sintesis dan karakterisasi kompleks … menunjukkan perbandingan muatan kation : anion...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS

TEMBAGA(II) DENGAN DIFENILAMIN

Disusun oleh :

ENDAH SUCININGRUM

M0306026

SKRIPSI

Ditulis dan diajukan untuk memenuhi sebagian

persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains Kimia

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2011


commit to user

HALAMAN PENGESAHAN

Skripsi ini dibimbing oleh :

Pembimbing I

Prof. Drs. Sentot Budi Rahardjo, Ph.D.

NIP. 19560507 198601 1001

Dipertahankan di depan TIM Penguji Skripsi pada :

Hari : Jum‟at

Tanggal : 10 Juni 2011

Anggota TIM Penguji :

1. Edi Pramono, M.Si ……………….

NIP. 19830918 200812 1003

2. Soerya Dewi Marliyana, M.Si ……………….

NIP. 19690313 199702 2001

Disahkan oleh

Jurusan Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sebelas Maret

Surakarta

Ketua Jurusan Kimia,

Prof. Drs. Sentot Budi Rahardjo, Ph.D.

NIP. 19560507 198601 1001

ii


commit to user

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

“SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS TEMBAGA(II) DENGAN

DIFENILAMIN” adalah benar-benar hasil penelitian sendiri dan tidak terdapat

karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu

perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat kerja atau

pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara

tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Surakarta, Juni 2011

ENDAH SUCININGRUM

iii


commit to user

SINTESIS DAN KARAKTERISASI

KOMPLEKS TEMBAGA(II) DENGAN DIFENILAMIN

ENDAH SUCININGRUM

Jurusan Kimia. Fakultas MIPA. Universitas Sebelas Maret

ABSTRAK

Penelitian tentang kompleks difenilamin dengan CuCl2.2H2O dan

CuSO4.5H2O bertujuan untuk mengetahui cara sintesis, struktur dan karakteristik

kompleks yang terbentuk. Kompleks difenilamin dengan CuCl2.2H2O dan

CuSO4.5H2O telah disintesis pada perbandingan mol logam dan mol ligan 1 : 4

dalam metanol. Terbentuknya kompleks ditandai oleh adanya pergeseran

spektra UV-Vis. Kadar Cu ditentukan dengan Spektrofotometer Serapan Atom

(SSA), perbandingan muatan kation : anion diketahui dari daya hantar listriknya,

gugus fungsi difenilamin yang terkoordinasi pada atom pusat Cu2+

diperkirakan

dari adanya pergeseran spektra IR.

Hasil analisis kadar Cu dalam kompleks menunjukkan rumus empiris dari

kompleks adalah Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O dan Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O.

Daya hantar listrik kompleks Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O dan

Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O menunjukkan perbandingan muatan kation : anion

berturut-turut = 2 : 1 dan 1 : 1. Data spektra IR menunjukkan gugus fungsi (›N-H)

difenilamin terkoordinasi pada atom pusat Cu2+

. Momen magnet (μeff) kompleks

Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O dan Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O = 1,71 ± 0,02 dan

1,72 ± 0,01 BM yang bersifat paramagnetik. Spektra UV-Vis kompleks

Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O menunjukkan tiga puncak serapan pada panjang

gelombang 861; 592,5 dan 419 nm (11614,40; 16877,64 dan 23866,35 cm-1

) yang

merupakan transisi 2B1g →

2A1g,

2B1g →

2B2g dan

2B1g →

2Eg, sedangkan untuk

kompleks Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O menunjukkan dua puncak serapan pada

panjang gelombang 593 dan 421,5 nm (υ = 16863,41 dan 23724,79 cm-1

) yang

merupakan transisi 2B1g →

2B2g dan

2B1g →

2Eg. Hal ini mengindikasikan kedua

kompleks berstruktur square planar. Dengan demikian struktur kompleks yang

terbentuk adalah [Cu(difenilamin)4]Cl2.6H2O dan [Cu(difenilamin)4]SO4.6H2O.

Kata kunci : Sintesis, Karakterisasi, Kompleks Cu(II), Difenilamin

iv


commit to user

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF

COPPER(II) COMPLEX WITH DIPHENYLAMINE

ENDAH SUCININGRUM

Department of Chemistry. Mathematic and Natural Science Faculty.

Sebelas Maret University

ABSTRACT

The objective of this research is to find out the complex synthesis of

diphenylamine with CuCl2.2H2O and CuSO4.5H2O, structure and characteristic of

each the complex. Complexes of diphenylamine with CuCl2.2H2O and

CuSO4.5H2O have been synthesized in 1 : 4 mole ratio of metal to ligan in

methanol. The forming of complex was indicated by shifting of UV-Vis spectra.

The percentage of Cu was determined by Atomic Absorption Spectroscopy

(AAS), the charge ratio of cation and anion was known by it‟s electrical

conductivity, the functional group of diphenylamine which coordinated to

center ion Cu2+

was predicted by shifting of infra red spectra.

The result of analysis Cu(II) in the complex shows empirical formula of

the complexes were Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O and Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O.

The electrical conductivity of complexes Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O and

Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O show the charge ratio of cation and anion = 2 : 1

and 1 : 1, respectively. Infra red spectra indicated that the functional group of

(›N-H) of diphenylamine was coordinated to the center ion Cu2+

. Magnetic

moment (μeff) of Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O and Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O were

1,71 ± 0,02 and 1,72 ± 0,01 BM, respectively, it means the complexes were

paramagnetic. The UV-Vis spectra of Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O shows three

transition peaks on = 861; 592,5 and 419 nm (11614,40; 16877,64 and 23866,35

cm-1

) corresponding to the transition 2B1g →

2A1g,

2B1g →

2B2g and

2B1g →

2Eg,

while the Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O complex shows two transition peaks on =

593 and 421,5 nm (υ = 16863,41 and 23724,79 cm-1

) corresponding to the

transition 2B1g →

2B2g and

2B1g →

2Eg. It indicated that the structure of both

complexes were square planar. Finally, the structure of complexes were

[Cu(difenilamin)4]Cl2.6H2O and [Cu(difenilamin)4]SO4.6H2O.

Keyword : Synthesis, Characterization, Copper(II) Complexes, Diphenylamine

v


commit to user

MOTTO

Barangsiapa yang bertakwa kepada Allah,

Niscaya Dia akan mengadakan jalan keluar baginya,

dan memberinya rizqi dari arah yang tidak disangka - sangkanya

(Q.S.Ath-Thalaq : 2 - 3)

Sesungguhnya sesudah kesulitan ada kemudahan.

Maka apabila engkau telah selesai (dari suatu urusan), maka kerjakanlah

(urusan yang lain) dengan sungguh-sungguh

(Q.S. Al-Insyirah : 6-7)

Hai orang-orang yang beriman,

mintalah pertolongan (kepada Allah) dengan sabar dan sholat

sesungguhnya Allah beserta orang-orang yang sabar

(Q.S. Al-Baqarah : 153)

vi


commit to user

PERSEMBAHAN

Dengan segenap rasa syukur penulis persembahkan karya ini untuk :

Ibunda dan Ayahanda tercinta yang senantiasa memberikan kasih sayang,

doa, bimbingan, cinta dan kepercayaan …

Mas Arief, mas Basuki, & mas Santosa yang selalu memberikan kasih

sayang, doa dan motivasi …

Teman kecilku yang telah mengajariku akan arti hidup di dunia yang singkat

ini …

Fita dan Syafii yang setia menemani hari-hariku di Laboratorium ...

Sahabat-sahabatku di FC Club ...

Sahabat-sahabat seperjuangan 2006 ...

vii


commit to user

KATA PENGANTAR

Alhamdulillaah, puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Alloh „Azza wa

Jalla yang telah melimpahkan rahmat, karunia dan hidayah-Nya sehingga penulis

dapat menyelesaikan penulisan skripsi dengan judul “SINTESIS DAN

KARAKTERISASI KOMPLEKS TEMBAGA(II) DENGAN DIFENILAMIN”

untuk memenuhi sebagian persyaratan guna mencapai gelar Sarjana Sains dari

Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas

Sebelas Maret. Sholawat dan salam senantiasa penulis haturkan kepada

Rosulullah Sholallahu „Alaihi Wassalaam sebagai suri tauladan bagi seluruh umat

manusia.

Skripsi ini tidak akan selesai tanpa adanya bantuan dari banyak pihak,

karena itu dengan kerendahan hati penulis menyampaikan terima kasih kepada :

1. Bapak Prof. Drs. Sutarno, M.Sc., Ph.D., selaku Dekan FMIPA UNS.

2. Bapak Prof. Drs. Sentot Budi Rahardjo, Ph.D., selaku Ketua Jurusan Kimia,

Pembimbing Akademik dan Pembimbing TA.

3. Bapak I.F. Nurcahyo, M.Si., selaku Ketua Laboratorium Kimia Dasar FMIPA

UNS.

4. Bapak Dr. rer. nat. Atmanto Heru Wibowo, M.Si., selaku Ketua Sub

Laboratorium Kimia Laboratorium Pusat FMIPA UNS.

5. Mas Anang dan Mbak Nanik selaku staf Laboratorium Kimia FMIPA UNS.

6. Bapak Kentriyus, Bapak Sugito, Bapak Basuki, Mas Wanto, Mbak Retno,

Mbak Watik dan Mbak Tutik selaku staf Sub Laboratorium Kimia

Laboratorium Pusat FMIPA UNS.

7. Mbak Imah dan Mbak Asri selaku karyawan Jurusan Kimia FMIPA UNS.

8. Sahabat-sahabatku Erna, Ovy, Rina, Nurul, Tya, Eva Ro dan Santi di FC

Club, terima kasih atas semua nasihat, semangat dan dukungan yang telah

kalian berikan.

9. Spesial untuk Fita dan Syafii, yang senantiasa setia menemani hari-hariku

selama penelitian di Laboratorium, terima kasih atas semua nasihat,

semangat dan dukungan serta kesabarannya.

viii


commit to user

10. Saudara-saudara seperjuangan 2006, terima kasih atas semua dukungan,

semangat dan doanya.

Semoga Allah „Azza wa Jalla membalas jerih payah dan pengorbanan

yang telah diberikan dengan balasan yang lebih baik. Amin.

Penulis menyadari banyak kekurangan dalam penulisan skripsi ini. Oleh

karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran untuk menyempurnakannya.

Namun demikian, penulis berharap semoga karya kecil ini bermanfaat bagi

perkembangan ilmu pengetahuan dan semuanya. Amin.

Surakarta, Juni 2011

Endah Suciningrum

ix


commit to user

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL .......................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................. ii

PERNYATAAN ................................................................................. iii

ABSTRAK ..................................................................................... iv

ABSTRACT ..................................................................................... v

HALAMAN MOTTO ......................................................................... vi

HALAMAN PERSEMBAHAN .......................................................... vii

KATA PENGANTAR ........................................................................ viii

DAFTAR ISI .................................................................................... x

DAFTAR TABEL ............................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................... xiv

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................... xvi

TABEL LAMPIRAN .......................................................................... xvii

GAMBAR LAMPIRAN ..................................................................... xviii

BAB I PENDAHULUAN ............................................................ 1

A. Latar Belakang Masalah ................................................... 1

B. Perumusan Masalah ................................................... 5

1. Identifikasi Masalah ...................................................... 5

2. Batasan Masalah .......................................................... 5

3. Rumusan Masalah ........................................................ 6

C. Tujuan Penelitian ................................................... 6

D. Manfaat Penelitian ................................................... 6

BAB II LANDASAN TEORI ............................................................ 7

A. Tinjauan Pustaka ................................................... 7

1. Sintesis Senyawa Kompleks ......................................... 7

2. Kompleks Cu(II) ........................................................... 8

3. Teori Pembentukan Kompleks ...................................... 10

a. Teori Ikatan Valensi ................................................ 10

b. Teori Medan Kristal ................................................. 13

x


commit to user

1) Kompleks Oktahedral .......................................... 13

2) Kompleks Tetrahedral ......................................... 14

3) Kompleks Square Planar .................................... 16

c. Teori Orbital Molekul .............................................. 17

4. Spektroskopi Elektronik Kompleks Tembaga(II) .......... 21

5. Sifat magnetik .............................................................. 22

6. Spektroskopi Infra Merah ............................................. 24

7. Daya Hantar Listrik ...................................................... 25

8. Spektroskopi Serapan Atom (SSA) ............................... 26

9. Ligan Difenilamin ........................................................ 27

B. Kerangka Pemikiran ................................................... 28

C. Hipotesis ................................................... 28

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ....................................... 29

