SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS DARI PERAK(I) ASETAT DAN PERAK(I) FORMAT DENGAN DETU

Transkripsi

1 MAKALAH PARALEL PARALEL E ISBN : SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS DARI PERAK(I) ASETAT DAN PERAK(I) FORMAT DENGAN DETU Fariati 1*, Wiwit Dwi Indraningsih 2, Effendy 2, dan Wahyu Widodo 2 1,2 Kimia, FMIPA, Universitas Negeri Malang Jalan Semarang 5, Malang * Untuk korespondensi f4riati@gmail.com; wiwitd94@gmail.com; ABSTRAK Sintesis senyawa kompleks dari perak(i) asetat (AgC2H3O2) dan ligan etu (C3H6N2S) telah terbentuk sebagai kompleks monomer molekuler [Ag(etu)3(OOCCH3)]2. Etu dan detu (C5H12N2S) memiliki pola koordinasi yang mirip. Senyawa kompleks dari perak(i) asetat dengan detu (senyawa A) dan perak(i) format dengan detu (senyawa B) belum dilaporkan. Sintesis senyawa A menggunakan pelarut metanol pada 25 C dan senyawa B dengan asetonitril, 20 C. Senyawa kompleks hasil sintesis dikarakterisasi dengan uji titik lebur, uji daya hantar listrik, uji kualitatif gugus karboksilat, analisis SEM-EDX, prediksi struktur dan dihitung ΔG o dengan Spartan 14 v Hasil penelitian menunjukkan senyawa A dan B berturut-turut melebur pada C dan C, energi bebas terendah -1908,8852 kj/mol dan -1094,3682 kj/mol. Uji daya hantar listrik dan uji kualitatif ion karboksilat mengindikasikan senyawa kompleks molekuler. Prediksi analisis EDX diperoleh presentase massa dan atom dari senyawa A dan B. Senyawa A adalah C11H27O2AgN4S2 yang merupakan kompleks dimer. Senyawa B yaitu kompleks monomer yang memiliki rumus empiris C16H37AgN6O2S3. Kedua senyawa tersebut memiliki bilangan koordinasi empat. Kata-kata Kunci: sintesis, perak(i) asetat, perak(i) format, detu, etu ABSTRACT Synthesis of complex compounds of silver (I) acetate (AgC2H3O2) and ligand etu (C3H6N2S) has been formed as a monomer molecular complex [Ag(etu)3(OOCCH3)]2. Etu and detu (C5H12N2S) have a similar pattern of coordination. Complex compounds of silver(i) acetate with detu (compound A) and silver(i) formate with detu (compound B) have not been reported. Synthesis of compound A used methanol at 25 C while compound B with acetonitrile at 20 C. Complex compounds synthesized were characterized by melting point test, electrical conductivity test, the qualitative test for carboxylic group, SEM-EDX analysis, structure prediction and calculated of ΔG o with Spartan 14 v The results showed compound A and B respectively melt at C and C, the lowest free energy -1908,8852 kj/mol and -1094,3682 kj/mol. Result test of electrical conductivity and carboxylate ion qualitative test indicated the molecular complex compounds. Prediction of EDX analysis obtained the atomic mass and percentage of substances A and B. Compound A is C11H27O2AgN4S2 which is a dimeric complex. Compound B is complex of monomer which has the empirical formula C16H37AgN6O2S3. Both of these compounds have four the coordination number. Key words: synthesis, silver (I) acetate, silver (I) formate, detu, etu 296

2 ISBN: SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA IX (SN-KPK IX) PENDAHULUAN Perak adalah salah satu unsur transisi golongan 11 dengan konfigurasi elektron [36Kr] 4d 10 5s 1. Bilangan oksidasi perak yang banyak dijumpai dalam senyawanya adalah +1. Perak(I) asetat merupakan garam dengan basa konjugat kuat yang dapat membentuk senyawa kompleks dengan N,N -etilenatiourea (etu). Senyawa kompleks dari AgCH3COO dan etu yang telah dilaporkan sebagai [Ag(etu)3(OOCCH3)]2 [1]. Etu terikat melalui atom donor S dan membentuk geometri tetrahedral terdistorsi pada atom Ag. Etu memiliki pola koordinasi yang mirip dengan detu. Senyawa kompleks dari ligan detu yang telah dilaporkan adalah [Ag(detu)3Cl] [2], [Ag(detu)3Br] [3], [Ag(detu)3I] [4], [Ag(detu)2][Ag(SCN)2] [5] dan [Ag(detu)3]2SO4 [6]. Perak(I) asetat dan perak(i) format merupakan garam karboksilat yang dapat berperan sebagai ligan dengan atom donor O yang memiliki tujuh model pola koordinasi [7]. Perbedaan keduanya terletak pada gugus metil pada asetat. Senyawa kompleks detu A dari garam perak(i) asetat dan B dari perak(i) format belum disintesis. METODE PENELITIAN Bahan dan Instrumen Bahan yang digunakan dalam penelitian yaitu CH3COONa, HCOONa, AgNO3 (Merck; p.a.), N, N -dietiltiourea (detu) (Aldrich; p.a.), FeCl3, asetonitril (Merck; p.a.), metanol (SIGMA-Aldrich), es dan akuades. Instrumen yang digunakan dalam penelitian yaitu neraca analitik (Sartorius Element ELT103), alat ukur titik lebur (Fisher- John Melting Point Apparatus), seperangkat penyaring Buchner, desikator, seperangkat alat konduktometer (Omega Engineering, INC), dan seperangkat alat SEM-EDX (FEI Inspect S-50-AMETEK) Prosedur penelitian Penelitian terdiri dari tiga langkah yaitu: sintesis garam perak(i) asetat dan perak(i) format, sintesis senyawa kompleks A dan B dan karakterisasi dari senyawa kompleks yang meliputi: (1) uji titik lebur, (2) uji daya hantar listrik (DHL), (3) uji kualitatif ion format, (4) analisis SEM-EDX, dan (5) analisis Spartan 14v Sintesis Perak(I) Asetat Serbuk AgNO3 (0.850 g; 5 mmol) dan CH3COONa (0.410 g; 5 mmol) dilarutkan masing-masing dalam 4 ml aquades. Larutan CH3COONa ditambahkan tetes demi tetes ke dalam larutan AgNO3 hingga terbentuk larutan putih. Endapan yang diperoleh dicuci dengan aquades dan dikarakterisasi dengan uji titik lebur, uji kualitatif ion asetat dengan larutan FeCl3 [8]. Proses pembuatan garam tersebut dilakukan pada suhu 25 C. Sintesis Perak(I) Format Metode yang diperoleh dari pengembangan [9] sintesis garam HCOOAg dilakukan pada suhu 20 C dengan cara melarutkan serbuk AgNO3 (0,510 g; 3 mmol) dalam aquades (5 ml), ditambahkan larutan HCOONa (0,204 g; 3 mmol) dalam aquades (5 ml). Kedua larutan telah dimasukkan dalam penangas es sebelum dicampurkan. Endapan yang terbentuk dicuci dengan

3 298 Fariati,Sintesis dan Karakterisasi Senyawa Kompleks... ISBN: aquades dan diuji titik lebur serta uji kualitatif ion format [8]. Sintesis Senyawa Kompleks A Senyawa kompleks A disintesis pada stoikiometri 1:2 dengan menambahkan sedikit demi sedikit detu (0.079 g; 0.6 mmol) ke dalam AgCH3COO (0.050 g; 0.3 mmol) masing-masing telah dilarutkan dalam 4 ml metanol. Larutan disaring dengan kertas saring dan filtratnya ditampung dalam tabung reaksi lalu dikristalisasi dengan metode penguapan perlahan pada temperatur ruang hingga terbentuk kristal. Sintesis Senyawa Kompleks B Senyawa kompleks perak format dan detu disintesis dengan metode reaksi langsung pada perbandingan stoikiometri 1: 2 [10]. Ligan detu (0,0765 g; 0,5 mmol) dan endapan perak(i) format (0,132 g; 1 mmol) hasil sintesis dilarutkan masing-masing dalam asetonitril (5 ml). Pelarut asetonitril telah dimasukkan dalam penangas es sebelum dicampurkan. Setelah itu, larutan ligan diteteskan ke dalam larutan perak format hasil sintesis. Larutan senyawa kompleks yang diperoleh kemudian dikristalisasi pada suhu kamar agar terjadi penguapan perlahan untuk membentuk kristal. mengindikasikan bahwa kedua senyawa kompleks tersebut merupakan kompleks baru, murni, dan stabil. Uji DHL dan uji kualitatif ion karboksilat dilakukan untuk mengetahui kompleks yang terbentuk merupakan kompleks molekuler atau ionik. Hasil uji DHL pelarut, larutan garam AgCH3COO dan larutan senyawa kompleks A diberikan pada Tabel 1. dan Hasil uji DHL pelarut, larutan garam AgHCOO dan larutan senyawa kompleks B ditunjukkan pada Tabel 2. Tabel 1. Hasil DHL pelarut, larutan AgCH3COO dan senyawa A Larutan Metanol AgCH3COO Senyawa Kompleks A Konsentrasi (M) - 0,001 0,001 Harga DHL (μs/cm) 2,58 59,7 8,51 Tabel 2. Hasil uji DHL pelarut, larutan Larutan AgHCOO dan senyawa B Asetonitril AgHCOO Senyawa B Konsentrasi (M) - 0, ,00065 Harga DHL (μs/cm) 3,59 135,2 15,05 HASIL DAN PEMBAHASAN Pada alat ukur titik lebur dari perak(i) asetat, perak(i) format, dan detu diperoleh 170 C, 118 C, dan C. Titik lebur senyawa kompleks A adalah C dan senyawa B C. Hasil tersebut Hasil uji kualitatif ion karboksilat dengan penambahan larutan FeCl3 pada larutan senyawa kompleks didapatkan hasil negatif yang menunjukkan bahwa senyawa A dan B tidak bereaksi dengan larutan FeCl3. Hasil uji karakterisasi disimpulkan bahwa senyawa A dan B merupakan senyawa

4 ISBN: SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA IX (SN-KPK IX) kompleks molekuler dengan ion format terikat pada atom pusat atau bertindak sebagai ligan. Hasil analisis kualitatif ion karboksilat pada senyawa A dan senyawa B dapat dilihat berturut-turut pada Gambar 1 dan dan menunjukkan bahwa kristal hasil sintesis terdiri dari Ag, S, O, N, dan C. Gambar 1. Hasil analisis kualitatif ion asetat dan ion format Sintesis senyawa A dan B menghasilkan kristal berbentuk prisma tidak berwarna yang berturut-turut dapat dilihat pada Gambar 2 dan. Gambar 2. Hasil Uji SEM Senyawa A dan Senyawa B Analisis menggunakan EDX dapat diketahui rumus empiris senyawa kompleks. Rumus empiris, DHL, dan uji kualitatif karboksilat yang diperoleh untuk menentukan rumus kimia dari senyawa, selanjutkan dapat digunakan untuk memprediksi struktur dari senyawa hasil sintesis. Spektrum EDX pada Gambar 3 Gambar 3. Spektrum EDX Senyawa A dan Senyawa B Prediksi struktur senyawa A dan B didapatkan dari hasil analisis EDX yang menampilkan persentase massa (%Wt) dan persentase atom (%At) penyusun senyawa kompleks, sehingga dapat diketahui rumus empiris senyawa kompleks A dan B. Rumus empiris dari A adalah C11H27AgO2N4S2 dan B C16H37AgN6O2S3. Komposisi atom penyusun senyawa kompleks A dan B hasil analisis EDX dan teori ditunjukkan pada Tabel 4.

5 300 Fariati,Sintesis dan Karakterisasi Senyawa Kompleks... ISBN: Unsur dari A C N O S Ag Wt(%) At(%) Unsur Wt(%) At(%) EDX Hitungan EDX Hitungan dari B EDX Hitungan EDX Hitungan 32,77 15,95 08,84 16,21 26,23 33,68 14,28 (08,16) (16,37) (27,51) 52,30 21,40 10,74 10,68 04,88 55,00 20,00 10,00 10, C N O S Ag 40,84 11,24 6,84 18,79 22,29 37,52 16,41 6,25 16,41 21,06 62,70 14,80 07,88 10,81 03,81 57,14 21,43 07,14 10,71 03,57 Tabel 4. Komposisi atom penyusun senyawa A dan B hasil analisis EDX dan teori Hasil karakterisasi memberikan tiga prediksi struktur senyawa kompleks A yaitu: [Ag(detu)2CH3COO] dapat terikat pada satu atau dua atom O dengan atom pusat Ag dan [(CH3COO)(detu)Ag(µ-Sdetu)2Ag(detu) (OOCCH3)]dengan satu atom O terikat pada atom Ag. Ketiga prediksi struktur mengikuti pola koordinasi ligan karboksilat [7]. Prediksi Struktur [Ag(detu)2 CH3COO] memiliki geometri trigonal planar terdistorsi atau tetrahedral terdistorsi [10]. Prediksi struktur (detu)ag(µ-sdetu)2ag (detu)(oocch3)] [11] merupakan dimer dengan bentuk tetrahedral terdistorsi. Ketiga prediksi struktur masingmasing memiliki ΔG o sebesar kj/mol, kj/mol, -1908,8852 kj/mol. Prediksi struktur dengan ΔG o paling kecil merupakan struktur yang dipilih, sehingga senyawa kompleks A adalah [(CH3COO) (detu)ag(µ-sdetu)2ag (detu)(oocch3)] dengan geometri tetrahedral terdistorsi. Prediksi struktur senyawa kompleks A dapat dilihat pada Gambar 4. Prediksi senyawa B yang mungkin terbentuk adalah [Ag(detu)3.(O2CH)] yang terikat pada atom Ag melalui dua atom O dan [Ag(detu)3.(OCOH)] terkoordinasi dengan Ag melalui satu atom O [9]. Kedua struktur memiliki pola koordinasi ion karboksilat [9]. Energi bebas kedua prediksi struktur tersebut adalah -1109,3939 kj/mol dan -1094,3682 kj/mol, sehingga kompleks [Ag(detu)3.(OCOH)] dengan geometri tetrahedral terdistorsi adalah prediksi struktur yang diterima. Prediksi struktur B dapat dilihat pada Gambar 4. Gambar 4. Prediksi struktur: Senyawa A [(CH3COO)(detu)Ag(µ-Sdetu)2Ag (detu) (OOCCH3)] dan Senyawa B [Ag(detu)3.(OCOH)]

6 ISBN: SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA IX (SN-KPK IX) KESIMPULAN Senyawa A dengan pelarut metanol dan B asetonitril merupakan kompleks molekuler. Rumus kimia senyawa A ialah [(CH3COO)(detu)Ag(µ-Sdetu)2Ag(detu) (OOCCH3)] dan senyawa B adalah [Ag(detu)3.(OCOH)]. Keduanya memiliki ΔG o berturut-turut -1908,8852 kj/mol dan ,3682 kj/mol. DAFTAR RUJUKAN [1] Qinlei, Z., Huang, R., Lu Kai., Dong, L. & Hu Changwen Inorg Chimica Acta, 362: [2] Browmaker, G.A., Pakawatchai, C., Saithong, S., Skelton, B.W. & White, A.H., Dalton Trans, 2010: [3] Pakawatchai, C., Saithong, S., Sudkeaw, P., Tooptakong, U., & Charmant, J. H Journal Analytical Science, 21(1): [4] Fun, H. K., Razak, I.A., Pakawatchai, C., Chantrapromma, S., Saithong, S Acta Cryst, C54: [5] Bowmaker, G.A., Pakawatchai, C., Saithong, S., Skelton, B.W., & White, A.H Dalton Trans, 2000: [6] Browmaker, G.A., Pakawatchai, C., Saithong, S., Skelton, B.W. & White, A.H., Dalton Trans, 2010: [7] Bußkamp, H., Deacon, G. B., Hilder, M., Junk, P. C., Kynast, U. H., Lee, W. W., & Turner, D. R CrystEngComm, 9: [8] Vogel Jakarta: Kalman Media Pustaka. [9] Effendy., Bowmaker, G.A., Hanna, J.V., Healy, P. C, Reid, J.C., Rickard, C.E.F., & White, A.H Dalton Trans, 2000: [10] Bowmaker, G.A., Effendy., Healy, P.C., Hanna, J.V., Millar, G.J., Skelton, B.W., & White, A.H American Chemical Society, 99: [11] Othman, A.H. & Weng, S Acta Crystallographica, C53: