(11)Percobaan 3 # Sintesis Senyawa Koordinasi Na3(Cr(C2O4)3. H2O

LAPORAN PRAKTIKUM STRUKTUR SENYAWA

ANORGANIK

Sintesis Senyawa Koordinasi Na3(Cr(C2O4)3. H2O

Penyusun :

SEPTIA ADELLA

1301792

Jumat, 14 November 2014

Dosen: 1. Dra. Hj Bayharti M.sc

2. Miftahul khair, S. Si M.Sc

3. Eka yusmaita,S. Pd, M. Pd

Asisten : 1. Rian Setiawan

2. Gusfaria palendra

LABORATORIUM KIMIA ANORGANIK

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI PADANG

2014

SINTESIS SENYAWA KOORDINASI Na3(Cr(C2O4)3. H2O

Tujuan

1. Mengetahui pembentukan senyawa koordinasi

2. Mengkarakterisasi senyawa koordinasi (penentuan titik leleh, kelarutan, dan spektrumnya) .

Waktu dan Tempat

Hari / tanggal : Jumat / 14 November 2104

Waktu: 09.40 12.00 WIB

Tempat: Laboratorium Kimia An Organik FMIPA UNP

Teori Dasar

Bila gas boron trifluorida, BF3 dilewatkan ke dalam larutan trimetilamin (CH3)N, terjadi suatu reaksi yang sangat eksotermik, dan terbentuk padatan putih berbentuk pasta. Padatan ini yang merupakan satu bentuk adduct dari trimetil amin dan boron trifluorida adalah senyawa koordinasi. Senyawa ini mengandung ikatan kovalen koordinasi antara asam lewis BF3 dan basa lewis trimetilamin, hingga saat ini telah banyak dikenal senyawa-senyawa koordinasi ini dan fakta menunjukkan bahwa hampir semua senyawa logam transisi adalah senyawa koordinasi, dimana logam transisi adalah asam lewis dan atom atau molekul yang berikatan dengan logam adalah basa lewis. Basa-basa lewis ini dikenal sebagai ligan. Senyawa koordinasi biasa juga disebut dengan senyawa kompleks. Senyawa kompleks adalah garam yang terdiri dari kation dan anion. Logam dan ligan berikatan koordinasi membentuk kation juga anion. Dalam penulisan rumusnya, kation atau anion yang dalam molekulnya terjadi ikatan koordinasi biasanya dibatasi dengan dua kurung siku. Logam dan ligan-ligan yang terikat padanya menyusun awan koordinasi. Dalam menulis formulasi kimia untuk senyawa koordinasi, awan koordinasi dibatasi dengan dua kurung siku untuk membatasinya dari bahagian lain dari molekul, misalnya anion. Sebagai contoh, garam NiCl2.6H2O sebenarnya adalah senyawa koordinasi Ni(H2O)Cl2, dimana heksaaquonikel (II) Ni(H2O)6 2+ adalah satu ion kompleks dengan geometri oktahedral.

Tim kimia anorganik.2014

Senyawa koordinasi adalah senyawa yang mengandung satu atau lebih ion kompleks dengan sejumlah kecil molekul atau ion di seputar atom atau ion logam pusat, biasanya dari logam golongan transisi. Atom Pusat adalah atom yang menyediakan tempat bagi elektron yang didonorkan. Biasanya berupa ion logam, terutama logam golongan transisi yang memiliki orbital d yang kosong.

Contoh: Fe2+, Fe3+, Cu2+, Co3+, dll.

Ligan adalah molekul atau ion yang mengelilingi logam dalam ion kompleks. Interaksi antara atom logam dengan ligan dapat dibayangkan bagaikan reaksi asam basa Lewis. Sebagaimana kita tahu bahwa basa Lewis adalah zat yang mampu memberikan satu atau lebih pasangan elektron. Setiap ligan memiliki setidaknya satu pasang elektron valensi bebas. Atom logam transisi (baik dalam keadaan netral maupun bermuatan positif) bertindak sebagai asam Lewis. Dengan demikian, ikatan logam-ligan biasanya adalah ikatan kovalen koordinat.

Jenis ligan:

1. Monodentat: menyumbang satu atom donor. Cth: H2O, NH3.

2. Bidentat: menyumbang dua atom donor. Cth: etilenadiamina(disingkat en)

3. Polidentat: menyumbang lebih dari dua atom donor. Cth: EDTA (heksadentat)

Ion oksalat merupakan ligan yang istimewa karena mampu membentuk senyawa kompleks dengan berbagai ion logam transisi menghasilkan senyawa dengan sifat dan karakter yang bervariasi. Ion oksalat memiliki empat atom donor namun hanya dua atom yang menjadikannya sebagai ligan bidentat yang berikatan dengan ion logam membentuk senyawa kompleks mono, bis dan tris oksalat. Ion oksalat juga dapat berfungsi sebagai ligan jembatan yang menghubungkan lebih dari satu inti ion logam transisi, baik ion logam yang sejenis maupun berbeda jenis sehingga membentuk kompleks polimer berdimensi satu, dua, bahkan tiga. Senyawa kompleks oksalat dengan satu ion pusat disebut senyawa kompleks mononuklir oksalat dan senyawa kompleks dengan dua ion pusat, baik sama maupun berbeda, disebut senyawa kompleks binuklir oksalat. Struktur ion oksalat dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Struktur ion oksalat

Senyawa kompleks mononuklir oksalat dengan ion Cr3+ sebagai ion pusatnya menunjukkan sifat thermochromic, yaitu perubahan warna yang disebabkan oleh suhu dan gugus optis aktif. Senyawa kompleks binuklir oksalat memiliki struktur bervariasi yang terdiri dari jaringan ionion logam bi- dan tri-valensi berkoordinasi dengan oksalat sebagai ligan jembatan membentuk lapisan-lapisan berdimensi satu sampai tiga. Dengan struktur ini ion oksalat berperan sebagai mediator pertukaran sifat magnet di antara ion-ion logam tersebut.

(Anonim, 2012)

Ligan dapat dengan baik diklasifikasikan atas dasar banyaknya titik-lekat kepada ion logam. Begitulah, ligan-ligan sederhana, seperti ion-ion halida atau molekul-molekul H2O atau NH3, adalah monodentat, yaitu ligan itu terikat pada ion logam hanya pada satu titik oleh penyumbangan satu pasanagan-elektron-menyendiri kepada logam. Namun, bila molekul atau ion ligan itu mempunyai dua atom, yang masing-masing mempunyai satu pasangan elektron menyendiri, maka molekul itu mempunyai dua atom-penyumbang, dan adalah mungkin untuk membentuk dua ikatan-koordinasi dengan ion logam yang sama; ligan seperti ini disebut bidentat dan sebagai contohnya dapatlah diperhatikan kompleks tris(etilenadiamina) kobalt(III), [Co(en)3]3+. Dalam kompleks oktahedral berkoordinat-6 (dari) kobalt(III), setiap molekul etilenadiamina bidentat terikat pada ion logam itu melalui pasangan elktron menyendiri dari kedua ataom nitrogennya. Ini menghasilkan terbentuknya tiga cincin beranggota-5, yang masing-masing meliputi ion logam itu; proses pembentukan cincin ini disebut penyepitan (pembentukan sepit atau kelat).

Ligan multidentat mengandung lebih dari dua atom-koordinasi per molekul, misalnya asam 1,2 - diaminoetanatetraasetat (asam etilenadiaminatetraasetat, EDTA) yang mempunyai dua atom nitrogen penyumbang dan empat atom oksigen-penyumbang dalam molekul, dapat merupakan heksadentat.

PEMBUATAN DAN REAKSI SENYAWA KOMPLEKS :

Senyawa senyawa kompleks dapat dibagi menjadi dua golongan, yaitu :

1. Kompleks Werner, yaitu kompleks yang tidak berisi ikatan logam karbon dan kompleks sianida.

2. Kompleks logam karbonil atau senyawa organometalik, yaitu kompleks yang paling sedikit berisi satu ikatan karbon.

Senyawa senyawa kompleks golongan (2) tidak mempunyai sifat garam seperti golongan (1) dan biasanya bersifat kovalen. Zat ini umumnya larut dalam pelarut pelarut non polar, mempunyai titik lebur dan titik didih rendah. Untuk membuat senyawa senyawa kompleks, pertama harus diingat bahwa hasilnya harus cukup banyak, kemudian harus ada cara yang baik untuk mengisolasi hasil tersebut (Firdaus, 2009).

FTIR merupakan instrument yang berfungsi untuk menentukan gugus fungsi dalam suatu senyawa.

Cara membaca FTIR :

1. Tentukan sumbu X dan Y-sumbu dari spektrum. X-sumbu dari spektrum IR diberi label sebagai "bilangan gelombang" dan jumlahnya berkisar dari 400 di paling kanan untuk 4.000 di paling kiri. X-sumbu menyediakan nomor penyerapan. Sumbu Y diberi label sebagai "transmitansi Persen" dan jumlahnya berkisar dari 0 pada bagian bawah dan 100 di atas.

2. Tentukan karakteristik puncak dalam spektrum IR. Semua spektrum inframerah mengandung banyak puncak. Selanjutnya melihat data daerah gugus fungsi yang diperlukan untuk membaca spektrum.

3. Tentukan daerah spektrum di mana puncak karakteristik ada. Spektrum IR dapat dipisahkan menjadi empat wilayah. Rentang wilayah pertama dari 4.000 ke 2.500. Rentang wilayah kedua dari 2.500 sampai 2.000. Ketiga wilayah berkisar dari 2.000 sampai 1.500. Rentang wilayah keempat dari 1.500 ke 400.

4. Tentukan kelompok fungsional diserap di wilayah pertama. Jika spektrum memiliki karakteristik puncak di kisaran 4.000 hingga 2.500, puncak sesuai dengan penyerapan yang disebabkan oleh NH, CH dan obligasi OH tunggal.

5. Tentukan kelompok fungsional diserap di wilayah kedua. Jika spektrum memiliki karakteristik puncak di kisaran 2.500 hingga 2.000, puncak sesuai dengan penyerapan yang disebabkan oleh ikatan rangkap tiga.

6. Tentukan kelompok fungsional diserap di wilayah ketiga. Jika spektrum memiliki karakteristik puncak di kisaran 2.000 sampai 1.500, puncak sesuai dengan penyerapan yang disebabkan oleh ikatan rangkap seperti C = O, C = N dan C = C.

7. Bandingkan puncak di wilayah keempat ke puncak di wilayah keempat spektrum IR lain. Yang keempat dikenal sebagai daerah sidik jari dari spektrum IR dan mengandung sejumlah besar puncak serapan yang account untuk berbagai macam ikatan tunggal. Jika semua puncak dalam spektrum IR, termasuk yang di wilayah keempat, adalah identik dengan puncak spektrum lain, maka Anda dapat yakin bahwa dua senyawa adalah identik.

Alat dan BahanAlat

Penyaring vakum

Borol dengan mulut lebar

Aspirator

Sumbat karet

Es

Gelas kimia (100 mL dan 250 mL)

Batang pengaduk

Statif

Pembakar bunsen

Thermometer

Kertas saring

Glass wool

Bahan

Asam Oksalat

Aquades

Kalium Oksalat Monohidrat

Natrium bikromat

Ethanol 50%

Ethanol 95%

Cara Kerja

a. Eksperimen 1. Pembuatan Na[Cr(C2O4)3].3H2O

Menambahkan perlahan-lahan 3,6 gram natrium bikromat ke dalam suspensi 10 gram asam oksalat dalam 20 ml H2O dalam gelas piala 250 ml.

Bila reaksi telah selesai (kira-kira 15 menit), tambahkan 4,2 gram natrium oksalat monohidrat ke dalam gelas piala dan panaskan sampai mendidih selama 10 menit, dinginkan pada suhu kamar.

Tambahkan 10 ml etanol 95 % sambil diaduk ke dalam gelas piala, dinginkan gelas piala dan isinya dengan es sampai timbul kristal (15 20 menit).

Kumpulkan kristal dengan penyaring vakum. Cuci kristal dalam saringan dengan 3 porsi 10 ml ethanol 50 % dilanjutkan dengan 20 ml ethanol 95 % dan keringkan kristal di udara terbuka

Timbang kristal yang telah kering dan simpan dalam botol film

b. Eksperimen 2. Penentuan Kemurnian Kristal senyawa kompleks

Kristal senyawa komplek yang telah terbentuk

Uji menggunakan instrumen FTIR

c. Eksperimen 3. Penentuan Kelarutan

Isi tabung reaksi dengan air pada tabung 1 dan kloroform pada tabung 2

Tambahkan sedikit senyawwa kompleks K3(CR(C2O4).3 H2O ke dalam masing masing tabung di kocok campuran tersebut dalam setiap tabung

Di amati apakah senyawa K3(CR(C2O4).3 H2O larut dalam tabung 1 maupun tabung 2.

Tabel Pengamatan

Perlakuan

Keterangan

Sintesis senyawa Na3(Cr(C2O4).3 H2O

1. 10 gram Asam Oksalat dalam 20 mL H2O

2. Ditambahkan 3,6 gram Natrium Bikromat

3. Didiamkan selama 15 menit dalam fume hood

4. Setelah di tambah 4,2 gram disodium Oksalat Monohidrat

5. Di panaskan sampai mendidih dan langsung didiamkan

6. Pada suhu kamar ditambahkan 10 ml etanol 95 %

7. Didinginkan dalam bongkahan es selama 20 menit

8. Larutan tersebut di keluarkkan dan dicuci dengan 10 mL Ethanol 50 % dan 20 mL ethanol 95%

9. Di saring

10. Di diamkan beberapa hari

Membentuk suspensi dan ada endapan di dasar gelas kimia.

Membentuk warna orange pekat menghasilkan gelembung gas serta terasa panas

Larutan berwarna kehitaman

Larutan berwarna keunguan

Membentuk warna sedikit kehijauan

Larutan tetap berwarna sedikit kehijauan

Larutan menjadi dingin, namun belum membeku semuanya

Pencucian dengan ethanol bertujuan agar Kristal tidak mengandung asam oksalat sebagai pengotornya

Filtrat : berwarna sedikit hijau

Kristal terbentuk berwarna ungu dengan berat 7,5 gram

Kristal senyawa komplek yang terbentuk di uji dengan instrument FTIR

Penentuan Kelarutan

1. Tabung 1 di isi dengan 5 ml Aquades dan beberapa bongkahan Kristal Na3(CR(C2O4).3 H2O

2. Tabung 2 di isi dengan 5 mL Kloroform dan beberapa bongkahan Kristal Na3(CR(C2O4).3 H2O

Kristal tersebut larut sempurna dalam aquades

Kristal tersebut tidak larut dan mnegendap di dasar tabung reaksi.

Pembahasan dan Perhitungan

a. Pembuatan Na3[Cr(C2O4)2] 3H2O

Pertama-tama untuk membuat senyawa Na3[Cr(C2O4)2] 3H2O adalah dengan mencampurkan 3.6 gram natrium bikromat kedalam suspensi 10 gram asam oksalat dalam 20 ml H2O. Disini asam oksalat berfungsi sebagai ligan karena mampu membentuk senyawa kompleks dengan berbagai ion logam transisi yang dapat mengahasilkan sifat dan karakter yang bervariasi. Sewaktu kedua zat dicampurkan terjadi reaksi eksotermik dan dihasilkannya gas CO2.

Kemudian kedalam campuran larutan tadi ditambahkan 4.2 gram natrium oksalat monohidrat dan memanaskannya. Fungsi pemanasan adalah untuk mempercepat terjadinya reaksi. Kemudian masukkan 20 ml ethanol 95%, selanjutnya mendinginkan gelas piala diatas batu es supaya Kristal yang diinginkan terbentuk dengan cepat. Setelah Kristal terbentuk, selanjutnya yang dilakukan adalah mencuci kristal dengan ethanol dengan konsentrasi yang berbeda, disini kristal dicuci dengan ethanol karena ethanol tidak merusak Kristal/kompleks yang telah terbentuk. Tujuan pencucian adalah agar kompleks yang dipreparasi bebas dari ion-ion pengganggu.

Kemudian Kristal yang terbentuk dikeringkan dengan cara diangin-anginkan pada udara terbuka. Dari percobaan ini berat kompleks Na3[Cr (C2O4)2]3 H2O berwarna hitam yang diperoleh adalah sebanyak 8,11 gram. Seharusnya berdasarkan teori dihasilkan berat kompleks sebanyak 8,424 gram sesuai dengan perbandingan mol dan massa pada persamaan reaksi berikut ini:

Na2Cr2O7 + 7H2C2O4 2H2O + 2 Na2C2O4 H2O 2Na3[Cr (C2O4)2]3 H2O + 6CO2 + 17 H2O

mol pada Na2Cr2O7 adalah =

mol pada H2C2O4 2H2O adalah =

mol pada K2C2O4 H2O adalah =

jadi gram Na3[Cr (C2O4)2]3 H2O yang dihasilkan adalah :

mol Mr

0,012 mol 702 gram/ mol

8,424 gram

jadi massa teoritis dari kompleks Na3[Cr (C2O4)2]3 H2O adalah 8,424 gram

sedangkan massa rendeman adalah 100%

100% =89 %

Jadi, berdasarkan percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa sedikit terjadi kesalahan sehingga tidak mencapai rendemen yang sempurna, hal ini mungkin dikarenakan kekurang telitian praktikan dalam menimbang zat, penyaringan, dan lain-lain.

