Laporan kuat medan ligan amin air

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK

KUAT MEDAN ANTARA LIGAND AMIN-AIR

NAMA : SALMINAH SALEH

NIM : H31108005

KELOMPOK : I

REGU : 2

HARI/TGL. PERC. : SELASA, 9 MARET 2010

ASISTEN : JAMIUS BIN STEPANUS

LABORATORIUM KIMIA ANORGANIKJURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR2010

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Ion kompleks biasanya didefinisikan sebagai kombinasi antara kation pusat

dengan satu atau lebih ligan. Ligan adalah sebarang ion atau molekul dalam

koordinasi dari ion sentral. Tetapi seringkali air diabaikan di dalam ion kompleks

sehingga pengertian ion kompleks kadang-kadang terbatas untuk selain air. Ligan

lainnya melakukan penetrasi solvation sphere atau hydration sphere bagian dalam

(inner) dari ion pusat dan menggantikan satu atau lebih molekul air bagian dalam.

Seperti yang kita ketahui bahwa unsur transisi sering didefinisikan sebagai

kelompok, yang sebagai unsur mempunyai kulit-kulit d dan f yang terisi sebagian.

Namun untuk maksud praktis, yang akan dipandang sebagai unsur transisi adalah

unsur yang memiliki kulit-kulit d dan f yang terisi sebagian juga dalam senyawaan

penting yang mana pun. Juga termasuk ke dalamnya adalah logam mata uang, Cu,

Ag, dan Au.

Ikatan ligan dengan makromolekul merupakan salah satu topik riset yang

menarik saat ini. Pengetahuan tentang ikatan ligan-makromolekul diperlukan

dalam mempelajari farmakodinamika zat-zat aktif dan pada perancangan obat baru.

Berbagai metoda, seperti dialisis, ultrafiltrasi, spektroskopi, atau khromatografi

gel, telah digunakan untuk keperluan tersebut.

Berdasarkan literatur di atas maka dilakukanlah percobaan kali ini, yakni

untuk mengetahui pengaruh kekuatan ligan dalam suatu senyawa kompleks.

1.2 Maksud dan Tujuan Percobaan

1.2.1 Maksud Percobaan

Mengetahui dan mengenal perbedaan kekuatan ligan antara air dan amin

berdasarkan panjang gelombang maksimumnya.

1.2.2 Tujuan Percobaan

Adapun tujuan dari percobaan ini adalah :

1. Menentukan panjang gelombang maksimum dari larutan Cu2+ 0,02 M dalam

pelarut air, campuran 1:1 antara air dan NH4OH 1M dan campuran 3:1 antara

air dan NH4OH 1M dengan menggunakan spektrofotometer.

2. Membandingkan kuat medan antara ligan amin dengan air dari campuran

larutan yang telah dibuat dengan melihat panjang gelombang maksimumnya.

1.3 Prinsip Percobaan

Percobaan ini didasarkan pada proses pencampuran antara larutan Cu2+

(CuSO4) biru 0,02 M dengan aquadest, larutan campuran Cu2+ 0,1 M 1:1 amin-air,

dan larutan campuran Cu2+ 0,1 M 1:3 amin-air masing-masing diukur

absorbansinya dengan menggunakan spektronik-20 D+ pada panjang gelombang

sekitar 510-700 nm sehingga diperoleh panjang gelombang maksimum.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Teori medan kristal yang dikemukakan oleh beberapa ahli fisika pada tahun

1930 baru berkembang dan diterapkan dalam bidang kimia sekitar tahun 1950.

Teori ini dikembangkan karena teori ikatan valensi yang dikemukakan oleh Linus

Pauling tidak dapat menjelaskan berbagai sifat ion kompleks, misalnya

(Syarifuddin, 1994) :

1. Warna senyawa kompleks/ ion kompleks.

2. Adanya ion seperti Ni2+, Td2+, Au3+ yang dapat membentuk ion kompleks planar

segiempat dan juga membentuk ion kompleks tetrahedral.

3. Terjadinya spektra elektronik.

4. Pengecualiaan yang ditemukan pada ion [Cu(NH3)4]2+ yang mempunyai

geometri planar segiempat.

