BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Asam karboksilat adalah salah satu grup senyawa organik oleh grup karboksil yang berasal dari dua kata yaitu karbonil dan hidroksil. Pada umumnya formula dari asam karboksilat adalah H yang bersifat asam karena dapat terionisasi dalam larutan menjadi anion karboksilat, ( - ) dan sebuah proton (Wilbraham,A. dan atta,.s 1992 ). Anion karboksilat ( - ) dapat juga diturunkan dari asam karboksilat dengan natrium hidroksida. Anion karboksilat menunjukkan sifat ligan yang unik jika mengompleks dengan logam karena dapat membentuk beberapa mode yang berbeda. Ligan anion karboksilat yang telah dilaporkan sebagai berikut : H Struktur I Struktur II Struktur III Struktur IV Struktur V Gambar 1.1 Beberapa Struktur Kompleks Anion Karboksilat dengan Logam Struktur I merupakan kompleks yang ligan anion karboksilatnya terkoordinasi secara monodentat ke logam melalui salah satu atom oksigennya, sedangkan atom yang lain terbebas dari koordinasi. Berbeda dengan Struktur I, Struktur II adalah kompleks yang anion karboksilatnya membentuk kompleks kelat (bidentat) dengan logam. Pada Struktur III ligan karboksilat terkoordinasi secara bidentat dan bertindak sebagai
2 ligan penghubung ( bridging ligand ) di mana kedua atom dari anion karboksilat terikat pada dua buah logam yang berbeda ( esubi, A..1982 ). Struktur IV menunjukkan bahwa igan anion karboksilat bertindakn sebagai ligan bidentat, tetapi kedua logam terkoordinasi hanya pada satu atom saja sedangkan atom yang lain tetap terbebas sedangkan Struktur V, ligan anion karboksilat terkoordinasi secara tridentat yaitu satu atom terikat pada 2 logam yang berbeda dan satu atom yang lainnya hanya berikatan pada satu logam ( Gao Wu, Y dkk. 2009 ) Keunikan lain dari anion karboksilat ini adalah karakter terhadap sinar inframerah, sehingga spektroskopi inframerah merupakan salah satu cara karakterisasi yang cukup memadai terhadap kompleks kompleks karboksilat ini. Dalam spektrum inframerah dari anion karboksilat, - selalu terlihat ada 2 jenis frekuensi absorpsi gugus karbonilnya yaitu a - (asimetri) yang tampak pada frekuensi yang lebih tinggi sekitar 1650-1550 cm -1 dan s - (simetri) yang timbul pada frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi adsorpsi asimetri yaitu sekitar 1400 cm -1 ( Silverstein,., 1981 ). Frekuensi absorpsi gugus karbonil dalam suatu kompleks sangat dipengaruhi oleh jenis logam dalam kompleks, jenis anion karboksilat yang digunakan dan cara terkoordinasi ligan tersebut pada logam, apakak monodentat, bidentat kelat ataupun bidentat atau tridentat jembatan yang menghubungkan 2 atau lebih logam. Dengan demikian, dengan studi inframerah dari kompleks kompleks anion karboksilat ini diharapkan dapat menentukan struktur dari kompleks tersebut. Nakamoto dan carthy telah mensintesa dan beberapa kompleks asam karboksilat dengan atom genap ( 6 18 ) dengan beberapa logam yaitu Zn, d, Pb dan mengkarakterisasinya dengan spektrum inframerah. Nakamoto menyatakan jika ligan terkoordinasi secara monodentat ( Struktur I ) maka a - akan bergeser kearah yang lebih tinggi dan s - akan bergeser kearah frekuensi yang lebih rendah sedangkan jika koordinasinya bidentat baik kelat (Struktur II ) ataupun jembatan (Struktur III) maka
3 baik a - maupun s - akan bergeser ke arah frekuensi yang lebih rendah karena derajat ikatannya ( bond order )berubah sama besar kearah yang lebih kecil ( Nakamoto dan carthy, 1968). Setyawati dan urwani juga telah mengkarakterisasi senyawa kompleks yang terbentuk dari reaksi Fel 3 dengan EDTA sehingga diperoleh Fe(III)-EDTA. Hasil karakterisasi inframerah diperoleh pita serapan gugus karboksilat asimetri, gugus a -, muncul pada bilangan gelombang 1627 cm -1 dan pita serapan gugus karboksilat simetri, a -, pada bilangan gelombang1396 cm -1 ( Setyawati, H dan urwani, I.K, 2010 ). N Fe N Gambar 1.2 Struktur [Fe(III)-(EDTA)] Purba juga telah mensintesa kompleks aseto bis-(1,2-difenilfosfino) etana kloro Paladium (II) dengan mereaksikan dari Pdl 2 dengan bis-(1,2-difenilfosfino) etana dalam suasana asam asetat dengan pelarut alkohol. Pada senyawa kompleks ini ion asetat bertindak sebagai ligan monodentat. Spektrum inframerah menunjukkan 3 frekuensi yaitu gugus karbonil 1739 cm -1 disebabkan oleh adanya gugus bebas dan timbul pada frekuensi yang lebih tinggi. Dua absorpsi lainnya timbul pada frekuensi 1535 cm -1 dan 1430 cm -1 masing masing disebabkan oleh frekuensi asimetri a dan frekuensi simetri v s sehingga asetat terkoordinasi pada logam Pd secara monodentat (Purba, Y., 2004).
4 P H 2 H 2 P 2 Pd 2 l H 3 Gambar 1.3 StrukturAseto Bis-(1,2-difenilfosfino) etana kloro paladium (II) arballo telah mensintesa beberapa kompleks tembaga dengan α-hidroksi karboksilat (HL) dan 1,10 phenantrolin (phen),[u(hl) 2 phen] dan dikarakterisasi dengan inframerah. H H 1 HL : 1 = H, 2 = H ( asam glikolat ) 1 = H, 2 = e ( asam laktat ) 1 = H, 2 = Ph ( asam mandelat ) 1 = Ph, 2 = Ph ( asam benzilat ) 2 Gambar 1.4 Struktur α-hidroksi asam karboksilat (HL) Dari spektrum inframerah keempat kompleks diatas terlihat puncak serapan yang kuat (strong absorbstion) pada 1600 cm -1 yang disebabkan oleh frekuensi stretching asimetri, a dan antara 1330 1390 cm -1 disebabkan oleh frekuensi stretching simetri, s. Pada kompleks ini gugus karboksilat mengompleks secara monodentat yang diprediksi dari harga = a s antara 210 270 cm -1 ( arballo, dan ovelo, B. 2000 ) Selain dari logam transisi, kompleks karboksilat juga telah dibuat dengan logam logam tanah jarang yaitu Eu (III). Zhao melaporkan kompleks logam tanah jarang ( rare earth ) yaitu Eu dengan ligan asam benzoat (BA), phenilasetat (PLA), dibenzoilmetana (DB) dan 1,10 phenantrolin ( phen ) sehingga diperoleh kompleks [Eu(DB)(BA) 2 phen], [Eu(DB)(PLA) 2 phen], [Eu(DB) 2 (PLA)phen]. Spektrum I DB menunjukkan adanya pada 1579 cm -1 dan pada kompleks DBnya berubah menjadi antara 1548 1552 cm -1 yang menunjukkan terbentuknya koordinasi
5 atom oksigen pada logam Eu (III). Pita serapan dari gugus H yang terlihat spektrum infamerah BA dan PLA masing masing pada 1689 cm -1 dan 1697 cm -1 tidak tampak lagi dan sebagai gantinya timbul pita serapan baru pada a - dan s - antara 1545 1620 cm -1 dan 1404 1411 cm -1 yang menunjukkan bahwa gugus karbonil telah terkoordinasi pada logam Eu ( Na, Zhao dkk, 2007 ). Dari uraian diatas jelas terlihat bahwa spektroskopi inframerah merupakan alat yang cukup baik untuk menentukan struktur suatu kompleks dan cara koordinasi ligan karboksilat terhadap logam. Dan logam juga berpengaruh untuk membentuk ikatan dan struktur kompleks. Dalam penelitian ini akan dibuat kompleks karboksilat dengan beberapa logam satu periode dimana semakin ke kanan dari periode maka jumlah elektron pada orbital d semakin bertambah. leh karena itu peneliti tertarik untuk mensintesa dan mengkarakterisasi kompleks karboksilat dari beberapa logam pada periode empat yaitu Fe(II), o(ii), Ni(II), u(ii) dan Zn(II) dimana semakin kekanan logam tersebut semakin bertambah bayak elektronnya pada orbital d yaitu d 6, d 7, d 8, d 9 dan d 10 dan anion karboksilat yang digunakan adalah asam etanoat, asam dekanoat, asam heksadekanoat. 1.2 Permasalahan eaksi logam Fe, o, Ni, u, Zn dengan asam etanoat, dekanoat dan heksadekanoat akan membentuk senyawa kompleks. Dari tinjauan diatas, yang menjadi permasalahan apakah reaksi antara logam Fe, o, Ni, u, Zn dengan asam etanoat, dekanoat dan heksadekanoat memiliki struktur yang sama. 1.3 Tujuan penelitian Penelitian ini bertujuan untuk menentukan struktur yang terjadi pada kompleks Fe, o, Ni, u, Zn melalui gugus fungsi karboksilat yang terlihat dalam spektroskopi FT-I.
6 1.4 anfaat Penelitian Hasil penelitian ini diharapkan berguna untuk pengembangan ilmu pengetahuan terutama dalam bidang sintesis kimia anorganik dan pengembangan studi spektroskopi infra merah terhadap senyawa kompleks. 1.5 Lokasi Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Anorganik FIPA-USU edan, karakterisasi spektroskopi FT-I dilakukan di laboratorium Bea dan ukai Belawan. 1.6 etodologi Penelitian eaksi senyawa kompleks Fe, o, Ni, u, Zn yaitu terlebih dahulu dibuat garam karboksilat dengan mereaksikan asam etanoat, dekanoat, heksadekanoat dengan NaH menjadi garam natrium karboksilat. Setelah itu Natrium karboksilat akan direaksikan dengan garam klorida dari Fe, o,ni, u, Zn. eaksi ini dilakukan dengan terlebih dahulu melarutkan natrium etanoat, natrium dekanoat, natrium heksadekanoat dalam pelarut alkohol, begitu juga dengan ion logam.setelah itu dicampurkan kedua larutan dan direfluks selama 1 jam sambil diaduk. Setelah reaksi selesai didinginkan pada suhu kamar dan disaring. Endapan yang diperoleh dicuci beberapa kali dengan alkohol kering lalu dikeringkan dan divakum hingga kering. Senyawa kompleks dikarakterisasi dengan spektroskopi FT-I.