MAKALAH
Cu(EDTA)2- SEBAGAI KATALIS HETEROGEN DALAM
BERBAGAI MACAM REAKSI KIMIA
DISUSUN OLEH :
NAMA : AMIR SETIADI
JURUSAN / PRODI : KIMIA / KIMIA S1
NIM : 4311410048
JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU
PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
1. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Katalis memiliki peranan penting dalam berbagai proses industri,
seperti industri energi, farmasi dan bahan kimia. Senyawa katalis
sebagai salah satu unsur terpenting dalam proses sintesis, baik organik
maupun anorganik akan sangat menarik untuk diteliti dan dimodifikasi,
sehingga efisiensi dan aktifitas penggunaannya dapat ditingkatkan serta
efek samping yang ditimbulkan ke lingkungan dapat ditekan seminimal
mungkin.
Berdasarkan fasanya, katalis digolongkan menjadi katalis
homogen dan katalis heterogen (terkadang sering disebut juga katalis
padat). Katalis homogen adalah katalis yang fasanya sama dengan fasa
reaksinya, sehingga daya katalitiknya lebih kuat dibandingkan katalis
heterogen. Sulitnya memisahkan katalis dari sistem reaksinya menjadi
kelemahan dari katalis homogen. Adapun katalis heterogen adalah
katalis yang fasanya berbeda dengan fasa reaksinya. Katalis heterogen
relatif kurang reaktif dikarenakan heterogenitas permukaannya. Namun,
keunggulan yang dimiliknya seperti kemudahan untuk dipisahkan dari
sistem reaksinya dan relatif stabil terhadap perlakuan panas membuat
katalis heterogen lebih disukai dalam berbagai proses industri.
Senyawa komplek logam (biasanya logam-logam transisi)
merupakan senyawa yang memiliki satu atau lebih ikatan logam-karbon,
sehingga lebih dikenal dengan senyawa organologam yang terdiri dari
atom pusat dan ligan. Atom pusat dari suatu senyawa komplek yang
digunakan antara lain logam-logam transisi deret pertama, seperti: Cr,
Mn, Fe, Co, Ni, Cu, dan Zn. Ligan dari suatu senyawa komplek dapat
mempengaruhi bentuk geometri dari senyawa organologam itu sendiri,
sehingga dapat dimanfaatkan dalam berbagai reaksi kimia. Senyawa-
senyawa komplek memiliki kemampuan sebagai katalis, hal ini
disebabkan oleh :
1. Molekul-molekul memiliki gugus fungsi yang bisa berkoordinasi ke
atom pusat,
2. Spesies reaktif yang memiliki kemampuan untuk menstabilkan dan
mengontrol jalannya suatu reaksi, dan
3. Dua molekul bisa berkoordinasi pada atom pusat yang sama,
sehingga akan mengubah kemungkinan dari suatu reaksi yang terjadi.
Cu(EDTA)2- merupakan salah satu senyawa kompleks heterogen
yang dapat bersifat sebagai katalis yaitu dapat menurunkan energi
aktivasi suatu reaksi kimia yang sedang terjadi. Dalam makalah ini akan
ditinjau lebih kanjut mengenai senyawa kompleks Cu(EDTA)2- dan
peranannya.
B. TUJUAN
Tujuan dari pembuatan makalah ini yaitu menunjukan dan
meninjau secara atomik rumus struktur dari Cu(EDTA)2- agar didapatkan
pengetahuan lebih rinci mengenai Cu(EDTA)2- dan struktur kompleks
atomik dari Cu(EDTA)2-.
C. MANFAAT
Manfaat dari pembuatan makalah ini yaitu untuk lebih
meningkatkan wawasan kepada pembaca, mahasiswa, dan masyarakat
mengenai bagaimnana senyawa kompleks yang dapat bersifat sebagai
katalisator dalam proses industri dan reaksi kimia serta mengetahui
dengan lebih dalam senyawa kompleks Cu(EDTA)2-.
2. ISI MAKALAH
A. KATALIS
Katalis merupakan senyawa yang dapat menurunkan energi
aktivasi reaksi dan meningkatkan laju reaksi, melalui peningkatan
konstanta laju. Oleh karena itu, katalis sangat penting dalam industri
kimia, penanganan gas buang dan reaksi kimia lain. Walaupun esensi
katalis secara kimia agak kabur, aspek praktis katalis telah berkembang
berbasiskan akumulasi pengetahuan empiris.
