Life is Chemistry and There is No Life Without Chemistry

Jumat, 12 Mei 2017

Laporan Praktikum PENGARUH LIGAN TERHADAP WARNA ION KOMPLEKS - Kimia Anorganik




PENGARUH LIGAN TERHADAP WARNA ION KOMPLEKS
(Laporan Praktikum Kimia Anorganik I)







Oleh
Zelda Amini
1513023006









LABORATORIUM PEMBELAJARAN KIMIA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2016

Judul Percobaan                      : Pengaruh Ligan Terhadap Warna Ion Kompleks

Tanggal Percobaan                  :

Tempat Percobaan                   : Laboratorium Pembelajaran Kimia

Nama                                       : Zelda Amini

NPM                                       : 1513023006

Fakultas                                   : Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Jurusan                                    : Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan
                                                   Alam

Program Studi                         : Pendidikan Kimia

Kelompok                               : 4 (Empat)


                                                            Bandar Lampung,
                                                            Mengetahui,
                                                            Asisten


                                                            Adi Nurrahman          
                                                            NPM : 1413023002





I.    PENDAHULUAN


1.1  Latar Belakang

Dalam ilmu kimia, kompleks atau senyawa koordinasi merujuk pada molekul atau entitas yang terbentuk dari penggabungan ligan dan ion logam. Dulunya, sebuah kompleks artinya asosiasi reversibel dari molekul, atom, atau ion melalui ikatan kimia yang lemah. Pengertian ini sekarang telah berubah. Beberapa kompleks logam terbentuk secara irreversibel, dan banyak diantara mereka yang memiliki ikatan yang cukup kuat.

Senyawa kompleks merupakan senyawa yang tersusun dari suatu ion logam pusat dengan satu atau lebih ligan yang menyumbangkan pasangan elektron bebasnya kepada ion logam pusat.  Unsur transisi dapat membentuk berbagai jenis senyawa karena unsur ini memiliki beberapa bilangan oksidari yang terjadi karena seluruh atau sebagian dari elektron-elektron pada kulit ketiga dapat digunakan bersama-sama digunakan dengan elektron pada kulit 4s untuk membentuk senyawa-senyawa kompleks yang berwarna.

Salah satu senyawa yang dapat digunakan dalam sintesis kompleks adalah ligan yang berasal dari basa Schiff, dimana senyawa kompleks yang terbebtuk merupakan salah satu senyawa antara yang dapat digunakan untuk bermacam penerapan ilmu, seperti dalam ilmu biologi, klinik dan analitik. Oleh karena itu, kita akan mempelajari bagaimana pengaruh ligan ini dalam warna ion kompleks.

1.2. Tujuan Percobaan
 Adapun tujuan dari percobaan ini yaitu mempelajari pengaruh ligan terhadap warna ion kompleks melalui percobaan.

II.    TINJAUAN PUSTAKA


Senyawa koordinasi/senyawa kompleks adalah senyawa yang terbentuk melalui ikatan koordinasi, yakni  ikatan kovalen koordinasi antara ion/atom pusat dengan ligan (gugus pelindung). Disebut juga sebagai senyawa kompleks karena sulit dipahami pada awal penemuannya. Ikatan kovalen koordinasi yang terjadi merupakan ikatan kovalen (terdapat pasangan elektron yang digunakan bersama) di mana pasangan elektron yang digunakan bersama berasal dari salah satu atom. Ikatan koordinasi bisa terdapat pada kation atau anion senyawa tersebut. Ion/atom pusat merupakan ion/atom bagian dari senyawa koordinasi yang berada di pusat (bagian tengah) sebagai penerima pasangan electron sehingga dapat di sebut sebagai asam Lewis, umumnya berupa logam (terutama logam-logam transisi). Sedangkan ligan atau gugus pelindung merupakan atom/ion bagian dari senyawa koordinasi yang berada di bagian luar sebagai pemberi pasangan elektron sehingga dapat disebut sebagai basa Lewis (Chang,2004).

