Download - Makalah Anorganik

Transcript

BAB I PENDAHULUAN KELOMPOK BESI. KOBALT DAN NIKEL BesiFeKobaltCoNikelNi RutheniumRuRhodiumRhPalladiumPd OsmiumOsIridium IrPlatinumPt Kesembilan unsur ini bersama-sama menyusun KelompokVIII dalam tabel periodik Mendeleev.Kesembilanunsurinidipertimbangkandalamkelompok-kelompokvertikalatautriaddalamcarayang sama dengan unsur-unsur transisi lainnya: Fe Ru Os Co Rh Ir Ni Pd Pt Bagaimanapuniuga,kesamaansiIathorizontaldiantaraunsur-unsurinilebihbesardalamtabel periodik,kecualidiantaralanthanid.Akibatdarikontraksilanthanid,bariskeduadanketigaunsur-unsur transisiinihampirmenyerupai.Karenaitu,kesamaanhorizontalkadangmenekankankesembilanunsur ini sebagai dua kelompok horizontal: tiga logam besi Fe, Co dan Ni, dan enam logam platina Ru, Rh, Pd, Os, Ir dan Pt. FeCoNi Ru Os Rh Ir Pd Pt PENGANTAR PADA KELOMPOK BESI Besidigunakandalamiumlahyangbesardaripadalogamlainnya,danpembuatanbaiaadalah salah satu penggunaanyang sangat pentingdi seluruhdunia. Besiiuga adalah unsur transisiyang paling pentingpadatumbuhandanhewan.Fungsinyasecarabiologisyaitusebagaipembawaelektronpada tanamandanhewan(sitokromdanIeredoksin),sebagaihemoglobin,pembawaoksigenpadadarah mamalia, sebagai mioglobin untuk penyimpanan oksigen, untuk pencarian dan penyimpanan besi (Ieretin dantransIerin)dandalamnitrogenase(enzimdalamnitrogenyangmemperbaikibakteri).Besi membentuk beberapa campuran-campuran yang tidak umum, termasuk Ierosin. Tabel 24.1 Struktur-struktur elektronik dan keadaan-keadaan oksidasi UnsurStruktur elektronikKeadaan Oksidasi` Fe Ru Os |Ar| 3d6 4s2 |Kr| 4d7 5s1 |Xc| 4I14 5d6 6s2 0 IIIII (IV) (V) (VI) 0 IIIIIIV (V)VI (VII) VIII 0 (I) (II) (III) IV (V)VI (VII) VIIII *Biloks terpenting (paling banyak dan stabil) dituniukan dalam cetak tebal. Biloks yang tidak stabil, atau masih diragukan, dituniukan dalam tanda kurung. SIFAT UMUM Besi murni berwarna seperti perak, tidak terlalu keras dan sangat reaktiI (lihat table 24.6). Logam ini dipisahkan dengan suhu yang tinggi. Udara kering berdampak kecil bagi Fe, tetapi udara basah sangat cepatdioksidasilogamuntukmembentukIerricoxide(karat).Bentukinimerupakanlapisanygtidak terlindungikarenadapatmengelupasdanmemberipeluanglogamlainuntukmenyerang.Dalamlarutan dinginasamasamnon-oksidator,menghasilkanFe2danhidrogen.Jikaasamnyahangatdanterdapat udaradapatterbentukbeberapaionFe3 danionFe2,sedangkanasamoksidatorhanyadihasilkanFe3. OksidatorkuatsepertiHNO3pekatatauK2Cr2O7menonreaktiIkanlogamkarenamembentuklapisan oksidapelindung.JikalapisaninitergoresmakalogamdidalamnyaakankembalireaktiI.FebersiIat amIoter. Fe tidak eIektiI iika dengan NaOH encer, tapi bereaksi dengan NaOH pekat. Table 24.6 beberapa reaksi dari Fe. Ru dan Os ReagentFeRuOs O2Fe3O4 pada 500oC Fe2O3padatemperatur tinggi RuO2 pada 500oCOsO4 pada 200oC SFeS FeS2 dengan S berlebih RuS2OsS2 F2FeF3RuF5OsF6 Cl2FeCl3RuCl3OsCl4 H2OPerkaratan secara perlahan Fe3O4terbentukdalam pemanasan Tidak bereaksiTidak bereaksi Larutan HClFe2 H2Tidak bereaksiTidak bereaksi Larutan HNO3Fe3 H2Tidak bereaksiTidak bereaksi Aqua regiaPasiITidak bereaksiOsO4 Ru dan Os bersiIat mulia, dan sangat tahan terhadap serangan asam. Meskipun demikian, Os bisa teroksidasimeniadiOsO4olehakuaregia.Pengkaratanbesimerupakankasusyangsangatpentinguntuk diketahui.Proseskorosisangatkompleks,tetapidapatdiielaskansecarasederhana,atomFeberubah meniadiionFe2danelektron.Elektron-elektronpindahkebeberapalogamyanglebihmuliayang mungkinterdapatdalambentuktidakmurninyapadabesi.IonHyangterdapatdalamair,membentuk hidrogen, yang bereaksi dengan oksigen di atmosIer menghasilkan: FeFe2 2e 2H 2e2H1/2O2H2O

BesimeniadipositiIdanmembentukanoda,danlogammuliabertindaksebagaikatoda,sepertisel elektrokimiakecilyangterbentukdipermukaan.IonFe2kemudiandioksidasimeniadiFe(III), diantaranyaFeO.OH,Fe2O3atauFe3O4.Karenaoksidasinyatidakmembentuklapisanpelindungyang coherent, maka korosi terus berlaniut. Untukmencegahkorosi,O2,H2Odan'impuritiesharusdihilangkan.Padakenyataannya,Fe sering diberikanlapisanpelindunguntukmenghilangkanair.ElektroplatingFedenganlapisantipisSnbanyak digunakandan11,7iutaton'tinplatetelahdiproduksiseiaktahun1985.Metodelainyangdigunakan adalah 'hot dipping di mana Fe dicampur dengan lelehan zink, proses galvanisasi (elektroplating dengan Zn),Sherardizing,danmengecatdengantimahmerah.PerlakuaneIektiIlainuntukmelindungilapisan luarbesiolehbesiphospat.Carainidilakukandenganmemberikanasamposporitatauasamdari Mn(H2PO4)2atauZn(H2PO4)2melaluiprosesparkerizingdanBonderizing.Alternativelaindengan meniadikanlogamlainsebagaianodasehinggamembuatbesimeniadikatodapadaselelektrolitik.Ru dan Os merupakan logam mulia dan tidak reaktiI dengan air. Tabel 24.7 Beberapa sifat fisik Radius Kovalen (A) Radius Ion (A) Titik leleh (oC) Titik didih (oC) Kerapatan (g.cm-3) Elektronegatifitas PaulingM2+ M3+ Fe1,170,78h0,645h153527507.871.8 0.61l0.55l Ru1.24-0.682282(4050)12.412.2 Os1.26--3045(5025)22.572.2 EIek kontraksi lantanida tidak terlalu nampak: oleh karena itu kesamaan baris kedua dan ketiga unsur cukupkecil(lihattabel24.7).Kemiripanhorizontalpadakelompokbesidanplatinumsebagianbesar karenamemilikikesamaanukuranpadaatomdanion-ionnya(misalnyaFe20,61A(spinlemah),Co2 0,65A(spinlemah)danNi20,69A).Karenaosmiumsedikitlebihbesardaripadaruthenium,maka osmium mempunyai berat ienis lebih besar, dan ternyata memang Os merupakan unsur yang kedua paling padat (density 22,57 g cm-3) yang sedikit dibawah Ir (density 22,61 g cm-3). KEADAAN-KEADAAN OKSIDASI Dalamkelompoksebelumnyadalamunsur-unsurtransisi,iumlahbiloksmaksimumdiperoleh ketika semua elektron-elektron valensi dalam tingkat d dan s digunakan untuk tuiuan valensi. Jika tren ini berlaniutkemudianiumlahoksidasimaksimumuntukkelompokiniakan(VIII).Namun,treninitidak dilaniutkanuntuksetengahbagiankeduablok-dsehinggabilokstertinggiuntukFeadalah(VI).Biloks ini iarang dan tidak begitu penting. Biloksutamanyaadalah(II)dan(III).Fe(II)adalahyangpalingstabil,danterdapatdalam larutan cair. Fe(III) sedikit mengoksidasi, tetapi keadaan Fe(II) dan Fe(III) lebih stabil daripada yang ditemukandalamkelompoksebelumnya.PerbedaanpalingielasdariunsurRudanOsdariunsurRuO4 dan OsO4 adalah ketika dalam keadaan (VIII). Ru(III) dan Os(IV) adalah keadaan yang paling stabil, walaupun Ru(V), Os(VI) dan Os(VIII) iuga sangat stabil. Maka, tren umum yang diamati bahwa pada kelompokyangmenurun,keadaanoksidasiyangtinggimeniadilebihstabil.Stabilitasdariberagam keadaan oksidasi ini dituniukan oleh rangkaian oksida dan halida yang diketahui (lihat Tabel 24.5). Tabel 24.5 Oksida-oksida dan halida-halida Keadaan-keadaan oksidasi (II)(III)(IV)(V)(VI)(VII)(VIII)Yang Lainnya FeO - - FeF2 FeCl2 FeBr2 FeI2 - - - - - - - - Fe2O3 Ru2O3h - FeF3 FeCl3 FeBr3 - RuF3 RuCl3 RuBr3 RuI3 - - - - - RuO2 OsO2 - - - - RuF4 RuCl4 - - OsF4 OsCl4 OsBr4 OsI4 - - - - - - - RuF5 - - - OsF5 OsCl5 - - - (RuO3)h (OsO3)h - - - - (RuF6-) - - - OsF6 - - - - - - - - - - - - - - (OsF7) - - - RuO4 OsO4 - - - - - - - - - - - - Fe3O4 OsCl3.5 eadaan-keadaanoksidasivangpalingstabildituniukandalamcetaktebal.tidakstabildalam tanda kurung. h oksida hidrous. KEADAAN OKSIDASI RENDAHBiloks(II)adalahiarang,tetapiterdapatpadaionkarbonil|Fe(CO)4|2-dan|Ru(CO)4|2-.Thezero-valentstateoccursdikarbonil,yangmanakemungkinanmononuclear,misalnyaFe(CO)5,Ru(CO)5, dinuclear,misalnyaFe2(CO)9danOs2(CO)9atautrinuclear,misalnyaFe3(CO)12,Ru3(CO)12,Os3(CO)12 (gambar 24.1). Fe(CO)5,Ru(CO)5danOs(CO)5berbentukcairpadasuhuruang.Karbonillainmerupakanpadatan yangmudahmenguap.Fe(CO)5tersediauntukdiperdagangkan.Karbonildi-dantrinuclearterdiridari ikatanM-M.Fe2(CO)9mempunyai3iembatanpenghubungCOyangbekeriasamadengankelompok2 atom logam, tetapi pada Os2(CO)9 kemungkinan hanya 1 kelompok penghubung. Fe3(CO)12 mempunyai 2 penghubungCOdiantarasatupasanganatomFe,yangmanaOs3(CO)12tidakmempunyaikelompok penghubung.Fe2Ru(CO)12mempunyaistrukturyangsamadenganFe3(CO)12,tetapiFeRu2(CO)12 mempunyai struktur yang sama dengan Os3(CO)12. Fe(CO)5sangatmudahdioksidasi,danbentukgasakanmeledakiikatercampurdenganair.Reaksi karbonil dengan alkali encer atau air, membentuk anion karbonil : Fe(CO)5 3NaOHNa|HFe(CO)4| Na2CO3 H2O

