahedral sama dengan kubus tetapi splitting 10 Dq besarnya

setengah dari besar kubus.

Contoh kompleks tetrahedral adalah kompleks [Cu(qbsa)2] dengan qbsa=

N-Quinolin-8-yl-benzenesulfonamid (Macias, Villa, Garcia, Castineiras, Borras

and Marin, 2003:243). Ligan qbsa mendekati ion pusat secara tetrahedral,

dimana arah pendekatan ligan-ligan tersebut tidak searah, baik dengan kelompok

14

14

orbital t2g maupun dengan orbital eg walaupun demikian arah pendekatan ligan

menuju ion pusat lebih dekat kepada orbital t2g (dxy, dxz, dyz) dibanding dengan

orbital eg ( dx2

-y2 dan dz

2). Struktur kompleks ini ditunjukkan oleh Gambar 14.

N N

Cu

NN

SO

O

SO

O

Gambar 14. Struktur kompleks tetrahedral [Cu(qbsa)2]

3) Kompleks Square planar

Apabila kedua ligan pada posisi trans pada kompleks oktahedral bergerak

menjauh dari ion pusat, maka kompleks yang dihasilkan adalah kompleks

oktahedral terdistorsi secara tetragonal. Distorsi seperti ini dinamakan distorsi

Jahn-Teller. Distorsi Jahn-Teller terdapat pada bentuk oktahedral dimana orbital

ion pusatnya terisi secara tidak simetris, yaitu seperti pada Tembaga(II) dengan

konfigurasi d9. Kedua ligan disepanjang sumbu z yang menjauhi ion pusat

menyebabkan orbital dz2, dxz dan dyz terstabilkan dan energinya berkurang karena

elektron-elektron yang terdapat pada orbital tersebut memperoleh tolakan yang

lebih kecil dibandingkan dengan tolakan yang diperoleh dalam bentuk oktahedral.

Berkurangnya energi orbital-orbital di atas, disertai dengan bertambahnya energi

orbital-orbital dx2

-y2 dan dxy (Huheey and Keither, 1993:403-404; Miessler and

Tar, 1991:349).

Selanjutnya apabila kedua ligan di sepanjang sumbu z lepas maka

menghasilkan struktur square planar (Gambar 15), seperti yang umumnya

z

x

y

15

15

terbentuk pada kompleks tembaga(II). Pembelahan orbital d pada kompleks

square planar dinotasikan sebagai ∆sp (Gambar 16), yaitu energi pembelahan

medan kristal square planar (Day and Selbin, 1985:396).

Gambar 15. Distorsi kompleks oktahedral yang kemudian menjadi kompleks

square planar

Gambar 16. Pembelahan orbital d kompleks planar segiempat (Madan, 1987:

1362; Cotton, et al, 1995: 509)

Salah satu contoh kompleks dengan bentuk geometri planar segiempat

adalah kompleks [CuL2], L=Troponolato. Pada kompleks ini atom pusat Cu2+

dengan ligan troponolato (L) membentuk senyawa kelat dengan 4 atom oksigen

yang terkoordinasi pada atom pusat tersebut seperti yang ditunjukkan oleh

Gambar 17. Serapan maksimum kompleks [Cu(troponolato)2] berada pada 220,

252,9, 267, 387, 338 nm yang merupakan transisi π-π*, sedangkan serapan

16

16

maksimum pada daerah 316 nm adalah transisi transfer muatan ligan ke logam

atau logam ke ligan (Hasegawa, et al, 1997: 259-264).

O

O O

O

Cu

Gambar 17. Struktur senyawa kompleks Cu(troponolato)2

c. Teori Orbital Molekul

Anggapan bahwa ikatan pada kompleks adalah ikatan ionik murni seperti

dinyatakan dalam teori medan kristal ternyata tidak sesuai dengan fakta

eksperimen (Huheey and Keither, 1993: 413). Hasil eksperimen mengenai

besarnya energi yang dilepas bila kompleks terbentuk memberi petunjuk bahwa

terdapat sifat ikatan kovalen dalam kompleks. Adanya ikatan kovalen pada

kompleks dapat dijelaskan dengan teori orbital molekul. Seperti halnya orbital

molekul pada molekul-molekul sederhana, pada kompleks juga terbentuk orbital

molekul bonding dan orbital molekul anti bonding (Sharpe, 1992: 473).

Pada kompleks oktahedral yang digunakan untuk membentuk orbital

molekul adalah enam orbital logam (orbital s, px, py, pz, dx2-y

2, dan dz2) dan enam

orbital ligan (Sharpe, 1992 : 474). Orbital ligan yang simetrinya sesuai akan

bertumpang tindih (overlap) dengan orbital logam, tumpang tindih orbital tersebut

dapat membentuk orbital molekul bonding dan orbital molekul antibonding. Tiga

orbital d logam t2g(dxy, dxz, dyz) merupakan orbital nonbonding, yang tidak terlibat

dalam pembentukan ikatan. Ketiga orbital p membentuk orbital molekul bonding

t1u dan orbital molekul antibonding t1u*. Orbital dx

2-y

2 dan dz2 membentuk orbital

molekul bonding e1g dan orbital molekul antibonding e1g*. Orbital s membentuk

orbital molekul bonding a1g dan orbital molekul antibonding a1g* (Huheey and

x

y

17

17

Keither, 1993: 396). Diagram tingkat energi orbital molekul pada kompleks

octahedral ditunjukkan oleh Gambar 18.

p

s

d

dx2-y

2 dz2 dxy dxz dyz

t2g

dxy dxz dyz

t2g

dx2-y

2 dz2

px py pz

a1g

t1u

eg

nonbonding

dx2-y

2 dz2

eg*

a1g*

px* py

* pz*

t1u*

10 Dq

antibonding

bonding

orbital logam orbital molekul orbital ligan

t1u

a1g

eg

Gambar 18. Orbital Tingkat Energi Orbital Molekul Kompleks Oktahedral

Pada kompleks tetrahedral, lima orbital d logam terpisah menjadi dua

kelompok yaitu orbital e (dx2-y

2, dan dz2) dan t2 (dxy, dxz, dyz). Orbital dx

2-y2 dan dz

2

merupakan orbital nonbonding, e, yang tak terlibat pada pembentukan ikatan.

Ketiga orbital p membentuk orbital molekul bonding t2 dan orbital molekul

antibonding t2*. Orbital dxy, dxz, dan dyz membentuk orbital molekul bonding t2

dan orbital molekul antibonding t2*. Orbital s membentuk orbital molekul

bonding a1 dan orbital molekul antibonding a1* (Huheey and Keither, 1993: 396).

Empat orbital ligan yang punya simetri sama dengan orbital molekul bonding dan

orbital molekul antibonding. Diagram tingkat energi orbital molekul pada

kompleks tetrahedral ditunjukkan oleh Gambar 19.

18

18

p

s

d

dx2-y

2 dz2dxy dxz dyz

e

dxy dxz dyz

t2*

px py pz

a1

t2

nonbonding

dx2-y

2 dz2

e

a1

px* py

* pz*

t2*

10 Dq

antibonding

bonding

orbital logam orbital molekul orbital ligan

dxy dxz dyz

t2

t2

a1

t2

Gambar 19. Diagram Tingkat Energi Orbital Molekul pada Kompleks Tetrahedral

(Huheey and Keither, 1993 : 411).

Pada senyawa kompleks square planar, diagram tingkat energi orbital

molekulnya ditunjukkan oleh Gambar 20.

Gambar 20. Diagram tingkat energi untuk senyawa kompleks Square Planar

(Huheey, 1985 : 412)

19

19

Pendekatan teori orbital molekul dapat memberikan gambaran yang lebih

nyata mengenai antaraksi antara ligan dan ion logam. Orbital ligan kuat dan

lemah memberikan interaksi yang berbeda terhadap orbital-orbital logam. Orbital-

orbital ligan kuat memiliki interaksi yang sangat kuat dengan orbital logam.

Interaksi yang sangat kuat tersebut menyebabkan jarak pembelahan antara

kelompok orbital e*g dan t2g besar (∆o-nya juga besar). Pada orbital molekul ini,

yang tidak terjadi adalah transisi elektron dari logam ligan (π*) yang melibatkan

ikatan π juga disebut sebagai ikatan π balik (π back bonding) dimana densitas

elektron dari orbital d dikembalikan lagi oleh logam ke ligan (π*) dikarenakan

keruahan elektron. Ikatan π dari logam ligan meningkatkan kestabilan kompleks

yang tinggi dan menyukai konfigurasi spin rendah (Miessler dan Tarr, 1991).

Orbital-orbital ligan lemah lebih berinteraksi lemah dengan orbital logam.

Hal ini disebabkan ligan-ligan menghasilkan harga ∆o pembelahan kecil sehingga

jarak pembelahan orbital-orbital e*g dan t2g dari interaksi ligan-logam menjadi

kecil. Pendeknya jarak ikatan antara kelompok orbital t2g dan e*g menyebabkan

kelima elektron dari Fe(III) menempati kelompok orbital t2g dan e*. Kelima

elektron ini tidak berpasangan semua. Kompleks tipe ini disebut kompleks spin

tinggi. Pada orbital molekul ini terjadi transisi elektron dari ligan ke logam.

Ikatan yang terjadi pada umumnya dapat memberikan kestabilan kompleks dan

cenderung berada konfigurasi spin tinggi (Huheey and Keither, 1993).

4. Sifat Senyawa Kompleks

a. Spektrum Elektronik

Salah satu ciri utama dari senyawa kompleks adalah memiliki warna yang

bervariasi. Warna ini disebabkan oleh adanya eksitasi elektron dari tingkat energi

yang lebih rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Elektron yang tereksitasi

ini menyerap energi, energi tersebut berbanding terbalik dengan panjang

gelombang sinar yang diserap, seperti yang ditunjukkan oleh persamaan (1)

(Miessler and Tarr, 1991 : 313-325).

_

ν.c .h λ

h.cE == ………………………………………………………(1)

20

20

Keterangan:

E = energi (J)

H = Konstanta Plank (6,626 . 10-34 Js)

C = Kecepatan cahaya (2,998. 108 m/s)

λ = Panjang gelombang (m)

1/λ= _ν = Bilangan gelombang (m-1)

Elektron-elektron yang terlibat dalam pengabsorpsian cahaya oleh

senyawa organik adalah: (1) elektron-elektron yang terlibat langsung dalam ikatan

antar atom-atom, (2) elektron-elektron bebas/ tak berpasangan seperti oksigen,

nitrogen, halogen, dan belerang. Unsur-unsur blok d menyerap sinar pada daerah

sinar tampak dengan pita yang lebar, yang puncak spektranya dipengaruhi oleh

lingkungan yang mengelilinginya, seperti konsentrasi larutan dan kestabilan

kompleks (Hendayana, 1994: 148). Spesies yang mengabsorpsi dapat mengalami

transisi meliputi transisi elektron σ, π, dan n, transisi elektron-elektron d dan f,

dan transfer muatan.

1) Transisi yang meliputi elektron σ, π, dan n

Jenis transisi ini terjadi pada molekul-molekul organik dan sebagian kecil

anion anorganik. Molekul tersebut mengabsorpsi radiasi elektromagnetik karena

adanya elektron valensi yang akan tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi.

Pengabsorpsian energi pada tingkat-tingkat energi menyebabkan terjadinya

transisi σ-σ*, n-π*, dan π-π* dimana π* dan σ* adalah orbital antiikatan sedang

n adalah orbital yang tak berikatan.