5. Sifat ionik pada ion [FeF6]3-.

Menurut teori medan kristal atau crystal field theory (CFT), ikatan antara

atom pusat dan ligan dalam kompleks berupa ikatan ion, hingga gaya-gaya yang

ada hanya berupa gaya elektrostatik. Ion kompleks tersususn dari ion pusat yang

dikelilingi oleh ion-ion lawan atau molekul-molekul yang mempunyai momen

dipol permanen (Sukardjo, 1992).

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 electron d dari ion pusat dan

seperti kita ketahui ion kompleks dari logam-logam transisi. Pengaruh ligan

tergantung dari jenisnya, terutama pada kekuatan medan listrik dan kedudukan

geometri ligan-ligan dalam kompleks (Sukardjo, 1992).

Teori medan kristal tentang senyawa koordinasi menjelaskan bahwa dalam

pembentukan kompleks terjadi interaksi elektrostatik antara ion logam (atom

pusat) dengan ligan. Jika ada empat 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 kan terpecah (splitting) menjadi dua kelompok

tingkat energi. Kedua kelompok tersebut adalah : 1). Dua sub orbital (dx2 – dy

2, dan

dz2) yang disebut dy atau eg dengan tingkat energi yang lebih tinggi, dan 2).

Tiga sub orbital (dxz, dxy, dan dyz) yang disebut de atau t2g dengan tingkat energi

yang lebih rendah. Perbedaan tingkat energi ini menunjukkan bahwa teori medan

kristal dapat menerangkan terjadinya perbedaan warna kompleks (Hala, 2010).

Kebanyakan ligan adalah anion atau molekul netral yang merupakan donor

elektron. Beberapa yang umum adalah F-, Cl-, Br-, CN-, NH3, H2O, CH3OH, dan

OH-. Ligan seperti ini, bila menyumbangkan sepasang elektronnya kepada sebuah

atom logam, disebut ligan monodentat atau ligan bergigi satu (Cotton dan

Wilkinson, 1989).

Ligan yang mengandung dua atau lebih atom, yang masing-masing secara

serempak membentuk ikatan dua donor-elektron kepada ion logam yang sama,

disebut ligan polidentat. Ligan ini juga disebut ligan kelat karena ligan ini

tampaknya mencengkeram kation di antara dua atau lebih atom donor (Cotton dan

Wilkinson, 1989).

Di dalam ion bebas kelima orbital d bersifat degenerasi artinya mempunyai

energi yang sama dan elektron dalam orbital ini selalu memenuhi hukum

multiplicity yang maksimal. Teori medan kristal terutama membicarakan pengaruh

dari ligan yang tersusun secara berbeda-beda di sekitar ion pusat terhadap energi

dari orbital d. pembagian orbital d menjadi dua golongan yaitu orbital eg atau dj

dan orbital t2g atau de mempunyai arti penting dalam hal pengaruh ligan terhadap

orbital-orbital tersebut (Sukardjo, 1992).

Menurut teori medan kristal, ikatan anatara ion logam (ion pusat) dan ligan

adalah ikatan ion, berdasarkan sifatnya gaya elektrostatis antara ion pusat dan

ligan. Seperti yang telah diketahui ion kompleks terdiri dari ion pusat yang

dikelilingi oleh sejumlah ligan yang berupa ion negatif atau molekul polar yang

merupakan dipol permanent. Medan listrik yang ditimbulkan oleh ligan akan

mempengaruhi elektron-elektron pada ion pusat dan medan listrik yang

ditimbulkan ion pusat juga mempengaruhi elektron pada ligan-ligan yang

mengelilinginya. Elektron-elektron pada ion pusat yang paling dipengaruhi oleh

medan listrik yang ditimbulkan ligan adalah elektron pada orbital d, karena

elektron d tersebut yang sangat berperan dalam membentuk ion kompleks

(Syarifuddin, 1994).

Faktor yang juga turut berpengaruh adalah jenis logam dan bilangan

oksidasinya, meskipun dapat dibuat ketentuan untuk mengenal urutan ligan namun

sering dijumpai pengecualian. Contohnya ion Cl- dengan logam Cu(III) tampak

menghasilkan splitting medan kristal yang lebih besar dari ion F-. Walaupun

demikian, dengan menggunakan deret spektrokimia, sifat-sifat kimia beberapa

kompleks dapat diramalkan (Hala, 2010).