Dalam pelaksanaan analisis anorganik kualitatif banayk digunakan reaksi-reaksi yang menghasilkan pembentukan kompleks. Suatu ion (atau molekul) kompleks terdiri dari satu atom (ion) pusat dan sejumlah ligan yang terikat era dengan atom (ion) pusat itu. Jumlah relative komponen-komponen ini dalam kompleks yang stabil Nampak mengikuti stokiometri yang sangat tertentu, meskipun ini tak dapat ditafsirkan di dalam lingkum konsep valensi yang klasik. Atom pusat ini ditandai oleh bilangan koordinasi, suatu angka bulat, yang menunjukan jumlah ligan yang dapat membentuk kompleks yang stabil dengan satu atom pusat.

Pembentukan kompleks dalam analisis organic kualitatif sering terlihat dipakai untuk pemisahan atau isentifikasi. Salah satu fenomena yang paling umu yang muncul bila ion kompleks terbentuk adalah perubahan warna dalam larutan (Vogel, 1979).

Teori medan kristal tentang senyawa koordinasi menjelaskan bahwa dalam pembentukan kompleks terjadi interaksi elektrostatik antara ion logam (atom pusat) dengan ligan. Jika ada enam ligan yang berasal dari arah yang berbeda, berinteraksi dengan atom/ion logam pusat, langsung dengan ligan akan mendapatkan pengaruh medan ligan lebih besar dibandingkan dengan orbital-orbital lainnya. Akibatnya, orbital tersebut akan mengalami peningkatan energi dan kelima sub orbital d-nya akan terpecah (splitting) menjadi dua kelompok tingkat energi. Kedua kelompok tersebut adalah : 1) Dua sub orbital (dx2-dy2, dan dz2) yang disebut dy atau eg dengan tingkat energi yang lebih tinggi, dan 2) Tiga su orbital (dxz, dxy, dan dyz) yang disebut de atau t2g dengan tingkat energi yang lebih rendah (Hala, 2008).

Ligan adalah spesies yang memiliki atom-atom yang dapat menyumbangkan sepasang elektron pada ion logam pusat pada tempat tertentu dalam lengkung koordinasi. Sehingga, ligan merupakan basa lewis dan ion logam adalah asam lewis. Jika ligan hanya dapat menyumbangkan sepasang elektron (misalnya NH3 melalui atom N) disebut ligan unidentat. Ligan ini mungkin merupakan anion monoatomik (tetapi bukan atom netral) seperti ion halida, anion poliatomik seperti NO2-, molekul sederhana seperti NH3 atau molekul kompleks seperti piridin C5H5N (Petrucci, 1987).

Ikatan antara atom pusat dan ligan dalam kompleks berupa ikatan ion, hingga gaya yang ada hanya berupa gaya elektrostatik. Ion kompleks tersusun dari ion pusat yang dikelilingi oleh ion-ion lawan atau molekul-molekul yang mempunyai momen dipol permanen. Medan listrik dari ion pusat akan mempengaruhi ligan-ligan sekelilingnya, sedang medan gabungan dari ligan-ligan akan mempengaruhi elektron-elektron dari ion pusat. Pengaruh ligan ini terutama mengenai elektron d dari ion pusat dan ion kompleks dari logam- logam transisi. Pengaruh ligan tergantung dari jenisnya, terutama pada kekuatan medan listrik dan kedudukan geometri ligan-ligan dalam kompleks (Effendy,2007).


III.     METODOLOGI PERCOBAAN


3.1  Alat dan Bahan

Adapun alat-alat yang digunakan pada percobaan ini adalah 1 buah gelas ukur 50mL, 1 buah gelas ukur 10mL, 1 buah gelas kimia 100mL, 1 buah spatula, 6 buah tabung reaksi besar, 1 buah rak tabung reaksi, dan 3 buah pipet tetes.

Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah 3 gram senyawa kobalt yang larut dalam air, 1mL amonia 1M, 1mL larutan KSCN 1M, 1mL larutan KCN 1M, 1mL larutan CuSO1M, 1mL larutan NaCl 1M, 1 mL larutan oksalat 1M, dan 50mL aquades.


3.2. Metodologi Percobaan

            Adapun metodologi pada percobaan ini yaitu sebagai berikut :
    Gelas Ukur 50mL
 
-          Diisi aquades 50mL
                                          Diarutkan 3 gram senyawa kolbat yang larut dalam air
    5 tabung reaksi besar
-          Diisi masing-masing 5mL larutan kolbat yang telah disiapkan tadi.                            