Transisi σ-σ* mempunyai daerah absorpsi di daerah UV vakum (<180

nm). Transisi σ-σ* terjadi pada panjang gelombang 150-250 nm, sedangkan

transisi n-π*, dan π-π* terjadi pada panjang gelombnag 200-700 nm. transisi

n-π* mempunyai absorpsitivitas molar 10-100 L. cm-1mol-1 sedangkan transisi

π-π* mempunyai absorpsitivitas molar 103-104 L. cm-1mol-1

2) Transisi yang melibatkan elektron d

Transisi d-d mempunyai pita lebar dan umumnya terdeteksi pada daerah

tampak.

21

21

a. Spektrum Elektronik Kompleks Besi(III)

Konfigurasi elektron besi(III) isoelektronik dengan Mn(II), termasuk

dalam sistem d5, pada keadaan ground state medan lemah oktahedral masing-

masing orbital d terisi satu elektron, dengan spin pararel sehingga dalam keadaan

dasar term simbolnya 6S. Spektrum yang teramati adalah konsekuensi dari transisi

spin terlarang dan sangat lemah, seperti pada [Mn(H2O)]2+ (Miessler and Tarr,

1991 : 332).

Diagram tingkat Orgel yang menggambarkan eksitasi elektron besi(III)

dengan konfigurasi d5 pada medan ligan oktahedral ditunjukkan oleh Gambar 21,

yang enam transisinya adalah: 6A1g → 4T1g (G) 18.000 cm-1 atau 556 nm 6A1g → 4T2g (G) 23.000 cm-1 atau 435 nm 6A1g → 4Eg, 4A1g (G) 24.000-25.000 cm-1 atau 417-400 nm 6A1g → 4T2g (D) 28.000 cm-1 atau 357 nm 6A1g → 4Eg (D) 29.000 cm-1 atau 339 nm

Transisi pada 4F dan 4P tidak terlihat serapannya karena energinya jauh

lebih besar dibanding dengan 4G dan 4D sehingga serapan transisi elektron yang

terjadi tidak terlihat (serapan sangat kecil).

Gambar 21. Diagram tingkat energi orgel untuk konfigurasi elektron d5 dalam medan ligan oktahedral

b. Spektrum Elektronik Kompleks Cu(II)

Cu(II) memiliki konfigurasi elektron d9 dan term simbol 2D. Term 2D

dalam medan oktahedral maupun tetrahedral mengalami splitting menjadi dua

4S

4Eg ,4A1g

4A1g

4T1g

4T2g 4T1g 4A2g

4T2g

4T2u

4Eg

4T1g

4G

4D 4P

4F

Daerah Medan Ligan

ener

gi

22

22

tingkat energi yang ditunjukkan oleh diagram orgel pada gambar 22 (Sharpe

1992: 481).

Gambar 22. Pembelahan tingkat energi konfigurasi d9 pada medan oktahedral

(Sharpe 1992: 481).

Unsur konfigurasi d9 pada medan oktahedral hanya mempunyai satu

transisi yaitu 2Eg 2T2g, karena hanya terdapat dua tingkat energi (2Eg dan

2T2g) dan hanya satu absorbsi spin yang diperbolehkan dengan energi yang diserap

setara dengan 10 Dq. Sebagai contoh kompleks [Cu(H2O)6]2+ hanya menunjukkan

satu puncak serapan pada 13.000 cm-1 dengan panjang gelombang 769,23 nm.

3) Transisi transfer muatan

Transisi tranfer muatan adalah transisi elektronik dari molekul elektronik

yang kaya elektron (basa lewis, donor) ke molekul miskin elektron (asam lewis,

akseptor) (William Kemp, 1987: 211). Spektra dari transisi ini biasanya sangat

kuat. Kompleks-kompleks yang meliputi yang mengalami transisi ini, misalnya

[Fe(SCN)6]3+, [Fe(o-phen)3]3+, [Fe2+Fe3+(CN)6]+(SM Khopkar, 1990: 204).

Transisi d-d memberikan warna pucat bagi senyawa sedangkan transisi transfer

muatan memberikan intensitas yang lebih kuat karena warna yang dihasilkan

gelap (Jolly, 1991: 238).

b Daya Hantar Listrik

Larutan elektrolit dapat menghantarkan aliran listrik, karena dalam larutan

terdapat partikel-partikel bermuatan listrik yaitu ion-ion. Aliran listrik tidak lain

adalah aliran elektron. Didalam larutan, elektron-elektron dibawa oleh ion-ion

positif dan negatif (Sukardjo, 1992: 89). Daya hantar listrik (conductivity) larutan

d1 oktahedral d9 tetrahedral

d9 oktahedral d1 tetrahedral

Energi E

T2g

T2g

E

Kekuatan Medan Ligan

23

23

elektrolit pada setiap temperatur tergantung pada ion-ion yang ada dan konsentrasi

ion-ion tersebut. Apabila larutan suatu elektrolit diencerkan maka daya hantar

listriknya akan turun karena ion yang berada dalam larutan per cm3 membawa

arus lebih sedikit.

Daya hantar listrik larutan elektrolit dapat dinyatakan sebagai daya hantar

listrik molar (molar conductivity) yang didefinisikan sebagai daya hantar yang

ditimbulkan oleh satu mol zat, sesuai persamaan (2) (Atkins, 1990 : 303).

Λm = Ck ....................................................................................... (2)

Keterangan :

Λm = daya hantar listrik molar (S.cm2.mol-1)

k = daya hantar listrik spesifik larutan elektrolit (S cm-1)

C = Konsentrasi molar elektrolit (mol cm-3)

Apabila satuan Λ adalah Scm2.mol-1 dan satuan konsentrasi mol.L-1 maka

persamaan (3) menjadi:

Λm = C

k1000 …………………………………………………… (3)

keterangan:


k = daya hantar listrik spesifik larutan elektrolit (S cm-1)

C = Konsentrasi molar elektrolit (mol L-1)

Jika daya hantar spesifik larutan merupakan daya hantar yang sudah

terkoreksi (k*) dalam satuan μS.cm-1 maka daya hantar molar larutan elektrolit

dapat ditulis sesuai persamaan (4).

Λm = C

k1000

* …………………………………………………. (4)

keterangan:


k* = daya hantar listrik spesifik terkoreksi (μS cm-1)

= k – kpelarut

C = Konsentrasi molar elektrolit (mol L-1)

24

24

Pada senyawa kompleks, anion dapat terkoordinasi pada ion pusat maupun

tidak terkoordinasi pada ion pusat. Perbandingan muatan anion dan kation yang

terdapat dalam kompleks dapat diketahui dengan pengukuran konduktivitas dari

larutan senyawa tersebut. Pengukuran konduktivitas ini memberikan informasi

berapa banyak ion (kation dan anion) yang ada dalam larutan saat senyawa itu

dilarutkan (Szafran, et al; 1991: 102-103).

c Spektroskopi Infra Merah

Suatu molekul dapat menyerap energi infra merah apabila gerakan vibrasi

dan rotasi dari molekul tersebut menghasilkan perubahan netto momen

dwikutubnya, sehingga medan listrik bolak-balik dari sinar infra merah sama

dengan frekuensi alamiah dari molekul tersebut maka sinar infra merah diserap-

molekul (Silverstein, Bassler and Morril, 1986: 96).

Daerah radiasi spektroskopi Infra Merah atau infrared spectroscopy (IR)

berkisar pada bilangan gelombang 12800-10 cm-1, atau panjang gelombang 0,78-

1000 µm. Umumnya daerah radiasi IR terbagi dalam daerah IR dekat (12800-

4000 cm-1; 3,8- 1,2 x 1014 Hz; 2,5-50 μm), daerah IR tengah (4000-200 cm-1;

0,012- 6 x 1012 Hz; 0,78-2,5 μm), dan daerah IR jauh (200-10 cm-1;

60-3 x 1011 Hz; 50-1000 μm). Daerah yang paling banyak digunakan untuk

berbagai keperluan praktis adalah 4000-690 cm-1 (12 – 2 x 1013 Hz; 2,5 - 1,5 µm).

Daerah yang biasa disebut sebagai daerah IR tengah (Khopkar, 1990: 231).

Daerah antara 1400 – 4000 cm-1 (2,5 sampai kira-kira 7,1 μm) merupakan

daerah yang khusus berguna untuk identifikasi gugus-gugus fungsional. Daerah

ini menunjukkan absorpsi sinar infra merah yang disebabkan oleh modus uluran.

Sedangkan daerah di sebelah kanan 1400 cm-1 sering kali sangat rumit karena baik

uluran maupun tekukan dapat mengakibatkan absorpsi sinar infra merah. Dalam

daerah ini biasanya korelasi antara suatu pita serapan dan suatu gugus fungsional

secara spesifik tidak dapat disimpulkan, namun tiap senyawa organik mempunyai

serapannya yang khas. Oleh karena itu bagian spektrum sebelah kanan 1400 cm-1

disebut daerah sidik jari (finger print region) (Fessenden dan Fessenden, 1984:

317).

25

25

Frekuensi vibrasi ulur antara dua atom dan ikatan yang

menghubungkannya dapat dihitung berdasarkan hukum Hooke yang ditunjukkan

oleh persamaan (5) (Kemp, 1987: 18-19). 1/2

21121 )m/(m.mmk

2π1ν

+

= ………………………………………..(5)

keterangan:

ν = frekuensi (detik-1)

k = tetapan gaya ikatan (Nm-1)

m1 dan m2 = massa dau atom (g)

Gugus yang dapat menyerap sinar infra merah antara lain:

1) Karbon – Nitrogen pada Amina

Gugus C-N siklik mempunyai vibrasi ulur pada 1342-1266 cm-1

(Silverstain, dan Morril, 1986). Gugus C=N pada rantai siklik mempunyai serapan

pada daerah 1580-1570 cm-1 (Alzuet et al, 1998: 317).

2) Karbon-Hidrogen pada metil

Vibrasi tekuk gugus CH3 terletak pada daerah 1470-1430 cm-1 dan 1380-

1370 cm-1, sedangkan vibrasi ulur aromatik CH3 berada pada daerah

3080-3010 cm-1 (Silverstein et al, 1986: 135).

3) Hidrogen-Oksigen pada fenol

Gugus OH pada fenol mempunyai vibrasi ulur simetri dengan serapan

tajam pada daerah 3600 cm-1 dan vibrasi ulur keadaan melebar pada daerah 3331

cm-1 - 2600 cm-1 (Silverstein, et al, 1986 : 110).

4) Vibrasi C-C aromatik

Gugus C-C aromatik menunjukkan 2 atau 3 pita yang terlihat pada daerah

sekitar 1600 cm-1 (Kemp, 1987).

Serapan gugus fungsi pada ligan bebas akan mempunyai serapan yang

berbeda dengan serapan senyawa kompleks. Sebagai contoh kompleks

[Sn(8-hidroksikuinolin)2] mempunyai serapan gugus C=N pada 1500 cm-1

sedangkan pada ligan bebasnya terletak pada 1508 cm-1 dan serapan gugus C-O

26

26

ligan bebasnya muncul pada 1100 cm-1 sedangkan pada kompleksnya terletak

pada 1108 cm-1 (Alafandy, et al, 1997 : 175-179).

d. Sifat Magnetik

Logam transisi setidaknya mempunyai satu tingkat oksidasi dengan d atau

f yang belum terisi elektron. Karena spin elektron menyebabkan medan magnet,

maka sifat magnetik dari logam transisi bisa digunakan untuk menentukan tingkat

oksidasi, konfigurasi elektronik dan lain-lain. Beberapa senyawa logam transisi

mempunyai satu atau lebih elektron tak berpasangan, karenanya mempunyai sifat

paramagnetik. Jumlah elektron tak berpasangan pada logam menentukan harga

momen magnetik (µ).