Bila ligan yang berupa ion negatif atau kutub negatif dari molekul

mendekati ion pusat, maka medan listrik yang ditimbulkan oleh ligan tersebut akan

mempengaruhi elektron d pada ion pusat. Elektron d pada ion pusat akan

memberikan gaya tolak yang lebih kuat dari gaya tarik yang ada antar ligan dan ion

pusat tersebut. Penolakan tersebut akan menyebabkan bertambahnya energi orbital

d pada ion pusat yang bersangkutan (Syarifuddin, 1994).

Bila medan lstrik ligan mempengaruhi kelima orbital d dengan cara yang

sama, maka orbital-orbital d tersebut tetap tergenerasi, tetapi pada tingkat energi

yang lebih tinggi. Medan listrik yang dihasilkan oleh ligan tergantung pada letak

ligan tersebut disekeliling ion pusat. Jadi medan listrik ligan dalam struktur

oktahedral, tetrahedral dan planar segiempat akan berbeda satu sama lain

(Syarifuddin, 1994).

Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitans atau absorbans

suatu contoh sebagai fungsi panjang gelombang; pengukuran terhadap suatu

deretan contoh pada suatu panjang gelombang tunggal mungkin juga dapat

dilakukan. Alat-alat demikian dapat dikelompokkan baik sebagai manual atau

perekam, maupun sebagai sinar-tunggal atau sinar-rangkap (Day dan Underwood,

1999).

Kesalahan dalam pengukuran secara spektrofotometer dapat timbul dari

banyak sekali sebab, beberapa di antaranya telah diketahui sebelum ini dalam

pembicaraan tentang peralatan di atas. Banyak dapat dicegah dengan

memperhatikan dan dengan pikiran sehat. Sel-sel contoh harus bersih. Beberapa

zat (misalnya protein) kadang-kadang melekat sangat kuat pada sel dan dapat

dicuci bersih hanya dengan kesukaran. Sidik jari dapat menyerap radiasi ultraungu.

Penempatan sel dalam sinar harus dapat ditiru kembali. Gelembung gas tidak boleh

ada dalam lintasan optik. Peneraan panjang gelombang dari alat harus diteliti

kadang-kadang, dan penyimpangan atau ketidakstabilan di dalam sirkuit harus

diperbaiki (Day dan Underwood, 1999).

Contoh dari ikatan kompleks yang ditemui dalam studi ilmu kimia pada

umumnya berisi hanya satu ion logam, yang mana dikombinasikan dengan satu

atau lebih ligan anionik. Ikatan kompleks yang anionik ligan meliputi ion

hexacyanoferrate(II) dan hexacyanoferrate(III), [Fe(CN)6]4- dan [Fe(CN)6]3-

berturut-turut dan nikel(II)dimetilglyoximale, [Ni(CH3C(=NO)C(=NOH)CH3)2],

pembentukan yang bersifat alkali adalah suatu tes untuk nikel. [Ag(NH3)2]+ dan

[Co(H2NCH2CH2NH2)3]3+ kompleks tidak berisi ligan. Kompleks berisi kation

lebih dari satu garam magnesium secara parsial hidrolisis sebagai contoh berisi ion

seperti [Mg2(OH)3]+ (Sharpe, 1991).

BAB III

METODE PERCOBAAN

3.1 Bahan

Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini, yaitu: aquadest,

larutan CuSO4 0,1M , larutan NH4OH 1M, sabun cair, kertas label dan tissue roll.

3.2 Alat

Adapun alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini, yaitu:

spektrofotometer UV 20 D+, kuvet, labu ukur 50 ml, pipet volume 10 ml, pipet

volume 25 ml, pipet ukur 5 ml, pipet skala 1 ml, bulb, pipet tetes, gelas kimia 100

ml, dan botol semprot.

3.3 Prosedur percobaan

a. Larutan Cu2+ 0,02 M dalam air

1. Larutan 0,1 M Cu2+ dipipet sebanyak 10 mL ke dalam labu ukur 50 mL.

2. Diencerkan sampai tanda garis dan dikocok sampai larutan homogen.

3. Diamati absorbansi (A) dengan menggunakan spektronik UV 20 D+ pada

rentang gelombang 510-700 nm dengan interval 10 nm.

4. Digunakan air sebagai blanko

b. Larutan Cu2+ 0,02 M dalam campuran 1 : 1 air dan 1 M NH4OH

1. Larutan 0,1 M Cu2+ dipindahkan sebanyak 10 mL kedalam labu ukur 50

mL.

