65
i SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) DENGAN BENZOKAIN Disusun oleh: LANJAR SARIYANTO M0304044 SKRIPSI Ditulis dan diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains Kimia FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA Juli, 2010

SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

  • Upload
    hakien

  • View
    232

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

i

SINTESIS DAN KARAKTERISASI

KOMPLEKS KROMIUM(III) DENGAN BENZOKAIN

Disusun oleh:

LANJAR SARIYANTO

M0304044

SKRIPSI

Ditulis dan diajukan untuk memenuhi sebagian

persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains Kimia

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Juli, 2010

Page 2: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

ii

HALAMAN PENGESAHAN

Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas

Sebelas Maret Surakarta telah mengesahkan skripsi mahasiswa:

Lanjar Sariyanto NIM M0304044, dengan judul “Sintesis dan Karakterisasi

Kompleks Kromium(III) dengan Benzokain”

Skripsi ini dibimbing oleh:

Pembimbing

Prof. Drs. Sentot Budi Rahardjo, Ph.D NIP. 19560507 198601 1 001

Dipertahankan di depan TIM Penguji Skripsi pada:

Hari : Kamis

Tanggal : 8 Juli 2010

Anggota Tim Penguji:

1. Drs. Mudjijono, Ph.D 1. ………………. NIP. 19540418 198601 1 001

2. Sri Hastuti, M.Si 2. ………………. NIP. 19710408 199702 2 001

Ketua Jurusan Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Prof. Drs. Sentot Budi Rahardjo, Ph.D NIP. 19560507 198601 1 001

Page 3: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

“SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) DENGAN

BENZOKAIN” adalah benar-benar hasil penelitian sendiri dan tidak terdapat

karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu

perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat kerja atau

pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara

tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Surakarta, 1 Juli 2010

LANJAR SARIYANTO

Page 4: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

iv

SINTESIS DAN KARAKTERISASI

KOMPLEKS KROMIUM(III) DENGAN BENZOKAIN

LANJAR SARIYANTO

Jurusan Kimia. Fakultas MIPA. Universitas Sebelas Maret

ABSTRAK

Kompleks kromium(III) dengan benzokain telah disintesis dengan perbandingan mol logam dan mol ligan 1 : 5 dalam metanol dengan menambahkan larutan CrCl3.6H2O tetes demi tetes disertai pengadukan secara kontinyu selama 1 jam pada suhu kamar ke dalam larutan benzokain melalui proses pemanasan. Sintesis ini telah dilakukan untuk mengetahui rumus empiris, formula, dan karakteristik dari kompleks yang terbentuk.

Sintesis yang dilakukan mengacu pada Kumar & Singh (2006) dan Dari (2009). Kompleks yang diperoleh dari sintesis dianalisis dengan metode spektroskopi serapan atom, daya hantar listrik, Termografimetric Analysis/ Differential Thermal Analysis (TG/DTA) dan spektroskopi infra merah. Kemungkinan rumus empiris dan formula kompleks yang diperoleh dari analisis adalah Cr(benzokain)4Cl3(H2O)n (n= 2 atau 3) dan [Cr(benz)4(H2O)Cl]Cl2.nH2O (n= 1 atau 2). Analisis spektra elektronik kompleks menunjukkan bahwa kompleks berstruktur oktahedral dengan transisi 4A2g(F)→4T2g(F) (υ1) dan transisi 4A2g(F)→4T1g(F) (υ2). Pengukuran momen magnet dengan Magnetic Susceptibility Balance (MSB) menunjukkan bahwa kompleks bersifat paramagnetik dengan µeff= 3,80±0,03 BM. Analisis spektra infra merah (IR) menunjukkan adanya pergeseran serapan gugus ›C=O ulur yang mengindikasikan gugus fungsi tersebut terkoordinasi pada ion pusat Cr3+ secara monodentat.

Kata kunci: Sintesis, Karakterisasi, Kompleks Kromium(III), Benzokain

Page 5: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

v

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF

CHROMIUM(III) COMPLEX WITH BENZOCAINE

LANJAR SARIYANTO

Department of Chemistry. Mathematic and Natural Science Faculty.

Sebelas Maret University

ABSTRACT

The complex of chromium(III) with benzocaine has been synthesized with mole ratio of metal and ligand was 1 : 5 in methanol solution by adding drop-wise CrCl3.6H2O solution, stirring continuously for one hour at room temperature to a solution of benzocaine through the heating process. This synthesis has been conducted to determine the empirical formula, formula, and characteristics of the formed complex.

The synthesis based on Kumar & Singh (2006) and Dari (2009). Complex obtained from the synthesis was analyzed by atomic absorption spectroscopy, electrical conductivity, Thermogravimetric Analysis/Differential Thermal Analysis (TG/DTA) and infrared spectroscopy methods. Possibility of empirical formula and the formula obtained from the analysis of complex was Cr(benzocaine)4Cl3(H2O)n (n= 2 or 3) and [Cr(benz)4(H2O)Cl]Cl2.nH2O (n= 1 or 2). Electronic spectra analysis of complex shows that octahedral structure of complex with 4A2g(F)→4T2g(F) (υ1) and 4A2g(F)→4T1g(F) (υ2) transitions. Measurement of magnetic moment with Magnetic Susceptibility Balance (MSB) indicate that the complex was paramagnetic with µeff= 3,80±0,03 BM. Analysis of infrared spectra (IR) shows the shift of absorption group ›C=O stretching indicating the functional groups coordinated to the Cr3+ center ion monodentately.

Keyword: Synthesis, Characterization, Chromium(III) Complex, Benzocaine

Page 6: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

vi

MOTTO

Hakekat Hidup:

“hidup untuk menolong orang lain & tidak untuk menyakiti orang lain..”

”Jika manusia harus lama menanti apa yang diinginkannya, maka hilanglah

kesabaran dan sempit dadanya, ia lupa bahwa Allah memiliki sunah-sunah yang

tidak berubah. Bahwa segala sesuatu itu mempunyai waktu yang telah ditetapkan.

Allah tidak akan dipengaruhi oleh ketergesa-gesaan seseorang. Sama halnya

setiap buah memiliki waktu matang, tidak ada yang dapat mematangkannya

sebelum batas waktunya, sebab ia tunduk dengan sunnatullah.”

“Orang Bijak adalah orang yang bijaksana dalam menjalani hidup” --------------------------------------------------------------------------------------

Page 7: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

vii

PERSEMBAHAN

Karya sederhana ini penulis persembahkan untuk:

v Ibu dan Bapak tercinta yang selalu memberikan cinta, kasih

sayang, semangat, dukungan, kepercayaan dan do’anya …

v Keluarga besar Alm. Mbah Karyo Dimejo (Bapak) &

Alm. Mbah Reso Jimin (Ibu) …

v Sahabat-sahabat Sak-saké Football Chemistry …

v Ade’-ade’ & temen-temen seXan …

v I Love U FuLL …!!!

Page 8: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

viii

KATA PENGANTAR

Puji Syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat,

karunia, dan ijin-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini

untuk memenuhi sebagian persyaratan guna mencapai gelar Sarjana Sains dari

Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas

Sebelas Maret. Sholawat dan salam senantiasa penulis haturkan kepada

Rosulullah SAW sebagai pembimbing seluruh umat manusia.

Skripsi ini tidak akan selesai tanpa adanya bantuan dari banyak pihak,

karena itu dengan kerendahan hati penulis menyampaikan terima kasih kepada:

1. Bapak Prof. Drs. Sutarno, M.Sc., Ph.D., selaku Dekan FMIPA UNS.

2. Bapak Prof. Drs. Sentot Budi Rahardjo, Ph.D., selaku Ketua Jurusan

Kimia dan Pembimbing.

3. Bapak I.F. Nurcahyo, M.Si., selaku Ketua Laboratorium Kimia Dasar

FMIPA UNS.

4. Bapak Dr. rer. nat. Atmanto Heru Wibowo, M.Si., selaku Ketua Sub

Laboratorium Kimia Laboratorium Pusat FMIPA UNS.

5. Bapak Achmad Ainurofiq M.Si., Apt., selaku Pembimbing Akademis.

6. Bapak dan Ibu Dosen di Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret atas semua ilmu yang

berguna dalam penyusunan skripsi ini.

7. Mas Anang dan Mbak Nanik selaku staf Laboratorium Kimia FMIPA

UNS.

8. Bapak Kentriyus, Bapak Sugito, Bapak Basuki, Mas Wanto, Mbak

Retno, Mbak Watik dan Mbak Tutik selaku staf Sub Laboratorium

Kimia Laboratorium Pusat FMIPA UNS.

9. Mbak Imah dan Mbak Asri selaku karyawan Jurusan Kimia FMIPA

UNS.

10. Staf Laboratorium Kimia Organik FMIPA UGM Yogyakarta.

11. Staf Laboratorium Uji Polimer Pusat Penelitian Fisika–LIPI Bandung.

12. Sahabat-sahabat Kimia 2009–2002, selamat berjuang dan semangat.

Page 9: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

ix

Semoga Allah SWT membalas jerih payah dan pengorbanan yang telah diberikan

dengan balasan yang lebih baik. Amin.

Penulis menyadari banyak kekurangan dalam penulisan skripsi ini. Oleh

karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran untuk menyempurnakannya.

Namun demikian, penulis berharap semoga karya kecil ini bermanfaat bagi

perkembangan ilmu pengetahuan dan semuanya. Amin.

Surakarta, 1 Juli 2010

Lanjar Sariyanto

Page 10: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

x

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL……………………………………………................ i

HALAMAN PENGESAHAN…………...................................................... ii

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN ................................................ iii

ABSTRAK................................................................................................... iv

ABSTRACT................................................................................................. v

MOTTO ....................................................................................................... vi

HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................. vii

KATA PENGANTAR ................................................................................. viii

DAFTAR ISI……………………………………………………................ x

DAFTAR TABEL…………........................................................................ xiii

DAFTAR GAMBAR………… ................................................................... xiv

DAFTAR LAMPIRAN……………………………………….................... xvi

TABEL LAMPIRAN………………………………………....................... xvii

GAMBAR LAMPIRAN……………………………………… .................. xviii

BAB I PENDAHULUAN………………………...................................... 1

A. Latar Belakang Masalah………………..................................... 1

B. Perumusan Masalah…………………........................................ 4

1. Identifikasi Masalah…………………................................... 4

2. Batasan Masalah………………… ........................................ 4

3. Rumusan Masalah…………………...................................... 5

C. Tujuan Penelitian……………………………............................ 5

D. Manfaat Penelitian………………………………… ................. 5

BAB II LANDASAN TEORI…… .............................................................. 6

A. Tinjauan Pustaka…………………………… ............................ 6

1. Benzokain ……………………………................................. 6

2. Sintesis Kompleks …………………………….................... 7

3. Kompleks Kromium(III) ....................................................... 8

4. Teori Pembentukan Kompleks.............................................. 10

a. Teori Ikatan Valensi……………..................................... 10

Page 11: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

xi

b. Teori Medan Ligan……………....................................... 11

c. Teori Orbital Molekul…………… .................................. 14

5. Spektroskopi UV-Vis………................................................ 16

6. Sifat Magnetik..…………………………............................. 18

7. Analisis Termal…………………………............................. 19

8. Spektroskopi Infra Merah (IR)……...................................... 21

9. Daya Hantar Listrik............................................................... 23

B. Kerangka Pemikiran…. .............................................................. 24

C. Hipotesis…................................................................................. 26

BAB III METODOLOGI PENELITIAN……………… ............................ 27

A. Metode Penelitian……………………....................................... 27

B. Tempat dan Waktu Penelitian………………………… ............ 27

C. Alat dan Bahan………………………… ................................... 27

1. Alat………………………………….................................... 27

2. Bahan………………………… ............................................ 28

D. Prosedur Penelitian..................................................................... 29

1. Diagram Percobaan ............................................................... 29

2. Sintesis Kompleks Cr(III) dengan Benzokain ...................... 30

3. Pengukuran Kadar Kromium dalam Kompleks .................... 30

4. Pengukuran Spektra Elektronik ............................................ 30

5. Pengukuran Daya Hantar Listrik........................................... 30

6. Pengukuran Spektra Infra Merah .......................................... 31

7. Analisis TG/DTA.................................................................. 31

8. Pengukuran Momen Magnet................................................. 31

E. Teknik Pengumpulan dan Analisis Data...... .............................. 31

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN………………………………… . 33

A. Sintesis Kompleks………………….......................................... 33

Sintesis Kompleks Cr(III) dengan Benzokain ........................... 33

B. Penentuan Rumus Empiris dan Formula Kompleks................... 34

1. Penentuan Kadar Kromium dalam Kompleks ....................... 34

2. Pengukuran Daya Hantar Listrik............................................ 35

Page 12: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

xii

3. Analisis Thermal dengan TG/DTA........................................ 36

C. Sifat-Sifat Kompleks .................................................................. 38

1. Spektra Elektronik.................................................................. 38

2. Sifat Kemagnetan................................................................... 39

3. Spektra Infra Merah ............................................................... 39

D. Perkiraan Struktur Kompleks.... ................................................. 41

Perkiraan Struktur Kompleks Cr(III)–benzokain....................... 41

BAB V PENUTUP...................................................................................... 43

A. Kesimpulan ................................................................................ 43

B. Saran........................................................................................... 43

DAFTAR PUSTAKA………………………………… .............................. 44

LAMPIRAN……………………………………………............................. 47

Page 13: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Bentuk Hibridisasi dan Konfigurasi Geometri......................... 11