Momen magnetik efektif dapat dihitung dari harga kerentanan magnetik

(Magnetic Susceptibility), Xg yang diukur dengan Neraca Kerentanan Magnetik

atau Magnetic Susceptibility Balance (MSB). Nilai Xg ini diubah menjadi nilai

kerentanan magnetik molar, XM dan selanjutnya ini dikoreksi terhadap faktor

diamagnetik, XL, dari ion logam, ligan dan anion, sehingga didapatkan nilai

kerentanan magnetik yang terkoreksi, XA (Szafran, Pike, dan Singh, 1991: 49-51).

Hubungan nilai momen magnetik (µeff) dengan kerentanan magnetik

terkoreksi (XA) ditunjukkan oleh persamaan 6. 1/2

A2eff .TXNβ3kμ

= ……..…………………………………………….(6)

Subsitusi nilai N dan k menghasilkan persamaan (7)

[ ]1/2Aeff .TX2,828μ = …………………………………………………….(7)

Keterangan:

N = Tetapan Avogadro (6,022 x 1023 mol-1)

k = Tetapan Boltzman (1,381 x 10-16 erg. det-1)

β = Konversi Bohr Magneton (9,273 x 10-21 erg.gauss-1)

T = Suhu (oK)

Hubungan nilai momen magnetik spin (µs) uatu senyawa dengan banyak

elektron yang tidak berpasangan dinyatakan dalam persamaan (8) (Jolly, 1991:

454-456).

27

27

( )[ ]1/2s 2nnμ += ………………………………………………………..(8)

keterangan:

µs = Momen magnetik yang ditimbulkan oleh spin elektron (Bohr

Magneton)

n = Jumlah elektron yang tidak berpasangan

Dari persamaan (6), terlihat bahwa nilai momen magnetik bergantung pada

jumlah elektron yang tidak berpasangan. Nilai µs dari senyawa kompleks besi(III)

pada umumnya mendekati 5,92 BM pada suhu ruangan jika dalam keadaan spin

tinggi dan 1,73 BM pada spin rendah (Lee, 1994: 669).

e. Differential Thermal Analysis (DTA)

Analisis thermal didefinisikan sebagai pengukuran sifat fisika dan kimia

dari material sebagai fungsi temperatur. Differential Thermal Analysis (DTA)

mengukur perbedaan temperatur (T) antara sampel dengan material pembanding

inert (alumina, aluminium, silikon karbida dan gelas), jika temperatur keduanya

dinaikkan dengan kecepatan yang sama dan konstan. Panas yang ditambahkan

kemudian dicatat dan perubahan ini sebagai konsekuensi dari proses yang terjadi

pada sampel yaitu eksotermis atau endotermis (Skoog, 1998 : 803).

Prinsip kerja DTA yaitu apabila temperatur sampel dan zat pembanding

dipanaskan pada temperatur konstan maka zat pembanding akan mengalami

kenaikan temperatur sesuai dengan kenaikan temperatur yang mengenainya,

sementara itu pada sampel akan terjadi kenaikaan suhu atau penurunan temperatur

pada batas tertentu sesuai dengan peristiwa yang terjadi pada sampel. Jika

perubahan pada sampel telah sempurna maka temperatur sampel akan konstan

kembali, seiring dengan zat pembandingnya. Ketika peristiwa yang terjadi adalah

eksotermal, maka panas akan dilepaskan oleh sampel sehingga dalam sampel akan

terjadi kenaikan temperatur yang ditandai dengan suatu puncak maksimum pada

kurva DTA. Sedang apabila perubahan yang terjadi pada sampel adalah proses

endotermal maka akan terjadi penyerapan panas oleh sampel yang ditandai

dengan penurunan temperatur dari sampel sehingga kurva DTA yang diperoleh

adalah sebagai puncak minimum (Currell , 1987 : 117 ).

28

28

B. Kerangka Pemikiran

Suatu kompleks dapat terbentuk jika terjadi ikatan kovalen koordinasi antara suatu kation atau logam yang mempunyai orbital kosong dengann molekul netral atau anion yang mempunyai atom donor elektron. Senyawa 8-hidroksikuinolin mempunyai dua atom donor elektron, yaitu atom O pada gugus C-O dan N tersier pada rantai siklisnya sedangkan tembaga(II) dan besi(III) mempunyai orbital d yang masih kosong. Hal ini membuat kompleks 8-hidroksikuinolin dengan tembaga(II) dan besi(III) dapat terbentuk.

Adanya dua atom donor elektron membuat 8-hidroksikuinolin dapat membentuk kompleks dengan besi(III) dan tembaga(II) dengan beberapa kemungkinan atom/gugus yang dapat terkoordinasi pada ion pusat(logam) tetapi ligan-ligan mulltidentat yang tidak terlalu besar cenderung membentuk struktur bidentat (kelat). Pembentukkan kompleks kelat biasanya memberikan kestabilan kompleks yang relatif tinggi akibat penurunan entropi yang signifikan.

Berdasarkan kompleks [Sn(8-hidroksikuinolin)2] yang telah disintesis dari SnCl2.2H2O dan 8-hidroksikuinolin oleh Alafandy, et al, (1997) menunjukkan kompleks yang terbentuk adalah kompleks kelat dan atom oksigen terkoordinasi pada atom pusat dalam bentuk anion (ligan mengalami deprotonasi pada gugus OH). Hal ini didukung dengan pergeseran serapan gugus C=N, gugus OH dan gugus C-O pada spektra IR-nya. Dengan demikian kemungkinan ikatan koordinasi yang terjadi antara 8-hidroksikuinolin dengan tembaga(II) dan besi(III) ditunjukkan oleh Gambar 23.

N

O2+Cu

N

O3+Fe

Gambar 23. Kemungkinan ikatan koordinasi antara 8-hidroksikuinolin dengan logam Cu2+ dan Fe3+

29

29

C. Hipotesis

1. Kompleks Cu(II)-(8-hidroksikuinolin) dan Fe(III)-(8-hidroksikuinolin) dapat

disintesis dengan cara mencampurkan tembaga(II) dan besi (III) dengan

8-hidroksikuinolin dengan perbandingan tertentu.

2. Karakteristik kompleks Cu(II)-(8-hidroksikuinolin) dan Fe (III)-(8-

hidroksikuinolin) antara lain:

a. Kemungkinan formula kompleks tembaga(II) dengan ligan

8-hidroksikuinolin adalah Cu(L)2(H2O)n (n = 0, 1, 2, 3, 4, 5, atau 6)

sedangkan formula besi(III) dengan 8-hidroksikuinolin adalah

Fe(L)3(H2O)n (n = 0, 1, 2, 3, 4, 5, atau 6).

b. Spektra elektronik kompleks Cu(II)-(8-hidroksikuinolin) dan Fe(III)-

(8-hidroksikuinolin) mempunyai puncak serapan lebih dari satu sebagai

hasil transisi transfer muatan dari ligan ke logam, transisi π- π* ligan dan

transisi d-d logam.

c. Kompleks Cu(II)-(8-hidroksikuinolin) dan Fe(III)-(8-hidroksikuinolin)

bersifat paramagnetik.

d. Pada spektra IR kompleks terjadi pergeseran puncak serapan pada gugus

C=N dan gugus C-O dari 8-hidroksikuinolin yang mengindikasikan

terkoordinasinya kedua gugus tersebut pada atom pusat.

30

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A. Metode Penelitian

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode eksperimen.

Kompleks Cu(II)-(8-hidroksikuinolin) dibuat dengan mereaksikan ligan

8-hidroksikuinolin dengan CuSO4.5H2O dalam pelarut metanol dan

kompleks Fe(III)-(8-hidroksikuinolin) dibuat dengan mereaksikan ligan

8-hidroksikuinolin dengan FeCl3.6H2O dalam pelarut metanol.

Karakterisasi kompleks Cu(II)-(8-hidroksikuinolin) dan Fe(III)-(8-

hidroksikuinolin) dilakukan dengan pengukuran terhadap rendemen, spektrum

UV-Vis, kadar logam, keberadaan molekul H2O, spektra IR, daya hantar listrik

dan sifat magnetik senyawa kompleks.

B. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan selama enam belas bulan yaitu bulan Agustus 2005 –

November 2006.

1. Sintesis senyawa kompleks dilakukan Sub. Laboratorium Anorganik

Laboratorium FMIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Penentuan kadar Fe dan Cu dalam kompleks, analisis DTA, pengukuran daya

hantar listrik dan pengukuran momen magnet dilakukan di Sub. Laboratorium

Kimia Laboratorium Pusat MIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta

sedangkan analisis kompleks dengan FTIR dilakukan di Laboratorium Kimia

Organik Fakultas Kimia Universitas Gajah Mada Yogyakarta.

C. Alat dan Bahan yang Digunakan

1. Alat

a. Peralatan gelas pyrex

b. Magnetik Susceptibility Balance (MSB) AUTO Sherwood Scientific 10169

c. Spektrofotometer UV-Vis Double Beam Shimadzu PC 1601

d. Konduktivitimeter 4071 CE Jenway

e. Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) Shimadzu AA-6650

31

31

f. Spektrofotometer FTIR Perkin Elmer 2000

g. Pengaduk magnetik Haeidholp M1000 Germany

h. Neraca Analitik Shimadzu AEL-200

i. Differential Thermal Analyzer Shimadzu DTA-50

j. Desikator

2. Bahan

Semua bahan yang digunakan dalam penelitian ini memiliki derajat

kemurnian proanalisis (pa).

e. FeCl3.6H2O (Merck).

b. CuSO4.5H2O Merck).

c. 8-hidroksikuinolin (Merk)

d. Metanol (Merck)

e. Asam Klorida (HCl) pekat 37% (Merck)

f. Akuades

g. Kertas saring

32

32

D. Prosedur Percobaan

1. Skema Percobaan

Penelitian dilakukan dengan tahap-tahap seperti ditunjukkan oleh Gambar

24 dan 25 :

Gambar 24. Skema tahap-tahap sintesis dan karakterisasi kompleks Fe(III) dengan 8-hidroksikuinolin

1. Pengukuran momen magnet 2. Pengukuran spektra UV-VIS 3. Pengukuran spektra IR

FORMULA SENYAWA KOMPLEKS

FeCl3.6H2O dalam pelarut metanol

Ligan 8-hidroksikuinolin dalam pelarut metanol

1. Diaduk selama 1 jam 2. Didiamkan selama 24 jam

Endapan dan Filtrat

Penyaringan

Endapan filtrat

1. Dicuci dengan metanol 2. Pengeringan dalam desikator

1. Pengukuran kadar besi 2. Pengukuran dengan DTA 3. Pengukuran daya hantar listrik

SIFAT SENYAWA KOMPLEKS

Senyawa Kompleks

33

33

Gambar 25. Skema tahap-tahap sintesis dan karakterisasi kompleks Cu(II) dengan

8-hidroksikuinolin

1. Pengukuran momen magnet 2. Pengukuran spektra UV-VIS 3. Pengukuran spektra IR

FORMULA SENYAWA KOMPLEKS

CuSO4.5H2O dalam pelarut metanol

Ligan 8-hidroksikuinolin dalam pelarut metanol

1. Diaduk selama 1 jam 2. Didiamkan selama 24 jam

Endapan dan Filtrat

Penyaringan

Endapan filtrat

1. Dicuci dengan metanol 2. Pengeringan dalam desikator

Senyawa Kompleks

1. Pengukuran kadar besi 2. Pengukuran dengan DTA 3. Pengukuran daya hantar listrik

SIFAT SENYAWA KOMPLEKS

34

34

2. Sintesis Kompleks

a. Sintesis kompleks besi(III) dengan 8-hidroksikuinolin

FeCl3.6H2O (0,270 gram; 1 mmol) dalam metanol (5 ml) ditambahkan

pada 8-hidroksikuinolin (0,435 gram ; 3 mmol) dalam metanol (15 ml), diaduk

selama 1 jam dan didiamkan selama 24 jam. Endapan yang terbentuk disaring

dan dicuci dengan metanol kemudian dikeringkan dalam desikator selama 24 jam.

b. Sintesis kompleks tembaga(II) dengan 8-hidroksikuinolin

CuSO4.5H2O (0,250 gram; 1 mmol) dalam metanol (5 ml) ditambahkan

pada 8-hidroksikuinolin (0,290 gram ; 2 mmol) dalam metanol (15 ml), diaduk

selama 1 jam dan didiamkan selama 24 jam. Endapan yang terbentuk disaring

dan dicuci dengan metanol kemudian dikeringkan dalam desikator selama 24 jam.