-ditetesi dengan satu jenis larutan ligan    
 -   dilakukan pengamatan terhadap warna kompleks untuk    
              setiap percobaan selama 15 menit .
        Hasil

IV.       HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN


4.1        Hasil Pengamatan

Adapun hasil dari percobaan ini adalah :
Percobaan
Hasil Pengamatan
  FeCl3   +    NaCl
(orange)     (bening)
FeClberwarna orange kecoklatan (++)
     FeCl3   +    H2O
   (orange)     (bening)
Kuning kecoklatan (++++)
  FeCl3   +    KSCN
(orange)      (bening)
Hijau kecoklatan
  FeCl3   +    H2C2O4
(orange)      (bening)
Kuning pudar
  FeCl3   +    NH3
(orange)     (bening)
Coklat
  FeCl3   +    CuSO4
(orange)       (biru)
Hijau


4.2  Pembahasan

Atom pusat merupakan logam yang bersifat sebagai asam lewis. Sedangkan ligan, berasal dari bahasa latin yakni “ligare” yang berarti “untuk mengikat”.Pengertian ligan adalah suatu ion atau molekul yang memiliki sepasang elektron atau lebih yang dapat disumbangkan.
Ligan merupakan basa lewis yang dapat terkoordinasi pada ion logam atau sebagai asam lewis membentuk senyawa kompleks. Ligan dapat berupa anion atau molekul netral. Jika suatu logam transisi berikatan secara kovalen koordinasi dengan satu atau lebih ligan maka akan membentuk suatu senyawa kompleks, dimana logam transisi tersebut berfungsi sebagai atom pusat. Logam transisi memiliki orbital d yang belum terisi penuh yang bersifat asam lewis yang dapat menerima pasangan elektron bebas yang bersifat basa lewis. Ligan pada senyawa kompleks dikelompokkan berdasarkan jumlah elektron yang dapat disumbangkan pada atom logam. Ikatan kovalen koordinasi adalah ikatan kovalen yang mana pemakaian bersama elektron didonorkan dari salah satu atom pembentuknya yakni ligan (basa lewis) ke atom pusat (asam lewis). Di antara ciri-ciri khas ligan yang umum diakui sebagai mempengaruhi kestabilan kompleks dalam mana ligan itu terlibat, adalah :
1.  kekuatan basa dari ligan itu,
2.  sifat-sifat penyepitan (jika ada), dan
3.  efek-efek sterik (ruang).

Senyawa koordinasi/senyawa kompleks adalah senyawa yang terbentuk melalui ikatan koordinasi, yakni ikatan kovalen koordinasi antara ion/atom pusat dengan ligan (gugus pelindung). Disebut juga sebagai senyawa kompleks karena sulit dipahami pada awal penemuannya. Ikatan kovalen koordinasi yang terjadi merupakan ikatan kovalen (terdapat pasangan elektron yang digunakan bersama) di mana pasangan elektron yang digunakan bersama berasal dari salah satu atom. Ikatan koordinasi bisa terdapat pada kation atau anion senyawa tersebut. Ion/atom pusat merupakan ion/atom bagian dari senyawa koordinasi yang berada di pusat (bagian tengah) sebagai penerima pasangan electron sehingga dapat di sebut sebagai asam Lewis, umumnya berupa logam (terutama logam-logam transisi). Sedangkan ligan atau gugus pelindung merupakan atom/ion bagian dari senyawa koordinasi yang berada di bagian luar sebagai pemberi pasangan elektron sehingga dapat disebut sebagai basa Lewis.

