SINTENSIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS LOGAM

Volume 16, Nomor 1, Hal. 01-08
Januari – Juni 2014
ISSN:0852-8349
SINTENSIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS LOGAM
KADMIUM (II) DENGAN LIGAN KUFPERON
Intan Lestari, Afrida, Aulia Sanova
Fakultas Sains Dan Teknologi Universitas Jambi
Kampus Pinang Masak, Mendalo – Darat Jambi 36361
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian sintesis senyawa kompleks antara logam kadmium
dengan ligan kupferon. Senyawa kompleks yang terbentuk antara logam kadmium
dan ligan kupferon disintesis dengan menentukan kondisi awal pH optimal senyawa
kompleks, selanjutnya ditentukan rumus stoikiometri senyawa kompleks dan
dianalisis karakterisasi ikatan yang terbentuk dengan instrumen Infra Merah (IR)
serta dihitung nilai rendemen dari senyawa kompleks terbentuk. Variabel yang
ditentukan dalam penelitian adalah menentukan pH serapan optimum pembentukan
senyawa kompleks dengan menggunakan spektrofotometer UV, penentuan rumus
stoikiometri kompleks dilakukan dengan metode variasi kontinu (metode job),
menentukan ikatan yang terbentuk dikarakterisasi dengan menggunakan alat
Spektrofotometer Inframerah (IR). Sedangkan untuk melihat efisiensi metoda yang
digunakan dihitung melalui nilai rendemen dari sintesis yang dilakukan. Hasil
penelitian menunjukkan pH optimum pembentukan senyawa kompleks logam
kadmium (II) dengan kupferon adalah pada pH 3, rumus stoikiometrinya terbentuk
dengan rasio logam : ligan yaitu 1 : 4, spektum inframerah menunjukkan adanya
gugus OH pada serapan maksimum 3448,72 cm-1, vibrasi C-C rentangan
ditunjukkan adanya serapan pada 2083,12 cm-1, vibrasi rentangan C-N ditunjukkan
serapan pada 1635,64 cm-1, vibrasi Cd-O terjadi pada serapan maksimum tajam
370,33 cm-1 dan serapan lemah pada 1213 cm-1. Gugus fungsional terjadi pada (CO) yaitu 1458 cm-1 dan gugus (C-N) yaitu 1635,64 cm-1. Hal ini menunjukkan
ikatan yang terjadi antara Cd dengan O maupun ikatan antara Cd dengan N pada
ligan kupferon, sedangkan nilai rendemen sintesis kompleks adalah 78,43%.
Berdasarkan hasil penelitian dapat simpulkan bahwa logam kadmium (II) dapat
dikomplekskan
oleh ligan kupferon
dan membentuk senyawa kompleks
[Cd(C6H10N3O2)4].
Kata Kunci : Sintesis,
kupferon.
senyawa kompleks, ion logam Kadmium (Cd2+), ligan
PENDAHULUAN
Berbagai macam logam berat yang
terdapat di dalam badan perairan,
diantaranya seng (Zn), timbal (Pb),
kadmium (Cd), dan air raksa (Hg),
dimana badan perairan yang telah
dimasuki oleh senyawa atau ion-ion
Zn, Pb, Cd, dan Hg melebihi nilai
ambang batas dapat mengakibatkan
kematian bagi biota perairan dan
selanjutnya akan membahayakan
manusia yang mengkonsumsi ikan
tersebut.
Berdasarkan penelitian yang telah
dilakukan oleh Ngatijo (1995) telah
melakukan sintesis senyawa kompleks
logam kadmium (II) dengan ligan 8hidroksikuinolin dengan variasi pH
01
Jurnal Penelitian Universitas Jambi Seri Sains
larutan dan jumlah fraksimol ligan.
Selain itu berdasarkan penelitian
Edwin dkk (1997) telah melakukan
sintesis dan karakterisasi senyawa
kompleks kadmium dengan ligan
dietilditiokarbamat dan diperoleh
senyawa
kompleks
[bis
(dietilditiokarbamato) kadmium(II)]
dimana ligannya berasal dari garam
natrium dietilditiokarbamat.
Senyawa
kompleks
dapat
digunakan dalam analisis kualitatif
sebagai
pengembangan
prosedur
analisis logam berat. Logam-logam
tersebut contohnya logam kadmium
dapat diubah menjadi suatu senyawa
kompleks dan diikuti ekstraksi dalam
pelarut organik yang sesuai, sehingga
konsentrasi logam dapat dianalisis
secara
spektrofotometri.