3. Penentuan Kadar Cu dan Fe dalam kompleks

a. Kompleks Cu(II)–(8-hidroksikuinolin)

Seri larutan standar dibuat dari larutan induk logam Cu(II) masing-masing

dengan konsentrasi 0, 2, 4, 6, 8, dan 10 ppm. Masing-masing larutan standar

diukur absorbansinya dengan spektrofotometer serapan atom (SSA) pada panjang

gelombang maksimumnya dan dibuat kurva kalibrasi absorbansi vs konsentrasi.

Sejumlah sampel senyawa kompleks Cu(II)–(8-hidroksikuinolin) (1,4 mg, 2,6 mg

dan 2,1 mg) dilarutkan dalam HCl 0,1 M sampai volumenya 50 ml. Larutan

sampel diperkirakan berkonsentrasi antara 0-10 ppm kemudian diukur

absorbansinya. Hasil pengukuran absorbansi sample diestrapolasi terhadap kurva

kalibrasi standart, kadar Cu dalam kompleks dapat ditentukan.

b. Kompleks Fe(III) –(8-hidroksikuinolin)

Seri larutan standar dibuat dari larutan induk logam Cu(II) masing-masing

dengan konsentrasi 0, 1, 2, 3, 4, dan 5 ppm. Masing-masing larutan standar

diukur absorbansinya dengan spektrofotometer serapan atom (SSA) pada panjang

gelombang maksimumnya dan dibuat kurva kalibrasi absorbansi vs konsentrasi.

Sejumlah sampel senyawa kompleks Fe(III)–(8-hidroksikuinolin)(1,1 mg, 1,4 mg

dan 10 mg) dilarutkan dalam HCl 0,1 M sampai volumenya 50 ml. Larutan

sampel diperkirakan berkonsentrasi antara 0-5 ppm kemudian diukur

35

35

absorbansinya. Hasil pengukuran absorbansi sampel diestrapolasi terhadap kurva

kalibrasi standart, kadar Fe dalam kompleks dapat ditentukan.

4. Pengukuran Momen Magnet

Senyawa kompleks padat yang terbentuk yang akan ditentukan harga

kemagnetannya dimasukan dalam tabung kosong, diukur tinggi sampel dalam

tabung dengan tinggi 1,5 – 4,5 cm dan ditimbang beratnya dalam satuan gram.

Harga momen magnet diukur dengan menggunakan magnetig subsubility balance.

5. Pengukuran Spektra Elektronik

Kompleks Cu-(8-hidroksikuinolin) dan kompleks Fe-(8-hidroksikuinolin)

dilarutkan dalam pada metanol, pada konsentrasi 10-3 M sampai 10-4 M.

Pengukuran dilakukan dengan spektrofotometer UV-VIS double beam pada

daerah UV dan tampak.

6. Pengukuran Spektra Infra Merah

Kompleks (1mg) dibuat pelet dengan KBr kering (300 mg), diukur

spektrumnya dengan spektrofotometer FTIR pada daerah 4000-400 cm-1

7. Pengukuran dengan Differensial Thermal Analyzer (DTA)

Pengukuran DTA dilakukan dengan menempatkan sejumlah sample

kompleks (10-30 mg) pada perangkat sampel DTA (platina) dan dianalisis pada

temperatur 0-500 0C.

8. Pengukuran Daya Hantar Listrik

Zat standar (CuSO4.5H2O, CuCl2.2H2O, dan FeCl3.6H2O) dan sample

dilarutkan dalam metanol dengan konsentrasi yang sama yaitu 10-3 M kemudian

diukur daya hantar listriknya dengan konduktivitimeter.

E. Teknik Pengumpulan dan Analisis Data

Analisis data meliputi tahap awal sintesis kompleks Cu(II) dan Fe(III)

dengan 8-hidroksikuinolin. Setelah itu dilakukan karakterisasi masing-masing

kompleks. Data hasil diolah secara non statistik.

Pembentukan kompleks dilihat dari adanya pergeseran spektra elektronik

kompleks Cu(II) dan Fe(III) dengan 8-hidroksikuinolin. Adanya gugus fungsi

36

36

ligan yang terikat pada ion logam diperkirakan dari serapan infra merah dengan

cara membandingkan spektra infra merah ligan bebas dan serapan infra merah

dari kompleks. Serapan gugus fungsi ligan akan bergeser jika terkoordinasi pada

ion pusat logam. Formula senyawa kompleks diperoleh dari hasil analisis SSA

yang prosentasenya mendekati perhitungan secara teori.

Perbandingan kation dan anion senyawa kompleks diketahui dengan cara

membandingkan daya hantar listrik larutan senyawa kompleks dengan daya hantar

listrik larutan standar dan adanya molekul H2O dalam kompleks diperkirakan

dengan DTA.

Momen magnetik senyawa kompleks diketahui dari harga kerentanan

magnetik per gram (xg). momen magnet yang dapat menunjukkan banyaknya

elektron yang tidak berpasangan dan kompleks berada pada spin rendah atau

tinggi.

37

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Sintesis Senyawa Kompleks

1. Sintesis Kompleks Cu(II) Dengan 8-hidroksikuinolin Sintesis kompleks dilakukan dengan mencampurkan CuSO4.5H2O dan

ligan 8-hidroksikuinolin (L) dalam metanol dengan perbandingan mol logam dan mol ligan 1 : 2. Reaksi CuSO4.5H2O dengan 8-hidroksikuinolin menghasilkan endapan yang berwarna hijau kecoklatan (0,275 gram; 67,530%), perhitungan selengkapnya pada lampiran 1.

Indikasi terbentuknya kompleks Cu(II )-(8-hidroksikuinolin) ditandai oleh adanya perubahan spektra elektronik CuSO4.5H2O yang merupakan bahan awal dalam sintesis kompleks ini, seperti ditunjukkan oleh Gambar 26.

Gambar 26. Spektra Elektronik (a) CuSO4.5H2O (b) Cu(II)-(8-hidroksikuinolin)

dalam metanol

Gambar 26 menunjukkan kompleks Cu(II)-(8-hidroksikuinolin)

mempunyai spektra elektronik yang berbeda dengan spektra elektronik

CuSO4.5H2O maupun spektra elektronik ligan 8-hidroksikuinolin (Gambar 27).

Pada spektra kompleks Cu(II)-(8-hidroksikuinolin) muncul tiga puncak serapan

yang kuat pada 316,5 nm, 333,5 nm dan 388,5 nm dan satu puncak serapan yang

lemah pada 605,0 nm, sedangkan CuSO4.5H2O mempunyai satu puncak serapan

yang lemah pada 819,0 nm. Hal ini mengindikasikan terbentuknya kompleks

Cu(II)-(8-hidroksikuinolin).

b

a

605.0 nm

819.0 nm

a

b b

a

38

38

Gambar 27. Spektra Elektronik 8-hidroksikuinolin dalam metanol

2. Sintesis Kompleks Fe(III) Dengan 8-hidroksikuinolin

Sintesis komplek Fe(III)-(8-hidroksikuinolin) dilakukan dengan cara yang

sama dengan sintesis kompleks Cu(II)-(8-hidroksikuinolin) yaitu dengan

mencampurkan FeCl3. 6H2O dan ligan 8-hidroksikuinolin (L) dalam metanol

dengan perbandingan mol logam dan mol ligan 1 : 3. Reaksi FeCl3. 6H2O dengan

8-hidroksikuinolin menghasilkan endapan yang berwarna hitam (0,382 gram;

72,410%), perhitungan selengkapnya pada lampiran 1.

Indikasi terbentuknya komplek Fe(III)-(8-hidroksikuinolin) ditandai dengan adanya perubahan spektra elektronik FeCl3.6H2O yang merupakan bahan awal dalam sintesis kompleks ini, seperti ditunjukkan oleh gambar 28.

Gambar28. Spektra Elektronik (a) FeCl3.6H2O dan (b) Fe(III)(8-hidroksikuinolin)

dalam metanol.

b

a

39

39

Gambar 28 menunjukkan kompleks Fe(III)-(8-hidroksikuinolin)

mempunyai spektra elektronik yang berbeda dengan spektra elektronik

FeCl3.6H2O maupun spektra elektronik ligan 8-hidroksikuinolin. Pada spektra

kompleks Fe(III)-(8-hidroksikuinolin) muncul puncak-puncak serapan yang kuat

pada 310 nm, 359,5 nm, 453,5 nm dan 576,5 nm, sedangkan spektra FeCl3.6H2O

mempunyai puncak serapan yang relatif lebih lemah pada pada 355 nm. Hal ini

mengindikasikan terbentuknya kompleks Fe(III)-(8-hidroksikuinolin).

B. Perkiraan Formula Kompleks

Formula kompleks 8-hidroksikuinolin dengan ion Cu2+ dan Fe3+

diperkirakan dari pengukuran kadar logam (besi dan tembaga) dalam kompleks

dengan AAS, identifikasi H2O dengan DTA dan pengukuran daya hantar listrik

dengan konduktivitimeter.

1. Pengukuran Kadar Logam dalam Kompleks

Hasil pengukuran kadar besi dan tembaga dalam kompleks ditunjukkan

oleh Tabel 2, sedangkan kadar besi dan tembaga dalam kompleks secara teoritis

pada berbagai komposisi ditunjukkan oleh Tabel 3 dan 4 (data dan perhitungan

selengkapnya pada lampiran 2).

Tabel 2. Kadar Logam dalam Kompleks

Tabel 3. Kadar besi dalam kompleks besi(III) dengan 8-hidroksikuinolin pada

beberapa komposisi secara Teoritis No Formula Kompleks Mr % Cu

1. Fe(8-hidroksikuinolin)3 491,317 11,38

2. Fe(8-hidroksikuinolin)3 H2O 509,332 10,96

3. Fe(8-hidroksikuinolin)3 (H2O)2 527,347 10,59





No Kompleks % Logam

1 Cu(II)-(8-hidroksikuinolin) (15,51± 0,4)%

2 Fe(III)-(8-Hidrosksi Kuinolin) (10,59± 0,3)%

40

40

Tabel 4. Kadar tembaga dalam kompleks tembaga(II) dengan 8-hidroksikuinolin pada beberapa komposisi secara teoritis

No Formula Kompleks Mr % Cu

1. Cu(8-hidroksikuinolin)2 353,872 17,96

2. Cu(8-hidroksikuinolin)2.H2O 371,887 17,09

3. Cu(8-hidroksikuinolin)2 (H2O)2 389,902 16,30





Formula kompleks ditentukan dengan membandingkan kadar logam hasil eksperimen (Tabel 2) dengan kadar logam secara teoritis (Tabel 3 dan Tabel 4). Dari perbandingan tersebut dapat diperkirakan bahwa formula kompleks untuk Cu(II)-(8-hidroksikuinolin) adalah Cu(8-hidroksikuinolin)2(H2O)3, sedangkan formula kompleks Fe(III)-(8-hidroksikuinolin) adalah Fe(8-hidroksikuinolin)3 (H2O)2.