Katalis dikategorikan menjadi dua yaitu katalis homogen dan
katalis heterogen. Katalis homogen yaitu katalis yang satu fase atau
sama fasenya dengan zat reaktannya, sedangkan katalis heterogen
merupakan katalis yang tidak sefase atau berbeda fase dengan
reaktannya biasanya berbentuk padatan.
Pengetahuan kita tentang mekanisme katalisis homogen
berkembang seiring dengan perkembangan kimia anorganik, demikian
juga pemahaman tentang katalisis padatan. Dulunya, katalisis
heterogen padatan dijelaskan sebagai akibat aktivasi reaktan secara
misterius oleh permukaan asam atau basa, dan dengan koordinasi pada
permukaan logam. Kini dimungkinkan untuk mengamati interaksi-
interaksi ini dengan menggunakan berbagai teknik spektroskopi (IR<
EXAFS/ extended X-ray absorption fine structure, sinar tampak),
mikroskop elektron, atau STM (scanning tunneling microscopy).
Karena mekanisme katalisis homogen telah diklarifikasi dengan
cukup maju, reaksi di permukaan padatan dapat juga dianalisis dengan
mengggunakan konsep seperti “kompleks permukaan” atau “senyawa
organologam permukaan”. Namun, tidak seperti katalisis homogen,
yang hanya melibatkan satu atau dua pusat logam, dalam katalisis
padatan pusat logam yang terlibat sangat banyak. Karena
kehomogenan dan kedapatulangan permukaan sangat sukar
dipertahankan, sebagian besar mekanisme reaksi tidak begitu jelas
bahkan untuk reaksi sederhana seperti sintesis amonia.
B. Cu (TEMBAGA)
Cu atau tembaga merupakan logam golongan transisi yang banyak
terdapat di alam. Cu mempunyai dua bilangan oksidasi yaitu +1 san +2.
Tembaga mempunyai metalloprotein dan enzim yang mungkin
mengadakan ion Cu(I) d10, Cu(II) d9, dan Cu(III) d8. Pada larutan
encer, ion ion tembaga diperlihatkan dalam reaksi :
Cu+(aq) + e- Cu0 E0 = +0,52 V
Cu2+(aq) + e- Cu+
(aq) E0 = +0,153 V
2Cu+(aq) Cu0
(s) + Cu2+(aq) E0 = +0,37 V
C. EDTA
EDTA adalah sebuah asam karboksilat poliamino. EDTA
merupakan senyawa kimia kependekan dari asam
etildiaminetetetraasetat yang mempunyai sifat tidak berwarna, larut
dalam air, basa konjugasinya adalah etildiamintetraasetat. Zat ini sangat
kuat menarik ion logam berat (termasuk kalsium) dalam jaringan tubuh
dan melarutkannya, untuk kemudian dibuang melalui urine.
Kegunaannya mucul dari peranan sebagai agen pengkhelat dan ligan
bergigi enam. Senyawa ini mampu berikatan dengan seperti Ca2+ dan
Fe3+.
EDTA pertama dipublikasikan oleh Ferdinan Munz pada tahun
1935 yang dibuat dari senyawa dari etildiamin dan asam kloroasetat.
Sekarang, EDTA bisa disintesis dari etildiamin khususnya 1,2-
diaminoetana, formaldehid, dan natrium sianida. EDTA (ethylene
diamine tetraacetic) merupakan suatu kompleks kelat yang larut ketika
ditambahkan ke dalam suatu larutan yang mengandung kation logam
tertentu seperti Ca2+, Cu2+ dan Mg2+, di mana akan membentuk
kompleks dengan logam-logam tersebut.
Molekul EDTA berikatan dengan atom atau ion logam pusat
dengan mendonorkan enam pasang elektron bebasnya (dua pasang
dari atom nitrogen pada gugus amino dan empat pasang dari atom
oksigen pada gugus karboksilat.
