PENULIS : 1. Sus Indrayanah, S.Si 2. Dr. rer. nat. Irmina Kris Murwani ALAMAT : JURUSAN KIMIA ITS SURABAYA JUDUL : STUDI SPEKTROSKOPI UV-VIS DAN INFRAMERAH SENYAWA KOMPLEKS INTI GANDA Cu-EDTA Abstrak : Senyawa kompleks inti ganda Cu-EDTA telah berhasil disintesis melalui reaksi antara tembaga sulfat dan etilendiamintetraasetat (EDTA). Dari metode variasi kontinu didapatkan rumus molekul senyawa kompleks dengan perbandingan Cu dan EDTA sebesar 3 : 2. Pembentukan senyawa kompleks Cu-EDTA optimum pada ph 2.7. Kristal hasil sintesis dikarakterisasi dengan spektroskopi UV-Vis dan inframerah. Senyawa kompleks inti ganda Cu-EDTA memiliki panjang gelombang maksimum sebesar 740 nm dan serapan khas yang menunjukkan vibrasi logam-ligan muncul pada bilangan gelombang di bawah 500 cm -1. Kata kunci : Tembaga (II), etilendiamintetraasetat (EDTA), spektra Cu-EDTA MAKALAH STUDI SPEKTROSKOPI UV-VIS DAN INFRAMERAH SENYAWA KOMPLEKS INTI GANDA Cu-EDTA PENDAHULUAN Senyawa koordinasi merupakan salah satu senyawa yang memegang peranan penting dalam kehidupan manusia. Senyawa ini terbentuk karena adanya ikatan antara ligan yang berperan sebagai donor pasangan elektron (basa Lewis) dengan ion pusat (logam) yang berperan sebagai akseptor pasangan elektron (asam Lewis). Penelitian tentang sintesis senyawa koordinasi juga semakin beragam. Salah satunya adalah penelitian tentang senyawa kompleks sebagai katalis. Dari beberapa penelitian telah dilaporkan bahwa senyawa kompleks tembaga memiliki peranan penting pada proses katalitik, yaitu sebagai active site katalis. Senyawa kompleks tembaga, (HLCu 2 Cl 3 )Cl H 2 O merupakan katalis asam Lewis yang baik digunakan dalam reaksi siklopropanasi olefin dengan tingkat selektivitas yang tinggi. Katalis
ini juga sangat kuat dan produk yang dihasilkan tidak mengalami penurunan meskipun katalis telah digunakan sebanyak tiga kali reaksi (Youssef et al., 2009). Zeolit NaY yang diimpregnasi dengan kompleks tembaga, Cu(Phen)(PPh 3 )Br digunakan sebagai katalis asam Lewis pada reaksi aminasi arilhalida yang menunjukkkan aktivitas dan selektivitas yang tinggi serta sangat stabil dan tidak terjadi leaching (Patil et al., 2010). Senyawa kompleks yang bisa dijadikan sebagai katalis harus memiliki sifat stabil. Salah satu senyawa kompleks yang sangat stabil adalah senyawa kompleks yang membentuk khelat. Salah satu senyawa kompleks yang memiliki tingkat kestabilan tinggi adalah senyawa kompleks Cu-EDTA yang memiliki K stab = 18.8 (Underwood, 2002). Oleh karena itu pada penelitian ini disintesis senyawa kompleks Cu-EDTA dari tembaga (II) sulfat sebagai ion pusat dan etilendiamintetraasetat (EDTA) sebagai ligan, kemudian hasil sintesis akan dikarakterisasi dengan menggunakan spektroskopi UV-Vis dan inframerah. METODE PENELITIAN Bahan-bahan yang dibutuhkan dalam penelitian ini adalah bahan-bahan kimia yang memiliki kemurnian pro analisis (p.a) meliputi CuSO 4, EDTA, NH 4 OH, dan akua DM. Selanjutnya dilakukan karakterisasi dengan UV-VIS dan Inframerah. Tahapan dalam sintesis senyawa kompleks Cu-EDTA adalah penentuan panjang gelombang maksimum, pengaruh ph pada pembentukan senyawa kompleks dan penentuan rumus senyawa kompleks dengan metode variasi kontinu. Dari hasil tersebut, disintesis senyawa kompleks dengan melarutkan CuSO 4 ke dalam 10 ml akua DM kemudian ditambahkan dengan larutan EDTA dan diaduk. Larutan dibiarkan hingga terbentuk kristal.