2. Identifikasi H2O dalam Kompleks

a. Kompleks Cu(II)-(8-hidroksikuinolin)

Hasil pengukuran DTA untuk CuSO4.5H2O ditunjukkan oleh Gambar 29

sedangkan kompleks Cu(II)-(8-hidroksikuinolin) oleh Gambar 30.

Gambar 29. Termogram DTA kompleks CuSO4. 5H2O

41

41

Pada termogram CuSO4.5H2O yang ditunjukkan oleh Gambar 29 muncul

tiga puncak endotermis pada 105,300C, 130,090C dan 266,870C. Puncak

endotermis di dekat titik didih air (1000C) pada 105,300C dan 130,090C

menunjukkan lepasnya molekul H2O dari CuSO4.5H2O terjadi dalam dua tahap.

Pada 266,870C diperkirakan CuSO4.5H2O terdekomposisi.

Gambar 30. Termogram DTA kompleks Cu(II)-(8-hidroksikuinolin)

Gambar 30 menunjukkan dua puncak endotermis pada 118,460C dan

237, 520C. Puncak endotermis di dekat titik didih air (1000C) pada 118,460C

mengindikasikan adanya molekul H2O yang lepas dari kompleks

Cu(II)-(8-hidroksikuinolin), sedangkan puncak pada 237,520C diperkirakan

kompleks terdekomposisi.

b. Kompleks Fe(III)-(8-hidroksikuinolin)

Hasil pengukuran DTA FeCl3.6H2O ditunjukkan oleh Gambar 31

sedangkan kompleks Fe(II)-(8-hidroksikuinolin) oleh Gambar 32.

Gambar 31. Termogram DTA FeCl3.6H2O

42

42

Pada Gambar 31 tampak dua puncak endotermis pada 137,000C dan

236,900C. Puncak endotermis di dekat titik didih air (1000C) pada 137,000C

menunjukkan lepasnya molekul H2O dari FeCl3.6H2O. Puncak pada 236,900C

diperkirakan FeCl3.6H2O terdekomposisi.

Gambar 32. Termogram DTA kompleks Fe(III)-(8-hidroksikuinolin)

Gambar 32 menunjukkan dua puncak endotermis pada 105,380C dan

269,960C. Munculnya puncak endotermis di dekat titik didih air (1000C) pada

105,380C mengindikasikan adanya molekul H2O dalam kompleks Fe(III)-(8-

hidroksikuinolin), sedangkan puncak pada 269,960C diperkirakan kompleks

terdekomposisi.

3. Pengukuran Daya Hantar Listrik Hasil pengukuran daya hantar listrik terhadap larutan sampel dan standar

dalam metanol ditunjukkan oleh Tabel 5. Perhitungan daya hantar listrik secara lengkap terdapat pada lampiran 5. Tabel 5. Daya Hantar Listrik Larutan Standar dan Senyawa Kompleks dalam

Metanol No

Larutan Λ*

m

(S cm2.mol-1) Perbandingan

Kation : Anion 1. Metanol 0 - 2. CuSO4.6H2O 5 1 : 1 3 CuCl2.2H2O 112 2 : 1 4 FeCl3.6H2O 200 3 : 1 5 Cu(II)-(8-hidroksikuinolin) 0 - 6 Fe(III)-(8-hidroksikuinolin) 0 -

43

43

Tabel 5 menunjukkan bahwa kompleks Cu(II)-(8-hidroksikuinolin) dan

Fe(III)-(8-hidroksikuinolin) mempunyai hantaran molar sebesar 0 S cm2.mol-1.

Hal ini mengindikasikan kompleks bersifat non elektrolit, yang berarti tidak ada

anion bebas dalam kompleks dan ligan 8-hidroksikuinolin terkoordinasi pada

atom pusat dalam bentuk anion. Dengan demikian formula kompleks

Cu(II)-(8-hidroksikuinolin)(H2O)3 adalah [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O dan

kompleks Fe(III)(8-hidroksikuinolin)3(H2O)2 adalah [Fe(8-hidroksikuinolin)3].

2H2O.

C. Karakterisasi Kompleks

1. Sifat Kemagnetan

Harga momen magnet efektif (µeff) kompleks [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O dan [Fe(8-hidroksikuinolin)3].2H2O ditunjukkan oleh Tabel 6 (Perhitungan selengkapnya terdapat pada Lampiran 4).

Tabel 6. Harga Momen Magnet Efektif (µeff) Kompleks [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O dan [Fe(8-hidroksikuinolin)3].2H2O

No Kompleks Mr µeff rata-rata

1 [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O 407,917 1,85(0,02)

2 [Fe(8-hidroksikuinolin)3].2H2O

527,347

2,65(0,01)

Tabel 6 menunjukkan harga momen magnet efektif (µeff) kompleks

[Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O berada pada daerah 1,83-1,87 BM), yang berarti

kompleks bersifat paramagnetik dan tidak ada ikatan antara Cu-Cu. Adanya

ikatan Cu-Cu dapat mengakibatkan kompleks bersifat diamagnetik dengan harga

momen magnet efektif (µeff) lebih kecil µs (1,73 BM) (Zvi and Ronald, 1991: 53).

Harga momen magnet efektif (µeff) kompleks [Fe(8-hidroksikuinolin)3].

2H2O berada pada daerah 2,64 – 2,66 BM, ini menunjukkan bahwa kompleks Fe

bersifat paramagnetik dengan satu elektron yang tidak berpasangan, yang berarti

8-hidroksikuinolin merupakan ligan kuat. Ligan yang kuat akan menyebabkan

pembelahan orbital eg dan t2g yang besar sehingga harga ∆0 besar dan elektron

pada orbital d lebih menyukai berpasangan (spin rendah).

44

44

2. Spektra Elektronik

Panjang gelombang maksimum (λmaka) dan absortivitas molar (ε)

CuSO4.5H2O, 8-hidroksikuinolin, [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O, FeCl3.6H2O

dan [Fe(8-hidroksikuinolin)3].2H2O ditunjukkan oleh Tabel 7 (perhitungan

selengkapnya pada lampiran 3).

Tabel 7 Panjang Gelombang maksimum (λmaks), Absorbansi (A) dan Absortivitas Molar (ε) untuk 8-hidroksikuinolin, CuSO4.5H2O, [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O, FeCl3.6H2O dan [Fe(8-hidroksikuinolin)3]. 2H2O

No Kompleks Mr λmaks (nm)

A ε (L.mol-1.cm-1)

1. CuSO4.5H2O 249,70 819,00 0,0466 97,399

2. FeCl3.6H2O 270,35 355,00 0,1057 344,30

309,00 0,7290 2321,65 3. 8-hidroksikuinolin 145,161

318,00 0,7002 2229.30

316.5 0,3721 2044,50

333.5 0,4403 2419,23

388,50 0.9730 5346,15

4. [Cu(8-hidroksikuinolin)2]. 3H2O

407,917

605.00 0.0170 93,4066

310.00 0.9955 3828,85

359,50 0.8828 3395,38

453,50 0.6717 2583,46

5. [Fe(8-hidroksikuinolin)3]. 2H2O

527,347

576,50 0.5207 2002,69 Tabel 7 menunjukkan kompleks [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O

mempunyai tiga puncak serapan yang kuat yang ditandai dengan harga

absortivitas molar (ε) besar (> 1000 L.mol-1.cm-1), yaitu pada 316,5 nm, 333,5

nm, 388,5 nm dan satu puncak serapan yang lemah dengan harga absortivitas

molar (ε) yang kecil, yaitu pada 605,0 nm. Puncak serapan pada 316,5 nm, 333,5

nm, dan 388,5 nm diperkirakan merupakan hasil transisi π - π* ligan

8-hidroksikuinolin dan transisi transfer muatan ligan ke logam. Puncak pada 316

nm yang tidak muncul pada spektra ligan bebas maupun logam bebasnya

dimungkinkan adalah hasil transisi transfer muatan ligan ke logam. Hal yang

45

45

serupa terjadi pada kompleks [Cu(tropolonato)2] yang mempunyai puncak serapan

pada daerah 316 nm yang merupakan hasil transisi transfer muatan intramolekuler

ligan ke logam (Hasegawa, et al, 1997: 259-264). Puncak serapan pada 333,5 nm

dan 388,50 nm merupakan transisi π - π* dari ligan seperti yang ditunjukkan pada

spektra ligan 8-hidroksikuinolin bebas (Gambar 27) yang mempunyai dua puncak

serapan hasil transisi π - π* pada 309 nm dan 318 nm. Puncak serapan ini

bergeser kearah panjang gelombang yang lebih besar setelah terbentuk kompleks.

Pergeseran ke arah panjang gelombang yang lebih besar ini menunjukkan

terjadinya pergeseran batokromik yang disebabkan perubahan tingkat energi n, π

dan π * akibat terkoordinasinya ligan pada ion logam. Sedangkan puncak lemah

pada 605,0 nm dengan harga absortivitas molar (ε) relatif kecil bila dibandingkan

dengan absortivitas molar (ε) puncak yang lain diperkirakan merupakan hasil

transisi d-d, yaitu transisi 2Eg → 2T2g yang mengalami pergeseran kearah panjang

gelombang yang lebih kecil bila dibanding transisi yang sama dari CuSO4.5H2O

(819 nm). Hal ini mengindikasikan bahwa ligan 8-hidroksikuinolin lebih kuat

daripada H2O. Transisi 2Eg → 2T2g yang merupakan 10 Dq untuk kompleks

[Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O adalah 16528,925 cm-1 x (1 kJ mol-1/83,6 cm-1)=

197,714 kJmol-1 dan 12210,012 cm-1 x (1 kJ mol-1/83,6 cm-1)= 146,053 kJmol-1

untuk CuSO4.5H2O.

Pada spektra elektronik kompleks [Fe(8-hidroksikuinolin)3].2H2O muncul

empat puncak serapan kuat, yaitu pada 310,00 nm, 360,00 nm, 458,00 nm, dan

578,50 nm. Puncak-puncak serapan ini dimungkinkan adalah hasil transisi

π - π* ligan dan transisi transfer muatan ligan ke logam. Puncak pada 310,00 nm

dan 360,00 nm merupakan transisi π - π* dari ligan yang mengalami pergeseran

ke panjang gelombang yang lebih besar bila dibandingkan dengan puncak serapan

dari ligan 8-hidroksikuinolin bebas (309 nm dan 318 nm) seperti yang terjadi pada

kompleks [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O. Sedangkan puncak pada 458,00 nm,

dan 578,50 nm yang tidak muncul pada spektra ligan bebas maupun logam

bebasnya merupakan transisi transfer muatan dari orbital pπ atom oksigen

phenolat ke orbital dπ* besi(III). Hal yang serupa terjadi pada spektra elektronik

46

46

kompleks [Fe(L)(N3)2] (L=N-(2’-hydroxybenzyl)-N,N-bis(2-benzimidazolyl-

methyl) amine) yang memperlihatkan puncak serapan pada daerah 415-565 nm

yang disebabkan karena transisi transfer muatan orbital pπ atom oksigen phenolat

ke orbital dπ* besi(III) (Wang, et al, 1997: 71-77). Pada spektra kompleks

[Fe(8-hidroksikuinolin)2].2H2O transisi d-d dari Fe3+ tidak teramati karena

dimungkinkan bertumpang tindih dengan transisi π - π* dari ligan yang

mempunyai daerah serapan yang hampir sama. Hal yang serupa terjadi pada

transisi 4T1g(F) → 4A2g pada kompleks Co2+ yang tidak teramati karena biasanya

berada tumpang tindih dengan dengan transisi 4T1g(F) → 4T1g(P) (Lee, J.D.,

1994: 964). Pada FeCl3.6H2O puncak serapan yang merupakan hasil transisi d-d,

yaitu transisi 6A1g→ 4T2g berapada pada 355,00 nm. Transisi 6A1g→ 4T2g yang

merupakan 10 Dq untuk FeCl3.6H2O adalah 28169,901 cm-1 x (1 kJ mol-1/83,6

cm-1)= 336,950 kJmol-1.