Sebagai
contoh,
campuran
ion
logam
bervalensi dua, tiga, dan empat
dipisahkan melalui pembentukan
senyawa kompleks dengan kupferon,
kompleks kupferon dari logam
bervalensi dua dapat diekstraksi
dengan pelarut organik contohnya
etanol dan eter, dan valensi tiga dan
empat dapat diekstraksi dari pelarut
air. Senyawa kompleks merupakan
senyawa yang tersusun dari atom pusat
dan ligan. Atom pusat bisa berupa
logam transisi, alkali atau alkali tanah.
Ion atau molekul netral yang memiliki
atom - atom donor yang dikoordi
nasikan dengan atom pusat disebut
dengan ligan. Senyawa kompleks
terbentuk akibat terjadinya ikatan
kovalen koordinasi antara ion logam
atom pusat dengan suatu ligan.
Menurut Ngatijo (1995) sintesis
senyawa kompleks melibatkan reaksi
antara larutan yang mengandung
molekul atau ion negatif sebagai ligan.
Beberapa molekul organik seperti
kupferon, 8-hidroksikuinolin (oksin),
benzoilaseton dan lain-lain, dapat
berfungsi sebagai ligan dalam
08
pembentukan kompleks dengan logam
transisi.
Salah satu metode penentuan
komposisi kompleks adalah dengan
variasi kontinu atau sering disebut
metode Job. Ikatan antara inti dan
ligan bersifat kovalen. Faktor pH
dapat mempengaruhi pembentukan
khelat logam yang kuat (Sakidjah
dalam Muhendri, 1996). Berbagai
logam membentuk kompleks pada pH
tertentu (Khopkar, 1990).
Teknik ekstraksi pelarut merupakan
salah satu metode yang terus dipelajari
dan
dikembangkan
untuk
meningkatkan efisiensinya dalam
pemisahan dan pemekatan logam pada
skala industri. Pemilihan metode
ekstraksi mempunyai keunggulan
dalam penggunaannya karena tidak
membutuhkan peralatan mahal dan
rumit. Selain itu, pelarutnya dapat
digunakan kembali untuk proses
pemisahan selanjutnya.
METODE PENELITIAN
Penelitian dilakukan dengan cara
mensintesis senyawa kompleks antara
logam cadmium dengan ligan kup
feron. Karakterisasi senyawa kom
pleks logam kadmium (II) dengan
kupferon dilakukan dengan spek
trofotometer inframerah sedangkan
analisis absorbansi dilakukan dengan
instrument spektrofotometer ultra
violet model spektronik 20-D.
Parameter yang diuji adalah variasi
pH larutan Cd2+ dan variasi
perbandingan fraksi mol ligan
kupferon, dianalisa dengan spektronik
20-D.
Penentuan pH optimum sintesis
senyawa kompleks Cd (II) dengan
kupferon
Larutan masing –masing 10 mL
mengandung ion kadmium (II) 10 ppm
diatur kondisi dengan pH bervariasi 3,
Intan Lestari., dkk: Sintensi Dan Karakterisasi Sen yawa Kompleks Logam Kadmium (II)
Dengan Logam Kufperon
4, 5 dan 6 selanjutnay direaksikan
dengan 5 mL ligan kupferon dalam
pelarut kloroform. Kemudian masingmasing larutan diekstraksi selama 10
menit dengan corong
pisah.
Selanjutnya dipisahkan antara fasa
organik dan fasa air. Fasa organik
diamati
absorbansi
kompleksnya
dengan spektrofotometer uv-vis pada
panjang gelombang 420 nm. Dari data
kurva hubungan antara pH terhadap
absorbansi dapat ditentukan pH
optimum
pembentukan kompleks
logam kadmium dengan kupferon.
Penentuan
rumus
stoikiometri
kompleks
Dalam penelitian ini dibuat
sejumlah larutan dengan berbagai
perbandingan mol ligan dengan mol
logam yang bervariasi. Variasi
perbandingan tersebut adalah (0,8 : 0,2
;
0,6 : 0,4 ; 0,4 : 0,6 ; 0,2 : 0,8).
Selanjutnya masing-masing larutan
diekstraksi pada pH optimumnya.
Kompleks ini diekstraksi dengan
pelarut kloroform. Fasa organik
masing-masing larutan kompleks,
diamati
absorbansinya
dengan
spektrofotometer uv-vis pada panjang
gelombang maksimum.
Sintesis kompleks logam kadmium
(II) dengan kupferon
Sintesis kristal kompleks ini
didasarkan pada hasil rasio dalam
penentuan
rumus
stoikiometri
kompleks, yang diperoleh dari
percobaan tahap kedua. Larutan
Kadmium (II) pH 3, 4, 5 dan 6
sebanyak 5 ml kemudian masingmasing direaksikan dengan 5ml
kupferon dalam kloroform. Campuran
ini dikocok dalam corong pemisah
selama 10 menit. Fasa organiknya
dipisahkan,
kedalam
fasa
air
ditambahkan 5 ml kloroform dikocok
lagi selama 10 menit. Fasa organik
dipisahkan kemudian dikumpulkan
dengan hasil ekstraksi pertama. Fasa
organik disaring dan fasa air dibuang,
dilakukan rekristalisasi yaitu penamba
han pelarut kloroform dibiarkan
pelarut menguap.rekristalisasi diulang
sampai tiga kali. Setelah kristal hasil
sintesiskeringdan kemudian ditimbang
amati warna dan dihitung rende
mennya.
Karakterisasi
kompleks
hasil
sintesis
Karakterisasi
kompleks
Cdkupferon dianalisis dengan instrument
analisis spektrofotometer inframerah
dan didapatkan hasil data analisis pita
serapan pada panjang gelombang
timbulnya puncak tertinggi. Ini
bertujuan untuk menguji keberhasilan
secara kualitatif.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penentuan panjang gelombang
serapan maksimum
Kompleks [Cd(C6H10N3O2)4] dipe
roleh pada panjang gelombang serapan
maksimum 380 nm dengan nilai
absorbansi 0,335. Harga-harga serupa
dengan
panjang
gelombang
maksimum kompleks yang dilaporkan
oleh Ngatijo, (1995).
Gambar
1.
Kurva
panjang
gelombang serapan maksimum
Kompleks Cd- Kupferon.
03
Jurnal Penelitian Universitas Jambi Seri Sains
Pengaruh pH pada efektifitas
pembentukan kompleks
Larutan pH mepengaruhi pada
pembentukan senyawa kompleks. Dari
Gambar 2 menunjukkan bahwa
pembentukan
kompleks
tersebut
optimum pada pH sekitar 3 diperoleh
nilai absorbansi 0,335. Hal ini
menunjukan kondisi yang optimum
pembentukan
kompleks
[Cd(C6H10N3O2)4] pada pH 3. Maka
untuk percobaan selanjutnya yang
berkaitan dengan sintesis kristal
kompleks
[Cd(C6H10N3O2)4]
dilakukan pada kondisi rentang pH 3,
4, 5 dan 6.
Gambar 2. Kurva absorbansi pH Vs
absorbansi
pada
efektivitas
pembentukan [Cd(C6H10N3O2)4].
Gambar 2. Terlihat pada variasi pH
logam kadmium (II) yang digunakan
semakin tinggi pH maka semakin
menurun efektivitas pembentukan
senyawa kompleks [Cd(C6H10N3O2)4]
akan menurun. Akibatnya pada pH > 4
senyawa kompleks yang terbentuk
makin sedikit ditandai dengan
absorbansi yang makin menurun.
Berdasarkan penelitian sebelumnya
yang dilakukan oleh Ngatijo (1995)
sintesis kompleks Cd dengan 8hidroksikuinolin didapatkan hasil
bahwa kondisi optimum pH Cd
tercapai pada pH 6. Hal ini berbeda
kondisi pada sintesis kompleks ion
kadmium (II) dengan ligan kupferon
menghasilkan pH optimum pada pH 3
08
jika pH dinaikkan maka absorbansinya
menurun hal ini disebabkan oleh
peningkatan konsentrasi ion -OH, akan
besar kemungkinan terjadi pertukaran
antara ligan OH- dengan kupferon.
Reaksi pembentukan kompleks [Cd
(C6H10N3O2)4] bergeser kearah kiri hal
ini disebabkan peningkatan pH Akan
berjalan menimbulkan peningkatan
OH-. Proses kesetimbangan ionisasi
dan pembentukan kompleks dalam
sistem pelarut organik M2+ ion dengan
pereaksi organik HQ (asam dari ligan)
kedalam suatu pelarut, menurut reaksi
:
2HQ(org)
2 HQ (air)
2HQ(air)
2 H+ + 2 QM2+(air) + 2 Q- (air)
MQ2 (air)
MQ2(air)
MQ2(org)
Reaksi di atas, menunjukkan bahwa
pH
mempengaruhi
banyaknya
pembentukan kompleks [Cd(C6H10
N3O2)4]. Pembentukan MQ2 yang
terjadi dipengaruhi oleh penguraian
HQ sebelum berinteraksi dengan M2+.