A. Metode Penelitian ............................................................. 29

B. Tempat dan Waktu ............................................................. 30

C. Alat dan Bahan ................................................................. 30

1. Alat .............................................................................. 30

2. Bahan-bahan ................................................................ 31

D. Prosedur Penelitian ........................................................... 31

1. Penentuan Bilangan Koordinasi Ion Cu2+

.................... 31

2. Sintesis Senyawa Kompleks Cu(II)-Difenilamin............ 32

a. Sintesis Kompleks CuCl2.2H2O dengan Difenilamin. 32

b. Sintesis Kompleks CuSO4.5H2O dengan Difenilamin 32

3. Pengukuran Kadar Cu(II) dengan SSA ......................... 33

4. Pengukuran Daya Hantar Listrik ................................... 33

5. Pengukuran Momen Magnet.......................................... 33

6. Pengukuran Spektra UV-Vis ......................................... 33

7. Pengukuran Spektra Infra Merah .................................. 34

E. Teknik Pengumpulan dan Analisis Data ............................ 34

xi


commit to user

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................... 35

A. Sintesis Kompleks Cu(II)-Difenilamin ............................... 35

1. Sintesis Kompleks CuCl2.2H2O dengan Difenilamin .... 35

a. Penentuan Bilangan Koordinasi Ion Cu2+

dengan

Metode Perbandingan Mmol ..................................... 35

b. Sintesis Kompleks CuCl2.2H2O dengan Difenilamin. 37

2. Sintesis Kompleks CuSO4.5H2O dengan Difenilamin ... 38

B. Penentuan Formula Kompleks .......................................... 39

1. Penentuan Kadar Cu dalam Kompleks .......................... 39

a. Pengukuran Kadar Cu dalam Kompleks

CuCl2.2H2O dengan Difenilamin ............................. 39

b. Pengukuran Kadar Cu dalam Kompleks

CuSO4.5H2O dengan Difenilamin ............................ 39

2. Pengukuran Daya Hantar Listrik .................................. 40

3. Spektra Infra Merah ..................................................... 41

C. Sifat-Sifat Kompleks.......................................................... 46

1. Sifat Spektroskopi ........................................................ 46

2. Sifat Kemagnetan ......................................................... 48

D. Perkiraan Struktur Senyawa Kompleks ............................. 48

1. Kompleks [Cu(difenilamin)4]Cl2.nH2O.......................... 48

2. Kompleks [Cu(difenilamin)4]SO4.nH2O ........................ 49

BAB V PENUTUP ....................................................................... 51

A. Kesimpulan ....................................................................... 51

B. Saran ................................................................................ 51

DAFTAR PUSTAKA ................................................................... 52

LAMPIRAN ................................................................................. 55

xii


commit to user

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Bentuk Hibridisasi Dan Konfigurasi Geometri .................... 12

Tabel 2. Faktor Koreksi Diamagnetik untuk Beberapa Ion dan

Molekul .............................................................................. 23

Tabel 3. Pembuatan Seri Larutan CuCl2.2H2O dengan Difenilamin

dalam Metanol .................................................................... 32

Tabel 4. Kadar Tembaga dalam Kompleks CuCl2.2H2O dengan

Difenilamin Secara Teoritis .................................................. 39

Tabel 5. Kadar Tembaga dalam Kompleks CuSO4.5H2O dengan

Difenilamin Secara Teoritis .................................................. 40

Tabel 6. Daya Hantar Listrik Larutan Standar 103M dan Larutan

Sampel Kompleks Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O dan

Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O 103M dalam Metanol .............. 40

Tabel 7. Serapan Gugus Fungsi Ligan Difenilamin, Kompleks

Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O dan Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O . 41

Tabel 8. Tabel Pergeseran Serapan Gugus (›NH) pada Beberapa

Kompleks ............................................................................. 45

Tabel 9. Panjang Gelombang Maksimum (λmaks), Absorbansi (A)

dan Besarnya Harga Absorptivitas Molar (ε) : CuCl2.2H2O,

CuSO4.5H2O, Kompleks Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O dan

Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O .................................................. 46

Tabel 10. Moment Magnet Efektif (µeff) Kompleks


xiii


commit to user

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Struktur senyawa kompleks [CuL1](H2O) (L

1 = N,N’-

O-phenylenebis(salicylideneimine)) yang bergeometri

square planar ............................................................... 2

Gambar 2. Struktur senyawa kompleks [Cu(L2)2] (L

2 = 4-chloro

benzaldehydephenylhydrazone) yang bergeometri

square planar ............................................................... 2

Gambar 3. Struktur senyawa kompleks [{Cu(CH3COO)}2(μ-L3)2]

(L3 = 2-((2-(dimethylamino)ethylamino)methyl)phenol)

yang bergeometri square pyramidal .............................. 3

Gambar 4. Struktur senyawa kompleks [Cu(L4)(H2O)2(Cl)2] (L

4 =

desipramine) yang bergeometri oktahedral ................... 3

Gambar 5. Struktur difenilamin ...................................................... 4

Gambar 6. Konfigurasi elektron Cu dan Cu2+

................................. 8

Gambar 7. Struktur kompleks [Cu(L6)(OH)2] (L

6 =3,5-diamine-4-

(4-bromo-phenylazo)-1H-pyrazole) yang bergeometri

square planar ............................................................... 9

Gambar 8. Struktur kompleks [Cu(L5)2(H2O)(SO4

2-)] (L

5 =

aminoguanizone of pyruvic acid) yang bergeometri

square pyramidal .......................................................... 9

Gambar 9. Struktur kompleks [Cu(L8)2(Cl)2] (L

8 = 2-[(4-phenyl-

1H-1,2,3-triazol-1-yl)methyl]pyridine) yang

bergeometri oktahedral terdistorsi Jahn-Teller............... 10

Gambar 10. Penggambaran teori ikatan valensi [CoF6]3-

dan

[Co(NH3)6]3+

................................................................. 11

Gambar 11. Ilustrasi pembentukan hibridisasi dsp2 pada ion ............ 12

Gambar 12. Arah sumbu x, y dan z dalam medan oktahedral ............ 13

Gambar 13. (a) Kelompok eg (b) Kelompok t2g ................................ 13

Gambar 14. Diagram tingkat energi orbital d pada medan oktahedral 14

Gambar 15. Hubungan tetrahedron dengan kubus ............................ 15

xiv


commit to user

Gambar 16. Pembelahan dan tingkat energi orbital d pada medan

tetrahedral ..................................................................... 15

Gambar 17. Distorsi kompleks oktahedral yang kemudian menjadi

kompleks oktahedral yang terdistorsi secara tetragonal

dan kompleks square planar ......................................... 16

Gambar 18. Pembelahan orbital d pada kompleks square planar ...... 17

Gambar 19. Diagram tingkat energi kompleks oktahedral ................ 18

Gambar 20. Diagram tingkat energi kompleks tetrahedral ................ 19

Gambar 21. Diagram tingkat energi kompleks square-planar ........... 20

Gambar 22. Pembelahan tingkat energi konfigurasi d9 pada medan

oktahedral ..................................................................... 21

Gambar 23. Pembelahan tingkat energi konfigurasi d9 pada medan

square planar ............................................................... 21

Gambar 24. Struktur difenilamin.. .................................................... 27

Gambar 25. Spektra UV-Vis penentuan bilangan koordinasi ion

Cu2+

dengan metode perbandingan mmol (mmol

CuCl2.2H2O : mmol difenilamin) .................................. 35

Gambar 26. Grafik λmaks versus perbandingan mmol CuCl2.2H2O

dengan mmol difenilamin pada penentuan bilangan

koordinasi ion Cu2+

dengan metode perbandingan mmol 36

Gambar 27. Spektra UV-Vis (a) CuCl2.2H2O dan (b) kompleks

CuCl2.2H2O dengan difenilamin ................................... 37

Gambar 28. Spektra UV-Vis (a) CuSO4.5H2O dan (b) kompleks

CuSO4.5H2O dengan difenilamin .................................. 38

Gambar 29. Spektra IR ligan difenilamin ......................................... 42

Gambar 30. Spektra IR kompleks Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O .......... 42

Gambar 31. Spektra IR kompleks Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O ......... 43

Gambar 32. Spektra UV-Vis (a) Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O (b)

Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O .......................................... 47

Gambar 33. Perkiraan struktur [Cu(difenilamin)4]Cl2. nH2O ........... 49

Gambar 34. Perkiraan struktur [Cu(difenilamin)4]SO4. nH2O .......... 50

xv


commit to user

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Diagram Alir Percobaan ............................................... 55

Lampiran 2. Penentuan Bilangan Koordinasi Ion Cu2+

..................... 57

Lampiran 3. Perhitungan Rendemen Kompleks Hasil Sintesis ......... 58

Lampiran 4. Pengukuran Kadar Tembaga dalam Kompleks

Menggunakan SSA ..................................................... 59

Lampiran 5. Pengukuran Daya Hantar Listrik Kompleks .................. 61

Lampiran 6. Penentuan Momen Magnet Effektif ............................... 62

Lampiran 7. Perhitungan Nilai Absorptivitas Molar ........................ 65

xvi


commit to user

TABEL LAMPIRAN

Halaman

Tabel 1. Penentuan Bilangan Koordinasi Ion Cu2+

pada Kompleks

CuCl2.2H2O dengan Difenilamin Menggunakan Metode

Perbandingan Mmol.......………………………….. .............. 57

Tabel 2. Data dan Hasil Perhitungan Kadar Tembaga dengan SSA

dalam Kompleks CuCl2.2H2O dengan Difenilamin ............... 60

Tabel 3. Data dan Hasil Perhitungan Kadar Tembaga dengan SSA

dalam Kompleks CuSO4.5H2O dengan Difenilamin .............. 60

Tabel 4. Daya Hantar Listrik Larutan Standar 103M dan Kompleks

Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O dan Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O

103M dalam Metanol .......................................................... 61

Tabel 5. Hasil Pengukuran Kerentanan Magnetik Kompleks


Tabel 6. Harga μeff pada Beberapa Harga χg dari Kompleks


xvii


commit to user

GAMBAR LAMPIRAN

Halaman

Gambar 1. Diagram sintesis dan karakterisasi senyawa kompleks

CuCl2.2H2O dengan difenilamin ................................... 55

Gambar 2. Diagram sintesis dan karakterisasi senyawa kompleks

CuSO4.5H2O dengan difenilamin .................................. 56

Gambar 3. Kurva larutan standar Cu(II) pada konsentrasi 0-3 ppm . 59

xviii


commit to user

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Sejumlah senyawa kompleks terjadi dan terdapat secara alamiah dalam

sistem biologi. Proses pengikatan oksigen oleh Fe menjadi senyawa kompleks

dalam tubuh merupakan salah satu contoh aplikasi senyawa kompleks. Studi

pembentukan kompleks menjadi hal yang menarik untuk dipelajari karena

kompleks yang terbentuk dimungkinkan memberi banyak manfaat misalnya untuk

ekstraksi, sebagai katalis dan penanganan keracunan logam berat. Senyawa

kompleks terdiri dari ion logam yang dikelilingi oleh molekul-molekul atau ion-

ion yang disebut ligan.

Tembaga(II) merupakan salah satu ion logam transisi deret pertama yang

mempunyai orbital d yang terisi sebagian atau belum terisi penuh. Tembaga(II)

mempunyai konfigurasi elektron 3d9 dengan satu elektron tidak berpasangan.

Tembaga(II) memiliki stabilitas kompleks yang paling besar jika dibandingkan

dengan logam transisi deret pertama yang lain dan paling stabil jika dibandingkan

dengan bilangan oksidasi tembaga lain. Kebanyakan senyawa tembaga(I) cukup

mudah teroksidasi menjadi tembaga(II). Pada umumnya tembaga(II) membentuk

kompleks dengan bilangan koordinasi 4, 5 atau 6 dengan geometri square planar,

square pyramidal atau oktahedral.

Belaid et al. (2008) mensintesis kompleks [CuL1](H2O) (L

1 = N,N’-O-

phenylenebis(salicylideneimine)), ligan L1

terkoordinasi pada ion Cu2+

secara

tetradentat melalui gugus (›NH) dan atom O gugus hidroksil fenol yang

terdeprotonasi membentuk geometri square planar seperti yang ditunjukkan oleh

Gambar 1.

1


commit to user

Gambar 1. Struktur senyawa kompleks [CuL1](H2O) (L

1 = N,N’-O-phenylene

bis(salicylideneimine)) yang bergeometri square planar (Belaid et

al., 2008: 63-69)

Hania, M. (2009) mensintesis kompleks [Cu(L2)2] (L

2 = 4-chloro

benzaldehydephenylhydrazone) yang strukturnya ditunjukkan oleh Gambar 2.

Ligan L2 terkoordinasi pada ion Cu

2+ melalui atom N dari gugus (›NH) dan gugus

C=N secara bidentat membentuk kompleks dengan geometri square planar.

N

NH

H

Cl

N

HN

H

Cl

Cu2+

Gambar 2. Struktur senyawa kompleks [Cu(L2)2] (L

2 = 4-chlorobenzaldehyde

phenylhydrazone) yang bergeometri square planar (Hania M.,

2009: 508-514)

2


commit to user

Bhardwaj et al. (2010) mensintesis kompleks [{Cu(CH3COO)}2(μ-L3)2]

(L3 = 2-((2-(dimethylamino)ethylamino)methyl)phenol), ligan L

3 terkoordinasi

pada ion Cu2+

melalui gugus (›NH), atom N tersier dan atom O gugus fenol yang

terdeprotonasi. Dalam kompleks ini, anion CH3COO- juga terkoordinasi pada ion

Cu2+

sehingga menghasilkan kompleks yang bergeometri square pyramidal

seperti ditunjukkan oleh Gambar 3.

O-

HN

N

H3C

H3C

O-

NH

N

CH3

CH3

Cu2+

Cu2+

O-

C

O

CH3

O-

C

O

CH3

Gambar 3. Struktur senyawa kompleks [{Cu(CH3COO)}2(μ-L3)2] (L

3 = 2-((2-

(dimethylamino)ethylamino)methyl)phenol) yang bergeometri

square pyramidal (Bhardwaj et al., 2010: 97–106)

Revanasiddappa et al. (2010) mensintesis kompleks [Cu(L4)(H2O)2(Cl)2]

(L4 = desipramine), ligan L

4 terkoordinasi pada ion Cu

2+ melalui gugus (›NH) dan

atom N heterosiklik secara bidentat. Dalam kompleks ini, ion Cl- dan H2O juga


membentuk geometri oktahedral seperti yang

ditunjukkan oleh Gambar 4.