3. Spektra IR

a. Kompleks [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O

Spektra IR ligan bebas 8-hidroksikuinolin dan kompleks Cu(II)-

8-hidroksikuinolin ditunjukkan oleh Gambar 33 dan Gambar 34 sedangkan data

serapan IR ditunjukkan oleh Tabel 8.

3159,43159,4

Gambar 33. Spektra Serapan Gugus Fungsi C=N (a) 8-hidroksikuinolin Dan (b)

Kompleks [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O

υ ( ) 40

a

b

1504,4 cm

1500,5 cm

3159,4 nm

3444,6 nm

1288,4 nm

1326,9 nm

47

47

Gambar 34. Spektra Serapan Gugus Fungsi C-O ulur (a) 8-hidroksikuinolin dan

(b) Kompleks [Cu(8-hidroksikuinolin)2)].3H2O Tabel 8. Serapan Gugus Fungsi Ligan 8-hidroksikuinolin dan Kompleks Cu(II)-

8-hidroksikuinolin (cm-1) No

Senyawa ṽ (C-O) ulur fenol

ṽ (C-N) ulur

aromatik

ṽ (C=N ) ulur

aromatik

ṽ(O-H) ulur

1. 8-hidroksikuinolin 1095,5 1288,4 1504,4 3159,4

2. Cu(II)-8-hidroksikuinolin 1114,8 1326,9 1500,5 3444,6

Gambar 33 dan 34 atau Tabel 8 menunjukkan adanya pergeseran-

pergeseran serapan gugus fungsi yang penting pada ligan bebas

8-hidroksikuinolin. Serapan gugus gugus fumgsi C=N bergeser dari 1504,4cm-1

menjadi 1500,5 cm-1. Pergeseran serapan C=N kearah bilangan gelombang yang

lebih kecil pada spektra IR kompleks Cu(II)-8-hidroksikuinolin disebabkan

melemahnya ikatan C=N karena koordinasi atom N dari gugus C=N pada atom

pusat (Cu2+). Hal yang serupa terjadi pada kompleks Sn(II) dengan ligan

8-hidroksikuinolin, koordinasi atom N dari gugus C=N pada Sn(II) menyebabkan

serapan C=N mengalami pergeseran ke bilangan gelombang yang lebih kecil (dari

1508 cm-1 ke 1500 cm-1) (Alafandy, M., et al, 1997: 175-179).

1095,5 cm 1114,8 cm

b

a

υ ( ) 40

3159,4 nm

3444,6 nm

1288,4 nm

1326,9 nm

48

48

Pergeseran serapan berikutnya terjadi pada serapan gugus C-O ulur dari

1095,5 cm-1 menjadi 1114,8 cm-1. Pergeseran serapan ini mengindikasikan bahwa

gugus N tersier dan gugus C-O dari ligan terkoordinasi pada Cu membentuk

struktur bidentat. Hal ini juga ditunjang pergeseran serapan ulur C-N (dari 1288,4

cm-1 ke 1323,1 cm-1) dan setelah terbentuk kompleks, serapan OH mengalami

pergeseran yang cukup besar dari 3159,4 cm-1 ke 3444,6 cm-1, serapan OH pada

kompleks diperkirakan adalah serapan OH dari hidrat kompleks.

b. Kompleks [Fe(III)(8-hidroksikuinolin)3].2H2O

Spektra IR ligan bebas 8-hidroksikuinolin dan kompleks Fe(III)- (8-

hidroksikuinolin) ditunjukkan oleh Gambar 35 dan Gambar 36 sedang data

serapan IR ditunjukkan oleh Tabel 9.

Gambar 35. Spektra Serapan Gugus Fungsi N tersier (a) 8-hidroksikuinolin Dan

(b) Kompleks [Fe(III)(8-hidroksikuinolin)3].2H2O

1496,7 cm-1

1504,4 cm-1

a

b

υ ( )

3159,4 nm

3433,1 nm

1288,4 nm 1323,1 nm

49

49

Gambar 36. Spektra Serapan Gugus Fungsi C-O ulur (a) 8-hidroksikuinolin dan

(b) Kompleks [Fe(III)(8-hidroksikuinolin)3)]2H2O Tabel 9. Serapan Gugus Fungsi Ligan 8-hidroksikuinolin dan Kompleks Fe(III)-

8-hidroksikuinolin (cm-1) No

Senyawa ṽ (C-O) ulur fenol

ṽ (C-N) ulur

aromatik

ṽ (C=N ) ulur

aromatik

ṽ(O-H) ulur

1. 8-hidroksikuinolin 1095,5 1288,4 1504,4 3159,4 2. Fe(III)-8-hidroksikuinolin 1107,1 1323,1 1496,7 3433,1

Gambar 35 dan 36 atau Tabel 9 menunjukkan serapan gugus fumgsi C=N

ligan bebas mengalami pergeseran ke arah bilangan gelombang yang lebih besar setelah membentuk kompleks (dari 1504,4cm-1 ke 1496,7cm-1 ), demikian pula serapan gugus C-O ulurnya juga mengalami pergeseran kearah bilangan gelombang yang lebih besar (1095,5 cm-1 menjadi 1107,1 cm-1). Pergeseran serapan ini mengindikasikan adanya koordinasi antara gugus N tersier dan gugus C-O dari ligan dengan Fe membentuk struktur bidentat. Hal ini juga ditunjang adanya pergeseran serapan ulur C-N (1288,4 cm-1 ke 1323,1 cm-1) dan setelah terbentuk kompleks, serapan OH mengalami pergeseran yang cukup besar dari 3159,4 cm-1 ke 3433,1 cm-1, serapan OH pada kompleks ini diperkirakan adalah serapan OH dari hidrat kompleks.

1095,5 cm-1

1107,1cm-1

a

b

υ ( )

3159,4 nm

3433,1 nm

1288,4 nm 1323,1 nm

50

50

D. Perkiraan Struktur Kompleks

1. Perkiraan Struktur Kompleks [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O

Dari hasil pengukuran kadar Cu dalam kompleks (15,51± 0,4 %) dan di

bandingkan dengan kadar Cu secara teori ( Tabel 4) menunjukkan formula

kompleks Cu(8-hidroksikuinolin)2(H2O)3. Pengukuran DTA mengindikasikan

adanya molekul H2O dalam kompleks. Pengukuran daya hantar listrik

menunjukkan bahwa kompleks bersifat non elektrolit tidak ada anion bebas (sisa

asam) dalam kompleks yang berarti ligan terkoordinasi dalam kompleks dalam

bentuk anion. Berdasarkan data tersebut, formula kompleks Cu(8-

hidroksikuinolin)2 (H2O)3 diperkirakan adalah [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O.

Data spektrum IR menunjukkan ligan terkoordinasi pada atom pusat Cu

pada atom N tersier dan atom O dari gugus C-O membentuk struktur bidentat.

Dengan demikian struktur kompleks [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O diperkirakan

seperti ditunjukkan oleh Gambar 37.

NO 3 H 2 OC u

N O

Gambar 37. Perkiraan Struktur [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O 2. Perkiraan Struktur Kompleks [Fe(8-hidroksikuinolin)3].2H2O

Dari hasil pengukuran kadar Fe dalam kompleks (10,59 ± 0,3) % dan di

bandingkan dengan kadar Fe secara teori ( Tabel 3) menunjukkan formula

kompleks Fe(8-hidroksikuinolin)3 (H2O)2. Pengukuran DTA mengindikasikan

adanya molekul H2O dalam kompleks. Pengukuran daya hantar listrik

51

51

menunjukkan bahwa kompleks bersifat non elektrolit tidak ada anion bebas (sisa

asam) dalam kompleks yang berarti ligan terkoordinasi dalam kompleks dalam

bentuk anion. Berdasarkan data tersebut, formula kompleks Fe(8-

hidroksikuinolin)3 (H2O)2 diperkirakan adalah [Fe(8-hidroksikuinolin)3].2H2O.

Data spektrum IR menunjukkan ligan terkoordinasi pada atom pusat Cu

pada atom N tersier dan atom O dari gugus C-O membentuk struktur bidentat.

Dengan demikian struktur kompleks [Fe(8-hidroksikuinolin)3].2H2O diperkirakan

seperti ditunjukkan oleh Gambar 38.

O

O

F e

N

2 H 2ON

N

O

Gambar 38. Perkiraan Struktur [Fe(8-hidroksikuinolin)3].2H2O

52

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

Dari hasil penelitian dapat diambil kesimpulan:

1. Sintesis kompleks Cu(II)-(8-hidroksikuinolin) dapat dilakukan dengan cara

mencampurkan CuSO4.5H2O dan ligan 8-hidroksikuinolin dalam metanol

pada perbandingan mol logam : mol ligan =1: 2 sedangkan sintesis kompleks

Fe(III)-(8-hidroksikuinolin) dilakukan dengan mencampurkan FeCl3.6H2O

dan ligan 8-hidroksikuinolin dalam metanol pada perbandingan mol logam :

mol ligan = 1: 3.

2. a. Formula kompleks yang terbentuk diperkirakan [Cu(8-hidroksikuinolin)2].

3H2O dan [Fe(8-hidroksikuinolin)3].2 H2O

b. Karakteristik kompleks dari Cu(II) dan Fe(III) dengan 8-hidroksikuinolin

antara lain:

1). Serapan maksimum untuk kompleks Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O

adalah 316,50 nm (ε= 2044,50 L.mol-1.cm-1), 333,50 nm

(ε= 2419,23 L.mol-1.cm-1), 388,50 nm (ε= 5346,15 L.mol-1.cm-1) dan

605,00 nm (ε= 93,4066 L.mol-1.cm-1) sedangkan serapan maksimum

untuk kompleks [Fe(8-hidroksikuinolin)3] .2H2O adalah 310,00 nm

(3828,85 L.mol-1.cm-1), 359,50 nm (ε= 3395,38 L.mol-1.cm-1),

458,00 nm (ε = 2583,46 L.mol-1.cm-1) dan 578,50 nm

(ε =2002,69 L.mol-1.cm-1).

2). Kompleks bersifat paramagnetik dengan μeff = 2,64 – 2,66 BM

untuk [Fe(8-hidroksikuinolin)3].2H2O dan μeff = 1,83-1,87 BM untuk

[Cu(8-hidroksikuinolin)2] .3H2O.

3). Spektra IR mengindikasikan atom N tersier dan atom O gugus C-O

ligan 8-hidroksikuinolin terkoordinasi pada atom pusat Cu(II) dan

Fe(III).

53

53

B. Saran

Untuk kelanjutan dari penelitian ini diperlukan pengukuran kadar C, H, N,

dan O kompleks [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O dan kompleks

[Fe(8-hidroksikuinolin)3].2H2O dengan mikroanalisis dan perlu dibuat kristal

tunggal untuk selanjutnya dianalisis secara kristalografi. Sifat elektrokimia

kompleks besi dan tembaga perlu dipelajari untuk mengetahui adanya transfer

muatan atau reaksi redoks yang terjadi dengan voltametri siklis.

54

54

DAFTAR PUSTAKA

Alafandy, M., Willem, R., Mahieu, B., Alturky, Maher., Gielen, M., Biesemans, M., Legros, F., Camu, F., Kauffmann, J.M., 1997, ”Preparation and Characterization of Bis (8-quinolinato)tin(II)”, Inorganica Chemica Acta, Vol 255, 175-179.

