Laporan Praktikum Anorganik II

I.          JUDUL                                  

Pembentukan Tahapan Senyawa Kompleks

II.       Tujuan                        

Memperkirakan Rumus melekul senyawa kompleks  berdasarkan perubahan  warna yang terbentuk

III.    Dasar Teori

SENYAWA KOMLEKS dan JENIS NYA          

Senyawa kompleks merupakan senyawa yang tersusun dari ion logam dengan satu atau lebih ligan. Interaksi antara logam dengan ligan - ligan dapat diibaratkan seperti reaksi asam-basa lewis, di mana basa lewis merupakan zat yang mampu memberikan satu atau lebih pasangan elektron (ligan).

Titrasi kompleksometri adalah salah satu metode kuantitatif dengan memanfaatkan reaksi kompleks antara ligan dengan ion logam utamanya, yang umum di indonesia EDTA ( disodium ethylendiamintetraasetat/ tritiplex/ komplekson, ). Titrasi kompleksometri ini ada 3 macam, yaitu langsung, tidak langsung, dan substitusi. tergantung sifat zat yang akan ditentukan, misalnya calcium, maka indikator yang dipakai, pH dll akan berbeda, dalam titrasi kompleksometri juga. Titrasi kompleksometri meliputi reaksi pembentukan ion – ion kompleks ataupun pembentukan molekul netral yang terdisosiasi dalam larutan. Syaratnya mempunyai kelarutan tinggi.

Contohnya : kompleks logam dengan EDTA dan titrasi dengan merkuro nitrat dan perak sianida.

Reaksi pengkompleksan dengan suatu ion logam, melibatkan penggantian satu molekul pelarut atau lebih yang terkoordinasi, dengan gugus-gugus nukleofilik lain. Gugus-gugus yang terikat pada ion pusat, disebut ligan, dan dalam larutan air, reaksi dapat dinyatakan oleh persamaan:

              M(H₂O)_n + L = M (H₂O)_(n-1) L + H₂O

Disini ligan (L) dapat berupa sebuah molekul netral atau sebuah ion bermuatan, dengan penggantian molekul-molekul air berturut-turut selanjutnya dapat terjadi, sampai terbentuk kompleks ML_n; n adalah bilangan koordinasi dari logam itu, dan menyatakan jumlah maksimum ligan monodentat yang dapat terikat padanya.

              Ligan dapat dengan baik diklassifikasikan atas dasar banyaknya titik-lekat kepada ion logam. Begitulah, ligan-ligan sederhana, seperti molekul-molekul H₂O atau NH₃, F^- , Cl^- , Br^- , CN^- , NH₃ , CH₃OH, dan OH^-  adalah monodentat,  yaitu ligan itu terikat pada ion logam hanya pada satu titik oleh penyumbangan satu pasangan-elektron-menyendiri kepada logam. Namun, bila molekul atau ion ligan itu mempunyai dua atom, yang masing-masing mempunyai satu pasangan elektron menyendiri, maka molekul itu mempunyai dua atom-penyumbang, dan adalah mungkin untuk membentuk dua ikatan-koordinasi dengan ion logam yang sama; ligan seperti ini disebut bidentat dan sebagai contohnya dapatlah diperhatikan kompleks tris(etilenadiamina) kobalt(III), [Co(en)₃]³⁺. Dalam kompleks oktahedral berkoordinat-6 (dari) kobalt(III), setiap molekul etilenadiamina bidentat terikat pada ion logam itu melalui pasangan elktron menyendiri dari kedua ataom nitrogennya. Ini menghasilkan terbentuknya tiga cincin beranggota-5, yang masing-masing meliputi ion logam itu; proses pembentukan cincin ini disebut penyepitan (pembentukan sepit atau kelat).

 Ligan multidentat mengandung lebih dari dua atom-koordinasi per molekul, misalnya asam 1,2-diaminoetanatetraasetat (asam etilenadiaminatetraasetat, EDTA) yang mempunyai dua atom nitrogen-penyumbang dan empat atom oksigen-penyumbang dalam molekul, dapat merupakan heksadentat

Ligan dapat berupa ion atau molekul netral. Dalam ligan, atom yang menempel langsung pada logam melalui ikatan kovalen koordinasi dinamakan atom donor. Spesi koordinasi biasanya kumpulan atom dalam kurung persegi di dalam rumus meliputi ion logam pusat plus ligan yang terikat. Bilangan koordinasi logam pusat adalah jumlah pasangan elektron yang diterima atom pusat.

§   Bilangan koordinasi 2, salah satu bilangan koordinasi 2 yang terkenal adalah[Ag(NH₃)₂]⁺ , ion yang terbentuk bila senyawaan – senyawaan perak diolah dengan amonia.

§   Bilangan koordinasi 3, contoh bilangan koordinasi 3 sangat langka sekali.

Satu – satunya yang sederhana untuk logam transisi yang dikenal orang adalah anion [HgI₃]^-

§   Bilangan koordinasi 4, empat merupakan bilangan koordinasi yang umum

dari beberapa atom dan ion logam transisi. Contohnya adalah Li(H₂O)₄⁺ , BeF₄^- ,BF4₄^- , dan sebagainya.

§   Bilangan koordinasi 5, contoh bilangan koordinasi 5 adalah langka, tetapi

tidak begitu luar biasa seperti bilangan koordinasi 3. Contoh sederhana adalah besi pentakarbonil (Fe(CO)₅).

§    Bilangan koordinasi 6, bilangan koordinasi ini sangat penting karena hampir semua kation membentuk kompleks koordinasi 6.

§   Bilangan koordinasi yang lebih tinggi, bilangan koordinasi 7, 8, dan 9 tidak sering ditemui untuk beberapa kation yang lebih besar. Kompleks dengan bilangan koordinasi yang lebih tinggi, merupakan ciri khas dari segi stereokimia tidak kaku.

PEMBUATAN DAN REAKSI SENYAWA KOMPLEKS :

Senyawa – senyawa kompleks dapat dibagi menjadi dua golongan, yaitu :

1.         Kompleks Werner, yaitu kompleks yang tidak berisi ikatan logam karbon

dan kompleks sianida.

2.         Kompleks logam karbonil atau senyawa organometalik, yaitu kompleks yang paling

 sedikit berisi satu ikatan karbon.

Senyawa – senyawa kompleks golongan (2) tidak mempunyai sifat garam seperti golongan (1) dan biasanya bersifat kovalen. Zat ini umumnya larut dalam pelarut – pelarut

Non-polar, mempunyai titik lebur dan titik didih rendah. Untuk membuat senyawa – senyawa kompleks, pertama harus diingat bahwa hasilnya harus cukup banyak, kemudian harus ada cara yang baik untuk mengisolasi hasil tersebut.

          Cara -cara isolasi untuk golongan (1) antara lain :

a.                Penguapan pelarut dan pendinginan larutan yang pekat dalam campuran pendingin es – garam. Kristalisasi dapat dipercepat dengan penambahan sedikit kristal senyawa yang bersangkutan dan dengan mengggores dinding bejana bagian dalam.

b.               Penambahan pelarut yang bercampur dengan pelarut semula, tetapi tidak melarutkan zat yang terlarut. Pendinginan, penambahan kristal zat terlarut dan penggoresan dinding bejana bagian dalam dapat mempercepat kristalisasi.

c.                Bila kompleksnya berupa kation ke dalam larutan dapat ditambahkan anion yang dapat menyebabkan terjadinya endapan. Demikian pula bila kompleksnya berupa anion, dapat ditambahkan ion logam yang menyebabkan terjadinya endapan.

Senyawa – senyawa kompleks golongan (2) juga dapat diisolasikan dengan cara-cara di atas. Dapat pula diisolasikan dengan cara-cara

-                   Destilasi

-                   Sublimasi dan

-                    proses kromatografi.

1.      Kompleks Werner

a.      Reaksi substitusi dalam larutan air

Cara ini merupakan cara yang terpenting, reaksinya terjadi antara larutan garam logam di dalam air dengan pereaksi koordinasi. Reaksi pembentukan kompleks tetraamine tembaga (II) dapat dinyatakan dengan persamaan berikut :

[Cu(H₂O)₄]SO₄  +  NH₃ [Cu(NH₃)₄]SO₄  +  4H₂O

                          Biru tua

         

[Cu(NH₃)₄]SO₄ + C₂H₅OH              

                          Kristal

b.      Reaksi substitusi dalam larutan bukan air

Penggunaan pelarut – pelarut bukan air tidak banyak dilakukan. Cara ini hanya dilakukan bila :

1.      Ion logam mempunyai afinitas besar terhadap air.

2.      Ligan yang dipakai tidak larut dalam air.

         Ion – ion yang mempunyai afinitas besar terhadap air dan membentuk ikatan logam – oksigen yang kuat ialah Al³⁺ , Fe³⁺ , dan Cr³⁺ . Penambahan ligan yang bersifat basis tidak membentuk kompleks, tetapi endapan basa yang gelatinous. Dalam hal ini hidrat dari ion di atas bersifat sebagai asam protonik.

c.       Reaksi substitusi tanpa adanya pelarut

Reaksi antara garam anhidrous dan suatu ligan cair dapat dipakai untuk membuat kompleks logam. Dalam banyak hal, ligan cair yang jumlahnya berlebihan dapat berfungsi sebagai pelarut untuk campuran reaksi.

[Ni(NH₃)₆]Cl₂ dapat dibuat dengan mereaksikan NiCl₂ dengan NH₃ cair dan menguapkan sisa NH₃, yang mempunyai titik didih rendah  (-33◦C).

                                          NiCl₂    +  NH₃           [Ni(NH₃)₆]Cl₂

                                          Kuning  violet

d.      Reaksi oksidasi – reduksi

Senyawa – senyawa kobalt (III) kompleks selalu dibuat dari garam kobalt (II), sebab bilangan oksidasi kobalt biasanya (II). Kobalt (III) kompleks stabil bila mempunyai gugus koordinasi tertentu. Reaksi kobalt (II) dengan ligan cepat dan ini kemudian dapat dibuat kobalt (III) kompleks dengan jalan oksidasi. Pembentukan kompleks [Co(NH₃)₆] Cl₃ terjadi secara bertahap.

[Co(H₂O)₆] Cl₂ + 6NH₃  →             [Co(NH₃)₆] Cl₂ +6H₂O

 [Co(NH₃)₆] Cl₂ + 4NH₃Cl + O₂→                   4[Co(NH₃)₆] Cl₃ + 4NH₃ + 2H₂O

2.      Kompleks Metal – karbonil dan Organometalik

Senyawa golongan ini yang pertama dikenal adalah biru Prusia : Fe [Fe₂(CN)₆]₃ . senyawa karbonil Ni(CO)₄ dan Fe(CO)₃ dibuat oleh Mond (Prancis) pada tahun 1890. Sejak itu banyak senyawa – senyawa jenis ini telah dibuat, termasuk senyawa – senyawa golongan ini ialah :

1.      Senyawa – senyawa berisi alkil seperti : [(CO)₅MnCH₃].

2.      Senyawa – senyawa berisi ikatan aril seperti : [P { (C₂H₅)₃ }₂ Pt(C₆H₅)₂].

3.      Senyawa – senyawa berisi ikatan antara logam – karbon.

4.      Senyawa – senyawa olefin.

Logam dalam senyawa ini biasanya mempunyai bilangan oksidasi sangat rendah. Pembuatannya biasanya dilakukan dalam pelarut bukan air seperti : diglime [(CH₃OCH₂CH₂)₂O], tetrahidrofuran dan dietil eter.

a.      Pembuatan Metal Karbonil

                             Mond mula – mula membuat zat ini dari gas CO dengan logam yang halus :

Ni   +  4CO            Ni(CO)₄

Tidak berwarna

2Co  +  8CO         Co₂(CO)₈

Dari nomor atom efektif dapat dijelaskan bahwa :

1.      Atom – atom dengan nomor atom genap membentuk karbonil – karbonil   monomer seperti : Cr(CO)₆ , Fe(CO)₅ , Ni(CO)₄ .

2.      Atom – atom dengan nomor atom ganjil membentuk karbonil – karbonil dimer, seperti : Mn₂(CO)₁₀ , Co₂(CO)₈ .

b. Pembuatan Senyawa Logam Olefin

                          pada tahun   1827 W.C. Zeise, ahli farmasi dari spanyol mendapatkan bahwa reaksi C₂H₄ dengan [PtCl₄]^2- dalam HCl encer menghasilkan senyawa yang berisi platina dan etilen dengan rumus :

  [PtCl₄]^2-  +  C₂H₄  [PtCl₃C₂H₄]^-   +  Cl^-

                                          Orange

  2 [PtCl₄]^2-  +  2C₂H₄                 [ Pt₂Cl₄ (C₂H₄)₂]   +  4Cl^-

                                          Rose

c. Pembuatan Senyawa Senwich

                          sejak tahun 1950 telah banyak dibuat senyawa – senyawa logam transisi, dimana atom logam terdapat sebagai “daging” di antara dua senyawa organik yang datar, seakan – akan berupa “roti slice” dalam molekul yang berbentuk “sandwich”. Senyawa yang paling stabil berisi anion siklopentadien (C₅H₅).

.      Pengaruh ligan atom pusat pada warna senyawa kompleks

a.      Banyak kompleks logam transisi memiliki warna yang khas. Hal ini berarti ada absorpsi di daerah sinar tampak dari elektron yang dieksitasi oleh cahaya tampak dari tingkat energi orbital molekul kompleks yang diisi elektron ke tingkat energi yang kosong. Bila perbedaan energi antar orbital yang dapat mengalami transisi disebut ΔΕ, frekuensi absorpsi ν diberikan oleh persamaan ΔΕ = hν. Transisi elektronik yang dihasilkan oleh pemompaan optis (cahaya) diklasifikasikan secara kasar menjadi dua golongan. Bila kedua orbital molekul yang memungkinkan transisi memiliki karakter utama d, transisinya disebut transisi d-d atau transisi medanligan, dan panjang gelombang absorpsinya bergantung sekali pada pembelahan medanligan. Bila satu dari dua orbital memiliki karakter utama logam dan orbital yang lain memiliki karakter ligan, transisinya disebut transfer muatan. Transisi transfer muatan diklasifikasikan atas transfer muatan logam ke ligan (metal (M) to ligand (L) charge-transfers (MLCT)) dan transfer muatan ligan ke logam (LMCT).
Karena analisis spektra kompleks oktahedral cukup mudah, spektra kompleks ini telah dipelajari dengan detail beberapa tahun. Bila kompleks memiliki satu elektron d, analisisnya sangat sederhana. Misalnya, Ti dalam [Ti(OH2)6] 3+ adalah ion d1, dan elektronnya menempati orbital t2g yang dihasilkan oleh pembelahan medan ligan oktahedral. Kompleksnya bewarna ungu akibat absorpsi pada 492 nm (20300 cm-1) berhubungan dengan pemompaan optis elektron d ke orbital eg. Namun, dalam kompleks dengan lebih dari satu elektron d, ada interaksi tolakan antar elektron, dan spektrum transisi d-d memiliki lebih dari satu puncak. Misalnya kompleks d3 [Cr(NH3)6]3+ menunjukkan dua puncak absorpsi d-d pada 400 nm (25000 cm-1), menyarankan bahwa kompleksnya memiliki dua kelompok orbital molekul yang memungkinkan transisi elektronik dengan probabilitas transisi uang besar. Hal ini berarti, bila tiga elektron di orbital t2g dieksitasi ke orbital eg, ada perbedaan energi karena interaksi tolakan antar elektron. Jadi warna itu muncul akibat interaksi optis (pemompaan optis/cahaya) ligan dengan atom pusat setelah dalam bentuk senyawa kompleksnya

Teori medan ligan 

Teori medan ligan adalah satu dari teori yang paling bermanfaat untuk menjelaskan struktur elektronik kompleks. Awalnya teori ini adalah aplikasi  teorimedan kristal pada sistem kompleks.

Kompleks oktahedral berbilangan koordinasi enam

                      Lima orbital d dalam kation logam transisi terdegenerasi dan memiliki energi yang sama.Medan listrik negatif yang sferik di sekitar kation logam akan menghasilkan tingkat energi total yang lebih rendah dari tingkat energi kation bebas sebab ada interaksi elektrostatik. Interaksi repulsif antara elektron dalam orbital logam danmedanlistrik mendestabilkan sistem dan sedikit banyak mengkompensasi stabilisasinya.Kini ion tidak berada dalam medan negatif yang uniform, tetapi dalam medan yang dihasilkan oleh enam ligan yang terkoordinasi secara oktahedral pada atom logam. Medannegatif dari ligan disebut dengan medanligan. Muatan negatif, dalam kasus ligannya anionik, atau ujung negatif (pasangan elektron bebas) dalam kasus ligan netral, memberikan gayatolakan pada orbital d logam yang anisotropik bergantung pada arah orbital. Positisi kation logam dianggap pusat koordinat Cartesius. Maka, orbital d_x2-y2 dan d_z2 berada searah dengan sumbu dan orbital d_xy, d_yz, dan d_xz berada di antara sumbu. Bila ligan ditempatkan di sumbu, interaksi repulsifnya lebih besar untuk orbital e_g (dx2-y2, d_z2) daripada untuk orbital t_2g (d_xy, d_yz, d_xz), dan orbital eg didestabilkan dan orbital  t_2g distabilkan dengan penstabilan yang sama. Dalam diskusi berikut ini, hanya perbedaan energi antara orbital t_2g dan e_g sangat penting dan energi rata-rata orbital-orbital ini dianggap sebagai skala nol. Bila perbedaan energi dua orbital e_g dan tiga orbital t_2g dianggap ∆_o, tingkat energi eg adalah +3/5∆_o dan tingkat energi orbital t_2g adalah -2/5∆_o (Gambar 6.6). (∆_o biasanya juga diungkapkan dengan 10 Dq. Dalam hal ini energi eg menjadi 6 Dq dan energi t_2g-4 Dq).

Ion logam transisi memiliki 0 sampai 10 elektron d dan bila orbital d yang terbelah diisi dari tingkat energi rendah, konfigurasi elektron  t_2g^xe_g^y yang berkaitan dengan masing-masing ion didapatkan. Bila tingkat energi nol ditentukan sebagai tingkat energi rata-rata, energi konfigurasi elektron relatif terhadap energi nol adalah

LFSE = (-0.4x+0.6y)∆₀

Nilai ini disebut energi penstabilan medanligan (ligand field stabilization energy = LFSE). Konfigurasi elektron dengan nilai LFSE lebih kecil (dengan memperhitungkan tanda minusnya) lebih stabil. LFSE adalah parameter penting untuk menjelaskan kompleks logam transisi.

Syarat lain selain tingkat energi yang diperlukan untuk menjelaskan pengisian elektron dalam orbital  t_2g dan e_g adalah energi pemasangan. Bila elektron dapat menempati orbital dengan spin antiparalel, namun akan ada tolakan elektrostatik antar elektron dalam orbital yang sama. Tolakan ini disebut energi pemasangan (pairing energy = P).

Bila jumlah elektron d kurang dari tiga, energi pemasangan diminimasi dengan menempatkan elektron dalam orbital  t_2g dengan spin paralel. Dengan demikian konfigurasi elektron yang dihasilkan adalah t_2g¹, t_2g², atau t_2g³.

Dua kemungkinan yang mungkin muncul bila ada elektron ke-empat. Orbital yang energinya lebih rendah t_2g lebih disukai tetapi pengisian orbital ini akan memerlukan energi pemasangan, P.

Energi totalnya menjadi

-0.4∆_o × 4 + p  = -1.6∆_o + P

Bila elektron mengisi orbital yang energinya lebih tinggi e_g, energi totalnya menjadi

-0.4∆_o × 3 + 0.6∆_o = -0.6∆_o

Konfigurasi elektron yang akan dipilih bergantung pada mana dari keduanya yang nilainya lebih besar. Oleh karena itu bila ∆_o > P, t_2g⁴ lebih disukai dan konfigurasi ini disebut medan kuat atau konfigurasi elektron spin rendah. Bila ∆_o < P, t_2g³ e_g¹ lebih disukai dan konfigurasi ini disebut medan lemah atau konfigurasi elektron spin tinggi. Pilihan yang sama akan terjadi untuk kompleks oktahedral d⁵, d⁶, dan d⁷ dan dalam medan kuat akan didapat t_2g⁵, t_2g⁶, t_2g⁶ eg¹ sementara dalam medan lemah akan lebih stabil bila konfigurasinya t_2g³ e_g², t_2g⁴ e_g², t_2g⁵ e_g². Parameter pemisahan medan ligan ∆_o ditentukan oleh ligan dan logam, sementara energi pemasangan, P, hampir konstan dan menunjukkan sedikit ketergantungan pada identitas logam.

 Ikatan σ

 Orbital-orbital molekul yang dibentuk oleh koordinasi dapat dilihat sebagai akibat dari donasi dua elektron oleh tiap-tiap donor σ ligan ke orbital-d logam. Pada kompleks oktahedral, ligan mendekat ke logam sepanjang sumbu x, y, dan z, sehingga orbital simetri σ nya membentuk kombinasi ikatan dan anti-ikatan pada orbital d_z² dan d_x²_−y². Orbital d_xy, d_xz dan d_yz yang tersisa menjadi orbital non-ikatan. Beberapa interaksi ikatan (dan anti-ikatan) yang lemah dengan orbital s dan p logam juga terjadi, menghasilkan total 6 orbital molekul ikatan (dan 6 orbital anti-ikatan).

§    Ligand-Field scheme summarizing σ-bonding in the octahedral complex [Ti(H₂O)₆]³⁺. Dalam istilah simetri molekul, enam orbital pasangan menyendiri ligan-ligan membentuk enam kombinasi linear simetri tersuai (Bahasa Inggris: Symmetry adapated linear combination) orbital atau juga disebut sebagai orbital kelompok ligan (ligand group orbitals). Representasi taktereduksinya adalah a_1g, t_1u dan e_g. Logam juga mempunyai enam orbital valensi yang memiliki representasi taktereduksi yang sama, yaitu orbital s berlabel a_1g, orbital p berlabel t_1u, dan orbital d_z² beserta d_x²_−y² berlabel e_g. Enam orbital molekul ikatan σ dihasilkan oleh kombinasi orbital SALC ligan dengan orbital logam yang bersimetri sama.

             Ikatan π

Ikatan π pada kompleks oktahedral terbentuk dengan dua cara: via orbital p ligan yang tidak digunakan pada ikatan σ, ataupun via orbital molekul π atau π^* yang terdapat pada ligan. Orbital-orbital p logam digunakan untuk ikatan σ, sehingga interaksi π terjadi via orbital d, yakni d_xy, d_xz dan d_yz. Orbital-orbital ini adalah orbital yang tidak berikatan apabila hanya terjadi ikatan σ.

Satu ikatan π pada kompleks koordinasi yang penting adalah ikatan π logam ke ligan, juga dikenal sebagai ikatan balik π. Ia terjadi ketika LUMO ligannya adalah orbital π^* anti-ikatan. Orbital-orbital ini berenergi sangat dekat dengan orbital-orbital d_xy, d_xz dan d_yz orbitals, sehingga mereka dapat membentuk orbital ikatan. Orbital anti-ikatan ini berenergi lebih tinggi daripada orbital anti-ikatan dari ikatan σ bonding, sehingga setelah orbital ikatan π yang baru terisi dengan elektron dari orbital-orbital d logam, Δ_O meningkat dan ikatan antara ligan dengan logam menguat. Ligan-ligan pada akhirnya memiliki elektron pada orbital molekul π^*-nya, sehingga ikatan π pada ligan melemah.

Bentuk koordinasi ikatan π yang lain adalah ikatan ligan ke logam. Hal ini terjadi apabila orbital simetri- π p atau orbital π pada ligan terisi. Ia bergabung dengan orbital d_xy, d_xz dan d_yz logam, dan mendonasikan elektron-elektronnya, sehingga menghasilkan ikatan simetri-π antara ligan dengan logam. Ikatan logam-ligan menguat oleh interaksi ini, namun orbital molekul anti-ikatan dari ikatan ligan ke logam tidak setinggi orbital molekul anti-ikatan dari ikatan σ. Ia terisi dengan elektron yang berasal dari orbital d logam dan menjadi HOMO kompleks tersebut. Oleh karena itu, Δ_O menurun ketika ikatan ligan ke logam terjadi.

Stabilisasi yang dihasilkan oleh ikatan logam ke ligan diakibatkan oleh donasi muatan negatif dari ion logam ke ligan. Hal ini mengijinkan logam menerima ikatan σ lebih mudah. Kombinasi ikatan σ ligan ke logam dan ikatan π logam ke ligan merupakan efek sinergi dan memperkuat satu sama lainnya.

Karena enam ligan mempunyai dua orbital simetri π, terdapat total keseluruhan dua belas orbital tersebut. Kombinasi linear simetri tersuainya mempunyai empat degenerat triplet representasi taktereduksi, salah satunya bersimetri t_2g. Orbital d_xy, d_xz dan d_yz pada logam juga mempunyai simetri ini, sehingga ikatan π yang terbentuk antara logam pusat dengan enam ligan juga mempunyai simetri tersebut.

v  Sintesis senyawa kompleks

Banyak sintesis senyawa kompleks yang telah dilakukan menghasilkan senyawa antara sebagai katalis yang dapat membantu dalam reaksi-reaksi kimia. Salah satu senyawa yang dapat digunakan dalam sintesis kompleks adalah ligan yang berasal dari basa Schiff, dimana senyawa kompleks yang terbebtuk merupakan salah satu senyawa antara yang dapat digunakan untuk bermacam penerapan ilmu, seperti dalam ilmu biologi, klinik dan analitik. Kerja dan aktivitas obat menunjukkan kenaikan setelah dijadikan logam-logam transisi terkhelat yang ternyata lebih baik daripada hanya menggunakan senyawa organik.Logam-logam transisi seperti Mn(II), Cu(II) merupakan asam yang baik dalam pembentukan senyawa kompleks dengan ligan basa Schiff. Prinsip yang digunakan adalah prinsip reaksi kondensasi dimana dua atau lebih molekul bergabung menjadi satu molekul yang lebih besar, dengan atau tanpa hilangnya suatu molekul kecil seperti reaksi pada ligan basa Schiff turunanan dari karbazona dan anilina. Sintesis ligan basa Schiff melalui reaksi kondensasi yang terjadi pada 1,5 dimethylkarbazona dan anilina, menunjukkan bahwa keduanya mempunyai nitrogen dan oksigen yang merupakan donor karena memiliki pasangan elektron bebas yang dapat disumbangkan dalam ikatan kovalen koordinasi yang terbentuk dalam senyawa kompleks. Ligan inilah yang kemudian akan diikatkan atau digabungkan dengan logam-logam transisi seperti Mn(II), Cu(II) membentuk senyawa kompleks. Ligan yang terbentuk tergolong dalam ligan multidentat atau ligan khelat, tergantung dari banyaknya tempat yang dapat diikat oleh atom pusat.Senyawa kompleks yang terbentuk dari ligan basa Schiff dan ion logam transisi merupakan katalisator, dan dalam prosesnya terjadi hibridisasi yang berbeda-beda untuk tiap logam. Struktur senyawa kompleks dapat dijelaskan melalui teori ikatan valensi, teorimedankristal dan teori orbital molekul.

v  Struktur Elektronik Kompleks

Diperlukan beberapa konsep untuk memahami struktur, spektrum, kemagnetan, dan kereaktifan kompleks yang bergantung pada konfigurasi elektron  d. Khususnya, teori struktur elektronik sangat penting.Beberapa ligan dapat dideretkan dalam suatu deret spektrokimia berdasarkan kekuatan medannya, yang tersusun sebagai berikut : I^- < Br^- < S^2- < SCN^- < Cl^- < NO₃^- < F^- < OH^-< Ox^2- < H₂O < NCS^- < NH₃ < en < bipi < fen < NO₂^- < CN^- < CO, dengan Ox = oksalat, en =etilendiamin, bipi = 2,2’-bipiridin dan fen = fenantrolin ( Huhey, 1993). Ligan NO₂ dalam deret spektrokimia lebih kuat dibandingkan ligan-ligan feroin (fenantrolin, bipiridin dan etilendiamin) dan lebih lemah dari ligan CN.

v  Kegunaan senyawa kompleks

Senyawa kompleks sebagai katalis

Studi mengenai senyawa kompleks logam transisi menjadi sangat menarik terkait sifat kimianya yang dapat diaplikasikan sebagai katalis. Sifat-sifat logam pusat seperti muatan, tingkatan oksidasi, konfigurasi elektron dan geometri akan memberikan pengaruh pada reaktifitas senyawa kompleks tersebut.

Katalis senyawa kompleks logam transisi dengan rumus umum [M(L)n]x[A]y dimana M adalah ion logam pusat, L adalah ligan lemah dan A adalah anion lawan berdaya koordinasi lemah atau sama sekali non koordinasi, beberapa diantaranya telah diaplikasikan sebagai katalis dalam reaksi kimia organik. Reaktifitas senyawa kompleks logam transisi ini sebagai katalis muncul disebabkan oleh karena dua hal. Pertama, ligan lemah yang terikat pada ion logam pusat dapat dengan mudah disubsitusi atau digantikan kedudukannya oleh substrat. Kedua, anion lawan yang berdaya koordinasi lemah atau sama sekali non koordinasi yang merupakan suatu asam lewis kuat, dapat meningkatkan keasaman lewis dari logam pusat. Keasaman diperlukan untuk menarik substrat agar terikat ke pusat aktif logam. Beberapa senyawa kompleks tembaga(II) seperti [Cu(NCCH3)6][B(C6F5)4]2 dan [Cu(NCCH3)6][BF4]2 dilaporkan telah berhasil disintesis dan diaplikasikan pada reaksi kimia organik seperti aziridinasi dan siklopropanasi berbagai senyawa olefin pada tempratur ruang baik pada fasa homogen maupun heterogen. Pada fasa homogen, katalis-katalis ini menunjukkan hasil yang memuaskan dengan rendemen hasil dan selektifitas yang tinggi. Sedangkan pada fasa heterogen katalis-katalis ini menunjukkan penurunan aktifitas setelah digunakan untuk beberapa kali reaksi. Meski demikian, katalis homogen masih memiliki beberapa kelemahan seperti sulitnya pemisahan dari produk, serta akumulasi logam dan ligan yang bersifat toksik dari senyawa komplek logam transisi yang dapat mecemari lingkungan

v  Warna kompleks logam transisi

Warna-warna cerah yang terlihat pada kebanyakan senyawa koordinasi dapat dijelaskan dengan teori medan kristal ini. Jika orbital-d dari sebuah kompleks berpisah menjadi dua kelompok seperti yang dijelaskan di atas, maka ketika molekul tersebut menyerap foton dari cahaya tampak, satu atau lebih elektron yang berada dalam orbital tersebut akan meloncat dari orbital-d yang berenergi lebih rendah ke orbital-d yang berenergi lebih tinggi, menghasilkan keadaam atom yang tereksitasi. Perbedaan energi antara atom yang berada dalam keadaan dasar dengan yang berada dalam keadaan tereksitasi sama dengan energi foton yang diserap dan berbanding terbalik dengan gelombang cahaya. Karena hanya gelombang-gelombang cahaya (λ) tertentu saja yang dapat diserap (gelombang yang memiliki energi sama dengan energi eksitasi), senyawa-senyawa tersebut akan memperlihatkan warna komplementer (gelombang cahaya yang tidak terserap).

Seperti yang dijelaskan di atas, ligan-ligan yang berbeda akan menghasilkan medan kristal yang energinya berbeda-beda pula, sehingga kita bisa melihat warna-warna yang bervariasi. Untuk sebuah ion logam, medan ligan yang lebih lemah akan membentuk kompleks yang Δ-nya bernilai rendah, sehingga akan menyerap cahaya dengan λ yang lebih panjang dan merendahkan frekuensi ν. Sebaliknya medan ligan yang lebih kuat akan menghasilkan Δ yang lebih besar, menyerap λ yang lebih pendek, dan meningkatkan ν. Sangtalah jarang energi foton yang terserap akan sama persis dengan perbedaan energi Δ; terdapat beberapa faktor-faktor lain seperti tolakan elektron dan efek Jahn-Teller yang akan mempengaruhi perbedaan energi antara keadaan dasar dengan keadaan tereksitas

v  TATA NAMA SENYAWA KOMPLEKS

Tata cara penamaan senyawa kompleks antara lain dipublikasikan oleh IUPAC dalam Nomenclature of Inorganic Chemistry ( Blackwell Scientific Publisher, 1989).

Beberapa aturan dasar dalam penamaan senyawa kompleks dijelaskan berikut ini.

v  PENULISAN NAMA SENYAWA KOMPLEKS

                Dalam menuliskan nama dari suatu senyawa kompleks, beberapa aturan dasar adalah sebagai berikut :

1.       Nama ion positif dalam senyawa kompleks dituliskan di awal, diikuti nama ion negatif

  2.       Untuk menuliskan nama ion kompleks, nama ligan dituliskan pertama dan diurutkan secara alfabetis (tanpa memandang jenis muatannya), diikuti oleh nama logam

Contoh :

§  [CoSO₄(NH₃)₄]NO₃

tetraamminsulfatkobalt (III) nitrat

§  K₄[Fe(CN)₆]

kalium heksasianoferat (II)

3.       Jika dalam senyawa kompleks ada sejumlah ligan yang sama, biasanya digunakan awalan di, tri, tetra, penta, heksa, dan seterusnya untuk menunjukkan jumlah ligan dari jenis itu. Suatu pengecualian terjadi jika nama dari suatu ligan mengandung suatu angka, misalnya dipiridil atau etilendiamin. Untuk menghindari kerancuan dalam kasus semacam itu, digunakan awalan bis, tris, dan tetrakis sebgai ganti di, tri, dan tetra, dan nama dari ligan ditempatkan dalam tanda kurung.

Contoh :

-            [Co(en)₃]₂(SO₄)₃

Tris(etilendiammin)kobalt(III) sulfat

-           [Co(en)₂(ONO)Cl]Cl

Bis(etilendiammin)nitritokobalt(III) klorida

Contoh lain :

Senyawa [Cu(py)₂Cl₂], (py adalah ligan piridin), tidak dinamakan sebagai diklorodipiridintembaga (II). Kompleks tersebut dinamakan sebagai kompleks diklorobis(piridin)tembaga(II). Penamaan tersebut dikarenakan kompleks mengandung 2 ligan piridin, bukan 1 ligan dipiridin.

Aturan Penulisan Nama Ligan

(a)          Nama dari ligan yang bermuatan negatif beri akhiran –o, contohnya:

F-         fluoro Cl-        kloro Br-       bromo I-          iodo

H-         hidrida OH-      hidrokso O2-       okso O2-2      perokso

HS-       merkapto S2-        thio CN-      siano NO2-    nitro

(b)         Ligan yang tidak bermuatan atau netral tidak diberi akhiran khusus. Contohnya meliputi NH₃ (amina), H₂O (akua), CO (karbonil) dan NO (nitrosil). Ligan N₂ dan O₂ disebut dinitrogen dan dioksigen. Ligan organik biasanya disebut dengan nama lazimnya, contohnya fenil, metil, etilendiamin, piridin, trifenilfosfin

(c)          Walaupun jarang ada, ligan yang bermuatan positif diberi akhiran –ium, misalnya NH₂NH₃⁺ (hidrazinium)

Beberapa ligan yang cukup rumit strukturnya atau memiliki nama yang cukup panjang dapat dituliskan dengan menggunakan singkatan tertentu. Beberapa nama ligan yang umumnya disingkat dapat dilihat dalam tabel berikut.

Nama ligan	Simbol/singkatan
  Etilendiamin   Piridin   Propilendiammin   Dietilendiammin   Trietilendiammin   Bipiridin   Etilendiamintetraasetat   Dimetilglioksimat   Fenantrolin	en py pn dien trien bipy EDTA DMG Phen

Aturan Penulisan Nama Logam

a.       Nama logam pusat dalam ion kompleks dituliskan paling akhir

b.      Logam pada kompleks negatif (anion) diberi akhiran –at

Contoh : Na[Co(CO)₄] = natrium tetrakarbonilkobaltat (I)

c.       Logam pada kompleks netral atau kompleks positif (kation) tidak diberi akhiran khusus

Contoh :

[Co(NO₂)₃(NH₃)₃] = Triammindinitrokobalt(III)

[CoSO₄(NH₃)₄]NO₃ = Tetraamminsulfatokobalt(III)

d.      Muatan dari logam pusat ditunjukkan dengan angka Romawi yang langsung dituliskan di belakang nama logam tersebut

v  PENULISAN RUMUS MOLEKUL SENYAWA KOMPLEKS

Dalam menuliskan rumus molekul senyawa kompleks, ada beberapa aturan yang harus iikuti, yaitu sebagai berikut :

1.             Ion kompleks dituliskan dalam tanda kurung persegi   

2.             Logam dituliskan pertama, diikuti ligan

3.             Ligan dituliskan setelah logam dengan urutan : ligan negatif – ligan netral – ligan positif

4.             Urutan penulisan ligan dengan muatan yang sama  disesuaikan dengan urutan abjad

Contoh :

-          triammintrinitrokobalt (III) = [Co(NO₂)₃(NH₃)₃]

-           kalium nitrosilpentasianoferat(II) = K[Fe(CN)₅NO]

v  LIGAN AMBIDENTAT

Beberapa jenis ligan memiliki lebih dari satu pasang elektron bebas yang bisa digunakan dalam pembentukan ikatan, sehingga dapat terikat pada logam melalui atom yang berbeda. Ligan semacam ini disebut sebagai ligan ambidentat.

Contoh :

          NO₂^- : nitro                          ONO^- : nitrito

Ligan nitro berikatan dengan logam melalui pasangan elektron bebas pada atom N. Adapun ligan nitrito berikatan dengan logam melalui psangan elektron bebas yang dimiliki oleh atom O

           SCN^- : tiosianato               NCS^- : isotiosiano

Tiosianat terikat pada logam melalui atom S. Sedangkan isotiosianta membentuk ikatan dengan logam melalui pasangan elektron bebas yang dimiliki oleh atom N

Atom pada ligan yang berikatan dengan logam dapat pula ditunjukkan dengan menuliskannya dalam huruf kapital

Contoh :

-           [Co(NH3)5(NO2)]Cl2            (kuning-kecoklatan)

Pentaamminnitrokobalt(III) klorida

pentaamminnitrito-N-kobalt(III) klorida

-          [Co(NH3)5(ONO)]Cl2           (merah)

Pentaamminnitritokobalt(III) klorida

Pentaamminnitrito-O-kobalt(III) klorida

v  LIGAN JEMBATAN

Pada sejumlah kompleks, terdapat lebih dari satu atom logam sebagai atom pusat dari kompleks tersebut. Kedua atom logam dihubungkan oleh ligan yang berfungsi sebagai jembatan dengan menghubungkan 2 atom logam tersebut. Ligan semacam ini disebut sebagai ligan jembatan

Ligan yang berfungsi sebagai ligan jembatan pada penulisannya diberi awalan μ. Jika ada dua atau lebih ligan jembatan, dinyatakan sebagai di-μ atau μ-di,tri-μ atau μ-tri, dan seterusnya

Urutan ligan jembatan dalam penulisan nama kompleks disesuaikan secara alfabetis dengan ligan-ligan lainnya dalam kompleks tersebut

IV.    Alat dan bahan

A.       Alat

Adapun alat yang digunakan adalah

No	Alat	Jumlah
1	Tabung reaksi	2 buah
2	Penangas air	1 buah
3	Hotplate	1 buah
4	Gelas ukur	2 buah
5	Pipet tetes	3 buah

B.        Bahan

Adapun bahan yang digunakan         

No	Bahan	Jumlah
1	Larutan COCl3.6H2O	0,1 M
2	Larutan NiCl2.6H2O	0,1 M
3	Larutan NH4OH	0,1 M

V.       Prosedur kerja

1.         Memasukkan 2 mL larutan CoCl₃.6H₂O 0,1 M ke dalam tabung reaksi. Kemudian mencatat warna larutan yang ada.

2.        Secara perlahan memasukkan satu  tetes larutan amonia ke dalam tabung reaksi (jangan mengenai dinding tabung reaksi) lalu mengguncang tabung secara perlahan dan hati – hati, kemudian mengamati apa yang terjadi.

3.        Melanjutkan penambahan larutan amonia tetes yang kedua, ketiga, keempat dan seterusnya dan setiap penambahan tetesan amonia ini tabung reaksi diguncang perlahan dan mengamati apa yang terjadi

4.        Melakukan penambahan larutan amonia sampai tidak ada perubahan warna larutan dalam tabung reaksi.

5.        Memanaskan tabung reaksi setelah langkah 4 dalam penangas air yang sudah hampir mendidih selama 30 menit. Kemudian mencatat hasil pengamatan pada setiap 2 menit pengamatan.

