studi sintesis senyawa komplek mangan(ii) 2,4,5

SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA VI
“Pemantapan Riset Kimia dan Asesmen Dalam Pembelajaran
Berbasis Pendekatan Saintifik”
Program Studi Pendidikan Kimia Jurusan PMIPA FKIP UNS
Surakarta, 21 Juni 2014
KIMIA ANORGANIK
DAN KIMIA FISIKA
MAKALAH
PENDAMPING
ISBN : 979363174-0
STUDI SINTESIS SENYAWA KOMPLEK MANGAN(II) 2,4,5TRIFENILIMIDAZOL DENGAN METODE SOLVOTERMAL
Fery Eko Pujiono 1,* dan Fahimah Martak 2
1Jurusan
kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh
Nopember, Surabaya, Indonesia.
2 Jurusan kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh
Nopember, Surabaya, Indonesia.
* Email : [email protected]
ABSTRAK
Telah dilakukan sintesis senyawa komplek mangan(II) 2,4,5-trifenilimidazol dengan
metode solvotermal dengan mereaksikan mangan klorida tetrahidrat dan 2,4,5-trifenilimidazol
dalam dimetilformamida (DMF) yang dipanaskan pada temperatur 140ᴼC selama 24 jam.
Penentuan karakterisasi senyawa komplek mangan(II) 2,4,5-trifenilimidazol menggunakan FTIR, SEM dan EDX. Hasil FT-IR menunjukkan puncak melebar pada bilangan gelombang
3436,91 cm-1 menunjukkan adanya gugus OH yang yang terikat pada logam Mn, puncak pada
daerah 1400,22 cm-1 dan 1639,38 cm-1 menunjukkan adanya vibrasi gugus imidazol dan
puncak pada daerah 507,42 cm-1 menunjukkan ikatan Mn-O sedangkan pada daerah 420,25
cm-1 menunjukkan ikatan Mn-N.
Kata Kunci : Senyawa Komplek, Mangan, 2,4,5-Trifenilimidazol, Solvotermal
PENDAHULUAN
antara lain dibidang katalis, pemisahan,
Perkembangan
mengenai
senyawa
penelitian
komplek
yang
dibangun dari senyawa organik dan
anorganik
menjadi
perhatian
yang
sangat menarik. Hal ini dikarenakan
senyawa
komplek
memiliki
aplikasi
yang sangat kuas diberbagai bidang
biokimia dan adsorpsi gas. Struktur dari
senyawa komplek tergantung dengan
gaya yang terjadi akibat interaksi antara
logam dan ligan. Selain itu, logam dan
ligan juga mempengaruhi bentuk dari
dimensi, kristal dan topologinya [1]. Hal
ini menyebabkan pemilihan logam dan
SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA VI 406
ISBN : 979363174-0
ligan
penting
dilakukan
untuk
komplek dari ligan turunan imidazol
mendapatkan senyawa komplek sesuai
yaitu
2,4,5-trifenil-1H-imidazol
dan
dengan aplikasinya.
logam Mn dengan metode solvotermal.
Salah satu ligan yang dapat
digunakan
sebagai
senyawa
komplek
pembangun
adalah
METODE PENELITIAN
turunan
imidazol. Imidazol merupakan ligan
heterosiklik
yang
memiliki
gugus
aromatik dan atom N sebagai donor
elektron
sehingga
membentuk
komplek
umumnya
bidentat
atau
ALAT
Alat-alat
yang
dibutuhkan
dalam
penelitian ini adalah: peralatan- peralatan
gelas, neraca analitik untuk menimbang
polidentat [2]. Ligan imidazol banyak
bahan,
diaplikasikan sebagai inhibitor korosi [3]
mereaksikan (glass Tube, DURAN) yang
dan material penyimpan hidrogen [4].
Salah satu logam yang digunakan
untuk pembentukan senyawa komplek
vial
bertutup
sebagai
tempat
tahan sampai suhu 140ᴼC, oven untuk
sintesis,
FT-IR,
Scanning
Elektron
Microscope (SEM - Zeiss, EVO MA10).
dengan ligan imidazol adalah Mangan
(Mn) karena mangan memiliki lima
elektron
yang
tidak
berpasangan
sehingga dapat membentuk jaringan
koordinasi yang besar dan stabil [5].
Selain pemilihan logam dan
ligan,
pemilihan
senyawa
komplek
dilakukan
untuk
metode
sintesis
juga
penting
BAHAN
Bahan-bahan yang digunakan dalam
penelitian
tetrahidrat
ini
adalah:
mangan
klorida
(MnCl2.4H2O) (Merck 99,0%),
2,4,5-trifenil-1H-imidazol
(Sigma-Aldrich
90%), N’N-dimetil formamida (DMF, Merck,
99,8%), dan Metanol (Sigma-Aldrich 98%).
memperoleh
karakteristik material yang optimum.