Hasil penguraian HQ di dalam larutan
menghasilkan H+ dan Q- sehingga
makin banyak HQ yang terurai, akan
semakin banyak H+ yang terjadi.
Pembentukan H+ yang makin banyak,
menimbulkan pH larutan meningkat
dan Q- juga meningkat. Apabila
konsentrasi H+ dalam larutan makin
besar, maka pembentukan kompleks
kemungkinan menjadi lebih besar,
karena ion ligan yang terdapat di
dalam larutan juga makin banyak,
akibat dari penguraian bentuk asam
dari ligan.
Apabila
proses
pembentukan
kompleks berlangsung dalam dua
pelarut yang berbeda, maka proses
deprotonasi ligan, sebagai langkah
awal pembentukan kompleks dalam
pelarutyang polaritasnya lebih tinggi
akan
berlangsung lebih
besar.
Demikian juga spesies kompleks
dihasilkan lebih banyak.
Intan Lestari., dkk: Sintensi Dan Karakterisasi Sen yawa Kompleks Logam Kadmium (II)
Dengan Logam Kufperon
Rumus Stoikiometri
Berdasarkan hasil penelitian yang
terlihat pada Gambar 4.3 dapat
dinyatakan secara eksperimental,
struktur stoikiometri kompleks yang
terbentuk. Gambar 4.3 menunjukkan
bahwa perpotongan garis singgung
kurva terjadi pada fraksi mol ligan
kira-kira sebesar 0,8.
Menurut
persamaan n = xmaks / 1- x, maka
diperoleh nilai n = 4. Menurut Svehla,
G (1990) bilangan koordinasi 4
biasanya menunjukkan suatu susunan
yang datar (hampir datar), dimana
strukturnya bujur sangkar atau
tetrahedral.
Untuk membentuk kompeks, 2
elektron pada orbital 5s2 mengalami
promosi menyediakan 4 orbital
hibridisasi yaitu 5s dan 5p, yang
ditempati oleh 4 pasang elektron.
Sehingga ligan kupferon 2 pasang
elektron dan 2 molekul kupferon
sehingga ada 4 pasang elektron dari
kupferon yang menempati orbital
hibridisasi.
Gambar 4.
Struktur molekul
kompleks [Cd (C6H10N3O2)4
Jika orbital hibridisasi sp3, maka
strukturnya
tetrahedral.
Rumus
stoikiometri n=4.
Model struktur
senyawa kompleks [Cd (C6H10N3O2)4]
diperkirakan
adalah
berbentuk
tetrahedral.
Gambar 3. Kurva fraksimol ligan
lawan absorbansi pada penentuan
rumus
stoikiometri kompleks [Cd(C6H10
N3O2)4].
Data perbandingan yang dilakukan
oleh Ngatijo (1995) tercantum bahwa
sintesis senyawa kompleks logam Cd
(II)
dengan
8-hidroksiquinolin
diperoleh kurva fraksimol ligan lawan
absorbansi diperoleh nilai n = 4
dengan model struktur kompleks
tetrahedral atau bujur sangkar.
Sintesis Kristal
Berdasarkan rumus stoikiometri
yang diperoleh dengan metoda
kontinu, dapat dihitung kebutuhan
logam dan ligan untuk sintesis
kompleks. Rendemen yang diperoleh
pada sintesis Kristal kompleks
disajikan pada tabel 1 dan diperoleh
dari persamaan berikut:
Rendemen =
Hasil yang diperoleh
x 100%
Hasil berdasarkan
perhitungan. Dari persamaan diatas
diperoleh
hasil
sintesis
logam
kadmium (II) dengan kupferon sebesar
0,8 gram maka diperoleh rendemen
dengan satuan persen (%).
Tabel 1. Rendemen hasil sintesis
kompleks ion Cd (II) dengan kupferon
03
Jurnal Penelitian Universitas Jambi Seri Sains
Ion Perco Teorit Ren
log ba an ik
deam (gram (gram men
(%)
Cd 0,32 0,
78,43
2+
408 %
4.