6.        Melakukan kegiatan 1 sampai 5 untuk larutan  NiCl₂.6H₂O mencatat semua pengamatan anda.

VI.    Hasil Pengamatan           :

No.	Perlakuan	Hasil Pengamatan
A. 1. 2. 3. B 1 2 3	2 mL larutan CoCl3.6H2O 0,1 M 2 ml CoCl3.6H2O 0,1 M + 1 tetes NH4OH Ø    Tetes kedua Ø    Tetes ketiga Ø    Tetes keempat Ø    Tetes kelima Memanaskan tabung selama 30 menit,menit ke -                   Ke Dua -                   Ke Empat -                   Ke Enam -                   Ke Delapan -                   Ke Sepuluh -                   Ke Dua belas -                   Ke empat belas -                   Ke enam belas -                   Ke delapan belas -                   Ke dua puluh -                   Ke dua puluh dua -                   Ke dua puluh empat -                   Ke dua puluh enam -                   Ke dua puluh delapan -                   Ke tiga puluh -                   2 ml NiCl2.6H2O 0,1M -                   2 ml NiCl2.6H2O 0,1 M + 1 Tetes NH4OH -                   Tetes pertama -                   Tetes kedua -                   Tetesan ketiga -                   Tetesan keempat -                   Tetesan kelima -                   Memanaskan tabung selama 30 menit,menit ke -                   Dua -                   Empat -                     -                   Enam -                   Delapan -                   Sepuluh -                   Dua  belas -                   Empat belas -                   Enam belas -                   Delapan belas -                   Dua puluh -                   Dua puluh dua -                   Dua puluh empat -                   Dua puluh enam -                   Dua puluh delapan -                   Tiga puluh	v    Warnanya pink bening ( warna larutan awal) v    Warna larutan pink bening dan belum ada  nya endapan v    Tidak terjadi perubahan sama seperti penambahan 1 tetes NH4OH v    Warna larutan pink bening dan ada nya endapan v    Warna larutan pink keruh dan mengendap v    Tidak terjadi perubahan sama seperti tetes ke empat. v    Warna larutan pink keruh,serta ada nya gelembung disekitar diding tabung v    Tidak terjadi perubahan sama seperti dua menit pertama v    Warna larutan pink keruh dan terbentuk endapan ungu v    Larutan berwarna pink bening dan endapan berada didasar tabung v    Ada nya endapan seperti gel didasar larutanyang berwarna ungu Larutan berwarna pink bening ( tidak keruh ). v    Tidak ada perubahan hasil pengamatan sama seperti menit ke sepuluh v    Tidak ada perubahan hasil pengamatan sama seperti menit ke sepuluh v    Warna larutan pink bening dan endapan didasar tabung reaksi semakin banyak v    Warna larutan tetap pink bening dan endapan semakin pekat serta berwarna ungu muda v    Tidak terjadi perubahan hasil pengamatan sama seperti menit ke delapan belas v    Tidak terjadi perubahan hasil pengamatan sama seperti menit ke delapan belas v    Tidak terjadi perubahan hasil pengamatan sama seperti menit ke delapan belas v    Tidak terjadi perubahan hasil pengamatan sama seperti menit ke delapan belas v    Warna larutan pink bening endapan mengumpul didasar tabung reaksi serta endapan nya berwarna ungu v    Warna larutan pink bening endapan mengumpul didasar tabung reaksi serta endapan nya berwarna ungu Ada nya gelembung udara diatas dan di dinding tabung. Ø    Warna hijau bening Ø    Warna larutan lebih bening dari larutan awal Ø    Warna hijau lebih muda dari tetesan pertama Ø    Warna hijau lebih muda dari tetesan kedua Ø    Warna hijau lebih muda dari tetesan ketiga Ø    Warna hijau lebih muda dari tetesan keempat Ø    Warna hijau bening Ø    Warna tetap hijau  bening Ø    Warna larutan hijau bening dan mulai terbentuk endapan Ø    Pada bagian atas larutan  berwarna hijau tua dan pada bagian bawah berwarna hijau muda dan terbentuk endapan Ø    Tetap sama seperti menit kedelapan Ø    Tetap sama dan endapan turun kelapisan bawah larutan Ø    Warna hijau mulai berkurang dan endapan tetap ada Ø    Tetap sama seperti menit sebelum nya Ø    Tetap sama Ø    Tetap sama Ø    Tetap sama Ø    Tetap sama Ø    Tetap sama Ø    Tetap sama Ø    Tetap sama

VII.   Pembahasan Hasil Percobaan                   

          Percobaan ini dilakukan untuk memperkirakan  rumus molekul senyawa kompleks berdasarkan perubahan warna senyawa yang terbentuk. Langkah pertama pada bagian A ialah memasukkan 2 mL larutan COCl₃.6H₂O 0,1 M ke dalam tabung reaksi. Warna dari larutan NiCl₂.6H₂O 0,1 M Pink bening (warna larutan awal ). Kemudian  Secara perlahan memasukkan satu  tetes larutan amonia ke dalam tabung reaksi (jangan mengenai dinding tabung reaksi) lalu mengguncang tabung secara perlahan dan hati – hati. Langkah selanjutnya adalah melanjutkan penambahan larutan amonia tetes yang kedua, ketiga, keempat dan seterusnya dan setiap penambahan tetesan amonia ini tabung reaksi diguncang perlahan. Setelah diamati ketika penambahan 1 tetes Warna larutan pink bening dan belum ada  nya endapan

Tetes kedua tidak ada perubahan sama seperti tetes pertama Tetes ketiga  Warna larutan pink bening dan ada nya endapan Tetes keempat Warna larutan pink keruh dan mengendap tetes kelima Tidak terjadi perubahan sama seperti tetes ke empat.Perubahan warna setelah penambahan beberapa tetes larutan amonia (NH₃), dikarenakan hadirnya ligan NH₃ yang menyebabkan pemisahan (splitting) tingkat energi pada orbital – orbital yang ada pada senyawa NiCl₂.6H₂O. Sehingga sinar – sinar tampak mengeksitasi elektron dari orbital d energi rendah ke orbital d energi tinggi.

Penggantian ligan dari ligan dengan medan lemah ke ligan dengan medan kuat, akan memberikan Δ  (selisih tingkat energi antara orbital d energi rendah dengan orbital d energi tinggi) yang semakin besar. Hal ini mengakibatkan sinar yang diserap panjang gelombangnya semakin pendek, artinya warna komplemennya atau yang tampak oleh mata akan memudar atau bahkan berubah tergantung dari ligannya.  Ligan air (H₂O) memiliki energi 40,85 kkal/mol yang lebih rendah daripada amonia (NH₃) yaitu 46,87 kkal/mol. Hal ini disebabkan oleh ligan H₂O bersifat sebagai ligan lemah. Ligan lemah dalam kompleks menyebabkan elektron memiliki spin tinggi pada tingkat energi e_g . Sedangkan ligan amonia (NH₃) bersifat sebagai ligan kuat. Amonia dalam kompleks menyebabkan elektron spin rendah karena elektron dapat ditempatkan pada arah energi orbital t_2g sebagai elektron berpasangan. Untuk menghindari adanya gaya tolak menolak antara dua elektron dalam satu kamar maka diperlukan energi 10 Dq yang lebih besar. Tidak ada interaksi dengan tingkat energi e_g sehingga jarak kedua energi tersebut lebih menjauh. Maka energi yang dimiliki seutuhnya berada pada tingkat energi t_2g  sebagai energi 10 Dq.

Dengan demikian, ligan NH₃ dipahami lebih kuat daripada ligan H₂O, sebanding dengan energi 10 Dq yang dimilikinya, berbanding terbalik dengan panjang gelombang maksimum yang terabsorb. Penggantian ligan H₂O  pada NiCl₂ dengan ligan NH₃ menyebabkan perubahan warna dari pink bening menjadi pink keruh. Sehingga dapat diperkirakan bahwa senyawa kompleks yang terbentuk adalah [CO(NH₃)₆Cl₃].  Langkah Selanjutnya melakukan penambahan larutan amonia sampai tidak ada perubahan warna larutan dalam tabung reaksi. Setelah itu, memanaskan tabung reaksi dalam penangas air yang sudah hampir mendidih selama 30 menit. Pada saat pemanasan berlangsung selama 2 menit Warna larutan pink keruh,serta ada nya gelembung disekitar diding tabung

Menit keempat Tidak terjadi perubahan sama seperti dua menit kedua

Menit keenam Warna larutan pink keruh dan terbentuk endapan ungu

Menit kedelapan Larutan berwarna pink bening dan endapan berada didasar tabung

Menit kesepuluh Ada nya endapan seperti gel didasar larutanyang berwarna ungu

Larutan berwarna pink bening ( tidak keruh ).

Menit kedua belas Tidak ada perubahan hasil pengamatan sama seperti menit ke sepuluh

Menit keempat belas Tidak ada perubahan hasil pengamatan sama seperti menit ke sepuluh

Menit keenam belas Warna larutan pink bening dan endapan didasar tabung reaksi semakin banyak

Menit kedelapan belas Warna larutan tetap pink bening dan endapan semakin pekat serta berwarna ungu muda

Menit kedua puluh Tidak terjadi perubahan hasil pengamatan sama seperti menit ke delapan belas

Menit kedua puluh dua Tidak terjadi perubahan hasil pengamatan sama seperti menit ke delapan belas

Menit kedua puluh empat Tidak terjadi perubahan hasil pengamatan sama seperti menit ke delapan belas

Menit kedua puluh enam Tidak terjadi perubahan hasil pengamatan sama seperti menit ke delapan belas

Menit kedua puluh delapan Warna larutan pink bening endapan mengumpul didasar tabung reaksi serta endapan nya berwarna ungu

Menit ketiga puluh Warna larutan pink bening endapan mengumpul didasar tabung reaksi serta endapan nya berwarna ungu Ada nya gelembung udara diatas dan di dinding tabung.

 Timbulnya endapan, gelembung gas bahkan warna yang berubah adalah bagian dari reaksi kembalinya ion kompleks yang terbentuk menjadi reaktan atau pereaksi. Hal ini dikarenakan reaksi kompleks merupakan reaksi kesetimbangan, dimana reaksi yang terjadi tidak pernah selesai. Sehingga, ketika senyawa kompleks yang terbentuk dipanaskan dalam penangas air maka reaktan atau pereaksinya akan terbentuk kembali.

Pembahasan untuk bagian kedua atau langkah kerja yang bagian B Adalah :

Percobaan ini dilakukan untuk memperkirakan  rumus molekul senyawa kompleks berdasarkan perubahan warna senyawa yang terbentuk. Langkah pertama ialah memasukkan 2 mL larutan NiCl₂.6H₂O 0,1 M ke dalam tabung reaksi. Warna dari larutan NiCl₂.6H₂O 0,1 M adalah  hijau bening. Kemudian  Secara perlahan memasukkan satu  tetes larutan amonia ke dalam tabung reaksi (jangan mengenai dinding tabung reaksi) lalu mengguncang tabung secara perlahan dan hati – hati. Langkah selanjutnya adalah melanjutkan penambahan larutan amonia tetes yang kedua, ketiga, keempat dan seterusnya dan setiap penambahan tetesan amonia ini tabung reaksi diguncang perlahan.

Setelah diamati ketika penambahan 1 – 5 tetes larutan amonia hasil pengamatan nya adalah sebagai berikut

Ø    Warna larutan lebih bening dari larutan awal

Ø    Warna hijau lebih muda dari tetesan pertama

Ø    Warna hijau lebih muda dari tetesan kedua

Ø    Warna hijau lebih muda dari tetesan ketiga

Ø    Warna hijau lebih muda dari tetesan keempat

 Perubahan warna setelah penambahan beberapa tetes larutan amonia (NH₃), dikarenakan hadirnya ligan NH₃ yang menyebabkan pemisahan (splitting) tingkat energi pada orbital – orbital yang ada pada senyawa NiCl₂.6H₂O. Sehingga sinar – sinar tampak mengeksitasi elektron dari orbital d energi rendah ke orbital d energi tinggi.

Penggantian ligan dari ligan dengan medan lemah ke ligan dengan medan kuat, akan memberikan Δ  (selisih tingkat energi antara orbital d energi rendah dengan orbital d energi tinggi) yang semakin besar. Hal ini mengakibatkan sinar yang diserap panjang gelombangnya semakin pendek, artinya warna komplemennya atau yang tampak oleh mata akan memudar atau bahkan berubah tergantung dari ligannya.  Ligan air (H₂O) memiliki energi 40,85 kkal/mol yang lebih rendah daripada amonia (NH₃) yaitu 46,87 kkal/mol. Hal ini disebabkan oleh ligan H₂O bersifat sebagai ligan lemah. Ligan lemah dalam kompleks menyebabkan elektron memiliki spin tinggi pada tingkat energi e_g . Sedangkan ligan amonia (NH₃) bersifat sebagai ligan kuat. Amonia dalam kompleks menyebabkan elektron spin rendah karena elektron dapat ditempatkan pada arah energi orbital t_2g sebagai elektron berpasangan. Untuk menghindari adanya gaya tolak menolak antara dua elektron dalam satu kamar maka diperlukan energi 10 Dq yang lebih besar. Tidak ada interaksi dengan tingkat energi e_g sehingga jarak kedua energi tersebut lebih menjauh. Maka energi yang dimiliki seutuhnya berada pada tingkat energi t_2g  sebagai energi 10 Dq.

Dengan demikian, ligan NH₃ dipahami lebih kuat daripada ligan H₂O, sebanding dengan energi 10 Dq yang dimilikinya, berbanding terbalik dengan panjang gelombang maksimum yang terabsorb. Penggantian ligan H₂O  pada NiCl₂ dengan ligan NH₃ menyebabkan perubahan warna dari hijau bening menjadi hijau lebih muda. Sehingga dapat diperkirakan bahwa senyawa kompleks yang terbentuk adalah [Ni(NH₃)₆Cl₂].  Langkah Selanjutnya melakukan penambahan larutan amonia sampai tidak ada perubahan warna larutan dalam tabung reaksi. Setelah itu, memanaskan tabung reaksi dalam penangas air yang sudah hampir mendidih selama 30 menit.Hasil pengamatan untuk pemanasan dari dua menit pertama sampai tiga puluh menit adalah

Ø    Warna hijau bening

Ø    Warna tetap hijau  bening

Ø    Warna larutan hijau bening dan mulai terbentuk endapan

Ø    Pada bagian atas larutan  berwarna hijau tua dan pada bagian bawah berwarna hijau muda dan terbentuk endapan

Ø    Tetap sama seperti menit kedelapan

Ø    Tetap sama dan endapan turun kelapisan bawah larutan

Ø    Warna hijau mulai berkurang dan endapan tetap ada

Ø    Tetap sama seperti menit sebelum nya

Ø    Tetap sama

Ø    Tetap sama

Ø    Tetap sama

Ø    Tetap sama

Ø    Tetap sama

Ø    Tetap sama

Ø    Tetap sama

Timbulnya endapan, gelembung gas bahkan warna yang berubah adalah bagian dari reaksi kembalinya ion kompleks yang terbentuk menjadi reaktan atau pereaksi. Hal ini dikarenakan reaksi kompleks merupakan reaksi kesetimbangan, dimana reaksi yang terjadi tidak pernah selesai. Sehingga, ketika senyawa kompleks yang terbentuk dipanaskan dalam penangas air maka reaktan atau pereaksinya akan terbentuk kembali.