Gambar 4. Struktur senyawa kompleks [Cu(L4)(H2O)2(Cl)2] (L

4 =

desipramine) yang bergeometri oktahedral (Revanasiddappa et al.,

2010: 18-25)

3


commit to user

Dari beberapa contoh senyawa kompleks di atas terlihat bahwa gugus

(›NH) yang terikat antara gugus phenol-CH2- dan -phenil, gugus (›NH) yang

terikat antara gugus Cl-phenil-CH=N- dan –phenil, gugus (›NH) yang terikat

antara gugus phenol-CH2- dan –C2H5N(CH3)2, gugus (›NH) yang terikat antara

gugus -CH3 dan suatu heterosiklik terkoordinasi pada ion pusat Cu2+

membentuk

kompleks dengan geometri square planar, square pyramidal dan oktahedral.

Gugus pengeliling (›NH) dapat memberikan pengaruh terhadap geometri

kompleks, karena itu pengaruh gugus lain yang mengelilingi gugus (›NH) perlu

dipelajari misalnya pada difenilamin yang strukturnya ditunjukkan oleh Gambar

5.

HN

Gambar 5. Struktur difenilamin

Difenilamin mengandung gugus (›NH) yang dikelilingi oleh gugus phenil,

karenanya gugus (›NH) difenilamin berkesempatan terkoordinasi pada ion Cu2+

.

Adanya pelarut (metanol) dan anion-anion yang terdapat dalam campuran ligan

dan ion Cu2+

(SO42-

dan Cl-) memungkinkan juga terkoordinasi pada ion Cu

2+

sebagaimana terjadi pada ion asetat dan ion klorida yang terkoordinasi pada ion

Cu2+

pada kompleks [{Cu(CH3COO)}2(μ-L3)2] dan [Cu(L

4)(H2O)2(Cl)2], oleh

karena itu ada beberapa kemungkinan kompleks yang terbentuk dengan geometri

tertentu. Dengan demikian pembentukan kompleks antara ion Cu2+

dengan

difenilamin menarik untuk dipelajari.

4


commit to user

B. Perumusan Masalah

1. Identifikasi Masalah

Pelarut yang digunakan dalam sintesis kompleks memiliki peranan yang

penting dalam pembentukan kompleks. Penggunaan pelarut basa memungkinkan

terjadinya persaingan antara ligan dengan pelarut. Penggunaan pelarut asam

memungkinkan ligan akan terprotonasi oleh H+ dari pelarut sehingga

menyebabkan kompleks tidak terbentuk. Sifat kelarutan ion logam dan ligan juga

perlu diperhatikan. Oleh karena itu, pemilihan suatu pelarut menjadi masalah

dalam sintesis kompleks. Perbandingan mmol logam dan ligan dalam

pembentukan kompleks tidak selalu stoikiometri sehingga perlu dicari

perbandingan yang sesuai.

Penentuan struktur kompleks dapat dilakukan berdasarkan analisis unsur-

unsurnya dan kristallografi sinar-X. Karakterisasi kompleks yang terbentuk

meliputi :

a. Sifat kemagnetan

b. Sifat spektroskopi

c. Kestabilan kompleks

d. Sifat redoks kompleks

2. Batasan masalah

a. Sintesis kompleks dapat dilakukan dengan berbagai cara, antara lain dengan

mencampur logam dan ligan tanpa pemanasan, dengan pemanasan, atau

dengan cara refluks. Difenilamin merupakan ligan yang sedikit larut dalam air

dan mudah larut dalam pelarut organik, oleh karena itu dipilih pelarut

organik. Perbandingan mol logam dan ligan yang digunakan dalam sintesis

kompleks dilakukan dengan menentukan bilangan koordinasi ion logam

dalam kompleks dengan metode perbandingan mmol.

b. Penentuan struktur kompleks dilakukan berdasarkan analisis unsur tembaga

dalam kompleks dengan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA), daya hantar

listrik larutan kompleks, dan analisis spektra FT-IR untuk memperkirakan

gugus atau atom dari difenilamin yang terkoordinasi pada ion Cu2+

.

5


commit to user

c. Karakterisasi kompleks tembaga(II) dengan difenilamin yang dilakukan

meliputi sifat kemagnetan dan sifat spektroskopi kompleks.

3. Rumusan Masalah

a. Bagaimana sintesis kompleks tembaga(II) dengan difenilamin?

b. Bagaimana perkiraan struktur kompleks tembaga(II) dengan difenilamin?

c. Bagaimana sifat kemagnetan dan sifat spektroskopi kompleks tembaga(II)

dengan difenilamin?

C. Tujuan Penelitian

a. Mensintesis kompleks tembaga(II) dengan difenilamin.

b. Memperkirakan struktur kompleks tembaga(II) dengan difenilamin.

c. Mengetahui sifat kemagnetan dan sifat spektroskopi kompleks tembaga(II)

dengan difenilamin.

D. Manfaat Penelitian

Memberikan informasi mengenai sintesis, cara penentuan struktur dan sifat

kompleks tembaga(II) dengan difenilamin.

6


commit to user

BAB II

LANDASAN TEORI

A. TinjauanPustaka

1. Sintesis Senyawa Kompleks

Senyawa kompleks didefinisikan sebagai senyawa yang terdiri dari ion

logam yang dikelilingi oleh molekul-molekul atau ion-ion yang disebut ligan. Ion

pusat pada umumnya merupakan ion-ion logam transisi karena ion logam ini

memiliki orbital d yang terisi sebagian atau belum terisi penuh. Ligan adalah

molekul-molekul atau ion-ion yang mempunyai atom donor elektron. Banyaknya

atom donor ligan yang terkoordinasi pada atom atau ion pusat disebut bilangan

koordinasi (Cotton and Wilkinson, 1998: 226).

Sintesis kompleks dapat dilakukan dengan berbagai cara antara lain

dengan pencampuran larutan pada berbagai perbandingan mol logam : mol ligan

dalam berbagai pelarut tanpa pemanasan, maupun dengan pemanasan pada

berbagai suhu. Sintesis kompleks [Cu(L5)2(H2O)(SO4

2-)] (L

5 = aminoguanizone of

pyruvic acid), dilakukan dengan merefluks CuSO4.5H2O dan L5 dalam campuran

DMSO-metanol (1/4V) selama 0,5 jam (Turta et al., 2008: 309-316). Kompleks

[CuL1](H2O) (L

1 = N,N’-O-phenylenebis(salicylideneimine)) disintesis dengan

cara merefluks CuCl2.6H2O dan L1 dalam etanol selama 4-5 jam (Belaid et al.,

2008: 63–69). Cara sintesis lain adalah dengan pancampuran disertai pemanasan

seperti pada sintesis kompleks [Cu(L6)(OH)2] (L

6 = 3,5-diamine-4-(4-bromo-

phenylazo)-1H-pyrazole) yang diperoleh dengan mencampur larutan CuCl2.2H2O

dalam metanol dan L6 dalam DMF kemudian diaduk selama 4 jam pada suhu 110

ºC (Turan et al., 2008: 27-32). Kompleks lain dapat dihasilkan dengan

pencampuran tanpa pemanasan seperti pada kompleks [Cu(L7)(Cl)2] (L

7 = 2,3,5,6-

tetra(2-pyridyl)pyrazine). Kompleks disintesis dengan mencampur larutan

CuCl2.2H2O dengan L7 dalam asetonitril dan diaduk selama 2 jam pada suhu

ruang (Trivedi et al., 2009: 284–290).

7


commit to user

2. Kompleks Cu(II)

Tembaga(II) merupakan salah satu ion logam transisi deret pertama yang

terletak pada periode empat dan golongan IB, memiliki nomor atom 29 dan massa

atom 63,54 g/mol. Konfigurasi elektron tembaga adalah [Ar] 3d10

4s1, sedang

pada ion tembaga(II) adalah [Ar] 3d9 4s

0. Konfigurasi elektron tembaga dan

tembaga(II) diilustrasikan pada Gambar 6. Tembaga(II) memiliki stabilitas

kompleks yang paling besar jika dibandingkan dengan logam transisi deret

pertama yang lain dan paling stabil jika dibandingkan dengan bilangan oksidasi

tembaga lain. Kebanyakan senyawa tembaga(I) cukup mudah teroksidasi menjadi

tembaga(II) (Lee, 1994: 827).

Gambar 6. Konfigurasi elektron Cu dan Cu2+

(Basolo and Johson, 1964: 32)

Tembaga(II) dapat membentuk kompleks dengan bilangan koordinasi 4, 5

atau 6 dengan geometri square planar, square pyramidal atau oktahedral. Sebagai

contoh yaitu pada kompleks [Cu(L6)(OH)2] (L

6 = 3,5-diamine-4-(4-bromo-

phenylazo)-1H-pyrazole) (Turan et al., 2008: 27-32) yang memiliki bilangan

koordinasi 4 dan bergeometri square planar. Pada kompleks tersebut, ligan L6


melalui atom N di luar siklis secara bidentat dan dua

ion OH- juga terkoordinasi pada ion Cu

2+. Struktur kompleks [Cu(L

6)(OH)2]


3d104s1 4p 4d

3d9 4s0 4p 4d

Cu [Ar]

Cu2+ [Ar]

8


commit to user

NBr N

N

NH

NH2

NH2

Cu2+HO

HO

DMF

Gambar 7. Struktur kompleks [Cu(L6)(OH)2] (L

6 =3,5-diamine-4-(4-bromo-

phenylazo)-1H-pyrazole) yang bergeometri square planar (Turan et

al., 2008: 27-32)

Kompleks [Cu(L5)2(H2O)(SO4

2-)] (L

5 = aminoguanizone of pyruvic acid)

(Turta et al., 2008: 309-316) memiliki bilangan koordinasi 5 dengan geometri

square pyramidal. Atom O hidroksil yang terdeprotonasi, atom N tersier dan

(=NH) dari ligan L5 serta atom O dari H2O dan anion SO4

2- terkoordinasi pada ion

pusat Cu2+

, seperti ditunjukkan oleh Gambar 8.

CO

O

C

CH3

N

NH

C

NH2

NH

Cu

O

O

S

O

O OH HC

O

O

C

CH3

N

HNC

H2N

NH

O

HH

Cu

Gambar 8. Struktur kompleks [Cu(L5)2(H2O)(SO4

2-)] (L

5 = aminoguanizone of

pyruvic acid) yang bergeometri square pyramidal (Turta et al.,

2008: 309-316)

Kompleks [Cu(L8)2(Cl)2] (L

8 = 2-[(4-phenyl-1H-1,2,3-triazol-1-

yl)methyl]pyridine) (Crowley et al., 2010: 70-83) memiliki bilangan koordinasi 6

dan bergeometri oktahedral terdistorsi Jahn-Teller. Atom N siklis dari L8

secara

bidentat terkoordinasi pada ion pusat Cu2+

, serta dua anion Cl- terkoordinasi pada

ion pusat Cu2+

. Struktur kompleks [Cu(L8)2(Cl)2] dapat dilihat pada Gambar 9.

9


commit to user

N

N

NN

N

N

N N

Cu2+ Cl-Cl-

Gambar 9. Struktur kompleks [Cu(L8)2(Cl)2] (L

8 = 2-[(4-phenyl-1H-1,2,3-

triazol-1-yl)methyl]pyridine) yang bergeometri oktahedral

terdistorsi Jahn-Teller (Crowley et al., 2010: 70-83)

3. Teori Pembentukan Kompleks

Pembentukan kompleks Cu(II) dapat dijelaskan dengan teori ikatan

valensi, teori medan kristal dan teori orbital molekul.

a. Teori Ikatan Valensi

Teori ikatan valensi dikembangkan oleh Prof. Linus Pauling. Menurut

teori ini, senyawa kompleks mengandung ion kompleks dengan ligan sebagai basa

lewis harus mempunyai pasangan elektron bebas yang terkoordinasi pada atom

pusat yang mempunyai orbital kosong. Ikatan yang terbentuk merupakan ikatan

kovalen koordinasi (Lee, 1994: 202). Sebagai contoh, yaitu pada pembentukan

kompleks [CoF6]3-

dan [Co(NH3)6]3+

.

Ion ion Co3+

mempunyai struktur elektron terluar 3d6. Pada kompleks

[CoF6]3-

, ion Co3+

mengandung empat elektron yang tidak berpasangan,

sedangkan semua elektron orbital d ion Co3+

pada kompleks [Co(NH3)6]3+

sudah

berpasangan. Setiap ligan, sebagai basa lewis, menyumbangkan satu pasang

elektron untuk membentuk suatu ikatan kovalen koordinasi. Penggambaran teori

ikatan valensi dari struktur elektronik ditunjukkan oleh Gambar 10. Kombinasi

orbital-orbital atom logam bercampur menghasilkan orbital-orbital hibrida, yang

membentuk ikatan kovalen paling stabil antara logam dan ligan-ligan (Basolo and

Johnson, 1964: 33).