HASIL dan PEMBAHASAN Penentuan Panjang Gelombang Senyawa Kompleks Cu-EDTA Pada penelitian ini dilakukan penentuan panjang gelombang maksimum senyawa kompleks dengan mencapurkan larutan Cu 2+ dengan larutan EDTA kemudian diukur panjang gelombangnya menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 600-900 nm. Spektra absorpsi kompleks Cu-EDTA ditunjukkan pada Gambar 1. Senyawa CuSO 4 memiliki absorpsi maksimum pada daerah 810 nm, dan pada kondisi yang sama kompleks Cu-EDTA mengabsorps pada panjang gelombang 740 nm. Pergeseran absorpsi maksimum antara CuSO 4 dengan Cu-EDTA menunjukkan bahwa telah terjadi pembentukan kompleks antara Cu dengan EDTA. Gambar 1. Panjang Gelombang Maksimum CuSO 4 dan Senyawa Kompleks Cu-EDTA Pengaruh ph pada Pembentukan Senyawa Kompleks Cu-EDTA Pada penelitian ini telah dilakukan pembentukan senyawa kompleks pada ph yang bervariasi, yaitu dari ph 2.5 sampai ph 7. Hasil pembentukan senyawa kompleks berdasarkan pengaruh ph tertera pada gambar 2. Hasil terbaik pada pembentukan kompleks Cu-EDTA yang stabil diperoleh pada ph optimum 2.7. Pada ph 2.7 dihasilkan kristal dengan larutan bening yang menunjukkan terbentuknya kompleks Cu-EDTA murni.
Gambar 2. Pengaruh ph Pada Pembentukan Senyawa Kompleks Cu-EDTA Penentuan Rumus Senyawa Kompleks dengan Metode Variasi Kontinu Rumus senyawa kompleks Cu-EDTA ditentukan dengan menggunakan metode variasi kontinu. Dari metode variasi kontinu didapatkan kurva seperti ditunjukkan pada Gambar 3. Dari kurva tersebut tampak bahwa perbandingan rasio molar antara tembaga (II) dengan EDTA dalam senyawa kompleks Cu-EDTA adalah 3 : 2. Hal ini menunjukkan terbentuknya senyawa kompleks inti ganda Cu-EDTA. Pembentukan kompleks inti ganda tembaga (II) dengan EDTA menjelaskan bahwa hanya 0.6 EDTA yang dibutuhkan oleh ion tembaga (II).
Gambar 3. Kurva Variasi Kontinu Senyawa Kompleks Cu-EDTA Identifikasi Senyawa Kompleks dengan Spektroskopi Inframerah Analisis inframerah senyawa kompleks dilakukan pada bilangan gelombang 300 4000 cm -1 untuk mengetahui gugus fungsi senyawa kompleks dan interaksi yang terjadi antara logam dan ligan. Spektra senyawa kompleks inti ganda ditunjukkan pada Gambar 4. Dari spektra Cu-EDTA dapat diketahui adanya serapan C N dan adanya H 2 O pada daerah 3380 cm 1. Sedangkan stretching CH 2 muncul pada bilangan gelombang 2950 cm -1. Serapan gugus karboksil (C=O) dari EDTA yang terikat dengan Cu dan membentuk senyawa heksadentat pada Cu-EDTA ditunjukkan pada puncak tunggal di daerah 1600 cm -1. Selain itu pada kompleks Cu-EDTA juga terlihat serapan pada daerah 1390-1320 cm -1 yang disebabkan karena adanya karboksil yang terkoordinasi pada kompleks. Serapan pada 1440 cm -1 juga mengindikasikan adanya CH 2 COO - yang terikat dengan Cu-EDTA. Vibrasi COO - juga terjadi pada daerah 1009 916 cm -1, namun ini merupakan interpretasi yang sulit karena dimungkinkan H 2 O juga terikat pada daerah itu. Serapan pada 853 cm -1 merupakan vibrasi dari COO - yang disebabkan karena karboksil yang terkoordinasi, sedangkan pada derah 825 cm -1 merupakan karboksil yang tidak terkoordinasi pada kompleks. Dari spektra tersebut juga
muncul vibrasi C N yang tidak terkoordinasi pada daerah 1113 cm -1. Sedangkan pada 1200 800 cm -1 merupakan vibrasi C C untuk alkana (Citron, I.,1961). Serapan vibrasi ikatan antara ligan dengan logam Cu terlihat pada daerah 400 cm -1. Hal ini sesuai dengan literatur yang menyebutkan bahwa vibrasi ikatan logam dengan gugus N dari ligan akan muncul pada daerah 300 400 cm -1. Sedangkan vibrasi Cu O muncul pada bilangan gelombang 470 cm -1. Hal ini sesuai dengan literatur bahwa vibrasi logam dengan gugus O dari ligan akan muncul pada bilangan gelombang 420 600 cm -1 ( Nakamoto, 1978 ). Bila spektra antara Cu-EDTA dengan CuSO 4 dibandingkan, akan terlihat bahwa tidak ada tambahan vibrasi muncul pada daerah 1110 cm -1 dan 625 cm -1 pada spektra Cu-EDTA yang menandakan tidak adanya gugus SO 2-4 (Gyliene at al., 2004 ). Gambar 4. Spektra inframerah EDTA, Cu-EDTA, dan CuSO 4
Berdasarkan data data tersebut, struktur senyawa kompleks inti ganda Cu-EDTA dapat diusulkan sebagai berikut : Gambar 5. Struktur Kompleks Cu-EDTA KESIMPULAN Senyawa kompleks inti ganda Cu-EDTA telah berhasil disintesis dengan perbandingan mol logam dan ligan 3 : 2. Pembentukan senyawa kompleks dicapai pada ph optimum 2.7. Hasil analisis inframerah mampu membuktikan adanya vibrasi antara Cu dengan EDTA yang didukung dengan hasil analisis UV-Vis dengan panjang gelombang maksimum sebesar 740 nm. DAFTAR PUSTAKA Citron, Irvin, 1961, Infrared Studi Of Copper-EDTA Complex And Its Reaction With Various Amino Compounds, analytica Chimica Acta, Vol. 26, hal. 446-457. Gyliene,O., Alkaite,J., Nivinskiene, O. 2004, Recovery of EDTA from Complex Solution Using Cu(II) as Precipitant and Cu(II) Subsequent Removal by Electrolysis, Journal of Hazardous Materials, Vol. 116, hal. 119-124. Nakamoto K., 1978, Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compound, Third Edition., John Wiley and Sons Inc, New York. Patil, M.N., Gupte, P.S., Chaudhari, V., 2010, Heterogenized Copper Catalysts for the Amination of Arylhalide : Synthesis, Characterization and Catalytic Applications, Applied Catalysis, Vol. 373, hal. 73-81. Underwood, A. L. & Day, R.A, 2002, Analisis Kimia Kuantitatif, Edisi Keenam, Penerbit Erlangga, Jakarta.
Youssef, S.N., Eman, E.Z., Ahmed,M.A.,Caselli, A., Cenini, S., 2009, Synthesis and Characterization of some Transition Metal Complexes with a Novel Schiff Base Ligand and their use as Catalysts for Olefin Cyclopropanation, Journal of Molecular Catalysis, Vol. 308, hal. 159-168.