Teori yang berkaitan dengan senyawa kompleks adalah Teori Medan Ligan. Teori medan kristal ini hampir selama 20 tahun semenjak ditemukan hanya digunakan dalam bidang fisika zat padat. Teori medan kristal digunakan pada pakar fisika zat padat untuk menjelaskan warna dan sifat magnetik garam-garam logam transisi terhidrat,khususnya yang memiliki atom pusat ion logam transisi dengan orbital d yang belum sepenuhnya terisi elektro seperti CuSO4.5H2O. Baru pada tahun 1950an. Pada awal tahun 1950an barulah pakar kimia koordinasi menerapkan teori medan kristal. Teori medan kristal ini digunakan untuk menjelaskan energi kompleks koordinasi. Hal ini didasarkan pada deskripsi ionik pada ikatan logam ligan. Teori medan kristal yang dikemukakan Bethe dilandasi oleh tiga asumsi yaitu :
1.  Ligan ligan diperlakukan sebagai titik-titik bermuatan.
2. Interaksi anatara ion logam dengan ligan-ligan dianggap sepenunya sebagai interaksi elektrostatik(ionik). Apabila ligan yang ada merupakan ligan netral seperti NH3, dan H2O, maka dalam interaksi tersebut ujung negatif dari dipol dalam molekul-molekul netral diarahkan terhadap ion logam.
3. Tidak terjadi interaksi antara orbital-orbital dari ion logam dengan orbital-orbital dari ligan.
4. H2O, maka dalam interaksi tersebut ujung negative dari dipol dalam molekul-molekul netral diarahkan terhadap ion logam.
5. Tidak terjadi interaksi antara orbital-orbital dari ion logam dengan orbital-orbital dari ligan.

Banyak kompleks logam transisi memiliki warna yang khas. Hal ini berarti ada absorpsi di daerah sinar tampak dari elektron yang dieksitasi oleh cahaya tampak dari tingkat energi orbital molekul kompleks yang diisi elektron ke tingkat energi yang kosong. Bila perbedaan energi antar orbital yang dapat mengalami transisi disebut ΔΕ, frekuensi absorpsi ν diberikan oleh persamaan ΔΕ = hν. Transisi elektronik yang dihasilkan oleh pemompaan optis (cahaya) diklasifikasikan secara kasar menjadi dua golongan. Bila kedua orbital molekul yang memungkinkan transisi memiliki karakter utama d, transisinya disebut transisi d-d atau transisi medan ligan, dan panjang gelombang absorpsinya bergantung sekali pada pembelahan medan ligan. Bila satu dari dua orbital memiliki karakter utama logam dan orbital yang lain memiliki karakter ligan, transisinya disebut transfer muatan. Transisi transfer muatan diklasifikasikan atas transfer muatan logam ke ligan (metal (M) to ligand (L) charge-transfers (MLCT)) dan transfer muatan ligan ke logam (LMCT).

Karena analisis spektra kompleks oktahedral cukup mudah, spektra kompleks ini telah dipelajari dengan detail beberapa tahun. Bila kompleks memiliki satu elektron d, analisisnya sangat sederhana. Misalnya, Ti dalam [Ti(OH2)6] 3+ adalah ion d1, dan elektronnya menempati orbital t2g yang dihasilkan oleh pembelahan medan ligan oktahedral. Kompleksnya bewarna ungu akibat absorpsi pada 492 nm (20300 cm-1) berhubungan dengan pemompaan optis elektron d ke orbital eg. Namun, dalam kompleks dengan lebih dari satu elektron d, ada interaksi tolakan antar elektron, dan spektrum transisi d-d memiliki lebih dari satu puncak. Misalnya kompleks d3 [Cr(NH3)6]3+ menunjukkan dua puncak absorpsi d-d pada 400 nm (25000 cm-1), menyarankan bahwa kompleksnya memiliki dua kelompok orbital molekul yang memungkinkan transisi elektronik dengan probabilitas transisi uang besar. Hal ini berarti, bila tiga elektron di orbital t2g dieksitasi ke orbital eg, ada perbedaan energi karena interaksi tolakan antar elektron.

Jadi warna itu muncul akibat interaksi optis (pemompaan optis/cahaya) ligan dengan atom pusat setelah dalam bentuk senyawa kompleksnya. Pada percobaan pengaruh ligan terhadap warna ion kompleks digunakan larutan FeCl3 . Warna dari FeCl3 yaitu orange. Larutan FeCl3 tersebut di masukkan ke dalam 7 tabung reaksi yang masing-masing tabung diisi 2 ml ( 40 tetes). Pada tabung pertama dijadikan sebagai pembanding. Pada tabung kedua di tetesi dengan NH3, terjadi perubahan warna setelah ditetesi NH3 dari orange menjadi merah bata. Reaksi yang terjadi antara FeCl3 dan NH3 adalah sebagai berikut.
 Fe3+(aq) + 6NH3 (aq)        [ Fe(NH3)6]3+
Tabung ketika di tetesi dengan H2O yang berwarna bening. Terjadi perubahan warna dari orange menjadi orange pudar. Reaksi yang terjadi antara FeCl3 dan H2O adalah sebagai berikut
Fe3+(aq) + 6H2O(l)       [Fe(H2O)6]3+