Merekamengalamireaksisubstitusidenganligan-liganlainsepertiPF3,PCl3,PPh3,AsPh3dan molekul-molekulorganikunsaturatedsepertibenzene.Padakarbonil-karbonilpolinuclearikatanlogam-logam dan kelompok logam sering membantu. Fe(CO)5 PF3(PF3)Fe(CO)4 CO

Fe(CO)9 6PPh3Fe2(CO)3(PPH3)6 6CO

Gambar 24.1..... Berikut senyawa karbonil yang digunakan sebagai katalis pada berbagai macam reaksi : 2C2H2 3CO H2OHO

CO2Fe(CO)5ethvnep-quinol

C6H5NO2 2CO H2C6H5NH2 2CO2nitrobenzeneaniline

Senyawa nitrosil dibentuk oleh reaksi NO pada karbonil dinuclear : Fe2(CO)9 4NO 2Fe(CO)2(NO)2 5CO

TurunanyangtidakumumdariRu6C(CO)17terdiridarikelompokoktahedraldengan6atomRu dengansebuahatomkarbonditengahnya(mirippenyusunanulangpadalogamkarbida),tetapi4atom Ru mempunyai 3 sambungan kelompok CO dan sisanya 1 iembatan penghubung CO. Komplek|Fe(H2O)5NO|2dibentukdengantes'brownringuntuknitrat.Warnamerupakanhak untukmemindahkannilai.Komplekinisecara resmiterdiriatas Fe(I)danNO.momenmagnetiknya kira-kira 3,9BM, ditegaskan dengan adanya 3 elektron tidak 'terbayar. BILOKS (+II)Besi(II)merupakansatukondisiygterpenting,dangaramseringdisebutgaramsulIidebesi. Mereka dikenaldg baik sebagai senyawa Kristal. Sebagian besar berwarna hiiaumuda danmengandung ion|Fe(H2O)6|2,sebagaicontohFeSO4.7H2O,FeCl2.6H2OdanFe(ClO4)2.6H2O.ion|Fe(H2O)6|2 terdapatpadalarutanaqueous.SenyawaIerrousmudahdioksidasi,dansulitdiperolehsecaramurni. Meskipundemikian,garamgandaFeSO4.(NH4)2SO4.6H2Odigunakansebagaisenyawastandardalam analisisvolumetricuntuktitrasidenganagenpengoksidasisepertidikromat,permanganatedanlarutan ceric.FeSO4danH2O2digunakansebagaireagenFentonuntukmenghasilkanhidroksilradikaldan sebagai contoh alcohol mengoksidasi meniadi aldehid. Oksida FeOmerupakannonstoikiometridanlogamyangtidaksempurna.BiasanyamempunyaiIormula Fe0,95O.kemungkinandibentuk sebagai bubukhitamoleh pemanasan kuat besi (II)oksalat Fe11(COO)2 di ruang hampa kemudian dipadamkan untuk mencegah teriadinya disproporsionasi: Fe(C2O4) FeO CO2 CO

FeO terlarut pada suasana asam dan merupakan senyawa dasar. FeO merupakan tipe kisi dari sodium klorida, yang terdiridari sebuahkubik tertutup yangdibungkus ulangoleh ionO2-dengan ion Fe2yang menduduki hampir semua lubang octahedral. Fe(OH)2 merupakan endapan dari larutan yang mengandung Fe(II) sebagai padatan putih, tetapiiamengabsorbsidengan cepat O2dari udara danmemutar hiiau tua kemudiancoklat.IniteriadikarenaiapertamakalidioksidasiuntukmencampurFe(OH)2danFe(OH)3, kemudian untuk hydrous Fe2O3.(H2O)n.Fe(OH)2 melarutkan ke dalam asam. Ia iuga melarut dalam pelarut kuatsepertiNaOH,memberikansebuahkkomplekbiru-hiiauNa4|Fe(OH)6|ygmanadapatmeniadi Kristal. Halide Besimelarutdalamasamhalogentanpaudara,dandarilarutandihalidahidratmenghasilkan FeF2.8H2O(putih),FeCl2.4H2O(hiiaumuda)danFeBr2.4H2O(hiiaumuda).HidratIerrousklorida mengandung |FeCl2.4H2O| bentuk octahedral yang mana 2 atom klorin menduduki posisi trans.Anhydrous FeF2dan FeCl2dibuat dengan pemanasan logamdengan HF atau HCl dalam bentukgas, seperti pemanasan unsur FeF3 dan FeCl3.FeBr2 dan FeI2 yang dibuat dengan pemanasan unsur. Anhydrous Fe(II) halide bereaksi dengan NH3 dalam bentuk gas, membentuk garam yang mengandung komplek ion octahedral |Fe(NH3)6|2. Komplek ini rusak di dalam air menghasilkan Fe(OH)2. Kompleks IonIerrousmempunyaibeberapabentukkompleks.yangterpentingadalahhemoglobin(zatwarna merahpadadarah)yangkemudiandibicarakandalambagianbioanorganikkimiabesi.Kebanyakan terdapat dalam kompleks octahedral, meskipun sedikit kompleks halide tetrahedral |FeX4|2- terbentuk.Kompleks yang paling diketahui adalah heksasianoIerat(II) atau ion Ierosianida |Fe11(CN)6|4-. Kalium heksasianoIerat(II)K4|Fe(CN)6|4-merupakanpadatanberwarnakuningdandapatdibuatdengan mereaksikan CN-kedalamlarutan garam Ierrous. Kalium Ierosianida digunakan untukmengetes adanya larutanbesi.ionFe2memberikanendapanputihK2Fe11|Fe11(CN)6|,tetapiionFe3memberikanbagian berwarnabiruKFeiii|FeII(CN)6|yangdikenalsebagaibiruprusian.Adeepbluecolouriugamerupakan hasil dari Fe2denganionheksasianoIerat(III) (besi sianida) |FeIII(CN)6|3-, dan inidiketahui sebagai biru turnbul KFeII|FeIII(CN)6|. Keduanya digunakan sebagai pewarna pada tinta dan cat. Cara keria sinar X, IR danspektroskopimossbanermenuniukkanbahwabiruturnbulmengidentiIikasibiruPrussian.Warna intenstimbuldaritransIerelektronantaraFe(II)danFe(III).Potensialreduksistandarmenuniukkan bahwaitumudahuntukmengoksidasiion|FeII(CN)6|4-padalarutanaqueousmeniadi|FeIII(CN)6|3-, kemudian mengoksidasi |FeII(H2O)6|2 meniadi |FeIII(H2O)6|3. Ini bearti bahwabentuk Fe(III) komplek dengan CN- lebih stabil daripada Fe(II). Ion CN- dikenal sebagaibentukikatanphidenganmenerimaelektrondariion-ionlogam.KarenaFe(II)lebihbanyak elektrondaripada Fe(III),itumenuniukkan bahwa Fe(II) seharusnyamempunyai ikatan phi lebihkuat dankarenaituikatannyalebihpendekdaripadaFe(III).PaniangikatanFeCdalam|FeIII(CN)6|3- adalah1,95Adan1,92Adalam|FeII(CN)6|4-memperkuatperbedaanpadaikatanphitetapiinitidak mempengaruhi nilai E. energi merupakan Iaktor lain yang signiIican, dan ini mempunyai entropi negative yang besar dari hasil hydration dari nilai tinggi pada |FeII(CN)6|4-. IonCu2kemungkinanmengendapdarilarutankomplekmerah-coklatCu2|Fe(CN)6|padaanalisis gravimetri.KelompoksianidapadaK4|Fe(CN)6|merupakanenergilembam,dantidakmudahberpindahatau tersubstitusi. Dahulu garamdikatakan tidak beracun,harus lebihdiperhatikan akibatnyamenyusun HCN dengan mencairkan asam. Ini mungkin untuk menghasilkan hasil mono-substitusi dengan mengganti satu CN-olehH2O,CO,NO2-atauNO.yangpalingdikenaladalahnatriumnitrosopentacyanoIerrate(II) Na2|Fe(CN)5(NO)|.2H2O,yangmanabiasanyadisebutnatriumnitroprusside.Komplekinimempunyai NO4sebagailigand,dandibentuksebagaiKristalcoklat-meraholehreaksiIerrosianidadengan30 HNO3 atau nitrit : |Fe(CN)6|4- NO3- 4H|Fe(CN)5(NO)|2- NH4 CO2Na4|Fe(CN)6| NO2- 4H2O Na2|Fe(CN)5(NO)| 2NaOH CN-