Metode sintesis senyawa komplek yang
dapat digunakan adalah reflux [6], difusi
PROSEDUR KERJA
Ligan
dilarutkan
2,4,5-trifenil-1H-imidazol
dengan
15
mL
N’N-dimetil
amina [7], serta solvotermal [8]. Metode
formamida (DMF). Sumber ion logam Mn(II)
solvotermal
berasal dari padatan MnCl2.4H2O
memiliki
beberapa
yang
keunggulan yaitu dapat diaplikasikan
dilarutkan
pada reaksi yang membutuhkan suhu
formamida
tinggi serta waktu yang dibutuhkan
dengan magnetik stirer selama 60 menit
relatif
pada
pada temperatur ruang. Campuran hasil
penelitian ini akan disintesis senyawa
pengadukan, kemudian direaksikan secara
cepat
[9].
Sehingga
dengan
(DMF).
15
mL
N’N-dimetil
Campuran
diaduk
SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA VI 407
ISBN : 979363174-0
solvotermal pada temperatur 140ᴼC selama
1 hari. Campuran yang sudah direaksikan,
Gambar 1. Proses sintesis komplek
mangan(II) 2,4,5-trifenilimidazol
kemudian didekantasi sehingga didapatkan
Karakterisasi Spektroskopi Inframerah
padatan. Padatan yang hasil dekantasi lalu
(FTIR) bertujuan untuk mengetahui
dicuci dengan DMF. Padatan yang telah
dicuci dengan DMF, kemudian dicuci lagi
dengan metanol. Padatan yang telah dicuci
dengan
metanol
kemudian
dikeringkan
dalam desikator dan dikarakterisasi dengan
gugus fungsi yang terdapat dalam
kompleks. Karakterisasi dengan FTIR
ini menggunakan bilangan gelombang
antara 4000-375 cm-1. Pada bilangan
gelombang 4000-375 cm-1 maka akan
FTIR, SEM daan EDX.
diperoleh puncak-puncak khas yang
terdapat dalam kompleks hasil sintesis.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada
Mula-mula hasil pengadukan
2,4,5-trifenil-1H-imidazol
penelitian
sebagai
indikasi
ini
puncak
khas
terbentuk
atau
dan
tidaknya suatu kompleks terletak pada
MnCl2.4H2O yang masing-masing telah
bilangan gelombang sidik jari (finger
dilarutkan
print). Bilangan gelombang sidik jari
larutan
dengan
yang
Setelah
DMF
jernih
proses
temperatur
dihasilkan
(gambar
solvotermal
140ᴼC
selama
1
1a).
(finger print) terletak pada bilangan
pada
gelombang 600-375 cm-1. Puncak pada
hari
daerah finger print untuk ikatan ligan
dihasilkan padatan berwarna oranye
dengan
serta
1b).
sinyal yang lemah. Hasil karakteriasasi
Padatan hasil reaksi solvotermal lalu
dengan FTIR dapat ditunjukan oleh
dicuci dengan DMF dan Metanol untuk
gambar 2.
filtrat
jernih
membersihkan
didekantasi
(gambar
pengotor
dan
logam
umumnya
memiliki
kemudian
dikeringkan
dalam
desikator didapatkan padatan senyawa
komplek
yang
berwarna
oranye
(gambar 1c). Padatan komplek yang
terbentuk, selanjutnya dikarakterisasi
dengan FTIR dan SEM. Proses sintesis
komplek ini dapat ditunjukkan pada
gambar 1.
a
b
m
a
n
g
a
n
(
I
I
m
a
n
g
a
n
(
I
I
c
Gambar 2. Spektra inframerah (FTIR)
komplek mangan(II) 2,4,5-trifenilimidazol
Hasil FT-IR menunjukkan puncak
m
melebar pada bilangan gelombang
a
3436,91 cm-1 menunjukkan adanya
n
g
a NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA VI 408
SEMINAR
ISBN : n979363174-0
(
I
I
gugus OH yang yang terikat pada
sedangkan persentase karbon (C) yang
logam Mn yang menunjukkan adanya
berasal dari trifenil dan imidazol 27%
air yang terkoordinasi sebagai ligan.
dan persetase nitrogen (N) yang yang
Puncak pada daerah 1400,22 cm-1 dan
berasal dari imidazol 2.45%. Hasil EDX
1639,38 cm-1 menunjukkan adanya
juga menunjukkan adanya persentase
vibrasi
yaitu
oksigen (O) yang berasal dari air yang
puncak pada daerah 1639,38 cm-1
terkoordinasi dengan komplek seperti
menunjukkan adanya vibrasi gugus
yang ditunjukkan pada FTIR sebesar .