Alzuet, G., Casannova, J., Gracia, S., Guiterez, A., 1998, “Copper Complexes

Modelling The Interaction Between Benzolamida and Cu-Substituted Carbonic Anhydrase Crystal Structure of [Cu(bz)(NH3)4] Complexes”. Inorganica Chemica Acta”, Vol 273, 334 – 338.

Atkins, P.W., 1990, Physical Chemistry. Oxford University Press. Oxford.

Alih Bahasa: Kartohadiprodjo, I.I., 1999, Kimia Fisika, Jilid Kedua. Edisi Keempat, Erlangga, Jakarta.

Currell, G., 1987, Analytical Chemistry, John Willey and Sons, London. Cotton, F.A and Wilkinson G, 1989, Advanced Inorganic Chemistry, Fifth

Edition, John Wiley and Sons Inc, New York. Day, M. C. and Selbin, J., 1985, Theoritical Inorganic Chemistry, Second

Edition, East-West Press, New Delhi. Fessenden, R.J, and J.S., Fessenden, 1984, Kimia Organik II, Alih Bahasa

Pudjatmaka, A. H., Edisi 2, Erlangga, Jakarta. Hasegawa, M., Inomaki, Y., Inayosi, T., Hoshi, T. and Kobayashi, M., 1996,

“Electronic Transitions and Electronic Structure of Bis (Tropolonato)Copper(II)”, Inorganica Chemica Acta, Vol 257, 259-264.

Hendayana, S., Kadarohmah, A., Sumarna, A.A., Supriatna, A., 1994, Kimia

Analitik Instrumen, edisi ke-1, IKIP Semarang, Semarang. Huheey, J.E. and Keither, R. L., 1993, Inorganic Chemistry, Fourth Edition,

Hamper Collins College Publisher, New York. Jolly, W. L., 1991, Modern Inorganica Chemistry, 2nd Edition, McGraw-Hill Inc,

NewYork. Kayal, A., and Lee, S. C., 2002, “3,3’-Bis(triphenylsilyl)biphenoxide as a

Sterically Hindered Ligand on Fe(II), Fe(III), and Cr(II)”, Inorganic Chemistry, Vol 41, 321-330.

55

55

Kemp, W., 1987, Organic Spestroscopy, Second Edition, Macmillan Publisher, London.

Khopkar. S. M., 1990, Konsep Dasar Kimia Analitik, UI Press, Jakarta. Lee, J. D., 1994, Concise Inorganic Chemistry, Fourth Edition, Chapmann and

Hall, London. Macias, B., Villa, M. V., Garcia, I., Castineiras, A., Borras, B., and Marin, R.C.,

2003, “Copper Complexes with Sulfonamid: Crystal Structure an Interaction with pUC 18 Plasmid and Hydrogen Peroxide”, Inorganica Chemica Acta, Vol 342, 241-246.

Madan, R.D., 1987, Modern Inorganic Chemistry. S. Chand and Company Ltd.

New Delhi Miessler, G. L. and Tarr, D..A., 1991, Inorganic Chemistry, Prentice Hall, New

Jersey. Schunack, V., Mayer, K., Haake, M., 1983, Arneistoffe, Lehrbunch Der

Pharmazentisch Chemie, Alih bahasa Wattimena, J. R., dan Soebito, S., 1990, Senyawa Obat, Buku pelajaran Kimia Farmasi, Edisi ke 2, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.

Sharpe, A. G., 1992, Inorganica Chemistry, Third Eddition, Oxford University

Press, Oxford. Silverstein, R.M., Bassler, G.C., Morril, C., 1986, Penyelidikan Spektrometrik

Senyawa Organik, Terjemahan : Hartono, A. J. dan Purba, A. V., Erlangga, Jakarta.

Skoog, A., Douglas, H., James, F., 1998, Principles of Instrumental Analysis,

Fifth Edition, Thomson Learning Inc, Australia. Sukardjo, 1992, Kimia Anorganik, Bina Aksara, Yogyakarta. Szafran, Z., Pie, R. and Singh, M., 1991, Microscale Inorganic Chemistry, John

Willey and Sons Inc. Canada. Syarifudin Nuraini, 1994, Ikatan Kimia, UGM Press. Yogyakarta. Urena, H.F., Paulido, S.B., Moreno, M. N., 1998, “Synthesis and Structural

Studies on Metal Nitrat Complex with 1,3-Dimethillumazine and 1,3,6,7-Tetramethilumazine: Crystal Structure of Two New Cobalt(II) and Copper(II) Three Dimensionally Hidrogen-Bonded Complexes and

56

56

Cadmium Complex with Unsual Geometry, Inorganica Chemica Acta, Vol 277, 103-110.

Wagner, C.C., and Baran, E. J., 2002, Vibration Spectra of Bis(L-

Methionato)Copper(II), Acta Farm. Bonaerense, Vol. 21, No. 4 , 287-290. Wang, S., Wang, L., Wang, X., and Luo, Q., 1997, Synthesis, Characterization

and Crystal Structure of a New Tripodal Ligand Containing Imidazole and Phenolate Moieties and Its Iron(III) Complexes, Inorganica Chemica Acta, Vol 254, 71-77.

Wilson and Gisvold, 1982, Textbook of Organic Medicinal and Pharmaceutical

Chemistry, 8th edition Harper and Row Publisher, Philadelphia. Zvi and Ronald, M. P., 1991, Inorganic Microscale Laboratory Techniques, John

Wiley and Sons, New York.

57

57

LAMPIRAN I Perhitungan Rendemen Hasil Sintesis Kompleks

1. Kompleks tembaga(II) dengan 8-Hidroksikuinolin (HOx) Persamaan reaksi sintesis kompleks tembaga(II) dengan 8-Hidroksikuinolin

adalah: CuSO4.5H2O + 2(HOx) [Cu(Ox)2].3H2O + 2H2O + 2H+

+ SO4

2-

Mula-mula : 1 mmol 2 mmol Bereaksi : 1 mmol 2 mmol 1 mmol Sisa : - - 1 mmol Dari persamaan reaksi di atas diperoleh perbandingan mol: CuSO4.5H2O: 8-Hidroksikuinolin : [Cu(Ox)2].3H2O = 1 : 2 : 1 Dalam sintesis digunakan: CuSO4.5H2O = 1 mmol

8-Hidroksikuinolin = 2 mmol

Maka secara stokiometri jumlah [Cu(Ox)2].3H2O yang dihasilkan adalah: 1 mmol = 1.10-3 x 407.917 gmol-1

= 0,408 gr Jumlah [Cu(Ox)2].3H2O hasil percobaan adalah 0,275 gr

%53.67%100408.0275.0Re == xndemen

2. Kompleks besi(III) dengan 8-Hidroksikuinolin (HOx) Persamaan reaksi sintesis kompleks besi(II) dengan 8-hidroksikuinolin

adalah: FeCl3.6H2O + 3(HOx) [Fe(Ox)3].2H2O + 3H2O +3Cl- +

3H+

Mula-mula : 1 mmol 3 mmol Bereaksi : 1 mmol 3 mmol 1 mmol Sisa : - - 1 mmol Dari persamaan reaksi di atas diperoleh perbandingan mol:

FeCl3.6H2O: 8-Hidroksikuinolin: [Fe(Ox)3].2H2O = 1 : 3 : 1

Dalam sintesis digunakan:

FeCl3.6H2O = 1 mmol

58

58

[Fe(Ox)3].2H2O = 3 mmol

Maka secara stokiometri jumlah [Fe(Ox)3].2H2O yang dihasilkan adalah:

1 mmol = 1.10-3 x 527,347gmol-1

= 0.527 gr

Jumlah [Fe(Ox)3].2H2O hasil percobaan adalah 0,382 gr

%41.72%100527.0382.0Re == x

ggndemen

59

59

LAMPIRAN 2

Pengukuran Kadar Temabaga dan Besi dalam Kompleks dengan

Spektrofotometer Serapan Atom (SAA)

A. Kompleks [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O

mbar 1. Kurva standar tembaga

Kadar tembaga dalam masing-masing sampel dapat diketahui dengan

perhitungan sebagai berikut :

Konsentrasi Cu (ppm) = (l)LaruVolume

Cu(mgr)Berattan

Berat Cu (mgr) = Konsentrasi Cu(ppm) x Volume larutan (l)

%100)(

)(% xgrsampelBerat

grBeratCuCu =

60

60

Tabel lampiran 1. Data dan hasil pengukuran kadar Cu dengan AAS dalam

komplek Cu(II)-(8-Hidroksikuinolin)

No

Berat Sampel (mgr)

Volume Larutan (ml)

Abs Hasil AAS

Konst. Cu Hasil Peng- Ukuran(ppm)

Massa Cu (mgr)

Cu (%)

Rata-rata %Cu

0,2007 4,4116 0,2206 15,7571 0,2029 4,4620 0,2231 15,9357

1 1,4 50

0,1958 4,2995 0,2150 15,3571 0,3598 8,0519 0,4026 15,4846 0,3546 7,9330 0,3966 15,2554

2 2,6 50

0,3639 8,1458 0,4073 15,6654 0,2957 6,5853 0,3293 15,6809 0,2896 6,4457 0,3223 15,3476

3 2,1 50

0,2848 6,3359 0,3168 15,0857

(15,51 ± 0,4)

B. [Fe(III)-(8-Hidroksikuinolin)3].2H2O

Gambar 2. Kurva standar tembaga

61

61

Kadar besi dalam masing-masing sampel dapat diketahui dengan

perhitungan sebagai berikut :

Konsentrasi Fe(ppm) = )tan(

)(LVolumeLaru

mgrBeratFe

Berat Fe (mg) = konsentrasi Fe (ppm) x volume larutan (mL) x 10-3 sehingga:

% Fe = %100)(

)( xmgrlBeratSampe

mgrBeratFe

Tabel lampiran 2. Data dan hasil pengukuran kadar Fe dengan AAS dalam komplek Fe(III)-(8-Hidroksikuinolin)

No

Berat Sampel (mgr)

Volume Larutan (ml)

Abs Hasil AAS

Konst. Fe Hasil Peng- Ukuran(ppm)

Massa Fe (mgr)

Fe (%)

Rata-rata %Co

0,1068 2,3154 0,1158 10,5273 0,1070 2,3204 0,1160 10,5454

1 1,1 50

0,1062 2,3004 0,1150 10,4545 0,1351 3,0209 0,1510 10,7857 0,1366 3,0583 0,1529 10,9214

2 1,4 50

0,1337 2,9860 0,1493 10,6643 0,0992 2,1259 0,1063 10,6300 0,0988 2,1159 0,1058 10,5800

3 1,0 50

0,0963 2,0536 0,1027 10,2700

(10,59 ± 0,3)

62

62

LAMPIRAN 3

Pengukuran Sampel Kompleks dengan Differential Thermal Analyzer (DTA)

Kondisi pengukuran pada penentuan adanya H2O dalam sampel senyawa

kompleks ditunjukan dalam tabel :

Tabel lampiran 3. Kondisi Pengukuran Sampel Kompleks dengan DTA

No

Kondisi CuSO4.5H2O [Cu(Ox)2]. 3H2O

FeCl3.6H2O [Fe(Ox)3]. 2H2O

1. Berat Sampel (mg)

26,00 18,00 20,00 18,00

2. Sel Platinum Platinum Platinum Platinum

3. Tekanan Gas Nitrogen Nitrogen Nitrogen Nitrogen

4. Kecepatan Alir (mL/menit)

3 3 3 3

5. Kecepatan Suhu (0C /menit) Suhu Pemanasan (0C)

20, 50, 50

150,300,500

20, 50, 50

150,300,500

20, 50, 50

150,300,500

20, 50, 50

150,300,500

63

63

LAMPIRAN 4

Penentuan Momen Magnet Efektif

Hasil penentuan kerentanan magnetik kedua kompleks ditunjukkan oleh

Tabel 4.

