SINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED … · FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM ......

16
i SINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED PORPHYRIN DIMER (Bis[5,10,20-bis(phenyl)porphyrin-13,15,17- triylato] Iron(II)/Cobalt(II)) SEBAGAI KATALIS SEL BAHAN BAKAR Disusun Oleh : ANGGIT PRADIFTA CHANIAGO M0312008 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains dalam bidang ilmu kimia FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA November, 2016

Transcript of SINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED … · FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM ......

Page 1: SINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED … · FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM ... resulted Gibbs energy greater than (bis[5,10 ... Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha

i

SINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED

PORPHYRIN DIMER (Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-

triylato] Iron(II)Cobalt(II)) SEBAGAI KATALIS SEL BAHAN

BAKAR

Disusun Oleh

ANGGIT PRADIFTA CHANIAGO

M0312008

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar

Sarjana Sains dalam bidang ilmu kimia

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

November 2016

ii

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul

ldquoSINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED PORPHYRIN DIMER

(Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato] Iron(II)Cobalt(II))

SEBAGAI KATALIS SEL BAHAN BAKARrdquo belum pernah diajukan untuk

memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan sepanjang

pengetahuan saya juga belum pernah ditulis atau dipublikasikan oleh orang lain

kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar

pustaka

Surakarta 7 November 2016

ANGGIT PRADIFTA CHANIAGO

iv

SINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED PORPHYRIN DIMER

(Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato] Iron(II)Cobalt(II))

SEBAGAI KATALIS SEL BAHAN BAKAR

ANGGIT PRADIFTA CHANIAGO

Program Studi Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sebelas Maret

ABSTRAK

Telah dilakukan sintesis senyawa metal fused porphyrin dimer

(Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato] Iron(II)Cobalt(II)) serta

untuk mengetahui pengaruh logam yang digunakan dalam senyawa metal fused

porphyrin dimer terhadap aktivitas katalisis sel bahan bakar Sintesis senyawa

metal fused porphyrin dimer dilakukan melalui lima tahap reaksi dengan

menggunakan bahan dasar pyrrole dan benzaldehyde Tahapan reaksi

pembentukan senyawa metal fused porphyrin dimer adalah reaksi kondensasi dua

tahap reaksi adisi nukleofilik dengan phenyl lithium reaksi kopling oksidatif

dengan phenyliodine bis(trifluoroacetate) dan reaksi metalisasi dengan logam

FeCl24H2O dan CoCl26H2O Reaksi tahap pertama menghasilkan 5-phenyl

dipyrromethane (3292) berbentuk kristal serbuk putih dengan titik leleh 101

degC Reaksi tahap kedua menghasilkan 515-diphenyl porphyrin (7845)

berbentuk kristal serbuk ungu dengan titik leleh 302 oC Reaksi tahap ketiga

menghasilkan 51015-triphenyl porphyrin (9774) berbentuk kristal serbuk

ungu kemerahan dengan titik leleh 295 oC Reaksi tahap keempat menghasilkan

fused porphyrin dimer (Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato]

(8341) berbentuk kristal serbuk ungu kehitaman dengan titik leleh 398 oC

Reaksi tahap kelima menghasilkan senyawa metal fused porphyrin dimer

Identifikasi senyawa hasil sintesis dilakukan menggunakan spektrofotometer FT-

IR UV-Vis 1H-NMR dan

13C-NMR Hasil uji aktivitas katalisis sel bahan bakar

terhadap reaksi reduksi oksigen menggunakan cyclic voltammogram dengan laju

scan 100 mVs menunjukkan bahwa katalis (Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-

131517-triylato] Iron(II) dapat mentransfer elektron 422 dan katalis

(Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato] Cobalt(II) dapat

mentransfer elektron 348 sehingga kedua katalis tersebut dapat mengkonversi O2

menjadi H2O Katalis (Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato]

Iron(II) menghasilkan energi Gibbs lebih besar dari (Bis[51020-

bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato] Cobalt(II) sehingga lebih cepat

mengkonversi O2 menjadi H2O

Kata Kunci pyrrole benzaldehyde fused porphyrin dimer katalis sel bahan

bakar reaksi reduksi oksigen

v

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF METAL FUSED

PORPHYRIN DIMER (Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato]

Iron (II)Cobalt(II)) AS FUEL CELL CATALYST

ANGGIT PRADIFTA CHANIAGO

Department of Chemistry Faculty of Mathematic and Natural Sciences

Sebelas Maret University

ABSTRACT

Metal fused porphyrin dimer (Bis[51020-bis(phenyl) porphyrin-131517-

triylato] Iron(II)Cobalt(II)) compounds have been synthesized and to determine

the influence of the metal used on metal fused porphyrin dimer compound toward

the activity of a fuel cell catalysis Synthesis of metal fused porphyrin dimer

compounds carried through the five stages reaction by using pyrrole and

benzaldehyde as starting material Stages of metal fused porphyrin dimer

formation is two-stages condensation reaction nucleophilic addition reaction with

phenyl lithium oxidative coupling reaction with phenyliodine bis(trifluoroacetate)

and metalization reaction with FeCl24H2O dan CoCl26H2O The first stage

reaction produced 5-phenyl dipyrromethane (3292) white crystalline powder

with a melting point of 101 degC The second stage reaction produced 515-diphenyl

porphyrin (7845) purple crystalline powder with a melting point of 302 degC The

third stage reaction produced 51015-triphenyl porphyrin (9774) reddish purple

crystalline powder with a melting point of 295 degC The fourth stage reaction

produced fused porphyrin dimer (Bis[51020-bis(phenyl) porphyrin-131517-

triylato] (8341) crystalline purple-black powder with a melting point of 398 degC

The fifth stage reaction produced metal fused porphyrin dimer compounds

Identification of synthesized compounds carried out using a spectrophotometer

FT-IR UV-Vis 1H- NMR and

13C-NMR The activity of a fuel cell catalysis of

the oxygen reduction reaction using cyclic voltammogram with a scan rate of 100

mVs indicating that the (bis[51020-bis(phenyl) porphyrin-1315 17-triylato]

Iron(II) catalyst can transfered 422 electrons and (bis[51020-bis(phenyl)

porphyrin-131517-triylato] Cobalt(II) catalysts can transfered 348 electrons so

that both the catalyst can converted O2 into H2O The (bis[51020-bis(phenyl)

porphyrin-131517-triylato] Iron(II) resulted Gibbs energy greater than

(bis[51020-bis(phenyl) porphyrin-131517-triylato] Cobalt(II) thus converts O2

into H2O faster

Keyword pyrrole benzaldehyde fused porphyrin dimer fuel cell catalyst

oxygen reduction reaction

vi

MOTTO

rdquoBagi manusia ada malaikat-malaikat yang selalu mengikutinya bergiliran di

depan dan di belakangnya mereka menjaganya atas perintah Allah SWT

Sesungguhnya Allah tidak merubah keadaan sesuatu kaum sehingga mereka

merubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri Dan apabila Allah

menghendaki keburukan terhadap sesuatu kaum maka tak ada yang dapat

menolaknya dan sekali-kali tak ada pelindung bagi mereka selain Diardquo

(QS Ar Rarsquoad 11)

ldquoKetika engkau sudah berada di jalur menuju Allah maka berlarilah Jika sulit

bagimu maka berlari kecilah Jika kamu lelah berjalanlah Jika itupun tak

mampu merangkaklah Namun jangan pernah berbalik arah atau berhentirdquo

(Imam Syafirsquoi)

ldquoLife is simple you make a choice and donrsquot look at backrdquo

(Penulis)

ldquoAkan ada banyak pelajaran yang kita dapatkan saat kita berani mengambil

resikordquo

(Penulis)

vii

PERSEMBAHAN

Karya ini saya persembahkan untuk

Bapak Ibu Kakak Adik dan keluarga tercinta yang selalu memberikan dorsquoa

motivasi semangat dan dukungan

Teman-teman Kimia angkatan 2012 atas dukungan dan semangatnya

Almamaterku Kimia FMIPA UNS

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan berkat

dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini untuk

memenuhi sebagian persyaratan guna mencapai gelar Sarjana Sains Kimia dari

Program Studi Kimia FMIPA Universitas Sebelas Maret

Dalam penyelesaian skripsi ini penulis tidak lepas dari bimbingan

pengarahan dan bantuan dari berbagai pihak maka pada kesempatan ini penulis

mengucapkan terima kasih kepada

1 Ibu Triana Kusumaningsih MSi selaku Kepala Program Studi Kimia

Fakultas MIPA UNS

2 Bapak Dr rer nat Atmanto Heru Wibowo MSi selaku pembimbing I

atas bimbingan nasehat arahan dalam menyelesaikan skripsi ini

3 Bapak Abu Masykur M Si selaku pembimbing II yang senantiasa

mengarahkan dan membimbing penulis dalam menyelesaikan skripsi ini

4 Ibu Dr Sayekti Wahyuningsih MSi selaku Ketua Laboratorium

Terpadu Jurusan Kimia Fakultas MIPA UNS

5 Bapak Dr Pranoto selaku pembimbing akademik yang selama ini

banyak memberikan arahan serta motivasi

6 Segenap dosen dan karyawan yang selalu sabar dalam mendidik saya

7 Bapak Ibu Kakak dan Adik yang selalu memberikan doa dan motivasi

8 Teman-teman Kimia angkatan 2012 yang selalu memberikan motivasi

dukungan doa serta menjadi teman diskusi dan berbagi ilmu

Penulis menyadari bahwa banyak kekurangan dalam penulisan skripsi

ini Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun

untuk menyempurnakannya

Surakarta 7 November 2016

Anggit Pradifta Chaniago

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

HALAMAN PERNYATAAN iii

HALAMAN ABSTRAK iv

HALAMAN ABSTRACT v

HALAMAN MOTTO vi

HALAMAN PERSEMBAHAN vii

KATA PENGANTAR viii

DAFTAR ISI ix

DAFTAR TABEL xii

DAFTAR GAMBAR xiii

DAFTAR LAMPIRAN xvi

BAB I PENDAHULUAN 1

A Latar Belakang Masalah 1

B Perumusan Masalah 3

1 Identifikasi Masalah 3

2 Batasan Masalah 6

3 Rumusan Masalah 7

C Tujuan Penelitian 7

D Manfaat Penelitian 7

BAB II LANDASAN TEORI 8

A Tinjauan Pustaka 8

1 Senyawa Porphyrin 8

2 Reaksi Kondensasi 10

a Kondensasi Aldol Adisi-diri 10

b Kondensasi Knoevenagel 11

c Kondensasi Aldol Silang 11

d Reaksi Kondensasi pada Pembentukan Porphyrin 12

x

3 Reaksi dengan Senyawa Organologam 15

4 Reaksi Pembentukan Senyawa Dimer 18

5 Sel Bahan Bakar dan Katalisnya 20

6 Senyawa Metal Fused Porphyrin Dimer Sebagai Katalis

Sel Bahan Bakar 24

B Kerangka Pemikiran 25

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 Penelitian 30

2 Bahan Penelitian 31

D Prosedur Penelitian 32

1 Sintesis 5-phenyl dipyrromethane 32

2 Sintesis 515-diphenyl porphyrin 33

3 Sintesis 51015-triphenyl porphyrin 33

4 Sintesis fused porphyrin dimer 34

5 Sintesis metal fused porphyrin dimer 34

6 Pengujian Sifat Aktivitas Katalitik Sel Bahan Bakar 34

E Teknik Pengumpulan Data 35

F Teknik Analisis Data 35

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 37

A Sintesis 5-phenyl dipyrromethane 37

B Sintesis 515-diphenyl porphyrin 43

C Sintesis 51015-triphenyl porphyrin 49

D Sintesis fused porphyrin dimer 55

E Sintesis metal fused porphyrin dimer 60

F Uji Katalisis Sel Bahan Bakar 65

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 68

A Kesimpulan 68

xi

B Saran 68

DAFTAR PUSTAKA 69

LAMPIRAN-LAMPIRAN 78

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1 Monitoring KLT Senyawa Awal (pyrrole) Senyawa Hasil

Sintesis dan Senyawa Produk Samping 38

Tabel 2 Perbandingan Bilangan Gelombang FTIR pada Senyawa Hasil

Sintesis dengan Pustaka 40

Tabel 3 Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl dipyrromethane)

dan Senyawa Hasil Sintesis 44

Tabel 4 Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl porphyrin)

dan Senyawa Hasil Sintesis 50

Tabel 5 Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl porphyrin)

dan Senyawa Hasil Sintesis 56

Tabel 6 Perbandingan Bilangan Gelombang FTIR pada Metal Fused

Porphyrin Dimer Fused Porphyrin DimerCoII dan Metal

Fused Porphyrin DimerFeII dengan Pustaka 65

Tabel 7 Hasil Cyclic Voltammogram Uji Aktivitas Katalisis Sel Bahan

Bakar 66

Tabel 8 Hasil Jumlah Transfer Elektron dan Energi Bebas Gibbs Uji

Aktivitas Katalisis Sel Bahan Bakar 67

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1 Struktur Senyawa Porphyrin 08

Gambar 2 Mekanisme Umum Reaksi Kondensasi 10

Gambar 3 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Adisi-diri 11

Gambar 4 Contoh Reaksi Kondensasi Knovenagel 11

Gambar 5 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Silang 11

Gambar 6 Skema Reaksi Pembentukan 5-phenyl dipyrromethane 12

Gambar 7 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 5-phenyl dipyrromethane 13

Gambar 8 Skema Reaksi Pembentukan 515-diphenyl porphyrin 14

Gambar 9 Contoh Senyawa Organologam 15

Gambar 10 Contoh Reaksi Senyawa Organologam 16

Gambar 11 Skema Reaksi Pembentukan 51015-triphenyl porphyrin 17

Gambar 12 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 51015-diphenyl

porphyrin 18

Gambar 13 Contoh Senyawa Dimer 19

Gambar 14 Skema Reaksi Pembentukan Porphyrin Dimer 20

Gambar 15 Skema Kinerja Sel Bahan Bakar 21

Gambar 16 Mekanisme Reaksi Reduksi Oksigen oleh Logam Pt dalam

Suasana Asam 23

Gambar 17 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 5-phenyl

dipyrromethane 26

Gambar 18 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 515-diphenyl

porphyrin 26

Gambar 19 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 51015-

triphenyl porphyrin 27

Gambar 20 Perkiraan Mekanisme Elektrokatalisis Fused Porphyrin

Dimer (LogamII) dalam Reaksi Reduksi Oksigen Sel Bahan

Bakar 28

xiv

Gambar 21 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (Pyrrole) Senyawa

Hasil Sintesis 1 dan Senyawa Hasil Sintesis 2 dengan

Penampak Bercak Bromin 37

Gambar 22 Spektra FTIR Senyawa Awal (Pyrrole) dan Senyawa Hasil

Sintesis 39

Gambar 23 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 41

Gambar 24 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 42

Gambar 25 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl

dipyrromethane) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan

Penampak Bercak Bromin 43

Gambar 26 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 45

Gambar 27 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 46

Gambar 28 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 47

Gambar 29 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 48

Gambar 30 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 49

Gambar 31 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 51

Gambar 32 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 52

Gambar 33 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 53

Gambar 34 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 54

Gambar 35 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 55

Gambar 36 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 57

xv

Gambar 37 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 58

Gambar 38 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 59

Gambar 39 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 60

Gambar 40 Hasil Monitoring KLT Senyawa Hasil Reaksi Proses refluks

dengan UV 254 nm 61

Gambar 41 Spektra UV Logam CoCl26H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Cobalt(II) (merah) 62

Gambar 42 Spektra UV Logam FeCl24H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Iron(II) (merah) (merah) 63

Gambar 43 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer Metal Porphyrin

DimerCo(II) dan Metal porphyrin DimerFe(II) 64

Gambar 44 Hasil Cyclic Voltammogram Bis[5 10 20 ndash bis(phenyl)

porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato] Iron(II) (biru) dan Bis[5

10 20 ndash bis(phenyl) porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato]

Cobalt(II) (merah) Uji Aktivitas Katalis Sel Bahan Bakar 66

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Hasil Perhitungan Rendemen 78

Lampiran 2 Hasil Perhitungan Cyclic Voltammogram 81

Lampiran 3 Hasil Perhitungan Energi Bebas Gibbs 82

Lampiran 4 Spektra FTIR Pyrrole 82

Lampiran 5 Spektra FTIR 5-phenyl dipyrromethane 83

Lampiran 6 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer 83

Lampiran 7 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerCo(II) 84

Lampiran 8 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerFe(II) 84

Lampiran 9 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 5-phenyl dipyrromethane 85

Lampiran 10 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 515-diphenyl porphyrin 86

Lampiran 11 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 51015-triphenylpophyrin 87

Lampiran 12 Spektra 1HNMR dan

13CNMR fused porphyrin dimer 88

Page 2: SINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED … · FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM ... resulted Gibbs energy greater than (bis[5,10 ... Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha

ii

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul

ldquoSINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED PORPHYRIN DIMER

(Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato] Iron(II)Cobalt(II))

SEBAGAI KATALIS SEL BAHAN BAKARrdquo belum pernah diajukan untuk

memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan sepanjang

pengetahuan saya juga belum pernah ditulis atau dipublikasikan oleh orang lain

kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar

pustaka

Surakarta 7 November 2016

ANGGIT PRADIFTA CHANIAGO

iv

SINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED PORPHYRIN DIMER

(Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato] Iron(II)Cobalt(II))

