Pembuatan Cis dan Trans Kalium diakuodioksalatokromat (III)
A. Tujuan Percobaan
Mempelajar pembuatan dan sifat-sifat isomer cis dan trans dari garam kompleks kalium
diakuodioksalatokromat (III).
B. Pendahuluan
Banyak senyawa koordinasi yang menunjukkan gejala isomerisme. Isomerime pada
senyawa koordinasi dapat dibagi dalam dua kelompok, yaitu isomerisme structural dan
isomerisme ruang. Isomerisme ruang dapat dibagi menjadi isomerisme geometrik dan
isomerisme optic. Isomerime structural yaitu saat atom membat berbagai macam isomer
dengan membentuk struktur yang berbeda. Isomer geometri adalah isomeri yang disebabkan
oleh perbedaan letak atau gugus di dalam ruang. Isomer geometri sering juga disebut dengan
isomer cis-trans.
Kompleks yang mempunyai isomer hanya kompleks-komplek yang bereaksi sangat
lambat dan kompleks yang inert. Ini disebabkan karena kompleks-kompleks yang bereaksi
sangat cepat atau kompleks-kompleks yang labil, sering bereaksi lebih lanjut membentuk
isomer yang stabil. Yang dimaksud dengan senyawa isomer adalah molekul-molekul atau ion-
ion yang mempunyai susunan atom yang sama sehingga bangun dan sifat-sifatnya berbeda.
Untuk itu pada percobaan kimia fisika kali ini akan membuat suatu senyawa isomer cis
dan trans ari garam kompleks kalium diakuoioksalatokromat (III), serta akan mempelajari
sifat-sifatnya.
C. Dasar Teori
Dalam pelaksanaan analisis anorganik kualitatif banyak reaksi-reaksi yang
menghasilkan pembentukan kompleks. Suatu ion atau molekul kompleks terdiri dari satu
atom (ion) pusat dan sejumlah ligan yang terikat erat dengan atom (ion) pusat itu. Jumlah
relative komponen-komponen ini dalam kompleks yang sabil Nampak mengikuti stoikiometri
yang sangat tertentu, meskipun ini tak dapat ditafsirkan dalam lingkup konsep valensi yang
klasik. Atom pusat ini ditandai oleh bilangan koordinasi, suatu angka bulat yang
menunjukkan jumlah ligan (monodentat) yang dapat mementuk kompleks yang stabil dengan
satu atom pusat. (Vogel,1990)
Biasanya pada senyawa koordinasi berasal dari logam transisi. Ciri logam transisi
adalah memiliki subkulit d yang tidak terisi penuh atau mudah menghasilkan ion-ion dengan
subkulit d yang tidak terisi penuh. Cirri ini menyebabkan beberapa sifat khas, meliputi warna
yang unik, pementukan senyawa paramagnetic, aktivitas katalitik, dan terutama memiliki
kecenderungan yang besar untuk membentuk ion kompleks. Contoh:K3[Fe(CN)6] dan
K2[Pt(Cl)4]. (Chang, 2004)
Pada beberapa senyawa kompleks koordinasi, ikatan kovalen menimbulkan
kemungkinan terbentuknya senyawa-senyawa isomer, karena ligan terikat dalam ruangan
sekitar ion logam pusat. Yang dimaksud dengan senyawa isomer adalah molekul-molekul
atau ion-ion yang mempunyai susunan atom yang sama sehingga bangun dan sifat-sifatnya
berbeda. Ada dua keisomeran yang lazim dijumpai pada senyawa kompleks koordinasi yaitu
keisomeran cis-trans atau biasa disebut isomer geometric dan keisomeran optic. (Rivai, 1994).
Keisomeran gemetrik terjadi pada beberapa senyawa kompleks yang mempunyai
bilangan koordinasi 2, 4, dan 6. Pada bilangan koordinasi 2 membentuk geometri linier.