NatriumnitroprusidabereaksidenganionsulIideuntukmenghasilkankompleknila |Fe(CN)5(NOS)|4-. Ini digunakan sebagai tes kualitatiI untuk sulIide.2|Fe(CN)5(NO)|2- S2-2|Fe(CN)5(NOS)|4-

Komplekstabilyanglaindibentukdenganligandbidentatesepertietilenediamina,2,2-dipridildan 1,10-phenantrolin(biasanyadisebutorto-penantrolin(gambar24.2).komplekselaniutnya|FeII(phen)3|2 adalah merah terang, dan digunakan untuk determinasi kolorimetri besi, dan iuga sebagai indicator redok Ierroin`padatitrasi.Inimudahuntukmengoksidasi|Fe(H2O)6|2meniadi|Fe(H2O)6|3kemudian mengoksidasi |Fe(phen)3|2 (berwarna merah) meniadi |Fe(phen)3|3 (warna biru). Warna merah bertahan sampaipemberianagenoksidasiberlebih.Stabilitaskomplekbesi(II)phenantrolinseharusnyalebihbaik untukikatanphidiantaralogamdanenergiorbitalantibondingphisigmarendahpadaligan.Kesamaan stabilisasi iuga teriadi pada komplek dipridil. Gambar 24.2 1,10phenantrholine Fe2 mempunyaikonIigurasielektrond6,dankomplekoctahedraldenganligandlemahmempunyai spintinggidengan4elektronunpaired(gambar24.3a).kekuatanligandasarsepertiCN-dan1,10-penantrolinkarenaspinganda.Inimembuatmerekalebihstabilkarenamerekamempunyaienergi stabilisasi Kristal lebih besar (gambar 24.3b). spin ganda iuga menghasilkan pada komplek diamagnetic.Tescincincoklatuntuknitratdannitritbergantungpadapembentukankomplekcoklat |Fe(H2O)5.NO|2.TesinidimulaidenganmempersiapkanlarutanFeSO4dicampurdenganlarutanyang mengandungionNO2-atauNO3-padapipa.H2SO4diturunkansampaibataspipasehinggaterbentuk lapisan di dasar. Reaksi H2SO4 dengan NO3-, membentuk NO, yang dikombinasikan dengan Fe2, dengan lambat membentuk komplek coklat |Fe(H2O)5.NO|2 antarpermukaan diantara 2 cairan. Jika pencampuran didapatdenganpanasataugoncanganmenghilangkanwarnacoklat,NOberkembangdanlarutan FeIII2(SO4)3 tetap. Nitrit memberikan warna coklat sebelum H2SO4 ditambahkan. Tambahanuntukkomplekoctahedralini,halidelebihmudahdibentukkomplekKristal|FeIIX4|2-. Komplek tetrahedral inihanyadibentukdengancation` besar. Keberadaan anion besar dankation besar memberikan energi molekul besar.BeberapasenyawasimplesepertiRu(II)danOs(II),terlebih|RuII(H2O)6|2telahdikenal.Kecuali pada keadaan anionnon komplek seperti BF4- dan ClO4-, keadaan (II)eksis sebagaikomplek. Komplek yangmempunyainomorbesardibentukdenganligandyangmampumengikatkembalisepertiCOdan ligandpospinPR3.KompleklaindibentukdenganCN-,Cl-,NH3danamina.Merekasemuaadalah tetrahedral.Komplek-komplektersebutdibentukdenganmereduksilarutanyangmengandungM(III) atau M(IV) pada keadaan ligand. Logammempunyai konIigurasi d6,dansemua komplek diamagnetic, ditandai dengan sepasang spin yang ditataulang, dengan energi stabilisasi Kristal besar. BentukRutheniumadalahkarboksilatbinuclear(CH3COOH)4(H2O)2miripkromium(II)asetatdan mengandung ikatan MM. komplek yang dibentuk iuga mirip dengan Mo dan Rh. Rutheniumiugamempunyaibentukkomplekyangmenarik,yaituRuIINO.L5,dimanaligandL kemungkinan : Cl-, NH3, H2O, NO3-, OH-, CN- dan yang lain. NO memiliki ikatan yang kuat untuk logam denganikatansigmadanphi,danikatanRuNOberlangsungmelaluiberbagaimacamiaraksubstitusi dan reaksi oksidasi reduksi.Mempelaiari Sinar X menuniukkan bahwa beberapa komplek atom RuNO adalah linier, yang mana beberapa yang lain cenderung bengkok.Ru

Ru Mirip kompleks osmium yang kita kenal, meskipun pengetahuan tentangny sedikit. KomplekkarbonilsepertiFe,RudanOstelahdikenaldalamwaktuyanglama.COdanN2adalah isoelektrik, dan untuk waktu yang lama telah berspekulasi bahwa ikatan MNN kemungkinan terbentuk seperti MCO. contoh pertama adalahkomplekdinitrogen |Ru(NH3)5.N2|Cl2yang telahdipublikasikan padatahun1965.KomplekinidapatdibuatdenganmereduksilarutanaqueousRuCl3dengansulIat hidrazinataudenganperlakuan|RuIII(NH3)5.H2O|3denganNaN3.ReaksidimanaH2Odigantikan denganlangsungolehN2adalahkeiadianpalingmenarik,karenamungkinmenutupbagaimanabakteri memperbaiki nitrogen di atmosIer. |Ru(NH3)5H2O|2 N2|Ru(NH3)5N2|2

TerminalliganN2mempunyaiberkasIRpadarentang1930-2230cm-1.Perbandinganinidengan berkasgasN2yaitu2331cm-1.RentangIRkemungkinanmenuniukkanbahwakomplektelahterbentuk, danmenurunkannilaigelombangmenuniukkanikatanphitelahterbentukdariRukeN,kemudian mengurangikeberadaanikatanNN.kemudianN2berperansebagaipenerimaphi.N2merupakan pemberisigmalemahdanpenerimaphilemahdaripadaCO,dankarenaitukomplekdinitrogensangat tidak stabil. Beberapa komplek logamyang lain termasuk Mo, Fedan Coiuga dapat menaikkan suhu N2 di atmosIer, dengan keistimewaan ketiga ligand phospine: FeCl2 N2 3PEtPh2FeH2(N2)(PEtPh2)3NaBH4

Ligan N2 kemungkinan iuga bertindak sebagai iembatan penghubung: |Ru(NH3)5N2|2 |Ru(NH3)5H2O|2|(NH3)5.RuNNRu.(NH3)5|4

Dalamkomplekdinuclear ikatan NN adalah 1,24A, hanya sedikitlebih paniangdaripada iarak N2 yaitu1,098A.yangmenarikdarikomplekiniadalahdapatberkoordinasinyanitrogentimbuldari kemungkinan Iiksasi nitrogen (lihat iuga bab 20). Komplek nitrogen iuga dibuat untuk semua logam pada Mn, Fedankelompok Co, bersama-sama dengan Modan Ni. Kekhasankomplek terdiridari logam pada keadaanoksidasilemah,seringdenganposphineatauligandhidratseperti(R3P)2Ni.N2.Ni(PR3)2dan (R3P)3.Fe.N2.H2.karenamolekulN2adalahsimetrisdaniugamempunyaimomendipole0,ikatansigma dariNkelogamakansangattipis(karenaitunilaipaniangikatanNNsangatkecil),danikatanbalik dari logam ke orbital phi pada nitrogen adalah interaksi utama. BILOKS (+III) Fe (III) merupakan biloks Fe yang sangat penting, dan Garam Ieri diperoleh dengan mengoksidasi garamIero-nya.LarutanIeriumumnyaberwarnakuningkecoklatan,tapiwarnaitusebenarnyaterkait dengankeberadaankoloiddarioksidabesiatauFeO.OH.FE(III)membentukgaramkristalindengan semuaanionkecualiI-,danbeberapaienisgaramterdapatdalambentukhidratmaupunanhidratnya. Semuainimemilikiberbagaiieniswarna:FeCl3.6H2O,FeF3.4,5H2OdanFe2(SO4)3.9H2Oberwarna kuning;FeBr3.6H2OdanFeF3berwarnahiiau;Fe(NO3)3.6H2Otidakberwarna;danFe(NO3)3.9H2O berwarnaungupucat.Beberapagarammengandungion|Fe(H2O)6|3.Senyawapalingumumyaitu Fe2(SO4)3.Senyawainiterdapatdalam6bentuksenyawahidrat,dancukupluasdigunakansebagai koagulan untuk meniernihkan air minum dan iuga dalam perlakuan terhadap eIluen dan buangan industri. Alumnyaberupadoblegaram,danmengkristaldenganmudah.Merekaiugamengandung|Fe(H2O)3|. SenyawayangpalingdikenalnyayaituamoniumIerialum(NH4)|Fe3(H2O)6||SO4|2.6H2Odankalium alum |K(H2O)6||Fe3(H2O)6||SO4|2. Seperti krom alum, alum ini digunakan sebagai mordandalam industri pewarnaan.Oksida dan hidrat oksida TidakadabuktikloFe(OH)3ituada.HidrolisisdariFeCl3tidakmemberikanhidroksidatapi memberikanendapan gelationousmerahkecoklatan dari hidrousoksida Fe2O3(H2O)n. Setidaknya bagian dariendapaniniterdiridariFeO.OH.Memanaskanhidrousoksidahingga2000Cmemberikanwarna merah kecoklatan u-Fe2O3. Struktur ini terdiri dari kisi heksagonal closed-packed dari ion O-2 dengan ion Fe3secara acak terdistribusi ke sisi oktahedral dan tetrahedral. Fe3O4terbentuksebagaipadatanhitamdenganmemantikFe2O3pada14000C.Fe3O4adalah campuranoksidaFeIIFe2IIIO4danmemilikistrukturinversespinel.IonO-2adalahcubicclose-packed, denganFe2dengansatuperempatdarilubangoktahedral.SetengahdariFe3memenuhilubang oktahedral dan menempati setenah lubang tetrahedral.Fe2O3danFe3O4,sepertiFeO,semuacenderungnonstoikiometrik.Nonstoikiometrikini cenderungberikatandengankemiripannyadalamstruktur.Bentukcubicclosed-packedberbedahanya pada penyusunan Fe2 dan Fe3 pada lubang oktahedral dan tetrahedral.SiIatdasarmenurundenganmeningkatnyabilanganoksidasi.FeIII2O3kebanyakanbasa.Bentuk yang terignisi cukup sulit larut dalam asam. Namun, bentuk hidrous yang baru saia mengendap larut baik dalam asam, memberikan warna violet pucat ion |Fe(H2O)6|3, dan NaOH pekat, membentuk |Fe(OH)6|-3. InimenuniukkanbahwaoksidainicenderungamIoter.GabungandariLiOH,NaOHatauNa2CO3 memberikan LiFeO2 atau NaFeO2. Fe2O3 Na2CO32NaFeO2 CO2DiwaktuyangsamasenyawainidisebutIerrites,tapilebihbaikiikadiwakilidengancampuran oksida,sebagaiLiFeO2memilikistrukturNaCl,danLidanFe3diperkirakanmemilikiukuranyang sama. Rata-rata muatan dalam ion logam 2, yang sesuai dengan muatan ion oksidanya yaitu -2. Ferrites terhidrolisisdengan air,membentuk NaOH. Diwaktuyang samadigunakandalam Lowig process untuk produksi caustic soda.Fe2O3 Na2CO32NaFeO2 CO22NaFeO2 CO2Fe2O3 Na2CO3

