Studi Infra Merah Dari Kompleks Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II) dengan Anion karboksilat.

STUDI INFRAMERAH DARI KOMPLEKS Fe( II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II) DENGAN ANION KARBOKSILAT
SKRIPSI ELISA B SARAGIH
060802006
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011
Universitas Sumatera Utara

STUDI INFRAMERAH DARI KOMPLEKS Fe( II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II) DENGAN ANION KARBOKSILAT
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
ELISA B SARAGIH 060802006
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011
Universitas Sumatera Utara

PERSETUJUAN

i

Judul
Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa Program Studi Departemen Fakultas

: STUDI INFRA MERAH DARI KOMPLEKS Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II) DENGAN ANION KARBOKSILAT
: SKRIPSI : ELISA B SARAGIH : 060802006 : SARJANA (S1) KIMIA : KIMIA : MATEMATIKA DAN ILMU
PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Komisi Pembimbing : Pembimbing II,

Disetujui di Medan, September 2011
Pembimbing I,

Dr. Nimpan Bangun, M.Sc NIP. 195012221980031002
Disetujui oleh Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,
Dr.Rumondang Bulan, MS NIP.19540830198503200

Prof. Dr.Seri Bima Sembiring, M.Sc NIP. 194907181976031001

Universitas Sumatera Utara

ii PERNYATAAN STUDI INFRAMERAH DARI KOMPLEKS Fe( II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II) DENGAN ANION KARBOKSILAT
SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Juli 2011 Elisa B Saragih 060802006
Universitas Sumatera Utara

PENGHARGAAN

iii

Penulis mengucapkan Puji syukur dan hormat kepada Tuhan Yesus Kristus atas kasih setia dan pertolongan-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripksi ini sesuai dengan rencana dan waktu-Nya.
Dengan rasa hormat penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr.Seri Bima Sembiring, M.Sc selaku dosen pembimbing I sekaligus Ketua Bidang Kimia serta Bapak Dr. Nimpan Bangun, MSc selaku dosen pembimbing II sekaligus Kepala Laboratorium Kimia Anorganik yang telah meluangkan waktunya untuk membimbing penulis bahkan memberikan dukungan dana selama melakukan penelitian dan penyusunan skripsi hingga selesai. Terimakasih kepada Ibu Dr.Rumondang Bulan, MS dan Bapak Dr. Albert Pasaribu sebagai Ketua dan Sekretaris Departemen Kimia FMIPA – USU Medan dan seluruh staff dan Dosen Departemen Kimia FMIPA –USU Medan yang telah membimbing penulis selama perkualiahan.Tidak lupa penulis juga mengucapkan terima kasih kepada asisten Laboratorium Kimia Anorganik bang Alexon S.Si, bang Julianto S.Si, kak Catherine S.Si, Sahat, Hamdan, Karlina, Adelina, Lina, Rizal, Paulus, Christiana yang sudah memberi dukungan semangat kepada penulis dan Suwanto Gullit sebagai teman seperjuangan dalam penelitian, terima kasih buat semangat dan motivasi kepada penulis. Penulis juga berterima kasih buat sahabat sahabatku Kak Nurhaidah, Saulina, Renita, Rony sebagai teman seperjuangan dalam pelayanan, adik adik PA Riouliati, Doris, Lina, Fitri, teman teman kimia 2006 ( Natalia, Ika, Debora, Mery dll ), kakak dan adik kimia yang telah memberi dukungan dalam doa dan semangat. Dan tidak lupa penulis juga berterima kasih kepada LPMI USU ( Elsi, Sapri, Helga, Erwin, Dina, eka, ka Fernawaty dll serta staff LMPI ) yang tetap setia memberi semangat serta mendukung penulis dalam doa. Akhirnya penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Almarhum Bapak tercinta Darius Saragih, Mama tersayang Rasmita Barus serta kakakku yang terkasih Yuli Perdamenta Saragih (kalian adalah anugrah yang terindah dan kekuatan terbesar yang aku miliki selama hidupku ) yang tetap sabar dan setia memberi dukungan moral dan materil, semangat dan dukungan doa sehingga penulis dapat menyelesaikan kuliah, penelitian dan skripsi ini dan juga kepada Kel mama tua Salomo Barus dan Kel bapak uda Jawalmen Saragih yang selalu mendoakan penulis. Penulis menyadari bahwa skripsi masih jauh dari sempurna karena keterbatasan penulis. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca dan peneliti peneliti mendatang.
Medan, September 2011 Penulis,
Elisa B Saragih

Universitas Sumatera Utara

iv

ABSTRAK

Komplesk (RCOO)2M (R=CH3,C9H19, C15H31 ; M=Fe,Co,Ni,Cu dan Zn ) telah dibuat dari RCOONa dengan MCl2 atau MSO4. Kelima belas kompleks tersebut dikarakterisasi dengan spektroskopi FT-IR. Pada kompleks etanoat diperoleh CO mulai dari 1789 – 1709 cm-1, a COO- dari 1585 – 1558 cm-1dan s COO- 1468 – 1407 cm-1, kompleks dekanoat juga telah diperoleh pita serapan CO mulai dari 1732 – 171 cm-1, a COO- dari 1594 – 1538 cm-1 dan s COO- 1467 – 1413 dan pada kompleks heksadekanot diperoleh CO mulai dari 1784 – 1704 cm-1, a COO- dari 1593 – 1543 cm-1dan s COO- 1471 – 1465 cm-1. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ion etanoat terkoordinasi secara monodentat
pada semua logam yang digunakan yaitu Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II) dan Zn(II). Karena semua memberikan 3 pita serapan CO, a COO- dan s COO-. Ion dekanoat dan ion heksadekanoat keduanya terkoordinasi secara monodentat hanya pada tiga logam yaitu
Fe(II), Ni(II) dan Cu(II), sedangkan terhadap logam Co(II) dan Zn(II), ion – ion dekanoat
dan heksadekanoat terkoordinasi secara bidentat.

Struktur Monodentat
OO

RC

CR

OMO

M = Fe, Co. Ni, Cu atau Zn; R = CH3 M = Fe, Ni dan Cu; R = C9H19 danC15H31

Struktur Bidentat
OO RC M CR
OO
M = Co dan Zn R = C9H19 dan C15H31

Universitas Sumatera Utara

v
INFRA RED STUDY OF COMPLEXS Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II) WITH CARBOXYLIC ANION
ABSTRACT

Complexes (RCOO)2M (R=CH3,C9H19, C15H31 ; M=Fe, Co, Ni, Cu dan Zn) have been
made from reaction of RCOONa with MCl2 or MSO4. Fifteen complexes characterized by spectroscopy FT-IR. Complexes ethanoate CO from 1789 – 1709 cm-1, a COO- from 1585 – 1558 cm-1and s COO- 1468 – 1407 cm-1, complexes decanoate have been wave absorption CO from 1732 – 171 cm-1, a COO- from 1594 – 1538 cm-1 dan s COO- 1467 – 1413 and last complexes hexadecanoate CO from 1784 – 1704 cm-1, a COO- from 1593 – 1543 cm-1and s COO- 1471 – 1465 cm-1. From the IR spectra of the complexes, it was known that ethanoate ion coordinated to all 5 metal ions (Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II) and Zn(II)) monodentatly, by showing the band absorptions of CO, a COO and a COO, while decanoate and hexadecanoate ions coordinated to Fe(II), Ni(II), Cu(II)
monodentatly and to Co(II)and Zn(II) coordinated bidentatly.

Monodentate Structure
OO

RC

CR

OMO
M = Fe, Co. Ni, Cu or Zn; R = C2H3O2M = Fe, Ni and Cu; R = C9H19 and C15H31

Bidentate structure
OO RC M CR
OO
M = Co and Zn R =C9H19 and C15H31

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abtstrak Abstract Daftar isi Daftar Gambar Daftar Lampiran Daftar Tabel
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Permasalahan 1.3 Tujuan Penelitian 1.4 Manfaat Penelitian 1.5 Lokasi Penelitian 1.6 Metodologi Percobaan
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Senyawa Kompleks 2.1.1 Ligan 2.1.1.1 Ligan Monodentat 2.1.1.2 Ligan Bidentat 2.1.1.3 Ligan Polidentat 2.1.2 Logam Transisi 2.2 Asam Karboksilat 2.3 Infra Merah 2.3.1 Vibrasi gugus Karbonil C=O 2.3.1.1 Efek induksi 2.3.1.2 Efek resonansi 2.3.1.3 Efek struktur 2.3.1.4 Pengaruh ikatan hidrogen
BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1 Alat-alat dan Bahan 3.1.1 Alat – Alat 3.1.2 Bahan 3.2 Prosedur Penelitian 3.3 Bagan Penelitian

vi
Halaman
ii iii iv v vi vii ix x xi
1 5 5 6 6 6
7
8 9 9 10 12 15 14 17 17 18 18
20 20 21 22

Universitas Sumatera Utara

vii

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

24

4.1.1 Pembuatan natrium karboksilat

24

4.1.2 Pembuatan kompleks Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II) dan Zn

24

4.2 Pembahasan

26

4.2.1 Spektrum asam – asam karboksilat

26

4.2.2 Kompleks Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II) dan Zn(II) Etanoat 27

4.2.3 Kompleks Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II) dan Zn(II) Dekanoat 28

4.2.4 Kompleks Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II) dan Zn(II)

Heksadekanoat

30

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran
Daftar Pustaka Lampiran

33 33
34 36

Universitas Sumatera Utara

viii

TABEL GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1 Beberapa Struktur Kompleks Anion Karboksilat dengan Logam M Gambar 1.2 Struktur [Fe(III)-(ADTA)] Gambar 1.3 Struktur Aseto Bis-(1,2-dipenilfosfino) Etana Kloro Palladium (II) Gambar 1.4 Struktur α-hidroksi Asam Karboksilat Gambar 2.1 Struktur Ligan Bidentat Gambar 2.2 Struktur Ligan Polidentat Gambar 4.1 Spektrum Inframerah Asam Etanoat Gambar 4.2 Ikatan Hidrogen dalam Asam Karboksilat Gambar 4.3 Struktur Monodentat dari Kompleks [Fe(C2H3O2)2] Gambar 4.4 Struktur kompleks Fe, Ni, Cu Dekanoat Gambar 4.5 Struktur kompleks Co, Zn Dekanoat Gambar 4.6 Struktur kompleks Fe, Ni, Cu Heksadekanoat Gambar 4.7 Struktur kompleks Co, Ni Heksadekanoat

1 3 4 4 9 10 26 27 28 30 30 31 32

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Spektrum FT-IR Asam Dekanoat Lampiran 2. Spektrum FT-IR Asam Heksadekanoat Lampiran 3. Spektrum FT-IR [Fe(C2H3O2)2] Lampiran 4. Spektrum FT-IR [Co(C2H3O2)2] Lampiran 5. Spektrum FT-IR[Ni(C2H3O2)2] Lampiran 6. Spektrum FT-IR [Cu(C2H3O2)2] Lampiran 7. Spektrum FT-IR [Zn(C2H3O2)2] Lampiran 8. Spektrum FT-IR [Fe(C10H21O2)2] Lampiran 9. Spektrum FT-IR [Co(C10H21O2)2] Lampiran 10.Spektrum FT-IR [Ni(C10H21O2)2] Lampiran 11. Spektrum FT-IR [Cu(C10H21O2)2] Lampiran 12. Spektrum FT-IR [Zn(C10H21O2)2] Lampiran 13. Spektrum FT-IR [Fe(C16H31O2)2] Lampiran 14. Spektrum FT-IR [Co(C16H31O2)2] Lampiran 15. Spektrum FT-IR [Ni(C16H31O2)2] Lampiran 16. Spektrum FT-IR [Cu(C16H31O2)2] Lampiran 17. Spektrum FT-IR [Zn(C16H31O2)2] Lampiran 18. Spektrum FT-IR Asam Asetat tanpa Nujol

ix
Halaman
37 37 38 38 39 39 40 40 41 41 42 42 43 43 44 44 45 45

Universitas Sumatera Utara

x

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Senyawa karboksilat dan Kegunaannya Tabel 2.2 Bilangan Gelombang Kompleks Karbonil Tabel 2.3 Frekuensi Absorsi Gugus Karbonil Tabel 4.1 Pita Serapan Asam Karboksilat Tabel 4.2 Pita Serapan Kompleks Garam – Garam Karboksilat Tabel 4.3 Pita Serapan Gugus Karboksilat dari kompleks Etanoat Tabel 4.4 Pita Serapan Gugus Karboksilat dari kompleks Dekanoat Tabel 4.5 Pita Serapan Gugus Karboksilat dari kompleks Heksadekanoat

Halaman
15 16 19 25 25 28 29 31

Universitas Sumatera Utara

iv

ABSTRAK

Komplesk (RCOO)2M (R=CH3,C9H19, C15H31 ; M=Fe,Co,Ni,Cu dan Zn ) telah dibuat dari RCOONa dengan MCl2 atau MSO4. Kelima belas kompleks tersebut dikarakterisasi dengan spektroskopi FT-IR. Pada kompleks etanoat diperoleh CO mulai dari 1789 – 1709 cm-1, a COO- dari 1585 – 1558 cm-1dan s COO- 1468 – 1407 cm-1, kompleks dekanoat juga telah diperoleh pita serapan CO mulai dari 1732 – 171 cm-1, a COO- dari 1594 – 1538 cm-1 dan s COO- 1467 – 1413 dan pada kompleks heksadekanot diperoleh CO mulai dari 1784 – 1704 cm-1, a COO- dari 1593 – 1543 cm-1dan s COO- 1471 – 1465 cm-1. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ion etanoat terkoordinasi secara monodentat
pada semua logam yang digunakan yaitu Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II) dan Zn(II). Karena semua memberikan 3 pita serapan CO, a COO- dan s COO-. Ion dekanoat dan ion heksadekanoat keduanya terkoordinasi secara monodentat hanya pada tiga logam yaitu
Fe(II), Ni(II) dan Cu(II), sedangkan terhadap logam Co(II) dan Zn(II), ion – ion dekanoat
dan heksadekanoat terkoordinasi secara bidentat.

Struktur Monodentat
OO

RC

CR

OMO

M = Fe, Co. Ni, Cu atau Zn; R = CH3 M = Fe, Ni dan Cu; R = C9H19 danC15H31

Struktur Bidentat
OO RC M CR
OO
M = Co dan Zn R = C9H19 dan C15H31

Universitas Sumatera Utara

v
INFRA RED STUDY OF COMPLEXS Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II) WITH CARBOXYLIC ANION
ABSTRACT

Complexes (RCOO)2M (R=CH3,C9H19, C15H31 ; M=Fe, Co, Ni, Cu dan Zn) have been
made from reaction of RCOONa with MCl2 or MSO4. Fifteen complexes characterized by spectroscopy FT-IR. Complexes ethanoate CO from 1789 – 1709 cm-1, a COO- from 1585 – 1558 cm-1and s COO- 1468 – 1407 cm-1, complexes decanoate have been wave absorption CO from 1732 – 171 cm-1, a COO- from 1594 – 1538 cm-1 dan s COO- 1467 – 1413 and last complexes hexadecanoate CO from 1784 – 1704 cm-1, a COO- from 1593 – 1543 cm-1and s COO- 1471 – 1465 cm-1. From the IR spectra of the complexes, it was known that ethanoate ion coordinated to all 5 metal ions (Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II) and Zn(II)) monodentatly, by showing the band absorptions of CO, a COO and a COO, while decanoate and hexadecanoate ions coordinated to Fe(II), Ni(II), Cu(II)
monodentatly and to Co(II)and Zn(II) coordinated bidentatly.

Monodentate Structure
OO

RC

CR

OMO
M = Fe, Co. Ni, Cu or Zn; R = C2H3O2M = Fe, Ni and Cu; R = C9H19 and C15H31

Bidentate structure
OO RC M CR
OO
M = Co and Zn R =C9H19 and C15H31

Universitas Sumatera Utara

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Asam karboksilat adalah salah satu grup senyawa organik oleh grup karboksil yang

berasal dari dua kata yaitu karbonil dan hidroksil. Pada umumnya formula dari asam

karboksilat adalah RCOOH yang bersifat asam karena dapat terionisasi dalam larutan menjadi anion karboksilat, (COO-) dan sebuah proton (Wilbraham,A.C dan Matta, M.S 1992 ). Anion karboksilat (RCOO-) dapat juga diturunkan dari asam karboksilat dengan

natrium hidroksida. Anion karboksilat menunjukkan sifat ligan yang unik jika

mengompleks dengan logam karena dapat membentuk beberapa mode yang berbeda.

Ligan anion karboksilat yang telah dilaporkan sebagai berikut :

O RC
OM Struktur I

O

RC

M

O

Struktur II

O R CH
O

M M

Struktur III

O

RC

M

O

M

Struktur IV

OM

R

C O

M M

Struktur V

Gambar 1.1 Beberapa Struktur Kompleks Anion Karboksilat dengan Logam M

Struktur I merupakan kompleks yang ligan anion karboksilatnya terkoordinasi secara monodentat ke logam M melalui salah satu atom oksigennya, sedangkan atom yang lain terbebas dari koordinasi. Berbeda dengan Struktur I, Struktur II adalah kompleks yang anion karboksilatnya membentuk kompleks kelat (bidentat) dengan logam M. Pada Struktur III ligan karboksilat terkoordinasi secara bidentat dan bertindak sebagai

Universitas Sumatera Utara

2
ligan penghubung ( bridging ligand ) di mana kedua atom O dari anion karboksilat terikat pada dua buah logam M yang berbeda ( Mesubi, A.M.1982 ).
Struktur IV menunjukkan bahwa igan anion karboksilat bertindakn sebagai ligan bidentat, tetapi kedua logam M terkoordinasi hanya pada satu atom O saja sedangkan atom O yang lain tetap terbebas sedangkan Struktur V, ligan anion karboksilat terkoordinasi secara tridentat yaitu satu atom O terikat pada 2 logam M yang berbeda dan satu atom O yang lainnya hanya berikatan pada satu logam M ( Gao Wu, Y dkk. 2009 )
Keunikan lain dari anion karboksilat ini adalah karakter terhadap sinar inframerah, sehingga spektroskopi inframerah merupakan salah satu cara karakterisasi yang cukup memadai terhadap kompleks – kompleks karboksilat ini. Dalam spektrum inframerah dari anion karboksilat , RCOO- selalu terlihat ada 2 jenis frekuensi absorpsi gugus karbonilnya yaitu a COO- (asimetri) yang tampak pada frekuensi yang lebih tinggi sekitar 1650 1550 cm-1 dan s COO- (simetri) yang timbul pada frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi adsorpsi asimetri yaitu sekitar 1400 cm-1 ( Silverstein, R.M, 1981 ).
Frekuensi absorpsi gugus karbonil CO dalam suatu kompleks sangat dipengaruhi oleh jenis logam dalam kompleks, jenis anion karboksilat yang digunakan dan cara terkoordinasi ligan tersebut pada logam, apakak monodentat, bidentat kelat ataupun bidentat atau tridentat jembatan yang menghubungkan 2 atau lebih logam. Dengan demikian, dengan studi inframerah dari kompleks – kompleks anion karboksilat ini diharapkan dapat menentukan struktur dari kompleks tersebut.
Nakamoto dan McCarthy telah mensintesa dan beberapa kompleks asam karboksilat dengan atom C genap ( C6 – C18 ) dengan beberapa logam yaitu Zn, Cd, Pb dan mengkarakterisasinya dengan spektrum inframerah. Nakamoto menyatakan jika ligan terkoordinasi secara monodentat ( Struktur I ) maka a COO- akan bergeser kearah yang lebih tinggi dan s COO- akan bergeser kearah frekuensi yang lebih rendah sedangkan jika koordinasinya bidentat baik kelat (Struktur II ) ataupun jembatan (Struktur III) maka
Universitas Sumatera Utara

3

baik a COO- maupun s COO- akan bergeser ke arah frekuensi yang lebih rendah karena derajat ikatannya ( bond order )berubah sama besar kearah yang lebih kecil ( Nakamoto dan McCarthy, 1968).

Setyawati dan Murwani juga telah mengkarakterisasi senyawa kompleks yang terbentuk dari reaksi FeCl3 dengan EDTA sehingga diperoleh Fe(III)-EDTA. Hasil karakterisasi inframerah diperoleh pita serapan gugus karboksilat asimetri, gugus a COO-, muncul pada bilangan gelombang 1627 cm-1 dan pita serapan gugus karboksilat simetri, a COO-, pada bilangan gelombang1396 cm-1 ( Setyawati, H dan Murwani, I.K, 2010 ).
O
OO
ON

Fe

O
O

O

N

O

Gambar 1.2 Struktur [Fe(III)-(EDTA)]

Purba juga telah mensintesa kompleks aseto bis-(1,2-difenilfosfino) etana kloro Paladium (II) dengan mereaksikan dari PdCl2 dengan bis-(1,2-difenilfosfino) etana dalam suasana asam asetat dengan pelarut alkohol. Pada senyawa kompleks ini ion asetat bertindak sebagai ligan monodentat. Spektrum inframerah menunjukkan 3 frekuensi yaitu gugus karbonil CO 1739 cm-1 disebabkan oleh adanya gugus CO bebas dan timbul pada frekuensi yang lebih tinggi. Dua absorpsi lainnya timbul pada frekuensi 1535 cm-1 dan 1430 cm-1 masing – masing disebabkan oleh frekuensi asimetri a COO dan frekuensi simetri vs sehingga asetat terkoordinasi pada logam Pd secara monodentat (Purba, Y.R, 2004).

Universitas Sumatera Utara

4

H2 H2 PCCP

2 Pd

2
O

Cl O C CH3

Gambar 1.3 StrukturAseto Bis-(1,2-difenilfosfino) etana kloro paladium (II)

Carballo telah mensintesa beberapa kompleks tembaga dengan α-hidroksi

karboksilat (HL) dan 1,10 phenantrolin (phen),[Cu(HL)2phen] dan dikarakterisasi dengan inframerah.

HO O C
HO R1

HL : R1 = H, R2 = H ( asam glikolat ) R1 = H, R2 = Me ( asam laktat ) R1 = H, R2 = Ph ( asam mandelat ) R1 = Ph, R2 = Ph ( asam benzilat )

R2

Gambar 1.4 Struktur α-hidroksi asam karboksilat (HL)

Dari spektrum inframerah keempat kompleks diatas terlihat puncak serapan yang kuat (strong absorbstion) pada 1600 cm-1 yang disebabkan oleh frekuensi stretching asimetri, a COO dan antara 1330 – 1390 cm-1 disebabkan oleh frekuensi stretching simetri, s COO. Pada kompleks ini gugus karboksilat mengompleks secara monodentat yang diprediksi dari harga ∆ =  a COO –  sCOO antara 210 – 270 cm-1 ( Carballo, R dan Covelo, B. 2000 )

Selain dari logam transisi, kompleks karboksilat juga telah dibuat dengan logam logam tanah jarang yaitu Eu (III). Zhao melaporkan kompleks logam tanah jarang ( rare earth ) yaitu Eu dengan ligan asam benzoat (BA), phenilasetat (PLA), dibenzoilmetana (DBM) dan 1,10 phenantrolin ( phen ) sehingga diperoleh kompleks [Eu(DBM)(BA)2phen], [Eu(DBM)(PLA)2phen], [Eu(DBM)2(PLA)phen]. Spektrum IR DBM menunjukkan adanya CO pada 1579 cm-1 dan pada kompleks DBMnya CO berubah menjadi antara 1548 – 1552 cm-1 yang menunjukkan terbentuknya koordinasi

Universitas Sumatera Utara

5
atom oksigen pada logam Eu (III). Pita serapan dari gugus COOH yang terlihat spektrum infamerah BA dan PLA masing – masing pada 1689 cm-1 dan 1697 cm-1 tidak tampak lagi dan sebagai gantinya timbul pita serapan baru pada a COO- dan s COO- antara 1545 – 1620 cm-1 dan 1404 – 1411 cm-1 yang menunjukkan bahwa gugus karbonil telah terkoordinasi pada logam Eu ( Na, Zhao dkk, 2007 ).
Dari uraian diatas jelas terlihat bahwa spektroskopi inframerah merupakan alat yang cukup baik untuk menentukan struktur suatu kompleks dan cara koordinasi ligan karboksilat terhadap logam. Dan logam juga berpengaruh untuk membentuk ikatan dan struktur kompleks. Dalam penelitian ini akan dibuat kompleks karboksilat dengan beberapa logam satu periode dimana semakin ke kanan dari periode maka jumlah elektron pada orbital d semakin bertambah. Oleh karena itu peneliti tertarik untuk mensintesa dan mengkarakterisasi kompleks karboksilat dari beberapa logam pada periode empat yaitu Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II) dan Zn(II) dimana semakin kekanan logam tersebut semakin bertambah bayak elektronnya pada orbital d yaitu d6, d7, d8, d9 dan d10 dan anion karboksilat yang digunakan adalah asam etanoat, asam dekanoat, asam heksadekanoat.
1.2 Permasalahan Reaksi logam Fe, Co, Ni, Cu, Zn dengan asam etanoat, dekanoat dan heksadekanoat akan membentuk senyawa kompleks. Dari tinjauan diatas, yang menjadi permasalahan apakah reaksi antara logam Fe, Co, Ni, Cu, Zn dengan asam etanoat, dekanoat dan heksadekanoat memiliki struktur yang sama.
1.3 Tujuan penelitian Penelitian ini bertujuan untuk menentukan struktur yang terjadi pada kompleks Fe, Co, Ni, Cu, Zn melalui gugus fungsi karboksilat yang terlihat dalam spektroskopi FT-IR.
Universitas Sumatera Utara

6
1.4 Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini diharapkan berguna untuk pengembangan ilmu pengetahuan terutama dalam bidang sintesis kimia anorganik dan pengembangan studi spektroskopi infra merah terhadap senyawa kompleks. 1.5 Lokasi Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Anorganik FMIPA-USU Medan, karakterisasi spektroskopi FT-IR dilakukan di laboratorium Bea dan Cukai Belawan. 1.6 Metodologi Penelitian Reaksi senyawa kompleks Fe, Co, Ni, Cu, Zn yaitu terlebih dahulu dibuat garam karboksilat dengan mereaksikan asam etanoat, dekanoat, heksadekanoat dengan NaOH menjadi garam natrium karboksilat. Setelah itu Natrium karboksilat akan direaksikan dengan garam klorida dari Fe, Co ,Ni, Cu, Zn. Reaksi ini dilakukan dengan terlebih dahulu melarutkan natrium etanoat, natrium dekanoat, natrium heksadekanoat dalam pelarut alkohol , begitu juga dengan ion logam.Setelah itu dicampurkan kedua larutan dan direfluks selama 1 jam sambil diaduk. Setelah reaksi selesai didinginkan pada suhu kamar dan disaring. Endapan yang diperoleh dicuci beberapa kali dengan alkohol kering lalu dikeringkan dan divakum hingga kering. Senyawa kompleks dikarakterisasi dengan spektroskopi FT-IR.
Universitas Sumatera Utara

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Senyawa Kompleks

Senyawa kompleks merupakan senyawa yang tersusun dari suatu ion logam pusat dengan satu atau lebih ligan yang menyumbangkan pasangan elektron bebasnya kepada ion logam pusat. Donasi pasangan elektron ligan kepada ion logam pusat menghasilkan ikatan kovalen koordinasi sehingga senyawa kompleks juga disebut senyawa koordinasi (Cotton dan Wilkinson.1984 ). Jadi semua senyawa kompleks atau senyawa koordinasi adalah senyawa yang terjadi karena adanya ikatan kovalen koordinasi antara logam transisi dengan satu atau lebih ligan (Sukardjo,1999). Senyawa kompleks sangat berhubungan dengan asam dan basa lewis dimana asam lewis adalah senyawa yang dapat bertindak sebagai penerima pasangan bebas sedangkan basa lewis adalah senyawa yang bertindak sebagai penyumbang pasangan elektron. (Shriver, D.F dkk. 1940 ).

Senyawa kompleks dapat diuraikan menjadi ion kompleks. Ion kompleks adalah

kompleks yang bermuatan positif atau bermuatan negative yang terdiri atas sebuah logam

atom pusat dan jumlah ligan yang mengelilingi logam atom pusat. Logam atom pusat

memiliki bilangan oksida nol, positif sedangkan ligan bisa bermuatan netral atau anion

pada umumnya. Beberapa contoh senyawa kompleks yaitu : ( Prakash,S dkk, 2000 )

- [Co3+,(NH3)6]3+

- [Ni0(CN)4]4-

- [Fe2+,(CN)6]4-

- [Co+,(CO)4]3

Universitas Sumatera Utara

8
Senyawa kompleks atau senyawa koordinasi telah berkembang pesat karena senyawa ini memegang peranan penting dalam kehidupan manusia terutama karena aplikasinya dalam berbagai bidang seperti dalam bidang kesehatan, farmasi, industri dan lingkungan. Senyawa kompleks dalam industri sangat dibutuhkan terutama dalam katalis. Dalam industri petrokimia kebutuhan katalis semakin meningkat karena setiap produk petrokimia diubah menjadi senyawa kimia lainnya selalu dibutuhkan katalis, misalnya pada reaksi hidrogenasi, karbonilasi, hidroformilasi (Gates, B, 1992 ) Kompleks logam transisi dapat mengkatalis berbagai reaksi kimia seperti kompleks [PdCl2DFFM] yang telah lama dipakai sebagi katalis untuk oksidasi stirena yaitu dalam pembentukan senyawa olefin (Bull, 1995 ).. Dalam bidang kesehatan dan farmasi senyawa kompleks sangat penting juga dalam berupa obat – obatan seperti vitamin B12 yang merupakan senyawa kompleks antara kobalt dengan porfirin, hemoglobin yang berfungsi untuk mengangkut oksigen. (Sukardjo, 1985 ).
2.1.1 Ligan
Ligan adalah suatu ion atau molekul yang memiliki sepasang elektron atau lebih yang dapat disumbangkan. Ligan merupakan basa lewis yang dapat terkoordinasi pada ion logam atau sebagai asam lewis membentuk senyawa kompleks. Ligan dapat berupa anion atau molekul netral ( Cotton dan Wilkinson, 1984 ). Jika suatu logam transisi berikatan secara kovalen koordinasi dengan satu atau lebih ligan maka akan membentuk suatu senyawa kompleks, dimana logam transisi tersebut berfungsi sebagai atom pusat. Logam transisi memiliki orbital d yang belum terisi penuh yang bersifat asam lewis yang dapat menerima pasangan elektron bebas yang bersifat basa lewis. Ligan pada senyawa kompleks dikelompokkan berdasarkan jumlah elektron yang dapat disumbangkan pada atom logam.
2.1.1.1 Ligan Monodentat
Ligan yang terkoordinasi ke atom logam melalui satu atom saja disebut ligan monodentat, misalnya F-, Cl-, H2O dan CO (Jolly, 1991 ). Kebanyakan ligan adalah anion atau molekul
Universitas Sumatera Utara

9

netral yang merupakan donor elektron. Beberapa ligan monodentat yang umum adalah F-, Cl-, Br-, CN-, NH3, H2O, CH3OH, dan OH-
2.1.1.2 Ligan Bidentat
Jika ligan tersebut terkoordinasi pada logam melalui dua atom disebut ligan bidentat.Ligan ini terkenal diantara ligan polidentat. Ligan bidentat yang netral termasuk diantaranya anion diamin, difosfin, dieter.

O RC
O
Karboksilat

O OC
O
Nitrat

O
R2NC O
Dithiokarbamat

OO

H3C C

C

C H

Asetilasetonato

CH3

OO S
OO
Sulfat

2-

Gambar 2.1 Contoh Ligan Bidentat

2.1.1.3 Ligan Polidentat

Ligan yang mengandung dua atau lebih atom, yang masing masing serempak membentuk ikatan dua donor elektron kepada ion logam yang sama. Ligan ini sering disebut ligan kelat karena ligan ini tampak nya mencengkeram kation di antara dua atau lebih atom donor. Contohnya adalah bis-difenilfosfina-etana(I) (Cotton dan Wilkinson, 1984 ).

Universitas Sumatera Utara

10

H H2N N NH2

H2C

C H2

H2C

C H2

dietillen triamin ( ligan tridentat )

Ph2P

Ph2P

Ligan tetradentat

N

N
terpiril

N

PPh2

PPh2

Gambar 2.2 Gambar Contoh Ligan Polidentat
2.1.2 Logam Transisi Unsur transisi adalah sebagai kelompok unsur mempunyai kulit – kulit d dan f yang terisi sebagian. Unsur transisi adalah semua logam dan kebanyakan berupa logam keras yang menghantar panas dan listrik yang baik. Logam tersebut membentuk banyak senyawaan berwarna dan paramagnetik. Sifat dari unsur transisi adalah
 logam, secara praktis semuanya keras, kuat, titik leleh tinggi, titik didih tinggi serta dapat menghantar panas dan listrik dengan baik,
 Membentuk aliasi satu dengan yang lain dan dengan unsur - unsur mirip logam,  Banyak diantaranya cukup elektropositif untuk larut dalam asam mineral ,
meskipun diantaranya mulia yaitu mempunyai potensial elektroda yang rendah sehingga tidak berpengaruh oleh asam yang sederhana, dengan sedikit perkecualian  unsur - unsur ini mempunyai valensi yang beragam dan ion-ion serta senyawaannya berwarna pada satu tingkat oksidasi kalau tidak bisa dikatakan semuanya, karena kulit yang terisi sebagian ,  unsur-unsur ini membentuk paling sedikit beberapa senyawaan paramagnet ( Cotton, F.A dan Wilkinson, G. 1989 ).

Universitas Sumatera Utara

11
Senyawa yang unsur logam transisinya mempunyai bilangan oksidasi tinggi cenderung agak kovalen, sedangkan yang bilangan oksidasinya lebih rendah cenderung lebih ionik. Contohnya oksida - oksida Mn2O7 adalah senyawa kovalen yang berwujud cair pada suhu kamar (mengkristal pada suhu 6oC ), tetapi Mn3O4 adalah senyawa ionik. Oksida kovalen cenderung berupa anhidrida asam, sedangkan oksida ionik cenderung basa. Unsur transisi memiliki bilangan oksidasi yang lebar karena orbital d yang terisi sebagian dapat menerima atau mendonasi elektron dalam reaksi kimia ( Oxtoby, D.W dkk, 2003 ).
Salah satunya logam transisi yaitu senyawa ferro yang terdiri dari besi (II) yang biasanya berwarna hijau. Kebanyakan garam ferro mudah teroksidasi menjadi garam ferri jika berada dalam atmospir oksigen. Beberapa senyawa ferro dan proses pembuatannya adalah sebagai berikut ;
a. Ferro sulfat, FeSO4.7H2O dapat dibuat dengan cara melarutkan besi dengan asam sulpat atau dengan atau dengan mengoksidasi pirit di udara.
b. Ferro klorida, FeCl2.4H2O dapat dibuat dengan melarutkan besi degnan asam klorida sehingga dihasilkan kristal berwarna hijau pucat.
c. Ferro hidroksida, Fe(OH)2 bentuknya mendekati endapan putih yang diperoleh dari adisi alkali dengan larutan ferro. Proses pengendapannya sangat cepat menjadi hijau kotor dan akhirnya menjadi coklat karena teroksidasi oleh udara.
d. Ferro sulfide, FeS adalah kristal berwarna hitam yang dibuat dengan pemanasan besi dengan sulfur. Itu digunakan untuk membuat hidrogen sulpida. Ferro sulfida juga dapat dibuat dari reaksi antara in sulfide dengan garam ferro dalam larutan.
e. Ferro karbonat, FeCO3 terjadi secara alami sebagai mineral dan merupakan kristal putih oleh reaksi antara ion karbonat dengan ion ferro dalam kondisi vakum. Seperti kalsium karbonat, ferro karbonat juga larut dalam larutan asam. Air keras sering terdiri dari ion ferro atau ion ferri (Pauling, L, 1964 )
Kebanyakan senyawaan Cu (I) cukup mudah teroksidasi menjadi Cu (II) , namun oksidasi selanjutnya menjadi Cu(III) adalah sulit. Larutan Cu2+ dikenal baik dan sejumlah garam dapat diperoleh dari Cu2+ dan diantaranya banyak larut dalam air.
Universitas Sumatera Utara

12

Kobalt merupakan salah satu logam transisi dengan konfigurasi elektron 3d7yang dapat membentuk kompleks. Kobalt yang relatif stabil berada sebagai Co(II) ataupun Co(III). Namun dalam senyawa sederhana Co, Co (II) lebih stabil dari Co (III). Ion-ion Co2+ dan ion terhidrasi [Co(H2O)6]2+ stabil dalam air. Kompleks kobalt dimungkinkan dapat terbentuk dengan berbagai macam ligan (Soekarjo, 1999 ).

2.2 Asam karboksilat

Asam karboksilat adalah salah satu grup senyawa organik oleh grup karboksil yang berasal dari dua kata yaitu karbonil dan hidroksil. Pada umumnya formula dari asam karboksilat adalah RCOOH yang bersifat asam karena apabila terionisasi dalam larutan akan menjadi ion karboksilat dan sebuah proton (Wilbraham,A.C dan Matta, M.S 1992 ).
OO

R C OH

R C O + H+
ion karboksilat proton

Asam karboksilat adalah asam lemah ( pKa adalah sekitar 5 ). Namun karboksilat

lebih bersifat asam dibandingkan dengan alkohol atau fenol terutama karena stabilisasiresonansi anion karboksilatnya RCOO-( Fesenden, R.J dan Fesenden, J.S, 1992 ). Asam

karboksilat dapat diperoleh dari oksidasi alkohol primer atau aldehi oleh agen

pengoksidasi kuat seperti KMnO4 dan K2Cr2O7.

alkohol primer

sedikit
oksidasi

lanjutan aldehid
oksidasi

asam karboksilat

Adapun sifat - sifat fisik dari asam karboksilat adalah sebagai berikut :

a. Asosiasi, dimana molekul – molekul asam karboksilat membentuk ikatan hidrogen

sehingga terjadi dimer – dimer. Hal ini disebabkan Karena titik didih lebih tinggi

dari pada berat molekulnya, kelarutannya dalam H2O lebih tinggi.
O HO

RC

CR

OH O

Universitas Sumatera Utara

13

b. Dalam H2O akan terjadi

H2O + R COOH

H3+O + R

COO ( Riawan, S,

1990 )

c. Asam karboksilat yang berbobot molekul rendah atau larut dalam air maupun

pelarut organik

d. Ion karboksilat merupakan basa lemah dan dapat bertindak sebagai suatu

nukleofil. Misalnya ester dapat dibuat dengan mereaksikan alkil halida yang

reaktif dan karboksilat ( Fesenden, R.J dan Fesenden, J.S, 1992 )

C6H5

CH3COO ion asetat

+ H2C Br benzil bromida

C6H5CH2O2CCH3 + Br benzil asetat

Asam karboksilat dengan basa akan membentuk garam dan dengan alkohol akan menghasilkan eter. Banyak ditemukan dalam minyak atau lemak yang sering disebut asam lemak. Pembuatan asam karboksilat antara lain melalui oksidasi alkohol primer, sekunder atau aldehid, oksidasi alkena, hidrolisa ester dengan asam, oksidasi alkuna hidrolisanalkil sianida (Wilbraham,A.C dan Matta, M.S 1992 ).