Tabel lampiran 4. Hasil Pengukuran Kerentanan Magnetik

No Kompleks L (mm)

M (g) T (0C) Xg (cgs)

1. [Cu(Ox)2]. 3H2O 17 17 17

0,062 0,067 0,068

25 25 25

3,000. 10-6 2,948. 10-6 3,075. 10-6

2. [Fe(Ox)3]. 2H2O 17 17 17

0,034 0,036 0,035

25 25 25

5,000. 10-6 5,114. 10-6 5,046. 10-6

Keterangan:

L = tinggi sampel daalam tabung MSB (mm)

M = berat sampel dalam tabung MSB (gram)

Xg = kerentanan massa (cgs)

T = suhu pada waktu pengukuran (oC)

Kerentanan molar (XM) dengan persamaan (15):

XM = Xg x Mr……………………………………… (15)

Dimana Mr adalah massa molekul relatif dari kompleks yang diukur.

Kerentanan yang terkoreksi XA dapat dihitung dengan persamaan (16):

XA = XM - XL……………………………………… (16)

XL adalah faktor koreksi diamagnetik.

Nilai Koreksi diamagnetik untuk beberapa ion adalah sebagai berikut :

Cu2+ = -13 x 10-6 c.g.s

C = -6 x 10-6 c.g.s

H = -2,93 x 10-6 c.g.s

64

64

N = -4,61 x 10-6 c.g.s

O = -4,61 x 10-6 c.g.s

H2O = -13 x 10-6 c.g.s

Besarnya momen magnetik dihitung berdasarkan persamaan:

μeff = 2,828 (XA. T)1/2 BM.

1. Kompleks [Cu(Ox)2]. 3H2O

Data pertama untuk [Cu(Ox)2]. 3H2O

Xg = 3,000. 10-6 cgs

Mr = 407,917

XM = Xg x Mr

XM = 3,000. 10-6 x 407,917 = 0,001224 c.g.s

Koreksi diamagnetik:

Cu2+ = 1 x (-13. 10-6) = -13 x 10-6

H2O = 3 x (-13. 10-6) = -39,00 x 10-6

C = 9 x (-6. 10-6) = -54,00 x 10-6

H = 6 x (-2,93. 10-6) = -17,58 x 10-6

N = 1 x (-4,61. 10-6) = -4,61 x 10-6

O = 1 x (-4,61. 10-6) = -4,61 x 10-6

ΣXL = -2,136 x 10-4 c.g.s

XA = XM - XL

= 0,001224 – (-2,136 x 10-4)

= 0,00144 c.g.s

μeff = 2,828 (XA. T)1/2 BM.

= 2,828 (0,00144 x 298,15)1/2

= 1,85 BM

Dengan cara yang sama diperoleh harga μeff untuk kompleks [Cu(Ox)2].

3H2O pada pengukuran kedua dan ketiga sebesar 1,83 BM dan 1,87 BM, sehingga

65

65

harga momen magnet rata-rata kompleks [Cu(Ox)2]. 3H2O adalah 1,85 ± 0,02

BM, seperti ditunjukkan oleh tabel 7

Tabel lampiran 5. Harga μeff pada beberapa Harga Xg dari sampel kompleks

[Cu(Ox)2]. 3H2O

No

Kompleks Mr Xg XM XA μeff μeff rata-rata

1 [[Cu(Ox)2]. 3H2O 407,917 3,000.10-5

2,948. 10-6

3,075. 10-6

0,001224

0,001202

0,001254

0,001438

0,001416

0,001468

1,85

1,83

1,87

1,85 ±

0,02

2. Kompleks [Fe(Ox)3]. 2H2O

Data pertama untuk [Fe(Ox)3]. 2H2O

Xg = 5,000. 10-6 c.g.s

Mr = 527,347

XM = Xg x Mr

XM = 5,000. 10-6 x 527,347= 2,637. 10-3 c.g.s

Koreksi diamagnetik:

Fe3+ = 1 x (-13. 10-6) = -13 x 10-6

H2O = 2 x (-13. 10-6) = -26,00 x 10-6

C = 9 x (-6. 10-6) = -54,00 x 10-6

H = 6 x (-2,93. 10-6) = -17,58 x 10-6

N = 1 x (-4,61. 10-6) = -4,61 x 10-6

O = 1 x (-4,61. 10-6) = -4,61 x 10-6

ΣXL = -2,814 x 10-4 c.g.s XA = XM - XL

= 2,637. 10-3 – (-2,814. 10-4)

= 2,918.10-3 cgs

66

66

μeff = 2,828 (XA. T)1/2 BM.

= 2,828 (2,918.10-3 x 298,15)1/2

= 2,64 BM

Dengan cara yang sama diperoleh harga μeff untuk kompleks [Fe(Ox)3].

2H2O pada pengukuran kedua dan ketiga sebesar 2,65 BM dan 2,66 BM,

sehingga harga momen magnet rata-rata kompleks [Fe(Ox)3].2H2O adalah 2,65 ±

0,01 BM, seperti ditunjukkan oleh Tabel 8.

Tabel lampiran 6. Harga μeff pada beberapa Harga Xg dari sampel kompleks [Fe(Ox)3]. 2H2O

No Kompleks Mr Xg XM XA μeff μeff rata-rata

1 [Fe(Ox)3].

2H2O

527,347 5,000.10-6

5,046.10-6

5,114.10-6

2,637.10-3

2,661.10-3

2,697.10-3

2,918.10-3

2,942.10-3

2,978.10-3

2,64

2,65

2,66

2,65 ±

0,01

67

67

LAMPIRAN 5

Pengukuran Daya Hantar Listrik dengan Konduktivitimeter

k = daya hantar (μS. cm-1)

harga Λ pada Tabel 7 diperoleh dari persamaan:

Tabel lampiran 7. Daya Hantar Listrik Larutan Standar dan Sampel Kompleks dalam Metanol

No.

Larutan Pelarut C (M) K (μScm-1)

K*

(μScm-1) ^*

m (Scm2mol-1)

Kat : Ani

1 Metanol - - - - - -

2 NiSO4.6H2O Metanol 10-3 6 6 6 1: 1

3 CuSO4.5H2O Metanol 10-3 5 5 5 1: 1

4 CuCl2.5H2O Metanol 10-3 112 112 112 1: 2

6 AlCl3.6H2O Metanol 10-3 205 205 205 1: 3

7 FeCl3.6H2O Metanol 10-3 200 200 200 1: 3

7 Cu(II)-(8-hidroksikuinolin)

Metanol 10-4 0 0 0 -

9 Fe(III)-(8-hidroksikuinolin)

Metanol 10-4 0 0 0 -

Λ = C

k1000

∗

Keterangan:

k* = daya hantar spesifik terkoreksi = K - Kpelarut (μS. cm-1)

Λ = daya hantar molar (S.cm2.mol-1)

C = konsntrasi larutan (mol. L-1)

68

68

LAMPIRAN 6

Perhitungan Nilai Absorptivitas Molar

Hukum Lambert-Beer menyatakan:

A = ε. b. C

Keterangan:

A = absorbansi

ε = absorptivitas molar (L. mol-1. cm-1)

b = jarak yang ditempuh sinar (cm)

C = konsentrasi (mol. L-1)

Maka dapat dihitung besarnya aborptivitas molar 8-hidroksikuinolin

FeCl3.6H2O, CuSO4.5H2O, [Fe(8-hidroksikuinolin)3].2H2O dan

[Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O.

1. 8-Hidroksikuinolin

Pada λmak = 309 nm

A = 0,7290

b = 1 cm

C = 3,14. 10-4 M

Maka:

114 2321,65

10.14,3729,0

.−−

− === cmmolLCbA

ε

Pada λmak = 318 nm

A = 0,7002

b = 1 cm

C = 3,14. 10-4 M

Maka:

114 2229.94

10.14,37002,0

.−−

− === cmmolLCbA

ε

2. CuSO4.5H2O

Pada λmak = 819 nm

A = 0,0466

69

69

b = 1 cm

C = 1,25. 10-3

Maka:

113 399,97

10.25,10466,0

.−−

− === cmmolLCbA

ε

3. [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O

Pada λmak = 316,5 nm

A = 0,3721

b = 1 cm

C = 1,82. 10-4 M

Maka:

114 2044,50

10.82,13721,0

.−−

− === cmmolLCbA

ε


A = 0,4403

b = 1 cm

C = 1,82. 10-4 M

Maka:

114 23,2419

10.82,14403,0

.−−

− === cmmolLCbA

ε


A = 0.9730 llll

b = 1 cm

C = 1,82. 10-4 M

Maka:

114 15,5346

10.82,19730,0

.−−

− === cmmolLCbA

ε

Pada λmak = 605 nm

A = 0.0170

b = 1 cm

C = 1,82. 10-4 M

70

70

Maka:

114 4066,93

10.82,10170,0

.−−

− === cmmolLCbA

ε

4. FeCl3.6H2O

Pada λmak = 316 nm

A = 0,1057

b = 1 cm

C = 3,07. 10-4 M

Maka:

114 30,344

10.07,31057,0

.−−

− === cmmolLCbA

ε

5. [Fe(8-hidroksikuinolin)3].2H2O Pada λmak = 310 nm

A = 0,9955

b = 1 cm

C = 2,6. 10-4 M

Maka:

114 85,3828

10.6,29955,0

.−−

− === cmmolLCbA

ε


A = 0,8828

b = 1 cm

C = 2,6. 10-4 M

Maka:

114 38,3395

10.6,28828,0

.−−

− === cmmolLCbA

ε


A = 0,6717

b = 1 cm

C = 2,6. 10-4 M

Maka:

71

71

114 46,2583

10.6,26717,0

.−−

− === cmmolLCbA

ε


A = 0,5207

b = 1 cm

C = 2,6. 10-4 M

Maka:

114 69,2002

10.6,25207,0

.−−

− === cmmolLCbA

ε

72

72

LAMPIRAN 7

Perhitungan Energi Transisi 10 Dq Besarnya energi transisi 10 Dq diperoleh dari hasil perhitungan sebagai berikut:

υ = 1/λ cm-1

Energi transisi 10 Dq = υ x 1 kJmol-1/ 86,3 cm-1

A. CuSO4.5H2O

λ = 819 nm

υ = 12210,012 cm-1

Energi transisi 10 Dq = 12210,012 cm-1 x (1 kJ mol-1/83,6 cm-1)

= 146,053 kJmol-1

B. [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O

λ = 605 nm

υ = 16528,925 cm-1


= 197,714 kJmol-1

C. FeCl3.6H2O

λ = 355 nm

υ = 28169,901 cm-1


= 336,950 kJmol-1.

D. [Fe(8-hidroksikuinolin)3].2H2O

Pada kompleks [Fe(8-hidroksikuinolin)3].2H2O transisi d-d tidak teramati

maka Energi transisi 10 Dq tidak dapat ditentukan

73

73

LAMPIRAN 8 Spektra Infra Merah

Gambar lampiran 3 . Spektra Infra Merah Ligan 8-hidroksikuinolin

74

74

Gambar lampiran 4. Spektra Infra Merah [Cu(8-hidroksikuinolin)2].3H2O

75

75

Gambar lampiran 5. Spektra Infra Merah [Fe(8-hidroksikuinolin)3].2H2O

SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS DI(8 …/Sintesis... · Terbentuknya kompleks ditandai dengan...

Documents

Transcript of SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS DI(8 …/Sintesis... · Terbentuknya kompleks ditandai dengan...