2. Ditambahkan 25 mL larutan 1 M NH4OH.

3. Diencerkan dengan akuades sampai tanda batas dan dikocok sampai larutan

homogen.




c. Larutan Cu2+ 0,02 M dalam campuran 3 : 1 air dan 1 M NH4OH

1. Larutan 0,1 M Cu2+ dipindahkan sebanyak 10 mL kedalam labu ukur 50

mL.

2. Ditambahkan 12,5 mL larutan 1 M NH4OH.

3. Diencerkan dengan akuades sampai tanda batas dan dikocok sampai larutan

homogen.




BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan

4.1.1 Larutan Cu2+ 0,02 M dalam air

No Panjang gelombang (nm) Absorban

1 720 0,273

2 760 0,360

3 800 0,410

4 840 0,396

5 880 0,361

6 920 0,314

4.1.2 Larutan Cu2+ 0,02M dalam campuran 1:1 antara air dan NH4OH 1M


1 600 0,477

2 640 0,583

3 680 0,731

4 720 0,925

5 760 0,602

6 800 0,364

7 840 0,326

4.1.3 Larutan Cu2+ 0,02M dalam campuran 3:1 antara air dan NH4OH 1M


1 600 0,487

2 640 0,631

3 680 0,928

4 720 1,220

5 760 0,642

6 800 0,422

7 840 0,246

4.2 Perhitungan


M1 . V1 = M2 . V2

0,1 M x V1 = 0,02 M x 50 ml

0,1 V1 = 1

V1 (Cu)= 10 ml

4.2.2 Larutan Cu2+ 0,02 M dalam campuran 1:1 antara air dan NH4OH 1M

Volume total atau volume sampai batas tanda yang digunakan adalah 50

ml.

Perbandingan campuran antara air dan NH4OH 1M adalah 1:1

Air = 12

x 50 ml = 25 ml

NH4OH = 12

x 50 ml = 25 ml


Volume total atau volume sampai batas tanda yang digunakan adalah 50

ml.

Perbandingan campuran antara air dan NH4OH 1M adalah 3:1

Air = 34

x 50 ml = 37,5 ml

NH4OH = 14

x 50 ml = 12,5 ml

4.3 Reaksi

CuSO4 + 4 H2O [Cu(H2O)4]2+ SO42-

NH4OH NH3 + H2O

[Cu(H2O)4]2+ SO42- + NH3 [Cu(NH3)(H2O)3]2+ SO4

2- + H2O

[Cu(NH3)(H2O)3]2+ SO42- + NH3 [Cu(NH3)2(H2O)2]2+ SO4

2- + H2O

[Cu(NH3)2(H2O)2]2+ SO42- + NH3 [Cu(NH3)3(H2O)]2+ SO4

2- + H2O

[Cu(NH3)3(H2O)]2+ SO42- + NH3 [Cu(NH3)4]2+ SO4

2- + H2O

4.4 Grafik


650 750 850 9500.250.270.290.310.330.350.370.390.410.430.45

Panjang Gelombang ()

Abso

rban

(A)


550 650 750 8500.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1


Abso

rban

(A)


550 650 750 8500.15

0.35

0.55

0.75

0.95

1.15

1.35


Abso

rban

(A)

4.5 Pembahasan

Pada percobaan ini menggunakan larutan CuSO4 0,1 M dan NH4OH 1 M.

Larutan CuSO4 ini berfungsi sebagai bahan dasar (utama) yang akan berperan

sebagai atom pusat (Cu2+) yang akan berikatan dengan ligan amin-air membentuk

senyawa kompleks.

Mula-mula disiapkan 3 buah labu ukur volume 50 ml. Labu pertama diisi

dengan Cu2+ sebanyak 10 ml kemudian ditambahkan dengan air sampai tanda

batas, maka telah diperoleh larutan Cu2+ 0,02 M yang berwarna biru muda. Hal

yang sama diberlakukan pada labu kedua dan ketiga untuk mendapatkan larutan

Cu2+ dengan konsentrasi 0,02 M. Labu kedua diisi Cu2+ 0,1 M perbandingan amin

dan air 1:1 ditambahkan dengan NH4OH 1 M sebanyak 25 ml dan air sampai tanda

batas, diperoleh larutan yang berwarna biru tua. Labu ketiga diisi pula dengan Cu 2+

0,1 M sebanyak 10 ml (perbandingan amin-air 3:1) dan NH4OH 1 M sebanyak

12,5 ml dan aquadest sampai batas tanda, diperoleh pul;a larutan yang berwarna

biru tua.