Tabel 2. Sebagian Faktor Koreksi Diamagnetik untuk Ion dan Mole-

kul............................................................................................ 18

Tabel 3. Kadar Kromium dalam Kompleks Cr(III)–benzokain Secara

Teoritis...................................................................................... 35

Tabel 4. Hasil Pengukuran Daya Hantar Listrik Larutan Standar dan

Senyawa Kompleks dalam Metanol.......................................... 36

Tabel 5. Panjang Gelombang Maksimum (λmaks), Absorbansi (A)

dan Absorptivitas Molar (ε) untuk Kompleks

[Cr(benz)4(H2O)Cl]Cl2.nH2O.................................................... 38

Tabel 6. Serapan Gugus Fungsi Ligan dan Senyawa Kompleks (cm-1).. 41

Page 14: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

xiv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Struktur: (a) aminobenzonitril/ABN, (b) sulfanilamid/Sa,

(c) asam 2-tioasetat benzotiazol, dan (d) benzokain/benz... 2

Gambar 2. Kemungkinan struktur kompleks Cr(III)–benzokain.......... 3

Gambar 3. Struktur kompleks M {Ni(II) dan Co(II)} dengan asam

1,3,5-benzenatrikarboksilat dimana R= H2O untuk Ni(II)

dan R= asam 1,3,5-benzenatrikarboksilat untuk Co(II)...... 7

Gambar 4. Struktur kompleks M {Ni(II), Cu(II), Zn(II), Cd(II) dan

Sn(II)} dengan asam 2-tioasetat benzotiazol...................... 7

Gambar 5. Struktur senyawa kompleks Cr(III) dengan ligan

makrosiklik 1,5-diaza-8,12-dioxa-6,7:13,14-dibenzocyclo

tetradodecane yang bergeometri oktahedral....................... 9

Gambar 6. Struktur kompleks Cr(III) dengan 2,2’-bipiridin, sodium

oksalat dan kation tetrafenilfosfonium bergeometri okta-

hedral terdistorsi.................................................................. 10

Gambar 7. Ilustrasi pembentukan kompleks CrL(CNS)3 (L= 1,5-

diaza-8,12-dioxa-6,7:13,14-dibenzocyclo tetradodecane)

yang bergeometri oktahedral............................................... 11

Gambar 8. Kontur orbital d .................................................................. 12

Gambar 9. Arah sumbu x, y dan z dalam medan oktahedral ............... 12

Gambar 10. Diagram tingkat energi orbital d pada medan oktahedral... 13

Gambar 11. Hubungan tetrahedral dengan kubus................................... 13

Gambar 12. Diagram tingkat energi orbital d pada medan tetrahedral... 14

Gambar 13. Diagram tingkat energi kompleks oktahedal...................... 15

Gambar 14. Diagram tingkat energi kompleks tetrahedral..................... 15

Gambar 15. Tingkat energi elektron molekul......................................... 16

Gambar 16. Diagram tingkat energi ion d3 pada medan oktahedral....... 17

Gambar 17. Termogram (TG) dekomposisi Co(C8H10N4)(NO3)2 di

udara.................................................................................... 20

Page 15: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

xv

Gambar 18. Termogram (DTA) dekomposisi Cu(C8H10N4)(NO3)2 di

udara.................................................................................... 21

Gambar 19. Vibrasi rentangan: (a) rentangan simetri, (b) rentangan

asimetri. Vibrasi bengkokan: (c) guntingan, (d) goyangan,

(e) kibasan dan (f) pelintiran............................................... 22

Gambar 20. Struktur benzokain dan empat gugus donor elektron yaitu

(1) gugus NH primer, (2) O pada gugus ›C=O, (3) O pada

gugus C–O–C dan (4) awan elektron (cincin) pada

benzena............................................................................... 25

Gambar 21. Diagram tahap-tahap sintesis kompleks Cr(III)–

benzokain........................................................................... 29

Gambar 22. Spektra elektronik (a) CrCl3.6H2O dan (b) kompleks

Cr(III)–benzokain............................................................... 33

Gambar 23. Termogram: (a) DTA, (b) TG dan (c) DTG kompleks

Cr(III)–benzokain............................................................ 37

Gambar 24. Spektra serapan gugus fungsi ligan bebas benzokain......... 40

Gambar 25. Spektra serapan gugus fungsi kompleks Cr(III)–

benzokain............................................................................ 40

Gambar 26. Perkiraan struktur [Cr(benz)4(H2O)Cl]Cl2.nH2O (n= 1

atau 2)................................................................................. 42

Page 16: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Perhitungan Rendemen Hasil Sintesis Kompleks............... 47

Lampiran 2. Pengukuran Kadar Kromium(III) dalam Kompleks dengan

Spektrofotometer Serapan Atom (SSA).............................. 48

Lampiran 3. Pengukuran Daya Hantar Listrik dengan Konduktiviti-

meter…............................................................................... 50

Lampiran 4. Pengukuran Sampel Kompleks dengan TG/DTA............... 52

Lampiran 5. Analisis Spektra Elektronik................................................ 54

Lampiran 6. Penentuan Momen Magnet Efektif..................................... 58

Lampiran 7. Spektra Infra Merah............................................................ 61

Page 17: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

xvii

TABEL LAMPIRAN

Halaman

Tabel 1. Rendemen Hasil Sintesis Kompleks [Cr(benz)4(H2O)Cl]Cl2.-

nH2O......................................................................................... 47

Tabel 2. Data dan Hasil Pengukuran Kadar Cr(III) dengan SSA dalam

Kompleks Cr(III)–benzokain.................................................... 49

Tabel 3. Daya Hantar Listrik Larutan Standar dan Sampel Kompleks

dalam Metanol.......................................................................... 50

Tabel 4. Kondisi Pengukuran Sampel Kompleks dengan TG/DTA....... 52

Tabel 5. Hasil Uji Pengukuran Sampel Kompleks dengan TG/DTA..... 52

Tabel 6. Perhitungan Pelepasan Molekul dalam Kompleks Cr(III)–

benzokain.................................................................................. 52

Tabel 7. Hasil Pengukuran Kerentanan Magnetik (T= 25 oC)................ 58

Tabel 8. Sebagian Faktor Koreksi Diamagnetik untuk Ion dan Mole-

kul............................................................................................. 58

Tabel 9. Serapan Gugus Fungsi Ligan dan Senyawa Kompleks (cm-1).. 62

Page 18: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

xviii

GAMBAR LAMPIRAN

Halaman

Gambar 1. Kurva larutan standar Cr(III)..................................... 48

Gambar 2. Spektra serapan gugus fungsi ligan bebas benzo-

kain............................................................................. 61

Gambar 3. Spektra serapan gugus fungsi kompleks Cr(III)–

benzokain.................... .............................................. 61

Page 19: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Senyawa kompleks merupakan senyawa yang terbentuk akibat terjadinya

ikatan koordinasi antara atom pusat dan atom donor. Atom logam atau ion logam

disebut sebagai atom pusat dan atom donor merupakan atom yang mendonorkan

elektronnya ke atom pusat. Atom donor dapat berasal dari ion atau suatu molekul

netral. Ion atau molekul netral yang mempunyai atom-atom donor yang dikoor-

dinasikan pada atom pusat disebut sebagai ligan.

Kromium(III) dapat membentuk senyawa kompleks dengan berbagai ligan

karena Cr(III) mempunyai orbital-orbital kosong yang dapat menerima pasangan

elektron bebas. Suatu senyawa dapat bertindak sebagai ligan apabila mempunyai

atom donor, yaitu atom yang mempunyai pasangan elektron bebas atau molekul

dengan orbital π yang terdelokalisasi.

Biswas, Rosair, Pilet, Fallah, Ribas, dan Mitra (2007) berhasil mensintesis

Cu(II) dan Ni(II) dengan aminobenzonitril/ABN (Gambar 1a) dan dicyanamid

(dca) membentuk kompleks Cu(dca)2(para-ABN)2, Cu(dca)2(ortho-ABN)2 dan

Ni(dca)2(para-ABN)2(H2O)2. Ligan para-ABN dan ortho-ABN terkoordinasi pada

ion Cu(II) atau Ni(II) melalui atom nitrogen amina.

Kompleks [Ni(sa)3(H2O)3]SO4.3H2O telah disintesis oleh Rahardjo,

Wahyuningsih, dan Damayanti (2006) dari Ni(II) dengan sulfanilamid/Sa

(Gambar 1b). Sulfanilamid terkoordinasi pada ion Ni(II) melalui atom nitrogen

amina.

Yousif, Farina, Kasar, Graisa, dan Ayid (2009) telah mensintesis asam 2-

tioasetat benzotiazol (Gambar 1c) dengan beberapa logam {Ni(II), Cu(II), Zn(II),

Cd(II) dan Sn(II)} membentuk kompleks Ni(L)2, Cu(L)2, Zn(L)2, Cd(L)2, dan

Sn(L)2 (L=.2-tioasetat benzotiazol). Ligan 2-tioasetat benzotiazol terkoordinasi

pada ion Ni(II), Cu(II), Zn(II), Cd(II) dan Sn(II) melalui atom oksigen karbonil.

Sederetan senyawaan kromium diperoleh Hein dari reaksi CrCl3 dengan

C6H5MgBr menghasilkan senyawaan polifenilkromium dimana elektron π yang

Page 20: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

2

terdelokalisasi (awan elektron) pada benzena terkoordinasi pada ion Cr3+.

Misalnya pada senyawa netral dibenzenakromium [(C6H6)2Cr], awan elektron

juga terkoordinasi pada ion Cr3+ (Cotton and Wilkinson, 1976: 599 & 600).

Benzokain (Gambar 1d) mempunyai kemiripan struktur dengan ABN, Sa,

dan asam 2-tioasetat benzotiazol, karenanya benzokain kemungkinan juga dapat

membentuk kompleks dengan Cr(III). Struktur benzokain dan beberapa ligan yang

mempunyai kemiripan struktur dengan benzokain ditunjukkan oleh Gambar 1.

Gambar 1. Struktur: (a) aminobenzonitril/ABN, (b) sulfanilamid/Sa, (c) asam 2-tioasetat benzotiazol, dan (d) benzokain/benz

Kompleks tembaga(II)–benzokain telah disintesis Dari (2009) dengan cara

mereaksikan larutan CuSO4.5H2O dengan benzokain dengan perbandingan mol

1.:.4 dalam metanol, campuran diaduk selama ±1 jam. Kompleks yang dihasilkan

berkoordinasi enam, gugus NH primer diperkirakan terkoordinasi pada atom pusat

Cu(II).

Kompleks Cr(III) dengan berbagai ligan dapat membentuk geometri

tetrahedral terdistorsi, trigonal bipiramid, oktahedral dan pentagonal bipiramid

terdistorsi (Cotton and Wilkinson, 1988: 680–693). Kompleks Cr(III) dengan 1,7-

diaza-10,14-dioxa-4-thia-8,9:15,16-dibenzocyclohexadeca-2,6-dione yang telah

disintesis oleh Kumar dan Singh (2006) bergeometri oktahedral, sedangkan

(d)

NH2

S OO

NH2

NH2

N

S N

S

OHO

NH2

OOC2H5

(a) (b) (c)

Page 21: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

3

kompleks [Cr(etdtc)Cl]2 (etdtc= ethylenediamine dithiocarbamato) bergeometri

oktahedral terdistorsi (Siddiqi et al., 2006: 107–112).

Benzokain mempunyai beberapa atom donor elektron, yaitu N pada gugus

NH primer, O pada gugus ›C=O dan C–O–C serta elektron π yang terdelokalisasi

(awan elektron) pada benzena yang dapat terkoordinasi pada ion Cr3+ membentuk

senyawa kompleks. Dengan demikian terdapat beberapa kemungkinan struktur

kompleks yang akan terbentuk antara Cr(III) dengan benzokain seperti

ditunjukkan oleh Gambar 2.

Gambar 2. Kemungkinan struktur kompleks Cr(III)–benzokain

Oleh karena itu sintesis dan karakterisasi kompleks Cr(III) dengan benzokain

menarik untuk dipelajari.

NH2

OOC2H5

Cr3+ NH2

OOC2H5

Cr3+

NH2

OOC2H5

Cr3+

NH2

OOC2H5

Cr3+

NH2

OOC2H5

Cr3+

Page 22: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

4

B. Perumusan Masalah

1. Identifikasi Masalah

a. Dalam sintesis kompleks pelarut memiliki peranan yang penting dalam

pembentukan suatu kompleks. Penggunaan pelarut basa memungkinkan

terjadinya persaingan antara ligan (benzokain) dengan pelarut (contoh:

terbentuknya endapan M(OH)n(s)). Penggunaan pelarut asam memungkinkan

ligan akan terprotonasi oleh H+ dari pelarut sehingga menyebabkan kompleks

Cr(III)–benzokain tidak terbentuk. Oleh karena itu sintesis kompleks perlu

dipilih pelarut yang bersifat netral dan dapat melarutkan garam logamnya dan

ligannya. Permasalahan yang timbul pelarut apa yang dapat digunakan dalam

sintesis kompleks ini.

b. Rumus empiris kompleks dapat ditentukan dari hasil analisis persentase unsur-

unsur pembentuknya. Setelah diketahui rumus empiris perlu ditentukan

formula kompleksnya. Permasalahan yang timbul bagaimana penentuan

formula kompleks. Setelah diketahui formula kompleks timbullah masalah

bagaimana struktur kompleks yang terbentuk. Struktur kompleks dapat

diperkirakan dari karakteristik kompleksnya.