Struktur senyawa EDTA (1)
Struktur senyawa EDTA (2)
EDTA merupakan senyawa khelat yaitu senyawa yang struktur
geometrinya membentuk ring dan multidental ligan yaitu ligan yang
membentuk banyak ikatan dengan atom pusat atau ion pusat. Berikut ini
adalah bentuk geometri molekul EDTA :
Rumus bangun geometri senyawa EDTA
struktur kompleks EDTA dengan ion logam pusat (dimana
stuktur tersebut berbentuk seperti sangkar di sekitar atom atau ion
logam pusat dan sangat stabil)
D. Cu(EDTA)2-
Cu(EDTA)2- merupakan senyawa kompleks yang dapat bersifat sebagai
katalis. Disini akan ditinjau dari segi kimia koordinasi yaitu melalui tinjauan
ikatan antar ligan dan atom pusat.
Bermula dari senyawa EDTA yang mempunyai rumus struktur
khelat atau melingkar seperti ring, dan dari atom N dan O masih
mempunyai elektron bebas, sangat besar kemungkinan untuk mengikat
suatu atom yang lebih mudah yaitu logam. Atom Cu termasuk atom
yang bisa diikat oleh atom-atom pada senyawa EDTA. EDTA bertindak
sebagai ligan dan huruf M besar sebagai atom pusat. Disini akan
ditunjukkan atom pusatnya sebagai atom Cu yang bisa terjadi dan
bersifat sebagai katalis. Struktur Cu-EDTA dapat diamati pada gambar
dibawah ini.
Kedua gambar ini merupakan tinjauan dari sisi lain pada bentuk tiga
dimensi ion kompleks Cu(EDTA)2-. Untuk lebih jelasnya dapat diringkas
penyusun ion kompleks Cu(EDTA)2-. Sebagai berikut:
Ligan : senyawa EDTA
Ion atau atom pusat : Cu 2+
Menurut penelitian, MgF2 sebagai pendukung katalis Cu-EDTA
dimaksudkan untuk menambah daya katalitik katalis Cu-EDTA agar lebih
banyak jumlah sisi aktifnya. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh
Wojciechowska et al., (2000) dan Narayana et al., (2009) diketahui bahwa MgF2
mempunyai permukaan inert, stabilitas termal hampir mencapai 500°C,
kekerasan tinggi, dan struktur permukaan mesoporous yang relatif besar (± 45
m2/g). Dari sifat-sifat tersebut maka MgF2 memiliki kemampuan untuk dijadikan
sebagai pendukung katalis Cu- EDTA. Hal ini mendukung bahwa Cu-EDTA
dapat bersifat sebagai katalisator.
3. PENUTUP
A. KESIMPULAN
Kesimpulan yang dihasilkan pada makalah ini yaitu EDTA merupakan
senyawa yang bisa berperan sebagai ligan dan mempunyai daya ikat
dengan atom atau ion logam pusat dengan cara mendonorkan enam pasang
elektron bebasnya (dua pasang dari atom nitrogen pada gugus amino dan
empat pasang dari atom oksigen pada gugus karboksilat. Contoh dari
senyawa itu adalah Cu(EDTA)2-. Selain itu juga senyawa EDTA yang telah
berikatan dengan logam khususnya logam Cu dengan membentuk senyawa
Cu(EDTA)2- dapat berperan sebagai katalus menurut sebuah penelitian. Hal
ini bisa dikembangkan lagi unutk penelitian lebih lanjut.
B. SARAN
1. Bisa dikembangkan penelitian lebih lanjut tentang pemanfaatan EDTA
sebagai katalis dengan atom pusat selain Cu.
2. Spesifikasi jenis reaksi yang dapat disertai dengan senyawa campuran
dari EDTA dan logam sebagai atom pusatnya belum diketaui secara
pasti agar bisa dikembangkan untuk kepentingan industri kimia dan
masyarakat.
4. DAFTAR PUSTAKA
1. Sukardjo. 1985. Kimia Koordinasi. Jakarta: PT. Bina Aksara
2. Dalam Makalah „‟PENGGUNAAN KOMPLEKS LOGAM TRANSISI
SEBAGAI KATALIS HETEROGEN DALAM BERBAGAI MACAM
REAKSI KIMIA‟‟ Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi-II
Universitas Lampung.
3. Dalam artikel „‟APLIKASI SENYAWA KOMPLEKS DALAM KEHIDUPAN
SEHARI- HARI‟‟.
4. Saito, Taro. 2006. Kimia Anorganik Terjemahan. Jakarta: Iwanami
Publishing Company.
Top Related