Contohnya [Ag(NH3)2]+, yang terbentuk lewat reaksi antara ion Ag+ dan ammonia. Pada
bilangan koordinasi 4 terdapat dua jenis bentuk geometri yaitu tetrahedral dan segiempat
planar. Contonya [Zn(NH3)4]2+ membentuk geometri tetrahedral dan [Pt(NH3)4]2+ membentuk
geometri segiempat planar. Untuk senyawa kompleks platina (II), [Pb(NH3)2¬Cl2],
mempunyai dua senyawa isomer yang berbeda kelarutan, warna dan sifat-sifat lainnya.
(Chang, 2004)
Ion kompleks dengan bilangan koordinasi 6 semuanya mempunyai geometri octahedral.
Isomer geometri mungin terdapat dalam kompleks octahedral ketika ada dua jenis ligan atau
lebih. Contohnya ialah ion tetraaminadiklorokobalt(III). Kedua isomer geometrinya
mempunyai warna dan sifat-sifat lain yang berbeda meskipun keduanya memilki jenis dan
ligan yang sama. Kompleks bilangan koordinasi 4 dan 6 adalah yang paling stabil secara
elektronik dan secara geometri dan kompleks dengan bilangan koordinasi 4-6 yang paling
banyak dijumpai (Chang, 2004)
gambar bentuk oktahedral
Terdapat beberapa teori tentang senyawa kompleks yang muncul sebelum tahun 1930.
Teori yang pertama kali muncul adalah teori ammonium yang dikemukakan oleh Graham,
kemudian disusul oleh teori-teori yang lain.
1. Teori Ammonium Graham
Berdasarkan teori ini, amina-amina logam dianggap sebagai senyawa-senyawa
ammonium yang tersubstitusi. Menurut Graham dua atom hydrogen, masing-masing satu
dari setiap ion ammonium, disubstitusi oleh sebuah atom tembaga. Dua atom tembaga
dapat disubstitusi oleh satu atom tembaga karena temabaga memiliki valensi dua
sedangkan hydrogen satu. Sayangnya teori ini hanya dapat diterapkan bila jumlah NH3
yang terikat pada atom logam jumlahnya sama dengan valensi logam atau elektrovalensi
dari logam.
2. Teori senyawa Molekular Kekule
Pada tahun 1854 konsep tentang valensi sedang dirumuskan dan dikembangkan
oleh beberapa pakar ilmu kimia. Permasalahan pada waktu itu “apakah suatu unsure dapat
memiliki lebih dari satu harga valensi?”. Berdasarkan pendapatnya tentang valensi
konstan, Kekule membagi senyawa menjadi dua golongan, yaitu senyawa atomic dan
senyawa molecular. Senyawa atomic merupakan senyawa merupakan senyawa yang
jumlah atom-atomnya yang bersesuaian dengan valensi tetapnya. Senyawa molecular
dianggap tersusun dari beberapa senyawa atomic.
Kekule tidak menjelaskan jenis gaya yang terlibat dalam pembentukan senyawa
molekuler dari senyawa-senyawa atomic. Dia hanya menyatakan bahwa gaya-gaya yang
bekerja antara senyawa-senyawa atomic di dalam senyawa molecular adalah lebih lemah
dibandingkan gaya antara atom-atom dalam senyawa atomic.
3. Teori Rantai Blomstrand-Jorgensen
Blomstrand mengajukan teori rantai yang kemudian disempurnakan oleh Jorgensen.
Berdasarkan teori rantai, molekul-molekul NH3 dapat membentuk rantai –NH3–, analog
dengan rantai –CH2– pada senyawa organic. Didalam senyawa kompleks, jumlah NH3
yang terikat pada atom logam tergantung pada valensi logam. Atom halogen di dalam
senyawa kompleks dibagi dua macam, yaitu atom halogen lebih dekat dan atom halogen
lebih jauh. Teori ini tidak dapat menjelaskan sifat nonelektrolit dari CoCl3.3NH3.