JikaCl2bertemudenganlarutanalkalidariIerricoksidaterhidrasi,larutanmerahkeunguan terbentuk mengandung ion Ierrate FeVIO2-2. Ferrates iuga dibuat melalui oksidasi Fe3 dengan NaOCl atau secara elektrolitik. Mereka mengandung Fe6 dan oksidator yang lebih kuat dari KmnO4. Halida Halida dari FeF3, FeCl3 dan FeBr3 dapat dibuat dengan reaksi lansung halogen dan logam. Iodida tidakadadalamkeadaanmurnikarenaFe3mengoksidasiI-.Dalamlarutan,oksidasiberlangsung sempurna,tapibeberapaFeI3dapatberadabersamadenganFeI2dalampadatan.SenyawaFe3sedikit terionisasidibandingkanFe2.FeF3padatanputih,sedikitlarutdalamairtapilarutannyatidak memberikantespositiIuntukionFe3atauF-.UntukmengkombinasikandenganlogamalkaliIluoride, mmbentukkomplekscontohnyaNa3|FeF6|.Fe3memilikikonIigurasid5.SeiakF-adalahliganmedan lemah, setiap orbital d masing-masing akan terisi satu, sehingga terbentuk kompleks oktahedral high-spin (Iigure...). Hasilnya Fe3 dengan ukuran kecil, kompleks Fe3 umumnya lebih stabil daripada Fe2. Setiap transisi elektronik d-d melanggar Laporte selection rule (keadaan ini bahwa Al, perubahan dalamtransisipadabilangankuantumkedua,seharusnya1. UntuktransisiddAl0).Pada|FeF6|-3 transisielektroniknyaiugaspinIorbidden`,dimanateriadipromosielektrondanmemutarbalikspin. Kecilkemungkinannyateriadidemikian:karenaitusedikitmunculwarna.EIekyangsamapunteriadi pada spektra Mn2 (liat iuga chapter 32).BerbedakontrasdengankemunculanwarnaadaFeF3,padatanFeCl3hampirsepenuhnyahitam. Mengalami sublimasi pada 3000C, menghasilkan gas dimer. FeBr3 berwarna merah kecoklatan. Warnanya meningkatberdasarkanspektra.Strukturpadatnyamerupakan lapisankisi,terdiridariionhalidaclosed-packed dengan Fe3 mengisi 2/3 lubang oktahedral di satu lapis, dan tidak ada dilapisan berikutnya. FeCl3 dapatlarutbaikdalameterdanair,menghasilkanspesimonokromikterlarut(gambar24,5).Besi(III) klorida biasanya berupa gumpalan kuning kecoklatan dari FeCl3.6H2O. Senyawa ini sangat larut dalam air dandigunakansebagaioksidator,daniugasebagaimordantdveing.FeCl3iugadigunakandalam pembuatan CCl4. CS2 3Cl2CCl4 S2Cl2katalis FeCl3 pada 30oC

CS2 2S2Cl2CCl4 6Skatalis FeCl3 pada 60oC

.... gambar ..... Struktur FeCl3.6H2O tidak umum. Biasanya terdiri dari trans |Fe(H2O)4Cl2|Cl.2H2O, namun pada HCl kuat terbentuk ion |FeCl4|- tetrahedral. Kompleks Fe3yangmembentukkompleksdenganNH3tidakstabildalamair.Kompleksdengankhelat liganNsepertidipiridildan1,10-Ienantrolinterbentuk,tapikurangstabildibandingkandenganFe2. Ligan ini menyebabkan spin pariring. Kompleksyangpalingumumsepertiionyangterhidrasi|Fe(H2O)6|3.Berwarnaungupucat dalam larutan asam kuat, dan cenderung terhidrolisis dalam larutan dengan pH 23 meniadi kuning. |Fe(H2O)6|3Fe(H2O)5.OH|2 H

Pada pH 45 spesihidrokso terpolimerisasi untukmembentukdimer yang berwarna kecoklatan padat. Polimerisasi ion aqua cukup sering, khususnya iika memiliki muatan yang besar.2Fe(H2O)5.OH|2(H2O)4(H2O)4Fe