VIII. Jawaban Pertanyaan       :

1.      Tulislah persamaan reaksi yang mungkin terjadi dalam semua percobaan yang anda lakukan.

          Jawab :

          Persamaan reaksi yang mungkin terjadi dalam semua percobaan adalah :

          Pada bagian A

COCl₃.6H₂O + 6NH₃              [ Ni(NH₃)₆Cl₃ ] + 6H₂O

          Pada bagian B

                                          NiCl₂.6H₂O + 6NH₃                [ Ni(NH₃)₆Cl₂ ] + 6H₂O

          Reaksi di atas tidak berlangsung sekaligus tetapi bertahap, adapun tahapan yang terjadi adalah sebagai berikut :

          Reaksi pada tahap bagian A

  Tahap 1                : COCl₃.6H₂O + NH_{3             →}        [Ni(NH₃)(H₂O)₅Cl₃] + H₂O      

Tahap 2                : [CO(NH₃)(H₂O)₅Cl₃] + NH_{3      →} [Ni(NH₃)₂(H₂O)₄Cl₂] + H₂O

Tahap 3                : [CO(NH₃)₂(H₂O)₄Cl₃] + NH_{3   →} [CO(NH₃)₃(H₂O)₃Cl₃] + H₂O

Tahap 4                : [CO(NH₃)₃(H₂O)₃Cl₃] + NH_{3  →}  [CO(NH₃)₄(H₂O)₂Cl₃] + H₂O

Tahap 5          : [CO(NH₃)₄(H₂O)₂Cl₃] + NH_{3  →}  [Ni(NH₃)₅(H₂O)Cl₂] + H₂O

     Tahap 6           : [CO(NH₃)₅(H₂O)Cl₃] + NH_{3   →}  [CO(NH₃)₆Cl₂] + H₂O

          Jika keenam tahap tersebut dijumlahkan akan diperoleh persamaan reaksi :

COCl₂.6H₂O + 6NH₃     →                         [ CO(NH₃)₆Cl₃ ] + 6H₂O

Reaksi pada tahap bagian B

Persamaan reaksi yang mungkin terjadi dalam semua percobaan adalah :

NiCl₂.6H₂O + 6NH_{3       →} [ Ni(NH₃)₆Cl₂ ] + 6H₂O

          Reaksi di atas tidak berlangsung sekaligus tetapi bertahap, adapun tahapan yang terjadi adalah sebagai berikut :

Tahap 1                :   NiCl₂.6H₂O + NH_{3         →} [Ni(NH₃)(H₂O)₅Cl₂] + H₂O            

Tahap 2                : [Ni(NH₃)(H₂O)₅Cl₂] + NH_{3   →} [Ni(NH₃)₂(H₂O)₄Cl₂] + H₂

Tahap 3                : [Ni(NH₃)₂(H₂O)₄Cl₂] + NH_{3  →} [Ni(NH₃)₃(H₂O)₃Cl₂] + H₂O

Tahap 4                : [Ni(NH₃)₃(H₂O)₃Cl₂] + NH_{3  →} [Ni(NH₃)₄(H₂O)₂Cl₂] + H₂O

Tahap 5                : [Ni(NH₃)₄(H₂O)₂Cl₂] + NH_{3 →}[Ni(NH₃)₅(H₂O)Cl₂] + H₂O

Tahap 6                : [Ni(NH₃)₅(H₂O)Cl₂] + NH_{3   →}          [Ni(NH₃)₆Cl₂] + H₂O

          Jika keenam tahap tersebut dijumlahkan akan diperoleh persamaan reaksi :

NiCl₂.6H₂O + 6NH₃                   [ Ni(NH₃)₆Cl₂ ] + 6H₂O

2.      Dengan menganggap 1 tetes = 0,05 mL hitunglah massa maksimum dari senyawa yang dapat terbentuk dari penambahan 10 tetes amonia dalam percobaan !

          Jawab :

Diketahui     :                1 tetes NH₃              = 0,05 mL

          10 tetes NH₃          = 10 x 0,05 mL = 0,5 mL

          M NH₃    = 0,1 M

          M NiCl₂.6H₂O     = 0,1 M

          V NiCl₂.6H₂O       = 2 mL

Ditanya     : Massa dari senyawa kompleks yang terbentuk ?

Penyelesaian :

Ø  Mol(NH₃)  ­ =          M(NH₃)  x V(NH₃)

                                          =             0,1 M x 0,5 mL

                                          =             0,05 mmol

Ø  Mol(NiCl₂.6H₂O)   =          M(NiCl₂.6H₂O) x V(NiCl₂.6H₂O)

                                                          =             0,1 M x 2 mL

                                                          =             0,2 mmol

Reaksi kesetimbangan :

                                 NiCl₂.6H₂O    +   6NH_{3            →}                         [ Ni(NH₃)₆Cl₂ ]    +  6H₂O

                    Mula – mula :     0,2 mmol             0,05 mmol                                          

Bereaksi        :     0,0083 mmol      0,05 mmol                       0,0083 mmol   0,05 mmol             Setimbang     :                0,1917 mmol                                                   0,0083 mmol  0,05 mmol

Mr[ Ni(NH₃)₆Cl₂ ]                        =             231,71 gram/mol

Massa senyawa [ Ni(NH₃)₆Cl₂ ] yang terbentuk adalah :

Mr[ Ni(NH₃)₆Cl₂ ]                        = NiCl₂.6H₂0 + [ Ni(NH₃)₆Cl₂ ] +6H₂O

231,71 gram/mol             =             0,1917 mmol + 0,0083 mmol + 0,05 mmol

231,71 gram/mol                        =             0,25 mmol

                                                          =             231,71 gram/mol / 0,25 mmol

Massa senyawa                          =             926,84 mg

                                                          =             9,268 gram

3.      Mengapa warna larutan dalam tabung berubah setelah tabung dipanaskan dalam penangas air ?

          Jawab :

                          Warna larutan dalam tabung berubah setelah tabung dipanaskan dalam penangas air karena ketika dipanaskan dalam larutan terjadi proses kembalinya ion kompleks yang terbentuk menjadi reaktan atau pereaksi karena reaksi yang terjadi merupakan reaksi kesetimbangan.

IX.     KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan            :

Dari percobaan pembentukan tahapan senyawa kompleks dapat disimpulkan bahwa :

1.      Senyawa kompleks adalah senyawa yang terdiri dari suatu ion atau atom pusat (biasanya ion logam transisi) dan beberapa anion atau molekul netral yang terikat langsung pada ion atau atom pusat melalui ikatan kovalen koordinasi.

2.      Hampir semua senyawa – senyawa kompleks mempunyai warna – warna tertentu, karena zat ini menyerap sinar di daerah tampak atau visible region. Warna yang tampak ialah warna yang dipantulkan atau perpaduan dari warna – warna yang dipantulkan. Dengan begitu, kita dapat memperkirakan  rumus molekul senyawa kompleks berdasarkan perubahan    warna senyawa yang terbentuk.

3.      Reaksi pada senyawa kompleks merupakan reaksi kesetimbangan, sehingga reaksinya tidak akan pernah selesai akibatnya jika kita memanaskan senyawa kompleks yang terbentuk, hal ini akan membentuk reaktan atau pereaksinya kembali.

4.      Banyak senyawa kompleks yang digunakan didasarkan pada warna, kelarutan atau perubahan perilaku kimiawi dari ion logam dan ligan ketika senyawa tersebut membentuk kompleks. Misalnya, tembaga (II) Ftalosianin biru. Kompleks ini digunakan sebagai pencelup kain dalam industri tekstil.

B.      Saran    

Dalam melakukan percobaan pembentukan tahapan senyawa kompleks praktikan sebaiknya benar – benar mengamati perubahan – perubahan yang terjadi. Sehingga praktikan dapat memperkirakan rumus senyawa kompleks yang terbentuk,serta diharapkan agar semua praktikan tidak mondar-mandir selama praktikum.

X.      Daftar Pustaka 

Cotton dan Wilkinson. Kimia Anorganik Dasar. Edisi Pertama. Universitas      

Indonesia Press: Jakarta 2009. Bab I. Halaman 144.

Day, M. Clyde dan Jr. Joel Selbin. Kimia Anorganik Teori. Edisi Pertama.          

Gadjah Mada University Press : Yogyakarta. 1993. Bab 10.Halaman 543.

Harrizul Rivai. Asas Pemeriksaan Kimia.Universitas Indonesia.Jakarta.

1995.Bab 8.halaman 182.

Petrucci, H. Ralph dan Suminar. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern.

 Edisi keempat. Erlangga : Jakarta. 1987. Bab 24. Halaman              180.

Pudjaatmaja, Hadyana Aloysius. Kimia Untuk Universitas. Edisi Keenam.        

Erlangga : Jakarta. Bab 22. 1996. Halaman 204.

Sukardjo. Kimia Koordinasi. Edisi Revisi (Ketiga). Rineka Cipta : Jakarta.           

1992.     Bab VI. Halaman 134.

Sunarya, Yayan. Kimia Dasar Prinsip – Prinsip Kimia Terkini. Edisi         

Perdana. Angkasa : Bandung. Bab 8. Halaman 353.

vharheeda. Kekuatan ligan air dan amonia. Vharheeda.blogspot.      com/2009/04/keku… . 13 juni 2011.

X.Lampiran

-fotocopy laporan sementara praktikum