10


commit to user

[CoF6]3-

3d

4s 4p 4d

F- F-F- F- F-

F-

[Co(NH3)]3+

3d

4s 4p

NH3 NH3 NH3NH3NH3NH3

3d

Gambar 10. Penggambaran teori ikatan valensi [CoF6]3-

dan [Co(NH3)6]3+

(Lee,

1994: 203)

Orbital-orbital hibrida dalam sistem koordinasi enam melibatkan orbital-

orbital atom s, px, py, pz, dx2

-y2, dan dz

2. Enam hasil orbital hibrida sp

3d

2 mengarah

pada sudut-sudut oktahedron. Untuk kompleks [CoF6]3-

, orbital-orbital d yang

digunakan mempunyai tingkat energi yang sama dengan orbital s dan p.

Kompleks dengan tipe nsnp3nd

2 dinamakan kompleks outer-orbital karena

menggunakan orbital d luar. Pada kompleks [Co(NH3)6]3+

menggunakan orbital d

yang tingkat energinya lebih rendah dibanding orbital s dan p. Kompleks dengan

tipe (n-1)d2 ns np

3 dinamakan kompleks inner-orbital karena menggunakan orbital

d dalam (Basolo and Johnson, 1964: 34).

Kompleks [Cu(NH3)4]2+

dapat terbentuk jika ion logam Cu2+

menyediakan

4 orbital kosong untuk ditempati pasang elektron bebas dari empat ligan NH3.

Orbital yang digunakan adalah satu orbital 3d, satu orbital 4s dan dua orbital 4p

yang mengalami hibridisasi dsp 2

(Day and Selbin, 1993: 579). Ilustrasi

pembentukan hibridisasi dsp2 pada ion [Cu(NH3)4]

2+ ditunjukkan oleh Gambar 11.

sp3d

2

d2sp

3

11


commit to user

3d 4s 4p 4d

Cu2+

Cu2+ tereksitasi

3d 4s 4p 4d

[Cu(NH3)4]2+

3d

3d 4p4s

NH3 NH3 NH3NH3

Gambar 11. Ilustrasi pembentukan hibridisasi dsp2 pada ion [Cu(NH3)4]

2+ (Day

and Selbin, 1993: 579)

Orbital hibridisasi dapat digunakan untuk meramalkan geometri suatu

senyawa, sebagaimana yang ditunjukkan oleh Tabel 1 (Lee, 1994: 85).

Tabel 1. Bentuk Hibridisasi dan Konfigurasi Geometri (Lee, 1994: 85)

Bilangan

Koordinasi

Bentuk

Hibridiasi Geometri

2 Sp Lurus

3 sp2 Segitiga Datar

4 sp3

Tetrahedral

4 dsp2

Segiempat Datar

5 sp3d Segitiga Bipiramida

6 sp3d

2 Oktahedral

Teori ikatan valensi ini dapat menjelaskan struktur dan kemagnetan

banyak senyawa kompleks, namun memiliki kelemahan yaitu tidak dapat

menerangkan warna dan spektra kompleks yang dihasilkan serta tidak dapat

menjelaskan momen magnet yang berbeda pada temperatur yang bervariasi (Lee,

1994: 204).

dsp2

12


commit to user

b. Teori Medan Kristal

Teori medan kristal mengasumsikan ikatan antara ion logam/atom pusat

dan ligan dalam kompleks adalah murni elektrostatik (ikatan ion murni). Ion

logam transisi sebagai atom pusat dianggap sebagai ion positif yang dikelilingi

oleh ligan yang bermuatan negatif atau molekul netral yang mempunyai pasangan

elektron bebas (Lee, 1994: 202).

1) Kompleks Oktahedral

Penjelasan kompleks oktahedral adalah sebagai berikut : ion logam

sebagai partikel bermuatan positif terletak di tengah oktahedron dan ligan berada

di keenam sudutnya yang terletak pada sumbu x, y dan z seperti ditunjukkan oleh

Gambar 12.

Gambar 12. Arah sumbu x, y dan z dalam medan oktahedral (Lee, 1994: 205)

Orbital d logam mempunyai tingkat energi yang sama (terdegenerasi),

akan tetapi ketika terbentuk kompleks mengalami pemisahan karena adanya

pengaruh medan ligan (Lee, 1994: 204). Orbital d logam terpisah menjadi dua

kelompok yaitu dxy, dxz, dyz yang disebut t2g dan dx2-y

2, dz

2 yang disebut eg seperti


y

x

z

x

y

x

zzy

x y

3 dz2

dx2-y

2dxy dyz dxz

(a) (b)

Gambar 13. (a) Kelompok eg (b) Kelompok t2g (Huheey, 1993: 396)

13


commit to user

Medan ligan akan menyebabkan kenaikan tingkat energi orbital eg lebih

besar jika dibandingkan t2g. Diagram tingkat energi orbital d dalam medan ligan

oktahedral ditunjukkan pada Gambar 14. Perbedaan energi antara orbital t2g dan eg

adalah 10 Dq atau ∆o. Orbital eg mempunyai energi +0,6∆o di atas tingkat energi

rata-rata, sedangkan orbital t2g mempunyai energi -0,4∆o di bawah tingkat energi

rata-rata (Lee, 1994: 208).

Pengisian orbital t2g pada kompleks octahedral akan menurunkan energi

kompleks dan membuatnya menjadi lebih stabil, sebesar -0,4∆0 per elektron.

Sementara pengisian orbital eg menaikkan energi sebesar 0,6∆0 per elektron. Total

Crystal Field Stabilization Energy (CFSE) atau energi yang terstabilkan oleh

medan kristal adalah

CFSEoctahedral = -0,4n(t2g) + 0,6n(eg)

Dimana n(t2g) dan n(eg) berturut-turut adalah jumlah elektron yang mengisi orbital t2g

dan eg. Nilai CFSE konfigurasi d0 dan d

10 adalah nol baik di medan ligan kuat

maupun lemah. Nilai konfigurasi d5 juga nol pada medan ligan lemah (Lee, 1994:

210-211).

Gambar 14. Diagram tingkat energi orbital d pada medan oktahedral (Lee,

1994: 206)

2) Kompleks Tetrahedral

Tetrahedral sering dihubungkan dengan sebuah kubus. Pada kompleks

tetrahedral, atom pusat terletak di tengah kubus dan empat dari delapan sudutnya

terisi oleh ligan, seperti ditunjukkan oleh Gambar 15.

eg

t 2g

Energi rata-rata ion logam

pada medan spherical

Orbital 3d

E

Ion logam dalam

medan oktahedral

Tingkat energi rata-rata

+0,6Δo

-0,4Δo

Δo

14


commit to user

Gambar 15. Hubungan tetrahedron dengan kubus (Lee, 1994: 219)

Empat ligan pada kompleks tetrahedral tidak secara langsung mendekati

orbital-orbital d dari logam, akan tetapi ligan-ligan ini lebih mendekat pada

orbital-orbital yang berada searah dengan sisi kubus (dxy, dxz dan dyz (orbital t2))

daripada orbital yang searah dengan pusat kubus (dz2

dan dx2-y

2 (orbital e)). Orbital

t2 akan berada pada tingkat energi yang lebih tinggi sementara orbital e akan stabil

pada tingkat energi di bawahnya, sehingga akan membentuk diagram energi yang

berkebalikan dengan medan oktahedral (Huheey, 1993: 402).

Diagram tingkat energi orbital d pada medan tetrahedral ditunjukkan oleh

Gambar 16. Medan ligan kuat dapat menyebabkan perbedaan energi pemisahan t2

dan e yang lebih besar. Akan tetapi, energi pemisahan tetrahedral selalu lebih

kecil jika dibandingkan energi pemisahan oktahedral. Kompleks tetrahedral

mempunyai energi pemisahan sebesar 4/9∆o jika dibandingkan dengan kompleks

oktahedral (Lee, 1994: 220).

Gambar 16. Pembelahan dan tingkat energi orbital d pada medan tetrahedral

(Lee, 1994: 221)

e

t 2

Energi rata-rata ion logam

pada medan spherical

Orbital 3d

E

Ion logam dalam

medan tetrahedral

Tingkat energi rata-rata

+0,4Δt

-0,6Δt

Δt

15


commit to user

3) Kompleks Square Planar

Kedua ligan yang berada pada posisi trans kompleks oktahedral, apabila

bergerak menjauh dari ion pusat, maka kompleks yang dihasilkan adalah

kompleks oktahedral yang terdistorsi secara tetragonal. Distorsi seperti ini

dinamakan distorsi Jahn-Teller. Distorsi Jahn-Teller terdapat pada bentuk

oktahedral dimana orbital ion pusatnya terisi secara tidak simetris, yaitu seperti

pada ion Cu2+

dengan konfigurasi d9. Kedua ligan sepanjang sumbu z yang

menjauhi ion pusat menyebabkan orbital dxy, dxz dan dyz-nya terstabilkan dan

energinya berkurang karena elektron-elektron yang terdapat pada orbital tersebut

memperoleh tolakan yang lebih kecil dibandingkan tolakan yang diperoleh dalam

bentuk oktahedral. Berkurangnya energi-energi orbital di atas, disertai dengan

bertambahnya energi orbital-orbital dx2

-y2 dan dz

2 ( Huheey, 1993: 443-444).

Pelepasan kedua ligan di sepanjang sumbu z kompleks oktahedral yang

terdistorsi secara tetragonal akan menghasilkan kompleks dengan struktur square

planar (Gambar 17), seperti yang umumnya terbentuk pada kompleks

tembaga(II). Pembelahan orbital d pada kompleks square planar dapat dilihat

pada Gambar 18.

Gambar 17. Distorsi kompleks oktahedral yang kemudian menjadi kompleks

oktahedral yang terdistorsi secara tetragonal dan kompleks square

planar (Madan, 1987: 1361)

Cu2+

L L

L L

Sumbu Z

Sumbu Y Sumbu X

Cu2+

L L

L L

L

L

Cu2+

L L

L L

L

L

Kompleks oktahedral Kompleks oktahedral

yang terdistorsi secara

tetragonal

Kompleks square planar

Kedua ligan pada sb. Z

menjauhi ion pusat Cu2+ Kedua ligan pada

sb. Z lepas

16


commit to user

Gambar 18. Pembelahan orbital d pada kompleks square planar (Miessler and

Tarr, 2011: 429)

c. Teori Orbital Molekul

Teori orbital molekul dapat digunakan untuk menjelaskan adanya ikatan

kovalen dalam senyawa kompleks. Orbital atom logam dan ligan digunakan untuk

membentuk orbital molekul. Pada kompleks oktahedral, orbital dxy, dxz, dyz yang

arahnya berada di antara arah ligan menuju ion pusat tidak terlibat dalam

pembentukan ikatan (nonbonding). Sedangkan orbital dx2-y

2 dan dz

2 yang

mengarah langsung pada ligan dapat membentuk orbital molekul ikatan (bonding)

dan anti ikatan (antibonding), selain itu orbital 4s dan 4p juga terlibat dalam

pembentukan orbital molekul (Lee, 1994: 228). Diagram tingkat energi untuk

kompleks oktahedral ditunjukkan oleh Gambar 19.

17

E

Orbital 3d

Oktahedral Square Planar

J-T Distortion

a1g

x2-y

2

xz yz

eg

xy

xz yz

xy

t 2g

b2g

eg

z2

b1g

x2-y

2 z

2


commit to user

p

s

d

dx2-y

2dz

2 dxy dxz dyz

t2g

dxy dxz dyz

t2g

dx2-y

2dz

2

px py pz

a1g

t1u

eg

nonbonding

dx2-y

2dz

2

eg*

a1g*

px* py

*pz

*

t1u*

10 Dq

antibonding

bonding

orbital logam orbital molekul orbital ligan

t1u

a1g

eg

Gambar 19. Diagram tingkat energi kompleks oktahedral (Huheey, 1993: 417)

Teori orbital molekul juga dapat digunakan untuk menjelaskan

pembentukan kompleks tetrahedral. Pada kompleks tetrahedral, lima orbital d

logam terpisah menjadi dua kelompok yaitu orbital e (dx2-y

2 dan dz

2) dan t2 (dxy, dxz,

dyz). Orbital (dx2-y

2 dan dz

2) merupakan orbital nonbonding e, yang tidak terlibat

dalam pembentukan ikatan. Ketiga orbital p membentuk orbital molekul bonding

t2 dan orbital molekul antibonding t2*. Orbital dxy, dxz, dyz membentuk orbital

molekul bonding t2 dan orbital antibonding t2*. Orbital s membentuk orbital

molekul bonding a1 dan orbital antibonding a1*. Empat orbital ligan juga

mempunyai orbital molekul bonding dan antibonding (Huheey, 1993: 418-420).

Diagram tingkat energi untuk kompleks tetrahedral ditunjukkan oleh Gambar 20.

18


commit to user

Gambar 20. Diagram tingkat energi kompleks tetrahedral (Huheey, 1993: 419)

Diagram tingkat energi orbital molekul pada kompleks square-planar

ditunjukkan oleh gambar 21. Kompleks dengan bilangan koordinasi empat yang

mempunyai bentuk square planar mengikat empat ligan yang identik. Orbital d

terpecah menjadi orbital a1g (dz2), b1g (dx

2-y

2), b2g (dx-y) dan eg (dx-z, dy-z). Orbital p

juga terpecah menjadi orbital a2u (pz) dan eu (px, py). Keempat ligan yang

terorientasi pada sumbu x dan sumbu y terpecah menjadi orbital a1g, eu dan b1g

yang akan berinteraksi dengan orbital yang memiliki simetri yang sama. Sebagian

orbital logam (a2u, eg dan b2g) memiliki orbital nonbonding karena orbital tersebut

tidak mengalami tumpang tindih dengan orbital ligan (Miessler and Tarr, 2011:

384-386).