4. Teori Koordinasi Werner
Dalam teori koordinasi Werner mempostulasikan adanya dua macam valensi, yaitu
valensi primer dan sekunder. Dua macam valensi ini hanya dimiliki oleh atom logam
dalam senyawa kompleks. Valensi primer dari suatu atom logam hanya dapat dipenuhi
oleh anion. Valensi sekunder disebut juga dengan bilangan koordinasi yang dapat dipenuhi
oleh anion atau molekul netral. Atom pusat dengan anion atau molekul netral yang terikat
pada atom pusat membentuk suatu kompleks. Kompleks yang atom pusatnya memiliki
bilangan koordinasi 6 struktur khasnya adalah octahedral, sedangkan yang atom pusatnya
memiliki bilangan koordinasi 4 struktur khasnya adalah tetrahedral atau bujur sangkar.
5. Kaidah Bilangan Atom Efektif
Sidgwick mengajukan gagasan tentang kaidah bilangan atom efektif, yang
dikembangkan berdasarkan teori octet dari Lewis. Jumlah electron pada atom pusat dengan
electron yang didonorkan oleh ligan-ligan disebut dengan bilangan atom efektif. Bila
jumlah electron tersebut sama dengan electron pada Kripton, xenon, atau radon dikatakan
kaidah EAN terpenuhi dan kompleks yang bersangkutan bersifat stabil. Alternative lain
adalah apabila koorinasi electron terluar atom pusat (n – d)d10 ns2 np6, maka pada orbital
valensi atom pusat terisi 18 elektron, dan kompleks yang bersangkutan bersifat stabil.
Kaidah ini disebut kaidah 18 elektron.
(Effendy, 2007)
Efek trans merupakan keistimewaan mengenai reaksi penggantian ligan dalam
kompleks segiempat yang kurang penting dalam reaksi kompleks octahedral. Secara storik
terdapat dua kemungkinan produk reaksi dengan orientasi cis- dan trans terhadap L, baik
dalam reaksi ini atau jenis lain, suatu deret ligan yang cukup luas dapat disusun dalam urutan
sama dengan kemampuannya untuk mensubstitusi dalam posisi trans terhadapnya. Fenomena
tersebut terkenal sebagai efek trans. Ini merupakan efek gugus terkoordinasi terhadap laju
subtitusi dalam posisi trans terhadapnya dalam kompleks segiempat atau oktahedral.
(Naryono,1999)
Urutan kira-kira dari pengaruh trans yang makin naik adalah:
H2O, OH-, NH3 < Cl-, Br- < SCN-, I-, NO2-, C6H5
- < SC(NH2)2, CH3- < H-, PR3,< C2H4, CN-, CO
Laju substitusi meningkat dengan peningkatan kemampuan akseptor π atau donor σ ligan
trans dalam urutan seperti di atas. Deret efek trans terbukti sangat berguna untuk
menerangkan prosedur sintetik yang telah dikenal dan mencari prosedur sintetik yang
berguna.(Anonim,2011)