0

Pada pH yang lebih tinggi dapat terbentuk endapan merah kecoklatan dari hidrous oksida. KomplekslaindengandonorOtermasukdiantaranyaionIosIatmembentuk|Fe(PO4)3|-6dan |Fe(HPO4)3|-3 (tidak berwarna), dan dengan ion oksalat menghasilkan kompleks hiiau tua |Fe(oksalat)3|-3. Nodakuningdapatdihilangkandarikaindenganmenambahkanoxalicaciddanmembentukion|Fe(oksalat)3|-3yanglarutdalamair.Perlakuaniniiugadapatmenghilangkanwarnakain. |Fe(asetilaseton)3|berwarnamerah.|Fe(CN)6|-3berwarnamerahdan|Fe(phen)3|3berwarnabiru,dan keduanya bisa didapat dari oksidasi kompleks Fe2 dengan KmnO4 atau dengan elektrolisis. Salah satu cara menguii Fe (III) yang terbaikyaitu denganmencampur larutan mengandung Fe3 danionSCN-.Dihasilkanwarnamerahdarahdaricampuran|Fe(SCN)(H2O)5|2daniugaseiumlah Fe(SCN)3dan|Fe(SCN)4|-.WarnanyainibisadigunakanuntukmenentuknionIeri.Warnainiakan hilang dengan penambahan ion F-, karena akan terbentuk |FeF6|-3.Fe3memilikikonIigurasielektronikd5.Karenaitukompleksdenganliganmedanlemahakan memilikipenyusunanhigh-spindengan5elektrontidakberpasangan.Karenaituspektraddakan meniadispinIorbidden`:namunpenyerapannyaakansangatlemah.Mn2punmemilikikonIigurasi elektrond5sertamemilikispektraddyanglemah.Namun,Fe(III)memilikimuatanekstradanlebih mampu mempolarisasi ligan, karena itu spektra transIer muatan yang intens tidak ditemukan dalam Mn2. Satu-satunyakompleksyangmenuniukkanpanianggelombanglemahyaitu|Fe(H2O)6|3.Spesiyang terhidrolisis memiliki charge transfer bands which mask the dd spectra. Ligan medan kuat seperti CN-, SCN- danoksalatmembentuk kompleksdengan Fe3yangmemiliki penyusunan spin yang berpasangan (gambar 24.4b). Hal ini diharapkan akan menibulkanwarna dari spektra dd yang tinggi, namunwarna ini iuga dapat tertutupi oleh transIer muatan.Fe(III)danRu(III)membentukasetatbasadengantipe|Fe3O(CH3COO)6L3|.Strukturnya berupasegitigadengan3atomFedanatomOberadaditengahnya.Enamgrupasetatberperansebagai iembatandiantaraatomFe,duagrupdiuiungyangsalingbersebranganmerupakansudutdarisegitiga. Karena itu setiap atom Fe terhubung dengan 4 grup asetat dan pusat O, dan posisi ke enam dari oktahedral diisiolehmolekulairatauliganlain.TipekomplekskarboksilatiniterbentukdariiontrivalenCr,Mn, Fe, Ru, Rh, dan Ir.Ruthenium dan Osmium Untukbiloks3,kompleksRulebihbanyakdaripadaOs.Keduaelementersebutmembentuk membentuk|MIII(NH3)6|3,danRumembentukseiumlahkomplekshalogenamonia.JikaRuO4 dimasukkan kedalam HCl pekat dan diuapkan, zat merah gelap dengan rumus RuCl3.3H2O terbentuk. Zat inisangatcepatlarutdalamair,danmerupakanzatyangmeniadiawaluntukberbagaiprosespreparasi. TidakhanyamengandungspesiRu3tapiiugaspesipolinuklirRu4.Ru(III)kloromengkalisishidrasi dari alkena. Ru3 pun membentuk asetat basa mirip seperti |Fe3O(CH3COO)6L3| diatas.BILOKS (+IV) dan lebih tinggi lagi PembakaranlogamRuatauOsdiudaraakandihasilkanpadatanbirukehitamanRuO2danpadatan berwarnatembagadariOsO2.Keduaoksidainimemilikistukturrutile(TiO2).Osdapatmembentuk tetraIluoride dan tetraklorida yang stabil. BILOKS (+V) Biloks(V)itutidakstabil,danhanyaditemukandalamtetraIluorideyangtetramericyangdiiembatani olehgolonganFsepertipadaNbF5danTaF5(lihatgambar21.1a).Dikenaliugasebagaikompleks Iluoride. ... reaksi .... BILOKS (+VI) FerratesFe6O4-2dapatdibuatdenganmelewatkanCl2kedalamlarutanalkalidariIerricoksidahidrat, denganmengoksidasiFe(III)denganNaOCl,atausecaraelektrolitik.Warnanyaungudanmerupakan oksidator yang lebih kuat daripada KmnO4. Kestabilannya terus berkurang seiring dengan tabel periodik : ... reaksi .... Ferrates hanya stabil pada larutan alkali yang kuat, dan terurai dalam air atau asam, dengan membebaskan oksigen. .... reaksi .... NatriumdankaliumIerratessangatmudahlarut,tapiBaFeO4akanterendapkan.IonIeratberbentuk tetrahedral seperti ion kromat CrO4-2. RuF6merupakanhalidatertinggidariRu.DibuatdenganmemanaskanRudanquenching (mendinginkannya dengan cepat). RuF6 sangat tidak stabil, tapi berbeda dengan OsF6 yang sangat stabil. BILOKS (+VIII) RuO4danOsO4padatanvolatilberwarnakuningdengantitiklelehsecaraberurutan250Cdan 400C.OsO4dibuatdaripembakaranlogamyangterbelahnyadenganO2,ataudenganmereaksikannya denganHNO3pekat.RuO4lebihkurangstabildandibuatmelaluioksidaolehpermanganatataubromat dalamH2SO4.KeduaoksidanyabersiIatracun,berbausepertiozondanbersiIatoksidatorkuat. Strukturnyatetrahedral.KeduanyadengansedikitlarutdalamairtapidenganmudahlarutdalamCCl4. LarutanOsO4digunakansebagaipenandabiologissebabsenyawaorganikmereduksinyameniadiOsO2 yanghitamataumeniadiOs.UntukalasaniniuapOsO4sangatberbahayabagimata.OsO4iuga digunakandalamkimiaorganikuntukditambahkankedalamikatangandasehinggadapatterbentukcis glikol.SenyawatetraoksidatidakmenuniukkansiIatbasadanHClmereduksiOsO4meniaditrans-|Os6O2Cl4|-2,|Os4Cl4|-2dan|Os4O2Cl10|-2.RuO4terlarutdalamlarutanNaOHdanmembebaskanO2. Ru (VIII) tereduksi pertama membentuk ion perruthenate (VII), lalu ion ruthenate (VI) :... reaksi ... IonruthenatemengandungRu(VI)danmiripdenganionIerrateFeO4-2.OsO4lebihstabildan tidak tereduksi oleh NaOH. Melainkan, ligan OH- terikat membentuk ion oktahedral trans-osmate (VIII). ... reaksi ... Ionosmate(VIII)bereaksidenganNH3menghasilkankompleksnitridoyangtidakumum |OsO3N|-, dan tereduksi oleh EtOH membentuk trans-|Os6O2(OH)4|-2. BAB II PEMBUATAN EKSTRAKSI BESI Ekstraksidaribesitelahmemainkansebuahbagianyangbesardalamperkembanganperadaban modern.Zamanbesidimulaiketikamanusiamenemukanbagaimanauntukmenggunakanarangyang dihasilkandarikayuyangdibakaruntukmengekstrakbesidaribiiihbesi,danbagaimanauntuk menggunakannya. Revolusi industri dimulai ketika Abraham Darby mengembangkan sebuah proses yang menggunakanampasbatubarasebagaipenggantiarangdiCoalbrookdalediShropshire,Inggris,pada tahun1773.Inilebihmurahdanlebihmudahuntukmembuatampasbatubaradaribatubaradaripada membuatarangdenganmembakarkayu.Lebihiauhlagi,kekuatanmekanikyanglebihdariampasbatu baramembuatnyamungkinuntukmeniupkanudaramelaluisebuahcampuranampasbatubaradanbiiih besididalamtungkuperapiandanmakadapatmengekstrakbesidenganskalayanglebihbesar.Dua Iaktorinimeniadimungkinuntukpertamakalinyauntukmembuatiembatan,kapal,mesinuapdanrel keretaapidenganmenggunakanbesi.Skaladimanabesidanbaiadiproduksidanpenggunaannyayang luas membenarikan pengkaiian rinci mengenai proses-proses yang terlibat. Tungku perapian Besidiekstrakdarioksidanyadalamsebuahtungkuperapian.Tungkuperapianadalahsebuah tungkuberbentuktabung,yangdibatasidenganbataapi.Tungkuperapiansecaraterus-menerusbekeria denganprinsiparusbalik.Tungkuinidimasukanbiiihbesidariatas, sebuahagenpenurun(ampasbesi) danarangyangmembentukzat-zat(kalsiumkarbonat).JumlahdariCaCo3bervariasi,bergantungpada iumlahmateri-materisilikatdalambiiihbesi.Udaraditiupkandibagianbawah.Ampasbatubarayang terbakar menghasilkan panas dan CO. Suhu pada tungku perapian hampir 2000HC pada titik dimana udara masuk, dan sekitar 1500HC pada bagian bawah dan 200HC pada bagian atas. Oksida besi diturunkan pada besiterutamaolehCO(melaluibarangkalibeberapapenurunanolehCyangteriadi).Besiyangmeleleh melelehkan3-4Cdariampasbatubara,yangberdampakpadaIormasidaribongkahbesi.Titikleleh daribesimurniadalah1535HC.Ketidakmurniandaribongkahbesiakanmenurunkantitikleleh, kemungkinan sekitar 1015HC (suhu euktektik) dengan kehadiran 4.3 C. Besi yang meleleh dikumpulkan di dasar tungku perapian. SuhudaritungkumenguraikanCaCO3meniadiCaO,yangkemudianbereaksidengansilikat tidak murni yang ada (seperti pasir atau tanah liat), yang membentuk silikat besi atau ampas biiih. Ini iuga melelehdidasartungku.Ampasbiiihmengapungdiatasbesiyangmeleleh,makamelindunginyadari oksidasi. Ampas besi yang meleleh dan besi yang meleleh ditarik melalui pembukaan yang terpisah pada interval-interval. Besi yang meleleh kemudian dicetak dan memungkinkan untuk dipadatkan yang disebut dengan 'bongkah besi.Bongkah besi atau besi cor tersebut keras tetapi sangat rapuh. Jumlahkecildaribongkahbesitersebutdilelehkankembalidandicorkedalambagian-bagian