SEBAGAI KATALIS SEL BAHAN BAKAR

ANGGIT PRADIFTA CHANIAGO

Program Studi Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sebelas Maret

ABSTRAK

Telah dilakukan sintesis senyawa metal fused porphyrin dimer

(Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato] Iron(II)Cobalt(II)) serta

untuk mengetahui pengaruh logam yang digunakan dalam senyawa metal fused

porphyrin dimer terhadap aktivitas katalisis sel bahan bakar Sintesis senyawa

metal fused porphyrin dimer dilakukan melalui lima tahap reaksi dengan

menggunakan bahan dasar pyrrole dan benzaldehyde Tahapan reaksi

pembentukan senyawa metal fused porphyrin dimer adalah reaksi kondensasi dua

tahap reaksi adisi nukleofilik dengan phenyl lithium reaksi kopling oksidatif

dengan phenyliodine bis(trifluoroacetate) dan reaksi metalisasi dengan logam

FeCl24H2O dan CoCl26H2O Reaksi tahap pertama menghasilkan 5-phenyl

dipyrromethane (3292) berbentuk kristal serbuk putih dengan titik leleh 101

degC Reaksi tahap kedua menghasilkan 515-diphenyl porphyrin (7845)

berbentuk kristal serbuk ungu dengan titik leleh 302 oC Reaksi tahap ketiga

menghasilkan 51015-triphenyl porphyrin (9774) berbentuk kristal serbuk

ungu kemerahan dengan titik leleh 295 oC Reaksi tahap keempat menghasilkan

fused porphyrin dimer (Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato]

(8341) berbentuk kristal serbuk ungu kehitaman dengan titik leleh 398 oC

Reaksi tahap kelima menghasilkan senyawa metal fused porphyrin dimer

Identifikasi senyawa hasil sintesis dilakukan menggunakan spektrofotometer FT-

IR UV-Vis 1H-NMR dan

13C-NMR Hasil uji aktivitas katalisis sel bahan bakar

terhadap reaksi reduksi oksigen menggunakan cyclic voltammogram dengan laju

scan 100 mVs menunjukkan bahwa katalis (Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-

131517-triylato] Iron(II) dapat mentransfer elektron 422 dan katalis

(Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato] Cobalt(II) dapat

mentransfer elektron 348 sehingga kedua katalis tersebut dapat mengkonversi O2

menjadi H2O Katalis (Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato]

Iron(II) menghasilkan energi Gibbs lebih besar dari (Bis[51020-

bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato] Cobalt(II) sehingga lebih cepat

mengkonversi O2 menjadi H2O

Kata Kunci pyrrole benzaldehyde fused porphyrin dimer katalis sel bahan

bakar reaksi reduksi oksigen

v

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF METAL FUSED

PORPHYRIN DIMER (Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato]

Iron (II)Cobalt(II)) AS FUEL CELL CATALYST

ANGGIT PRADIFTA CHANIAGO

Department of Chemistry Faculty of Mathematic and Natural Sciences

Sebelas Maret University

ABSTRACT

Metal fused porphyrin dimer (Bis[51020-bis(phenyl) porphyrin-131517-

triylato] Iron(II)Cobalt(II)) compounds have been synthesized and to determine

the influence of the metal used on metal fused porphyrin dimer compound toward

the activity of a fuel cell catalysis Synthesis of metal fused porphyrin dimer

compounds carried through the five stages reaction by using pyrrole and

benzaldehyde as starting material Stages of metal fused porphyrin dimer

formation is two-stages condensation reaction nucleophilic addition reaction with

phenyl lithium oxidative coupling reaction with phenyliodine bis(trifluoroacetate)

and metalization reaction with FeCl24H2O dan CoCl26H2O The first stage

reaction produced 5-phenyl dipyrromethane (3292) white crystalline powder

with a melting point of 101 degC The second stage reaction produced 515-diphenyl

porphyrin (7845) purple crystalline powder with a melting point of 302 degC The

third stage reaction produced 51015-triphenyl porphyrin (9774) reddish purple

crystalline powder with a melting point of 295 degC The fourth stage reaction

produced fused porphyrin dimer (Bis[51020-bis(phenyl) porphyrin-131517-

triylato] (8341) crystalline purple-black powder with a melting point of 398 degC

The fifth stage reaction produced metal fused porphyrin dimer compounds

Identification of synthesized compounds carried out using a spectrophotometer

FT-IR UV-Vis 1H- NMR and

13C-NMR The activity of a fuel cell catalysis of

the oxygen reduction reaction using cyclic voltammogram with a scan rate of 100

mVs indicating that the (bis[51020-bis(phenyl) porphyrin-1315 17-triylato]

Iron(II) catalyst can transfered 422 electrons and (bis[51020-bis(phenyl)

porphyrin-131517-triylato] Cobalt(II) catalysts can transfered 348 electrons so

that both the catalyst can converted O2 into H2O The (bis[51020-bis(phenyl)

porphyrin-131517-triylato] Iron(II) resulted Gibbs energy greater than

(bis[51020-bis(phenyl) porphyrin-131517-triylato] Cobalt(II) thus converts O2

into H2O faster

Keyword pyrrole benzaldehyde fused porphyrin dimer fuel cell catalyst

oxygen reduction reaction

vi

MOTTO

rdquoBagi manusia ada malaikat-malaikat yang selalu mengikutinya bergiliran di

depan dan di belakangnya mereka menjaganya atas perintah Allah SWT

Sesungguhnya Allah tidak merubah keadaan sesuatu kaum sehingga mereka

merubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri Dan apabila Allah

menghendaki keburukan terhadap sesuatu kaum maka tak ada yang dapat

menolaknya dan sekali-kali tak ada pelindung bagi mereka selain Diardquo

(QS Ar Rarsquoad 11)

ldquoKetika engkau sudah berada di jalur menuju Allah maka berlarilah Jika sulit

bagimu maka berlari kecilah Jika kamu lelah berjalanlah Jika itupun tak

mampu merangkaklah Namun jangan pernah berbalik arah atau berhentirdquo

(Imam Syafirsquoi)

ldquoLife is simple you make a choice and donrsquot look at backrdquo

(Penulis)

ldquoAkan ada banyak pelajaran yang kita dapatkan saat kita berani mengambil

resikordquo

(Penulis)

vii

PERSEMBAHAN

Karya ini saya persembahkan untuk

Bapak Ibu Kakak Adik dan keluarga tercinta yang selalu memberikan dorsquoa

motivasi semangat dan dukungan

Teman-teman Kimia angkatan 2012 atas dukungan dan semangatnya

Almamaterku Kimia FMIPA UNS

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan berkat

dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini untuk

memenuhi sebagian persyaratan guna mencapai gelar Sarjana Sains Kimia dari

Program Studi Kimia FMIPA Universitas Sebelas Maret

Dalam penyelesaian skripsi ini penulis tidak lepas dari bimbingan

pengarahan dan bantuan dari berbagai pihak maka pada kesempatan ini penulis

mengucapkan terima kasih kepada

1 Ibu Triana Kusumaningsih MSi selaku Kepala Program Studi Kimia

Fakultas MIPA UNS

2 Bapak Dr rer nat Atmanto Heru Wibowo MSi selaku pembimbing I

atas bimbingan nasehat arahan dalam menyelesaikan skripsi ini

3 Bapak Abu Masykur M Si selaku pembimbing II yang senantiasa

mengarahkan dan membimbing penulis dalam menyelesaikan skripsi ini

4 Ibu Dr Sayekti Wahyuningsih MSi selaku Ketua Laboratorium

Terpadu Jurusan Kimia Fakultas MIPA UNS

5 Bapak Dr Pranoto selaku pembimbing akademik yang selama ini

banyak memberikan arahan serta motivasi

6 Segenap dosen dan karyawan yang selalu sabar dalam mendidik saya

7 Bapak Ibu Kakak dan Adik yang selalu memberikan doa dan motivasi

8 Teman-teman Kimia angkatan 2012 yang selalu memberikan motivasi

dukungan doa serta menjadi teman diskusi dan berbagi ilmu

Penulis menyadari bahwa banyak kekurangan dalam penulisan skripsi

ini Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun

untuk menyempurnakannya

Surakarta 7 November 2016

Anggit Pradifta Chaniago

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

HALAMAN PERNYATAAN iii

HALAMAN ABSTRAK iv

HALAMAN ABSTRACT v

HALAMAN MOTTO vi

HALAMAN PERSEMBAHAN vii

KATA PENGANTAR viii

DAFTAR ISI ix

DAFTAR TABEL xii

DAFTAR GAMBAR xiii

DAFTAR LAMPIRAN xvi

BAB I PENDAHULUAN 1

A Latar Belakang Masalah 1

B Perumusan Masalah 3

1 Identifikasi Masalah 3

2 Batasan Masalah 6

3 Rumusan Masalah 7

C Tujuan Penelitian 7

D Manfaat Penelitian 7

BAB II LANDASAN TEORI 8

A Tinjauan Pustaka 8

1 Senyawa Porphyrin 8

2 Reaksi Kondensasi 10

a Kondensasi Aldol Adisi-diri 10

b Kondensasi Knoevenagel 11

c Kondensasi Aldol Silang 11

d Reaksi Kondensasi pada Pembentukan Porphyrin 12

x

3 Reaksi dengan Senyawa Organologam 15

4 Reaksi Pembentukan Senyawa Dimer 18

5 Sel Bahan Bakar dan Katalisnya 20

6 Senyawa Metal Fused Porphyrin Dimer Sebagai Katalis

Sel Bahan Bakar 24

B Kerangka Pemikiran 25

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 Penelitian 30

2 Bahan Penelitian 31

D Prosedur Penelitian 32

1 Sintesis 5-phenyl dipyrromethane 32

2 Sintesis 515-diphenyl porphyrin 33

3 Sintesis 51015-triphenyl porphyrin 33

4 Sintesis fused porphyrin dimer 34

5 Sintesis metal fused porphyrin dimer 34

6 Pengujian Sifat Aktivitas Katalitik Sel Bahan Bakar 34

E Teknik Pengumpulan Data 35

F Teknik Analisis Data 35

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 37

A Sintesis 5-phenyl dipyrromethane 37

B Sintesis 515-diphenyl porphyrin 43

C Sintesis 51015-triphenyl porphyrin 49

D Sintesis fused porphyrin dimer 55

E Sintesis metal fused porphyrin dimer 60

F Uji Katalisis Sel Bahan Bakar 65

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 68

A Kesimpulan 68

xi

B Saran 68

DAFTAR PUSTAKA 69

LAMPIRAN-LAMPIRAN 78

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1 Monitoring KLT Senyawa Awal (pyrrole) Senyawa Hasil

Sintesis dan Senyawa Produk Samping 38

Tabel 2 Perbandingan Bilangan Gelombang FTIR pada Senyawa Hasil

Sintesis dengan Pustaka 40

Tabel 3 Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl dipyrromethane)

dan Senyawa Hasil Sintesis 44

Tabel 4 Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl porphyrin)

dan Senyawa Hasil Sintesis 50

Tabel 5 Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl porphyrin)

dan Senyawa Hasil Sintesis 56

Tabel 6 Perbandingan Bilangan Gelombang FTIR pada Metal Fused

Porphyrin Dimer Fused Porphyrin DimerCoII dan Metal

Fused Porphyrin DimerFeII dengan Pustaka 65

Tabel 7 Hasil Cyclic Voltammogram Uji Aktivitas Katalisis Sel Bahan

Bakar 66

Tabel 8 Hasil Jumlah Transfer Elektron dan Energi Bebas Gibbs Uji

Aktivitas Katalisis Sel Bahan Bakar 67

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1 Struktur Senyawa Porphyrin 08

Gambar 2 Mekanisme Umum Reaksi Kondensasi 10

Gambar 3 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Adisi-diri 11

Gambar 4 Contoh Reaksi Kondensasi Knovenagel 11

Gambar 5 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Silang 11

Gambar 6 Skema Reaksi Pembentukan 5-phenyl dipyrromethane 12

Gambar 7 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 5-phenyl dipyrromethane 13

Gambar 8 Skema Reaksi Pembentukan 515-diphenyl porphyrin 14

Gambar 9 Contoh Senyawa Organologam 15

Gambar 10 Contoh Reaksi Senyawa Organologam 16

Gambar 11 Skema Reaksi Pembentukan 51015-triphenyl porphyrin 17

Gambar 12 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 51015-diphenyl

porphyrin 18

Gambar 13 Contoh Senyawa Dimer 19

Gambar 14 Skema Reaksi Pembentukan Porphyrin Dimer 20

Gambar 15 Skema Kinerja Sel Bahan Bakar 21

Gambar 16 Mekanisme Reaksi Reduksi Oksigen oleh Logam Pt dalam

Suasana Asam 23

Gambar 17 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 5-phenyl

dipyrromethane 26

Gambar 18 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 515-diphenyl

porphyrin 26

Gambar 19 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 51015-

triphenyl porphyrin 27

Gambar 20 Perkiraan Mekanisme Elektrokatalisis Fused Porphyrin

Dimer (LogamII) dalam Reaksi Reduksi Oksigen Sel Bahan

Bakar 28

xiv

Gambar 21 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (Pyrrole) Senyawa

Hasil Sintesis 1 dan Senyawa Hasil Sintesis 2 dengan

Penampak Bercak Bromin 37

Gambar 22 Spektra FTIR Senyawa Awal (Pyrrole) dan Senyawa Hasil

Sintesis 39

Gambar 23 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 41

Gambar 24 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 42

Gambar 25 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl

dipyrromethane) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan

Penampak Bercak Bromin 43

Gambar 26 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 45

Gambar 27 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 46

Gambar 28 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 47

Gambar 29 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 48

Gambar 30 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 49

Gambar 31 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 51

Gambar 32 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 52

Gambar 33 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 53

Gambar 34 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 54

Gambar 35 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 55

Gambar 36 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 57

xv

Gambar 37 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 58

Gambar 38 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 59

Gambar 39 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 60

Gambar 40 Hasil Monitoring KLT Senyawa Hasil Reaksi Proses refluks

dengan UV 254 nm 61

Gambar 41 Spektra UV Logam CoCl26H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Cobalt(II) (merah) 62

Gambar 42 Spektra UV Logam FeCl24H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Iron(II) (merah) (merah) 63

Gambar 43 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer Metal Porphyrin

DimerCo(II) dan Metal porphyrin DimerFe(II) 64

Gambar 44 Hasil Cyclic Voltammogram Bis[5 10 20 ndash bis(phenyl)

porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato] Iron(II) (biru) dan Bis[5

10 20 ndash bis(phenyl) porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato]

Cobalt(II) (merah) Uji Aktivitas Katalis Sel Bahan Bakar 66

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Hasil Perhitungan Rendemen 78

Lampiran 2 Hasil Perhitungan Cyclic Voltammogram 81

Lampiran 3 Hasil Perhitungan Energi Bebas Gibbs 82

Lampiran 4 Spektra FTIR Pyrrole 82

Lampiran 5 Spektra FTIR 5-phenyl dipyrromethane 83

Lampiran 6 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer 83

Lampiran 7 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerCo(II) 84

Lampiran 8 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerFe(II) 84

Lampiran 9 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 5-phenyl dipyrromethane 85

Lampiran 10 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 515-diphenyl porphyrin 86

Lampiran 11 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 51015-triphenylpophyrin 87

Lampiran 12 Spektra 1HNMR dan

13CNMR fused porphyrin dimer 88

Page 3: SINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED … · FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM ... resulted Gibbs energy greater than (bis[5,10 ... Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul

ldquoSINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED PORPHYRIN DIMER

(Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato] Iron(II)Cobalt(II))

SEBAGAI KATALIS SEL BAHAN BAKARrdquo belum pernah diajukan untuk

memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan sepanjang

pengetahuan saya juga belum pernah ditulis atau dipublikasikan oleh orang lain

kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar

pustaka

Surakarta 7 November 2016

ANGGIT PRADIFTA CHANIAGO

iv

SINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED PORPHYRIN DIMER

(Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato] Iron(II)Cobalt(II))

SEBAGAI KATALIS SEL BAHAN BAKAR

ANGGIT PRADIFTA CHANIAGO

Program Studi Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sebelas Maret

ABSTRAK

Telah dilakukan sintesis senyawa metal fused porphyrin dimer

(Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato] Iron(II)Cobalt(II)) serta

untuk mengetahui pengaruh logam yang digunakan dalam senyawa metal fused

porphyrin dimer terhadap aktivitas katalisis sel bahan bakar Sintesis senyawa

metal fused porphyrin dimer dilakukan melalui lima tahap reaksi dengan

menggunakan bahan dasar pyrrole dan benzaldehyde Tahapan reaksi

pembentukan senyawa metal fused porphyrin dimer adalah reaksi kondensasi dua

tahap reaksi adisi nukleofilik dengan phenyl lithium reaksi kopling oksidatif

dengan phenyliodine bis(trifluoroacetate) dan reaksi metalisasi dengan logam

FeCl24H2O dan CoCl26H2O Reaksi tahap pertama menghasilkan 5-phenyl

dipyrromethane (3292) berbentuk kristal serbuk putih dengan titik leleh 101

degC Reaksi tahap kedua menghasilkan 515-diphenyl porphyrin (7845)

berbentuk kristal serbuk ungu dengan titik leleh 302 oC Reaksi tahap ketiga

menghasilkan 51015-triphenyl porphyrin (9774) berbentuk kristal serbuk

ungu kemerahan dengan titik leleh 295 oC Reaksi tahap keempat menghasilkan

fused porphyrin dimer (Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato]