D. Alat dan Bahan.
1. Alat
a. Gelas beker 500 mL
b. Gelas beker 150 mL
c. Corong Buchner
d. Erlenmeyer 125 mL
e. Pembakar spiritus
f. Batang pengaduk
g. Cawan penguap
h. Pipet tetes
i. Toples
j. Sendok sungu
k. Ball pipet
l. Mortal
m. Gelas arloji besar
n. Gelas arloji sedang
o. Pipet volume 5 mL
p. Corong gelas
Diuji dengan NH3
Krital dikeringkan
Gelas beker 50 mL
Dicuci dengan akuades, lalu dengan etanol
Ditutup dengan gelas arloji
Disaring
Diuapkan sebagian
1 gram kalium dikromat akuades3 gram H2C2O4.H2O
Akuades
2. Bahan
a. Etanol
b. Aquades
c. Asam oksalat dihidrat
d. Kristal Kalium dikromat
e. Larutan NH3 0,01 M
f. Kertas saring
g. Es batu
E. Cara Kerja
1. Pembuatan isomer trans-kalium diakuodioksalatokromat (III)
1gram K2Cr2O7
3gram H2C2O4.H2O
Ditambah 5 mL etanol
Ditetesi akuadesCawan penguapan
Disaring dengan buchner etanol
Diaduk
Ditutup dengan gelas arloji
Kristal diuji dengan NH3
dikeringkan dengan oven
2. Pembuatan isomer cis-kalium diakuodioksalatokromat (III)
F. Pembahasan
Percobaan pembuatan cis dan trans kalium diakuodioksalatokromat (III) ini bertujuan
untuk mempelajari bagaimana pembuatan dan sifat-sifat isomer cis dan trans dari garam
kompleks kalim diakuodioksalatokromat (III). Dimana percobaan ini pada prinsipnya
mereaksikan antara asam oksalat dan kaliumdikromat pada kondisi berbeda untuk membuat
cis dan trans. Pada pembuatan trans, masing-masing reaktan dilarutkan dalam akuades,
sedangkan pada pembuatan cis, masing-masing reaktan tidak dilarutkan. kemudian dilakukan
uji kemurnian dengan larutan ammonia.
Percobaan pertama yaitu pembuatan trans kalium diakuodioksalatokromat(III). Mula-
mula dicampurkan larutan asam oksalat dengan kalium dikromat. Tujuan dilarutkannya
reaktan dalam akuades ini untuk mempercepat terjadinya reaksi antara reaktan. Larutan asam
oksalat berwarna bening sedangkan larutan kalium dikromat berwarna orange. Gelas beker
yang digunakan digunakan untuk mereaksikan juga ditutup dengan gelas arloji, gunanya
untuk mencegah terjadinya/keluarnya kalor yang berasal dari aquadet panas. Reaksi yang
terjadi adalah :
7 H2C2O4.2H2O + K2Cr2O7 2K[Cr(C2O4)2(H2O)2] + 17H2O + 6 CO2
Campuran larutan ini berwana hitam pekat. Terjadinya perubahan warna ini karena
terbentuknya senyawa kompleks kalium diakuodioksalatokromat (III) dimana dalam senyawa
kompleks tersebut dua macam ligan dan satu atom pusat dari logam transisi. Reaksi ini juga
ditandai dengan adanya gelembung-gelembung gas yang menandakan lepasnya CO2 dan uap
air.
Setelah tidak terdapat gelembung gas, laruan tersebut diuapkan hingga larutan
tinggal setengahnya dan melanjutkan penguapan pada suhu kamar hingga ± sepertiganya.
Tujuannya adalah agar H2O atau air yang tidak diperlukan dapat habis dan tidak
mempengaruhi pembentukan senyawa kompleks kalium diakuodioksalatokromat(III). Hal ini
untuk menghindari kemungkinan terbentuknya ligan H2O berlebih yaitu lebih dari yang
diinginkan.
Setelah volumenya tinggal sepertiga, larutan disaring kemudian dicuci dengan air
dingin dan setelah itu dengan etanol. Pencucian dengan air dingin ini untuk menghilangkan
zat-zat pengotor dan pencucian dengan etanol untuk mengikat air yang masih terdapat pada
kristal yang dihasilkan yang merupakan isomer trans-kalium diakuodioksalatokromat (III).
Kemudian endapan yang dihasilkan dikeringkan dan ditimbang. Diperoleh berat
endapan tersebut sebesar 0,517 gram. Sedangkan menurut perhitungan diperoleh berat kalium
diakuodioksalatokromat(III) sebesar 2,0608884 gram. Sehingga diperoleh rendemen sebesar
25,086%. Dari hasil perhitungan dan percobaan mempuyai selisih yang cukup besar. Hal ini
dapat dikarenakan adanya kesalahan dalam pelaksanaan pratikum. Misalnya dalam penguapan
larutan, kurang lamanya penguapan dalam suhu kamar yang dilakukan. Sehingga
kemungkinan adanya air berlebih yang masih terdapat dalam larutan.