(n+1) p

(n+1) s

n d

t2

t2

t2

a1

a1

a1 t2

e e

t2*

t2*

a1*

∆t

Orbital

antibonding

Orbital

bonding

Orbital

Non-bonding

Orbital logam Orbital molekul Orbital ligan

19


commit to user

Gambar 21. Diagram tingkat energi kompleks square-planar (Miessler and

Tarr, 2011: 385)

Orbital

antibonding

Orbital

ligan

Δ

2b1g

2a1g

1a1g

1eu

1b1g

Orbital bonding

a1g

eu

b1g

dz2 dx

2-y

2

eg

dxy

b2g eg b2g b1g a1g

dxz , dyz

Orbital 3d

Orbital d logam

Orbital Nonbonding

2eu

3a1g

eu a2u a2u

px , py pz

a1g

Orbital 4p

Orbital 4s

20


commit to user

4. Spektra Elektronik Kompleks Tembaga(II)

Spektra kompleks meliputi transisi elektronik tingkat-tingkat energi yang

berbeda. Ion Cu2+

dengan konfigurasi d9

tanpa adanya medan magnet/listrik dari

luar mempunyai satu tingkat energi yaitu 2D. Ion bebas

2D akan terpisah menjadi

tingkat energi 2Eg dan

2T2g karena adanya pengaruh dari medan oktahedral.

Pembelahan tingkat energi konfigurasi d9

pada medan oktahedral ditunjukkan oleh

Gambar 22 (Lee, 1994: 956).

Gambar 22. Pembelahan tingkat energi konfigurasi d9 pada medan oktahedral

(Lee, 1994: 956)

Ion bebas 2D pada medan oktahedral akan terpisah menjadi

2Eg dan

2T2g,

dan selanjutnya masing-masing tingkatan energi ini terpisah pada medan square

planar karena distorsi Jahn-Taller. Gambar pembelahan tingkat energi konfigurasi

d9 pada medan square planar ditunjukkan oleh Gambar 23 (Miessler and Tarr,

2011: 430).

Gambar 23. Pembelahan tingkat energi konfigurasi d9 pada medan square

planar (Miessler and Tarr, 2011: 430)

2D

Energi

Kekuatan Medan Ligan

2T2g

0.4

0.6

2Eg

B2g

A1g

B1g

Eg

E

Oktahedral Square Planar

2D

2Eg

2T2g

21


commit to user

Studi eksperimen mengenai spektra sejumlah besar kompleks yang

mengandung berbagai ion logam dan ligan telah dipelajari, dan dapat dijelaskan

bahwa ligan-ligan dapat ditata dalam deret menurut kapasitasnya untuk

menyebabkan pemisahan atau pembelahan orbital d dari ion pusat. Deret tersebut

bagi ligan-ligan yang umum adalah :

I- < Br

-< Cl

-< OH

-<RCO2

-<F

- <H2O <NCS

-< NH3< en < NO2

-<phen <CN

-

(Cotton and Wilkinson, 1998: 537)

5. Sifat Magnetik

Senyawa kompleks dengan orbital d dan f yang belum terisi penuh, dapat

diketahui rentang sifat kemagnetannya, yang tergantung pada tingkat oksidasi,

konfigurasi elektron dan bilangan koordinasi atom logamnya. Perkalian

kerentanan spesifik (Xg) dari suatu senyawa dengan berat molekulnya akan

diperoleh harga kerentanan molar (Xm) yang dapat dihubungkan dengan momen

paramagnetik permanen (μ) suatu molekul dengan Persamaan 1 (Huheey, 1993:

459).

X m = RT

N

3

22 ......................................................................................... (1)

N adalah bilangan Avogadro, R adalah tetapan gas ideal, T adalah suhu (dalam K)

dan μ dalam satuan BM (1 BM = eh/4mπ). Dari Persamaan 1 dapat diketahui

besarnya harga μ, yaitu dengan :

μ =

2

2

1

3

N

RTX m ................................................................................... (2)

μ = 2,84 (X m T) 1/2

.................................................................................... (3)

- Spin tinggi

- Medan lemah

- Pemisahan medan

ligan (Δ) kecil

- Spin rendah

- Medan kuat

- Pemisahan medan

ligan (Δ) besar

22


commit to user

Harga μ dapat diubah ke dalam jumlah spin elektron tak berpasangan,

dengan menyertakan kontribusi paramagnet dan diamagnet. Kontrisbusi

diamagnet dari suatu senyawa dapat diperoleh dari jumlah kerentanan

diamagnetik setiap komponennya. Harga faktor koreksi diamagnetik dari beberapa

ion dan molekul ditunjukkan oleh Tabel 2.

Tabel 2. Faktor Koreksi Diamagnetik untuk Beberapa Ion dan Molekul (Szafran,

1991: 52) dan (Huheey, 1993: 463)

No Kation/ Anion/Atom

Netral/Molekul

Faktor Koreksi (x 10-6

cgs)

1 Cu2+

-13,00

2

3

SO42-

Cl-

-38,00

-23,00

4 H2O -13,00

5 C -6,00

6

7

H

N

-2,93

-4,61

Dengan demikian diperoleh kerentanan molar terkoreksi, seperti ditunjukkan oleh

persamaan 4.

X A = X m - X l............................................................................................ (4)

Sehingga persamaan 3 dapat ditulis menjadi :

μ = 2,84 (X A T) 1/2

.................................................................................... (5)

Senyawa kompleks dengan tingkat energi dasar A seperti d3 oktahedral, dan d

5

spin tinggi mempunyai rumus momen paramagnet permanen (μs) secara teoritis :

μs = 2 [S (S+1)]1/2

.................................................................................... (6)

Persamaan 6 dikenal dengan formula spin-only, dimana S adalah bilangan

kuantum momentum anggular spin, S berhubungan dengan jumlah elektron tak

berpasangan (n) = S/2, sehingga didapatkan Persamaan 7 (Lee, 1994: 225).

μs = [n(n+2)] 1/2

....................................................................................... (7)

Dimana:

μs = momen magnetik yang ditimbulkan oleh spin elektron (BM)

n = jumlah elektron yang tidak berpasangan

23


commit to user

6. Spektroskopi Infra Merah

Pembentukan kompleks dapat ditandai oleh beberapa hal yaitu antara lain :

terjadinya pergeseran serapan panjang gelombang maksimum (λmaks) spektra UV-

Vis dan terjadinya pergeseran serapan gugus fungsi spektra IR yang disebabkan

karena adanya ikatan koordinasi (Sonmez M., 2003: 397-402). Frekuensi vibrasi

antara dua atom dan ikatan yang menghubungkannya dapat dihitung berdasarkan

hukum Hooke yang ditunjukkan oleh Persamaan 8.

21

21

21

)(

2

1

.

mm

mm

k

c ..................................................................(8)

keterangan : υ = bilangan gelombang (cm-1

)

c = kecepatan cahaya (cm.det-1

)

k = tetapan gaya ikatan (N.m-1

)

m1 dan m2 = massa dua atom (g)

Harga bilangan gelombang υ yang semakin besar, maka akan

menyebabkan kekuatan ikatan dua atom menjadi semakin kuat dan panjang ikatan

semakin pendek. Pergeseran bilangan gelombang ke arah yang lebih besar akan

menambah kuat ikat dua atom dalam satu molekul yang bervibrasi. Pergeseran

bilangan gelombang ke arah yang lebih kecil akan memperlemah ikatan dua atom

dalam satu molekul yang bervibrasi (Kemp, 1987: 19).

Pergeseran spektra IR suatu kompleks dapat digunakan untuk

memperkirakan gugus fungsi mana yang terkoordinasi pada atom pusat. Spektra

infra merah dari kompleks [CuL1](H2O) (L

1 = N,N’-O-phenylenebis

(salicylideneimine)) (Belaid et al., 2008: 63-69), menunjukkan pada ligan bebas

muncul serapan melebar υ(OH) gugus hidroksil fenolik pada daerah 3030-3065

cm-1

. Namun pita ini tidak terlihat pada kompleks, yang mengindikasikan bahwa

ligan terkoordinasi pada ion Cu2+

melalui bentuk deprotonasi. Pada kompleks

terjadi pergeseran bilangan gelombang dari tipe vibrasi cincin dan C–O stretching

(1465 dan 1106 cm-1

pada ligan menjadi 1513 dan 1180 cm-1

pada kompleksnya

secara berturut-turut). Serapan gugus N-H (3298 cm-1

pada ligan bebas menjadi

3198 cm-1

pada kompleks) mengalami pergeseran ke arah yang lebih kecil.

24


commit to user

Adanya pergeseran tersebut mengindikasikan bahwa kedua gugus terkoordinasi

pada ion Cu2+

. Data ini juga diperkuat dengan munculnya pita baru pada spektra

kompleks yaitu pada 453 cm-1

yang menunjukkan pita vibrasi υ(Cu-O) dan pita

vibrasi υ(Cu-N) pada 500 dan 546 cm-1

.

7. Daya Hantar Listrik

Daya hantar listrik adalah ukuran seberapa kuat suatu larutan dapat

menghantarkan arus listrik. Daya hantar listrik larutan elektrolit dapat dinyatakan

sebagai daya hantar listrik molar (molar conductivity) yang didefinisikan sebagai

daya hantar yang ditimbulkan oleh satu mol zat, sesuai Persamaan 10.

C

Km ...................................................................................................(9)

Keterangan : Λm = hantaran molar (S.mol-1

.cm2)

κ = daya hantar listrik spesifik larutan elektrolit (S.cm-1

)

C = konsentrasi elektrolit (mol.cm-3

)

Apabila daya hantar spesifik larutan merupakan daya hantar yang sudah terkoreksi

(K*) dalam satuan μ.S.cm-1

maka daya hantar molar larutan elektrolit dapat ditulis

seperti pada Persamaan 11.

C

Km

1000

*

..........................................................................................(10)

Keterangan : Λm = hantaran molar (S.mol-1

.cm2)

κ* = daya hantar listrik spesifik terkoreksi (μ.S.cm

-1)

= K-K pelarut

C = konsentrasi elektrolit (mol.L-1

)

Daya hantar molar suatu larutan bergantung pada konsentrasi dan jumlah

ion dari senyawa elektrolit. Jumlah muatan atau jumlah ion dari spesies yang

terbentuk ketika larutan kompleks dilarutkan dapat diketahui dengan cara

membandingkan daya hantar molar kompleks tersebut dengan senyawa ionik

sederhana dalam berbagai pelarut yang sesuai dan telah diketahui daya hantar

molarnya (Lee, 1994: 197-198).

25


commit to user

Sisa asam atau anion dalam suatu kompleks dapat diperkirakan apakah

terkoordinasi pada atom pusat sebagai ligan atau hanya sebagai sisa asam. Dengan

membandingkan konduktivitas molar suatu senyawa ionik yang diketahui

molarnya, dapatlah diperkirakan jumlah ion (kation atau anion) yang dihasilkan

dalam larutan (Szafran, 1991: 102-105).

8. Spektroskopi Serapan Atom (SSA)

Spektroskopi Serapan Atom (SSA) merupakan suatu metode analisis kimia

untuk menentukan unsur-unsur logam dan semi logam dalam jumlah renik (trace).

Hasil perhitungan akan memberikan kadar total unsur logam atau semi logam

dalam sampel dan tidak tergantung pada bentuk molekul logam tersebut dalam

sampel. Prinsip kerja SSA adalah adanya interaksi antara energi (sinar) dan materi

(atom). Jumlah radiasi yang diserap tergantung pada jumlah atom-atom bebas

yang terlibat dan kemampuan atom itu untuk menyerap radiasi. Dasar perhitungan

pada SSA adalah menggunakan hukum Lambert-Beer yaitu :

A = ε.b.C

Keterangan : A = absorbansi

ε = koefisien absorpsi molar

b = tebal kuvet

C = konsentrasi

Cuplikan harus disiapkan dalam bentuk larutan yang prosedurnya

tergantung pada sifat dan jenis cuplikan yang akan dianalisis. Ada beberapa cara

untuk melarutkan cuplikan, yaitu: (1) cuplikan langsung dilarutkan dalam pelarut

yang sesuai, (2) cuplikan direaksikan dengan asam atau (3) cuplikan dilebur

dahulu dengan basa kemudian hasil leburan dilarutkan dalam asam. Prosedur yang

banyak digunakan adalah dengan melarutkan sampel dengan asam murni seperti

HNO3, H2SO4 dan HCl karena tidak menambah kadar zat padat dalam larutan.

Penentuan kadar logam dari suatu sampel dengan metode SSA, dapat dilakukan

dengan cara kurva kalibrasi maupun penambahan standar (Skoog et al., 1998:

223-224).

26


commit to user

9. Ligan Difenilamin

Difenilamin merupakan senyawa organik yang berupa serbuk kristal

berwarna putih, sedikit larut dalam air dan larut dalam pelarut-pelarut organik

seperti metanol dan etanol. Nama lain dari difenilamin di antaranya N-

phenylbenzenamine, N-phenylaniline, Anilinobenzene, (phenylamino)benzene,

N,N-diphenylamine, phenylbenzenamine. Formula kimia difenilamin adalah

C12H11N dengan berat molekulnya 169,23 g/mol, memiliki titik leleh 53ºC, titik

didih 302 ºC. Difenilamin merupakan basa lemah dengan kb = 10-14

. Struktur dari

difenilamin ditunjukkan oleh Gambar 24.