(8341) berbentuk kristal serbuk ungu kehitaman dengan titik leleh 398 oC

Reaksi tahap kelima menghasilkan senyawa metal fused porphyrin dimer

Identifikasi senyawa hasil sintesis dilakukan menggunakan spektrofotometer FT-

IR UV-Vis 1H-NMR dan

13C-NMR Hasil uji aktivitas katalisis sel bahan bakar

terhadap reaksi reduksi oksigen menggunakan cyclic voltammogram dengan laju

scan 100 mVs menunjukkan bahwa katalis (Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-

131517-triylato] Iron(II) dapat mentransfer elektron 422 dan katalis

(Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato] Cobalt(II) dapat

mentransfer elektron 348 sehingga kedua katalis tersebut dapat mengkonversi O2

menjadi H2O Katalis (Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato]

Iron(II) menghasilkan energi Gibbs lebih besar dari (Bis[51020-

bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato] Cobalt(II) sehingga lebih cepat

mengkonversi O2 menjadi H2O

Kata Kunci pyrrole benzaldehyde fused porphyrin dimer katalis sel bahan

bakar reaksi reduksi oksigen

v

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF METAL FUSED

PORPHYRIN DIMER (Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato]

Iron (II)Cobalt(II)) AS FUEL CELL CATALYST

ANGGIT PRADIFTA CHANIAGO

Department of Chemistry Faculty of Mathematic and Natural Sciences

Sebelas Maret University

ABSTRACT

Metal fused porphyrin dimer (Bis[51020-bis(phenyl) porphyrin-131517-

triylato] Iron(II)Cobalt(II)) compounds have been synthesized and to determine

the influence of the metal used on metal fused porphyrin dimer compound toward

the activity of a fuel cell catalysis Synthesis of metal fused porphyrin dimer

compounds carried through the five stages reaction by using pyrrole and

benzaldehyde as starting material Stages of metal fused porphyrin dimer

formation is two-stages condensation reaction nucleophilic addition reaction with

phenyl lithium oxidative coupling reaction with phenyliodine bis(trifluoroacetate)

and metalization reaction with FeCl24H2O dan CoCl26H2O The first stage

reaction produced 5-phenyl dipyrromethane (3292) white crystalline powder

with a melting point of 101 degC The second stage reaction produced 515-diphenyl

porphyrin (7845) purple crystalline powder with a melting point of 302 degC The

third stage reaction produced 51015-triphenyl porphyrin (9774) reddish purple

crystalline powder with a melting point of 295 degC The fourth stage reaction

produced fused porphyrin dimer (Bis[51020-bis(phenyl) porphyrin-131517-

triylato] (8341) crystalline purple-black powder with a melting point of 398 degC

The fifth stage reaction produced metal fused porphyrin dimer compounds

Identification of synthesized compounds carried out using a spectrophotometer

FT-IR UV-Vis 1H- NMR and

13C-NMR The activity of a fuel cell catalysis of

the oxygen reduction reaction using cyclic voltammogram with a scan rate of 100

mVs indicating that the (bis[51020-bis(phenyl) porphyrin-1315 17-triylato]

Iron(II) catalyst can transfered 422 electrons and (bis[51020-bis(phenyl)

porphyrin-131517-triylato] Cobalt(II) catalysts can transfered 348 electrons so

that both the catalyst can converted O2 into H2O The (bis[51020-bis(phenyl)

porphyrin-131517-triylato] Iron(II) resulted Gibbs energy greater than

(bis[51020-bis(phenyl) porphyrin-131517-triylato] Cobalt(II) thus converts O2

into H2O faster

Keyword pyrrole benzaldehyde fused porphyrin dimer fuel cell catalyst

oxygen reduction reaction

vi

MOTTO

rdquoBagi manusia ada malaikat-malaikat yang selalu mengikutinya bergiliran di

depan dan di belakangnya mereka menjaganya atas perintah Allah SWT

Sesungguhnya Allah tidak merubah keadaan sesuatu kaum sehingga mereka

merubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri Dan apabila Allah

menghendaki keburukan terhadap sesuatu kaum maka tak ada yang dapat

menolaknya dan sekali-kali tak ada pelindung bagi mereka selain Diardquo

(QS Ar Rarsquoad 11)

ldquoKetika engkau sudah berada di jalur menuju Allah maka berlarilah Jika sulit

bagimu maka berlari kecilah Jika kamu lelah berjalanlah Jika itupun tak

mampu merangkaklah Namun jangan pernah berbalik arah atau berhentirdquo

(Imam Syafirsquoi)

ldquoLife is simple you make a choice and donrsquot look at backrdquo

(Penulis)

ldquoAkan ada banyak pelajaran yang kita dapatkan saat kita berani mengambil

resikordquo

(Penulis)

vii

PERSEMBAHAN

Karya ini saya persembahkan untuk

Bapak Ibu Kakak Adik dan keluarga tercinta yang selalu memberikan dorsquoa

motivasi semangat dan dukungan

Teman-teman Kimia angkatan 2012 atas dukungan dan semangatnya

Almamaterku Kimia FMIPA UNS

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan berkat

dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini untuk

memenuhi sebagian persyaratan guna mencapai gelar Sarjana Sains Kimia dari

Program Studi Kimia FMIPA Universitas Sebelas Maret

Dalam penyelesaian skripsi ini penulis tidak lepas dari bimbingan

pengarahan dan bantuan dari berbagai pihak maka pada kesempatan ini penulis

mengucapkan terima kasih kepada

1 Ibu Triana Kusumaningsih MSi selaku Kepala Program Studi Kimia

Fakultas MIPA UNS

2 Bapak Dr rer nat Atmanto Heru Wibowo MSi selaku pembimbing I

atas bimbingan nasehat arahan dalam menyelesaikan skripsi ini

3 Bapak Abu Masykur M Si selaku pembimbing II yang senantiasa

mengarahkan dan membimbing penulis dalam menyelesaikan skripsi ini

4 Ibu Dr Sayekti Wahyuningsih MSi selaku Ketua Laboratorium

Terpadu Jurusan Kimia Fakultas MIPA UNS

5 Bapak Dr Pranoto selaku pembimbing akademik yang selama ini

banyak memberikan arahan serta motivasi

6 Segenap dosen dan karyawan yang selalu sabar dalam mendidik saya

7 Bapak Ibu Kakak dan Adik yang selalu memberikan doa dan motivasi

8 Teman-teman Kimia angkatan 2012 yang selalu memberikan motivasi

dukungan doa serta menjadi teman diskusi dan berbagi ilmu

Penulis menyadari bahwa banyak kekurangan dalam penulisan skripsi

ini Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun

untuk menyempurnakannya

Surakarta 7 November 2016

Anggit Pradifta Chaniago

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

HALAMAN PERNYATAAN iii

HALAMAN ABSTRAK iv

HALAMAN ABSTRACT v

HALAMAN MOTTO vi

HALAMAN PERSEMBAHAN vii

KATA PENGANTAR viii

DAFTAR ISI ix

DAFTAR TABEL xii

DAFTAR GAMBAR xiii

DAFTAR LAMPIRAN xvi

BAB I PENDAHULUAN 1

A Latar Belakang Masalah 1

B Perumusan Masalah 3

1 Identifikasi Masalah 3

2 Batasan Masalah 6

3 Rumusan Masalah 7

C Tujuan Penelitian 7

D Manfaat Penelitian 7

BAB II LANDASAN TEORI 8

A Tinjauan Pustaka 8

1 Senyawa Porphyrin 8

2 Reaksi Kondensasi 10

a Kondensasi Aldol Adisi-diri 10

b Kondensasi Knoevenagel 11

c Kondensasi Aldol Silang 11

d Reaksi Kondensasi pada Pembentukan Porphyrin 12

x

3 Reaksi dengan Senyawa Organologam 15

4 Reaksi Pembentukan Senyawa Dimer 18

5 Sel Bahan Bakar dan Katalisnya 20

6 Senyawa Metal Fused Porphyrin Dimer Sebagai Katalis

Sel Bahan Bakar 24

B Kerangka Pemikiran 25

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 Penelitian 30

2 Bahan Penelitian 31

D Prosedur Penelitian 32

1 Sintesis 5-phenyl dipyrromethane 32

2 Sintesis 515-diphenyl porphyrin 33

3 Sintesis 51015-triphenyl porphyrin 33

4 Sintesis fused porphyrin dimer 34

5 Sintesis metal fused porphyrin dimer 34

6 Pengujian Sifat Aktivitas Katalitik Sel Bahan Bakar 34

E Teknik Pengumpulan Data 35

F Teknik Analisis Data 35

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 37

A Sintesis 5-phenyl dipyrromethane 37

B Sintesis 515-diphenyl porphyrin 43

C Sintesis 51015-triphenyl porphyrin 49

D Sintesis fused porphyrin dimer 55

E Sintesis metal fused porphyrin dimer 60

F Uji Katalisis Sel Bahan Bakar 65

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 68

A Kesimpulan 68

xi

B Saran 68

DAFTAR PUSTAKA 69

LAMPIRAN-LAMPIRAN 78

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1 Monitoring KLT Senyawa Awal (pyrrole) Senyawa Hasil

Sintesis dan Senyawa Produk Samping 38

Tabel 2 Perbandingan Bilangan Gelombang FTIR pada Senyawa Hasil

Sintesis dengan Pustaka 40

Tabel 3 Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl dipyrromethane)

dan Senyawa Hasil Sintesis 44

Tabel 4 Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl porphyrin)

dan Senyawa Hasil Sintesis 50

Tabel 5 Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl porphyrin)

dan Senyawa Hasil Sintesis 56

Tabel 6 Perbandingan Bilangan Gelombang FTIR pada Metal Fused

Porphyrin Dimer Fused Porphyrin DimerCoII dan Metal

Fused Porphyrin DimerFeII dengan Pustaka 65

Tabel 7 Hasil Cyclic Voltammogram Uji Aktivitas Katalisis Sel Bahan

Bakar 66

Tabel 8 Hasil Jumlah Transfer Elektron dan Energi Bebas Gibbs Uji

Aktivitas Katalisis Sel Bahan Bakar 67

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1 Struktur Senyawa Porphyrin 08

Gambar 2 Mekanisme Umum Reaksi Kondensasi 10

Gambar 3 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Adisi-diri 11

Gambar 4 Contoh Reaksi Kondensasi Knovenagel 11

Gambar 5 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Silang 11

Gambar 6 Skema Reaksi Pembentukan 5-phenyl dipyrromethane 12

Gambar 7 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 5-phenyl dipyrromethane 13

Gambar 8 Skema Reaksi Pembentukan 515-diphenyl porphyrin 14

Gambar 9 Contoh Senyawa Organologam 15

Gambar 10 Contoh Reaksi Senyawa Organologam 16

Gambar 11 Skema Reaksi Pembentukan 51015-triphenyl porphyrin 17

Gambar 12 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 51015-diphenyl

porphyrin 18

Gambar 13 Contoh Senyawa Dimer 19

Gambar 14 Skema Reaksi Pembentukan Porphyrin Dimer 20

Gambar 15 Skema Kinerja Sel Bahan Bakar 21

Gambar 16 Mekanisme Reaksi Reduksi Oksigen oleh Logam Pt dalam

Suasana Asam 23

Gambar 17 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 5-phenyl

dipyrromethane 26

Gambar 18 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 515-diphenyl

porphyrin 26

Gambar 19 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 51015-

triphenyl porphyrin 27

Gambar 20 Perkiraan Mekanisme Elektrokatalisis Fused Porphyrin

Dimer (LogamII) dalam Reaksi Reduksi Oksigen Sel Bahan

Bakar 28

xiv

Gambar 21 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (Pyrrole) Senyawa

Hasil Sintesis 1 dan Senyawa Hasil Sintesis 2 dengan

Penampak Bercak Bromin 37

Gambar 22 Spektra FTIR Senyawa Awal (Pyrrole) dan Senyawa Hasil

Sintesis 39

Gambar 23 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 41

Gambar 24 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 42

Gambar 25 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl

dipyrromethane) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan

Penampak Bercak Bromin 43

Gambar 26 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 45

Gambar 27 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 46

Gambar 28 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 47

Gambar 29 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 48

Gambar 30 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 49

Gambar 31 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 51

Gambar 32 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 52

Gambar 33 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 53

Gambar 34 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 54

Gambar 35 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 55

Gambar 36 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 57

xv

Gambar 37 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 58

Gambar 38 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 59

Gambar 39 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 60

Gambar 40 Hasil Monitoring KLT Senyawa Hasil Reaksi Proses refluks

dengan UV 254 nm 61

Gambar 41 Spektra UV Logam CoCl26H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Cobalt(II) (merah) 62

Gambar 42 Spektra UV Logam FeCl24H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Iron(II) (merah) (merah) 63

Gambar 43 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer Metal Porphyrin

DimerCo(II) dan Metal porphyrin DimerFe(II) 64

Gambar 44 Hasil Cyclic Voltammogram Bis[5 10 20 ndash bis(phenyl)

porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato] Iron(II) (biru) dan Bis[5

10 20 ndash bis(phenyl) porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato]

Cobalt(II) (merah) Uji Aktivitas Katalis Sel Bahan Bakar 66

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Hasil Perhitungan Rendemen 78

Lampiran 2 Hasil Perhitungan Cyclic Voltammogram 81

Lampiran 3 Hasil Perhitungan Energi Bebas Gibbs 82

Lampiran 4 Spektra FTIR Pyrrole 82

Lampiran 5 Spektra FTIR 5-phenyl dipyrromethane 83

Lampiran 6 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer 83

Lampiran 7 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerCo(II) 84

Lampiran 8 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerFe(II) 84

Lampiran 9 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 5-phenyl dipyrromethane 85

Lampiran 10 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 515-diphenyl porphyrin 86

Lampiran 11 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 51015-triphenylpophyrin 87

Lampiran 12 Spektra 1HNMR dan

13CNMR fused porphyrin dimer 88

Page 4: SINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED … · FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM ... resulted Gibbs energy greater than (bis[5,10 ... Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha

iv

SINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED PORPHYRIN DIMER

(Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato] Iron(II)Cobalt(II))

SEBAGAI KATALIS SEL BAHAN BAKAR

ANGGIT PRADIFTA CHANIAGO

Program Studi Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sebelas Maret

ABSTRAK

Telah dilakukan sintesis senyawa metal fused porphyrin dimer

(Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato] Iron(II)Cobalt(II)) serta

untuk mengetahui pengaruh logam yang digunakan dalam senyawa metal fused

porphyrin dimer terhadap aktivitas katalisis sel bahan bakar Sintesis senyawa

metal fused porphyrin dimer dilakukan melalui lima tahap reaksi dengan

menggunakan bahan dasar pyrrole dan benzaldehyde Tahapan reaksi

pembentukan senyawa metal fused porphyrin dimer adalah reaksi kondensasi dua

tahap reaksi adisi nukleofilik dengan phenyl lithium reaksi kopling oksidatif

dengan phenyliodine bis(trifluoroacetate) dan reaksi metalisasi dengan logam

FeCl24H2O dan CoCl26H2O Reaksi tahap pertama menghasilkan 5-phenyl

dipyrromethane (3292) berbentuk kristal serbuk putih dengan titik leleh 101

degC Reaksi tahap kedua menghasilkan 515-diphenyl porphyrin (7845)

berbentuk kristal serbuk ungu dengan titik leleh 302 oC Reaksi tahap ketiga

menghasilkan 51015-triphenyl porphyrin (9774) berbentuk kristal serbuk

ungu kemerahan dengan titik leleh 295 oC Reaksi tahap keempat menghasilkan

fused porphyrin dimer (Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato]

(8341) berbentuk kristal serbuk ungu kehitaman dengan titik leleh 398 oC

Reaksi tahap kelima menghasilkan senyawa metal fused porphyrin dimer

Identifikasi senyawa hasil sintesis dilakukan menggunakan spektrofotometer FT-

IR UV-Vis 1H-NMR dan

13C-NMR Hasil uji aktivitas katalisis sel bahan bakar

terhadap reaksi reduksi oksigen menggunakan cyclic voltammogram dengan laju

scan 100 mVs menunjukkan bahwa katalis (Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-

131517-triylato] Iron(II) dapat mentransfer elektron 422 dan katalis

(Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato] Cobalt(II) dapat

mentransfer elektron 348 sehingga kedua katalis tersebut dapat mengkonversi O2

menjadi H2O Katalis (Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato]

Iron(II) menghasilkan energi Gibbs lebih besar dari (Bis[51020-

bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato] Cobalt(II) sehingga lebih cepat

mengkonversi O2 menjadi H2O

Kata Kunci pyrrole benzaldehyde fused porphyrin dimer katalis sel bahan

bakar reaksi reduksi oksigen

v

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF METAL FUSED

PORPHYRIN DIMER (Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato]