logam,tetapikerapuhannyamembuatnyatidakmungkinuntukdibentukolehmesinbubut,walaupun masihdapat dibentukdengan cara digerinda. Bongkah besimengandung 4.3karbondankemungkinan zat-zattidakmurnilainnyasepertiSi,P,SdanMn.Unsur-unsurnonlogamharusdihilangkanuntuk mengurangi kerapuhan. Semua campuran Fe/C mengandung kurang dari 2 C yang disebut dengan baia. Baiadapatdibentukdandapatdimasukankedalammesinuntukdibentuk.Kekuatandankekerasannya meningkatdengankandunganCyangmeningkat.Bentuk-bentukyangpalingumumadalahbaiahalus (dapatdisebutiugadenganbaialembutataubaiaberkadarkarbonrendah)danbaiakeras(yangdisebut dengan baia berkadar karbon tinggi). Sumber ketidakmurnian dalam bongkah besi adalah sebagai berikut: C dihasilkan dari ampas batu baradalamtungkuperapian.Si,PdanSdihasilkandarireduksiolehCdalamsilikat,IosIatatausulIat yang ada dalah biiih besi, atau dari S dalam ampas batu bara. Jumlah kecil dari Mn seringkali ditemukan dalam biiih besi, tetapi untuk kebanyakan tuiuan ini berguna daripada berbahaya, dimana iumlah Mn yang kecil sebenarnya meningkatkan ciri-ciri Iisik dari logam. Analisis umum dari bongkah besi dan baia halus dituniukan dalam Tabel 24.3. Ampasbiiihdigunakansebagaimaterialbangunan,contohnyauntukmembuatbatubata,atau semen. Reaksi-reaksi yang terlibat Keseluruhan proses untuk ekstraksi Fe adalah sebagai berikut: 3C Fe2O3 F 4Fe 3CO2 CaCO3 SiO2 F CaSiO3 CO2 Reaksiiniberprosespadabeberapatahapanpadasuhu-suhuyangberbeda.Karenaudaramelaluinya dalam beberapa detik, reaksi-reaksi individu tidak mencapai kesetimbangan. 400HC3Fe2O3 CO F 2Fe3O4 CO2 Fe3O4 CO F 2FeO CO2 500-600HC2CO F C CO2 C diendapkan sebagai ielaga dan menurunkan FeO pada Fe tetapi iuga bereaksi dengan garis reIraktori dalam tungku perapian, dan iniberbahaya800HCFeO CO F Fe CO2 900HCCaCO3 F CaO CO2 1000HC FeO CO F Fe CO2 CO2 C F 2CO (Bersama-sama dengan dua reaksi ini tampak meniadi FeO C F Fe CO) 1800HC CaO SiO2 F CaSiO3 FeS CaO C F Fe CaS CO MnO C F Mn(in Fe) CO SiO2 2C F Si(in Fe) 2CO Sebuahtungkuapimoderndapatsetinggi120kaki(40meter),dan50kaki(15meter)dalamdiameter pada dasar, dan dapat menghasilkan 10 000 ton dari bongkah besi per hari. Tabel 24.3 Ketidamurnian umum yang terdapat dalam bongkah besi dan baia halus Bongkah besi () Baja halus () C Si P S Mn 3-4.3 1-2 0.05-2 0.05-1 0.5-2 0.15 0.03 0.05 0.5 0.5 PEMBUATAN BA1A BaiadibuatdenganmenghilangkansebagianbesardariCdanketidakmurnianlainnyadari bongkahbesi.Prosesinimelibatkanpelelehan,danoksidasiC,Si,MndanPdalambongkahbesi sehingga zat-zat tidak murni dihilangkan meniadi gas atau dirubah kedalam ampas biiih. Pencampuran Padadasarnyabaiadibuatdengancarapencampuran`,yangmelibatkanmencampurkanbongkahbesi yangdilelehkandenganhematitFe3O4,danmembakarsemuaCdanzat-zattidakmurnilainnyauntuk menghasilkanbesiyangtelahdibentuk.BesiyangtelahdibentuktelahdihilangkahsemuaCnyadan sangat lembut, dan sangat lentur. Besi tersebut dapat dirubah meniadi baia denganmenambahkan iumlah Ctertentuataulogam-logamlainnyauntukmenghasilkantipebaiayangdiperlukan,tetapiprosesini sekarang telah usang. Proses Bessemer dan Thomas Padatahun1855,H.Bessemer(seorangPerancisyangtinggaldiInggris)mempatenkanproses yangdinamakansesuaidengannamanyayangmenggunakansebuahkonvertorBessemer.Konvertor Bessemerinimerupakansebuahtungkuapibesarberbentukbuahpiryangdilapisiolehsilika.Tungku api tersebut dapat dimiringkan dalam posisi horisontal sewaktu bongkah besi yang dilelehkan dituangkan kedalamnya.Tungkuapitersebutdimiringkanpadaposisivertikaldansebuahkobaranapidariudara yangdipampatkanditiupkanmelaluilubang-lubangdidasar tungkudanmelaluilogamyangdilelehkan. Ini akan membakar Si dan Mn dalam bongkah besi untuk menghasilkan SiO2 (kemudian silikat besi) dan ampasbiiihoksidamangan.Reaksi-reaksiinimenghasilkanpanasyangtinggiyangmembawapada oksidasiyanglebihkuatdariCkeCOatauCO2.Rangkaianreaksiinidapatdiikuitidenganmembakar gas-gas buangan dan mengamati warna dari spektrum kobaran api yang dihasilkannya. Ketika kandungan Ccukuprendah,konvertordinaikandanbaiayangdilelehkandituangkankedalambentukbesicor.Ini menghasilkansebuahbatangbaia,yangdapatditempa.Prosesinibiasanyamembutuhkanwaktu20 menit untuk menghasilkan 6 ton batang besi. Biiih besi biasanyamengandung Si atau P sebagaizat-zat tidakmurni,yangdioksidasimeniadi SiO2atauP4O10.SebuahkandunganIosIorlebihdari0.05dalambaiainimembawapadakeelastisan dankerapuhanyangdingin`.ProsesBessemertidakmenghilangkanIosIor,sehinggabaiayang memuaskan atau besi yang dilelehkan hanya dapat diperoleh dari bongkah besi yang mengandung sedikit atautidakadaP.Lebihiauhlagi,IosIordapatmenghancurkanlapisandarikonvertor,daninidapat digantikan dengan tidak menggunakan konvertor. P4O10 6 Fe 3O2 F 2Fe3(PO4)2 Fe3(PO4)2 2Fe3C 3Fe2Fe3P 6FeO 2CO FeO SiO2FeSiO3 Dibeberapanegara, pembuatanbaiaberdasarkanpadabiiihbesiyangkayaIosIor.Dalamkasusproses Bessemer dasar` (yang seringkali disebut dengan proses Thomas dan Gilchrist, yang dipatenkan oleh S.G. Thomas pada tahun 1979) yang digunakan. Terdapat dua perbedaan dari proses Bessemer normal: 1. KonvertorThomasdilapisidengansebuahmaterialdasarsepertidolomitkapur(yangdipanaskan) ataubatugamping.Inimengurangireaksidiantaraampasbiiihbesidanlapisandarikonvertor.Ini memperpaniang usia dari lapisan konvertor. 2. Batu gamping CaCO3 atau kapur CaO ditambahkan sebagai bekas ampas biiih.Inimerupakan dasar danbereaksidenganP4O,yangmembentukampasbiiihdasar`Ca3(PO4)2,yangmenghilangkanP dari baia. mpas biiih dasaradalah sebuah hasil sampingan yang berguna dan digerinda secara halus dan diiual sebaai sebuah pupuk IosIat. MakasebuahkonvertorBessemerdenganlapisansilikatdigunakanuntukbiiihbesiyang mengandungzat-zattidakmurnisilikat,dankonvertorThomasdenganbatugampingdandolomit digunakandenganbiiihbesiyangmemilikikandunganPyangtinggi.JumlahMnyangkecilyang ditambahkanpadalogamyangdilelehkanuntukmenghilangkanSdanO.ProsesBessemermenurunkan hargabaiadengansebuahIaktor5diInggris.InikemudiandiadopsiolehAndrewCarnegiediAmerika untukmengurangihargabaiadenganIaktor10.Prosesinimendominasiproduksibaiaduniasampai Perang Dunia I, dan masih digunakan di Inggris sampai tahun 1960-an. Proses tungku terbuka Siemens ProsestungkuterbukaditemukanolehSirWilliamSiemenssegerasetelahprosesBessemerditemukan. Tungkuapiinimemerlukanpemanasaneksternaldenganmembakargasatauminyakdalamudara. Bongkah besiyangdilelehkan ditempatkankedalam sebuah tungkuyangdangkal, danzat-zat yang tidak murnidioksidasiolehudara.Lapisandaritungkuadalahasamataubasatergantungpadazat-zattidak murnidalambongkahbesi.ProsesinimenggantikanprosesBessemerdalambanyaktempat.Proses tungkuterbukaadalahlambatdanmenghabiskanwaktusekitar10iamuntukmerubah350ton.Untuk alasan ini telah digantikan oleh proses oksigen dasar. Tungku lengkungan listrik Siemens Siemensiugamematenkansebuahtungkulengkunganlistrikpadatahun1978.Panasdiberikandengan menempatkansebuahlengkunganlistrikyangberadadiataslogam,ataudenganmelaluisebuahaliran listrikmelaluilogam.Prosesinimasihdigunakanuntukmenghasilkancampuranlogamdanlogam berkualitastinggilainnya.Baiaantikaratbiasanyamengandung12-15dariNi,tetapiyangdigunakan untukgarpudapatmengandung20Crdan10Ni.Baiapemotongberkecepatantinggidigunakan sebagai sisi-sisi pemotong dalam mesin bubut dapat mengandung 18 W dan 5 Cr. Kadar dengan 0.4-1.6Mnmemberikanbaiadengansebuahkekuatankerengganganyangtinggi.BaiaHadIield,yang sangatkerasdigunakanuntukmesinpemecahbatudanmesinpenggali,yangmengandung13Mndan 1.24 C. Baia pegas mengandung 2.5 Si. Proses oksigen dasar Prosesutamasaatiniadalahprosesoksigendasaryanglebihmodern(BOP).Prosesinidimulaipada tahun 1952 sebagai proses Kaldodan LDdiAustria. Satu masalah dengan proses Bessemerdan Thomas lamaadalahbahwametalyangdilelehkanhanyamengambilsedikitnitrogen.Dalamkonsentrasidiatas 0.01nitrogenmembuatbaiarapuh,dannitriddalampermukaanmembuatlogamlebihsulituntuk disatukan.PerbaikannyaadalahdenganmenggunakanO2sebagaipenggantiudarauntukmengoksidasi bongkahbesi.JikaO2ditiupkanmelaluidasartungkudalamcarayangsamapadasaatudaraditiupkan melalui proses Bessemer, dasar dari tungku akanmeleleh. Proses Kaldodan LD keduanyamenggunakan O2murni.DalamprosesLD,aruskonveksiyangkuatditetapkandalamlelehanuntukmendapatkan sebuahreaksiyangeIektiI,sementaradalamprosesKaldo,konvertordirotasikanuntukmemastikan pencampuran dan maka meniadi reaksi yang eIektiI. Proses BOP sekarang digunakan secara luas. Tungku padaawalnyadiberikandenganbongkahbesiyangdilelehkandankapur,danO2murniditiupkan kedalampermukaandarilogamcairdengankecepatantinggimelaluipipaairdinginyangdapatditarik masuk.O2masukkedalamlelehandanmengoksidasizat-zatyangtidakmurnisecaracepat.Panas berkembangdalammengoksidasizat-zatyangtidakmurnimeniagakandungandaritungkudisamping kenaikandalamtitiklelehdimanazat-zattidakmurnidihilangkan.Tidakadapanaseksternalyang diperlukan. Pada akhirnya, tungkudinaikan dan baia yangdilelehkandituangkankedalam cetakan untuk memberikancoranbaia,ataukedalambatanganlogam,yangdisalurkanmelaluigilinganberputar. Keuntungan dalam menggunakan O2 daripada udara adalah: 1. Terdapat konversi yang lebih cepat, sehingga sebuah pabrik dapat menghasilkan lebih banyak batang besi dalam sehari. 2. Kuantitasyanglebihbesardapatditangani.(300tonbesidapatdikonversidalamwaktu40menit dibandingkan degnan 6 ton dalam 20 menit oleh proses Bessemer). 3. Menghasilkan produk yang lebih murni, dan permukaan bebas dari nitrid. Tabel 24.4 Komposisi dari beragam baia Cnama 0.15-0.3 0.3-0.6 0.6-0.8 0.8-1.4 Baia halus Baia medium Baia berkarbon tinggi Baia perkakas Diagram fase DiagramIasebesi-karbonsangatrumitdandigambarkandibawahCampuranlogaminterstitialdan campuran-campuranyangberhubungan`dalamBab5.Produksipadacampuranlogammengandung iumlah V, Cr, Mo, W atau Mn yang sedikit memberikan baia dengan ciri-ciri khusus untuk tuiuan-tuiuan tertentu. Angka-angka produksi dan penggunaan Produksiduniapadabatangbaiadanbaiacoranadalah776iutatonpadatahun1988.Negara-negara penghasilbaiaterbesaradalahUniSoviet21,Jepang14,AmerikaSerikat12,Cina7,Jerman Barat5,BrazildanItalia3masing-masingnya,danInggris,Perancis,KoreaSelatan,Polandia, Kanada,CekoslowakiadanRumania2masing-masingnya(2iumlahterhadap15iutaton!). Penggunaan terbesar adalah penggunaan baia halus untuk pembuatan kapal, palang dan bodimobil. Baia halusdapat ditempadandapat dibengkokan atau dibentuk. Baia halusdapat iuga diperkeras dengan cara memanaskannyadankemudiandidinginkandengancepatdenganmemasukannyakedalamairatau minyak.Dalamsetahun,11.7iutatondaripiringantimah,yaitulembarantimahdaribaiahalusyang disepuhdenganlistrikdengansebuahlapisanprotektiIyangsangattipisdaritimahinidigunakanuntuk mengemasmakanandanmateri-materilainnyasebagaikaleng`.Beberapacampuranlogambesi dihasilkan dalam iumlah besar: Ierosilikon 3.2 iuta ton/tahun, Ierokrom 3 iuta ton/tahun,Ieromangan 2.6 iuta ton/tahun dan Ieronikel 385 000 ton/tahun. BesiyangditingkatkandigunakansebagaikatalisdalamprosesHaber-Boschuntukmembuat NII3. EKSTRAKSI PADA RUTENIUM DAN OSMIUM RudanOsdiperolehdarilumpuranodayangberkumpuldalamelektrolitikyangmenyaringNi. Inimengandungsebuahcampurandarilogam-logamplatinabersama-samadenganAgdanAu.Unsur-unsurPd,Pt,AgdanAudilarutkandalamaquaregiadanresidunyamengandungRu,Os,RhdanIr. SetelahsebuahcampuranRudanOsdiperolehsebagaibubuk,danbubuk-bubuktersebutmembentuk teknik-teknikyangdigunakanuntukmenghasilkanlogamdalamiumlahbesar.Unsur-unsuriniadalah iarang ditemukan dan mahal. Ru digunakan untuk dicampurkan dengan Pd dan Pt, dan Os iuga digunakan untukmembuatcampuranlogammeniadikeras.Semualogamplatinamemilikiciri-cirikatalisyang spesiIik. BAB III APLIKASI KIMIA BIOANORGANIK DARI BESI Besi sangat penting bagi tumbuhan dan hewan dalam iumlah kecil. Namun, seperti halnya Cu dan Se, siIatnyameniadiracundalamiumlahbesar.Secarabiologi,besimerupakanlogamtransisiyangpaling penting. Besi terlibat dalam seiumlah proses :1. Sebagai pembawa oksigen dalam darah hewan, burung dan ikan (haemoglobin). 2. Untuk penyimpanan oksigen dalam iaringan otot (Ieredoksin) 3. Sebagaipembawaelektronditanaman,hewandanbakteri(sitokrom)dansebagaitransIer elektron dalam tanaman dan bakteri (Ieredoksin). 4. Sebagai penyimpanan dan pengikat Fe dalam hewan (Ieretin dan transIerin) 5. Sebagai nitrogenase (enzim dalam bakteri pengikat nitrogen) 6. Terdapatdalambeberapaienisenzim:aldehidoksidase(oksidasidarialdehid),katalasedan peroksidase (dekomposisi H2O2) dan suksinik dehidrogenase (oksidasi aerobik karbohidrat) Haemoglobin Tubuhmanusiamengandungsekitar4gbesi.Sekitar 70nyaditemukansebagaihaemoglobin, pigmenmerahdarieritrosit(seldarahmerah).SisanyatersimpandalamIeretin.HaemoglobinberIungsi mengikatoksigendiparu-paru.Pembuluharterimembawadarahkebagiantubuhdimanaoksigen dibutuhkansepertipadaotot.DisinioksigenditransIerkemolekulmioglobin,dandisimpanhingga akhirnyaoksigendibutuhkanuntukmelekpaskanenergidarigulaglukosa.Saatoksigenlepasdari haemoglobin,makaakandigantikanolehmolekulair.Kemudianbagianproteindarihaemoglobinakan menyerapH.SecaratidaklangsunginimembantumelepaskanCO2dariiaringan,karenaCO2berubah meniadiHCO3-danH.DarahkemudianmembuanglebihbanyakionHCO3-terlarutdanhaemoglobin yangtereduksimembuangH.Darahkemudiankembalikeiantungmelaluipembuluhdarah.Setelah kemudiandipompakeparu-paru,dimanakemudianionHCO3-diubahkembalimeniadiCO2,dan diekskresikankedalamudaradalamparu-parulaludihembuskan.Darahkemudianmengikatoksigen kembali dan proses kembali berulang. Faktorpentingdariperanhaemoglobinsebagaipembawaoksigenyaituprosesnyayang reversibel. Jika terlalu stabil maka kompleks oksigen akan terbentuk lalu akan terlalu banyak energi yang akandilepaskandiparu-parumenyisakanenergiyanglebihsedikitsaatoksigendilepaskandiotot. Bentukteroksidasidisebutoksihaemoglobindanbentuktereduksinyadisebutdeoksihaemoglobin. TransIeroksigeninisangatmenakiubkankarenahanyamelibatkanhanyaFe(II)danbukanFe(III). GruplainsepertiCO,CN-danPF3dapatmenggantikanoksigen.Koordinasinyatetapreversibel,tapi lebihkuat.UntukkasusCN-,koordiasinyaireversibel.Jenisligan-liganinimengurangi transIeroksigen ataubahkanmencegahnyasehinggaakanberakibatkematian.Namun,CN-iugamengganggusistem enzim sitokrom, yang meniadi penyebab utama dari siIat racunnya yang luar biasa.Haemoglobinmemilikimassamolekulhampir65000,danterbentukdariempatsubunit.Setiap subunittersusunataskompleksporIirinhaem(gambar24.6)yangmengandungFe2yangterikatpada4 atomN,danproteinglobularyangdisebutglobin.GlobularproteininiterkoordinasidenganFe2dalam haemmelaluiatomNkelimadarimolekulhistidinpadaprotein.PosisikeenamdisekitarFe2dapat ditempati oleh molekul oksigen ataupun oleh molekul air.Dalamoksihaemoglobin,Fe2adadalamkeadaanlow-spindandiamagnetik.Ukurannyatepat untukmenempatilubangdipusatcincinporhyrin.Porphyrinberwuiudplanardanrigid.Dalam deoksihaemoglobin,Fe2adadalamkeadaanhigh-spindanparamagnetik.UkurandariFe2meningkat 28saatmengalamiperubahandarilow-spinkehigh-spin.Contohnyadari0,61Ake0,78A(lihattabel 24.7).Karenaitudalamdeoksihaemoglobinterlalubesaruntukmuatpadalubangdipusatcincin porphyrin, dan berada pada 0,70,8A diatas cincin, sehingga mendistorsi ikatan disekitar Fe. Karena itu kemunculan O2 dapat mengubah penyusunan elektron Fe2 dan mendistorsi bentuk dari kompleks. Protein globularsangatpenting,karenamerupakanoksidasiyangterlepasdariperubahanFe(II)meniadiFe (III) dimana prosesnya ireversibel.Haemoglobinterbuatdariempatsubunit,daniikasatusubunitmengikatmolekulO2,Fe2 berkontraksidanbergerakmenuiubidangcincin.Agarteriadidemikian,molekulhistidinyangterikat digerakkandanmengakibatkanperubahankonIormasipadarantaiglobin.Karenarantaiiniberikatan hidrogendengantigaunityanglain,makakonIormasiyanglainpunakanikutberubah,dan meningkatkankemampuannyamengikatO2.Fenomenainidisebutcooperativeeffect.AIinitas haemoglobinterhadapO2menurunsaatpH-nyamenurun,namunkarenadarahmerupakanbuIIeryang sangatbaik,sehinggaperubahantidakterlalusigniIikan.Dengancarayangsama,saatdarahmencapai