Pengujian kemurnian pada senyawa kompleks trans dilakukan dengan pemberian
larutan ammonia beberapa tetes. Hasilnya akan membentuk padatan berwarna coklat tua yang
tidak larut. Munculnya warna ini dikarenakan adanya efek trans. Penambahan amonia dapat
mensubstitusi ligan oksalat ataupun air. Ligan H2O yang mengikat pada atom pusat digantikan
oleh NH3. Ligan NH3 ini mempunyai efek trans yang lebih kuat daripada ligan H2O. Maka
strukturnya sebagai berikut:
H2O
H2O
CrO-C=O
O-C=O
O=C-O
O=C-O
NH3
NH3
CrO-C=O
O-C=O
O=C-O
O=C-O
NH3
K+ K+
Percobaan yang kedua adalah pembuatan senyawa kompleks cis-, yang dilakukan
dengan cara mereaksikan asam oksalat dihidrat dengan kristal kalium dikromat dalam cawan
penguapan. Kemudian ditambahkan setetes akuades dan tutup cawan dengan gelas arloji
selama reaksi berlangsung. Setelah terjadi kontak maka reaksi akan segera berlangsung
dengan disertai pelepasan uap air dan karbondioksida. Terlihat perubahan campuran menjadi
hitam. Agar campuran tidak menjadi larutan, maka gelas arloji harus segera dibuka pada saat
reaksi berlangsung. Hal ini agar tidak ada kesetimbangan campuran antara isomer cis dan
trans. Persamaan reaksinya adalah:
7 H2C2O4.2H2O + K2Cr2O7 2K[Cr(C2O4)2(H2O)2] + 17H2O + 6 CO2
Kemudian ditambahkan etanol ke dalam campuran dan diaduk hingga dihasilkan
endapan. Penambahan etanol ini, bertujuan untuk memadatkan seluruh endapan. Etanol ini
juga berfungsi untuk melarutkan trans- dan juga melarutkan produk samping lainnya yang
masih tersisa dalam campuran. Akibat adanya efek trans, maka isomer trans bersifat lebih
labil daripada isomer cis-, sehingga larut dalam etanol.
Campuran tadi disaring dengan penyaring Buchner untuk menghilangkan kadar
airnya, selanjutnya dikeringkan dalam oven dan kemudian ditimbang. Didapatkan endapan
sebanyak 1,1228 gram. Sedangkan dari hasil perhitungan didapatkan berat kalium
diakuodioksalatokromat(III) sebesar 2,0622 gram. Sehingga kadar isomer cis-kalium
dioksalatodiakuokromat (III) dalam endapan yang terbentuk sebesar 54,4467%. Hal ini
menandakan hasil percobaan belum sempurna.
Uji kemurnian juga dilakukan pada isomer cis dengan menggunakan larutan
ammonia. Penambahannya dapat mensubstitusi ligan oksalat ataupun air. Akibatnya dalam
penambahan ini pada Kristal kompleks, terdapat suatu bagian berupa larutan berwarna hijau
muda yang dengan cepat menyebar merata pada kertas saring. Bagian ini yang disebut sebagai
cis Kalium Dioksalatodiakuokromat (III).
H2OH2O
O-C=O OCO O
CO
O-C=O Cr
Bentuk geometri dari isomer Cis-Kalium Dioksalatodiakuokromat (III) adalah bentuk
octahedral dimana subtituen air dan oksalat berorientasi pada arah yang sama dapat
digambarkan sebagai berikut:
G. Kesimpulan
1. Isomer cis dan trans dapat dibuat berdasarkan perbedaan sifat-sifatnya, antara lain
kelarutan, stabilitas, bentuk dan warna.