Iron (II)Cobalt(II)) AS FUEL CELL CATALYST

ANGGIT PRADIFTA CHANIAGO

Department of Chemistry Faculty of Mathematic and Natural Sciences

Sebelas Maret University

ABSTRACT

Metal fused porphyrin dimer (Bis[51020-bis(phenyl) porphyrin-131517-

triylato] Iron(II)Cobalt(II)) compounds have been synthesized and to determine

the influence of the metal used on metal fused porphyrin dimer compound toward

the activity of a fuel cell catalysis Synthesis of metal fused porphyrin dimer

compounds carried through the five stages reaction by using pyrrole and

benzaldehyde as starting material Stages of metal fused porphyrin dimer

formation is two-stages condensation reaction nucleophilic addition reaction with

phenyl lithium oxidative coupling reaction with phenyliodine bis(trifluoroacetate)

and metalization reaction with FeCl24H2O dan CoCl26H2O The first stage

reaction produced 5-phenyl dipyrromethane (3292) white crystalline powder

with a melting point of 101 degC The second stage reaction produced 515-diphenyl

porphyrin (7845) purple crystalline powder with a melting point of 302 degC The

third stage reaction produced 51015-triphenyl porphyrin (9774) reddish purple

crystalline powder with a melting point of 295 degC The fourth stage reaction

produced fused porphyrin dimer (Bis[51020-bis(phenyl) porphyrin-131517-

triylato] (8341) crystalline purple-black powder with a melting point of 398 degC

The fifth stage reaction produced metal fused porphyrin dimer compounds

Identification of synthesized compounds carried out using a spectrophotometer

FT-IR UV-Vis 1H- NMR and

13C-NMR The activity of a fuel cell catalysis of

the oxygen reduction reaction using cyclic voltammogram with a scan rate of 100

mVs indicating that the (bis[51020-bis(phenyl) porphyrin-1315 17-triylato]

Iron(II) catalyst can transfered 422 electrons and (bis[51020-bis(phenyl)

porphyrin-131517-triylato] Cobalt(II) catalysts can transfered 348 electrons so

that both the catalyst can converted O2 into H2O The (bis[51020-bis(phenyl)

porphyrin-131517-triylato] Iron(II) resulted Gibbs energy greater than

(bis[51020-bis(phenyl) porphyrin-131517-triylato] Cobalt(II) thus converts O2

into H2O faster

Keyword pyrrole benzaldehyde fused porphyrin dimer fuel cell catalyst

oxygen reduction reaction

vi

MOTTO

rdquoBagi manusia ada malaikat-malaikat yang selalu mengikutinya bergiliran di

depan dan di belakangnya mereka menjaganya atas perintah Allah SWT

Sesungguhnya Allah tidak merubah keadaan sesuatu kaum sehingga mereka

merubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri Dan apabila Allah

menghendaki keburukan terhadap sesuatu kaum maka tak ada yang dapat

menolaknya dan sekali-kali tak ada pelindung bagi mereka selain Diardquo

(QS Ar Rarsquoad 11)

ldquoKetika engkau sudah berada di jalur menuju Allah maka berlarilah Jika sulit

bagimu maka berlari kecilah Jika kamu lelah berjalanlah Jika itupun tak

mampu merangkaklah Namun jangan pernah berbalik arah atau berhentirdquo

(Imam Syafirsquoi)

ldquoLife is simple you make a choice and donrsquot look at backrdquo

(Penulis)

ldquoAkan ada banyak pelajaran yang kita dapatkan saat kita berani mengambil

resikordquo

(Penulis)

vii

PERSEMBAHAN

Karya ini saya persembahkan untuk

Bapak Ibu Kakak Adik dan keluarga tercinta yang selalu memberikan dorsquoa

motivasi semangat dan dukungan

Teman-teman Kimia angkatan 2012 atas dukungan dan semangatnya

Almamaterku Kimia FMIPA UNS

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan berkat

dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini untuk

memenuhi sebagian persyaratan guna mencapai gelar Sarjana Sains Kimia dari

Program Studi Kimia FMIPA Universitas Sebelas Maret

Dalam penyelesaian skripsi ini penulis tidak lepas dari bimbingan

pengarahan dan bantuan dari berbagai pihak maka pada kesempatan ini penulis

mengucapkan terima kasih kepada

1 Ibu Triana Kusumaningsih MSi selaku Kepala Program Studi Kimia

Fakultas MIPA UNS

2 Bapak Dr rer nat Atmanto Heru Wibowo MSi selaku pembimbing I

atas bimbingan nasehat arahan dalam menyelesaikan skripsi ini

3 Bapak Abu Masykur M Si selaku pembimbing II yang senantiasa

mengarahkan dan membimbing penulis dalam menyelesaikan skripsi ini

4 Ibu Dr Sayekti Wahyuningsih MSi selaku Ketua Laboratorium

Terpadu Jurusan Kimia Fakultas MIPA UNS

5 Bapak Dr Pranoto selaku pembimbing akademik yang selama ini

banyak memberikan arahan serta motivasi

6 Segenap dosen dan karyawan yang selalu sabar dalam mendidik saya

7 Bapak Ibu Kakak dan Adik yang selalu memberikan doa dan motivasi

8 Teman-teman Kimia angkatan 2012 yang selalu memberikan motivasi

dukungan doa serta menjadi teman diskusi dan berbagi ilmu

Penulis menyadari bahwa banyak kekurangan dalam penulisan skripsi

ini Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun

untuk menyempurnakannya

Surakarta 7 November 2016

Anggit Pradifta Chaniago

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

HALAMAN PERNYATAAN iii

HALAMAN ABSTRAK iv

HALAMAN ABSTRACT v

HALAMAN MOTTO vi

HALAMAN PERSEMBAHAN vii

KATA PENGANTAR viii

DAFTAR ISI ix

DAFTAR TABEL xii

DAFTAR GAMBAR xiii

DAFTAR LAMPIRAN xvi

BAB I PENDAHULUAN 1

A Latar Belakang Masalah 1

B Perumusan Masalah 3

1 Identifikasi Masalah 3

2 Batasan Masalah 6

3 Rumusan Masalah 7

C Tujuan Penelitian 7

D Manfaat Penelitian 7

BAB II LANDASAN TEORI 8

A Tinjauan Pustaka 8

1 Senyawa Porphyrin 8

2 Reaksi Kondensasi 10

a Kondensasi Aldol Adisi-diri 10

b Kondensasi Knoevenagel 11

c Kondensasi Aldol Silang 11

d Reaksi Kondensasi pada Pembentukan Porphyrin 12

x

3 Reaksi dengan Senyawa Organologam 15

4 Reaksi Pembentukan Senyawa Dimer 18

5 Sel Bahan Bakar dan Katalisnya 20

6 Senyawa Metal Fused Porphyrin Dimer Sebagai Katalis

Sel Bahan Bakar 24

B Kerangka Pemikiran 25

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 Penelitian 30

2 Bahan Penelitian 31

D Prosedur Penelitian 32

1 Sintesis 5-phenyl dipyrromethane 32

2 Sintesis 515-diphenyl porphyrin 33

3 Sintesis 51015-triphenyl porphyrin 33

4 Sintesis fused porphyrin dimer 34

5 Sintesis metal fused porphyrin dimer 34

6 Pengujian Sifat Aktivitas Katalitik Sel Bahan Bakar 34

E Teknik Pengumpulan Data 35

F Teknik Analisis Data 35

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 37

A Sintesis 5-phenyl dipyrromethane 37

B Sintesis 515-diphenyl porphyrin 43

C Sintesis 51015-triphenyl porphyrin 49

D Sintesis fused porphyrin dimer 55

E Sintesis metal fused porphyrin dimer 60

F Uji Katalisis Sel Bahan Bakar 65

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 68

A Kesimpulan 68

xi

B Saran 68

DAFTAR PUSTAKA 69

LAMPIRAN-LAMPIRAN 78

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1 Monitoring KLT Senyawa Awal (pyrrole) Senyawa Hasil

Sintesis dan Senyawa Produk Samping 38

Tabel 2 Perbandingan Bilangan Gelombang FTIR pada Senyawa Hasil

Sintesis dengan Pustaka 40

Tabel 3 Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl dipyrromethane)

dan Senyawa Hasil Sintesis 44

Tabel 4 Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl porphyrin)

dan Senyawa Hasil Sintesis 50

Tabel 5 Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl porphyrin)

dan Senyawa Hasil Sintesis 56

Tabel 6 Perbandingan Bilangan Gelombang FTIR pada Metal Fused

Porphyrin Dimer Fused Porphyrin DimerCoII dan Metal

Fused Porphyrin DimerFeII dengan Pustaka 65

Tabel 7 Hasil Cyclic Voltammogram Uji Aktivitas Katalisis Sel Bahan

Bakar 66

Tabel 8 Hasil Jumlah Transfer Elektron dan Energi Bebas Gibbs Uji

Aktivitas Katalisis Sel Bahan Bakar 67

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1 Struktur Senyawa Porphyrin 08

Gambar 2 Mekanisme Umum Reaksi Kondensasi 10

Gambar 3 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Adisi-diri 11

Gambar 4 Contoh Reaksi Kondensasi Knovenagel 11

Gambar 5 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Silang 11

Gambar 6 Skema Reaksi Pembentukan 5-phenyl dipyrromethane 12

Gambar 7 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 5-phenyl dipyrromethane 13

Gambar 8 Skema Reaksi Pembentukan 515-diphenyl porphyrin 14

Gambar 9 Contoh Senyawa Organologam 15

Gambar 10 Contoh Reaksi Senyawa Organologam 16

Gambar 11 Skema Reaksi Pembentukan 51015-triphenyl porphyrin 17

Gambar 12 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 51015-diphenyl

porphyrin 18

Gambar 13 Contoh Senyawa Dimer 19

Gambar 14 Skema Reaksi Pembentukan Porphyrin Dimer 20

Gambar 15 Skema Kinerja Sel Bahan Bakar 21

Gambar 16 Mekanisme Reaksi Reduksi Oksigen oleh Logam Pt dalam

Suasana Asam 23

Gambar 17 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 5-phenyl

dipyrromethane 26

Gambar 18 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 515-diphenyl

porphyrin 26

Gambar 19 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 51015-

triphenyl porphyrin 27

Gambar 20 Perkiraan Mekanisme Elektrokatalisis Fused Porphyrin

Dimer (LogamII) dalam Reaksi Reduksi Oksigen Sel Bahan

Bakar 28

xiv

Gambar 21 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (Pyrrole) Senyawa

Hasil Sintesis 1 dan Senyawa Hasil Sintesis 2 dengan

Penampak Bercak Bromin 37

Gambar 22 Spektra FTIR Senyawa Awal (Pyrrole) dan Senyawa Hasil

Sintesis 39

Gambar 23 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 41

Gambar 24 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 42

Gambar 25 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl

dipyrromethane) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan

Penampak Bercak Bromin 43

Gambar 26 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 45

Gambar 27 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 46

Gambar 28 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 47

Gambar 29 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 48

Gambar 30 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 49

Gambar 31 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 51

Gambar 32 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 52

Gambar 33 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 53

Gambar 34 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 54

Gambar 35 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 55

Gambar 36 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 57

xv

Gambar 37 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 58

Gambar 38 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 59

Gambar 39 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 60

Gambar 40 Hasil Monitoring KLT Senyawa Hasil Reaksi Proses refluks

dengan UV 254 nm 61

Gambar 41 Spektra UV Logam CoCl26H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Cobalt(II) (merah) 62

Gambar 42 Spektra UV Logam FeCl24H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Iron(II) (merah) (merah) 63

Gambar 43 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer Metal Porphyrin

DimerCo(II) dan Metal porphyrin DimerFe(II) 64

Gambar 44 Hasil Cyclic Voltammogram Bis[5 10 20 ndash bis(phenyl)

porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato] Iron(II) (biru) dan Bis[5

10 20 ndash bis(phenyl) porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato]

Cobalt(II) (merah) Uji Aktivitas Katalis Sel Bahan Bakar 66

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Hasil Perhitungan Rendemen 78

Lampiran 2 Hasil Perhitungan Cyclic Voltammogram 81

Lampiran 3 Hasil Perhitungan Energi Bebas Gibbs 82

Lampiran 4 Spektra FTIR Pyrrole 82

Lampiran 5 Spektra FTIR 5-phenyl dipyrromethane 83

Lampiran 6 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer 83

Lampiran 7 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerCo(II) 84

Lampiran 8 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerFe(II) 84

Lampiran 9 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 5-phenyl dipyrromethane 85

Lampiran 10 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 515-diphenyl porphyrin 86

Lampiran 11 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 51015-triphenylpophyrin 87

Lampiran 12 Spektra 1HNMR dan

13CNMR fused porphyrin dimer 88

Page 5: SINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED … · FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM ... resulted Gibbs energy greater than (bis[5,10 ... Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha

v

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF METAL FUSED

PORPHYRIN DIMER (Bis[51020-bis(phenyl)porphyrin-131517-triylato]

Iron (II)Cobalt(II)) AS FUEL CELL CATALYST

ANGGIT PRADIFTA CHANIAGO

Department of Chemistry Faculty of Mathematic and Natural Sciences

Sebelas Maret University

ABSTRACT

Metal fused porphyrin dimer (Bis[51020-bis(phenyl) porphyrin-131517-

triylato] Iron(II)Cobalt(II)) compounds have been synthesized and to determine

the influence of the metal used on metal fused porphyrin dimer compound toward

the activity of a fuel cell catalysis Synthesis of metal fused porphyrin dimer

compounds carried through the five stages reaction by using pyrrole and

benzaldehyde as starting material Stages of metal fused porphyrin dimer

formation is two-stages condensation reaction nucleophilic addition reaction with

phenyl lithium oxidative coupling reaction with phenyliodine bis(trifluoroacetate)

and metalization reaction with FeCl24H2O dan CoCl26H2O The first stage

reaction produced 5-phenyl dipyrromethane (3292) white crystalline powder

with a melting point of 101 degC The second stage reaction produced 515-diphenyl

porphyrin (7845) purple crystalline powder with a melting point of 302 degC The

third stage reaction produced 51015-triphenyl porphyrin (9774) reddish purple

crystalline powder with a melting point of 295 degC The fourth stage reaction

produced fused porphyrin dimer (Bis[51020-bis(phenyl) porphyrin-131517-

triylato] (8341) crystalline purple-black powder with a melting point of 398 degC

The fifth stage reaction produced metal fused porphyrin dimer compounds

Identification of synthesized compounds carried out using a spectrophotometer

FT-IR UV-Vis 1H- NMR and

13C-NMR The activity of a fuel cell catalysis of

the oxygen reduction reaction using cyclic voltammogram with a scan rate of 100

mVs indicating that the (bis[51020-bis(phenyl) porphyrin-1315 17-triylato]

Iron(II) catalyst can transfered 422 electrons and (bis[51020-bis(phenyl)

porphyrin-131517-triylato] Cobalt(II) catalysts can transfered 348 electrons so

that both the catalyst can converted O2 into H2O The (bis[51020-bis(phenyl)

porphyrin-131517-triylato] Iron(II) resulted Gibbs energy greater than

(bis[51020-bis(phenyl) porphyrin-131517-triylato] Cobalt(II) thus converts O2

into H2O faster

Keyword pyrrole benzaldehyde fused porphyrin dimer fuel cell catalyst

oxygen reduction reaction

vi

MOTTO

rdquoBagi manusia ada malaikat-malaikat yang selalu mengikutinya bergiliran di

depan dan di belakangnya mereka menjaganya atas perintah Allah SWT

Sesungguhnya Allah tidak merubah keadaan sesuatu kaum sehingga mereka

merubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri Dan apabila Allah

menghendaki keburukan terhadap sesuatu kaum maka tak ada yang dapat

menolaknya dan sekali-kali tak ada pelindung bagi mereka selain Diardquo

(QS Ar Rarsquoad 11)

ldquoKetika engkau sudah berada di jalur menuju Allah maka berlarilah Jika sulit

bagimu maka berlari kecilah Jika kamu lelah berjalanlah Jika itupun tak

mampu merangkaklah Namun jangan pernah berbalik arah atau berhentirdquo

(Imam Syafirsquoi)

ldquoLife is simple you make a choice and donrsquot look at backrdquo

(Penulis)

ldquoAkan ada banyak pelajaran yang kita dapatkan saat kita berani mengambil

resikordquo

(Penulis)

vii

PERSEMBAHAN

Karya ini saya persembahkan untuk

Bapak Ibu Kakak Adik dan keluarga tercinta yang selalu memberikan dorsquoa

motivasi semangat dan dukungan

Teman-teman Kimia angkatan 2012 atas dukungan dan semangatnya

Almamaterku Kimia FMIPA UNS

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan berkat

dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini untuk

memenuhi sebagian persyaratan guna mencapai gelar Sarjana Sains Kimia dari

Program Studi Kimia FMIPA Universitas Sebelas Maret

Dalam penyelesaian skripsi ini penulis tidak lepas dari bimbingan

pengarahan dan bantuan dari berbagai pihak maka pada kesempatan ini penulis

mengucapkan terima kasih kepada

1 Ibu Triana Kusumaningsih MSi selaku Kepala Program Studi Kimia

Fakultas MIPA UNS

2 Bapak Dr rer nat Atmanto Heru Wibowo MSi selaku pembimbing I

atas bimbingan nasehat arahan dalam menyelesaikan skripsi ini

3 Bapak Abu Masykur M Si selaku pembimbing II yang senantiasa

mengarahkan dan membimbing penulis dalam menyelesaikan skripsi ini

4 Ibu Dr Sayekti Wahyuningsih MSi selaku Ketua Laboratorium

Terpadu Jurusan Kimia Fakultas MIPA UNS

5 Bapak Dr Pranoto selaku pembimbing akademik yang selama ini

banyak memberikan arahan serta motivasi

6 Segenap dosen dan karyawan yang selalu sabar dalam mendidik saya

7 Bapak Ibu Kakak dan Adik yang selalu memberikan doa dan motivasi

8 Teman-teman Kimia angkatan 2012 yang selalu memberikan motivasi

dukungan doa serta menjadi teman diskusi dan berbagi ilmu

Penulis menyadari bahwa banyak kekurangan dalam penulisan skripsi

ini Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun

untuk menyempurnakannya

Surakarta 7 November 2016

Anggit Pradifta Chaniago

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

HALAMAN PERNYATAAN iii

HALAMAN ABSTRAK iv

HALAMAN ABSTRACT v

HALAMAN MOTTO vi

HALAMAN PERSEMBAHAN vii

KATA PENGANTAR viii

DAFTAR ISI ix

DAFTAR TABEL xii

DAFTAR GAMBAR xiii

DAFTAR LAMPIRAN xvi

BAB I PENDAHULUAN 1

A Latar Belakang Masalah 1

B Perumusan Masalah 3

1 Identifikasi Masalah 3

2 Batasan Masalah 6

3 Rumusan Masalah 7

C Tujuan Penelitian 7

D Manfaat Penelitian 7

BAB II LANDASAN TEORI 8

A Tinjauan Pustaka 8

1 Senyawa Porphyrin 8

2 Reaksi Kondensasi 10

a Kondensasi Aldol Adisi-diri 10

b Kondensasi Knoevenagel 11

c Kondensasi Aldol Silang 11

d Reaksi Kondensasi pada Pembentukan Porphyrin 12

x

3 Reaksi dengan Senyawa Organologam 15

4 Reaksi Pembentukan Senyawa Dimer 18

5 Sel Bahan Bakar dan Katalisnya 20

6 Senyawa Metal Fused Porphyrin Dimer Sebagai Katalis

Sel Bahan Bakar 24

B Kerangka Pemikiran 25

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 Penelitian 30

2 Bahan Penelitian 31

D Prosedur Penelitian 32

1 Sintesis 5-phenyl dipyrromethane 32

2 Sintesis 515-diphenyl porphyrin 33

3 Sintesis 51015-triphenyl porphyrin 33

4 Sintesis fused porphyrin dimer 34

5 Sintesis metal fused porphyrin dimer 34

6 Pengujian Sifat Aktivitas Katalitik Sel Bahan Bakar 34

E Teknik Pengumpulan Data 35

F Teknik Analisis Data 35

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 37

A Sintesis 5-phenyl dipyrromethane 37

B Sintesis 515-diphenyl porphyrin 43

C Sintesis 51015-triphenyl porphyrin 49

D Sintesis fused porphyrin dimer 55

E Sintesis metal fused porphyrin dimer 60

F Uji Katalisis Sel Bahan Bakar 65

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 68

A Kesimpulan 68

xi

B Saran 68

DAFTAR PUSTAKA 69

LAMPIRAN-LAMPIRAN 78

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1 Monitoring KLT Senyawa Awal (pyrrole) Senyawa Hasil