Ketiga larutan tersebut kemudian diabsorbansi dengan menggunakan

spektrofotometer sinar tampak. Terlebih dahulu aquadest digunakan sebagai

pembanding sebelum larutan dimasukkan ke dalam spektrofotometer atau biasa

disebut dengan blangko.

Absorbansi ini dilakukan dengan panjang gelombang yang bervariasi yaitu

antara 720-920 nm dengan interval 40 nm. Larutan pertama, pada panjang

gelombang 800 nm diperoleh nilai absorban sebesar 0,410, ini berarti telah

diperoleh panjang gelombang yang maksimum karena telah diperoleh nilai

absorban yang tertinggi. Pada larutan yang kedua panjang gelombang

maksimumnya diperoleh 720 nm dengan nilai absorban sebesar 0,925. Sedangkan

pada larutan ketiga panjang gelombang maksimumnya diperoleh 720 nm dengan

nilai absorban sebesar 1,220. Jadi teori yang menyatakan bahwa semakin kuat

ligan maka akan didapat panjang gelombang maksimum tidak sesuai dengan apa

yang didapat saat praktikum. Hal ini dapat disebabkan karena kesalahan yang

terjadi pada saat pengerjaan.

Adapaun warna yang dihasilkan pada campuran CuSO4 dengan

perpandingan 1:1 yaitu berwarna biru tua sedangkan pada perbandingan 3:1

berwarna biru. Perbedaan warna ini disebabkan karena perbedaan volume dari

NH4OH akibat dari pengenceran yang telah dilakukan sebelummya.

Hubungan antara absorbansi dan panjang gelombang dapat digambarkan

dan dilihat melalui gambar kurva yang terbentuk. Selain itu, dari percobaan ini

dapat pula diketahui bahwa warna dari larutan juga dapat mempengaruhi panjang

gelombang. Semakin pekat warna dari larutan, maka larutan tersebut akan semakin

sulit untuk ditembus oleh cahaya.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan dapat ditarik kesimpulan

bahwa panjang gelombang maksimum CuSO4 0,02 M adalah 800 nm dengan nilai

absorbansinya 0,410, panjang gelombang maksimum [Cu(NH3)(H2O)2]SO4 adalah

720 nm dengan nilai absorbansinya 0,925, dan panjang gelombang maksimum

[Cu(NH3)3(H2O)2]SO4 adalah 720 nm dengan nilai absorbansinya 1,220.

Sedangkan panjang gelombang minimum terjadi pada 1= 720nm, λ2= 840 nm dan

3 = 840 nm dan dengan nilai absorbansi berturut-turut untuk CuSO4 0,02 M,

larutan 1:1 amin-air, dan larutan 3:1 amin-air adalah 0,273; 0,326; dan 0,246. Kuat

medan ligan amin lebih besar dari pada ligan air dapat dilihat dari panjang

gelombang maksimumnya.

5.2 Saran

5.2.1 Untuk Laboratorium

Sebaiknya alat yang digunakan di dalam laboratorium dilengkapi dan alat-

alat yang sudah rusak diganti.

5.2.2 Untuk Praktikum

Sebaiknya kita memiliki larutan pembanding lain yang memiliki hasil

sesuai dengan teori panjang gelombang dan kuat medan ligan.

DAFTAR PUSTAKA

Alan, G, S., 1991, Inorgnic Chemistry, University of Cambridge, New York.

Cotton, F.A. dan Wilkinson, G., 1989, Kimia Anorganik Dasar, UI-Press, Jakarta.

Day R.A. dan Underwood A.L., 1999, Analisa Kimia Kuantitatif, Erlangga, Jakarta.

Hala, Y., 2010, Penuntun Praktikum Kimia Anorganik, Laboratorium Anorganik Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Hasanuddin, Makassar.

Sukardjo, 1992, Kimia Koordinasi, Rineka Cipta, Jakarta.

Syarifuddin, N., 1994, Ikatan Kimia, Gajah Mada University Press, Yogyakarta.

LEMBAR PENGESAHAN

Makassar, 15 Maret 2010

Asisten, Praktikan,

(JAMIUS BIN STEPANUS) (SALMINAH SALEH)

Technology

Laporan kuat medan ligan amin air