HN

Gambar 24. Struktur difenilamin (Day and Underwood, 1980: 274)

Difenilamin merupakan turunan dari anilin yang memiliki peranan penting

dalam bidang farmasi. Reaksi antara difenilamin dengan sulfur menghasilkan

phenothiazine yang merupakan suatu prekursor dalam industri obat. Difenilamin

juga bereaksi dengan deoxyribose DNA menghasilkan warna biru, sehingga dapat

digunakan untuk mendeteksi kehadiran DNA dalam suatu sampel. Difenilamin

juga sering digunakan sebagai indikator redoks pada titrasi Fe2+

dengan kalium

dikromat (Day and Underwood, 1980: 273-274).

27


commit to user

B. Kerangka Pemikiran

Kemungkinan struktur kompleks yang dapat terbentuk tergantung dari

jenis dan jumlah ligan yang terkoordinasi pada atom pusat, anion dan adanya

pelarut dalam kompleks. Anion dapat bertindak sebagai ligan atau sisa asam.

Seperti pada kompleks Cu(II) dengan NH3 yang membentuk kompleks

[Cu(NH3)4]2+

dan bergeometri square planar. NH3 dapat terkoordinasi pada

Cu(II) karena memiliki atom donor elektron N dan ligan tersebut memiliki

keruahan yang kecil. Apabila dua atom H dari NH3 digantikan dengan dua gugus

phenil, seperti pada difenilamin, maka diharapkan gugus (›NH) difenilamin juga

dapat membentuk kompleks dengan ion Cu(II). Geometri kompleks Cu(II) pada

umumnya square planar, namun tidak menutup kemungkinan ditemukan struktur

kompleks yang lain seperti tetrahedral, oktahedral dan square pyramidal.

Indikasi terbentuknya kompleks Cu(II) dengan difenilamin ditunjukkan

oleh adanya pergeseran panjang gelombang maksimum di daerah ultraviolet dan

sinar tampak. Atom donor elektron bagian ligan yang terkoordinasi pada ion pusat

diperkirakan dari pergeseran serapan gugus fungsi infra merah.

C. Hipotesis

1. Senyawa kompleks tembaga(II) dengan difenilamin dapat disintesis dari

CuCl2.2H2O dan CuSO4.5H2O dengan difenilamin.

2. Struktur kompleks tembaga(II) dengan difenilamin :

a. Kemungkinan struktur kompleks CuCl2.2H2O dengan difenilamin yang

terbentuk adalah Cu(difenilamin)m(Cl)b(H2O)n

(m = 1,2,3,4), (b = 0,1,2) dan (n = 0,1,2,3,4,5,6).

b. Kemungkinan struktur kompleks CuSO4.5H2O dengan difenilamin yang

terbentuk adalah Cu(difenilamin)m(SO4)b(H2O)n

(m = 1,2,3,4), (b = 0,1) dan (n = 0,1,2,3,4,5,6).

Kompleks tembaga(II) dengan difenilamin bergeometri square planar dengan

gugus (›NH) terkoordinasi pada ion Cu2+

.

3. Kompleks bersifat paramagnetik dengan sifat spektroskopi terjadinya transisi

elektronik Eg ke T2g .

28


commit to user

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A. Metode Penelitian

Metode yang dilakukan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen.

Sintesis kompleks yang dilakukan mengacu pada Trivedi et al. (2009). Kompleks

Cu(II) dengan 2-[(4-phenyl-1H-1,2,3-triazol-1-yl)methyl]pyridine disintesis

dengan cara mencampur larutan CuCl2 anhidrat dalam metanol dan larutan 2-[(4-

phenyl-1H-1,2,3-triazol-1-yl)methyl]pyridine dalam kloroform pada perbandingan

mol logam dan mol ligan tertentu. Campuran larutan diaduk pada suhu ruang

selama 1 jam. Dan mengacu pada Turta et al. (2008), dimana kompleks Cu(II)

dengan aminoguanizone of pyruvic acid, disintesis dengan merefluks

CuSO4.5H2O dan aminoguanizone of pyruvic acid dalam campuran DMSO-

metanol (1/4V) selama 0,5 jam. Terbentuknya kompleks diketahui dari pergeseran

λmaks pada spektra UV-Vis.

Formula senyawa kompleks diperkirakan dengan mengukur kadar logam

tembaga dari senyawa kompleks dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan

Atom (SSA), kedudukan anion dalam kompleks ditentukan dengan menggunakan

konduktivitimeter. Sifat kemagnetan dari kompleks Cu(II) diketahui dengan

Magnetic Susceptibility Balance (MSB). Atom donor elektron dari ligan yang

terkoordinasi pada ion pusat Cu(II) diperkirakan dari pergeseran serapan gugus

fungsi infra merah.

29


commit to user

B. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan selama sepuluh bulan mulai dari bulan Juli 2010

sampai dengan bulan April 2011.

1. Sintesis kompleks dilakukan di Sub Laboratorium Kimia Fakultas MIPA

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Penentuan kadar tembaga, pengukuran daya hantar listrik (DHL), analisis

spektra elektronik dan pengukuran momen magnet kompleks dilakukan di

Sub Laboratorium Kimia Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

3. Analisis gugus fungsi dilakukan di Laboratorium Kimia Fakultas MIPA

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

C. Alat dan Bahan

1. Alat

Alat yang digunakan dalam penelitian ini :

a. Peralatan gelas Pyrex dan Duran

b. Konduktivitimeter 4071 CE Jenway

c. Magnetik Susceptibility Balance (MSB) AUTO Sherwood Scientific 10169

d. Spektrofotometer UV-Vis Double Beam Shimadzu 1601

e. Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) Shimadzu AA-6650

f. Pemanas Listrik AEL-200 Shimadzu dan Cole Palmer 4658

g. Neraca Analitik Shimadzu AEL-200

h. Spektrofotometer FTIR Perkin Elmer 2000

i. Pengaduk magnetic Haeidholp M1000 Germany

j. Desikator

30


commit to user

2. Bahan-Bahan

a. CuSO4.5H2O (Merck)

b. CuCl2.2H2O (Merck)

c. Difenilamin (Merck)

d. NiCl2.6H2O (Merck)

e. NiSO4.6H2O (Merck)

f. AlCl3.6H2O (Merck)

g. Metanol p.a. (Merck)

h. Aquadest

i. Asam Klorida (HCl) pekat 37% (Merck)

j. KBr kering (Merck)

k. Kertas Saring Whatman 42

D. Prosedur Penelitian

1. Penentuan Bilangan Koordinasi Ion Cu2+

Bilangan koordinasi dari kompleks Cu(II) dengan difenilamin ditentukan

dengan metode perbandingan mmol yaitu membuat seri larutan CuCl2.2H2O

dengan difenilamin dengan perbandingan mmol CuCl2.2H2O : mmol difenilamin

= 1 : 2, 1 : 1, 1 : 2, 1 : 3, 1 : 4, 1 : 5, 1 : 6 dan 1 : 7. Masing-masing seri larutan

diukur panjang gelombang maksimum (λmaks)-nya dengan spektrofotometer UV-

Vis, kemudian dibuat grafik antara panjang gelombang maksimum (λmaks) sebagai

ordinat dan perbandingan mmol logam dan mmol ligan sebagai absisnya. Dari

grafik ditentukan perbandingan banyaknya mmol antara ion logam dan ligan

dalam kompleks pada titik setaranya. Pembuatan seri larutan CuCl2.2H2O dengan

difenilamin dalam metanol dapat dilihat pada Tabel 3.

31


commit to user

Tabel 3. Pembuatan Seri Larutan CuCl2.2H2O dengan Difenilamin dalam

Metanol

No Perbandingan (mmol)

CuCl2.2H2O : Difenilamin

CuCl2.2H2O

(mmol)

Difenilamin

(mmol)

1 1 : 0 0,2 0

2 1 : 1 0,2 0,2

3 1 : 2 0,2 0,4

4 1 : 3 0,2 0,6

5 1 : 4 0,2 0,8

6 1 : 5 0,2 1,0

7 1 : 6 0,2 1,2

8 1 : 7 0,2 1,4

2. Sintesis Senyawa Kompleks Cu(II)-Difenilamin

a. Sintesis Kompleks CuCl2.2H2O dengan Difenilamin

CuCl2.2H2O (0,341 g; 2 mmol) dalam metanol (10 mL) ditambahkan pada

difenilamin (1,354 g; 8 mmol) dalam metanol (20 mL) secara bertetes-tetes.

Campuran diaduk selama ± 6 jam. Larutan dipekatkan hingga volume ± 15 ml dan

didiamkan selama ± 72 jam sampai terbentuk endapan. Endapan yang terbentuk

disaring dan dicuci dengan metanol kemudian dikeringkan dalam desikator selama

24 jam.

b. Sintesis Kompleks CuSO4.5H2O dengan Difenilamin

CuSO4.5H2O (0,748 g; 3 mmol) dalam metanol (10 mL) ditambahkan

pada difenilamin (2,031 g; 12 mmol) dalam metanol (20 mL) secara bertetes-tetes.

Campuran direfluks selama ± 2 jam. Larutan dipekatkan hingga volume ± 15 ml

dan didiamkan selama ± 48 jam sampai terbentuk endapan. Endapan yang

terbentuk disaring dan dicuci dengan metanol kemudian dikeringkan dalam

desikator selama 24 jam.

32


commit to user

3. Pengukuran Kadar Cu(II) dengan SSA

Kadar tembaga dalam kompleks ditentukan dengan menggunakan

Spektrofotometer Serapan Atom (SSA). Larutan standar dibuat dengan

melarutkan CuSO4.5H2O (0,393 g) dalam HCl 0,1 N (100 mL) sehingga didapat

larutan induk Cu(II) 1000 ppm. Kemudian diambil 2,5 mL dan diencerkan

menjadi 50 mL sehingga didapatkan konsentrasi Cu(II) 50 ppm. Larutan standar

dengan konsentrasi 0-3 ppm dibuat dari larutan induk 50 ppm. Larutan kompleks

dalam HCl 0,1 N dibuat dengan konsentrasi tembaga diperkirakan berada antara

0-3 ppm, diukur absorbansinya kemudian diplotkan pada kurva standar.

4. Pengukuran Daya Hantar Listrik

Sampel dan standar dilarutkan dalam metanol dan dibuat pada konsentrasi

yang sama (10-3

M), kemudian daya hantar listrik masing-masing larutan diukur

dengan konduktivitimeter (setiap pengukuran dikoreksi terhadap nilai daya hantar

spesifik pelarut, Kpelarut). Larutan standar yang digunakan adalah NiSO4.6H2O,

CuSO4.5H2O, NiCl2.6H2O, CuCl2.2H2O dan AlCl3.6H2O.

5. Pengukuran Momen Magnet

Sejumlah sampel senyawa kompleks padat dimasukkan dalam tabung

kosong pada neraca kerentanan magnetik, diukur tinggi sampel dalam tabung

dengan panjang antara 1,5- 4,5 cm dan berat antara 0,001 – 0,999 gram. Hingga

diperoleh harga kerentanan magnetik per gram (Xg). Harga Xg yang diperoleh

digunakan untuk menentukan momen magnetnya dengan Magnetic Susceptibility

Balance (MSB).

6. Pengukuran Spektra UV-Vis

Pengukuran spektra UV-Vis dilakukan pada konsentrasi 10-3

-10-4

M dalam

metanol pada rentang panjang gelombang (400-900 nm). Serapan diamati pada

panjang gelombang yang sesuai dengan Spektrofotometer UV-Vis Double Beam.

33


commit to user

7. Pengukuran Spektra Infra Merah

Masing-masing ligan dan sampel senyawa kompleks dibuat pellet dengan

KBr kering. Masing-masing pellet ditentukan spektranya menggunakan

spektrofotometer FTIR Shimadzu 1821 PC pada daerah 4000-400 cm-1

.

E. Teknik Pengumpulan dan Analisis Data

Senyawa kompleks diperoleh dengan cara sintesis, setelah itu dilakukan

karakterisasi. Data hasil percobaan diolah secara deskriptif non statistik.

Indikasi terbentuknya kompleks Cu(II) dengan difenilamin ditunjukkan

dengan adanya pergeseran panjang gelombang maksimum spektra UV-Vis dan

spektra IR. Formula kompleks diperkirakan dengan membandingkan kadar logam

hasil analisis SSA dengan kadar logam secara teori. Jumlah ion dalam larutan

kompleks diketahui dengan membandingkan daya hantar listrik larutan senyawa

kompleks dan daya hantar listrik larutan standar sehingga dapat diketahui

kedudukan anion di dalam kompleks sebagai ligan atau hanya sebagai sisa asam.

Momen magnetik senyawa kompleks diketahui dari harga kerentanan magnetik

per gram (Χg). Gugus fungsi ligan yang terkoordinasi pada ion pusat diperkirakan

dari pergeseran spektra IR.

34


commit to user

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Sintesis Kompleks Cu(II)-Difenilamin

1. Sintesis Kompleks CuCl2.2H2O dengan Difenilamin

a. Penentuan Bilangan Koordinasi Cu(II) dengan Metode Perbandingan Mmol

Spektra UV-Vis seri larutan sampel yang dihasilkan pada penentuan

bilangan koordinasi kompleks CuCl2.2H2O dengan difenilamin (pada

perbandingan mmol CuCl2.2H2O : mmol difenilamin = 1 : 0 sampai 1 : 7)

memberikan spektra dengan harga panjang gelombang maksimum (λmaks) yang

berbeda-beda, seperti ditunjukkan oleh Gambar 25 (data selengkapnya

ditunjukkan oleh Lampiran 2).

Gambar 25. Spektra UV-Vis penentuan bilangan koordinasi ion Cu2+

dengan

metode perbandingan mmol (mmol CuCl2.2H2O : mmol

difenilamin)

Spektra UV-Vis penentuan bilangan koordinasi ion Cu2+

dengan metode

perbandingan mmol dari Gambar 25 dapat dijelaskan dengan membuat grafik

antara λmaks versus perbandingan mmol CuCl2.2H2O dengan mmol difenilamin,

seperti ditunjukkan oleh Gambar 26.

1 : 0

1 : 1

1 : 2

1 : 3

1 : 4

1 : 5

1 : 6

1 : 7

A

b s

o

r

b

a

n

s

i

Panjang Gelombang (nm)

35


commit to user

Gambar 26. Grafik λmaks versus perbandingan mmol CuCl2.2H2O dengan mmol

difenilamin pada penentuan bilangan koordinasi ion Cu2+

dengan

metode perbandingan mmol

Gambar 26 menunjukkan grafik λmaks versus perbandingan mmol

CuCl2.2H2O dengan mmol difenilamin. Dari grafik terlihat adanya pergeseran

λmaks dari 876 nm (pada larutan CuCl2.2H2O sebelum adanya penambahan

difenilamin) menjadi 871,5 nm (pada larutan CuCl2.2H2O : difenilamin = 1 : 1).

Pergeseran λmaks ke arah panjang gelombang yang lebih kecil mengindikasikan

pembentukan kompleks, dimana terjadi pergantian molekul H2O yang


oleh ligan difenilamin yang terikat lebih kuat pada ion

Cu2+

. Penambahan ligan difenilamin berikutnya tetap menyebabkan adanya

pergeseran λmaks sampai penambahan ligan mencapai 4 mmol. Pada saat

penambahan ligan mencapai 4 mmol dan seterusnya terlihat panjang gelombang

maksimum relatif mulai tetap. Hal ini menunjukkan ketika penambahan ligan

sebanyak 5 mmol dan seterusnya, maka ligan yang akan terkoordinasi pada ion

Cu2+

maksimal adalah 4. Kemudian dari grafik yang dihasilkan tersebut ditarik

garis singgung yang menyatakan perbandingan mmol Cu2+

: mmol ligan pada

kompleks yang terbentuk. Dengan demikian bilangan koordinasi kompleks

CuCl2.2H2O dengan difenilamin dapat diperkirakan adalah 4.

820

830

840

850

860

870

880

0 1 2 3 4 5 6 7

λ

m

a

k

s

i

m

u

m

mmol CuCl2.2H2O : ligan difenilamin

Penentuan Bilangan Koordinasi Cu(II)

Lamda maks

36


commit to user

b. Sintesis Kompleks CuCl2 .2H2O dengan Difenilamin

Sintesis kompleks CuCl2.2H2O dengan difenilamin menghasilkan endapan

berwarna biru tua sebanyak 0,978 g (53,18 %). Indikasi terbentuknya kompleks

CuCl2.2H2O dengan difenilamin ditandai oleh adanya pergeseran serapan λmaks

spektra UV-Vis CuCl2.2H2O dan kompleks CuCl2.2H2O dengan difenilamin

dalam metanol, seperti ditunjukkan oleh Gambar 27.

Gambar 27. Spektra UV-Vis (a) CuCl2.2H2O (878,50 nm) dan (b) kompleks

CuCl2.2H2O dengan difenilamin (λmaks b1 = 861 nm; b2 = 592,5 nm

dan b3 = 419 nm)

Spektra UV-Vis CuCl2.2H2O dan kompleks CuCl2.2H2O dengan

difenilamin pada Gambar 27 menunjukkan adanya pergeseran serapan λmaks ke

arah panjang gelombang yang lebih kecil dari 878,50 nm (pada CuCl2.2H2O)

menjadi 861; 592,5 dan 419 nm (pada kompleks CuCl2.2H2O dengan

difenilamin). Hal ini mengindikasikan telah terbentuk kompleks CuCl2.2H2O

dengan difenilamin. Karena itu dapat dikatakan bahwa ligan difenilamin lebih

kuat dibandingkan ligan H2O.

a b1

b2

b3

37


commit to user

2. Sintesis Kompleks CuSO4.5H2O dengan Difenilamin

Sintesis kompleks CuSO4.5H2O dengan difenilamin menghasilkan

endapan berwarna biru sebanyak 2,073 g (73,15 %). Indikasi terbentuknya

kompleks CuSO4.5H2O dengan difenilamin ditandai oleh adanya pergeseran

serapan panjang gelombang maksimum (λmaks) pada spektra UV-Vis CuSO4.5H2O

dan kompleks CuSO4.5H2O dengan difenilamin dalam metanol, seperti


Gambar 28. Spektra UV-Vis (a) CuSO4.5H2O (819,50 nm) dan (b) kompleks

CuSO4.5H2O dengan difenilamin (λmaks b1 = 593 nm dan b2 = 423,5

nm)

Spektra UV-Vis CuSO4.5H2O dan kompleks CuSO4.5H2O dengan

difenilamin pada Gambar 28 menunjukkan adanya pergeseran serapan λmaks

spektra UV-Vis dari 819,50 nm (pada CuSO4.5H2O) menjadi 593 dan 423,5 nm

(pada kompleks CuSO4.5H2O dengan difenilamin). Adanya pergeseran serapan

λmaks CuSO4.5H2O ke arah panjang gelombang yang lebih kecil mengindikasikan

terbentuknya kompleks CuSO4.5H2O dengan difenilamin.

a

dala

m

meta

nol

(10

mL)b

2

38


commit to user

B. Penentuan Formula Kompleks

1. Penentuan Kadar Cu dalam Kompleks Cu(II)-Difenilamin

a. Penentuan Kadar Cu dalam Kompleks CuCl2 .2H2O dengan Difenilamin

Hasil pengukuran kadar tembaga dalam kompleks CuCl2.2H2O dengan

difenilamin adalah 6,62 ± 0,19 %. Jika hasil pengukuran tersebut dibandingkan

dengan kadar tembaga secara teoritis pada berbagai kemungkinan formula

kompleks seperti ditunjukkan oleh Tabel 4 (Perhitungan secara lengkap terdapat

pada Lampiran 4), maka dapat diperkirakan formula kompleks CuCl2.2H2O

dengan difenilamin yang paling mungkin adalah Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O.

Tabel 4. Kadar Tembaga dalam Kompleks CuCl2.2H2O dengan Difenilamin

Secara Teoritis

No Formula Kompleks Mr % Cu

1. Cu(difenilamin)4Cl2 811,37 7,83

2. Cu(difenilamin)4Cl2(H2O) 829,38 7,66

3. Cu(difenilamin)4Cl2(H2O)2 847,40 7,50





b. Penentuan Kadar Cu dalam Kompleks CuSO4.5H2O dengan Difenilamin

Hasil pengukuran kadar tembaga dalam kompleks CuSO4.5H2O dengan

difenilamin adalah 6,43 ± 0,16%. Jika hasil pengukuran tersebut dibandingkan

dengan kadar tembaga secara teoritis pada berbagai kemungkinan formula

kompleks seperti ditunjukkan oleh Tabel 5 (Perhitungan secara lengkap terdapat

pada Lampiran 4), maka dapat diperkirakan formula kompleks CuSO4.5H2O

dengan difenilamin yang paling mungkin adalah Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O.

39


commit to user

Tabel 5. Kadar Tembaga dalam Kompleks CuSO4.5H2O dengan Difenilamin

Secara Teoritis

No Formula Kompleks Mr % Cu

1. Cu(difenilamin)4SO4 836,52 7,60

2. Cu(difenilamin)4SO4(H2O) 854,54 7,44

3. Cu(difenilamin)4SO4(H2O)2 872,55 7,28





2. Pengukuran Daya Hantar Listrik

Hasil pengukuran daya hantar listrik larutan senyawa standar dan larutan

kompleks Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O dan Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O dalam

metanol ditunjukkan oleh Tabel 6 (perhitungan secara lengkap terdapat pada

Lampiran 5).

Tabel 6. Daya Hantar Listrik Larutan Standar 103M dan Larutan Sampel

Kompleks Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O dan Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O

103M dalam Metanol

No Senyawa Σ Ion Λm

(S.cm2.mol

-1)

1 Metanol 0 1,04

2 CuSO4.5H2O 2 8,60

3 NiSO4.6H2O 2 7,42

4 CuCl2.2H2O 3 47,16

5 NiCl2.6H2O 3 53,16

6 AlCl3.6H2O 4 90,96

7 Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O 3 33,96 ± 0,16

8 Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O 2 13,39 ± 0,10

40


commit to user

Daya hantar molar larutan standar pada Tabel 6 menunjukkan bahwa

semakin banyak ion yang dihasilkan dalam larutan, maka nilai daya hantar

molarnya semakin besar. Dengan membandingkan nilai daya hantar molar larutan

sampel kompleks dengan daya hantar molar larutan standar, maka dapat diketahui

jumlah ion yang dihasilkan dalam larutan sampel.

Daya hantar molar kompleks Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O dalam metanol

adalah 33,96 ± 0,16 Scm2mol

-1. Daya hantar molar kompleks mendekati daya

hantar molar dari CuCl2.2H2O dan NiCl2.6H2O yang jumlah ionnya adalah 3,

sehingga diperkirakan di dalam larutan kompleks Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O

mengandung ion [Cu(difenilamin)4]2+

dan dua ion Cl-. Hal ini menunjukkan atom

Cl-

dalam kompleks Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O tidak terkoordinasi pada atom

pusat Cu2+

akan tetapi berkedudukan sebagai anion.

Daya hantar molar kompleks Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O dalam metanol

adalah 13,39 ± 0,10 Scm2mol

-1. Daya hantar molar larutan kompleks mendekati

daya hantar molar dari CuSO4.5H2O dan NiSO4.6H2O yang memiliki jumlah ion

2, sehingga diperkirakan di dalam larutan kompleks Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O

mengandung ion [Cu(difenilamin)4]2+

dan satu ion SO42-

. Hal ini menunjukkan

bahwa ion SO42-

dalam kompleks Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O tidak terkoordinasi

pada atom pusat Cu2+

tetapi berkedudukan sebagai anion.

3. Spektra Infra Merah

Spektra IR gugus fungsi (›NH), (aril-NH-) ligan difenilamin, kompleks

Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O dan Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O ditunjukkan oleh

Gambar 29, 30 dan 31, sedangkan data serapan IR ditunjukkan oleh Tabel 7.

Tabel 7. Serapan Gugus Fungsi Ligan Difenilamin, Kompleks


Serapan υ (›NH)

(cm-1

)

υ Aril -NH-

(cm-1

)

υ OH broad

(cm-1

)

Difenilamin

3406,29

3383,14

1319,49 3460,30

3446,79

Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O - 1313,52 3396,64

Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O 3404,36

3381,21

1317,38

1307,74

-

-

41


commit to user

Gambar 29. Spektra IR ligan difenilamin

Gambar 30. Spektra IR kompleks Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O

υ aril-NH-

(1319.49 cm-1

)

υ OH broad dari H2O

(3460.30 dan 3446.79 cm-1

)

υ NH sekunder

(3406.29 dan 3383.14 cm-1

)

υ C-N

(≈1180 cm-1

)

Bilangan Gelombang (1/cm)


% Transmitan

% Transmitan

υ NH sekunder

bertumpang tindih dengan

υ OH broad dari H2O

(3444,87 dan 3458,37 cm-1

)

υ aril-NH-

(1313,52 cm-1

)

υ C-N

(1166,93 cm-1

)

42


commit to user

Gambar 31. Spektra IR kompleks Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O

Spektra IR ligan bebas difenilamin menunjukkan serapan gugus (›NH)

pada daerah 3406,29 dan 3383,14 cm-1

dan serapan gugus (aril-NH-) pada daerah

1319,49 cm-1

. Serapan gugus (-OH) broad yang muncul pada daerah 3460,30 dan

3446,79 cm-1

menunjukkan ligan difenilamin mengandung air (bersifat

higroskopis).


% Transmitan

υ aril-NH-

(1317.38 dan 1307,74 cm-1

)

υ NH sekunder

(3404.36 dan 3381.21 cm-1

)

υ C-N

(≈1180 cm-1)

43


commit to user

Spektra IR kompleks Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O menunjukkan pergeseran

serapan gugus (aril-NH-) ke arah bilangan gelombang yang lebih kecil dari

1319,49 cm-1

(ligan difenilamin) menjadi 1313,52 cm-1

(kompleks

Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O) yang mengindikasikan bahwa gugus (aril-NH-) ligan

difenilamin terkoordinasi pada ion pusat Cu2+

. Pada kompleks

Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O muncul serapan gugus (-OH) broad pada daerah

3396,64 cm-1

yang mengindikasikan adanya serapan gugus (-OH) dari molekul

H2O terhidrat, sebagaimana terjadi pada kompleks [Zn(L9)(L

10)].3H2O (L

9 = 2,6-

pyridinedicarboxylate dan L10

= 4,4’-dipyridylamine) yang menunjukkan serapan

melebar pada daerah ~3400 cm-1

yang merupakan air kristal terhidrat (Saylor et

al., 2008: 317–326). Adanya serapan gugus (-OH) broad dari molekul H2O ini

menyebabkan serapan gugus (›NH) mengalami tumpang tindih sehingga tidak

nampak. Hal ini disebabkan karena gugus (-OH) dan (›NH) mempunyai serapan

IR pada daerah yang hampir sama.