Sintesis dan Senyawa Produk Samping 38

Tabel 2 Perbandingan Bilangan Gelombang FTIR pada Senyawa Hasil

Sintesis dengan Pustaka 40

Tabel 3 Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl dipyrromethane)

dan Senyawa Hasil Sintesis 44

Tabel 4 Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl porphyrin)

dan Senyawa Hasil Sintesis 50

Tabel 5 Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl porphyrin)

dan Senyawa Hasil Sintesis 56

Tabel 6 Perbandingan Bilangan Gelombang FTIR pada Metal Fused

Porphyrin Dimer Fused Porphyrin DimerCoII dan Metal

Fused Porphyrin DimerFeII dengan Pustaka 65

Tabel 7 Hasil Cyclic Voltammogram Uji Aktivitas Katalisis Sel Bahan

Bakar 66

Tabel 8 Hasil Jumlah Transfer Elektron dan Energi Bebas Gibbs Uji

Aktivitas Katalisis Sel Bahan Bakar 67

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1 Struktur Senyawa Porphyrin 08

Gambar 2 Mekanisme Umum Reaksi Kondensasi 10

Gambar 3 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Adisi-diri 11

Gambar 4 Contoh Reaksi Kondensasi Knovenagel 11

Gambar 5 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Silang 11

Gambar 6 Skema Reaksi Pembentukan 5-phenyl dipyrromethane 12

Gambar 7 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 5-phenyl dipyrromethane 13

Gambar 8 Skema Reaksi Pembentukan 515-diphenyl porphyrin 14

Gambar 9 Contoh Senyawa Organologam 15

Gambar 10 Contoh Reaksi Senyawa Organologam 16

Gambar 11 Skema Reaksi Pembentukan 51015-triphenyl porphyrin 17

Gambar 12 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 51015-diphenyl

porphyrin 18

Gambar 13 Contoh Senyawa Dimer 19

Gambar 14 Skema Reaksi Pembentukan Porphyrin Dimer 20

Gambar 15 Skema Kinerja Sel Bahan Bakar 21

Gambar 16 Mekanisme Reaksi Reduksi Oksigen oleh Logam Pt dalam

Suasana Asam 23

Gambar 17 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 5-phenyl

dipyrromethane 26

Gambar 18 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 515-diphenyl

porphyrin 26

Gambar 19 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 51015-

triphenyl porphyrin 27

Gambar 20 Perkiraan Mekanisme Elektrokatalisis Fused Porphyrin

Dimer (LogamII) dalam Reaksi Reduksi Oksigen Sel Bahan

Bakar 28

xiv

Gambar 21 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (Pyrrole) Senyawa

Hasil Sintesis 1 dan Senyawa Hasil Sintesis 2 dengan

Penampak Bercak Bromin 37

Gambar 22 Spektra FTIR Senyawa Awal (Pyrrole) dan Senyawa Hasil

Sintesis 39

Gambar 23 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 41

Gambar 24 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 42

Gambar 25 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl

dipyrromethane) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan

Penampak Bercak Bromin 43

Gambar 26 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 45

Gambar 27 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 46

Gambar 28 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 47

Gambar 29 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 48

Gambar 30 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 49

Gambar 31 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 51

Gambar 32 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 52

Gambar 33 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 53

Gambar 34 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 54

Gambar 35 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 55

Gambar 36 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 57

xv

Gambar 37 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 58

Gambar 38 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 59

Gambar 39 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 60

Gambar 40 Hasil Monitoring KLT Senyawa Hasil Reaksi Proses refluks

dengan UV 254 nm 61

Gambar 41 Spektra UV Logam CoCl26H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Cobalt(II) (merah) 62

Gambar 42 Spektra UV Logam FeCl24H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Iron(II) (merah) (merah) 63

Gambar 43 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer Metal Porphyrin

DimerCo(II) dan Metal porphyrin DimerFe(II) 64

Gambar 44 Hasil Cyclic Voltammogram Bis[5 10 20 ndash bis(phenyl)

porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato] Iron(II) (biru) dan Bis[5

10 20 ndash bis(phenyl) porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato]

Cobalt(II) (merah) Uji Aktivitas Katalis Sel Bahan Bakar 66

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Hasil Perhitungan Rendemen 78

Lampiran 2 Hasil Perhitungan Cyclic Voltammogram 81

Lampiran 3 Hasil Perhitungan Energi Bebas Gibbs 82

Lampiran 4 Spektra FTIR Pyrrole 82

Lampiran 5 Spektra FTIR 5-phenyl dipyrromethane 83

Lampiran 6 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer 83

Lampiran 7 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerCo(II) 84

Lampiran 8 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerFe(II) 84

Lampiran 9 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 5-phenyl dipyrromethane 85

Lampiran 10 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 515-diphenyl porphyrin 86

Lampiran 11 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 51015-triphenylpophyrin 87

Lampiran 12 Spektra 1HNMR dan

13CNMR fused porphyrin dimer 88

Page 6: SINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED … · FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM ... resulted Gibbs energy greater than (bis[5,10 ... Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha

vi

MOTTO

rdquoBagi manusia ada malaikat-malaikat yang selalu mengikutinya bergiliran di

depan dan di belakangnya mereka menjaganya atas perintah Allah SWT

Sesungguhnya Allah tidak merubah keadaan sesuatu kaum sehingga mereka

merubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri Dan apabila Allah

menghendaki keburukan terhadap sesuatu kaum maka tak ada yang dapat

menolaknya dan sekali-kali tak ada pelindung bagi mereka selain Diardquo

(QS Ar Rarsquoad 11)

ldquoKetika engkau sudah berada di jalur menuju Allah maka berlarilah Jika sulit

bagimu maka berlari kecilah Jika kamu lelah berjalanlah Jika itupun tak

mampu merangkaklah Namun jangan pernah berbalik arah atau berhentirdquo

(Imam Syafirsquoi)

ldquoLife is simple you make a choice and donrsquot look at backrdquo

(Penulis)

ldquoAkan ada banyak pelajaran yang kita dapatkan saat kita berani mengambil

resikordquo

(Penulis)

vii

PERSEMBAHAN

Karya ini saya persembahkan untuk

Bapak Ibu Kakak Adik dan keluarga tercinta yang selalu memberikan dorsquoa

motivasi semangat dan dukungan

Teman-teman Kimia angkatan 2012 atas dukungan dan semangatnya

Almamaterku Kimia FMIPA UNS

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan berkat

dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini untuk

memenuhi sebagian persyaratan guna mencapai gelar Sarjana Sains Kimia dari

Program Studi Kimia FMIPA Universitas Sebelas Maret

Dalam penyelesaian skripsi ini penulis tidak lepas dari bimbingan

pengarahan dan bantuan dari berbagai pihak maka pada kesempatan ini penulis

mengucapkan terima kasih kepada

1 Ibu Triana Kusumaningsih MSi selaku Kepala Program Studi Kimia

Fakultas MIPA UNS

2 Bapak Dr rer nat Atmanto Heru Wibowo MSi selaku pembimbing I

atas bimbingan nasehat arahan dalam menyelesaikan skripsi ini

3 Bapak Abu Masykur M Si selaku pembimbing II yang senantiasa

mengarahkan dan membimbing penulis dalam menyelesaikan skripsi ini

4 Ibu Dr Sayekti Wahyuningsih MSi selaku Ketua Laboratorium

Terpadu Jurusan Kimia Fakultas MIPA UNS

5 Bapak Dr Pranoto selaku pembimbing akademik yang selama ini

banyak memberikan arahan serta motivasi

6 Segenap dosen dan karyawan yang selalu sabar dalam mendidik saya

7 Bapak Ibu Kakak dan Adik yang selalu memberikan doa dan motivasi

8 Teman-teman Kimia angkatan 2012 yang selalu memberikan motivasi

dukungan doa serta menjadi teman diskusi dan berbagi ilmu

Penulis menyadari bahwa banyak kekurangan dalam penulisan skripsi

ini Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun

untuk menyempurnakannya

Surakarta 7 November 2016

Anggit Pradifta Chaniago

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

HALAMAN PERNYATAAN iii

HALAMAN ABSTRAK iv

HALAMAN ABSTRACT v

HALAMAN MOTTO vi

HALAMAN PERSEMBAHAN vii

KATA PENGANTAR viii

DAFTAR ISI ix

DAFTAR TABEL xii

DAFTAR GAMBAR xiii

DAFTAR LAMPIRAN xvi

BAB I PENDAHULUAN 1

A Latar Belakang Masalah 1

B Perumusan Masalah 3

1 Identifikasi Masalah 3

2 Batasan Masalah 6

3 Rumusan Masalah 7

C Tujuan Penelitian 7

D Manfaat Penelitian 7

BAB II LANDASAN TEORI 8

A Tinjauan Pustaka 8

1 Senyawa Porphyrin 8

2 Reaksi Kondensasi 10

a Kondensasi Aldol Adisi-diri 10

b Kondensasi Knoevenagel 11

c Kondensasi Aldol Silang 11

d Reaksi Kondensasi pada Pembentukan Porphyrin 12

x

3 Reaksi dengan Senyawa Organologam 15

4 Reaksi Pembentukan Senyawa Dimer 18

5 Sel Bahan Bakar dan Katalisnya 20

6 Senyawa Metal Fused Porphyrin Dimer Sebagai Katalis

Sel Bahan Bakar 24

B Kerangka Pemikiran 25

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 Penelitian 30

2 Bahan Penelitian 31

D Prosedur Penelitian 32

1 Sintesis 5-phenyl dipyrromethane 32

2 Sintesis 515-diphenyl porphyrin 33

3 Sintesis 51015-triphenyl porphyrin 33

4 Sintesis fused porphyrin dimer 34

5 Sintesis metal fused porphyrin dimer 34

6 Pengujian Sifat Aktivitas Katalitik Sel Bahan Bakar 34

E Teknik Pengumpulan Data 35

F Teknik Analisis Data 35

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 37

A Sintesis 5-phenyl dipyrromethane 37

B Sintesis 515-diphenyl porphyrin 43

C Sintesis 51015-triphenyl porphyrin 49

D Sintesis fused porphyrin dimer 55

E Sintesis metal fused porphyrin dimer 60

F Uji Katalisis Sel Bahan Bakar 65

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 68

A Kesimpulan 68

xi

B Saran 68

DAFTAR PUSTAKA 69

LAMPIRAN-LAMPIRAN 78

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1 Monitoring KLT Senyawa Awal (pyrrole) Senyawa Hasil

Sintesis dan Senyawa Produk Samping 38

Tabel 2 Perbandingan Bilangan Gelombang FTIR pada Senyawa Hasil

Sintesis dengan Pustaka 40

Tabel 3 Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl dipyrromethane)

dan Senyawa Hasil Sintesis 44

Tabel 4 Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl porphyrin)

dan Senyawa Hasil Sintesis 50

Tabel 5 Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl porphyrin)

dan Senyawa Hasil Sintesis 56

Tabel 6 Perbandingan Bilangan Gelombang FTIR pada Metal Fused

Porphyrin Dimer Fused Porphyrin DimerCoII dan Metal

Fused Porphyrin DimerFeII dengan Pustaka 65

Tabel 7 Hasil Cyclic Voltammogram Uji Aktivitas Katalisis Sel Bahan

Bakar 66

Tabel 8 Hasil Jumlah Transfer Elektron dan Energi Bebas Gibbs Uji

Aktivitas Katalisis Sel Bahan Bakar 67

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1 Struktur Senyawa Porphyrin 08

Gambar 2 Mekanisme Umum Reaksi Kondensasi 10

Gambar 3 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Adisi-diri 11

Gambar 4 Contoh Reaksi Kondensasi Knovenagel 11

Gambar 5 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Silang 11

Gambar 6 Skema Reaksi Pembentukan 5-phenyl dipyrromethane 12

Gambar 7 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 5-phenyl dipyrromethane 13

Gambar 8 Skema Reaksi Pembentukan 515-diphenyl porphyrin 14

Gambar 9 Contoh Senyawa Organologam 15

Gambar 10 Contoh Reaksi Senyawa Organologam 16

Gambar 11 Skema Reaksi Pembentukan 51015-triphenyl porphyrin 17

Gambar 12 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 51015-diphenyl

porphyrin 18

Gambar 13 Contoh Senyawa Dimer 19

Gambar 14 Skema Reaksi Pembentukan Porphyrin Dimer 20

Gambar 15 Skema Kinerja Sel Bahan Bakar 21

Gambar 16 Mekanisme Reaksi Reduksi Oksigen oleh Logam Pt dalam

Suasana Asam 23

Gambar 17 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 5-phenyl

dipyrromethane 26

Gambar 18 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 515-diphenyl

porphyrin 26

Gambar 19 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 51015-

triphenyl porphyrin 27

Gambar 20 Perkiraan Mekanisme Elektrokatalisis Fused Porphyrin

Dimer (LogamII) dalam Reaksi Reduksi Oksigen Sel Bahan

Bakar 28

xiv

Gambar 21 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (Pyrrole) Senyawa

Hasil Sintesis 1 dan Senyawa Hasil Sintesis 2 dengan

Penampak Bercak Bromin 37

Gambar 22 Spektra FTIR Senyawa Awal (Pyrrole) dan Senyawa Hasil

Sintesis 39

Gambar 23 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 41

Gambar 24 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 42

Gambar 25 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl

dipyrromethane) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan

Penampak Bercak Bromin 43

Gambar 26 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 45

Gambar 27 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 46

Gambar 28 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 47

Gambar 29 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 48

Gambar 30 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 49

Gambar 31 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 51

Gambar 32 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 52

Gambar 33 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 53

Gambar 34 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 54

Gambar 35 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 55

Gambar 36 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 57

xv

Gambar 37 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 58

Gambar 38 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 59

Gambar 39 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 60

Gambar 40 Hasil Monitoring KLT Senyawa Hasil Reaksi Proses refluks

dengan UV 254 nm 61

Gambar 41 Spektra UV Logam CoCl26H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Cobalt(II) (merah) 62

Gambar 42 Spektra UV Logam FeCl24H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Iron(II) (merah) (merah) 63

Gambar 43 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer Metal Porphyrin

DimerCo(II) dan Metal porphyrin DimerFe(II) 64

Gambar 44 Hasil Cyclic Voltammogram Bis[5 10 20 ndash bis(phenyl)

porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato] Iron(II) (biru) dan Bis[5

10 20 ndash bis(phenyl) porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato]

Cobalt(II) (merah) Uji Aktivitas Katalis Sel Bahan Bakar 66

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Hasil Perhitungan Rendemen 78

Lampiran 2 Hasil Perhitungan Cyclic Voltammogram 81

Lampiran 3 Hasil Perhitungan Energi Bebas Gibbs 82

Lampiran 4 Spektra FTIR Pyrrole 82

Lampiran 5 Spektra FTIR 5-phenyl dipyrromethane 83

Lampiran 6 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer 83

Lampiran 7 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerCo(II) 84

Lampiran 8 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerFe(II) 84

Lampiran 9 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 5-phenyl dipyrromethane 85

