MAKALAH

INTERKALASI

Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Sintesis Anorganik

Dosen Pengampu : Jumaeri, M.Si

Oleh :

1. Zumrotus Sa’adah (4311409039)

2. Tri Novita Sari (4311409051)

3. Dewi Anggun R N (4311409054)

4. Ervina Nur Hidayati (4311409063)

5. Eni Nurhayati (4311409067)

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2012

INTERKALSI

Asal Usul Interkalasi

Pertama kali ditemukan oleh orang Cina pada 600-700M. ketika mereka memproduksi

porselen dari interkalasi ion logam alkali ke dalam mineral yang umumnya ditemukan senyawa

alami seperti felspar dan kaolin. Kaolin biasanya disebut clay yang digunakan untuk keramik dan

refraktori. Nama kaolin berasal dari nama Gunung di Cina yaitu Kao-Ling. Pertama kali

dijelaskan oleh C.Schafhautul pada tahun 1840,penelitiannya yaitu melarutkan grafit dalam asam

sulfat. Namun, munculnya subyek penelitian tersebut dari tahun 1926 ketika Karl Fredenhegen

dan Gustav cadenbach menjelaskan cepatnya penguapan potasium menggunakan grafit. Sejak

laporan mereka, reaksi interkalasi telah dikagumi oleh kimia anorganik, organik, dan

organometalik, dan akhir tahun 1992an lebih dari 5000 karya ilmiah yang telah dipublikasikan

menjelaskan tentang sintesis, reaksi, dan karakterisasi fisik dari senyawa interkalasi anorganik.

Pembaruan edisi kedua telah meliputi referensi sampai akhir tahun 1995. Bidang ini muncul

menjadi meningkat dan berkembang luas dengan lebih dari 1600 karya ilmiah telah diterbitkan

sejak 1992’.

Secara harfiah, akhir dari interklasi mengacu pada aksi dari pemasukan kedalam kalender

beberapa interval waktu ekstra. Kini, penggunaan dari pengakhiran digunakan oleh para ahli

kimia untuk menggambarkan insersi (reversibel) dari spesies pendatang yang bergerak (atom,

molekul,ion) ke dalam kisi kristal yang bertidak sebagai tuan rumah yang mengandung sistem

interkoneksi dari bagian kisi yang kosong dengan ukuran yang pas. Reaksi secara umum dapat

dituliskan sebagai persaaan 1:

Sebagaimana ditunjukkan oleh Persamaan (1), reaksi interkalasi biasanya reversibel, dan

mereka juga dapat dicirikan sebagai Proses topochemical, karena integritas struktural dari kisi

host secara resmi dilestarikan dalam perjalanan reaksi maju dan mundur.

Biasanya reaksi ini terjadi pada suhu kamar, yang kontras dengan paling konvensional

prosedur solid state sintetis, yang sering membutuhkan suhu lebih dari 600C. Terjadi perbedaan

jarak yang pada kisi yang bertindak sebagai tuan rumah telah ditemukan untuk menjalani reaksi tersebut pada temperatur rendah,meliputi:

– kisi framework(3D)

– layer(2D)

– linier chain(1D)

– molekular(0D) yang ditunjukkan pada gambar 1

Studi tentang reaksi interkalasi dan produk mereka menarik secara luas dari banyak aspek

organik, kimia anorganik dan fisik; dari desain dan sintesis tamu organologam potensi untuk

penyelidikan rinci tentang struktur dan sifat elektronik dari produk yang dihasilkan. Suatu ketika

baterai modern dengan teknik fisika yang ada membantu menjelaskan struktur, ikatan, dan

dinamika, seperti sinar-x dan difraksi netron, EXAFS, spektroskopi inframerah, status padatan

NMR, elektrokimia, spektroskopi elektronik, pengukuran magnetik, pengukuran transport

elektronik, dan luas spektroskopi yang masuk rongga mikroskopi scaning (STM) dan kekuatan

mikroskop atom (AFM).

Keistimewaan reaksi interkalasi yang membuat studi ini menunjukkan fakta bahwa spesi

pendatang dan spesi yang sudah ada menunjukkan spektrum geometris, bahan kimia, lingkungan

elektronik tergantung pada karakteristik individu dari salah satu spesi pendatang atau spesi yang

sudah ada sebelumnya. Yang lebih penting, lingkungan ini mengontrol kehalusan dan khususnya

untuk menemukan syarat khusus, seperti aktivitas katalis, elektrokromik yang ditunjukkan,

teknologi baterai atau minyak pelumas. Itu mungkin unsur penyetel, atau pengontrol

incremental, yang menarik dari sintesis kimia untuk daerah status padatan kimia, dan didukung

dengan perluasan yang luar biasa dibidangnya dalam setahun terakhir ini.

Kita dapat menghadirkan prototipikal interkalasi dari spesi pendatang khusus dalam

sebuah lapisan kisi-kisi anorganik skematik pada gambar 2, dengan contoh khusus dari litium

dengan lapisan logam dichalcogenice TiS2. Selama reaksi logam litium yang mereduksi lapisan

dari TiS2 dan kation litium yang dimasukkan kedalam rongga lapisan dalam untuk meratakan

lokasi muatan lapisan negatif karena adanya perpindahan electron. Proses ini dapat

digambarkan oleh persamaan (2). Produk akhir dari reaksi, LiTiS2, mempunyai struktur yang

melalaikan yang diperluas dengan arah tegak lurus dengan lapisan.

Reaksi interkalasi ini melibatkan kisi berlapis, telah diteliti dengan baik

dibandingkan kerangka atau struktur rantai lurus. Fleksibilitas struktural dari struktur

lapisan, dengan kemampuannya untuk menyesuaikan dengan geometri spesies baru yang

dimasukkan oleh penyesuaian bebas dari pemisahan diantara lapisan, diduga bertanggung

jawab atas terjadinya senyawa interkalasi yang lebih luas untuk jenis struktur ini. Sungguh

luar biasa meskipun perbedaan komposisi dan detail dari struktur lembar unit, reaktivitas

dasar kimia fase ini ternyata erat kaitannya. Namun, semua fase lapisan ditandai dengan

ikatan intralayer kuat dan interaksi interlayer lemah. Lapisan mungkin netral, atau memiliki

muatan keseluruhan mungkin positif atau negatif: Contoh-contoh dari setiap kategori dapat

dilihat dalam Tabel 1. Di dalam senyawanya dengan lapisan netral, ikatan interlayernya

sering digambarkan sebagai ikatan van der Waals, dan ruang interlayer terhubung jaringan

situs kisi kosong. Dalam sistem lapisan yang bermuatan, lapisannya di buat bersama, oleh

gaya-gaya elektrostatik dan sebagian interlayer atau seluruhnya diisi oleh ion atau oleh

kombinasi ion-ion dan molekul pelarut.

Lapisan utama dan interkalasinya mencakup seluruh spektrum elektronik dari

isolator (seperti lempung) melalui semikonduktor dan semilogam (grafit dan

dichalcogenides) untuk logam (beberapa dichalcogenides) dan bahkan superkonduktor oksida

pada temperature tinggi.

Penekanan dari bab ini adalah untuk menggambarkan interkalasi ke dalam kisi berlapis

uan rumah yang mencermink an tubuh secara signifikan lebih besar dari pekerj aan yang telah d

terbitkan menggambarkan reaksi interk alasi. Na mun, saya telah m enyertakan diskusi sin gkat dar

beberapa rantai linier terk enal, ke rangka dan kisi m olekul tuan ruma

TAMBAHAN

Interkalasi adalah suatu penyisipan spesies tamu (ion, atom, atau molekul) ke dalam antar lapis senyawa

berstruktur lapis. Schubert (2002) mendefinisikan interkalasi adalah suatu penyisipan suatu spesies pada ruang

antar lapis dari padatan dengan tetap mempertahankan struktur berlapisnya. Atom-atom atau molekul-molekul

yang akan disisipkan disebut sebagai interkalan, sedangkan yang merupakan tempat yang akan dimasuki atom-

atomatau molekul-molekul disebut sebagai interkalat. Metode ini akan memperbesar pori material, karena

interkalan akan mendorong lapisan atau membuka antar lapisan untuk mengembang.

Menurut ogawa dalam Rusman (1999), mekanisme pembentukaninterkalasi dapat dikelompokan menjadi

lima golongan, yaitu :

1. Senyawa interkalasi yang terbentuk dari pertukaran kationSenyawa terinterkalasi jenis ini terbentuk dari

pertukaran kation tamu dengan kation yang menyetimbangkan muatan lapis. Jumlah kation tamu yang dapat

terinterkalasi tergantung pada jumlah muatan yang terkandung pada lapisan bahan inang. Lempung terpilar

adalah salah satu contohsenyawa terinterkalasi yang diperoleh dari pertukaran kation. Spesies tamudalam hal

ini berperan sebagai pilar yang akan membuka lapisan-lapisanlempung.

2. Senyawa interkalasi yang dibentuk dari interaksi dipol dan pembentukanikatan hidrogen

Senyawa terinterkalasi jenis ini terbentuk jika spesies tuan rumah (host) bersifat isolator dan tidak memiliki

muatan permukaan. Interaksi antaraspesies tamu dan lapisan spesies tuan rumah hanya berupa interaksi

dipoldan ikatan hidrogen, oleh karena itu jenis interkalasi ini tidak stabil dansenyawa yang terinterkalasi ini

dengan mudah dapat digantikan.

3. Senyawa interkalasi yang dibentuk dari interaksi dipol antara spesies tamu dan ion-ion di dalam antar lapis

Senyawa interkalasi jenis ini dapat terjadi melalui pertukaran molekul-molekul Solven . Pertukaran tersebut

terjadi antara molekul-molekul Solven  yang mensolvasi ion-ion dalam antarlapis dengan molekul-molekul

tamu.Hal tersebut terjadi, jika molekul tamu mempunyai polaritas yang tinggi.Pada material lempung,

molekul monomer dapat terinterkalasi melalui penggantian dengan molekul air.

4. Senyawa interkalasi yang dibentuk dengan ikatan hidrogen

Bila dibandinkan dengan senyawa interkalasi yang lain, maka spesies tamuakan terikat lebih kuat di dalam

spesies induk, sehingga deinterkalasi lebihsulit terjadi..

5. Senyawa interkalasi yang dibentuk dari transfer muatan

Senyawa interkalasi yang terbentuk jika lapisan bahan induk bersifatkonduktif. Reaksi interkalasinya dapat

dinyatakan sebagai berikut :

xA+ + xe-+ [Z] A+ x[Z] x-

xA-+ [Z] Ax-[Z]x++ e-

dimana A adalah ion tamu dan Z adalah spesies induk.Masuknya interkalan ke dalam lapisan interkalat maka

susunan yangdimiliki interkalat mengalami perubahan. Gambar 2 menjelaskan tentang proses interkalasi

dalam lempung. Lempung yang semula berbentuk lapisan alumino silikat, dengan masuknya interkalan

diantara lapisan mengakibatkanlapisan terdekatnya akan terpisah menjadi lapisan alumino silikat –

interkalan-alumino silikat.

GAMBAR 2