2. Batasan Masalah

a. Benzokain merupakan ligan yang sedikit larut dalam air dan mudah larut

dalam pelarut alkohol, oleh karena itu pelarut yang dapat digunakan adalah

alkohol. Pemakaian pelarut air akan menyebabkan ligan terprotonasi sehingga

pada penelitian kali ini menggunakan pelarut alkohol (metanol).

b. Rumus empiris kompleks kromium(III) dengan benzokain ditentukan dari

analisis unsur logam saja. Formula kompleks ditentukan dari rumus empiris

disertai data daya hantar listrik larutan. Struktur kompleks kromium(III)

dengan benzokain diperkirakan dari analisis spektra FT-IR gugus-gugus

fungsi yang mengandung donor elektron. Keberadaan molekul H2O dalam

kompleks diperkirakan dari hasil termogram TG/DTA kompleks.

c. Karakterisasi kompleks kromium(III) dengan benzokain yang dilakukan

meliputi sifat kemagnetan, transisi elektronik dan spektra infra merah kompleks.

Page 23: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

5

3. Rumusan Masalah

a. Bagaimana sintesis kompleks kromium(III) dengan benzokain?

b. Bagaimana perkiraan rumus empiris, formula dan struktur kompleks

kromium(III) dengan benzokain?

c. Bagaimana sifat kemagnetan, transisi elektronik dan spektra infra merah

kompleks kromium(III) dengan benzokain?

C. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penyusunan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

a. Mensintesis kompleks kromium(III) dengan benzokain.

b. Memperkirakan rumus empiris, formula dan struktur kompleks kromium(III)

dengan benzokain.

c. Mengetahui sifat kemagnetan, transisi elektronik dan spektra infra merah

kompleks kromium(III) dengan benzokain.

D. Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai

sintesis, cara penentuan rumus empiris, formula dan struktur serta sifat kompleks

dari kromium(III) dengan benzokain. Hasil penelitian ini juga diharapkan dapat

memberikan sumbangan dalam bidang farmasi mengingat benzokain merupakan

salah satu turunan dari kokain yang merupakan obat anestetik lokal.

Page 24: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

6

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka

1. Benzokain

Anestetik lokal dapat digolongkan secara kimiawi dalam berbagai macam

kelompok diantaranya adalah senyawa-ester yang meliputi kokain dan ester-

PABA (PABA= para-aminobenzoic acid). Ester-PABA meliputi benzokain, pro-

kain, oksibuprokain, dan tetrakain (Tjay dan Rahardja, 2007: 407).

Benzokain atau 4-asam amino benzena etil ester (C9H11NO2) merupakan

senyawa ester yang sangat sukar larut dalam air. Berat molekul benzokain 165,19

g/mol, titik leleh 89–92 oC dan titik didih 172 oC (Tjay dan Rahardja, 1979: 72).

Senyawa ini merupakan salah satu turunan dari kokain yang merupakan obat

anestetik lokal yang dibuat secara sintetik. Absorpsinya lambat karena sukar larut

dalam air, sehingga relatif tidak toksik. Benzokain dapat digunakan langsung pada

luka dengan ulserasi dan menimbulkan anestesia yang cukup lama. Selain sebagai

saleb dan supositoria, obat ini terdapat juga sebagai bedak (Tanu, 2007: 267).

Benzokain mempunyai sifat-sifat yang memenuhi syarat senyawa aromatik yaitu

mempunyai struktur lingkar, lingkar tersebut planar (datar), mempunyai elektron-

elektron π yang berada pada orbital p yang tegak lurus pada bidang lingkar

tersebut dan memenuhi kaidah Hueckel. Jadi jumlah elektron π dalam lingkar

adalah 4n + 2, dimana n adalah jumlah lingkar. Benzena mempunyai elektron π

yang tidak terlokalisasi dan selalu dalam keadaan teresonansi sehingga benzena

menjadi lebih stabil (Pudjaatmaka, 1997: 463–466). Selain itu, adanya gugus ester

COO- (karboksilat) dapat mengalami resonansi. Anion karboksilat mempunyai

berbagai cara pengikatan sebagai ligan, yaitu bisa secara monodentat atau bidentat

dan mononuklir maupun binuklir (Cotton and Wilkinson, 1976: 129).

Beberapa kompleks yang memiliki struktur dasar benzena telah banyak

disintesis dengan berbagai logam transisi, antara lain Ni(II) dan Co(II) dengan

asam 1,3,5-benzenatrikarboksilat menghasilkan kompleks bergeometri oktahedral,

seperti ditunjukkan Gambar 3 (Landee et al., 2003: 193–201). Logam Ni(II),

Page 25: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

7

Cu(II), Zn(II), Cd(II) dan Sn(II) juga telah berhasil disintesis dengan asam 2-

tioasetat benzotiazol menghasilkan kompleks bergeometri tetrahedral, seperti

ditunjukkan Gambar 4 (Yousif et al., 2009: 582–585).

O

O

OH

O

O

OM

O

O

HO

O

O

O

H-O-H

H-O-H

H-O-H

H-O-H

H-O-H

H-O-H

H-O-H

H-O-H

MR

H-O-H

H-O-H

MR

H-O-H

H-O-H

Gambar 3. Struktur kompleks M {Ni(II) dan Co(II)} dengan asam 1,3,5-

benzenatrikarboksilat, dimana R= H2O untuk Ni(II) dan R= asam 1,3,5-benzenatrikarboksilat untuk Co(II) (Landee et al., 2003: 196)

Gambar 4. Struktur kompleks M {Ni(II), Cu(II), Zn(II), Cd(II) dan Sn(II)} dengan asam 2-tioasetat benzotiazol (Yousif et al., 2009: 584)

2. Sintesis Kompleks

Sintesis kompleks dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai cara

antara lain dengan pencampuran larutan pada berbagai perbandingan mol

logam.:.mol ligan dalam berbagai pelarut tanpa pemanasan atau pencampuran

larutan disertai pemanasan pada berbagai temperatur. Selain itu juga dapat

dilakukan dengan reaksi substitusi dengan cara pemberian energi (sinar) pada

materi (senyawa kimia) yang disebut dengan induksi fotolisis.

Page 26: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

8

Sintesis kompleks Cu(II) dengan benzokain dilakukan dengan mencam-

purkan larutan CuSO4.5H2O dalam metanol secara bertetes-tetes disertai penga-

dukan secara kontinyu selama 1 jam pada suhu kamar ke dalam larutan benzokain

dalam metanol (Dari, 2009:.42). Sintesis kompleks Cr(C26N4H26)(NO3)3 dilakukan

dengan menambahkan C26N4H26 dalam larutan etanol yang mengandung garam

Cr(III), kemudian campuran direfluks selama beberapa jam pada suhu 75–85ºC

(Kumar and Singh, 2006: 77–87) dan kompleks trans-[Cr([16]aneN4)(CN)2]PF6

disintesis dengan mencampurkan trans-[Cr([16]aneN4)(Cl)2]PF6 dalam pelarut

DMSO, campuran dipanaskan pada suhu 62 oC dan setelah terjadi dissolusi

(pemutusan) pada kompleks, kemudian ditambahkan NaCN. Campuran tersebut

dipanaskan dan diaduk selama 75 menit (Wagenknecht et al., 2010: 157–162).

Kompleks C6H6Cr(CO)2PPh2Bz (PPh2Bz= benzyldiphenylphosphine) di-

buat dengan mereaksikan benzyldiphenylphosphine dengan kompleks sandwich

C6H6Cr(CO)3. Reaksi substitusi dilakukan dengan induksi fotolisis menghasilkan

kompleks berwarna kuning yang stabil di udara atmosfer. Kompleks tersebut larut

dalam THF, CHCl3 dan toluena, tapi tidak larut dalam aseton dan pelarut polar

lainnya (Lorenz et al., 1998: 101–108).

Kompleks 2-(1H-2-benzimidazolyl)-6-(1(arylimino)ethyl)pyridylchromium

chlorides diperoleh dengan cara melarutkan 2-(1H-2-benzimidazolyl)-6-(1-

(arylimino)ethyl)pyridine (0,15 g; 0,44 mmol) dalam diklorometana sedikit

mungkin kemudian ditambahkan CrCl3(THF)3 (0,16 g; 0,44 mmol) dalam 10 mL

diklorometana dan diaduk pada temperatur kamar selama 9 jam. Pelarut

dihilangkan dengan vakum hingga diperoleh padatan berwarna hijau (Xiao et al.,

2010: 142–147).

3. Kompleks Kromium(III)

Kromium adalah salah satu unsur logam transisi golongan VIB yang ber-

warna putih, nomor atom 24 dengan massa atom 51,996 g/mol, mempunyai titik

lebur 1765 ºC, dapat larut dalam asam klorida encer atau pekat, asam sulfat encer

dan asam nitrat (Vogel, 1979: 285). Kromium memiliki bilangan oksidasi yang

paling stabil dan penting yaitu +2 dan +3. Dalam senyawa kompleks kromium

Page 27: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

9

banyak terdapat sebagai Cr(III), membentuk kompleks dengan bilangan koor-

dinasi 3, 4, 5 dan 6. Pada umumya kompleks Cr(III) memiliki bilangan koordinasi

6 dengan geometri oktahedral (Cotton and Wilkinson, 1988: 679–681). Selain itu

kompleks Cr(III) juga bisa mempunyai geometri non-oktahedral, misalnya penta-

gonal bipiramid terdistorsi (Cotton and Wilkinson, 1988: 689).

Kompleks Cr(III) dengan ligan makrosiklik 1,5-diaza-8,12-dioxa-6,7:

13,14-dibenzocyclo tetradodecane memiliki bilangan koordinasi 6 dengan struktur

oktahedral (Kumar and Singh, 2006: 77–87) seperti pada Gambar 5.

Gambar 5. Struktur kompleks Cr(III) dengan ligan makrosiklik 1,5-diaza-8,12-dioxa-6,7:13,14-dibenzocyclo tetradodecane bergeometri oktahedral (Kumar and Singh, 2006: 85)

Pada kompleks tersebut terjadi pergeseran bilangan gelombang serapan

infra merah gugus N–H (3285 cm-1 pada ligan menjadi 3200 cm-1 pada

kompleksnya) dan serapan gugus Ph–O–CH2 juga mengalami pergeseran ke arah

yang lebih kecil. Pergeseran tersebut mengindikasikan bahwa kedua gugus

terkoordinasi pada ion Cr(III).

Kompleks Cr(III) dengan 2,2’-bipiridin, sodium oksalat dan kation

tetrafenilfosfonium (Julve et al., 2003: 131–142), yang strukturnya ditunjukkan

oleh Gambar 6, kromium(III) berkoordinasi 6 yaitu 2 atom nitrogen bipiridin, 4

atom oksigen oksalat dari 2 gugus oksalat bidentat dan bergeometri oktahedral

terdistorsi.

HN NH

O O

Cr

CNS

CNS

(CNS)

Page 28: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

10

Gambar 6. Struktur senyawa kompleks Cr(III) dengan 2,2’-bipiridin, sodium oksalat dan kation tetrafenilfosfonium bergeometri oktahedral terdistorsi (Julve et al., 2003: 136)

Pada contoh Gambar 5 dan 6 terlihat bahwa atom N yang berkedudukan di

luar dan di dalam inti benzena, keduanya memiliki kesempatan yang sama untuk

terkoordinasi pada atom pusat. Demikian pula pada Gambar 3 dan 4 terlihat

bahwa atom O karbonil karboksilat juga dapat terkoordinasi pada atom pusat.

4. Teori Pembentukan Kompleks

a. Teori Ikatan Valensi

Pada teori ikatan valensi yang dikembangkan oleh Pauling, senyawa

kompleks mengandung ion kompleks, dengan ligan harus mempunyai

pasangan elektron bebas yang terkoordinasi pada atom pusat yang mempunyai

orbital kosong (Lee, 1994: 202).

Pada senyawa kompleks Cr(III) dapat berperan sebagai atom pusat,

sehingga Cr(III) harus menyediakan orbital kosong untuk ditempati pasangan

elektron bebas dari ligan, contohnya pada pembentukan kompleks Cr(III)

dengan 1,5-diaza-8,12-dioxa-6,7:13,14-dibenzocyclo tetradodecane (Kumar

and Singh, 2006: 77–87). Kompleks Cr(III) dengan 1,5-diaza-8,12-dioxa-

6,7:13,14-dibenzocyclo tetradodecane yang bergeometri oktahedral dapat

terbentuk apabila Cr(III) menyediakan 6 orbital kosong untuk ditempati

pasangan elektron bebas dari ligan. Keenam orbital kosong tersebut adalah

PPh4 .H2O

N N

O

O

O

O Cr3+

O

O

O

O

Page 29: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

11

dua orbital 3d, satu orbital 4s dan tiga orbital 4p yang kemudian membentuk

hibridisasi d2sp3 yang berbentuk oktahedral seperti diilustrasikan Gambar 7.

Orbital hibridisasi dapat digunakan untuk meramalkan geometri suatu

senyawa, sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 1 (Lee, 1994: 85).

Gambar 7. Ilustrasi pembentukan kompleks CrL(CNS)3 (L= 1,5-diaza-8,12-

dioxa-6,7:13,14-dibenzocyclo tetradodecane) yang bergeometri oktahedral (Kumar and Singh, 2006: 77–87)

Tabel 1. Bentuk Hibridisasi dan Konfigurasi Geometri (Lee, 1994: 85)

Bilangan Koordinasi Bentuk Hibridisasi Geometri

2 Sp Lurus

3 sp2 Segitiga datar

4 sp3 Tetrahedral

4 dsp2 Segiempat datar

5 sp3d Trigonal bipiramida

6 sp3d2 Oktahedral

7 sp3d3 Pentagonal bipiramida

b. Teori Medan Ligan

Pada teori medan ligan diasumsikan bahwa ligan dan ion logam

sebagai titik muatan, interaksi logam dan ligan adalah elektrostatik serta tidak

ada interaksi antara orbital logam dan ligan. Orbital d logam (kontur

ditunjukkan Gambar 8) mempunyai tingkat energi yang sama (terdegenerasi),

akan tetapi ketika terbentuk kompleks mengalami pembelahan karena adanya

medan ligan (Lee, 1994: 204).

ArCr

3d5 4s1 4p0 4d0

ArCr(III)

3d3 4p0 4d04s0

: CNS: CNS: O: O: N : N

Ar

4p64d0

4s23d7

Donasi oleh 2 atom O, 2 N dan 2 CNS

Hibrida d2sp3 = oktahedral

CrL(CNS)3

Page 30: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

12

Gambar 8. Kontur orbital d (Huheey et al., 1993: 396)

1) Medan Ligan Pada kompleks oktahedral

Pada medan oktahedral, ion logam terletak di tengah oktahedron

dan ligan berada di keenam sudutnya seperti ditunjukkan pada Gambar 9.

Orbital d terpisah menjadi dua kelompok yaitu dxy, dxz, dyz yang disebut t2g

dan dx2-dy

2, dz2 adalah orbital eg.

Z

Y

X

Gambar 9. Arah sumbu x, y dan z dalam medan oktahedral (Lee, 1994)

Medan ligan akan menyebabkan kenaikan tingkat energi orbital eg

lebih besar jika dibandingkan t2g. Diagram tingkat energi orbital d dalam

medan ligan oktahedral ditunjukkan pada Gambar 10. Perbedaan energi

antara orbital t2g dan eg adalah 10 Dq atau ∆o. Orbital eg mempunyai

energi +0,6 ∆o di atas tingkat energi rata-rata, sedangkan orbital t2g

mempunyai energi -0,4 ∆o di bawah tingkat energi rata-rata (Lee, 1994:

208).

y

x

z

x

y

x

zzy

x y

3 dz2

dx2-y

2 dxy dyz dxz

Page 31: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

13

------------------------------

e g

t2 g

tin g k a t en e rg i ra ta - ra ta

io n lo g a m d a la m m e d an o k tah ed ra l

en e rg i ra ta - ra taio n lo g am d a lam m ed an sp h e rica l

+ 0 ,6 A o

-0 ,4 A o

A o

Gambar 10. Diagram tingkat energi orbital d pada medan oktahedral (Lee, 1994: 206)

2) Kompleks tetrahedral

Tetrahedral sering dihubungkan dengan sebuah kubus. Pada kom-

pleks tetrahedral, atom pusat terletak di tengah kubus dan empat dari

delapan sudutnya terisi oleh ligan, seperti Gambar 11. Z

Y

X

Gambar 11. Hubungan tetrahedral dengan kubus (Lee, 1994: 219).

Ligan yang terkoordinasi menyebabkan orbital t2g mengalami

kenaikan energi yang lebih besar jika dibandingkan orbital eg. Hal ini

dikarenakan orbital t2g lebih dekat pada ligan.

Diagram tingkat energi orbital d pada medan tetrahedral ditun-

jukkan Gambar 12. Medan ligan kuat dapat menyebabkan perbedaan

energi pemisahan t2g dan eg yang lebih besar. Akan tetapi, energi pemisah-

an tetrahedral selalu lebih kecil jika dibandingkan energi pemisahan

oktahedral. Kompleks tetrahedral mempunyai energi pemisahan sebesar

4/9∆o jika dibandingkan dengan kompleks oktahedral (Lee, 1994: 220).

Page 32: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

14

Energi

+0,4At

-0,6At At

Tingkat energi rata-rata

Ion logam dalam medan tetrahedralEnergi rata-rata ion logam

pada medan sphericalal

t2g

eg

Gambar 12. Diagram tingkat energi orbital d pada medan tetrahedral (Lee, 1994: 221).

c. Teori Orbital Molekul

Teori orbital molekul dapat digunakan untuk menjelaskan adanya

ikatan kovalen dalam senyawa kompleks. Orbital atom logam dan ligan

digunakan untuk membentuk orbital molekul. Pada kompleks oktahedral,

orbital dxy, dxz, dyz yang arahnya berada diantara arah ligan menuju ion pusat

tidak terlibat dalam membentuk ikatan, sedangkan orbital dx2-dy

2 dan dz2 yang

mengarah langsung pada ligan dapat membentuk orbital molekul ikatan

(bonding) dan anti-ikatan (antibonding). Selain itu orbital 4s dan 4p juga

terlibat dalam pembentukan orbital molekul (Lee, 1994: 228). Diagram tingkat

energi untuk kompleks oktahedral ditunjukkan Gambar 13.

Pada kompleks tetrahedral, lima orbital d logam terpisah menjadi dua

kelompok yaitu orbital e (dx2-dy

2 dan dz2) dan t2 (dxy, dxz, dyz). Orbital (dx

2-dy2

dan dz2) merupakan orbital nonbonding e, yang tak terlibat dalam

pembentukan ikatan. Ketiga orbital p membentuk orbital molekul bonding t2

dan orbital molekul antibonding t2*. Orbital dx2-dy

2 dan dz2 membentuk orbital

molekul bonding t2 dan orbital antibonding t2*. Orbital s membentuk orbital

molekul bonding a1 dan orbital antibonding a1*. Empat orbital ligan juga

mempunyai orbital molekul bonding dan antibonding (Huheey et al., 1993:

418–420). Diagram tingkat energi untuk kompleks tetrahedral ditunjukkan

Gambar 14.

Page 33: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

15

Gambar 13. Diagram tingkat energi kompleks oktahedal (Huheey et al., 1993: 417)

Gambar 14. Diagram tingkat energi kompleks tetrahedral (Huheey et al., 1993: 419)

a1g, eg, t1u

eg

t1u

a1g

t2g

e*g

a1*g

t1*g

t1u

a1g

eg,t2gDq

nd

(n+1)s

(n+1)p

M ML6 6L

t2, a1

(n+1)p

(n+1)s

nd

t2

a1

e, t2

e

t*2

t2

a1

a*1

t*2

Dt

M ML4 4L

Page 34: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

16

5. Spektroskopi UV-Vis

Absorpsi radiasi sinar UV-Vis oleh atom/molekul akan menyebabkan

atom/molekul (misalnya M) mengalami eksitasi elektronik. Produk dari reaksi ini

berupa atom atau molekul dalam keadaan tereksitasi (misalnya M*), setelah

selang waktu tertentu (10-8–10-9 detik) akan terjadi proses relaksasi, yang paling

umum yaitu dengan mengubah energi eksitasi menjadi energi panas. Proses

absorpsi dan relaksasi tersebut seperti pada reaksi berikut:

M + hυ → M*

M* → M + panas

Absorpsi radiasi UV-Vis biasanya dihasilkan dari eksitasi elektron ikatan.

Spesies yang dapat mengabsorpsi radiasi UV-Vis meliputi: (1) elektron-elektron

n, π, σ, (2) elektron-elektron d dan f, dan (3) elektron transfer muatan (Skoog et

al., 1998: 330).

Penggunaan spektroskopi serapan umumnya didasarkan pada transisi

elektron n dan π ke keadaan tereksitasi π* karena energi yang diperlukan untuk

proses ini cukup rendah, yaitu pada daerah (200 sampai 700 nm). Energi-energi

untuk beberapa jenis orbital molekul sangat berbeda. Biasanya, tingkat energi

elektron-elektron nonbonding terletak diantara orbital-orbital π dan σ bonding dan

antibonding. Seperti ditunjukkan dalam Gambar 15.

σ* ________________ antibonding

π* ________________ antibonding

n ________________ nonbonding

π ________________ bonding

σ ________________ bonding

Gambar 15. Tingkat energi elektron molekul (Hendayana, dkk., 1994: 158)

Absorptivitas molar puncak spektrum yang dihasilkan dari transisi n→π*

umumnya lemah dan mempunyai rentang harga 10–100 L.cm-1mol-1, sedangkan

untuk transisi π→π* mempunyai rentang harga 1000–10000 L.cm-1mol-1. Sifat

lain yang berbeda antara dua tipe transisi tersebut adalah efek pelarut terhadap λ

Page 35: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

17

puncak spektra. Puncak n→π* biasanya bergeser ke arah λ yang lebih kecil

dengan meningkatnya polaritas pelarut, disebut dengan pergeseran biru

(hypsochromic). Biasanya, tetapi tidak selalu keadaan yang berkebalikan akan

teramati untuk transisi π→π*, disebut dengan pergeseran merah (bathochromic)

(Skoog et al., 1998: 330). Efek hypsochromic disebabkan oleh bertambahnya

solvasi pasangan elektron yang mengakibatkan menurunnya energi orbital n.

Pergeseran merah atau bathochromic disebabkan oleh gaya polarisasi antara

pelarut dan spesies, yang berakibat menurunnya selisih tingkat energi eksitasi dan

tingkat energi tidak tereksitasi (Hendayana, dkk., 1994: 161).

Kebanyakan ion logam transisi mengabsorpsi radiasi di daerah spektrum

sinar tampak. Untuk deret pertama logam transisi menyebabkan transisi elektron

3d yang cenderung mengabsorpsi dengan pita absorpsi melebar (Hendayana, dkk.,

1994: 165–166). Pada spektrum elektronik Cr(III), jika dilihat diagram tingkat

energi Cr(III) dalam medan oktahedral (Gambar 16) terindikasikan adanya tiga

transisi spin yang diijinkan (spin-allowed transitions). Misalnya pada kompleks

[Cr(F)6]3- tiga pita transisi tersebut adalah: transisi 4A1g(F)→4T2g(F), yang

muncul di daerah 14900 cm-1, transisi 4A1g(F)→4T1g(F) mempunyai puncak

serapan di daerah 22700 cm-1 dan transisi 4A1g(F)→4T1g(P) muncul di daerah

34800 cm-1 (Huheey et al., 1993: 447).

Gambar 16. Diagram tingkat energi ion d3 pada medan oktahedral (Cotton and

Wilkinson, 1988: 690)

Page 36: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

18

6. Sifat Magnetik

Senyawa kompleks dengan orbital d dan f yang belum terisi penuh, dapat

diketahui rentang sifat kemagnetannya, yang tergantung pada tingkat oksidasi,

konfigurasi elektron dan bilangan koordinasi atom logamnya. Perkalian

kerentanan spesifik (χg) dari suatu senyawa dengan berat molekulnya akan

diperoleh harga kerentanan molar (χM) yang dapat dihubungkan dengan momen

paramagnetik permanen (µ) suatu molekul dengan Persamaan 1 (Huheey et al.,

1993: 459).

χM = RT

N3

22m ........................................................................... (1)

Dengan N adalah bilangan Avogadro, R adalah tetapan gas ideal, T adalah suhu

(dalam K) dan µ dalam satuan BM (1 BM= eh/4mπ). Dari Persamaan 1 dapat

diketahui besarnya harga µ, yaitu dengan:

µ = 2

2

1

3úûù

êëé

N

RT mc ............................................................ (2)

µ = 2,84 (χM T) 1/2 ................................................................. (3)

Untuk mengubah µ kedalam jumlah spin elektron tak berpasangan, perlu

menyertakan kontribusi paramagnetik dan diamagnetik. Kontrisbusi diamagnetik

dari suatu senyawa dapat diperoleh dari jumlah kerentanan diamagnetik setiap

komponennya (atom, ion dan molekul netral sebagian di tunjukkan Tabel 2).

Tabel 2. Sebagian Faktor Koreksi Diamagnetik untuk Ion dan Molekul (Szafarn et al., 1991: 52) dan (Huheey et al., 1993: 463)

Unsur/Ion/Molekul Koreksi diamagnetik (χL) .10-6 c.g.s Cr3+ -13,00 Cl- -23,40

H2O -13,00 C -6,00

C (benzena) -0,24 H -2,93 N -5,57

O (alkohol atau eter) -4,61 O (aldehid atau keton) -1,73

Page 37: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

19

Dengan demikian diperoleh kerentanan molar terkoreksi, seperti ditunjukkan

Persamaan 4.

χA = χM x χL ...................................................................... (4)

Sehingga Persamaan 3 dapat ditulis menjadi:

[ ] 2/1.828,2 TAeff cm = .......................................................... (5)

Senyawa kompleks dengan tingkat energi dasar A seperti d3 oktahedral, dan d5

spin tinggi mempunyai rumusan momen paramagnetik permanen (µs) secara

teoritis:

µs = 2 [S (S+1)]1/2 ................................................................ (6)

Persamaan 6 dikenal dengan formula spin-only, dimana S adalah bilangan

kuantum momentum anggular spin, S berhubungan dengan jumlah elektron tak

berpasangan (n) = S/2, sehingga didapatkan Persamaan 7 (Lee, 1994: 225).

µs = [n(n+2)] 1/2 ................................................................... (7)

7. Analisis Termal

Teknik-teknik yang dicakup dalam metode analisis termal diantaranya

adalah analisis termogravimetri (Thermogravimetric Analysis/TGA) yang didasari

pada perubahan berat akibat pemanasan dan analisis differensial termal

(Differential Thermal Analysis/DTA) yang didasari pada perubahan kandungan

panas akibat perubahan temperatur.

Pada analisis termogravimetri, perubahan berat sampel diamati sebagai

fungsi temperatur. Informasi yang diperoleh dari metode termogravimetri terbatas

pada dekomposisi, reaksi oksidasi dan beberapa proses fisik seperti penguapan,

sublimasi dan desorpsi (Skoog et al., 1998: 800). Plot persen kehilangan berat

sebagai fungsi temperatur disebut sebagai termogram. Salah satu contoh

termogram adalah termogram kompleks Co(C8H10N4)(NO3)2 yang terdapat pada

Gambar 17. Pada termogram (TG) Co(C8H10N4)(NO3)2 (Gambar 17) terdapat

daerah yang mendatar yang mengindikasikan senyawa kobalt dalam keadaan

stabil. Dekomposisi tahap pertama terjadi pada 200–400 °C mengindikasikan

bahwa kompleks kehilangan senyawa nitrat dalam bentuk radikal. Pada tahap

kedua terjadi kehilangan 1,2 diimidazolethane (Arshad et al., 2008: 593–604).

Page 38: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

20

Gambar 17. Termogram (TG) dekomposisi Co(C8H10N4)(NO3)2 di udara (Arshad

et al., 2008: 598)

Differential Thermal Analysis (DTA) mengukur perbedaan temperatur

antara sampel dan materi pembanding inert sebagai fungsi temperatur, jika

temperatur keduanya dinaikkan dengan kecepatan sama dan konstan. Proses yang

terjadi dalam sampel adalah eksoterm dan endoterm, yang ditampilkan dalam

bentuk termogram differensial (Skoog et al., 1998: 803). Salah satu contoh

termogram differensial (DTA) adalah termogram Cu(C8H10N4)(NO3)2 dengan laju

kenaikan temperatur 10 °C/min dapat dilihat pada Gambar 18. Gambar tersebut

memperlihatkan adanya puncak maksimum yang menunjukkan terjadinya reaksi

endoterm (320 °C) konsekuensinya, sampel menjadi bersuhu lebih tinggi daripada

material inert pembandingnya. Satu puncak minimum (eksoterm) pada (600 °C)

menunjukkan terlepasnya C8H10N4 (Arshad et al., 2008: 593–604).

Page 39: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

21

Gambar 18. Termogram (DTA) dekomposisi Cu(C8H10N4)(NO3)2 di udara (Arshad et al., 2008: 599)

8. Spektroskopi Infra Merah (IR)

Atom-atom dalam suatu molekul tidak diam melainkan bervibrasi. Bila

radiasi infra merah yang kisaran energinya sesuai dengan frekuensi vibrasi

rentangan/ulur (stretching) dan vibrasi bengkokan (bending) dari ikatan kovalen

dalam kebanyakan molekul dilewatkan dalam suatu cuplikan, maka molekul-

molekul akan menyerap energi tersebut dan terjadi transisi diantara tingkat energi

vibrasi dasar dan tingkat vibrasi tereksitasi (Hendayana, dkk., 1994: 189). Namun

demikian tidak semua ikatan dalam molekul dapat menyerap energi infra merah

meskipun mempunyai frekuensi radiasi sesuai dengan gerakan ikatan, hanya

ikatan yang mempunyai momen dipol dapat menyerap radiasi infra merah

(Sastrohamidjojo, 1992: 3). Umumnya daerah radiasi infra merah (IR) terbagi

dalam daerah IR dekat (14290–4000 cm-1), IR jauh (700–200 cm-1) dan IR tengah

Page 40: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

22

(4000–666 cm-1). Daerah yang paling banyak digunakan untuk keperluan

penyidikan terbatas pada daerah IR tengah (Silverstein et al., 1986: 95).

Menurut hukum Hooke, gerakan harmonik sederhana atom-atom diberikan

oleh Persamaan 8.

υ = pc2

12/1

2121 / úû

ùêë

é+ mmmm

k................................................ (8)

Keterangan:

υ = bilangan gelombang (cm-1)

c = kecepatan cahaya (cm/detik)

k = tetapan gaya ikatan (dyne/cm)

m1 = massa atom 1 (g)

m2 = massa atom 2 (g)

Vibrasi rentangan dapat dibedakan vibrasi rentangan simetri dan vibrasi

rentangan asimetri. Sedangkan vibrasi bengkokan dibedakan menjadi guntingan

(scissoring), kibasan (waging), pelintiran (twisting) dan goyangan (rocking).

Ragam vibrasi rentangan dan bengkokan ditunjukkan oleh Gambar 19.

Gambar 19. Vibrasi rentangan: (a) rentangan simetri, (b) rentangan asimetri.

Vibrasi bengkokan: (c) guntingan, (d) goyangan, (e) kibasan dan (f) pelintiran (Sastrohamidjojo, 1992: 5)

Gugus fungsi tertentu dapat menyerap radiasi sinar inframerah antara lain:

a). Nitrogen–Hidrogen pada amina

Uluran N–H dari amina primer (–NH2) mempunyai dua buah serapan

lemah yaitu satu di dekat 3500 cm-1 dan yang lainnya di dekat 3400 cm-1.

Serapan-serapan ini menyatakan uluran N–H tak simetri dan simetri. Amina

H

H

a f

HH

e

HH

H

H

d

H

H

cb

H

H

a b f e d c

Page 41: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

23

primer aromatik menyerap pada serapan lebih tinggi. Tekukan N–H amina primer

teramati di daerah spektrum 1650–1580 cm-1 (Hartomo dan Purba, 1986: 127).

b). Karbon–Nitrogen

Uluran C–N yang kuat pada amina aromatik terletak di daerah 1342–1266

cm-1 dan uluran C–N pada alkil amina terletak di daerah 1150–1020 cm-1

(Hartomo dan Purba, 1986: 128).

c). Karbon–Hidrogen

Uluran C–H dari alkana alifatik mempunyai serapan ulur 3000–2840 cm-1,

υas CH3 pada 2962 cm-1 dan υs CH3 pada 2872 cm-1 (Hartomo dan Purba,

1986: 106–107). Uluran C–H dari senyawa aromatik mempunyai satu serapan

ulur pada 3100–3000 cm-1 (Hartomo dan Purba, 1986: 111).

d). Karbon–Karbon pada rantai siklik

Uluran C=C aromatik menyerap di daerah 1600–1585 cm-1 dan 1500– 400

cm-1, biasanya muncul sebagai serapan kembar (Hartomo dan Purba, 1986:

111).

e). Karbon–Oksigen pada ester

Uluran kuat C=O dari ester tak jenuh terletak di daerah 1730–1715 cm-1.

Uluran C–O dari ester tak jenuh menghasilkan serapan di daerah 1300–1160

cm-1 (Hartomo dan Purba, 1986: 122–123).

f). Tekukan cincin benzena yang tersubstitusi para menyerap di dekat 800 cm-1

(Kemp, 1987: 44).

9. Daya Hantar Listrik

Konduktometri merupakan metode analisis kimia berdasarkan daya hantar

listrik suatu larutan, yang bergantung pada konsentrasi dan jenis ion dalam

larutan. Daya hantar listrik berhubungan dengan pergerakan suatu ion dalam

larutan. Ion yang mudah bergerak mempunyai daya hantar listrik yang besar

(Hendayana, dkk., 1994: 90). Daya hantar listrik larutan elektrolit dapat

dinyatakan sebagai daya hantar molar (Λm), yang didefinisikan sebagai daya

hantar yang ditimbulkan oleh satu mol zat dirumuskan sesuai dengan Persamaan 9

(Atkins, 1990: 301).

Page 42: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

24

Cm

k=L ...................................................................................... (9)

keterangan:

Λm = daya hantar molar (Scm2mol-1)

к = daya hantar listrik spesifik larutan elektrolit (Scm-1)

C = konsentrasi (mol.cm-3)

Apabila satuan konsentrasi larutan elektrolit adalah mol.L-1, maka Persamaan

9 di atas dapat ditulis menjadi:

Cm

k1000=L ............................................................................. (10)

keterangan:

Λm = daya hantar molar (Scm2mol-1)

к = daya hantar listrik spesifik larutan elektrolit (Scm-1)

C = konsentrasi (mol.L-1)

Daya hantar molar larutan bergantung pada konsentrasi dan jumlah ion

senyawa elektrolit. Jumlah muatan atau jumlah ion dari spesies yang terbentuk

ketika larutan kompleks dilarutkan dapat diketahui dengan cara membandingkan

daya hantar molar kompleks tersebut dengan senyawa ionik sederhana dalam

berbagai pelarut yang sesuai dan telah diketahui daya hantar molarnya (Lee, 1994:

197–198).

B. Kerangka Pemikiran

Senyawa kompleks akan terbentuk apabila terjadi ikatan kovalen koor-

dinasi antara ion logam yang mempunyai orbital kosong dengan ligan yang

merupakan pendonor elektron. Kromium(III) dengan konfigurasi elektron d3 dapat

menyediakan orbital kosong bagi benzokain yang mempunyai pasangan elektron

bebas (donor elektron), dengan demikian dapat disintesis kompleks Cr(III) dengan

benzokain.

Ligan ABN, Sa, asam 2-tioasetat benzotiazol dan benzokain mempunyai

struktur dasar benzena. Ligan ABN terkoordinasi pada Cu(II) dan Ni(II) melalui

atom nitrogen amina dan Sa terkoordinasi pada Ni(II) juga melalui atom nitrogen

Page 43: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

25

amina. Sedangkan asam 2-tioasetat benzotiazol terkoordinasi pada Ni(II), Cu(II),

Zn(II), Cd(II) and Sn(II) melalui atom O karbonil. Benzokain mempunyai ke-

miripan struktur dengan ABN, Sa dan asam 2-tioasetat benzotiazol, sehingga

benzokain diperkirakan dapat terkoordinasi pada ion Cr(III) melalui atom nitrogen

amina atau atom O karbonil.

Terbentuknya kompleks ditunjukkan oleh adanya pergeseran puncak

serapan spektra elektronik di daerah ultraviolet dan sinar tampak. Rumus empiris

kompleks dapat ditentukan dari analisis logamnya dan formula kompleks yang

terbentuk tergantung sifat dan jumlah ligan yang terkoordinasi pada atom pusat,

anion dan jumlah molekul air dalam kompleks. Anion juga bisa bertindak sebagai

ligan atau sisa asam. Benzokain merupakan ligan yang mempunyai atom donor

elektron lebih dari satu, sehingga dapat membentuk ikatan koordinasi dengan

Cr(III) dalam berbagai kemungkinan formula. Berdasarkan penelitian Dari (2009)

benzokain merupakan ligan lemah, hampir sama dengan air. Kompleks Cr(III)

dengan ligan lemah umumnya mempunyai bilangan koordinasi 6 dengan

kemungkinan geometrinya adalah oktahedral. Ada empat gugus donor elektron

pada benzokain yang memungkinkan untuk berikatan dengan atom pusat, yaitu

(1) gugus NH primer, (2) O pada gugus ›C=O, (3) O pada gugus C–O–C dan (4)

awan elektron (cincin) pada benzena seperti ditunjukkan oleh Gambar 20.

Gambar 20. Struktur benzokain dan empat gugus donor elektron yaitu (1) gugus NH primer, (2) O pada gugus ›C=O, (3) O pada gugus C–O–C dan (4) awan elektron (cincin) pada benzena

(1)

(4)

(3)

(2)

NH2

OOC2H5

Page 44: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

26

Sifat magnetik kompleks dipengaruhi oleh kuat medan ligan. Sifat

kemagnetan ini dapat diketahui dari harga momen magnet efektifnya (µeff). Harga

momen magnet efektif Cr(III) dengan 3 elektron tak berpasangan berkisar antara

3,70–3,90 BM dan bersifat paramagnetik.

C. Hipotesis

1. Kompleks Cr(III)–benzokain dapat disintesis dari CrCl3.6H2O dengan

benzokain.

2. Berbagai kemungkinan rumus empiris dan formula kompleks Cr(III)–

benzokain yang terbentuk dipengaruhi oleh jumlah ligan, anion dan H2O dalam

kompleks.

3. Kompleks Cr(III)–benzokain dapat mempunyai struktur oktahedral, bersifat

paramagnetik dan gugus ›C=O pada benzokain terkoordinasi pada ion Cr3+.

Page 45: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

27

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A. Metode Penelitian

Metode yang dilakukan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen.

Sintesis kompleks yang dilakukan mengacu pada Kumar dan Singh (2006) dan

Dari (2009). Logam CrCl3.6H2O direaksikan dengan benzokain pada suhu kamar

dengan perbandingan mol logam dan mol ligan tertentu dalam pelarut metanol

melalui proses pemanasan tanpa refluks.

B. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan selama delapan bulan mulai dari bulan Juni 2009

sampai dengan bulan Januari 2010.

1. Sintesis kompleks dilakukan di Laboratorium Kimia Fakultas MIPA

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Penentuan kadar kromium, pengukuran momen magnet, analisis spektra

elektronik dan pengukuran daya hantar listrik (DHL) larutan kompleks

dilakukan di Sub Laboratorium Kimia Laboratorium Pusat Fakultas MIPA

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3. Analisis gugus fungsi dilakukan di Laboratorium Kimia Organik Fakultas

MIPA Universitas Gajah Mada Yogyakarta.

4. Analisis TG/DTA dilakukan di Laboratorium Uji Polimer, Pusat Penelitian

Fisika (P2F) LIPI Bandung.

C. Alat dan Bahan

1. Alat

a. Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) Shimadzu AA-6650

b. Magnetic Susceptibility Balance (MSB) AUTO Sherwood Scientific 10169

c. Konduktivitimeter CDS 5000 LaMotte

d. Spektrofotometer UV-Vis Double Beam Shimadzu 1601

e. Spektrofotometer FTIR Shimadzu 1821 PC

f. Pengaduk magnetik Heidholp M1000 Germany

Page 46: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

28

g. Neraca Analitik Shimadzu AEL-200

h. Pemanas Listrik Shimadzu AEL-200 dan Cole palmer 4658

i. Thermogravimetric/Differential Thermal Analyzer 200 Seiko SSC 5200H

DTA-50

j. Desikator

k. Peralatan gelas Pyrex & Duran

2. Bahan

a. CrCl3.6H2O p.a (E. Merck)

b. Benzokain (Brataco)

c. Metanol (CH3OH) 95% p.a (E. Merck)

d. Asam klorida (HCl) pekat 37% p.a (E. Merck)

e. KCl p.a (E. Merck)

f. CuSO4.5H2O p.a (E. Merck)

g. NiSO4.6H2O p.a (E. Merck)

h. CuCl2.5H2O p.a (E. Merck)

i. MgCl2.6H2O p.a (E. Merck)

j. AlCl3.6H2O p.a (E. Merck)

k. FeCl3.6H2O p.a (E. Merck)

l. Aseton p.a (E. Merck)

m. Aseton teknis (Brataco)

n. Aquades

o. Kertas saring

Page 47: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

29

D. Prosedur Penelitian

1. Diagram Percobaan

Tahap-tahap sintesis dan karakterisasi kompleks Cr(III)–benzokain

ditunjukkan oleh Gambar 21.

Bertetes-tetes

Gambar 21. Diagram tahap-tahap sintesis kompleks Cr(III)–benzokain

Endapan I Filtrat I

Campuran Endapan

Rumus Empiris, Formula, Struktur

dan Sifat Kompleks

Karakterisasi Endapan

1. Dicuci dengan aseton 2. Dikeringkan dalam desikator

Filtrat II

Filtrat III Endapan III

Endapan II

1. Pengukuran Spektra UV-Vis 2. Pengukuran Kadar Krom 3. Pengukuran Spektra IR

4. Pengukuran DHL 5. Pengukuran TG/DTA 6. Pengukuran Momen Magnet

CrCl3.6H2O (1,066 g) dalam metanol (25 mL)

Benzokain (3,304 g) dalam metanol (50 mL)

Larutan Kompleks

1. Dipekatkan menjadi 1/3 volume semula 2. Didiamkan selama 72 jam 3. Penyaringan

Pengadukan selama 1 jam

Disaring

Disaring

Disaring

Page 48: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

30

2. Sintesis Kompleks Cr(III) dengan Benzokain

CrCl3.6H2O (1,066 g; 4 mmol) dalam metanol (25 mL) ditambahkan

secara bertetes-tetes pada larutan benzokain (3,304 g; 20 mmol) dalam metanol

(50 mL) yang diaduk dengan pengaduk magnet selama 1 jam pada suhu kamar,

kemudian dipekatkan (pemanasan secara langsung tanpa proses refluks) hingga

volume larutan menjadi ±1/3 dari volume semula. Larutan kompleks didiamkan

selama 72 jam hingga terbentuk endapan. Endapan disaring dan dicuci dengan

aseton kemudian dikeringkan dalam desikator.

3. Pengukuran Kadar Kromium dalam Kompleks

Penentuan kadar kromium dilakukan dengan menggunakan Spektrofoto-

meter Serapan Atom (SSA) Shimadzu AA-6650. Larutan induk 1000 ppm dibuat

dengan melarutkan CrCl3.6H2O (0,512 g) dalam HCl 0,1 M (100 mL) sehingga

didapatkan konsentrasi Cr3+ 1000 ppm. Sebanyak 10 mL larutan induk diambil

dan diencerkan menjadi 100 mL sehingga didapatkan konsentrasi Cr3+ 100 ppm.

Selanjutnya dari larutan standar Cr(III) 100 ppm diambil 0, 1, 2, 3, 4 dan 5 mL

dan masing-masing diencerkan dengan HCl 0,1 M sampai volume 100 mL

sehingga diperoleh larutan standar Cr(III) dengan konsentrasi 0, 1, 2, 3, 4 dan 5

ppm. Larutan kompleks (sampel) dalam HCl 0,1 M dibuat dengan konsentrasi

kromium diperkirakan terletak antara 0–5 ppm, diukur absorbansinya kemudian

diplotkan pada kurva standar.

4. Pengukuran Spektra Elektronik

Pengukuran spektra elektronik logam dan kompleks dilakukan pada

konsentrasi 10-2–10-3 M dalam metanol dan pada serapan panjang gelombang

400–800 nm. Serapan diamati dengan Spektrofotometer UV-Vis Double Beam

Shimadzu 1601.

5. Pengukuran Daya Hantar Listrik

Seri larutan kompleks Cr(III)–benzokain dalam metanol pada konsentrasi

(1, 3, dan 5).10-3 M diukur daya hantar molarnya dengan konduktivitimeter CDS

5000 LaMotte dan dilakukan 3x pengulangan pengukuran tiap larutan sampelnya.

Page 49: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

31

6. Pengukuran Spektra Infra Merah

Ligan bebas benzokain dan kompleks Cr(III)–benzokain dibuat pellet

dengan KBr kering. Masing-masing pellet ditentukan spektrumnya menggunakan

spektrofotometer FTIR Shimadzu 1821 PC pada daerah 4000–400 cm-1.

7. Analisis TG/DTA

Identifikasi adanya molekul H2O dalam kompleks dapat diperkirakan dari

analisis termal dengan Thermogravimetric/Differential Thermal Analyzer 200

Seiko SSC 5200H DTA-50 pada temperatur 30–550 oC. Sampel kompleks yang

diukur antara 5,0–20,0 mg ditempatkan pada perangkat sampel DTA. Kemudian

diukur puncak suhu endoterm dan eksoterm serta pengurangan massanya.

8. Pengukuran Momen Magnet

Sampel senyawa kompleks padat yang akan ditentukan harga

kemagnetannya dimasukkan dalam tabung kosong pada neraca kerentanan

magnetik, diukur tinggi sampel antara 1,5–4,5 cm dan berat antara 0,001–0,999

gram sehingga diperoleh harga kerentanan magnetik per gram (χg). Harga χg

diukur dengan Magnetic Susceptibiliy Balance (MSB) AUTO Sherwood Scientific

10169.

E. Teknik Pengumpulan dan Analisis Data

Senyawa kompleks diperoleh dengan cara sintesis, setelah itu dilakukan

karakterisasi. Data hasil percobaan diolah secara deskriptif. Terbentuknya

kompleks antara logam Cr(III) dengan benzokain diindikasikan dengan adanya

pergeseran serapan spektra elektronik. Rumus empiris diperkirakan dengan

membandingkan kadar logam hasil analisis SSA dengan kadar logam secara teori.

Formula kompleks diperkirakan dari rumus empiris disertai data perbandingan

kation dan anion kompleks yang dapat diketahui dengan cara membandingkan

daya hantar listrik larutan senyawa kompleks dengan daya hantar listrik larutan

standar. Adanya molekul H2O dalam kompleks diperkirakan dari hasil analisis

TG/DTA.

Page 50: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

32

Momen magnet efektif (µeff) senyawa kompleks diketahui dari harga

kerentanan magnetik per gram (χg). Momen magnet efektif (µeff) dapat

menunjukkan banyaknya elektron yang tidak berpasangan dan kompleks berada

pada spin rendah atau tinggi. Gugus fungsi benzokain yang terkoordinasi pada

Cr(III) diketahui dengan membandingkan pergeseran serapan gugus fungsi infra

merah dari ligan bebas dan kompleks. Serapan gugus fungsi ligan akan bergeser

jika terkoordinasi pada ion pusat logam.

Page 51: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

33

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Sintesis Kompleks

Sintesis Kompleks Cr(III) dengan Benzokain

Sintesis kompleks Cr(III)–benzokain dilakukan dengan mencampurkan

larutan CrCl3.6H2O (1,066 g dalam 25 mL metanol) secara bertetes-tetes dalam

larutan benzokain (3,304 g dalam 50 mL metanol) yang diaduk dengan pengaduk

magnet selama 1 jam pada suhu kamar. Campuran menghasilkan larutan berwarna

hijau muda jernih, setelah dipekatkan (pemanasan secara langsung tanpa proses

refluks) hingga volume larutan menjadi ±1/3 dari volume semula dan didiamkan

selama 72 jam diperoleh endapan (dari filtrat kedua) berwarna hijau muda (1,416

g) yang diperkirakan sebagai kompleks Cr(III)–benzokain (Data selengkapnya

terdapat pada Lampiran 1), hal ini ditandai oleh adanya pergeseran λmaks spektra

elektronik. Hasil pengukuran spektra elektronik CrCl3.6H2O dan kompleks

Cr(III)–benzokain dalam metanol ditunjukkan oleh Gambar 22.

Gambar 22. Spektra elektronik (a) CrCl3.6H2O dan (b) kompleks Cr(III)–benzokain

Terlihat adanya pergeseran serapan panjang gelombang maksimum

CrCl3.6H2O (633,50 dan 452,00 nm) ke arah panjang gelombang yang lebih kecil

pada kompleks Cr(III)–benzokain (581,50 dan 417,00 nm). Hal ini mengindi-

kasikan adanya reaksi antara CrCl3.6H2O dengan benzokain sehingga terjadi

Abs

Page 52: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

34

perubahan kompleks CrCl3.6H2O menjadi kompleks Cr(III) yang baru dimana ada

ligan H2O yang digantikan oleh benzokain sebagai ligan baru yang berikatan

koordinasi dengan Cr(III) membentuk kompleks Cr(III)–benzokain.

B. Penentuan Rumus Empiris dan Formula Kompleks

1. Penentuan Kadar Kromium dalam Kompleks

Besarnya kadar kromium dalam kompleks dapat diketahui melalui analisis

SSA. Dengan kadar kromium ini, maka perkiraan berat molekul kompleks dapat

diketahui. Sampel kompleks sebanyak 16 mg dalam 50 mL HCl 0,1 M diambil 2,5

mL kemudian diencerkan dengan HCl 0,1 M hingga 50 mL. Sampel dibuat dalam

tiga seri larutan, pengukuran absorbansi dilakukan tiga kali sehingga diperoleh

sembilan absorbansi. Dari kesembilan absorbansi tersebut masing-masing dihi-

tung kadar kromiumnya (%). Besarnya konsentrasi Cr(III) setelah pengenceran

20x diperoleh persamaan garis yang dipeoleh melalui kurva standar Cr(III),

ditunjukkan oleh Persamaan 11.

y = 0,0394x + 0,0049 ............................................................(11)

dimana, y = Absorbansi dan x = Konsentrasi Cr(III).

(Kurva standar Cr(III) dan data absorbansi sampel kompleks pada Lampiran 2).

Besarnya massa kromium dalam kompleks diperoleh dari perhitungan

menggunakan Persamaan 12.

[Cr(III)] (ppm) = (L)larutan volume

(mg) Cr(III) massa ..................................(12)

massa Cr(III) (mg) = [Cr(III)] (ppm) x volume larutan (L)

Setelah diperoleh massa kromium dalam kompleks, maka dapat diketahui kadar

kromium dalam kompleks dari Persamaan 13.

%Cr(III) = (mg) sampel massa

(mg) Cr(III) massax 100 % ...............................(13)

Dari tahapan di atas maka didapatkan hasil pengukuran kadar kromium dalam

kompleks Cr(III)–benzokain sebesar 6,03±0,10 %.

Page 53: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

35

Jika hasil pengukuran tersebut dibandingkan dengan kadar kromium

secara teoritis pada berbagai kemungkinan rumus empiris kompleks seperti

ditunjukkan oleh Tabel 3 (Perhitungan secara lengkap terdapat pada Lampiran 2),

maka dapat diperkirakan bahwa rumus empiris kompleks Cr(III)–benzokain yang

mungkin adalah Cr(benzokain)4.Cl3.(H2O)n (n= 2 atau 3).

Tabel 3. Kadar Kromium dalam Kompleks Cr(III)–benzokain Secara Teoritis

No Kompleks Mr (g.mol-1) Cr (%)

1. Cr(benzokain)4.Cl3 819,111 6,348

2. Cr(benzokain)4.Cl3.(H2O) 837,126 6,211

3. Cr(benzokain)4.Cl3.(H2O)2 855,141 6,080

4. Cr(benzokain)4.Cl3.(H2O)3 873,126 5,955

5. Cr(benzokain)4.Cl3.(H2O)4 891,171 5,835

6. Cr(benzokain)4.Cl3.(H2O)5 909,186 5,719

7. Cr(benzokain)4.Cl3.(H2O)6 927,201 5,608

2. Pengukuran Daya Hantar Listrik

Pengukuran daya hantar listrik untuk mengetahui anion bertindak sebagai

ligan, sisa asam atau kedua-duanya. Hasil pengukuran daya hantar listrik larutan

senyawa standar dan larutan kompleks Cr(III)–benzokain dalam metanol

ditunjukkan oleh Tabel 4 (Perhitungan secara lengkap terdapat pada Lampiran 3).

Daya hantar listrik kompleks dibandingkan dengan daya hantar listrik

larutan standar pada Tabel 4, terlihat bahwa daya hantar listrik larutan kompleks

Cr(III)–benzokain hasil pengukuran DHL mendekati harga daya hantar listrik

larutan standar CuCl2.5H2O dan MgCl2.6H2O yang berarti kompleks Cr(III)–

benzokain yang terbentuk mempunyai perbandingan kation dan anion adalah 2 : 1.

Hal ini menunjukkan bahwa kemungkinan satu atom Cl terkoordinasi pada atom

pusat Cr(III) sebagai ligan dan dua atom Cl lainnya tidak terkoordinasi pada atom

pusat Cr(III) akan tetapi berkedudukan sebagai anion (sisa asam), dengan

demikian dapat diperkirakan bahwa formula kompleks Cr(III)–benzokain yang

mungkin adalah [Cr(benz)4(H2O)Cl]Cl2.nH2O (n= 1 atau 2).

Page 54: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

36

Tabel 4. Hasil Pengukuran Daya Hantar Listrik Larutan Standar dan Senyawa Kompleks dalam Metanol

No Larutan Λm

(Scm2mol-1)

Perbandingan Muatan

(Kation : Anion)

1 Metanol 0 -

2 NiSO4.6H2O 0,97±0,26 1 : 1

3 CuSO4.5H2O 2,45±0,71 1 : 1

4 CuCl2.5H2O 50,27±5,35 2 : 1

5 MgCl2.6H2O 72,27±3,30 2 : 1

6 AlCl3.6H2O 203,90±52,62 3 : 1

7 FeCl3.6H2O 190,68±51,57 3 : 1

8 Cr–benzokain.Cl3.nH2O 69,12±1,93 2 : 1

3. Analisis Thermal dengan TG/DTA

Adanya pelepasan H2O dapat diketahui dengan analisis DTA, sedangkan

persentase pengurangan massa sebagai akibat dari pelepasan H2O dan yang

lainnya dapat diketahui dari analisis TG. Termogram TG/DTA dan DTG

(Differential Thermogravimetric) kompleks Cr(III)–benzokain ditunjukkan oleh

Gambar 23 (Perhitungan secara lengkap terdapat pada Lampiran 4).

Gambar 23b (termogram TG) menunjukkan kompleks Cr(III) stabil hingga

mencapai suhu 52,1 oC, pada suhu tersebut kompleks Cr(III) mulai terdekompo-

sisi dan berakhir pada 300,0 oC. Kompleks Cr(III)–benzokain mengalami dekom-

posisi termal secara bertahap, yaitu pada suhu 52,1–140,5; 140,5–169,0 dan

169,0–300 oC. Puncak endoterm yang terjadi pada 91,7 oC (23a) mengindikasikan

terlepasnya molekul H2O dari kompleks Cr(III)–benzokain yang ditandai dengan

adanya pengurangan massa pada termogram TG. Pelepasan molekul H2O

berlangsung dalam satu tahap yaitu pada suhu antara 52,1 dan 140,5 oC. Hal ini

menunjukkan bahwa kompleks Cr(III)–benzokain mengandung molekul air yang

akan menunjang perkiraan formula kompleks. Dengan demikian formula

kompleks yang terjadi adalah [Cr(benz)4(H2O)Cl]Cl2.nH2O (n= 1 atau 2).

Page 55: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

37

Gambar 23. Termogram: (a) DTA, (b) TG dan (c) DTG kompleks Cr(III)–benzokain

Adanya puncak endoterm pada 163,8 oC menunjukkan terdekomposisinya

atom Cl (sisa asam) dan untuk puncak endoterm pada 226,8 oC menunjukkan

terdekomposisinya ligan benzokain karena melebihi titik leleh dan titik didih

benzokain (89–92 oC dan 172 oC). Dekomposisi ini terdiri dari tiga sub langkah

yang saling tumpang tindih seperti yang ditunjukkan oleh termogram DTG

(23c). Termogram TG dan DTG menjadi relatif horisontal di atas 300 oC.

Puncak endoterm 359 oC menunjukkan terdekomposisinya senyawa yang lain

dari kompleks (sisa: 8,5%) (Data selengkapnya terdapat pada Lampiran 4).

(c)

Page 56: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

38

Analisis kompleks [Ni2C11H22N2O2(OAc)4.4H2O].H2O dengan TG/DTA

dilakukan oleh Duman dan Sekerci (2008). Data yang diperoleh menunjukkan

kompleks Ni(II) stabil hingga suhu 26,92 oC dan pada suhu tersebut mulai

terdekomposisi hingga berakhir pada 880,77 oC. Kompleks Ni(II) terdekomposisi

menjadi NiO (sisa: 18,72 %) dalam tiga tahap yaitu pada 26,93–103,85 oC,

103,85–226,92 oC dan 226,92–880,77 oC. Proses pada dekomposisi kompleks

Ni(II) ini pada tahap I kehilangan satu molekul air, tahap II kehilangan gugus

2,3–O–siklopentilidin, empat molekul air yang terkoordinasi dan tahap III

kehilangan setengah dari senyawa organiknya (Duman and Sekerci, 2008: 33–38).

C. Sifat-Sifat Kompleks

1. Spektra Elektronik

Besarnya panjang gelombang maksimum (λmaks), absorbansi (A) dan

absorptivitas molar (ε) untuk kompleks [Cr(benz)4(H2O)Cl]Cl2.nH2O (n= 1 atau 2)

dalam pelarut metanol ditunjukkan oleh Tabel 5 (Perhitungan secara lengkap

terdapat pada Lampiran 6).

Tabel 5. Panjang Gelombang Maksimum (λmaks), Absorbansi (A) dan Absorptivitas Molar (ε) untuk Kompleks [Cr(benz)4(H2O)Cl]Cl2.nH2O

No Formula Kompleks λmaks (nm) A ε

(Lmol-1cm-1)

1 CrCl3.6H2O 633,50

452,00

0,0592

0,0692

9,858

11,528

2 [Cr(benz)4(H2O)Cl]Cl2.nH2O 581,50

417,00

0,0168

0,0277

11,168±0,163

18,414±0,268

Salah satu karakteristik spektra kompleks oktahedral ditandai oleh harga

absorptivitas molar (ε) yang rendah, berkisar antara 1–100 Lmol-1cm-1 (Huheey,

1993: 438). Absorptivitas molar (ε) kompleks [Cr(benz)4(H2O)Cl]Cl2.nH2O (n= 1

atau 2) adalah 11,168±0,163 dan 18,414±0,268 Lmol-1cm-1, yang mengindi-

kasikan bahwa kompleks yang terbentuk bergeometri oktahedral. Harga 10 Dq

kompleks [Cr(benz)4(H2O)Cl]Cl2.nH2O (n= 1 atau 2) adalah 205,533 dan 286,612

kJmol-1 (Perhitungan secara lengkap terdapat pada Lampiran 5).

Page 57: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

39

Kompleks [Cr(benz)4(H2O)Cl]Cl2.nH2O (n= 1 atau 2) memiliki puncak

serapan pada panjang gelombang 581,50 dan 417,00 nm (17197 dan 23981 cm-1)

puncak tersebut menandakan transisi 4A2g(F)→4T2g(F) (υ1) dan transisi 4A2g(F)→4T1g(F) (υ2), sebagaimana pada kompleks CrL’(NO3)3 (L’= 1,5-aiaza-

8,12-dioza-6,7:3,14-benzocyclo tetradecane), mempunyai dua puncak serapan

pada 12422 cm-1 (υ1) dan 17857 cm-1 (υ2) yang masing-masing serapan itu

menunjukkan transisi 4A2g(F)→4T2g(F) (υ1) dan 4A2g(F)→4T1g(F) (υ2) yang sesuai

dengan geometri oktahedral (Kumar and Singh, 2006: 77–87). Pada kompleks

[Cr(etdtc)Cl]2 (etdtc= S4N4C11H18) memiliki tiga puncak serapan 15503 cm-1 (υ1),

26881 cm-1 (υ2) dan 35714 cm-1 (υ3) yang menandakan transisi 4A2g(F)→4T2g(F)

(υ1), 4A2g(F)→4T1g(F) (υ2) & 4A2g(F)→4T1g(P) (υ3) (Siddiqi et al., 2006: 107–

112).

2. Sifat Kemagnetan

Harga momen magnet efektif (µeff) hasil pengukuran kompleks

[Cr(benz)4(H2O)Cl]Cl2.nH2O (n= 1 atau 2) adalah 3,80±0,03 BM. Huheey dan

Keither (1993) dalam bukunya menyatakan bahwa harga µeff kompleks Cr(III)

spin tinggi berada pada kisaran 3,70–3,90 BM. Harga µeff kompleks Cr(L’)(NO3)3

(L’= 1,5-diaza-8,12-dioxa-6,7:13,14-dibenzocyclo tetradecane) sebesar 3,80 BM

menunjukkan bahwa Cr(III) berada dalam keadaan spin tinggi dengan 3 elektron

tak berpasangan (Kumar and Singh, 2006: 77–87). Dengan demikian kompleks

[Cr(benz)4(H2O)Cl]Cl2.nH2O (n= 1 atau 2) juga diperkirakan berada pada keadaan

spin tinggi dengan tiga elektron tak berpasangan dan bersifat paramagnetik

(Perhitungan secara lengkap terdapat pada Lampiran 6).

3. Spektra Infra Merah

Analisis spektra IR merupakan analisis untuk mengetahui gugus yang

terkoordinasi dengan atom pusat . Analisis IR ini dilakukan terhadap ligan bebas

benzokain dan kompleks Cr(III)–benzokain. Benzokain mempunyai gugus yang

dapat terkoordinasi dengan atom pusat yaitu N–H primer, ›C=O, C–O–C, dan

awan elektron pada cincin benzena.

Page 58: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

40

Spektra IR dan serapan gugus N–H primer, ›C=C‹ siklis, ›C–N‹ ulur, ›C=O

ulur, dan C–O–C pada benzokain dan kompleks [Cr(benz)4(H2O)Cl]Cl2.nH2O

(n= 1 atau 2) ditunjukkan oleh Gambar 24 dan 25 (Spektra IR selengkapnya

terdapat pada Lampiran 7), sedangkan data serapan IR ditunjukkan oleh Tabel 6.

Gambar 24. Spektra serapan gugus fungsi ligan bebas benzokain

Gambar 25. Spektra serapan gugus fungsi kompleks Cr(III)–benzokain

Page 59: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

41

Tabel 6. Serapan Gugus Fungsi Ligan dan Senyawa Kompleks (cm-1)

No Gugus Fungsi υN–Hprimer υC=O υC=C υC–O–C υC–N

1 Benzokain 3425,58

3340,71 1681,93

1597,06

1635,64

1172,72

1118,71 1026,13

2 Cr(III)–

benzokain

3425,58

3340,71

1681,93

1712,79

1597,06

1635,64

1172,72

1126,43 1026,13

Spektra IR pada Gambar 24 dan 25 memperlihatkan bahwa kompleks

[Cr(benz)4(H2O)Cl]Cl2.nH2O (n= 1 atau 2) tidak ada pergeseran serapan gugus

N–H primer ligan bebas benzokain, sedangkan serapan gugus C–O–C tidak

mengalami pergeseran serapan yang cukup berarti. Hal ini menunjukkan bahwa

gugus N–H maupun C–O–C tidak terkoordinasi dengan ion pusat Cr3+. Perubahan

tampak terlihat pada serapan gugus ›C=O ulur ligan bebas dan kompleks yang

sangat berarti yaitu terjadi pergeseran serapan 1681,93 cm-1 menjadi 1681,93 dan

1712,79 cm-1, hal tersebut mengindikasikan bahwa telah terbentuk kompleks

Cr(III)–benzokain dengan gugus ›C=O terkoordinasi pada ion pusat Cr3+ secara

monodentat.

Koordinasi ›C=O juga terjadi pada asam 2-tioasetat benzotiazol (yang

memiliki struktur mirip benzokain) yang terkoordinasi pada beberapa logam

{Ni(II), Cu(II), Zn(II), Cd(II) dan Sn(II)} (Yousif et al., 2009: 582–585).

Pergeseran serapan gugus ›C=O ulur ke arah yang lebih besar terjadi pada

kompleks (N(C2H5)4)[Nd(hfa)4(H2O)] (hfa= hexafluoroacetylacetone), dimana

terjadi pergeseran serapan gugus ›C=O ulur ligan bebas hexafluoroacetylacetone

dan kompleks dari 1651 cm-1 menjadi 1700 cm-1 (Mech, 2008: 393–405).

D. Perkiraan Struktur Kompleks

Perkiraan Struktur Kompleks Cr(III)–benzokain

Dari hasil pengukuran kadar kromium dalam kompleks diperkirakan

rumus empiris Cr(III)–benzokain adalah Cr(benzokain)4.Cl3.(H2O)n (n= 2 atau 3).

Pengukuran daya hantar listrik kompleks dalam metanol menunjukkan

perbandingan muatan kation dan anion adalah 2 : 1, yang berarti ada satu atom Cl

Page 60: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

42

dalam kompleks Cr(III)–benzokain terkoordinasi pada atom pusat Cr(III) dan dua

atom Cl bertindak sebagai anion (sisa asam) dalam kompleks Cr(III)–benzokain,

formula kompleks yang mungkin adalah [Cr(benz)4(H2O)Cl]Cl2.nH2O (n= 1 atau 2).

Pengukuran DTA menunjukkan terdapatnya molekul H2O dalam kompleks

Cr(III)–benzokain.

Hasil pengukuran momen magnet menunjukkan 3,80±0,03 BM, harga ini

mengindikasikan struktur oktahedral. Terdapat pergeseran spektra IR pada daerah

1681,93 cm-1 menjadi 1681,93 dan 1712,79 cm-1 pada gugus ›C=O ulur

mengindikasikan gugus fungsi ›C=O terkoordinasi pada ion pusat secara

monodentat. Dengan demikian struktur kompleks [Cr(benz)4(H2O)Cl]Cl2.nH2O

(n= 1 atau 2), diperkirakan seperti ditunjukkan oleh Gambar 26.

Gambar 26. Perkiraan struktur [Cr(benz)4(H2O)Cl]Cl2.nH2O (n= 1 atau 2)

Cl2.nH2O Cr3+

NH2

OOC2H5

NH2

O OC2H5 NH2

O

O

C2H5

H2N

O

O

C2H5

OHH

Cl

Page 61: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

43

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

Bedasarkan penelitian dan uraian pembahasan dapat diambil kesimpulan

sebagai berikut:

1. Kompleks kromium(III) dengan benzokain dapat disintesis dengan

cara mencampurkan CrCl3.6H2O dengan benzokain dalam metanol

dengan pemanasan pada perbandingan mol logam : ligan adalah 1 : 5.

2. Rumus empiris dan formula kompleks kromium(III) dengan benzokain

diperkirakan adalah Cr(benzokain)4.Cl3.(H2O)n (n= 2 atau 3) dan

[Cr(benz)4(H2O)Cl]Cl2.nH2O (n= 1 atau 2), sedangkan struktur

kompleks bergeometri oktahedral.

3. Karakterisasi kompleks Cr(III)–benzokain adalah sebagai berikut:

a. Kompleks kromium(III) dengan benzokain bersifat paramagnetik

dengan harga µeff sebesar 3,80±0,03 BM.

b. Serapan maksimum kompleks [Cr(benz)4(H2O)Cl]Cl2.nH2O pada

581,50 dan 417,00 nm (17197 dan 23981 cm-1) dengan harga 10

Dq sebesar 205,533 dan 286,612 kJmol-1 menandakan transisi 4A2g(F)→4T2g(F) (υ1) dan 4A2g(F)→4T1g(F) (υ2).

c. Gugus ›C=O ulur benzokain terkoordinasi pada ion pusat Cr3+

secara monodentat membentuk kompleks Cr(III)–benzokain.

B. Saran

Sintesis kompleks dan pengukuran kadar Cr(III) dengan SSA sebaiknya

dilakukan perulangan sebanyak tiga kali (triplo) untuk mendapatkan hasil yang

lebih akurat. Penentuan formula kompleks akan lebih tepat jika dapat dilakukan

analisis tiap unsur. Jarak ikatan, besar sudut, karakterisasi dan struktur kompleks

yang lebih tepat dapat dianalisis secara kristalografi. Sifat elektrokimia kompleks

Cr(III) perlu dipelajari lebih lanjut dengan voltametri siklis untuk mengetahui

reaksi redoks yang terjadi dan perlu dilakukan pengukuran konstanta kestabilan

kompleks (k) untuk mengetahui kestabilan kompleks.

Page 62: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

44

DAFTAR PUSTAKA

Arshad, M., S. U. Rehman., A. H. Qureshi., M. Arief., K. Masud., A. Saeed., and R. Ahmed. 2008. Thermal Decomposition of Metal Complexes of Type MLX2 (M= Co(II), Cu(II), Zn(II) and Cd(II): L= DIE; X= NO3

-) by TG-DTA-DTG Techniques in Air Atmosphere. Turkey Journal Chem. Vol. 32, 593–604

Atkins, P. W. 1990. Physical Chemistry. Oxford University Press. Oxford. Alih Bahasa: Kartohadiprodjo, I. I. 1999. Kimia Fisika. Jilid Kedua. Edisi Keempat. Erlangga. Jakarta

Biswas, M., G. M. Rosair., G. Pilet., M. S. E. Fallah., J. Ribas., and S. Mitra. 2007. Synthesis, Crystal Structures and Magnetic Properties of Five New Metal(II) Compounds Constructed with Isomers of Aminobenzonitrile and Dicyanamide Ligands. Polyhedron. Vol. 26, 123–132

Cotton, F. A. and G. Wilkinson. 1976. Basic Inorganic. John willey and Sons Inc. New York. Alih Bahasa: Suharto, S. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Universitas Indonesia Press. Jakarta

Cotton, F. A. and G. Wilkinson. 1988. Advanced Inorganic chemistry. Fifth Edition. John willey and Sons Inc. New York

Dari, R. W. 2009. Sintesis dan Karakterisasi Kompleks Cu(II) dengan Benzokain. Skripsi. Universitas Sebelas Maret Surakarta

Duman, S. and M. Şekercî. 2008. Preparation of Complexes with Acetates of Transition Metal of Amino Compounds Including 1,3-Dioxalane Group. International Journal of Natural and Engineering Sciences 2. Vol. 3, 33–38

Hartomo A. J. dan A. V. Purba. 1986. Penyidikan Spektrometrik Senyawa Organik. Edisi Keempat. Erlangga. Jakarta. Terjemahan: Spectrometric Identification of Organic Compound. Silverstein, R. M., G. C. Bassler., and T. C. Morril. 1981. John Willey and Sons Inc. New York

Hendayana, S., A. Kadarohmah., A. A. Sumarna., dan A. Supriatna. 1994. Kimia Analitik Instrumen. Edisi Kesatu. IKIP Semarang Press. Semarang

Huheey, J. E., E. A. Keitter., and R. L. Keitter. 1993. Inorganic Chemistry, Principle of Structure and Reactivity. Second Edition. Harper Collins College Publisher. New York

Julve, M., R. Lescouëzec., G. Marinescu., J. Vaissermann., F. Lloret., J. Faus., and M. Andruh. 2003. [Cr(AA)(C2O4)]

- and [Cu(bpca)]+ as Building Blocks in Designing New Oxalato-bridged CrIII–CuII Compounds [AA= 2,2’-bipyridine and 1,10-phenanthroline; bpca= bis(2-pyridylcarbonyl)-amide anion]. Inorganica Chimica Acta. Vol. 350, 131–142

Kemp, W. 1987. Organic Spectroscopy. Second Edition. Macmillan Publisher. London

Page 63: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

45

Kumar, R. and R. Singh. 2006. Chromium(III) Complexes with Different Chromospheres Macrocyclic Ligands: Synthesis and Spectroscopic Studies. Turkey Journal Chem. Vol. 30, 77–87

Landee, C. P., W. Zhang., S. Bruda., J. L. Parent., and M. M. Turnbull. 2003. Structures and Magnetic Propeties of Transition Metal Complexes of 1,3,5-benzenetricarboxylic Acid. Inorganica Chimica Acta. Vol. 342, 193–201

Lee, J. D. 1994. Concise Inorganic Chemistry. Fourth Edition. Chapman and Hall. London

Lorenz, I. P., J. Geicke., and K. Polborn. 1998. Comparison of the Natural Benzyldiphenylphosphine Complexes C6H6Cr(CO)2PPh2Bz and C5H5Mn(CO)2-PPh2Bz with the Isoelectronic Manganiobenzyldiphenylphosphonium Salt [C5H5Mn(CO)(NO)PPh2Bz]BF4. Inorganica Chimica Acta. Vol. 272, 101–108

Mech, A. 2008. Crystal Structure and Optical Properties of Novel (N(C2H5)4)[Nd(hfa)4(H2O)] Tetrakis Complex. Polyhedron. Vol. 27, 393–405

Pudjaatmaka, A. H. 1997. Kimia Organik. Edisi Ketiga. Erlangga. Jakarta. Terjemahan: Organic Chemistry. Fessenden, R. J and J. S. Fessenden. 1979. Williard Grant Press. Singapore

Rahardjo, S. B., S. Wahyuningsih., dan R. N. Damayanti. 2006. Sintesis dan Karakterisasi Kompleks Triaquasulfanilamidnikel(II)sulfat.3hidrat. Jurnal Alchemy. Vol. 5. No. 1

Sastrohamidjojo, H. 1992. Spektroskopi Inframerah. Liberty. Yogyakarta

Siddiqi, K. S., S. A. A. Nami., Luyfullaha., and Y. Chebude, Y. 2006. Template Synthesis of Symmetrical Transition Metal Dithiocarbamates. J. Braz. Chem. Soc. Vol. 17, 107–112

Silverstein, R. M., G. C. Bassler., and T. C. Morril. 1986. Spectroscopic Identification of Organic Compounds. Mc Graw–Hill Inc. New York

Skoog, A., H. Douglas., and F. James. 1998. Principles of Instrumental Analysis. Fifth Edition. Thomas Learning Inc. Australia

Szafran, Z., R. M. Pike., and M. M. Singh. 1991. Microscale Inorganic Chemistry. John Willey and Sons. New York

Tanu, I. 2007. Farmokologi dan Terapi. Edisi Kelima. Departemen Farmakologi dan Terapeutik Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia. Gaya Baru. Jakarta

Tjay, T. H. dan K. Rahardja. 1979. Obat-Obat Penting, Khasiat, Penggunaan dan Efek-Efek Sampingnya. Edisi Keempat. Direktur Jenderal Pengawasan Obat dan Makanan Depkes RI. Jakarta

Tjay, T. H. dan K. Rahardja. 2007. Obat-Obat Penting, Khasiat, Penggunaan dan Efek-Efek Sampingnya. Edisi Keenam. Direktur Jenderal Pengawasan Obat dan Makanan Depkes RI. Jakarta

Page 64: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

45

Vogel. 1979. Text Book Of Macro and Semimacro Qualitative Inorganic Analysis. London. Alih Bahasa : Setiono. 1985. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimakro. PT. Kalman Media Pustaka. Jakarta.

Wagenknecht P. S., David L. Grisenti., Marybeth Smith., Luxi Fang., and Nicholas Bishop. 2010. A Convenient Synthesis of Isocyclam and [16]aneN4 and the Photophysics of their Dicyanochromium(III) Complexes. Inorganica Chimica Acta. Vol. 363, 157–162

Xiao, L., Min Zhang., and Wen-Hua Sun. 2010. Synthesis, Characterization and Ethylene Oligomerization and Polymerization of 2-(1H-2-benzimidazolyl)-6-(1-(arylimino)ethyl)pyridylchromium Chlorides. Polyhedron. Vol. 29, 142–147

Yousif, E., Y. Farina., K. Kasar., A. Graisa., and K. Ayid. 2009. Complexes of 2-Thioacetic Acid Benzothiazole with Some Metal Ions. American Journal of Applied Sciences 6. Vol. 4, 582–585

46

Page 65: SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPLEKS KROMIUM(III) …eprints.uns.ac.id/9071/1/149561708201004471.pdf · iii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul

44