Lampiran 10 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 515-diphenyl porphyrin 86

Lampiran 11 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 51015-triphenylpophyrin 87

Lampiran 12 Spektra 1HNMR dan

13CNMR fused porphyrin dimer 88

Page 7: SINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED … · FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM ... resulted Gibbs energy greater than (bis[5,10 ... Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha

vii

PERSEMBAHAN

Karya ini saya persembahkan untuk

Bapak Ibu Kakak Adik dan keluarga tercinta yang selalu memberikan dorsquoa

motivasi semangat dan dukungan

Teman-teman Kimia angkatan 2012 atas dukungan dan semangatnya

Almamaterku Kimia FMIPA UNS

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan berkat

dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini untuk

memenuhi sebagian persyaratan guna mencapai gelar Sarjana Sains Kimia dari

Program Studi Kimia FMIPA Universitas Sebelas Maret

Dalam penyelesaian skripsi ini penulis tidak lepas dari bimbingan

pengarahan dan bantuan dari berbagai pihak maka pada kesempatan ini penulis

mengucapkan terima kasih kepada

1 Ibu Triana Kusumaningsih MSi selaku Kepala Program Studi Kimia

Fakultas MIPA UNS

2 Bapak Dr rer nat Atmanto Heru Wibowo MSi selaku pembimbing I

atas bimbingan nasehat arahan dalam menyelesaikan skripsi ini

3 Bapak Abu Masykur M Si selaku pembimbing II yang senantiasa

mengarahkan dan membimbing penulis dalam menyelesaikan skripsi ini

4 Ibu Dr Sayekti Wahyuningsih MSi selaku Ketua Laboratorium

Terpadu Jurusan Kimia Fakultas MIPA UNS

5 Bapak Dr Pranoto selaku pembimbing akademik yang selama ini

banyak memberikan arahan serta motivasi

6 Segenap dosen dan karyawan yang selalu sabar dalam mendidik saya

7 Bapak Ibu Kakak dan Adik yang selalu memberikan doa dan motivasi

8 Teman-teman Kimia angkatan 2012 yang selalu memberikan motivasi

dukungan doa serta menjadi teman diskusi dan berbagi ilmu

Penulis menyadari bahwa banyak kekurangan dalam penulisan skripsi

ini Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun

untuk menyempurnakannya

Surakarta 7 November 2016

Anggit Pradifta Chaniago

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

HALAMAN PERNYATAAN iii

HALAMAN ABSTRAK iv

HALAMAN ABSTRACT v

HALAMAN MOTTO vi

HALAMAN PERSEMBAHAN vii

KATA PENGANTAR viii

DAFTAR ISI ix

DAFTAR TABEL xii

DAFTAR GAMBAR xiii

DAFTAR LAMPIRAN xvi

BAB I PENDAHULUAN 1

A Latar Belakang Masalah 1

B Perumusan Masalah 3

1 Identifikasi Masalah 3

2 Batasan Masalah 6

3 Rumusan Masalah 7

C Tujuan Penelitian 7

D Manfaat Penelitian 7

BAB II LANDASAN TEORI 8

A Tinjauan Pustaka 8

1 Senyawa Porphyrin 8

2 Reaksi Kondensasi 10

a Kondensasi Aldol Adisi-diri 10

b Kondensasi Knoevenagel 11

c Kondensasi Aldol Silang 11

d Reaksi Kondensasi pada Pembentukan Porphyrin 12

x

3 Reaksi dengan Senyawa Organologam 15

4 Reaksi Pembentukan Senyawa Dimer 18

5 Sel Bahan Bakar dan Katalisnya 20

6 Senyawa Metal Fused Porphyrin Dimer Sebagai Katalis

Sel Bahan Bakar 24

B Kerangka Pemikiran 25

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 Penelitian 30

2 Bahan Penelitian 31

D Prosedur Penelitian 32

1 Sintesis 5-phenyl dipyrromethane 32

2 Sintesis 515-diphenyl porphyrin 33

3 Sintesis 51015-triphenyl porphyrin 33

4 Sintesis fused porphyrin dimer 34

5 Sintesis metal fused porphyrin dimer 34

6 Pengujian Sifat Aktivitas Katalitik Sel Bahan Bakar 34

E Teknik Pengumpulan Data 35

F Teknik Analisis Data 35

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 37

A Sintesis 5-phenyl dipyrromethane 37

B Sintesis 515-diphenyl porphyrin 43

C Sintesis 51015-triphenyl porphyrin 49

D Sintesis fused porphyrin dimer 55

E Sintesis metal fused porphyrin dimer 60

F Uji Katalisis Sel Bahan Bakar 65

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 68

A Kesimpulan 68

xi

B Saran 68

DAFTAR PUSTAKA 69

LAMPIRAN-LAMPIRAN 78

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1 Monitoring KLT Senyawa Awal (pyrrole) Senyawa Hasil

Sintesis dan Senyawa Produk Samping 38

Tabel 2 Perbandingan Bilangan Gelombang FTIR pada Senyawa Hasil

Sintesis dengan Pustaka 40

Tabel 3 Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl dipyrromethane)

dan Senyawa Hasil Sintesis 44

Tabel 4 Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl porphyrin)

dan Senyawa Hasil Sintesis 50

Tabel 5 Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl porphyrin)

dan Senyawa Hasil Sintesis 56

Tabel 6 Perbandingan Bilangan Gelombang FTIR pada Metal Fused

Porphyrin Dimer Fused Porphyrin DimerCoII dan Metal

Fused Porphyrin DimerFeII dengan Pustaka 65

Tabel 7 Hasil Cyclic Voltammogram Uji Aktivitas Katalisis Sel Bahan

Bakar 66

Tabel 8 Hasil Jumlah Transfer Elektron dan Energi Bebas Gibbs Uji

Aktivitas Katalisis Sel Bahan Bakar 67

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1 Struktur Senyawa Porphyrin 08

Gambar 2 Mekanisme Umum Reaksi Kondensasi 10

Gambar 3 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Adisi-diri 11

Gambar 4 Contoh Reaksi Kondensasi Knovenagel 11

Gambar 5 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Silang 11

Gambar 6 Skema Reaksi Pembentukan 5-phenyl dipyrromethane 12

Gambar 7 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 5-phenyl dipyrromethane 13

Gambar 8 Skema Reaksi Pembentukan 515-diphenyl porphyrin 14

Gambar 9 Contoh Senyawa Organologam 15

Gambar 10 Contoh Reaksi Senyawa Organologam 16

Gambar 11 Skema Reaksi Pembentukan 51015-triphenyl porphyrin 17

Gambar 12 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 51015-diphenyl

porphyrin 18

Gambar 13 Contoh Senyawa Dimer 19

Gambar 14 Skema Reaksi Pembentukan Porphyrin Dimer 20

Gambar 15 Skema Kinerja Sel Bahan Bakar 21

Gambar 16 Mekanisme Reaksi Reduksi Oksigen oleh Logam Pt dalam

Suasana Asam 23

Gambar 17 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 5-phenyl

dipyrromethane 26

Gambar 18 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 515-diphenyl

porphyrin 26

Gambar 19 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 51015-

triphenyl porphyrin 27

Gambar 20 Perkiraan Mekanisme Elektrokatalisis Fused Porphyrin

Dimer (LogamII) dalam Reaksi Reduksi Oksigen Sel Bahan

Bakar 28

xiv

Gambar 21 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (Pyrrole) Senyawa

Hasil Sintesis 1 dan Senyawa Hasil Sintesis 2 dengan

Penampak Bercak Bromin 37

Gambar 22 Spektra FTIR Senyawa Awal (Pyrrole) dan Senyawa Hasil

Sintesis 39

Gambar 23 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 41

Gambar 24 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 42

Gambar 25 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl

dipyrromethane) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan

Penampak Bercak Bromin 43

Gambar 26 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 45

Gambar 27 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 46

Gambar 28 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 47

Gambar 29 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 48

Gambar 30 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 49

Gambar 31 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 51

Gambar 32 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 52

Gambar 33 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 53

Gambar 34 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 54

Gambar 35 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 55

Gambar 36 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 57

xv

Gambar 37 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 58

Gambar 38 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 59

Gambar 39 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 60

Gambar 40 Hasil Monitoring KLT Senyawa Hasil Reaksi Proses refluks

dengan UV 254 nm 61

Gambar 41 Spektra UV Logam CoCl26H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Cobalt(II) (merah) 62

Gambar 42 Spektra UV Logam FeCl24H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Iron(II) (merah) (merah) 63

Gambar 43 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer Metal Porphyrin

DimerCo(II) dan Metal porphyrin DimerFe(II) 64

Gambar 44 Hasil Cyclic Voltammogram Bis[5 10 20 ndash bis(phenyl)

porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato] Iron(II) (biru) dan Bis[5

10 20 ndash bis(phenyl) porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato]

Cobalt(II) (merah) Uji Aktivitas Katalis Sel Bahan Bakar 66

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Hasil Perhitungan Rendemen 78

Lampiran 2 Hasil Perhitungan Cyclic Voltammogram 81

Lampiran 3 Hasil Perhitungan Energi Bebas Gibbs 82

Lampiran 4 Spektra FTIR Pyrrole 82

Lampiran 5 Spektra FTIR 5-phenyl dipyrromethane 83

Lampiran 6 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer 83

Lampiran 7 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerCo(II) 84

Lampiran 8 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerFe(II) 84

Lampiran 9 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 5-phenyl dipyrromethane 85

Lampiran 10 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 515-diphenyl porphyrin 86

Lampiran 11 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 51015-triphenylpophyrin 87

Lampiran 12 Spektra 1HNMR dan

13CNMR fused porphyrin dimer 88

Page 8: SINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED … · FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM ... resulted Gibbs energy greater than (bis[5,10 ... Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan berkat

dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini untuk

memenuhi sebagian persyaratan guna mencapai gelar Sarjana Sains Kimia dari

Program Studi Kimia FMIPA Universitas Sebelas Maret

Dalam penyelesaian skripsi ini penulis tidak lepas dari bimbingan

pengarahan dan bantuan dari berbagai pihak maka pada kesempatan ini penulis

mengucapkan terima kasih kepada

1 Ibu Triana Kusumaningsih MSi selaku Kepala Program Studi Kimia

Fakultas MIPA UNS

2 Bapak Dr rer nat Atmanto Heru Wibowo MSi selaku pembimbing I

atas bimbingan nasehat arahan dalam menyelesaikan skripsi ini

3 Bapak Abu Masykur M Si selaku pembimbing II yang senantiasa

mengarahkan dan membimbing penulis dalam menyelesaikan skripsi ini

4 Ibu Dr Sayekti Wahyuningsih MSi selaku Ketua Laboratorium

Terpadu Jurusan Kimia Fakultas MIPA UNS

5 Bapak Dr Pranoto selaku pembimbing akademik yang selama ini

banyak memberikan arahan serta motivasi

6 Segenap dosen dan karyawan yang selalu sabar dalam mendidik saya

7 Bapak Ibu Kakak dan Adik yang selalu memberikan doa dan motivasi

8 Teman-teman Kimia angkatan 2012 yang selalu memberikan motivasi

dukungan doa serta menjadi teman diskusi dan berbagi ilmu

Penulis menyadari bahwa banyak kekurangan dalam penulisan skripsi

ini Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun

untuk menyempurnakannya

Surakarta 7 November 2016

Anggit Pradifta Chaniago

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

HALAMAN PERNYATAAN iii

HALAMAN ABSTRAK iv

HALAMAN ABSTRACT v

HALAMAN MOTTO vi

HALAMAN PERSEMBAHAN vii

KATA PENGANTAR viii

DAFTAR ISI ix

DAFTAR TABEL xii

DAFTAR GAMBAR xiii

DAFTAR LAMPIRAN xvi

BAB I PENDAHULUAN 1

A Latar Belakang Masalah 1

B Perumusan Masalah 3

1 Identifikasi Masalah 3

2 Batasan Masalah 6

3 Rumusan Masalah 7

C Tujuan Penelitian 7

D Manfaat Penelitian 7

BAB II LANDASAN TEORI 8

A Tinjauan Pustaka 8

1 Senyawa Porphyrin 8

2 Reaksi Kondensasi 10

a Kondensasi Aldol Adisi-diri 10

b Kondensasi Knoevenagel 11

c Kondensasi Aldol Silang 11

d Reaksi Kondensasi pada Pembentukan Porphyrin 12

x

3 Reaksi dengan Senyawa Organologam 15

4 Reaksi Pembentukan Senyawa Dimer 18

5 Sel Bahan Bakar dan Katalisnya 20

6 Senyawa Metal Fused Porphyrin Dimer Sebagai Katalis

Sel Bahan Bakar 24

B Kerangka Pemikiran 25

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 Penelitian 30

2 Bahan Penelitian 31

D Prosedur Penelitian 32

1 Sintesis 5-phenyl dipyrromethane 32

2 Sintesis 515-diphenyl porphyrin 33

3 Sintesis 51015-triphenyl porphyrin 33

4 Sintesis fused porphyrin dimer 34

5 Sintesis metal fused porphyrin dimer 34

6 Pengujian Sifat Aktivitas Katalitik Sel Bahan Bakar 34

E Teknik Pengumpulan Data 35

F Teknik Analisis Data 35

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 37

A Sintesis 5-phenyl dipyrromethane 37

B Sintesis 515-diphenyl porphyrin 43

C Sintesis 51015-triphenyl porphyrin 49

D Sintesis fused porphyrin dimer 55

E Sintesis metal fused porphyrin dimer 60

F Uji Katalisis Sel Bahan Bakar 65

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 68

A Kesimpulan 68

xi

B Saran 68

DAFTAR PUSTAKA 69

LAMPIRAN-LAMPIRAN 78

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1 Monitoring KLT Senyawa Awal (pyrrole) Senyawa Hasil

Sintesis dan Senyawa Produk Samping 38

Tabel 2 Perbandingan Bilangan Gelombang FTIR pada Senyawa Hasil

Sintesis dengan Pustaka 40

Tabel 3 Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl dipyrromethane)

dan Senyawa Hasil Sintesis 44

Tabel 4 Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl porphyrin)

dan Senyawa Hasil Sintesis 50

Tabel 5 Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl porphyrin)

dan Senyawa Hasil Sintesis 56

Tabel 6 Perbandingan Bilangan Gelombang FTIR pada Metal Fused

Porphyrin Dimer Fused Porphyrin DimerCoII dan Metal

Fused Porphyrin DimerFeII dengan Pustaka 65

Tabel 7 Hasil Cyclic Voltammogram Uji Aktivitas Katalisis Sel Bahan

Bakar 66

Tabel 8 Hasil Jumlah Transfer Elektron dan Energi Bebas Gibbs Uji

Aktivitas Katalisis Sel Bahan Bakar 67

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1 Struktur Senyawa Porphyrin 08

Gambar 2 Mekanisme Umum Reaksi Kondensasi 10

Gambar 3 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Adisi-diri 11

Gambar 4 Contoh Reaksi Kondensasi Knovenagel 11

Gambar 5 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Silang 11

Gambar 6 Skema Reaksi Pembentukan 5-phenyl dipyrromethane 12

Gambar 7 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 5-phenyl dipyrromethane 13

Gambar 8 Skema Reaksi Pembentukan 515-diphenyl porphyrin 14

Gambar 9 Contoh Senyawa Organologam 15

Gambar 10 Contoh Reaksi Senyawa Organologam 16

Gambar 11 Skema Reaksi Pembentukan 51015-triphenyl porphyrin 17

Gambar 12 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 51015-diphenyl

porphyrin 18

Gambar 13 Contoh Senyawa Dimer 19

Gambar 14 Skema Reaksi Pembentukan Porphyrin Dimer 20

Gambar 15 Skema Kinerja Sel Bahan Bakar 21

Gambar 16 Mekanisme Reaksi Reduksi Oksigen oleh Logam Pt dalam

Suasana Asam 23

Gambar 17 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 5-phenyl

dipyrromethane 26

Gambar 18 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 515-diphenyl

porphyrin 26

Gambar 19 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 51015-

triphenyl porphyrin 27

Gambar 20 Perkiraan Mekanisme Elektrokatalisis Fused Porphyrin

Dimer (LogamII) dalam Reaksi Reduksi Oksigen Sel Bahan

Bakar 28

xiv

Gambar 21 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (Pyrrole) Senyawa

Hasil Sintesis 1 dan Senyawa Hasil Sintesis 2 dengan

Penampak Bercak Bromin 37

Gambar 22 Spektra FTIR Senyawa Awal (Pyrrole) dan Senyawa Hasil

Sintesis 39

Gambar 23 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 41

Gambar 24 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 42

Gambar 25 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl

dipyrromethane) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan

Penampak Bercak Bromin 43

Gambar 26 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 45

Gambar 27 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 46

Gambar 28 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 47

Gambar 29 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 48

Gambar 30 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 49

Gambar 31 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 51

Gambar 32 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 52

Gambar 33 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 53

Gambar 34 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 54

Gambar 35 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 55

Gambar 36 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 57

xv

Gambar 37 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 58

Gambar 38 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 59

Gambar 39 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 60

Gambar 40 Hasil Monitoring KLT Senyawa Hasil Reaksi Proses refluks

dengan UV 254 nm 61

Gambar 41 Spektra UV Logam CoCl26H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Cobalt(II) (merah) 62

Gambar 42 Spektra UV Logam FeCl24H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Iron(II) (merah) (merah) 63

Gambar 43 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer Metal Porphyrin