b. Penentuan Kemurnian Kristal senyawa koordinasi

Pada awalnya percobaan ini dilakukan untuk melihat karakteristik dari senyawa koordinasi yaitu dengan menentukan titik leleh senyawa ini. Namun, sebagaimana diketahui titik leleh senyawa ini sangatlah tinggi. dengan keterbatasan alat yang tersedia di laboratorium maka percobaan ini tidak dilakukan karena ditakutkan melting point yang digunakan tidak mampu mengidentifikasinya karena titik lelehnya sangatlah tinggi.

Oleh sebab itu untuk menentukan kemurnian senyawa ini maka percobaan ini diganti dengan menguji kristal yang terbentuk dengan menggunakan instrument FTIR dimana instrumen ini berfungsi untuk melihat gugus fungsi yang yang terdapat dalam suatu senyawa. Dimana berdasarkan hasil pengamatan yang didapatkan bahwa didalam senyawa tersebut terdapat beberapa pengotor hal ini dapat diketahui dari beberapa gugus fungsi yang terdapat dalam senyawa ini yang secara teoritis tidak terdapat dalam senyawa ini seperti gugus amida (N-H), alkuna (C = C) serta C-H. jadi, dapat disimpulkan bahwa dalam percobaan ini belumlah murni.

c. Penentuan Kelarutan

Dalam percobaan penentuan kelarutan senyawa koordinasi ini digunakan dua pelarut yang memiliki sifat yang berbeda dimana pelarutnya yaitu air yang bersifat polar dan kloroform yang bersifat non polar. Dari hasil percobaan yang didapat bahwa kristal Na3(Cr(C2O4)3. H2O ini larut sempurna dengan air. Hal ini menunjukkan senyawa ini bersifat polar karena menurut teori kelarutan suatu senyawa hanya dengan pelarut yang memiliki sifat yang sama pula. Artinya disini suatu senyawa polar akan larut dengan pelarut yang polar begitu juga sebaliknya senyawa yang non polar akan larut juga dengan pelarut yang non polar. Jadi hal ini sesuai dengan teorinya.

Kesimpulan1. Senyawa koordinasi adalah senyawa yang mengandung satu atau lebih ion kompleks dengan sejumlah kecil molekul atau ion di seputar atom atau ion logam pusat, biasanya dari logam golongan transisi.

2. Senyawa Na3(Cr(C2O4)3. H2O merupakan senyawa yang polar dan memiliki titik leleh yang sangat tinggi.

3. Ligan adalah molekul atau ion yang dapat menyumbangkan pasangan elektron bebas kepada ion pusat.

4. Senyawa kompleks memberikan warna yang khas tiap logam transisi.

5. FTIR merupakan instrument yang berfungsi untuk menentukan gugus fungsi suatu senyawa.

Jawaban Pertanyaan

1. Apa yang dimaksud dengan asam lewis dan basa lewis?

Asam lewis : Penerimaan pasangan elektron atau molekul yang punya orbital kosong.

Basa lewis : Pendonor pasangan elektron atau molekul yang mempunyai pasangan elektron bebas.

2. Apa yang dimaksud dengan ligan dan awan koordinasi (coodination sphere)?

Ligan : Molekul netral yang mempunyai pasangan elektron bebas.

Awan koordinasi : logam dan ligan yang berikatan koordinasi dibatasi oleh dua kurung siku.

3. Apa yang dimaksud dengan senyawa koordinasi dan berilah contoh?

Senyawa koordinasi: Senyawa yang terbentuk dari sebuah atom pusat yang dikelilingi dengan rapat oleh beberapa anion atau molekul netral yang terikat pada atom pusat melalui ikatan kovalen koordinasi dan memiliki struktur tertentu.

Contoh: Hemoglobin,vitamin B12,klorofil,dan Hexaaquanikel (II).

Daftar PustakaAnonim. 2012. Journal.kimiawan.org/index.php/jki/article/view/z/ , pdf-18.Anonim. 2012. materi_kimia. Diambil kembali dari http : www.chemistry.org.Firdaus. 2009. Kimia Anorganik. Bandung: Citra KaryaTim Kimia Anorganik. 2014. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik. Padang: UNP.

Laporan Praktikum Sturuktur Senyawa AnOrganik I