C=N
khas
pada
gugus
imidazol
2,4,5-trifenil-1H-imidazol
yang terkoordinasi dengan Mn(II) dan
puncak pada daerah 1400,22 cm-1
merupakan
adanya
ikatan
C=C
aromatik. Puncak pada daerah 507,42
cm-1
menunjukkan
ikatan
Untuk mengamati bentuk morfologi
permukaan dari padatan komplek yang
dihasilkan dilakukan uji SEM. Hasil uji
SEM dapat ditunjukkan oleh gambar 4.
Mn-O
sedangkan pada daerah 420,25 cm-1
menunjukkan ikatan Mn-N.
Karakterisasi padatan dengan EDX
bertujuan untuk mengetahui persentase
komposisi
senyawa-senyawa
pembentuk
komplek.
karakteriasasi
dengan
FTIR
Hasil
dapat
Gambar 4. Gambar SEM komplek
mangan(II) 2,4,5-trifenilimidazol
ditunjukan oleh gambar 3.
Hasil SEM menunjukkan bahwa bentuk
permukaan
dari
padatan
yang
dihasilkan adalah seperti awan dan
kasar. Bentuk seperti awan dan kasar
ini
menunjukkan
bahwa
padatan
komplek yang dihasilkan berpori [10].
Gambar 3. Spektra EDX komplek
mangan(II) 2,4,5-trifenilimidazol
Hasil
EDX
komplek
yang
menunjukkan
dihasilkan
bahwa
memiliki
persentase Mn (II) yang merupakan
logam pusat dari komplek 22.58%,
KESIMPULAN
Komplek
trifenilimidazol
mangan(II)
disintesis
2,4,5secara
solvotermal pada temperatur 140ᴼC
selama 1 hari menghasilkan padatan
SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA VI 409
ISBN : 979363174-0
berwarna
oranye.
Hasil
FT-IR
menunjukkan puncak melebar pada
bilangan
gelombang
cm-1
3436,91
menunjukkan adanya gugus OH yang
yang terikat pada logam Mn, puncak
pada daerah 1400,22 cm-1 dan 1639,38
cm-1
menunjukkan
adanya
gugus
imidazol
dan
daerah
507,42
cm-1
vibrasi
puncak
pada
[3] Rimmett, and M. Ross. Imidazole
and
Benzimidazole
Synthesis.
Academic Press, 1997.
[4] Park, K.S., Ni, Z., Cote A.P., Choi
J.Y., Huang, R., Uribe-romo, F.J. Cae
H. K., O’Keeffe, M., and Yaghi, O.M.,
2006, PNAS, 103, 10186-10191.
menunjukkan
[5] Ma, L. F., Han M. L., Qin, J. H.,
ikatan Mn-O sedangkan pada daerah
Wang L. Y., and Du, M., 2012, , Inorg.
420,25
cm-1
menunjukkan ikatan Mn-N.
Hasil EDX menunjukkan komposisi
senyawa pembentuk komplek adalah
persentase Mn (II) 22.58%, persentase
karbon (C) 27%, persetase nitrogen (N)
Chem., 51, 9431–9442.
[6] MacNeill M.C., Day C.S., Gamboa
S.A., Lachgar A., Noftle R.E., 2010, J.
Chem. Crys., 40, 222-230.
[7] Li, J., Cheng, S., Zhao, Q., Longa,
2.45%, dan oksigen (O) 47.97%.
P., and Donga, J., 2009, Int. J. Hydro.
Energy., 34, 1377-1382.
UCAPAN TERIMAKASIH
[8] Feng, S., and Li, G., Hydrothermal
Penelitian ini di dukung oleh
DIKTI, Laboratorium Kimia Bahan Alam
and Solvothermal Syntheses, Modern
Synthetic Chemistry, 2011, 63-94.
dan Sintesis Jurusan Kimia Institut
Teknologi Sepuluh November, serta
[9] Huang, H., Zhang, W., Liu, D., Liu,
laboratorium
B., Chen, G., and Zhong, C., 2011,
teknik
Metalurugi
dan
Geofisika Institut Teknologi Sepuluh
Chem. Eng. Sci., 66, 6297–6305.
November
[10] Vethanathan, J.K., Brightson, M.,
Sundar
S.M.,
Perumal
S.,
2010,
J.Matchemphys., 872-875
DAFTAR RUJUKAN
[1] Machura, B., Palion, J., Mrozinski,
J., Kalinska, B., and Kruszynski, 2013,
Polyhedron, 49, 216-222.
[2] Yue, S., Li, N., Bian, J., Huo, T., and
Ma., J, 2012,Syn. Met., 162, 247-256.
SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA VI 410
ISBN : 979363174-0