DimerCo(II) dan Metal porphyrin DimerFe(II) 64

Gambar 44 Hasil Cyclic Voltammogram Bis[5 10 20 ndash bis(phenyl)

porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato] Iron(II) (biru) dan Bis[5

10 20 ndash bis(phenyl) porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato]

Cobalt(II) (merah) Uji Aktivitas Katalis Sel Bahan Bakar 66

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Hasil Perhitungan Rendemen 78

Lampiran 2 Hasil Perhitungan Cyclic Voltammogram 81

Lampiran 3 Hasil Perhitungan Energi Bebas Gibbs 82

Lampiran 4 Spektra FTIR Pyrrole 82

Lampiran 5 Spektra FTIR 5-phenyl dipyrromethane 83

Lampiran 6 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer 83

Lampiran 7 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerCo(II) 84

Lampiran 8 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerFe(II) 84

Lampiran 9 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 5-phenyl dipyrromethane 85

Lampiran 10 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 515-diphenyl porphyrin 86

Lampiran 11 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 51015-triphenylpophyrin 87

Lampiran 12 Spektra 1HNMR dan

13CNMR fused porphyrin dimer 88

Page 9: SINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED … · FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM ... resulted Gibbs energy greater than (bis[5,10 ... Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

HALAMAN PERNYATAAN iii

HALAMAN ABSTRAK iv

HALAMAN ABSTRACT v

HALAMAN MOTTO vi

HALAMAN PERSEMBAHAN vii

KATA PENGANTAR viii

DAFTAR ISI ix

DAFTAR TABEL xii

DAFTAR GAMBAR xiii

DAFTAR LAMPIRAN xvi

BAB I PENDAHULUAN 1

A Latar Belakang Masalah 1

B Perumusan Masalah 3

1 Identifikasi Masalah 3

2 Batasan Masalah 6

3 Rumusan Masalah 7

C Tujuan Penelitian 7

D Manfaat Penelitian 7

BAB II LANDASAN TEORI 8

A Tinjauan Pustaka 8

1 Senyawa Porphyrin 8

2 Reaksi Kondensasi 10

a Kondensasi Aldol Adisi-diri 10

b Kondensasi Knoevenagel 11

c Kondensasi Aldol Silang 11

d Reaksi Kondensasi pada Pembentukan Porphyrin 12

x

3 Reaksi dengan Senyawa Organologam 15

4 Reaksi Pembentukan Senyawa Dimer 18

5 Sel Bahan Bakar dan Katalisnya 20

6 Senyawa Metal Fused Porphyrin Dimer Sebagai Katalis

Sel Bahan Bakar 24

B Kerangka Pemikiran 25

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 Penelitian 30

2 Bahan Penelitian 31

D Prosedur Penelitian 32

1 Sintesis 5-phenyl dipyrromethane 32

2 Sintesis 515-diphenyl porphyrin 33

3 Sintesis 51015-triphenyl porphyrin 33

4 Sintesis fused porphyrin dimer 34

5 Sintesis metal fused porphyrin dimer 34

6 Pengujian Sifat Aktivitas Katalitik Sel Bahan Bakar 34

E Teknik Pengumpulan Data 35

F Teknik Analisis Data 35

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 37

A Sintesis 5-phenyl dipyrromethane 37

B Sintesis 515-diphenyl porphyrin 43

C Sintesis 51015-triphenyl porphyrin 49

D Sintesis fused porphyrin dimer 55

E Sintesis metal fused porphyrin dimer 60

F Uji Katalisis Sel Bahan Bakar 65

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 68

A Kesimpulan 68

xi

B Saran 68

DAFTAR PUSTAKA 69

LAMPIRAN-LAMPIRAN 78

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1 Monitoring KLT Senyawa Awal (pyrrole) Senyawa Hasil

Sintesis dan Senyawa Produk Samping 38

Tabel 2 Perbandingan Bilangan Gelombang FTIR pada Senyawa Hasil

Sintesis dengan Pustaka 40

Tabel 3 Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl dipyrromethane)

dan Senyawa Hasil Sintesis 44

Tabel 4 Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl porphyrin)

dan Senyawa Hasil Sintesis 50

Tabel 5 Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl porphyrin)

dan Senyawa Hasil Sintesis 56

Tabel 6 Perbandingan Bilangan Gelombang FTIR pada Metal Fused

Porphyrin Dimer Fused Porphyrin DimerCoII dan Metal

Fused Porphyrin DimerFeII dengan Pustaka 65

Tabel 7 Hasil Cyclic Voltammogram Uji Aktivitas Katalisis Sel Bahan

Bakar 66

Tabel 8 Hasil Jumlah Transfer Elektron dan Energi Bebas Gibbs Uji

Aktivitas Katalisis Sel Bahan Bakar 67

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1 Struktur Senyawa Porphyrin 08

Gambar 2 Mekanisme Umum Reaksi Kondensasi 10

Gambar 3 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Adisi-diri 11

Gambar 4 Contoh Reaksi Kondensasi Knovenagel 11

Gambar 5 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Silang 11

Gambar 6 Skema Reaksi Pembentukan 5-phenyl dipyrromethane 12

Gambar 7 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 5-phenyl dipyrromethane 13

Gambar 8 Skema Reaksi Pembentukan 515-diphenyl porphyrin 14

Gambar 9 Contoh Senyawa Organologam 15

Gambar 10 Contoh Reaksi Senyawa Organologam 16

Gambar 11 Skema Reaksi Pembentukan 51015-triphenyl porphyrin 17

Gambar 12 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 51015-diphenyl

porphyrin 18

Gambar 13 Contoh Senyawa Dimer 19

Gambar 14 Skema Reaksi Pembentukan Porphyrin Dimer 20

Gambar 15 Skema Kinerja Sel Bahan Bakar 21

Gambar 16 Mekanisme Reaksi Reduksi Oksigen oleh Logam Pt dalam

Suasana Asam 23

Gambar 17 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 5-phenyl

dipyrromethane 26

Gambar 18 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 515-diphenyl

porphyrin 26

Gambar 19 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 51015-

triphenyl porphyrin 27

Gambar 20 Perkiraan Mekanisme Elektrokatalisis Fused Porphyrin

Dimer (LogamII) dalam Reaksi Reduksi Oksigen Sel Bahan

Bakar 28

xiv

Gambar 21 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (Pyrrole) Senyawa

Hasil Sintesis 1 dan Senyawa Hasil Sintesis 2 dengan

Penampak Bercak Bromin 37

Gambar 22 Spektra FTIR Senyawa Awal (Pyrrole) dan Senyawa Hasil

Sintesis 39

Gambar 23 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 41

Gambar 24 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 42

Gambar 25 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl

dipyrromethane) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan

Penampak Bercak Bromin 43

Gambar 26 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 45

Gambar 27 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 46

Gambar 28 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 47

Gambar 29 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 48

Gambar 30 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 49

Gambar 31 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 51

Gambar 32 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 52

Gambar 33 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 53

Gambar 34 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 54

Gambar 35 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 55

Gambar 36 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 57

xv

Gambar 37 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 58

Gambar 38 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 59

Gambar 39 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 60

Gambar 40 Hasil Monitoring KLT Senyawa Hasil Reaksi Proses refluks

dengan UV 254 nm 61

Gambar 41 Spektra UV Logam CoCl26H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Cobalt(II) (merah) 62

Gambar 42 Spektra UV Logam FeCl24H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Iron(II) (merah) (merah) 63

Gambar 43 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer Metal Porphyrin

DimerCo(II) dan Metal porphyrin DimerFe(II) 64

Gambar 44 Hasil Cyclic Voltammogram Bis[5 10 20 ndash bis(phenyl)

porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato] Iron(II) (biru) dan Bis[5

10 20 ndash bis(phenyl) porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato]

Cobalt(II) (merah) Uji Aktivitas Katalis Sel Bahan Bakar 66

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Hasil Perhitungan Rendemen 78

Lampiran 2 Hasil Perhitungan Cyclic Voltammogram 81

Lampiran 3 Hasil Perhitungan Energi Bebas Gibbs 82

Lampiran 4 Spektra FTIR Pyrrole 82

Lampiran 5 Spektra FTIR 5-phenyl dipyrromethane 83

Lampiran 6 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer 83

Lampiran 7 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerCo(II) 84

Lampiran 8 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerFe(II) 84

Lampiran 9 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 5-phenyl dipyrromethane 85

Lampiran 10 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 515-diphenyl porphyrin 86

Lampiran 11 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 51015-triphenylpophyrin 87

Lampiran 12 Spektra 1HNMR dan

13CNMR fused porphyrin dimer 88

Page 10: SINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED … · FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM ... resulted Gibbs energy greater than (bis[5,10 ... Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha

x

3 Reaksi dengan Senyawa Organologam 15

4 Reaksi Pembentukan Senyawa Dimer 18

5 Sel Bahan Bakar dan Katalisnya 20

6 Senyawa Metal Fused Porphyrin Dimer Sebagai Katalis

Sel Bahan Bakar 24

B Kerangka Pemikiran 25

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 Penelitian 30

2 Bahan Penelitian 31

D Prosedur Penelitian 32

1 Sintesis 5-phenyl dipyrromethane 32

2 Sintesis 515-diphenyl porphyrin 33

3 Sintesis 51015-triphenyl porphyrin 33

4 Sintesis fused porphyrin dimer 34

5 Sintesis metal fused porphyrin dimer 34

6 Pengujian Sifat Aktivitas Katalitik Sel Bahan Bakar 34

E Teknik Pengumpulan Data 35

F Teknik Analisis Data 35

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 37

A Sintesis 5-phenyl dipyrromethane 37

B Sintesis 515-diphenyl porphyrin 43

C Sintesis 51015-triphenyl porphyrin 49

D Sintesis fused porphyrin dimer 55

E Sintesis metal fused porphyrin dimer 60

F Uji Katalisis Sel Bahan Bakar 65

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 68

A Kesimpulan 68

xi

B Saran 68

DAFTAR PUSTAKA 69

LAMPIRAN-LAMPIRAN 78

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1 Monitoring KLT Senyawa Awal (pyrrole) Senyawa Hasil

Sintesis dan Senyawa Produk Samping 38

Tabel 2 Perbandingan Bilangan Gelombang FTIR pada Senyawa Hasil

Sintesis dengan Pustaka 40

Tabel 3 Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl dipyrromethane)

dan Senyawa Hasil Sintesis 44

Tabel 4 Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl porphyrin)

dan Senyawa Hasil Sintesis 50

Tabel 5 Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl porphyrin)

dan Senyawa Hasil Sintesis 56

Tabel 6 Perbandingan Bilangan Gelombang FTIR pada Metal Fused

Porphyrin Dimer Fused Porphyrin DimerCoII dan Metal

Fused Porphyrin DimerFeII dengan Pustaka 65

Tabel 7 Hasil Cyclic Voltammogram Uji Aktivitas Katalisis Sel Bahan

Bakar 66

Tabel 8 Hasil Jumlah Transfer Elektron dan Energi Bebas Gibbs Uji

Aktivitas Katalisis Sel Bahan Bakar 67

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1 Struktur Senyawa Porphyrin 08

Gambar 2 Mekanisme Umum Reaksi Kondensasi 10

Gambar 3 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Adisi-diri 11

Gambar 4 Contoh Reaksi Kondensasi Knovenagel 11

Gambar 5 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Silang 11

Gambar 6 Skema Reaksi Pembentukan 5-phenyl dipyrromethane 12

Gambar 7 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 5-phenyl dipyrromethane 13

Gambar 8 Skema Reaksi Pembentukan 515-diphenyl porphyrin 14

Gambar 9 Contoh Senyawa Organologam 15

Gambar 10 Contoh Reaksi Senyawa Organologam 16

Gambar 11 Skema Reaksi Pembentukan 51015-triphenyl porphyrin 17

Gambar 12 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 51015-diphenyl

porphyrin 18

Gambar 13 Contoh Senyawa Dimer 19

Gambar 14 Skema Reaksi Pembentukan Porphyrin Dimer 20

Gambar 15 Skema Kinerja Sel Bahan Bakar 21

Gambar 16 Mekanisme Reaksi Reduksi Oksigen oleh Logam Pt dalam

Suasana Asam 23

Gambar 17 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 5-phenyl

dipyrromethane 26

Gambar 18 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 515-diphenyl

porphyrin 26

Gambar 19 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 51015-

triphenyl porphyrin 27

Gambar 20 Perkiraan Mekanisme Elektrokatalisis Fused Porphyrin

Dimer (LogamII) dalam Reaksi Reduksi Oksigen Sel Bahan

Bakar 28

xiv

Gambar 21 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (Pyrrole) Senyawa

Hasil Sintesis 1 dan Senyawa Hasil Sintesis 2 dengan

Penampak Bercak Bromin 37

Gambar 22 Spektra FTIR Senyawa Awal (Pyrrole) dan Senyawa Hasil

Sintesis 39

Gambar 23 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 41

Gambar 24 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 42

Gambar 25 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl

dipyrromethane) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan

Penampak Bercak Bromin 43

Gambar 26 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 45

Gambar 27 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 46

Gambar 28 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 47

Gambar 29 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 48

Gambar 30 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 49

Gambar 31 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 51

Gambar 32 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 52

Gambar 33 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 53

Gambar 34 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 54

Gambar 35 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 55

Gambar 36 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 57

xv

Gambar 37 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 58

Gambar 38 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 59

Gambar 39 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 60

Gambar 40 Hasil Monitoring KLT Senyawa Hasil Reaksi Proses refluks

dengan UV 254 nm 61

Gambar 41 Spektra UV Logam CoCl26H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Cobalt(II) (merah) 62

Gambar 42 Spektra UV Logam FeCl24H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Iron(II) (merah) (merah) 63

Gambar 43 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer Metal Porphyrin

DimerCo(II) dan Metal porphyrin DimerFe(II) 64

Gambar 44 Hasil Cyclic Voltammogram Bis[5 10 20 ndash bis(phenyl)

porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato] Iron(II) (biru) dan Bis[5

10 20 ndash bis(phenyl) porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato]

Cobalt(II) (merah) Uji Aktivitas Katalis Sel Bahan Bakar 66

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Hasil Perhitungan Rendemen 78

Lampiran 2 Hasil Perhitungan Cyclic Voltammogram 81

Lampiran 3 Hasil Perhitungan Energi Bebas Gibbs 82

Lampiran 4 Spektra FTIR Pyrrole 82

Lampiran 5 Spektra FTIR 5-phenyl dipyrromethane 83

Lampiran 6 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer 83

Lampiran 7 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerCo(II) 84

Lampiran 8 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerFe(II) 84

Lampiran 9 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 5-phenyl dipyrromethane 85

Lampiran 10 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 515-diphenyl porphyrin 86

Lampiran 11 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 51015-triphenylpophyrin 87

Lampiran 12 Spektra 1HNMR dan

13CNMR fused porphyrin dimer 88

Page 11: SINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED … · FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM ... resulted Gibbs energy greater than (bis[5,10 ... Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha

xi

B Saran 68

DAFTAR PUSTAKA 69

LAMPIRAN-LAMPIRAN 78

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1 Monitoring KLT Senyawa Awal (pyrrole) Senyawa Hasil

Sintesis dan Senyawa Produk Samping 38

Tabel 2 Perbandingan Bilangan Gelombang FTIR pada Senyawa Hasil

Sintesis dengan Pustaka 40

Tabel 3 Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl dipyrromethane)

dan Senyawa Hasil Sintesis 44

Tabel 4 Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl porphyrin)

dan Senyawa Hasil Sintesis 50

Tabel 5 Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl porphyrin)

dan Senyawa Hasil Sintesis 56

Tabel 6 Perbandingan Bilangan Gelombang FTIR pada Metal Fused

Porphyrin Dimer Fused Porphyrin DimerCoII dan Metal

Fused Porphyrin DimerFeII dengan Pustaka 65

Tabel 7 Hasil Cyclic Voltammogram Uji Aktivitas Katalisis Sel Bahan

Bakar 66

Tabel 8 Hasil Jumlah Transfer Elektron dan Energi Bebas Gibbs Uji

Aktivitas Katalisis Sel Bahan Bakar 67

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1 Struktur Senyawa Porphyrin 08

Gambar 2 Mekanisme Umum Reaksi Kondensasi 10

Gambar 3 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Adisi-diri 11

Gambar 4 Contoh Reaksi Kondensasi Knovenagel 11

Gambar 5 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Silang 11

Gambar 6 Skema Reaksi Pembentukan 5-phenyl dipyrromethane 12

Gambar 7 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 5-phenyl dipyrromethane 13