War
na
Krist
al
Kun
ing
Hasil Karakterisasi Menggunakan
Spektrofotometer Inframerah
Hasil yang diperoleh setelah Kristal
kompleks logam kadmium (II) dengan
kupferon dianalisis menggunakan
spektrofotometri
inframerah
didapatkan hasil sebagai gambar
berikut:
Tabel 2 : Hasil spektrum IR
kompleks Cd-Kupferon
Sen
ya
wa
kom
pleks
[Cd(
C6H1
0N3
O2)4]
v
C- v
C
C
(cmN
v
v
v
C
O
CdO
Cd C
-N dO
16 14
35, 58
64
121
3
10 3
18, 7
41 0,
3
3
1)
208
3,1
2
v
KESIMPULAN DAN SARAN
1.
2.
3.
08
Pembentukan
kompleks
ion
kadmium (II) dengan kupferon
sangat dipengaruhi oleh pH
larutan. Pembentukan kompleks
[Cd(C6H10N3O2)4], diperoleh pada
kondisi optimum pH 3.
Struktur stoikiometri kompleks
[Cd(C6H10N3O2)4] sesuai dengan
rasio molar logam-ligan 1 : 4
struktur kompleksnya tetrahedral.
Rendemen
pembentukan
kupferon dari ion logam Cd (II)
diperoleh nilai yang cukup tinggi
78,43%.
Karakterisasi
kompleks
Ion
kadmium (II) dengan kupferon
dilakukan dengan spektrofoto
meter inframerah muncul daerah
serapan-serapan yang menafsirkan
bahwa telah terbentuk senyawa
kompleks [Cd(C6H10N3O2)4] .
DAFTAR PUSTAKA
Akitsu, T dan Einaga, Y. 2006.
Structures, Magnetic Properties
and XPS af One
Dimentional Cyanide-Bridge
CuII - NiII/ Pt II Bimetallic
Asembly
Complexes.
Inorganica Chimica Acta,
(Online), Vol. 360: 497-505,
(http://www.elsevier.com,
diakses 3 Februari 2013)
Anonim, 2012. Seng, http//Wikipedia
padi.com. diakses pada tanggal
30 Oktober
2012.
Bauer, C. E., dkk.2002. Steric effects
caused by N-alkylation of the
tripodal
chelator
N,N’,N’’-tris (2pyridylmethyl)
cis,cis1,3,5
triaminocyclohe
xan (tachpyr): structural and
electronic properties of the
Mn(II), Co(II), Ni(II), Cu(II)
and Zn(II) complexes. Dalton,
(Online),
2003:
318-324,
(http://www.rsc.org/dalton,
diakses 11 november 2012)
Christanti, AT., 2012., Kompleks Seng
(II) Piridin 2,6-Dikarboksilat,
Sintesis, Karakterisasi, dan Uji
Toksisitas, Institut Teknologi
Sepuluh Nopember, Surabaya.
Edwin,dkk 1997., Sintesis dan
Karakteristik
Senyawa
Kompleks Kadmium, Dietil
ditiokarbamat, Jambi.
Murti, AA., 2011., Sintesis dan
Karaktersasi Senyawa kompleks
dari ZnCl2
dengan
ligan
Intan Lestari., dkk: Sintensi Dan Karakterisasi Sen yawa Kompleks Logam Kadmium (II)
Dengan Logam Kufperon
Etilenatiourea,
Malang
Surabaya.
Ngatijo,
1995.,
Sintesis
dan
Karaktersasi Senyawa kompleks
logam Seng (II) Kadmium (II)
dan Raksa (II) dengan 8Hidroksikuinolin, Tesis S2.
Yogyakarta.
Nur Candar Eka, 2012., Sintesis dan
Karakterisasi
Senyawa
Kompleks
dari Ion Logam
Cu2+ dengan Ligan Isokuinolin
dan Ion Kompleks [Co(SCN)6]4-.
Universitas Negeri Malang.
Muhendri, 1996., Analisis dan
Karakterisasi Senyawa kompleks
Merkuri
dengan
Natrium
Dietilditiokarbamat,
UNJA,
Jambi.
Sufyani, F., 2012., Pengaruh Ion
Penggangu Al (III) dan Fe (III)
Pada Penentuan Zn (II) Dengan
Alizarin
Red
Secara
Spektrofotometri, Surabaya.
Sukardjo., 2005. Kimia Anorganik,
Rineka Cipta, Yogyakarta.
03