otot,saatO2mulaiterlepas,makayanglainnyapunakaniadimudahlepaskarenaeIekkebalikandari eIek cooperatiI ini. ... gambar ... CO2adalahprodukakhirdaripemecahanglukosadalammelepaskanenergi.Teriadiseiumlah besarpembentukanCO2teriadidiotot.LaludibuangdariiaringandandiubahmeniadiionHCO3-yang dapat larut.... reaksi ... ProsesinidiIasilitasiolehuiunggugusamindarideoksihaemoglobinyangmengambilproton yang dihasilkan dan kemudian bertindak sebagai buIIer. Proses sebaliknya teriadi di paru-paru. Cincinporphyrinberwuiudplanardanterkoniugasi.WarnamerahmunculdaritranIermuatan diantara orbital a yang stabil dan low-lving orbital a* pada cincin dan Fe. Myoglobin Haemiugamerupakan zat biologis pentingdalammyoglobinyang digunakan untukmenyimpan oksigen dalam otot. Myoglobin mirip dengan salah satu unit dalam haemoglobin. Mengandung hanya satu atom Fe, massa molekulnya sekitar 17000, dan mengikat oksigen lebih kuat dibandingkan haemoglobin. Cytochrome Terdapatcukupbanyaksitokrom,yanghanyaberbedasedikit,tapidibagimeniadisitokroma, sitokrom b, dan sitokrom c. Gugus prostetik dalam setiap sitokrom terdiri atas 4 unit haem, dan sitokrom memiliki massa molekul 12400. Seperti dalam haemoglobin, Fe terikat pada 4 atom Ndalam setiap cincin porphyrin, dan sisi ke lima ditempati oleh atom N yang terikat pada protein. Perbedaan besarnya terdapat pada sisi ke 6 yang ditempati oleh atom S dari asam amino seperti metionin, yang merupakan bagian dari protein.SitokromterlibatdalamprosespelepasanenergidarioksidasiglukosaolehmolekulO2dalam mitokondriamakhlukhidup.Sitokromdapatteroksidasisecarareversibel(karenaitubertindaksebagai elektron carrier). Fe berada pada keadaan low-spin, dan berubah secara reversibel antara biloks (II)dan (III). Sitokrom a, b, dan cmemiliki sedikit perbedaan potensial dan reaksi teriadimelibatkanketiganya satu per satu dengan urutan b, c, a. Dengan cara ini proses pelepasanenergidari oksidasiglukosa teriadi secara bertahap. Energi ini tersimpan dalam bentuk adenosine triphosphate ATP, yang digunakan saat sel membutuhkan.Feretin Hewan,termasukmanusia,menyerapbesisebagaiFe(II)darimakanandalamsistem pencernaan.KebutuhanakanbesiinisangatkecilsaatFedalamtubuhisrecvcled.Setiapbesiyang diserap dengan cepat bereaksi membentuk tranIerin. Tubuh manusia mengandung 4 g Fe, secara kasar, 3g dalam bentuk haemoglobin, dan 1g dalam bentuk Ieretin. Feretin ditemukan dalam limpa, hati dan tulang sumsum. Saat sel darah merah mulai menua setelah sekitar 16 minggu, haemoglobin mulai pecah dan besi mulaiterbentukolehtransIerin,proteinnon-haem.Inimerupakanpolipeptidarantaitunggaldengan massamolekul7600080000,yangmengandung2atomFe.InimengirimFeketulangsumsumyang kemudiandiubahmeniadiIeretin,yangberwarnacoklatdanlarutair.Feretinmengandungsekitar23 Fe. Mengandung lapisan sIerikdari proteinyangdisebut apoIeretinyang diameternya berkisar 120A dan mendekatimiselFe(III)hidroksida,oksidadanIosIat.Miselmerupakanagregatdaripartikelyang permukaannya bermuatan. Misel mengandung 20005000 atom Fe. Katalase dan Peroksidase KatalaseadalahenzimyangmengawalidisproporsionasiH2O2,selainitumengkatalisisoksidasisubstrat olehH2O2.Molekulkatalasemengandung4Fe(III)haembgrup,denganmassamolekulnyasekitar 240000. ... reaksi ... PeroksidaseiugamengkatalisisdekomposisiH2O2,sambilbergabungdengankoenzimAH2yang teroksidasi dalam reaksi.... reaksi ... Feredoksin Kelompok protein besinon-haem berperan dalam transIerelektron pada tanamandan bakteri. Fungsinya miripsepertisitokrompadahewan,tapiIeredoksinmemilikimassamolekulyanglebihrendah(6000 12000),daniugadapatmemiliki1,2,4atau8atomFe.Rubedoksinadalahyangpalingsederhanadan hanyamengandungsatuatomFe.Dikelilingioleh4atomSdariasamaminosisteinyangberhubungan denganrantaiproteindandapatmunculsebagaiFe(S-sistein)4.KeempatatomSinisecarakasar membentuk tetrahedral. FeredoksinlaintermasukionanorganiksulIidamiripsepertiatomSsistein,contohFe2(S2)(S-sistein)4. Karena mengandungion anorganik sulIida, treatmentmenggunakan asam cair akanmelepaskan H2S.Beberapa bakteri Ieredoksinmembentuk senyawa kluster. Yang paling sederhana yaitu Fe4S4 (S-sistein)4.KlusterinibisadigambarkansepertisebuahbalokdenganduaatomFepadaduasudutyang bersebrangandipermukaanatas,danduaFeatomlaindisudutyangbersebrangandimukabawah. Kemudian atom S mengisi empat posisi lainnya. Setiap Fe terikat dengan atom S dalam molekul sistein. Haemeritrin Haemeritrin adalah protein besi non-haem yang berperan sebagai pembawa oksigen pada beberapa cacing perairan.Massamolekulnyaberkisar108000,danterbentukdari8subunit.Cacingperairanlainnya memilikimiohaemeritrinpadaototnyayangtersusunhanyadarisatusubunit.Inimiripseperti haemoglobindanmioglobin pada hewan tingkat tinggi. Namun, deoksigameritrinmengandung dua atom Fe2 high-spin dan oksihaemeritrin mengandung dua atom Fe3 dan ikatan oksigen dalam bentuk O2-2. SIKLOPENTADIENIL DAN SENYAWA SE1ENIS Ketertarikandalamkaiiankimiaorganologamdimulaiseiak1951saatG.Wilkinsonmembuatsenyawa mengeiutkandariturunanbesi-hidrokarbonyangdinamakandi-a-siklopentadieniliron.Lebih mengeiutkanlagisaatduagrupsecaraterpisahmembuatsenyawayangsamahampirpadawaktuyang sama.... reaksi ... SenyawainikemudiandinamakanIerosindenganrumussenyawa(a-C5H5)2Fe.Stabildiudara, membentukkristalorange,dandiamagnetik.Ferosinlarutdalampelarutorganik(alkohol,eterdan benzen),dantidaklarutdalamair,larutanNaOHdanHClpekat.Stabilhingga5000C.MelaluisinarX, nampak bahwa senyawa ini memiliki struktur seperti sandwich dimana atom logamnya terdapat ditengah-tengahbidangplanarcincinpentadienil.Halinimemberikanpetuniukbahwaliganorganikdan menggunakan sistema-nya untuk berikatan dengan logamnya, dari sinimuncul penelitian tentang ikatan logam-karbon.PadaIerosin,kesimetriandarispacegroupmembutuhkandualimaanggotacincinagar mendapatkankonIormasiyangstagger.SedangkansenyawaRudanOs,ruthenocenedanosmocene cincinnya memiliki konIormasi eclipse (gambar 24.7). Penyusunan sebenarnya dari Ierocene tidak mudah. Penghalangrotasiinternalpadacincinhanyasekitar4kJ/mol,dandiIraksielektron(padagas) membawanyapadamodelpenyusunaneclipse.Sangatmungkinbahwagayapadapackingkristal mengakibatkan penyusunan stagger. Penelitian terbaru tentang sinar X dan diIraksi neutron pada zat padat menyarankanspacegrupsvmmetrvdidapatkandaripenyusunandisorderpadamolekulyanghampir eclipse dengan sudut 90 diantara cincin, dibandingkan 00 untuk eclipse dan 360 untuk konIormasi stagger. KarenakelimaatomCpadacincinsiklopentadienilsamaiauhnyadariFe,sehinggacincinini memiliki hapticitv n 5, contohnya n5-C5H5. Semua unsur transisi baris pertama membentuk senyawa yang mirip, tapi semuanya lebih stabil dibandingkan Ierocene. Posisi yang tegak lurus dengan cincin ini berkisar 3,25A dibandingkan dengan 3,35A pada graIit. PaniangikatanCCitusama(1,39A0,06A).Paniangikataninimiripsepertipadabenzen.Cincin siklopentadieniltidakdapatmengalamireaksidienasepertireaksiDielsAlderatauhidrogenasi katalitik,walaupunmemangmemilikikarakteristikaromatis.Reaksidenganasetilkloridadenganiumlah yang equimolar maka reaksinya sebagai berikut : ... reaksi ... Denganasetilklorideberlebih,makadihasilkandisubstitusi.(Senyawaselainsiklopentadienil akan terurai). Ini menyarankan bahwa ligan tersebut memang C5H5-. ... reaksi ... Metodeumumuntukmendapatkansenyawasiklopentadieniladalahdarisiklopentadienadalam larutan tetrahidroIuran :... reaksi ... Metode lainnya yaitu dengan menggunakan C5H5Tl yang stabil dan tidak larut dalam air: ... reaksi ... Metodelainyangdapatdigunakanyaitudenganmenggunakanbasakuatuntukmenyingkirkan proton dari C5H6: ... reaksi ... Kini telah diketahui seiumlah besar kompleks dari n5-C5H5. Sistem cincin yang lainnya pun kini banyak diketahui membentuk kompleks sandwich yang mirip seperti C6H6, C8H8, C3Ph3, C4H4, dan C7H7. Contohnya |Cr(n6-C6H6)2| dan |U(n8-C8H8)2|. Beberapasenyawasiklopentadienilmembentukduacincinpadasuduttertentu,daripada membentuk sandwich