Gambar 8 Skema Reaksi Pembentukan 515-diphenyl porphyrin 14

Gambar 9 Contoh Senyawa Organologam 15

Gambar 10 Contoh Reaksi Senyawa Organologam 16

Gambar 11 Skema Reaksi Pembentukan 51015-triphenyl porphyrin 17

Gambar 12 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 51015-diphenyl

porphyrin 18

Gambar 13 Contoh Senyawa Dimer 19

Gambar 14 Skema Reaksi Pembentukan Porphyrin Dimer 20

Gambar 15 Skema Kinerja Sel Bahan Bakar 21

Gambar 16 Mekanisme Reaksi Reduksi Oksigen oleh Logam Pt dalam

Suasana Asam 23

Gambar 17 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 5-phenyl

dipyrromethane 26

Gambar 18 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 515-diphenyl

porphyrin 26

Gambar 19 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 51015-

triphenyl porphyrin 27

Gambar 20 Perkiraan Mekanisme Elektrokatalisis Fused Porphyrin

Dimer (LogamII) dalam Reaksi Reduksi Oksigen Sel Bahan

Bakar 28

xiv

Gambar 21 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (Pyrrole) Senyawa

Hasil Sintesis 1 dan Senyawa Hasil Sintesis 2 dengan

Penampak Bercak Bromin 37

Gambar 22 Spektra FTIR Senyawa Awal (Pyrrole) dan Senyawa Hasil

Sintesis 39

Gambar 23 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 41

Gambar 24 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 42

Gambar 25 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl

dipyrromethane) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan

Penampak Bercak Bromin 43

Gambar 26 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 45

Gambar 27 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 46

Gambar 28 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 47

Gambar 29 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 48

Gambar 30 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 49

Gambar 31 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 51

Gambar 32 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 52

Gambar 33 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 53

Gambar 34 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 54

Gambar 35 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 55

Gambar 36 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 57

xv

Gambar 37 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 58

Gambar 38 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 59

Gambar 39 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 60

Gambar 40 Hasil Monitoring KLT Senyawa Hasil Reaksi Proses refluks

dengan UV 254 nm 61

Gambar 41 Spektra UV Logam CoCl26H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Cobalt(II) (merah) 62

Gambar 42 Spektra UV Logam FeCl24H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Iron(II) (merah) (merah) 63

Gambar 43 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer Metal Porphyrin

DimerCo(II) dan Metal porphyrin DimerFe(II) 64

Gambar 44 Hasil Cyclic Voltammogram Bis[5 10 20 ndash bis(phenyl)

porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato] Iron(II) (biru) dan Bis[5

10 20 ndash bis(phenyl) porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato]

Cobalt(II) (merah) Uji Aktivitas Katalis Sel Bahan Bakar 66

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Hasil Perhitungan Rendemen 78

Lampiran 2 Hasil Perhitungan Cyclic Voltammogram 81

Lampiran 3 Hasil Perhitungan Energi Bebas Gibbs 82

Lampiran 4 Spektra FTIR Pyrrole 82

Lampiran 5 Spektra FTIR 5-phenyl dipyrromethane 83

Lampiran 6 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer 83

Lampiran 7 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerCo(II) 84

Lampiran 8 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerFe(II) 84

Lampiran 9 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 5-phenyl dipyrromethane 85

Lampiran 10 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 515-diphenyl porphyrin 86

Lampiran 11 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 51015-triphenylpophyrin 87

Lampiran 12 Spektra 1HNMR dan

13CNMR fused porphyrin dimer 88

Page 12: SINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED … · FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM ... resulted Gibbs energy greater than (bis[5,10 ... Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1 Monitoring KLT Senyawa Awal (pyrrole) Senyawa Hasil

Sintesis dan Senyawa Produk Samping 38

Tabel 2 Perbandingan Bilangan Gelombang FTIR pada Senyawa Hasil

Sintesis dengan Pustaka 40

Tabel 3 Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl dipyrromethane)

dan Senyawa Hasil Sintesis 44

Tabel 4 Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl porphyrin)

dan Senyawa Hasil Sintesis 50

Tabel 5 Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl porphyrin)

dan Senyawa Hasil Sintesis 56

Tabel 6 Perbandingan Bilangan Gelombang FTIR pada Metal Fused

Porphyrin Dimer Fused Porphyrin DimerCoII dan Metal

Fused Porphyrin DimerFeII dengan Pustaka 65

Tabel 7 Hasil Cyclic Voltammogram Uji Aktivitas Katalisis Sel Bahan

Bakar 66

Tabel 8 Hasil Jumlah Transfer Elektron dan Energi Bebas Gibbs Uji

Aktivitas Katalisis Sel Bahan Bakar 67

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1 Struktur Senyawa Porphyrin 08

Gambar 2 Mekanisme Umum Reaksi Kondensasi 10

Gambar 3 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Adisi-diri 11

Gambar 4 Contoh Reaksi Kondensasi Knovenagel 11

Gambar 5 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Silang 11

Gambar 6 Skema Reaksi Pembentukan 5-phenyl dipyrromethane 12

Gambar 7 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 5-phenyl dipyrromethane 13

Gambar 8 Skema Reaksi Pembentukan 515-diphenyl porphyrin 14

Gambar 9 Contoh Senyawa Organologam 15

Gambar 10 Contoh Reaksi Senyawa Organologam 16

Gambar 11 Skema Reaksi Pembentukan 51015-triphenyl porphyrin 17

Gambar 12 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 51015-diphenyl

porphyrin 18

Gambar 13 Contoh Senyawa Dimer 19

Gambar 14 Skema Reaksi Pembentukan Porphyrin Dimer 20

Gambar 15 Skema Kinerja Sel Bahan Bakar 21

Gambar 16 Mekanisme Reaksi Reduksi Oksigen oleh Logam Pt dalam

Suasana Asam 23

Gambar 17 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 5-phenyl

dipyrromethane 26

Gambar 18 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 515-diphenyl

porphyrin 26

Gambar 19 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 51015-

triphenyl porphyrin 27

Gambar 20 Perkiraan Mekanisme Elektrokatalisis Fused Porphyrin

Dimer (LogamII) dalam Reaksi Reduksi Oksigen Sel Bahan

Bakar 28

xiv

Gambar 21 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (Pyrrole) Senyawa

Hasil Sintesis 1 dan Senyawa Hasil Sintesis 2 dengan

Penampak Bercak Bromin 37

Gambar 22 Spektra FTIR Senyawa Awal (Pyrrole) dan Senyawa Hasil

Sintesis 39

Gambar 23 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 41

Gambar 24 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 42

Gambar 25 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl

dipyrromethane) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan

Penampak Bercak Bromin 43

Gambar 26 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 45

Gambar 27 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 46

Gambar 28 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 47

Gambar 29 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 48

Gambar 30 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 49

Gambar 31 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 51

Gambar 32 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 52

Gambar 33 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 53

Gambar 34 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 54

Gambar 35 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 55

Gambar 36 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 57

xv

Gambar 37 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 58

Gambar 38 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 59

Gambar 39 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 60

Gambar 40 Hasil Monitoring KLT Senyawa Hasil Reaksi Proses refluks

dengan UV 254 nm 61

Gambar 41 Spektra UV Logam CoCl26H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Cobalt(II) (merah) 62

Gambar 42 Spektra UV Logam FeCl24H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Iron(II) (merah) (merah) 63

Gambar 43 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer Metal Porphyrin

DimerCo(II) dan Metal porphyrin DimerFe(II) 64

Gambar 44 Hasil Cyclic Voltammogram Bis[5 10 20 ndash bis(phenyl)

porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato] Iron(II) (biru) dan Bis[5

10 20 ndash bis(phenyl) porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato]

Cobalt(II) (merah) Uji Aktivitas Katalis Sel Bahan Bakar 66

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Hasil Perhitungan Rendemen 78

Lampiran 2 Hasil Perhitungan Cyclic Voltammogram 81

Lampiran 3 Hasil Perhitungan Energi Bebas Gibbs 82

Lampiran 4 Spektra FTIR Pyrrole 82

Lampiran 5 Spektra FTIR 5-phenyl dipyrromethane 83

Lampiran 6 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer 83

Lampiran 7 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerCo(II) 84

Lampiran 8 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerFe(II) 84

Lampiran 9 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 5-phenyl dipyrromethane 85

Lampiran 10 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 515-diphenyl porphyrin 86

Lampiran 11 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 51015-triphenylpophyrin 87

Lampiran 12 Spektra 1HNMR dan

13CNMR fused porphyrin dimer 88

Page 13: SINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED … · FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM ... resulted Gibbs energy greater than (bis[5,10 ... Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1 Struktur Senyawa Porphyrin 08

Gambar 2 Mekanisme Umum Reaksi Kondensasi 10

Gambar 3 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Adisi-diri 11

Gambar 4 Contoh Reaksi Kondensasi Knovenagel 11

Gambar 5 Contoh Reaksi Kondensasi Aldol Silang 11

Gambar 6 Skema Reaksi Pembentukan 5-phenyl dipyrromethane 12

Gambar 7 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 5-phenyl dipyrromethane 13

Gambar 8 Skema Reaksi Pembentukan 515-diphenyl porphyrin 14

Gambar 9 Contoh Senyawa Organologam 15

Gambar 10 Contoh Reaksi Senyawa Organologam 16

Gambar 11 Skema Reaksi Pembentukan 51015-triphenyl porphyrin 17

Gambar 12 Contoh Spektra 1H-NMR Struktur 51015-diphenyl

porphyrin 18

Gambar 13 Contoh Senyawa Dimer 19

Gambar 14 Skema Reaksi Pembentukan Porphyrin Dimer 20

Gambar 15 Skema Kinerja Sel Bahan Bakar 21

Gambar 16 Mekanisme Reaksi Reduksi Oksigen oleh Logam Pt dalam

Suasana Asam 23

Gambar 17 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 5-phenyl

dipyrromethane 26

Gambar 18 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 515-diphenyl

porphyrin 26

Gambar 19 Perkiraan Mekanisme Reaksi Pembentukan 51015-

triphenyl porphyrin 27

Gambar 20 Perkiraan Mekanisme Elektrokatalisis Fused Porphyrin

Dimer (LogamII) dalam Reaksi Reduksi Oksigen Sel Bahan

Bakar 28

xiv

Gambar 21 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (Pyrrole) Senyawa

Hasil Sintesis 1 dan Senyawa Hasil Sintesis 2 dengan

Penampak Bercak Bromin 37

Gambar 22 Spektra FTIR Senyawa Awal (Pyrrole) dan Senyawa Hasil

Sintesis 39

Gambar 23 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 41

Gambar 24 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 42

Gambar 25 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl

dipyrromethane) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan

Penampak Bercak Bromin 43

Gambar 26 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 45

Gambar 27 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 46

Gambar 28 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 47

Gambar 29 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 48

Gambar 30 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 49

Gambar 31 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 51

Gambar 32 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 52

Gambar 33 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 53

Gambar 34 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 54

Gambar 35 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 55

Gambar 36 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 57

xv

Gambar 37 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 58

Gambar 38 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 59

Gambar 39 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 60

Gambar 40 Hasil Monitoring KLT Senyawa Hasil Reaksi Proses refluks

dengan UV 254 nm 61

Gambar 41 Spektra UV Logam CoCl26H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Cobalt(II) (merah) 62

Gambar 42 Spektra UV Logam FeCl24H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Iron(II) (merah) (merah) 63

Gambar 43 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer Metal Porphyrin

DimerCo(II) dan Metal porphyrin DimerFe(II) 64

Gambar 44 Hasil Cyclic Voltammogram Bis[5 10 20 ndash bis(phenyl)

porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato] Iron(II) (biru) dan Bis[5

10 20 ndash bis(phenyl) porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato]

Cobalt(II) (merah) Uji Aktivitas Katalis Sel Bahan Bakar 66

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Hasil Perhitungan Rendemen 78

Lampiran 2 Hasil Perhitungan Cyclic Voltammogram 81

Lampiran 3 Hasil Perhitungan Energi Bebas Gibbs 82

Lampiran 4 Spektra FTIR Pyrrole 82

Lampiran 5 Spektra FTIR 5-phenyl dipyrromethane 83

Lampiran 6 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer 83

Lampiran 7 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerCo(II) 84

Lampiran 8 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerFe(II) 84

Lampiran 9 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 5-phenyl dipyrromethane 85

Lampiran 10 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 515-diphenyl porphyrin 86

Lampiran 11 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 51015-triphenylpophyrin 87

Lampiran 12 Spektra 1HNMR dan

13CNMR fused porphyrin dimer 88

Page 14: SINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED … · FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM ... resulted Gibbs energy greater than (bis[5,10 ... Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha

xiv

Gambar 21 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (Pyrrole) Senyawa

Hasil Sintesis 1 dan Senyawa Hasil Sintesis 2 dengan

Penampak Bercak Bromin 37

Gambar 22 Spektra FTIR Senyawa Awal (Pyrrole) dan Senyawa Hasil

Sintesis 39

Gambar 23 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 41

Gambar 24 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 42

Gambar 25 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (5-phenyl

dipyrromethane) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan

Penampak Bercak Bromin 43

Gambar 26 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 45

Gambar 27 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 46

Gambar 28 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 47

Gambar 29 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 5-phenyl

dipyrromethane dan (b) Senyawa 515-diphenyl porphyrin 48

Gambar 30 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (515-diphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 49

Gambar 31 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 51

Gambar 32 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 52

Gambar 33 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 53

Gambar 34 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 515-diphenyl

porphyrin dan (b) Senyawa 51015-triphenyl porphyrin 54

Gambar 35 Hasil Monitoring KLT Senyawa Awal (51015-triphenyl

porphyrin) dan Senyawa Hasil Sintesis dengan Penampak

Bercak Bromin 55

Gambar 36 Spektra 1H-NMR Senyawa Hasil Sintesis 57

xv

Gambar 37 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 58

Gambar 38 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 59

Gambar 39 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 60

Gambar 40 Hasil Monitoring KLT Senyawa Hasil Reaksi Proses refluks

dengan UV 254 nm 61

Gambar 41 Spektra UV Logam CoCl26H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Cobalt(II) (merah) 62

Gambar 42 Spektra UV Logam FeCl24H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Iron(II) (merah) (merah) 63

Gambar 43 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer Metal Porphyrin

DimerCo(II) dan Metal porphyrin DimerFe(II) 64

Gambar 44 Hasil Cyclic Voltammogram Bis[5 10 20 ndash bis(phenyl)

porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato] Iron(II) (biru) dan Bis[5

10 20 ndash bis(phenyl) porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato]

Cobalt(II) (merah) Uji Aktivitas Katalis Sel Bahan Bakar 66

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Hasil Perhitungan Rendemen 78

Lampiran 2 Hasil Perhitungan Cyclic Voltammogram 81

Lampiran 3 Hasil Perhitungan Energi Bebas Gibbs 82

Lampiran 4 Spektra FTIR Pyrrole 82

Lampiran 5 Spektra FTIR 5-phenyl dipyrromethane 83

Lampiran 6 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer 83

Lampiran 7 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerCo(II) 84

Lampiran 8 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerFe(II) 84

Lampiran 9 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 5-phenyl dipyrromethane 85

Lampiran 10 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 515-diphenyl porphyrin 86

Lampiran 11 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 51015-triphenylpophyrin 87

Lampiran 12 Spektra 1HNMR dan

13CNMR fused porphyrin dimer 88

Page 15: SINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED … · FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM ... resulted Gibbs energy greater than (bis[5,10 ... Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha

xv

Gambar 37 Perbandingan Spektra 1H-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 58

Gambar 38 Spektra 13

C-NMR Senyawa Hasil Sintesis 59

Gambar 39 Perbandingan Spektra 13

C-NMR (a) Senyawa 51015-

triphenyl porphyrin dan (b) Senyawa Fused Porphyrin

Dimer 60

Gambar 40 Hasil Monitoring KLT Senyawa Hasil Reaksi Proses refluks

dengan UV 254 nm 61

Gambar 41 Spektra UV Logam CoCl26H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Cobalt(II) (merah) 62

Gambar 42 Spektra UV Logam FeCl24H2O (biru) dan Senyawa Hasil

Sintesis dengan Logam Iron(II) (merah) (merah) 63

Gambar 43 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer Metal Porphyrin

DimerCo(II) dan Metal porphyrin DimerFe(II) 64

Gambar 44 Hasil Cyclic Voltammogram Bis[5 10 20 ndash bis(phenyl)

porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato] Iron(II) (biru) dan Bis[5

10 20 ndash bis(phenyl) porphyrin ndash 13 15 17 ndash triylato]

Cobalt(II) (merah) Uji Aktivitas Katalis Sel Bahan Bakar 66

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Hasil Perhitungan Rendemen 78

Lampiran 2 Hasil Perhitungan Cyclic Voltammogram 81

Lampiran 3 Hasil Perhitungan Energi Bebas Gibbs 82

Lampiran 4 Spektra FTIR Pyrrole 82

Lampiran 5 Spektra FTIR 5-phenyl dipyrromethane 83

Lampiran 6 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer 83

Lampiran 7 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerCo(II) 84

Lampiran 8 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerFe(II) 84

Lampiran 9 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 5-phenyl dipyrromethane 85

Lampiran 10 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 515-diphenyl porphyrin 86

Lampiran 11 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 51015-triphenylpophyrin 87

Lampiran 12 Spektra 1HNMR dan

13CNMR fused porphyrin dimer 88

Page 16: SINTESIS DAN KARAKTERISASI METAL FUSED … · FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM ... resulted Gibbs energy greater than (bis[5,10 ... Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Hasil Perhitungan Rendemen 78

Lampiran 2 Hasil Perhitungan Cyclic Voltammogram 81

Lampiran 3 Hasil Perhitungan Energi Bebas Gibbs 82

Lampiran 4 Spektra FTIR Pyrrole 82

Lampiran 5 Spektra FTIR 5-phenyl dipyrromethane 83

Lampiran 6 Spektra FTIR Fused Porphyrin Dimer 83

Lampiran 7 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerCo(II) 84

Lampiran 8 Spektra FTIR Fused Porphyrin DimerFe(II) 84

Lampiran 9 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 5-phenyl dipyrromethane 85

Lampiran 10 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 515-diphenyl porphyrin 86

Lampiran 11 Spektra 1HNMR dan

13CNMR 51015-triphenylpophyrin 87

Lampiran 12 Spektra 1HNMR dan

13CNMR fused porphyrin dimer 88