Tabung keempat ditetesi dengan H2C2O4 yang berwarna bening. Terjadi perubahan warna dari orange menjadi kuning. Reaksi yang terjaid antara H2C2O4 dengan FeCl3 yaitu
Fe3+(aq) + 3C2O42-(aq)        [Fe(C2O4)3]3-

Pada tabung kelima ditetesi dengan NaCl yang berwarna bening. Setelah ditetesi dengan NaCl terjasi perubahan warna dari orange menjadi orange lebih pudar. Reaksi yang terjadi antara FeCl3 denagn NaCl yaitu sebagai berikut.
 Fe3+(aq) + 6 Cl-(aq)        [Fe(Cl)6­]3-

Pada tabung keenam di tetesi dengan larutan CuSO4 yang berwarna biru. Setelah ditetesi dengan CuSO4 terjadi perubahan warna dari orange menjadi hijau. Reaksi yang terjadi antara FeCl3 dengan CuSO4 adalah sebagai berikut.
Fe3+(aq) + 3SO42-(aq)         [ Fe2(SO4)3]3-

Pada tabung terakhir di tetesi dengan larutan KSCN yang berwarna bening. Setelah ditetesi dengan KSCN terjadi perubahan warna dari orange menjadi merah darah. Reaksi yang terjadi antara FeCl3 dengan KSCN yaitu
Fe3+(aq) + 6SCN-(aq)          [Fe(SCN)6]3-

Setelah itu mengurutkna warna larutan dari yang pudar sampai ke yang lebih pekat. Di dapat urutan laritan yaitu FeCl3+ H2C2O4, FeCl3+NaCl, FeCl3+air, FeCl3+CuSO4, FeCl3+NH3, FeCl3+KSCN. Pada percobaan ini perlu diketahui beberapa istilah diantaranya yaitu atom pusat, ligan, bilangan koodinasi, ligan monodental, ligan bidentat, dan ligan polidentat. Atom pusat adalah pusat dari suatu ion kompleks yang masih memiliki orbital atom yang kosong yang memungkinkan menerima sepasang elektron atau lebih yang bersifat kation. Dalam percobaan ini yang bertindak sebagai atm pusat yaitu Fe3+.


V.    KESIMPULAN


Adapun kesimpulan dari percobaan ini adalah :
1.      Ketika FeCl3 dietesi NH3 terjadi perubahan warna dari orange menjadi merah bata
2.      Ketika FeCl3 dietesi air terjadi perubahan warna dari orange menjadi orange pudar
3.      Ketika FeCl3 dietesi H2C24 terjadi perubahan warna dari orange menjadi
kuning
4.      Ketika FeCl3 dietesi NaCl terjadi perubahan warna dari orange menjadi orange lebih pudar
5.  Ketika FeCl3 dietesi CuSO4 terjadi perubahan warna dari orange menjadi hijau
6.   Ketika FeCl3 dietesi KSCN terjadi perubahan warna dari orange merah darah
7.  Urutan warna larutan dari yang pudar sampai ke yang lebih pekat. Di dapat urutan laritan yaitu FeCl3+ H2C2O4, FeCl3+NaCl, FeCl3+air, FeCl3+CuSO4, FeCl3+NH3, FeCl3+KSCN.














DAFTAR PUSTAKA


Chang, Raymond. 2004. Kimia Dasar. Jakarta. Erlangga.

Effendy. 2007. Kimia Koordinasi Jilid 1. Malang: UNM-Press

Hala S. Saad El-Dein, Ali Usama F. 2008. Production and Partial Purification of Cellulase Complex by Aspergillus niger and A. nidulans Grown on Water Hyacinth Blend. Journal of Applied Sciences Research

Petrucci, H. Ralph dan Suminar. 1987. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern. Jakarta: Erlangga


Vogel.1979.  Analisis Anorganik Kuantitatif Makro dan Semi Mikro. Jakarta: PT. Kalman Mdia Pustaka.

1 komentar: