Retno DS

SEMINAR NASIONAL PENELITIAN DAN PENDIDIKAN KIMIA
“Kontribusi Penelitian Kimia Terhadap Pengembangan Pendidikan Kimia”
ENKAPSULASI KOMPLEKS- ZEOLIT SINTETIS SEBAGAI
KATALIS DALAM REAKSI OKSIDASI ALKENA
Oleh: Dra.Retno Dwi Suyanti MSi, Jamalum Purba MSi, Ani Sutiani MSi
Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Medan
INTISARI
Modifikasi zeolit sintetis dengan senyawa kompleks sebagai katalis telah dilakukan pada
reaksi oksidasi olefin. Senyawa kompleks dari garam Mangan(II) dengan ligan 2,2’
dipiridin (dipy) telah disintesa secara stoikiometri. Senyawa kompleks yang diperoleh
mempunyai warna kuning cerah. Kompleks dari Mangan (II) dengan ligan 2,2’ dipiridin
memiliki kestabilan yang tinggi. Rumus molekul kompleks Mangan(II) mengikuti aturan
Werner yaitu [Mn(dipy)2]SO 4.5H2O. Rumus molekul tersebut diketahui dari data hasil
pengukuran Spektroskopi Serapan Atom dan Konduktometri serta penentuan jumlah air
kristal.
Zeolit sintetis Ca-Na-A telah disintesis dengan bahan dasar Na2SiO3 dan Al2(SO 4)3.
Zeolit sintetis hasil sintesis di karakterisasi secara kualitatif kemurniannya dengan XRD.
Senyawa kompleks hasil sintesa selanjutnya dienkapsulasi kedalam zeolit sintetis yang
sudah diaktivasi. Hasil enkapsulasi dikarakterisasi dengan spektrometer infra merah. Dari
data IR diketahui bahwa senyawa kompleks telah terenkapsulasi kedalam zeolit yang
ditandai munculnya spektra pada bilangan gelombang: 1050 cm -1 dan 1700 cm-1 , 2000
cm-1.
Hasil oksidasi sikloheksena dengan oksidator H2O2 dan katalis Mn(dipy)2Z
berdasarkan metabolismenya mampu mengendalikan reaksi sehingga produk yang
dihasilkan melewati tahap pembentukan epoksida, diol dan dikarboksilat. Produk-produk
hasil oksidasi tersebut disimpulkan berdasarkan uji kualitatif sederhana menggunakan
beberapa reagen dan indikator universal.
Kata kunci: Zeolit sintetis, kompleks, katalis, enkapsulasi, oksidasi, olefin.
ENCAPSULATION ZEOLITE SINTETIS-COMPLEXE AS KATALIS IN
REACTION OF OXIDATION ALKENE
By: Dra.Retno Dwi Suyanti MSi*
Chemical Lecturer Majors FMIPA State University of Medan.
ABSTRACT
Zeolite modification of sintetis with complexe compound as katalis have been
conducted at reaction of oxidation olefin. Complex compound of Manganese(II)
salts with 2,2’ dipiridin ( dipy) ligand have been synthesized stoichiometrically.
Complex compound which obtained have colour turn yellow fairly. Complex of
Seminar Nasional Penelitian dan Pendidikan Kimia, 9 Oktober 2004
1
Manganese ( II) with ligan 2,2’ dipiridin have high stability. Complexe Molecule
formula Mangan(II) following order of Werner that is [ Mn(dipy) 2]SO4.5H2O.
The Formula Molecule known from data result of measurement Spectroscopy
Absorption Atomic and Konduktometri and also determination of amount crystal
hydrat.
zeolite of Sintetis Ca-Na-A have synthesized with elementary materials Na2 SiO 3
and Al2(SO4) 3. Zeolite of Sintetis result characterized its qualitative properties
with XRD.
Complex Compounds result of synthesize is encapsulated into zeolite of sintetis
whic h have activation. Result of encapsulate characterized with spectrometer infra
red. The data of IR known that complexe compounds have encapsulated into
zeolite marked spectra at wave number: 1050 cm -1 and 1700 cm-1 , 2000 cm-1.
Result of oxidation sik loheksena with H 2O 2 oksidator with catalyst Mn(dipy)2 Z
pursuant to its metabolism can control reaction so that yielded product pass phase
forming of epoxide, diol and alkanedicarboxylic. Products result of the
oxidation concluded pursuant to simple qualitative test use universal indicator
and some reagen.
Keyword: Zeolite of Sintetic, complexes, catalyst, encapsulate, oxidation, olefin.
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pada ini 9 dari 10 industri kimia memerlukan katalis di dalam pengoperasiannya.
Penggunaan katalis sangat diperlukan pada proses oksidasi alkena baik untuk industri
maupun skala penelitian. Penelitian polimerisasi styrena menggunakan katalis telah
dilakukan menggunakan katalis zeolit alam dengan kompleks Ni(II) dan Co(III)
(Retno 2001)
Penelitian yang dilakukan untuk membuat katalis supaya menjadi lebih
berhasil dan berdaya guna antara lain dengan cara memperluas permukaan katalis,
sehingga kontak antara pereaksi dengan katalis menjadi lebih besar. Katalis logam
murni dapat digunakan dalam bentuk serbuk ataupun struktur sarang madu, namun
bentuk-bentuk ini memiliki kelemahan dalam efisiensi katalis. Disamping itu, katalis
logam murni menunjukkan stabilitas termal yang rendah dan pada akhirnya
Seminar Nasional Penelitian dan Pendidikan Kimia, 9 Oktober 2004
2
mengakibatkan turunnya luas permukaan karena terbentuknya logam yang sangat
kompak. (Mintova, 1996)
Zeolit termasuk suatu fasa aktif dan ko katalis insulator yang sesuai untuk
digunakan sebagai penyangga reaksi polimerisasi maupun oksidasi alkena. Zeolit
yang ditemukan di alam baru dapat digunakan sebagai katalis setelah mengalami
beberapa tahap aktivasi mencakup dealuminasi pertukaran ion dan kalsinasi.
Penggunaan zeolit sintetis dengan pori yang cukup besar seperti zeolit –Ca-Na-A
cukup efektif untuk mengenkapsulasi Co(II).(Norman,1986). Beberapa katalis telah
diteliti mampu mengarahkan reaksi polimerisasi styrena yaitu kompleks Ti(II), Co(III)
dan Cr(II) serta beberapa logam transisi dengan ko katalis senyawa organo logam:
MAO (Metil Aluminokson), TIBA (Tris Methyl Borat) dan gabungan antara MAO
dan SiO 2 (Tomutsu,1997). Beberapa kompleks logam transisi telah diteliti
kestabilannya oleh peneliti antara lain kompleks tembaga(II) dengan ligan-ligan
bidentat dengan atom N sebagai atom donor. (Retno, 1997). Kompleks Co(II) dan
Ni(II) dengan ligan etil aseto asetat yang terenkapsulasi ke dalam zeolit alam juga
telah disintesis dan dikarakterisasi peneliti.
Penelitian yang akan dilakukan saat ini adalah kelanjutan penelitian terdahulu
dengan memanfaatkan hasil sintesis Ca-Na-A sebagai kokatalis sekaligus penyangga
kompleks Mn(II) dengan ligan 2,2’ bipiridin. Disamping melihat kemampuan
kemampuan zeolit sintetis menggantikan kedudukan senyawa organo logam yang
sangat mahal tersebut sebagai ko-katalis, dengan jalan mengenkapsulasi kompleks
Mn(II) bipiridin hasil sintesa. Penelitian ini juga melihat kemampuan zeolit sintetis
yang lebih murni dibanding zeolit alam mengenkapsulasi logam transisi tersebut
untuk sela njutnya digunakan sebagai katalis yang mampu mengarahkan reaksi
polimerisasi maupun reaksi oksidasi alkena. Penggunaan katalis pada oksidasi alkena
diperkirakan mampu mengendalikan dan menseleksi produk reaksi oksidasi alkena
sehingga mendapatkan produk ya ng dikehendaki apakah berupa aldehida, alkohol
atau asam karboksilat.
B. Perumusan Masalah
Berdasarkan Latar belakang yang telah diuraikan, maka yang menjadi rumusan
masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Bagaimana mensintesa zeolit sintetis dengan rumus molekul Ca-Na-Z
Seminar Nasional Penelitian dan Pendidikan Kimia, 9 Oktober 2004
3
2. Apakah kompleks Mn(II)dipiridin dapat terenkapsulasi ke dalam zeolit sintetis
tersebut.
3. Bagaimana hasil reaksi oksidasi alkena menggunakan katalis tersebut?
C. Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian ini mencakup bidang anorganik kompleks dan identifikasi
gugus fungsi senyawa organik
D. TINJAUAN PUSTAKA
1. Kompleks Mangan (II)
Mangan (Mn) dengan nomor atom 25 terletak pada periode ke-4 dan golongan VIIB
dalam sistem periodik unsur-unsur (IUPAC). Unsur logam ini mempunyai bilangan
oksidasi +2, +3, +4, +6 dan +7 tetapi tingkat oksidasi yang umum dikenal adalah +2
sehingga konfigurasi elektronnya pada orbital d adalah d5(Cotton, 1989 : 495). Ion
mangan(II) dapat membentuk senyawa kompleks dengan ligan-ligan karena ion ini
masih mempunya i orbital d yang belum penuh terisi elektron.
Orbital- orbital d
tersebut dapat berfungsi sebagai penerima pasangan elektron dari ligan sehingga
terbentuk senyawa kompleks dengan ikatan kovalen koordinasi. Banyaknya orbital
kosong yang digunakan untuk mengikat ligan sangat mempengaruhi karakter senyawa
kompleks yang terbentuk. Ligan asetilasetonato (acac) dan ligan bipiridin merupakan
senyawa organik yang dikelompokkan ke dalam ligan kuat. Ligan kuat menyebabkan
elektron-elektron yang belum berpasangan pada orbital d didesak menjadi
berpasangan. Apabila senyawa organik dipakai sebagai pengompleks maka harus
diingat bahwa pasangan elektron sebenarnya terletak pada gugus atom tertentu,
biasanya gugus fungsi yang menentukan perilaku molekul keseluruhan termasuk
kecenderungan membentuk senyawa kompleks. Senyawa kompleks Mn(II) dengan
ligan asetilasetonato memiliki bilangan koordinasi 4 dengan rumus molekul
[Mn(acac)2]SO4 dan berwarna coklat muda. Sedangkan senyawa kompleks Mn(II)
dengan ligan piridin memilik i bilangan koordinasi 4 dengan rumus molekul
[Mn(py) 4]SO 4 berwarna coklat tua. Kompleks mangan(II) dengan ligan 2,2’dipiridin
juga telah disintesis memberikan kristal berwarna kuning dengan rumus molekul
[Mn(dipy) 2]SO4.H 2O. (Retno, 2003)
Seminar Nasional Penelitian dan Pendidikan Kimia, 9 Oktober 2004
4
2. Ligan 2,2’dipiridin
2,2’ dipiridin merupakan ligan kuat yang mempunyai gugus diimin :
-C=N -C-C-N=C-, yang berfungsi sebagai ligan bidentat. Ligan sepit (chelate) ini
mengandung dua atom nitrogen sebagai atom donor. Ligan ini memiliki titik leleh
69,7oC dan bisa berkoordinasi dengan hampir semua ion logam-logam transisi.
Struktur kristal ligan ini telah diteliti Merrit( dalam Retno 1997) dengan metode
difraksi sinar-X terhadap kristal tunggalnya. Ligan ini memiliki satuan sel monoklin
dengan harga a = 5,66 Å, b = 6,24 Å, c = 13,46 Å dan posisi atom -atomnya
ditentukan oleh proyeksi kerapatan elektron. Struktur ligan:
N
N
Gambar 1. Struktur 2,2’ dipiridin
3. Zeolit
Nama zeolit yang berarti batu membuih disesuaikan dengan sifat mineral yang
bersangkutan, yaitu akan membuih bila dipanaskan dalam tabung terbuka pada
temperatur 300-400 oC (Sarno, l987:ll2). Secara empirik zeolit dapat dinyatakan
dengan rumus molekul berikut : Mx/n. [(AlO 2)x (SiO 2)y].zH 2O dimana
M = Logam alkali atau alkali tanah
n = valensi logam alkali
x = 2 hingga l0
y = 2 hingga 7
Mx/n adalah kation bervalensi n yang terdapat diluar kerangka zeolit, [(AlO 2)x (SiO 2) y]
adalah kerangka zeolit aluminasilikat dan z H2O merupakan air kristal yang terdapat
diluar kerangka zeolit. Rasio Si/Al (y/x) didalam kerangka zeolit menentukan struktur
dan sifat-sifat zeolit. Didalam zeolit A yang memiliki rasio Si/Al = 1, maka setiap
atom Si terikat dengan 4 atom Al melalui oksigen. Aturan Lowenstein
mengemukakan bahwa secara umum didalam zeolit A terdapat rasio Si/Al sama
dengan 1 tetapi dimungkinkan juga rasio lebih tinggi atau Si/Al > 1.
Seminar Nasional Penelitian dan Pendidikan Kimia, 9 Oktober 2004
5
Kation-kation bervalensi n (Mn+) diluar kerangka zeolit diperlukan untuk
menyeimbangkan muatan negatif kerangka zeolit. Kation-kation penyeimbang dapat
mengalami pertukaran dengan ion lain pada saat zeolit diberi perlakuan penambahan
garam. Pertukaran kation oleh ion lain yang berbeda muatan dan ukuran akan
berpengaruh terhadap ukuran pori dan sifat
absorbsi zeolit 14. Air kristal yang menempati pori-pori zeolit dapat dihilangkan
melalui proses pemanasan pada suhu sekitar 350oC. Pada beberapa zeolit pelepasan
air kristal bersifat reversibel sehingga rongga atau pori dapat digunakan untuk
menyerap molekul lain. Berdasarkan sifat tersebut maka zeolit dapat digunakan
sebagai penyaring molekul.
Zeolit adalah kristal alumino silikat dengan struktur kerangka berpori yang
berisi kation dan molekul air. Unit dasar penbentuk zeolit adalah SiO 4 dan AlO 4 yang
mempunyai bentuk tetrahedral. Tetrahedral-tetrahedral tersebut berikatan satu sama
lain me mbentuk polyhedral. Persenyawaan antar polihedral kemudian membentuk
tektosilikat dalam susunan tiga dimensi. Pada kerangka zeolit sebagian Si bervalensi 4
diganti oleh Al bervalensi 3. Akibatnya terjadi defisiensi muatan positif dalam
kerangka yang dinetralkan dengan ion bervalensi l atau 2 seperti NH4+ , Na+ , K+ , Ca2+,
Mg 2+ dan Sr2+ ( Mumpton dan Fishman, l977 : ll89). Perbandingan antara Si4+ dan
Al3+ berkisar l:l sampai l00:l.
Struktur yang paling stabil adalah mineral zeolit yang perbandingan Si dan Alnya adalah l:l (Komar, l987)
Rasio Si/Antara lain (y/x) didalam kerangka zeolit menentukan struktur dan
sifat-sifat zeolit. Aturan Lowenstein mengemukakan bahwa secara umum didalam
zeolit A terdapat rasio Si/Antara lain sama dengan 1, tetapi dimungkinkan rasio yang
lebih tinggi atau Si/Antara lain lebih besar atau sama dengan 1 (dwyer dan Dyer,
1984). Zeolit dengan struktur khas yang dimilikinya, memperlihatkan sifat-sifat fisika
dan kimia yang sangat menarik. Beberapa sifat kimia zeolit yang banyak dipelajari
dan dimanfaatkan secara luas adalah sifat selektivitas adsorbsi, penukar ion dan
katalis aktif.
Zeolit termasuk katalis insulator( katalis asam-basa). Karena zeolit memiliki
pusat asam baik bronsted atau lewis maka zeolit bisa aktif dalam reaksi yang
melibatkan senyawa antara karbokation dan karboanion seperti polimerisasi.
Penggunaan zeolit sebagai katalis yang umum antara lain adalah zeolit sebagai
Seminar Nasional Penelitian dan Pendidikan Kimia, 9 Oktober 2004
6
pendukung katalis logam (enkapsulasi). Enkapsulasi ini dipreparasi dengan mengganti
bagian kosong dalam zeolit dengan ion logam tertentu.(S.Mintova, 1996).
Kegunaan zeolit dalam pelunakan air adalah dengan pertukaran ion.
Ion-ion
tertentu seperti kalsium dan magnesium, mengganggu dalam air, karena membentuk
endapan tak larut seperti gumpalan apabila kontak dengan sabun. Bila air dialirkan
melalui suatu lapisan zeolit yang telah dihancurkan, ion Ca2+ dan Mg2+ dalam larutan
cenderung untuk tertarik pada mineral itu.
D. Katalisator
Katalis didefinisikan sebagai zat yang dapat mempercepat dan mengendalikan reaksi
tetapi tidak tergabung dalam produk reaksi. Kemampuan katalismempercepat reaksi
merupakan
akibat
dari
kemampuannya
berinteraksi
dengan
reaktan-reaktan
membentuk senyawa antara yang aktif. Dewasa ini sembilan (9) dari sepuluh (l0)
industri kimia kimia menggunakan katalis untuk mempercepat reaksi yang terlibat
didalamnya. Pada umumnya katalis bersifat spesifik artinya katalis tertentu hanya
mempercepat reaksi tertentu saja. Katalis dibentuk dari komponen-komponen yang
dapat menunjang sifat katalis yang diharapkan seperti aktif, selektif, stabil dan murah
serta memiliki konduktivitas termal yang tinggi. Fasa aktif mengemban fungsi utama
katalis untuk mempercepat dan mengarahkan reaksi. Katalis ini tidak memiliki
kemampuan memindahkan elektron. Oleh karena itu katalis insulator ini tidak aktif
dalam reaksi redoks. Tetapi, karena zeolit memiliki pusat asam baik bronsted atau
lewis, maka zeolit bisa aktif dalam reaksi yang melibatkan senyawa antara
karbokation dan karbonion seperti polimerisasi.
Penelitian tentang katalis pada polimerisasi styrena telah dilakukan, hasil dari
penelitian ini menunjukkan ada 4 kompleks logam transisi yang telah terbukti sebagai
katalis pada proses tersebut, yaitu Ti (IV,III,II) Co (III), Cr(III) dan Ni(II). Namun
demikian katalis tersebut dalam bekerjanya harus didukung ko-katalis yaitu suatu
senyawa organologam MAO dan TIBA (Norman, 1986)
E. Alkena Pada Industri Kimia
Alkena dalam industri kimia dikenal dengan olefin. Banyak reaksi oksidasireduksi senyawa organik diperkirakan berlangsung dengan alur radikal bebas.
Oksidasi hidrokarbon dalam industri dilaksanakan pada suhu tinggi dalam keadaan
berudara. Pemutusan ikatan oksigen-oksigen dari hidroperoksida dan perombakan
radikal alkoksi yang dihasilkan menyebabkan terbentuknya aldehida dan keton yang
Seminar Nasional Penelitian dan Pendidikan Kimia, 9 Oktober 2004
7
selanjutnya dioksidasi menjadi asam karboksilat. Senyawa-senyawa tersebut dapat
dibuat dari proses adisi, polimerisasi reduksi maupun oksidasi.
Oksidasi alkena
memungkinkan untuk mendapatkan produk akhir seperti epoksida, be nzaldehida,
alkohol atau diol maupun karboksilat atau dikarboksilat. Penggunaan katalis mampu
menseleksi reaksi oksidasi tersebut sehingga dapat menghasilkan produk yang
dikehendaki.
Skema reaksi katalitik dengan cis-[Mn(bpy) 2]2+-Y akan melalui
pembentukan a. epoksida b. diol, c. diketon dan d. monomolekular asam
alkanadikarboksilat atau pembentukan asam bimolekular alkanadikarboksilat. Asam
adipat memungkinkan diproduksi industri melalui siklopentena (n=1), sikloheksena
(n=2), siklooktena (n=4) dan sebaga inya.
Tujuan Yang ingin dicapai
1. Mensintesis dan mengkarakterisasi zeolit sintetis Ca-Na-A
2. Mengenkapsulasi kompleks Mn(II) dengan ligan 2,2’dipiridin kedalam zeolit
sintetis Ca-Na-A
3. Mengkarakterisasi
hasil
enkapsulasi
kompleks
Mn(II)
dengan
ligan
2,2’dipiridin tersebut sebagai katalis
4. Mengkarakterisasi hasil oksidasi olefin (siklo heksena) yang menggunakan
katalis kompleks Mn(II) zeolit kompleks
Seminar Nasional Penelitian dan Pendidikan Kimia, 9 Oktober 2004
8
METODE PENELITIAN
Prosedur Penelitian
Skema Garis Besar Penelitian:
LARUTAN KOMPLEKS
Mn(II)-dipiridin
Ca-Na-Zeolit
Aktivasi
Karakterisasi
XRD, IR
Kristalisasi
Karakterisasi
AAS,
konduktometr
ENKAPSULASI
KARAKTERISASI
REAKSI OKSIDASI
ALKENA
KARAKTERISASI
PRODUK REAKSI
HASIL DAN PEMBAHASAN
A.Hasil Sintesa
Reaksi antara senyawa ion logam mangan(II) dengan ligan dipiridin
menghasilkan senyawa kompleks yang berwarna kuning cerah. Kompleks
mangan(II)dipiridin memiliki kestabilan tinggi yang ditandai dengan tingginya suhu
penguraian dan tidak teroksidasinya kristal dalam keadaan terbuka. Hasil sintesa
zeolit sintetis Ca-Na-A merupakan padatan yang kering dan sangat bersih sehingga
memiliki daya absorbsi dan daya enkapsulasi yang lebih tinggi dibanding zeolit alam.
Zeolit ini juga memiliki ke murnian tinggi dilihat dari 10 puncak utama dari
difraktogramnya. Hasil enkapsulasi kompleks kedalam zeolit menunjukkan kristal
Seminar Nasional Penelitian dan Pendidikan Kimia, 9 Oktober 2004
9
yang homogen berwarna coklat muda. Terenkapsulasinya kompleks kedalam zeolit
sintetis diperiksa dari data IR.
B. Hasil Karakterisasi Kompleks Mn(II)
1. Penentuan Suhu Penguraian
Untuk menentukan suhu penguraian senyawa kompleks digunakan melting
point. Adapun hasil pengukuran sebagai berikut:
TABEL I
SUHU PENGURAIAN SENYAWA KOMPLEKS Mn(II)
No
Senyawa
Suhu Penguraian
295 – 296oC
[Mn(dipy)2]SO 4
Dari data tersebut diketahui bahwa kompleks Mn(II)dipiridin stabil, dengan suhu
penguraian diatas suhu penguraian air kristal yaitu suhu 110oC.
2. Hasil Penentuan Jumlah Air Kristal
Dari pengeringan sampel dalam oven pada suhu 110oC dan ditimbang sampai
beratnya konstan maka diperoleh data sebagi berikut :
TABEL II
DATA HASIL PENENTUAN JUMLAH AIR KRISTAL
No
Sampel
Berat Awal (gram)
Berat akhir (gram)
Jumlah H2O
[Mn(dipy)2]SO 4
0,110
0,093 gram
5 H2O
Dari data diatas diketahui bahw a kompleks mangan(II) mengikat 5 mol air
kristal.
3. Hasil Penentuan Kadar Mangan(II) Dalam Sampel
Pengukuran larutan standar dan larutan sampel menggunakan instrumen AAS
merk GBC tipe AA-932. Kondisi analisis untuk menentukan kadar Mn(II) dalam
kompleks digunakan standar MnSO 4. H2O pada λmax = 279,5 nm .
Dari hasil perhitungan diperoleh persamaan regresi linier untuk kompleks
mangan(II):
y = -0,0044 + 0,1343X. Adapun konsentrasi Mangan(II) dalam senyawa kompleks
disajikan pada Tabel III berikut.
Seminar Nasional Penelitian dan Pendidikan Kimia, 9 Oktober 2004
10
TABEL III
HASIL PENGUKURAN KADAR LOGAM Mn DALAM SAMPEL
No
1.
Sampel
[Mn(dipy)2SO4 5H2O
Abs
0,222
[Logam]
Kadar (%)
ppm
Perc. Teori
1,69
9,88
9,87
Data tersebut diatas diperoleh dari hasil pengukuran sampel dengan konsentrasi Mn
dalam sampel sekitar 9,9 ppm. Berdasarkan perbandingan kadar logam secara
percobaan dan teoritis maka dapat dipastikan bahwa kompleks kobal memiliki rumus
molekul [Mn(dipy)2 ]SO 4.5H 2O .
4. Hasil Pengukuran Daya Hantar Cuplikan
Pengukuran daya hantar dilakukan dengan konduktometer tipe CG 859.
Senyawa kompleks yang telah dibuat dilarutkan dalam pelarut yang sesuai tabel
standar sehingga konsentrasinya
10-3 M. Berikut ini data hasil pengukuran daya
hantar kompleks:
TABEL IV
HASIL PENGUKURAN DAYA HANTAR SENYAWA KOMPLEKS
No
Sampe l
Λ(S cm2 mol-1)
Tipe elektrolit
Jumlah
Muatan
1.
[Mn(dipy)2SO4 5H2O
103
1:1
+2
5. Hasil enkapsulasi Kompleks Kedalam Zeolit
Hasil enkapsulasi ini diamati dengan spektrometer IR. Dari spektra yang
diperoleh diketahui bahwa spektra tajam yang muncul pada zeolit Ca-Na-A murni
yaitu didaerah bilangan gelombang 1050 cm -1 dan merupakan vibrasi ulur asimetrik
dan merupakan vibrasi eksternal antar sambungan tetrahedral TO4 (T = Si atau Al)
sementara setelah dienkapsulasikan kompleks Mn(II) kedalamnya terjadi penumpulan
spektra pada bilangan gelombang tersebut dan perbandingan spektra yang muncul
pada kompleks, aeolit sintetis murni dan katalis tercantum pada tabel berikut.
Seminar Nasional Penelitian dan Pendidikan Kimia, 9 Oktober 2004
11
TABEL V
HASIL PENGKURAN DENGAN IR
No
Sampel
Daerah Spektra IR cm-1
1.
[Mn(dipy)2SO4 5H2O
1080, 3200
2
Zeolit Ca-Na-A
1050, 1700, 2000, 3200
3
Katalis
1700, 2000, 3200
Dari data spektra tersebut menunjukkan bahwa kompleks telah terenkapsulasi
kedalam zeolit dan siap digunakan sebagai katalis pada reaksi oksidasi olefin guna
mengendalikan reaksi sehingga diperoleh produk yang selektif.
C. Hasil Karakterisasi Zeolit dengan XRD
Berdasarkan difraktogram tersebut dapat diketahui harga d (Å) dan total intensitas 10
puncak utama khas zeolit Ca-Na-A hasil sintesis dinyatakan pada tabel berikut.
TABEL VI
HARGA d (Å) DAN INTENSITAS 10 PUNCAK ZEOLIT SINTETIS
No
d (Å
I/Io ( I rel )
2,7885
56
2,7851
70
2,7851
70
2,7809
88
2,7784
98
2,7759
100
2,7742
98
2,7717
93
2.7683
76
2,7650
58
? Irel = 727
Berdasarkan total intensitas relatif yaitu 727 maka zeolit sintetis ini memiliki
kemurnian yang sangat tinggi. Dari harga d (jarak antar bidang ) diketahui zeolit
sintetis ini mempunyai harga d dengan intensitas utama khas adalah 2,7759 angstrom.
D.HASIL OKSIDASI
Hasil oksidasi olefin jenis siklohexena dengan katalis kompleks Mn-zeolit
menggunakan oksidator hidrogen peroksida 30% pada suhu 30 oC selama 2 jam, 4 jam
dan 40 jam menghasilkan produk yang mengandung gugus fungsi epoksida, campuran
epoksida (dengan selektifitas lebih tinggi) dan diol serta dikarboksilat.
Seminar Nasional Penelitian dan Pendidikan Kimia, 9 Oktober 2004
12
TABEL VII
HASIL OKSIDASI OLEFIN(SIKLOHEKSENA) PADA SUHU KAMAR
No
Substrat
Katalis
Selektifitas
Waktu
pH
Produk
1
Siklohexena
Mn(dipy) 2Z
Epoksida
2 jam
7
2
Siklohexena
Mn(dipy) 2Z
Epoxida,
4 jam
7
diol
3
Siklohexena
Mn(dipy) 2Z
dikarboksilat 40 jam
6
4
Siklohexena
-
Asam
3
1 jam
dikarboksilat
Data diatas diambil berdasrkan reaksi antara 0,2 mmol kompleks dengan 60
mmol substrat olefin (siklohexena) dan H2O2 30% yang ditambahkan dengan
kecepatan 20 mmol per jam.
Karakterisasi Hasil Oksidasi
Karakterisasi secara kualitatif didasarkan pada pengukuran pH dimana jika
sikloheksena dioksidasi tanpa katalis maka dalam waktu singkat langsung diperoleh
produk asam adipat yang ditandai dengan terbentuknya ester yang berbau harum
apabila hasil oksidasi tersebut tersebut direaksikan dengan etanol dengan katalis
asam dan harga pH 3. Penggunaan katalis mampu mengendalikan dan menseleksi
produk oksidasi sehingga diperoleh produk dengan gugus epoksida, diol , baru
dikarboksilat yang diidentifikasi dengan K2Cr 2O 7 dalam suasana asam reagen ini
positif memberikan warna hijau pada saat terbentuk diol karena terbentuknya Cr3+.
Dengan demikian hasil reaksi produk dengan reagen ini negatif pada saat reaksi
berlangsung 2 jam dan 40 jam yang berarti tidak dihasilkan gugus alkohol.
KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
1. Ion logam Mn(II) dapat membentuk kompleks dengan ligan 2,2’ dipiridin,
dengan rumus molekul Mn(dipy) 2SO4.5H 2O
2. Zeolit sintetis Ca-Na-A berdasarkan puncak difraktogramnya memiliki derajat
kristalinitas dan kemurnian yang tinggi.
Seminar Nasional Penelitian dan Pendidikan Kimia, 9 Oktober 2004
13
3. Senyawa kompleks yang disintesa dapat dienkapsulasi kedalam zeolit sintetis
Ca-Na-A
4. Hasil karakterisasi enkapsulasi kompleks zeolit dengan IR ditandai munculnya
spektra tajam pada bilangan gelombang 1050 cm-1 , 1700 cm-1 dan 2000 cm-1
5. Kompleks Mn(dipy) 2SO4.5H 2O yang terenkapsulasi kedalam zeolit dapat
digunakan sebagai katalis pada berbagai reaksi oksidasi alkena.
6. Katalis Mn(dipy) 2-Zeolit dapat mengendalikan reaksi oksidasi sikloheksena
secara selektif.
B. SARAN
1. Perlu dilakukan karakterisasi lanjutan terhadap katalis Mn(dipy)2-zeolit guna
mendapatkan data yang lebih akurat dan kondisi optimalnya.
2. Perlu dibandingkan efektifitas katalis dengan katalis lain yang menggunakan
zat aktif kompleks seperti Ti(acac)3Cl3 dan Cr(acac)3Cl3 dan Mn(acac) 2SO4
DAFTAR PUSTAKA
1. Retno Dwi Suyanti, Pengaruh Penggunaan Kompleks Co(II) dan Ni(II) sebagai
katalis pada polimerisasi styrena, penelitian HEDS, DIKTI, UNIMED MEDAN, 2001
2. N. Tomutsu, Catalysis Surveys From Japan, l, l997, h. 89-ll0 Jepang
3. Svetlana Mintova, Zeolit, Elsevier, l6:3l-34,l996, New York
4. Retno Dwi Suyanti, Sintesis dan karakterisasi kompleks tembaga(II) dengan ligan
bidentat yang mengandung atom N sebagai atom donor, tesis, ITB, Bandung l997
5. Peter-Paul, et al, Letter to Nature, Vol.369, June l994
6. Endang Widjayanti, Pengaruh Jumlah Cincin Aromatik terhadap Kekuatan Ligan
pada kompleks Nikel(II), Tesis ITB, l992
7. Sarno,H, Lempung, Zeolit, Dolomit dan Magnesit, Direktorat Sumber daya
Mineral, Bandung l987
8. D. Lavabre, Journal of Chemical Education, l988,274
9. Wolfgang. M.H.Sachtler, Acc. Chem Res, l993 26, h.383-387
10. Prakash, Satya et al, Advanced Inorganic Chemistry , Ram Nagar, New Delhi, l980
11. Angelici, Jr, Synthesisi and Technique In Inorganic Chemistry, Philadelpia :
WB.Sunder, l970
12. D.F.Shriver, P.W. Atkin and C.H. Langford, Inorganic Chemistry, Oxford
University Press, l990
13. N.N. Green Wood and Earnshour, Chemistry of the Element, Perganon Press,
Oxford, l984
14. Ismono, Cara-cara Optik dalam Analisa Kimia , Departemen Kimia ITB,
Bandung, l98l
15. Hamdan,H. l992, Introduction to Zeolite, Synthesis, Characterication and
Modification , University Technologi, Malaysia
16. Gunar Lars Sillen, Stability Constants of Metal ion Complexes, Special
Publication no.25, The Chemical Society, London, l97l
17. Norman Heron, Inorganic Chemistry, vol.25, No.26, 1986 h 4714-4717
Seminar Nasional Penelitian dan Pendidikan Kimia, 9 Oktober 2004
14
18. Iis Siti Jahro, 1999, Sintesis Zeolit 4A Dari Bahan Dasar Fraksi Ringan Abu
Layang Non Magnetik, makalah seminar, FPMIPA, IKIP Medan, 1999
Seminar Nasional Penelitian dan Pendidikan Kimia, 9 Oktober 2004
15