Spektra IR kompleks Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O menunjukkan serapan

gugus (›NH) pada daerah 3404,36 dan 3381,21 cm-1

. Jika dibandingkan dengan

serapan gugus (›NH) difenilamin, terlihat adanya pergeseran ke arah bilangan

gelombang yang lebih kecil sebesar ~2 cm-1

. Serapan gugus (aril-NH-) pada

kompleks juga mengalami pergeseran ke arah bilangan gelombang yang lebih

kecil yaitu dari 1319,49 cm-1

(ligan difenilamin) menjadi 1317,38 cm-1

(kompleks

Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O). Adanya pergeseran ini mengindikasikan bahwa

gugus (›NH) difenilamin terkoordinasi pada ion pusat Cu2+

. Pergeseran serapan

gugus fungsi ke arah bilangan gelombang yang lebih kecil sebesar ~2 cm-1

yang

menunjukkan adanya ikatan koordinasi, terjadi pada kompleks [Zn(L11

)(H2O)]

(L11

= 4,4’,6,6’-tetrabromo-2,2’-[ethylenedioxybis(nitrilomethy-lidyne)]diphenol),

dimana terjadi pergeseran serapan gugus (C=N) dari 1605 cm-1

(ligan bebas L11

)

menjadi 1603 cm-1

(kompleks [Zn(L11

)(H2O)]) yang menunjukkan atom N dari

gugus (C=N) terkoordinasi pada ion pusat Zn2+

(Dong et al., 2009: 117-124).

44


commit to user

Pergeseran serapan gugus (›NH) ke arah yang lebih kecil juga terjadi pada

kompleks yang ditunjukkan oleh Tabel 8.

Tabel 8. Tabel Pergeseran Serapan Gugus (›NH) pada Beberapa Kompleks

No. Senyawa υ NH sekunder (cm-1

)

1. L1 = N,N’-O-phenylenebis(salicylideneimine) 3298

Kompleks [CuL1](H2O)

(Belaid et al., 2008: 63–69)

3198

2. L5 = aminoguanizone of pyruvic acid 3420

3330

Kompleks [Cu(L5)2(H2O)(SO4

2-)]

(Turta et al., 2008: 309–316)

3415

3320

3290

3. L12

= bis-(2-pyridylmethyl)amine) 3312

Kompleks [Fe(L12

)(Cl)3]

(Carvalho et al., 2006: 90–98)

3242

4. L2 = 4-chlorobenzaldehyde phenylhydrazone 3430

3450

3420

Kompleks [Cu(L2)2]

(Hania M., 2009: 508-514)

3270

5 L13

= N1-Benzyl-N

2-[2-(benzylamino)ethyl]

ethane-1,2-diamine

3303

Kompleks [Cu(L13

)Cl3]PF6.2MeOH

(Utz et al., 2011: 255–267)

3278

3256

3183

Ligan difenilamin terkoordinasi pada atom pusat Cu2+

melalui gugus

(›NH). Pergeseran serapan gugus (›NH) ke arah bilangan gelombang yang lebih

kecil disebabkan melemahnya ikatan N-H karena adanya ikatan koordinasi atom

N pada ion Cu2+

.

45


commit to user

C. Sifat-Sifat Kompleks

1. Sifat Spektroskopi

Besarnya panjang gelombang maksimum (λmaks), absorbansi (A) dan

besarnya harga absorptivitas molar (ε) untuk CuSO4.5H2O, kompleks


Tabel 9 (Perhitungan secara lengkap terdapat pada Lampiran 7).

Tabel 9. Panjang Gelombang Maksimum (λmaks), Absorbansi (A) dan Besarnya

Harga Absorptivitas Molar (ε) : CuCl2.2H2O, CuSO4.5H2O, Kompleks


No Senyawa λmax

(nm) A

υ

(cm-1

)

ε

(L.mol-

1.cm

-1)

1 CuCl2.2H2O 878,5 0,0032 12202,56 1,364

2 Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O

861

592,5

419

0,0028

0,1312

0,0187

11614,40

16877,64

23866,35

3,218

150,791

21,492

3 CuSO4.5H2O 819,5 0,1317 12202,56 25,294

4 Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O 593

421,5

0,0774

0,0253

16863,41

23724,79

104,447

34,141

Spektra UV-Vis kompleks Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O menunjukkan tiga

transisi d-d pada 861; 592,5 dan 419 nm (11614,40; 16877,64 dan 23866,35 cm-1

)

yang merupakan transisi dari 2B1g →

2A1g,

2B1g →

2B2g dan

2B1g →

2Eg,

sebagaimana terjadi pada kompleks [CuL14

] (H2L14

= N-Nicotinoyl-N-o-

hydroxythiobenzhydrazide) yang bergeometri square planar, dimana kompleks

tersebut juga menghasilkan tiga transisi d-d pada 11790, 13510 dan 15060 cm-1

(848, 740 dan 664 nm) yang menunjukkan transisi 2B1g →

2A1g,

2B1g →

2B2g dan

2B1g →

2Eg (Shrivastav et al., 2003: 311–320).

46


commit to user

Spektra UV-Vis kompleks Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O menunjukkan dua

transisi d-d pada daerah 593 nm dan 421,5 nm (υ = 16863,41 cm-1

dan 23724,79

cm-1

) yang merupakan transisi dari 2B1g →

2B2g dan

2B1g →

2Eg, sebagaimana

terjadi pada kompleks [Cu(L1)]H2O (L

1 = N,N’-O-phenylenebis

(salicylideneimine)), juga menunjukkan dua pita absorbsi yaitu pada daerah

16000–16500 cm-1

(625-606 nm) yang merupakan transisi 2B1g →

2B2g dan pada

daerah 23000 cm-1

(435 nm) yang merupakan transisi 2B1g →

2Eg . Pita absorbsi

ini sesuai dengan geometri square planar (Belaid et al., 2008: 63–69).

Spektra UV-Vis kompleks Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O dan

Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O mempunyai kemiripan yaitu mempunyai serapan

λmaks pada daerah 590-595 nm dan juga pada daerah 400-425 nm seperti

ditunjukkan oleh Gambar 32. Pita absorbsi yang dihasilkan ini sesuai dengan

geometri square planar. Namun pada kompleks Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O,

serapan pada daerah sekitar 800-900 nm tidak muncul dimungkinkan karena

energi serapan terlalu rendah (tidak muncul di daerah visible), sebagaimana terjadi

pada kompleks [CuL1]H2O (L

1 = N,N’-O-phenylenebis(salicylideneimine)), juga

hanya menunjukkan dua pita absorbsi yaitu pada daerah 16500-16000 cm-1

(606-

625 nm) dan 23000 cm-1

(435 nm) yang sesuai dengan geometri square planar

(Belaid et al., 2008: 63–69).

Gambar 32. Spektra UV-Vis kompleks (a) Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O (b)

Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O

b2

a1

a3

a2

47


commit to user

2. Sifat Kemagnetan

Hasil pengukuran moment magnet efektif (µeff) kompleks


Tabel 10 (Perhitungan secara lengkap terdapat pada lampiran 6).

Tabel 10. Moment Magnet Efektif (µeff) Kompleks Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O

dan Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O

No Senyawa Mr µeff

1 Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O 919,46 1,7084 ± 0,0159

2 Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O 944,61 1,7174 ± 0,0107

Nilai moment magnet efektif (µeff) pada Tabel 11 menunjukkan kompleks

Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O dan Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O bersifat paramagnetik

dengan satu elektron tak berpasangan. Nilai moment magnet efektif (µeff) tersebut

juga menunjukkan tidak terbentuknya ikatan Cu-Cu, karena apabila terbentuk

ikatan Cu-Cu maka elektron tak berpasangan akan menjadi berpasangan dan harga

momen magnet efektifnya (µeff) menjadi lebih kecil dari nilai moment magnet spin

only (µs) (Szafran, 1991: 53). Harga moment magnet efektif (µeff) kompleks

tersebut juga merupakan harga normal untuk kompleks Cu2+

dengan satu elektron

tak berpasangan, dimana harga moment magnet efektif (µeff) 1,70-2,20 BM

(Huheey, 1993: 465).

D. Perkiraan Struktur Senyawa Kompleks

1. Perkiraan Struktur Kompleks [Cu(difenilamin)4]Cl2. nH2O

Hasil pengukuran kadar tembaga dalam kompleks menunjukkan bahwa

formula kompleks CuCl2.2H2O dengan difenilamin yang paling mungkin

terbentuk adalah Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O. Pengukuran daya hantar molar

kompleks dalam metanol menunjukkan jumlah ion di dalam larutan kompleks

adalah 3 yaitu mengandung satu ion [Cu(difenilamin)4]2+

dan dua ion Cl-. Hal ini

menunjukkan ion Cl-

dalam kompleks Cu(difenilamin)4.Cl2.6H2O tidak

terkoordinasi pada atom pusat Cu2+

akan tetapi berkedudukan sebagai anion.

Harga moment magnet efektif (µeff) 1,7084 ± 0,0159 BM menunjukkan tidak

48


commit to user

adanya ikatan Cu-Cu. Spektra UV-Vis kompleks menunjukkan tiga transisi d-d

pada daerah 861; 592,5 dan 419 nm (11614,40; 16877,64 dan 23866,35 cm-1

)

yang merupakan transisi 2B1g →

2A1g,

2B1g →

2B2g dan

2B1g →

2Eg

mengindikasikan kompleks berstruktur square planar. Data spektra IR

menunjukkan gugus fungsi dari ligan difenilamin yang terkoordinasi pada atom

pusat Cu2+

adalah gugus (›NH). Dengan demikian dapat diperkirakan struktur

kompleks [Cu(difenilamin)4]Cl2. nH2O adalah seperti ditunjukkan oleh Gambar

33.

2 Cl- + nH2O

NH

HN

HN

NH

Cu

2+

Gambar 33. Perkiraan struktur [Cu(difenilamin)4]Cl2. nH2O

2. Perkiraan Struktur Kompleks [Cu(difenilamin)4]SO4. nH2O

Hasil pengukuran kadar tembaga dalam kompleks menunjukkan bahwa

formula kompleks CuSO4.5H2O dengan difenilamin yang paling mungkin

terbentuk adalah Cu(difenilamin)4.SO4.6H2O. Pengukuran daya hantar molar

kompleks dalam metanol menunjukkan jumlah ion di dalam larutan kompleks

adalah 2 yaitu mengandung satu ion [Cu(difenilamin)4]2+

dan satu ion SO42-

. Hal

ini menunjukkan ion SO42-

dalam kompleks tidak terkoordinasi pada atom pusat

Cu2+

akan tetapi berkedudukan sebagai anion. Harga moment magnet efektif (µeff)

1,7174 ± 0,0107 BM menunjukkan tidak adanya ikatan Cu-Cu. Spektra UV-Vis

kompleks menunjukkan dua transisi d-d pada daerah 593 dan 421,5 nm (υ =

49


commit to user

16863,41 dan 23724,79 cm-1

) yang merupakan transisi 2B1g →

2B2g dan

2B1g →

2Eg mengindikasikan kompleks berstruktur square planar. Data spektra IR

menunjukkan gugus fungsi dari ligan difenilamin yang terkoordinasi pada atom

pusat Cu2+

adalah gugus (›NH). Dengan demikian diperkirakan struktur kompleks

[Cu(difenilamin)4]SO4. nH2O adalah seperti ditunjukkan oleh Gambar 34.

NH

HN

HN

NH

Cu SO42- + n H2O

2+

Gambar 34. Perkiraan struktur [Cu(difenilamin)4]SO4. nH2O

50


commit to user

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

1. Kompleks tembaga(II) dengan difenilamin dapat disintesis dengan cara :

a. Campuran larutan CuCl2.2H2O dengan difenilamin dalam metanol pada

perbandingan mol logam : ligan adalah 1 : 4, diaduk selama 6 jam pada

suhu kamar.

b. Campuran larutan CuSO4.5H2O dengan difenilamin dalam metanol pada

perbandingan mol logam : ligan adalah 1 : 4, direfluks selama 2 jam.

2. Struktur kompleks tembaga(II) dengan difenilamin :

a. Struktur kompleks yang terbentuk antara CuCl2.2H2O dengan

difenilamin adalah [Cu(difenilamin)4]Cl2. nH2O.

b. Struktur kompleks yang terbentuk antara CuSO4.5H2O dengan

difenilamin adalah [Cu(difenilamin)4]SO4. nH2O.

Kompleks [Cu(difenilamin)4]Cl2.nH2O dan [Cu(difenilamin)4]SO4. nH2O

bergeometri square planar dan gugus (›NH) difenilamin terkoordinasi pada

ion Cu2+

.

3. Kompleks bersifat paramagnetik dengan 2 transisi elektronik yang nampak

untuk kompleks [Cu(difenilamin)4]SO4. nH2O dan 3 transisi elektronik yang

nampak untuk kompleks [Cu(difenilamin)4]Cl2. nH2O.

B. Saran

Penentuan formula kompleks akan lebih tepat jika dapat dilakukan analisis

tiap unsur. Jarak ikatan, besar sudut, karakterisasi dan struktur kompleks yang

lebih tepat dapat dianalisis secara kristalografi.

51

sintesis dan karakterisasi kompleks … menunjukkan perbandingan muatan kation : anion...

Documents