Senyawa asam karboksilat dapat disintesa menjadi senyawa baru yaitu antara lain : a. Asam karboksilat dapat bereaksi dengan basa membentuk garam dengan air. Suatu garam organik mempunyai banyak sifat fisik dari pada garam anorganik, b. seperti NaNO3 atau KNO3 adalah suatu garam organik yang meleleh pada temperatur tinggi, larut dalam air dan tidak berbau.

HCO2H + Na OH Asam formiat

HCO2 Na + H2O Natrium formiat

c. Asam karboksilat dapat bereaksi dengan allkohol membentuk ester asam karboksilat yang disebut dengan reaksi esterifikasi. Esterifikasi dengan katalis asam dan merupakan reaksi reversibel.

Universitas Sumatera Utara

14

RCOOH + R'OH Asam karboksilat Alkohol

H+r

RCOOR' + Ester

H2O

d. Reaski reduksi asam karboksilat akan menghasilkan suatu alkohol dengan

menggunakan katalis LiAlH4 ( Fesenden, R.J dan Fesenden, J.S, 1992 )

aCsHam3CaOseOtaHt

(1) LiAlH4 (2) H2O, H

CH3CH2OH etanol

Asam asetat adalah salah satu asam karboksilat yang terdapat di alam dalam

keadaan bebas yang terbentuk dari oksidasi etanol dan memiliki kelarutan yang sempurna

dalam air. Kegunaan dari asam asetat adalah dalam garam, zat warna, bahan farmasi,

serat buatan dan dalam plastik misalnya polivinil asetat. ( Riawan, S, 1990 ). Dalam

industri, asam asetat dapat juga dibuat melalui oksidasi udara dari asetaldehida dengan katalis mangan asetat pada suhu 55 sampai 80 oC.

O

H3C

C

H

asetaldehida

1
2

H2

Mn(CH3COO)2

O

H3C

C OH

asam asetat

Gambar 2.3 Reaksi Asam Asetat

Asam asetat sering digunakan untuk mempersiapkan ester asetat dari kompleks alkohol dan mempersiapkan substitusi asetatmida dari amina. Contohnya aspirin diperoleh dari asetat anhidrida dengan asam o-hidroksibenzoid (McMurry, J. 1994 ).

O
OO C
OH
+ CH3COCCH3

NaOH H2O

OH
asam o-hidroksibenzoat asetat anhidrida

O
C OH
+
O
O C CH3
aspirin

O
CH3CO

Gambar 2.4 Reaksi Pembuatan Aspirin dari Asam Asetat

Universitas Sumatera Utara

15

Asam formiat adalah asam karboksilat yang paling kuat dibanding asam karboksilat yang lain. Hal ini disebabkan kekuatan asam akan meningkat apabila semakin pendek panjang rantai hidrokarbon dan kekuatan asam akan menurun jika semakin panjang panjang rantai hidrokarbon. Rantai asam karboksilat yang lebih panjang disebut asam lemak ( Oxtoby, D.W dkk, 2003 ).

Tabel 2.1 Senyawa Karboskilat dan Kegunaannya

Nama IUPAC Rumus struktur

Kegunaan

Asam propanoat CH3 CH2

O Garam dari asam ini C
OH digunakan sebagai pencetak
inhibitor dalam sereal dan roti

Asam butanoat

O Agen penyebab bau tengik CH3 CH2 2 C OH dalam mentega

Asam heksanoat

O Mengkarakteristik bau dari

CH3 CH2 4 C OH keju

Asam2-

CH3

CH

C

O

Ditemukan dalam susu asam

hidroksipropanoat OH OH dan acar

(Stoker, H.S dan Walker, E.B.1939 ).

2.3 Infra Merah

Radiasi infra merah ditemukan oleh Sir William Herschem pada tahun 1880. Hampir selama satu abab teori teknik indukstri dan intrumentasi untuk analisa infra merah dikembangkan. Pada saat ini spektrofotometri infra merah sering digunakan juga untuk keperluan analisa kuantitatif tapi tidak sesering analisa kuantitatif dengan spektrofotometri ultra lembayung dan sinar tampak. Penggunaan spektrofotometri infra merah lebih banyak ditujukan identifikasi suatu senyawa.

Universitas Sumatera Utara

16

Spektroskopi infra merah sangat berguna untuk menetapkan jenis ikatan yang ada pada suatu molekul atau suatu senyawa. Dalam spektrum akan kelihatan bagaimana jenis ikatan suatu molekul. Ada dua jenis getaran dalam infra merh yaitu ikatan uluran dan tekukan. Yang berikut ini dicontohkan dengan gugus CH2 (Hart, H, 1983 )

uluran

simetri

asimetri

2.3.1 Vibrasi gugus Karbonil C=O

Gugusan karbonil adalah penting dalam kimia organik dan frekuensi serapan yang khas telah dipelajari secara luas dalam bermacam macam senyawa. Suatu hal yang menguntungkan adalah bahwa tumpang tindih daerah gugusan karbonil oleh daerah – daerah frekuensi khas lain adalah sedikit terjadi. Walaupun terjadi tumpang tindih yang sedikit sekali antara daerah frekuensi C=C dengan frekuensi C=O akan tetapi tidak sukar untuk menentukan yang mana dari kedua gugusan itu yang memberikan suatu puncak serapan di daerah 1600 – 1700 cm-1. Hal ini disebabkan intensitas serapan C=O lebih besar dari intensitas puncak serapan C=C karena C=O lebih polar.

Secara empiris telah diketemukan bahwa frekuensi gugusan C=O dari senyawasenyawa organik yaitu aldehid, keton, asam karboksilat, ester asam karboksilat, asam klorida, amida dan asam anhidrida satu sama lain berbeda. Akan terlihat urutan frekuensi C=O pada inframerah adalah sebagai berikut ; Asam anhidrida > Asam flourida > asam klorida.ester > aldehid > keton a-siklik

Shriver sudah mengamati senyawa kompleks dengan spektroskopi FT-IR dengan menggunakan logam periode 4 sebagai atom pusat yang memiliki jumlah elektron yang sama dalam orbital d dan CO sebagai ligan ( Shriver, D.F dkk.1940 ).

Universitas Sumatera Utara

17

Tabel 2.2.Bilangan Gelombang Senyawa Kompleks

Senyawa

C=O/cm-1

CO(g)

2143

[Mn(CO)6 ]+

2090

Cr(CO)6 [V(C0)6][Ti(CO)6]2-

2000 1860 1750

Dalam reaksi ini, CO bertindak sebagai ligan, dimana orbital ini donor elektron yang sangan lemah terhadap ion logam. LUMO dari CO adalah orbital π*. Kedua orbital ini memiliki peran yang sangat penting karena dapat mengalami tumpang tindih dengan logam orbital d yang memiliki π simetri, sehingga ligan CO bertindak sebagai asam π. Interaksi π akan mendelokalisasi elektron dari orbital d logam pada ligan CO. Pada FT-IR semakin sedikit elektron pada logam pusat, orbital back donation pada CO semakin lemah , maka ikatan CO semakin pendek sehingga bilangan gelombang meningkat dan sebaliknya (Shriver, D.F,dkk,1990 ).

Berbagai faktor harus diperhatikan dalam meramalkan perubahan frekuensi vibrasi gugus karbonil C=O. Besarnya frekuensi vibrasi gugus karbonil dipengaruhi oleh ; 2.3.1.1 Efek induksi Efek ini biasa disebabkan oleh atom – atom dengan keelektromagnetifan lebih tinggi dari aton karbon
O
RCX X lebih elektronegatif dari C dan mengandung sepasang elektron atau lebih. Gugus X mempengaruhi kekuatan ikatan, panjang ikatan dan orde ikatan antara C dan O. Ketiga parameter ini bergantung sama lain. Efek gugus X terhadap gugus C=O adalah berupa efek : a. Induksi negatif (-I) yang menarik electron, membuat ikatan C=O lebih pendek.

Universitas Sumatera Utara

18

b. Resonansi , efek induksi dapat meninggikan orde ikatan dan efek reonansi dapat menurunkan orde ikatan.

2.3.1.2 Efek resonansi

Walaupun efek resonansi memberikan pengaruh paling besar hanya dalam hal X=N untuk

gugus –COX. Tetapi efek resonansi adalah dominan dalam senyawa senyawa karbonil tak

jenuh dan dalam senyawa aromatik.

O C O C CH3 O C CH3 H2

O C O C CH3 H2

(a) (b) (c)
Dari struktur diatas frekuensi vibrasi C=O dari (a) lebih besar dibandingkan dengan (b). Hal ini disebabkan (a) adalah suatu ester sedangkan (b) adalah keton aromatis. Frekuensi (c) lebih besar dibandingka (a) dan (b) karena (c) tidak memiliki efek resonansi.
2.3.1.3 Efek struktur
Konjugasi C=C atau cincin aromatik dengan C=O keton akan menurunkan frekuensi vibrasi regang C=O keton tersebut. Bila sudut C-C-O-C dalam bertambah besar maka frekuensi vibrasi regang C=O akan bertambah kecil, begitu juga sebaliknya. Hal ini disebabkan jumlah atom karbon semakin banyak sehingga menyebabkan tegangan atau strain dalam molekul itu semakin kecil.
2.3.1.4 Pengaruh ikatan hidrogen
Terjadinya ikatan hidrogen akan mempengaruhi besarnya frekuensi vibrasi C=O suatu keton. Terlebih lagi bila faktor geometri molekul memungkinkan terjadinya ikatan hidrogen di dalam molekul. Dalam percobaan spektroskopi infra merah dapat diketahui apakah dalam suatu hidroksi keton atau dalam amino keton terjadi ikatan hidrogen intra

Universitas Sumatera Utara

19

molekul (Noerdin, D, 1985). Hampir semua senyawa organik terdiri dari ikatan C-H dimana gugus fungsi ini di absorbsi pada spektrum infra merah antara 2900 cm-1 sampai 3100 cm-1.

Tabel 2.3 Beberapa frekuensi absorbsi gugus karbonil pada spektrum infra merah

Gugus karbonil

Struktur

V (cm-1 )

Keton

R C R'

1700 – 1725

O

Aldehid

RC H

1720 – 1740

O

Asam karboksilat

R C OH

1700 – 1725

O

Ester

R C OR'

1735 – 1750

O

Siklopentanon

1740 – 1750
o

Karboksilat
Asam klorida Ester fenolik

O
RC
O
R C Cl
O
R C OAr
O

1550 – 1610 1300 – 1450 1785 – 1815
1760 – 1800

Universitas Sumatera Utara

BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Alat – alat - Hot plate stirer - Labu leher satu - Pompa vakum - Neraca analitis - Indikator universal - Kondensor refluks - Tanur - Termometer
3.1.2 Bahan – bahan - CoCl2..6H2O - CuCl2-6H2O - FeSO4.7H2O - NiCl2 .6H2O - ZnCl2 - Etanol - Aquadest - Asam Dekanoat 99% - Asam Palmitat - Natrium Asetat - NaOH

500 ml

Gallencamp Pyrex
Mettler PM 480
Gallencamp Ficher
p.a E’Merck p.a E’merck p.a E’merck p.a E’merck p.a E’merck Bratachem p.a E’merck p.a E’merck p.a E’merck

Universitas Sumatera Utara

21
3.2 Prosedur Percobaan Dalam penelitian ini dibuat 15 kompleks yang terdiri dari 5 logam yaitu Fe (II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II) dan 3 ligan yaitu asam etanoat, asam dekanoat, asam heksadekanoat. Pembuatan kompleks Fe (II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II) dimulai dari pembentukan garam natrium karboksilat diman asam – asam karboksilat terlebih dahulu dideprotonasi dengan NaOH sehingga diperoleh ion karboksilat dan kompleksnya diuraikan dibawah ini.
3.2.1 Pembuatan Natrium Karboksilat
Ke dalam gelas erlenmeyer dimasukkan asam Heksadekanoat 10 gram ( 0, 0390 mol ) kemudian dilarutkan dalam alkohol. Ditambahkan larutan NaOH 0,5 N ( 0, 0425 mol ) dalam alkohol kedalam larutan asam heksadekanoat hingga pH = 9. Campuran direfluks selama 1 jam pada suhu 78 oC sambil diaduk kemudian didinginkan pada suhu kamar. Dipisahkan endapan dan filtrat dengan penyaringan. Endapan dikeringkan dan divakum hingga kering sehingga diperoleh 84,38 %. Kemudian dilakukan hal yang sama untuk asam dekanoat.
3.2.2 Pembuatan Kompleks Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II) dan Zn(II)
Natrium karboksilat 0,011 mol ( natrium etanoat 0,88 g; natrium dekanoat 2, 134 g; natrium palmitat 3,058 g) dimasukkan kedalam beaker gelas dan dilarutkan dalam alkohol. Dalam beaker gelas lain garam logam 0,005 mol dilarutkan dalam alkohol, Setelah itu kedua larutan dicampurkan dan direfluks selama 1 jam sambil diaduk. Setelah itu didiamkan hingga dingin lalu disaring. Endapan dicuci dengan alkohol kering berkalikali. Endapan disaring dan divakum hingga kering. Setelah itu dikarakterisasi dengan spektrofotometri FT-IR.
Universitas Sumatera Utara

22
3.3 Bagan Penelitian
3.3.1 Pembuatan Garam Natrium Karboksilat
Asam karboksilat ( asam etanoat, asam dekanoat, asam heksadekanoat )
Dilarutkan dalam alkohol Ditambahkan larutan NaOH 0,5 N hingga pH = 9 sambil diaduk dengan magnetik stirer Direfluks sambil dipanaskan Didinginkan pada suhu kamar Disaring

Endapan Dikeringkan Divakum hingga kering
Garam Natrium Karboksilat

Residu

Universitas Sumatera Utara

23

3.3.2 Pembuatan Kompleks Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II)

Garam FeSO4, CoCl2, NiCl2 , CuCl2, ZnCl2

Natrium Karboksilat ( Na atanoat, Na dekanoat, Na Heksadekanoat )

Dilarutkan dalam alkohol

Dilarutkan dalam alkohol

Dicampurkan larutan garam dengan larutan natrium karboksilat Direfluks pada suhu 78 oC selama 1 jam sambil diaduk
Didinginkan pada suhu kamar
Disaring

Endapan

Residu

Dicuci dengan alkohol kering berkali kali

Dikeringkan

Divakum hingga kering

Hasil

Karakterisasi dengan spektroskopi FT-IR

Universitas Sumatera Utara

BAB 4

24

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil 4.1.1 Pembuatan Natrium Karboksilat
Natrium etanoat diperoleh dari p.a E’merck dan digunakan sebagai ligannya sedangkan natrium dekanoat dan natrium heksadekanoat diperoleh dari reaksi asam dekanoat (0,0390 mol) dan asam heksadekanoat ( 0, 0390 mol ) dengan larutan NaOH 0,5 N pada pH= 9 . Campuran ini direfluks selama 1 jam sambil diaduk hingga semua asam dekanoat dan asam heksadekanoat bereaksi kemudian didinginkan pada suhu kamar sehingga diperoleh larutan dan padatan. Campuran disaring untuk memisahkan endapan dan filtrat. Endapan dikeringkan dan divakum hingga kering sehingga diperoleh natrium dekanoat 84,39% dan natrium palmitat 88,54% , keduanya berupa padatan putih
4.1.2 Pembuatan kompleks Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II) dan Zn(II)
Natrium karboksilat 0,011 mol dengan garam klorida dari Co(II), Ni(II), Cu(II) dan Zn(II) dan garam FeSO4 (0,005 mol)menghasilkan garam karboksilat masing – masing. Setelah itu garam – garam tersebut dikarakterisasi dengan spektrofotometri FT-IR dan hasilnya adalah sebagai berikut :

Universitas Sumatera Utara

25

Tabel 4.1 Pita Serapan Gugus Karbonil dan Hidroksil dari Asam Etanoat,

Dekanoat, Heksadekanoat

Asam Karboksilat

C=O (cm-1)

s

COO

(

cm-1

)

O-H (cm-1)

Asam etanoat (C2H4O2)

1732 ( nujol) 1716 ( neat )

1404 1408

3030 3054

Asam dekanoat (C10H20O2)

1711

1459

2923

Asam heksadekanoat (C16H32O2)

1704

1472

2919

Tabel 4.2 Pita Serapan Gugus Karbonil dari Kompleks Garam – Garam Fe, Co, Ni,

Cu dan Zn Karboksilat

No Kompleks

Warna

1 [Fe(C2H3O2)2] Coklat muda

C=O(cm-1) a COO (cm-1)

1789

1581

s COO (cm-1) 1468

2 [Co(C2H3O2)2] Ungu

1782

1585

1422

3 [Ni(C2H3O2)2] Hijau

1727

1563

1415

4 [Cu(C2H3O2)2] Biru

1711

1560

1417

5 [Zn(C2H3O2)2] Putih

1709

1558

1407

6 [Fe (C10H19O2)2] Coklat muda

1711

1586

1449

7 [Co (C10H19O2)2] Ungu

- 1559 1413

8 [Ni (C10H19O2)2] Hijau

1732

1594

1416

9 [Cu (C10H19O2)2] Biru

1712

1584

1424

10 [Zn (C10H19O2)2] Putih

- 1538 1467

11 [Fe (C16H31O2)2] Coklat muda

1704

1593

1471

12 [Co (C16H31O2)2] Ungu

- 1566 1466

13 [Ni (C16H31O2)2] Hijau

1755

1568

1468

14 [Cu (C16H31O2)2] Biru

1784

1587

1469

15 [Zn (C16H31O2)2] Putih

- 1543 1465

Universitas Sumatera Utara

26 4.2 Pembahasan 4.2.1 Spektrum Asam –Asam Karboksilat Dari Tabel 4.1 terlihat bahwa ke tiga asam karboksilat yaitu asam etanoat, asam dekanoat dan asam heksadekanoat masing – masing memiliki 2 pita serapan untuk gugus karbonil yaitu C=O pada 1732 cm-1, 1711 cm-1 dan 1704 cm-1 masing – masing untuk asam etanoat, dekanoat, heksadekanoat sedangkan untuk COO tampak pada pita serapan 1407 cm-1, 1454 cm-1 1472 cm-1 masing masing untuk asam etanoat(Gambar 4.1), asam dekanoat dan asam heksadekanoat(Lampiran 1 dan 2). Salah satu spektrum FT-IR yaitu untuk asam etanoat yang ditunjukkan pada Gambar 4.1 dibawah ini.
Gambar 4.1 Spektrum Inframerah Asam Etanoat Spektrum FT-IR dari asam etanoat yang dirun (neat) tanpa nujol ( Lampiran 11 ) menunjukkan C=O adalah 1715 cm-1 lebih rendah sekitar 17 cm-1 dibandingkan jika dirun dalam nujol menunjukkan pita serapan C=O sebesar 1732 cm-1. Hal ini menunjukkan
Universitas Sumatera Utara

27

bahwa dalam nujol, ikatan hidrogen antara molekul asam etanoat lebih lemah, sehingga C=O bertambah besar.

Dari spektrum FT-IR terlihat pita serapan pada bilangan gelombang 3030, 14 cm-1 yang sangat lebar ( broad ) dan sangat kuat yang diberikan oleh uluran ( stretching ) gugus O-H. Pita serapan yang sangat kuat dan lebar ini mengindikasikan adanya ikatan hidrogen antara molekul asam yang ditunjukkan pada garis putus, seperti terlihat pada gambar dibawah ini:

OHO

OHO

RC

CR

RC

CR

OHO

OHO

Gambar 4.2 Ikatan Hidrogen dalam Asam Karboksilat

4.2.2 Kompleks Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II) dan Zn(II) Etanoat
Reaksi garam – garam Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II) dan Zn(II) dengan natrium etanoat
dalam alkohol membentuk kompleks Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II) etanoat. Terbentuknya kompleks tersebut terlihat dari pergeseran pita serapan karbonil,C=O, dan COO asam etanoat pada 1404 cm-1 dan 1732 cm-1 (Tabel 4.1) menjadi 1789 – 1709 cm-1 untuk C=O pada garam – garam karboksilat. Disamping itu pada garam – garam karboksilat tersebut muncul pita serapan ion karboksilat asimetri, a COO- pada bilangan gelombang 1585 – 1558 cm-1 dan pita serapan ion karboksilat simetri, s COOpada 1468 – 1407 cm-1(Tabel 4.3).

Universitas Sumatera Utara

28

Tabel 4.3 Pita Serapan Gugus Karboksilat ( COO- ) dari Kompleks Fe, Co,Ni, Cu,

dan Zn Etanoat

Senyawa [Fe(C2H3O2)2] [Co(C2H3O2)2]

C=O (cm-1 ) 1789 1782

a C

Dokumen yang terkait

ADSORPSI ION Ni(II), Cu(II), Zn(II), Cd(II), dan Pb(II) DALAM LARUTAN OLEH ALGA Tetraselmis sp DENGAN PELAPISAN SILIKA-MAGNETIT (ADSORPTION OF Ni(II), Cu(II), Zn(II), Cd(II), and Pb(II) IONS IN SOLUTION By Tetraselmis sp ALGAE WITH A COATING SILICA-MAGNET

4 40 43

ADSORPSI ION Ni(II), Cu(II), Zn(II), Cd(II), DAN Pb(II) DALAM LARUTAN OLEH ALGA Chaetoceros sp DENGAN PELAPISAN SILIKA-MAGNETIT (THE ADSORPTION of Ni(II), Cu(II), Zn(II), Cd(II), and Pb(II) IONS in AQUEOUS SOLUTION by ALGAE Chaetoceros sp with SILICA-MAGN

1 12 40

TRANSP0R sELEKTIF ION Cu(II) DARI IoN Co(II), Ni(II) DAN Cd(II) DENGAN MEMAKAI DIMETILGLIOKSIM SEBAGAI PEMASKING MELALUI METODA MEMBRAN CAIR FASA RUAH.

0 0 7

TRANSPOR SELEKTIF Cd(II) DARI GANGGUAN Co(II), Ni(II) DAN Cu(II) DENGAN MEMAKAI ETILENDIAMIN SEBAGAI PEMASKING MELALUI METODA MEMBRAN CAIR FASA RUAH.

0 0 6

PENGARUH ION Co(II), Ni(II), DAN Cu(II) TERHADAP TRANSPOR ION Zn(II) MELALUI TEKNIK MEMBRAN CAIR FASA RUAH DENGAN ZAT PEMBAWA OKSIN.

0 0 6

TRANSPOR SELEKTIF ION ZN(II) DARI ION Co(II), Ni(II) DAN Cu (II) DENGAN MENGGGUNAKAN DIMETILGLIOKSIM SEBAGAI PEMASKING MELALUI METODA MEMBRAN CAIR FASA RUAH.

0 0 7

Transpor Selektif Cd(II) Dari Gangguan Co(II)' Ni(II) Dan Cu(II) Dengan Memakai Dimetilglioksim Sebagai Pemasking Melalui Metoda Membran Cair Fasa Ruah.

0 0 6

Density Functional Theory Untuk Penentuan Geometri Dan Sifat-Sifat Energetik Dari Kompleks Logam Co(Ii), Ni(Ii) - Dibutilditiokarbamat Dan Co(Ii), Ni(Ii) - Dibutilditiofosfat.

0 5 2

Phosphonate Modified Silica for Adsorption of Co(II), Ni(II), Cu(II), and Zn(II) | Widjonarko | Indonesian Journal of Chemistry 21251 40336 1 PB

0 0 9

Removal of Ni(II), Cu(II), and Zn(II) ions from aqueous solution using

0 0 11