2. Redemen pada trans kalium diakuodioksalatokromat(III) sebesar 25,086%
Rendemen pada cis kalium diakuodioksalatokromat(III) sebesar 54,4467%
H. DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2011. http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-anorganik-universitas/kimia-
logam-transisi/reaksi-kompleks/ diakses 27 Maret 2011
Chang, Raymond. 2004. Kimia Dasar Jilid 2. Jakarta: Erlangga
Effendy. 2007. Perspektif Baru Kimia Koordinasi. Surabaya: Bayu Media
Nuryono. 1999. Kimia Koordinasi. Yogyakarta: Lab FMIPA UIN
Rivai, Harizul. 1994. Asas Pemeriksaan Kimia. Jakarta: UI-Press
Vogel. 1990. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro Dan Semi Mikro. Jakarta:
PT Kalman Media.
I. Lampiran
1. Perhitungan
2. Laporan sementara
Yogyakarta, 28 Maret 2011
Asisten Pratikan
Solihin Jazarotun Nisak
PERHITUNGAN
1.Trans kalium diakuodioksalatokromat(III)
Diketahui:
m asam oksalat = 3,0022 g
m kalium dikromat = 1,0038 g
Ditanyakan:
Massa senyawa kompleks dan rendemen?
Jawab:
Mol K2Cr2O7 = m/Mr
= 1,0038 g / 294 gram mol-1
=0,003414 mol
Mol H2C2O4.2H2O = m / Mr
= 3,0022 g / 126 gram mol-1
= 0,023827 mol
7 H2C2O4.2H2O + K2Cr2O7 2K[Cr(C2O4)2(H2O)2] + 17H2O + 16CO2
mol kaliumdikromat / koefisien = 0,003414 mol / 1
= 0,003414
mol asamoksalat / koefisien = 0,023827 / 7
= 0,0034038
mol K [Cr (C2 O4 )2 ( H 2 O )2 ]=koef . K [ Cr (C2O4 )2 ( H 2 O )2 ]
koef .K 2Cr2O7
× mol K2Cr2 O7
¿ 21
×0,003414 mol
¿0,006828 mol
massa K [Cr (C2 O4 )2 ( H 2O )2 ]=mol × Mr K [Cr (C2O4 )2 ( H 2 O )2 ]
¿0,006828 ×303grammol
=2,0608884 gram
rendemen=m percobaanm teori
¿ 0,517 gram2,0608884
×100 %
= 25,086 %
2. Cis kalium diakuodioksalatokromat(III)
Diketahui:
m asam oksalat = 3,0007 g
m kalium dikromat = 1,0007 g
Ditanyakan:
Massa senyawa kompleks dan rendemen?
Jawab:
Mol K2Cr2O7 = m/Mr
= 1,0007 g / 294 gram mol-1
=0,003403 mol
Mol H2C2O4.2H2O = m / Mr
= 3,0007 g / 126 gram mol-1
= 0,023815 mol
7 H2C2O4.2H2O + K2Cr2O7 2K[Cr(C2O4)2(H2O)2] + 17H2O + 16CO2
mol kaliumdikromat / koefisien = 0,003403 mol / 1
= 0,003403
mol asamoksalat / koefisien = 0,023815 / 7
= 0,0034021
mol K [Cr (C2 O4 )2 ( H 2 O )2 ]=koef . K [ Cr (C2O4 )2 ( H 2 O )2 ]
koef .K 2Cr2O7
× mol K2Cr2 O7
¿ 21
×0,003403 mol
¿0,006806 mol
massa K [Cr (C2 O4 )2 ( H 2O )2 ]=mol × Mr K [Cr (C2O4 )2 ( H 2 O )2 ]
¿0,006806 ×303grammol
=2,0622 gram
rendemen=m percobaanm teori
¿ 1,1228 gram2,0622
× 100 %
= 54,4467 %