PEMODELAN INTERAKSI ETER MAHKOTA BZ15C5 TERHADAP KATION Zn 2+ BERDASARKAN METODE DENSITY FUNCTIONAL THEORY

dokumen-dokumen yang mirip
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

MOLECULAR MODELLING OF M n+.[dbz16c5] COMPLEXES, M = Li +, Na + AND Zn 2+ BASED ON MNDO/d SEMIEMPIRICAL METHOD

INTERACTION BETWEEN Li + CATION WITH CROWN ETHERS OF Bz15C5, DBz16C5 AND DBz18C6: MOLECULAR MODELING BASE ON MNDO/d SEMIEMPIRICAL METHOD

Harno Dwi Pranowo, Tuti Hartati Siregar, Mudasir Austrian-Indonesian Centre for Computational Chemistry Gadjah Mada University Yogyakarta ABSTRACT

BAB I PENDAHULUAN. Gambar I.1 Struktur Porfirin (Jaung, 2005)

BAB I PENDAHULUAN I.1

MAKALAH KARAKTERISTIK POTENSIAL BADAN-3: SISTEM Zn(II)-AIR-AMONIAK

PAH akan mengalami degradasi saat terkena suhu tinggi pada analisis dengan GC dan instrumen GC sulit digunakan untuk memisahkan PAH yang berbentuk

Kata Kunci: Eter Tetraaza-18Crown6 (TA-18C6), DFT, basis set, energi ikat.

BAB 4 HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

IKATAN KIMIA Isana SYL

RENCANA PEMBELAJARAN SEMESTER. Mata Kuliah : KIMIA KOMPUTASI Semester: VI (ENAM) sks: 3 Kode: D

KAJIAN TEORITIS SELEKTIVITAS THIACROWN ETHER 18S6 DAN 18-UT-6 TERHADAP SENYAWA LOGAM TRANSISI CF 3 COOAG DAN CDCL 2 DENGAN METODE SEMIEMPIRIK ZINDO/1

STUDI SIFAT KOOPERATIF IKATAN HIDROGEN PADA CH 3 CHO.2H 2 O DAN CH 2 ClCHO.2H 2 O MENGGUNAKAN METODE DFT

PANDUAN PRAKTIKUM KIMIA TERPADU GRUP IMC (INTERMOLECULAR CHEMISTRY) OLEH : Dr. Parsaoran Siahaan, MS

Ikatan Kimia. Linda Windia Sundarti

KOMPUTASI KIMIA SEBAGAI ALTERNATIF DALAM PENELITIAN PADA MASA KRISIS DAN MASA DEPAN 1 Eva Vaulina Yulistia Delsy 2

STUDI AB INITIO: STRUKTUR MEMBRAN NATA DE COCO TERSULFONASI

MAKALAH KIMIA ORGANIK IKATAN KIMIA DAN STRUKTUR MOLEKUL

SIMULASI EFEKTIVITAS SENYAWA OBAT ERITROMISIN F DAN 6,7 ANHIDROERITROMISIN F DALAM LAMBUNG MENGGUNAKAN METODE SEMIEMPIRIS AUSTIN MODEL 1 (AM1)

IKATAN KIMIA ORGANIK dalam bidang ilmu FARMASI

4 Pembahasan. 4.1 Sintesis Resasetofenon

IKATAN KIMIA. Tim Dosen Kimia Dasar FTP

LAPORAN RESMI PAKTIKUM KIMIA KOMPUTASI. Analisis Butana. Oleh : AMRULLAH 13/347361/PA/ Jum at, 4 Maret 2016 Asisten Pembimbing : Wiji Utami

BAB I PENDAHULUAN. Gambar I.1 Struktur molekul kolesterol

Senyawa Koordinasi (senyawa kompleks)

4 Hasil dan Pembahasan

I. PENDAHULUAN. Pencemaran udara adalah masuknya, atau tercampurnya unsur-unsur berbahaya ke dalam

! " "! # $ % & ' % &

Ikatan Kimia. 2 Klasifikasi Ikatan Kimia :

I BAB I PENDAHULUAN I.1

Peranan elektron dalam pembentukan ikatan kimia

Bab I Pendahuluan. I.1 Latar Belakang dan Masalah Penelitian

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

KARAKTERISASI TEORITIS SEMIKONDUTOR SILICON NANOTUBE ARMCHAIR MENGGUNAKAN METODE DFT

OLIMPIADE SAINS NASIONAL CALON PESERTA INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD (IChO) Yogyakarta Mei Lembar Jawab.

1.1 Senyawa Koordinasi (Coordination Coumpond)

Jilid 1. Penulis : Citra Deliana D.S, M.Si. Copyright 2013 pelatihan-osn.com. Cetakan I : Oktober Diterbitkan oleh : Pelatihan-osn.

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang dan Permasalahan

Tabel Periodik. Bab 3a. Presentasi Powerpoint Pengajar oleh Penerbit ERLANGGA Divisi Perguruan Tinggi 2010 dimodifikasi oleh Dr.

BAB I PENDAHULUAN. Gambar I.1 Struktur (a) porfirin dan (b) corrole (Jaung, 2005)

Kegiatan Belajar 4 Kimia Unsur. Menguasai teori aplikasi materipelajaran yang diampu secara mendalam pada materi Kimia Unsur.

kimia Kelas X REVIEW I K-13 A. Hakikat Ilmu Kimia

KIMIA KOMPUTASI Pengantar Konsep Kimia i Komputasi

KAJIAN TEORITIS UNTUK MENENTUKAN CELAH ENERGI KOMPLEKS Ag-PHTHALOCYANINE DENGAN MENGGUNAKAN METODE MEKANIKA KUANTUM SEMIEMPIRIS ZINDO/1

Ind. J. Chem. Res., 2015, 2,

(2) kekuatan ikatan yang dibentuk untuk karbon;

KAJIAN PERUBAHAN UKURAN RONGGA ZEOLIT RHO BERDASARKAN VARIASI RASIO Si/Al DAN VARIASI KATION ALKALI MENGGUNAKAN METODE MEKANIKA MOLEKULER

ESTIMASI pk a dan pk b BERDASARKAN PENDEKATAN KIMIA KOMPUTASI DENGAN METODA SEMIEMPIRIK PM3

PENENTUAN RUMUS ION KOMPLEKS BESI DENGAN ASAM SALISILAT

STRUKTUR KIMIA DAN SIFAT FISIKA

Pengantar KO2 (Kimia Organik Gugus Fungsi)

Teori medan kristal adalah model yang hampir secara menyeluruh menggantikan teori ikatan valensi, pertama kali dimunculkan oleh Hans Bethe pada 1929.

REAKSI DEKOMPOSISI SENYAWA ERITROMISIN F DAN 6,7 ANHIDROERITROMISIN F SUATU KAJIAN MENGGUNAKAN METODE SEMIEMPIRIS AUSTIN MODEL 1 (AM1) ABSTRAK

Struktur Molekul:Teori Orbital Molekul

PEMODELAN DAN ANALISIS QSAR TURUNAN AMINOSULFENIL METILKARBAMAT SEBAGAI INSEKTISIDA MENGGUNAKAN METODE SEMIEMPIRIK AUSTIN MODEL 1

SISTEM PERIODIK UNSUR

Intisari Konsep Kimia Dasar Jilid-1

Komponen Materi. Kimia Dasar 1 Sukisman Purtadi

~ gaya tarik antar atom yang pemutusan atau pembentukannya dapat menyebabkan terjadinya perubahan kimia.

STRUKTUR SOLVASI ION SKANDIUM(I) DALAM AMMONIA BERDASARKAN METODE MEKANIKA KUANTUM DAN MEKANIKA KLASIK

BAB I PENDAHULUAN I.1

Bab IV Hasil Penelitian dan Pembahasan. IV.1 Sintesis dan karaktrisasi garam rangkap CaCu(CH 3 COO) 4.6H 2 O

Bab 8 Eter dan Epoksida. Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang dan Permasalahan

KAJIAN MEKANISME REAKSI HIDROLISIS N-FENIL-3- HIDROKSI PIKOLINAMIDA DALAM KONDISI BASA MENGGUNAKAN METODE DFT DAN POST-SCF

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

ANALISIS SPEKTRA TRANSISI ELEKTRONIK BENTUK DIMER SENYAWA TABIR SURYA AVOBENZON DAN OKSIBENZON AKIBAT PENGARUH INTERAKSI IKATAN HIDROGEN

I. PENDAHULUAN. serius, ini karena penggunaan logam berat yang semakin meningkat seiring

Senyawa Koordinasi. Ion kompleks memiliki ciri khas yaitu bilangan koordinasi, geometri, dan donor atom:

TERHADAP PERUBAHAN UKURAN WINDOW

Ikatan Kimia. Ikatan kimia adalah gaya tarik antar atom yang pemutusan atau pembentukannya menyebabkan terjadinya perubahan kimia.

THE INTERACTION OF Co 2+ -AMMONIA MODELLING: THE COMPARATIVE STUDY BETWEEN AB INITIO AND ELECTRON CORRELATION METHODS

KISI UJI KOMPETENSI 2013 MATA PELAJARAN KIMIA

1. Ikatan Kimia. Struktur Molekul. 1.1 Pengertian. 1.2 Macam-Macam. ~ gaya tarik antar atom

LATIHAN SOAL IKATAN KIMIA

Persiapan UN 2018 KIMIA

SAP DAN SILABI KIMIA DASAR PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN UNIVERSITAS PASUNDAN

Struktur dan Ikatan Kimia dalam senyawa Organik

Ikatan Kimia dan Struktur Molekul. Sulistyani, M.Si.

OLIMPIADE SAINS NASIONAL Manado September 2011 LEMBAR JAWAB. UjianTeori. Bidang Kimia. Waktu 210 menit

PENGANTAR KIMIA KOMPUTASI

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah

IKATAN KIMIA. RATNAWATI, S.Pd

Senyawa Koordinasi. Kompleks ion dengan pusat d B memiliki empat ligan dengan dengan bentuk persegi planar (B)

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ORGANIK PERCOBAAN II SIFAT-SIFAT KELARUTAN SENYAWA OGANIK

TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS

4 Hasil dan Pembahasan

SENYAWA KOMPLEKS. Definisi. Ion Kompleks. Bilangan koordinasi, geometri, dan ligan RINGKASAN MATERI

PENGARUH ENKAPSULASI Be TERHADAP KARAKTERISASI SILICON NANOTUBE ARMCHAIR

IKATAN KIMIA Standar Kompetensi Kompetensi Dasar Indikator Susunan Elektron Gas Mulia Ikatan Ion Ikatan Kovalen

KISI UJI KOMPETENSI 2014 MATA PELAJARAN KIMIA

Sifat fisika: mirip dengan alkana dengan jumlah atom C sama

Air adalah wahana kehidupan

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. 4.1 Isolasi sinamaldehida dari minyak kayu manis. Minyak kayu manis yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh dari

SISTEM PERIODIK UNSUR

PENDAHULUAN. penyinaran, kemoterapi, atau kombinasi keduanya, dan pengangkatan jaringan

BAB V ALKOHOL, ETER DAN SENYAWA YANG BERHUBUNGAN

I. PENDAHULUAN. senyawa kompleks bersifat sebgai asam Lewis sedangkan ligan dalam senyawa

Austrian-Indonesian i Centre (AIC) for Computational ti lchemistry, Jurusan Kimia i. KIMIA KOMPUTASI Konsep Perhitungan Mekanika Kuantum 2 (Basis Set)

Transkripsi:

SEMINAR NASIONAL PENDIDIKAN SAINS Strategi Pengembangan Pembelajaran dan Penelitian Sains untuk Mengasah Keterampilan Abad 21 (Creativity and Universitas Sebelas Maret Surakarta, 26 Oktober 2017 PEMODELAN INTERAKSI ETER MAHKOTA BZ15C5 TERHADAP KATION Zn 2+ BERDASARKAN METODE DENSITY FUNCTIONAL THEORY Nurul Hidayati 1, Harno Dwi Pranowo 2 dan Bambang Purwono 3 1 Universitas Sebelas Maret, Surakarta, 57126 2 Universitas Sebelas Maret, Surakarta, 57126 3 Universitas Sebelas Maret, Surakarta, 57126 Email Korespondensi: nurul.hidayati.js@gmail.com Abstrak Selektivitas eter mahkota Bz15C5 dalam mengikat kation logam Zn 2+ pada fasa gas dan fasa larutan menggunakan metode perhitungan DFT dengan himpunan basis LANL2MB. Kajian pengaruh mikrosolvasi dan substituen terhadap selektivitas eter mahkota juga dilakukan. Pemodelan mikrosolvasi dalam penelitian ini yakni penambahan dua molekul air pada kompleks eter mahkota-kation. Selektivitas eter mahkota terhadap kation dikaji dengan analisis parameter struktur, parameter energitika dan muatan bersih atom. Selektivitas kompleks eter mahkota-kation dalam fasa larutan dilakukan dengan menggunakan Polarized Continuum Model (PCM). Hasil kajian menunjukkan bahwa pada fasa gas selektivitas eter mahkota dalam mengikat kation dipengaruhi oleh kesesuaian ukuran diameter kation logam dengan kavitas eter mahkota. Selain ukuran kavitas, selektivitas eter mahkota juga dipengaruhi oleh substituen yang terikat pada cincin benzo-eter mahkota. Substituen pendonor elektron dapat meningkatkan selektivitas eter mahkota dalam mengikat kation, sehingga energi interaksi kompleks yang dihasilkan semakin meningkat. Sedangkan substituen penarik elektron menurunkan energi interaksi kompleks. Pada fasa larutan energi interaksi kompleks menjadi menurun akibat pengaruh molekul pelarut yang melemahkan interaksi kation-eter mahkota. Dalam pelarut air, polaritas ligan Bz15C5 tersubstitusi mempengaruhi energi interaksi pembentukan kompleks. Semakin tinggi polaritas ligan eter mahkota, maka energi interaksi pembentukan kompleks ligan-kation makin rendah. Namun, semakin rendah polaritas ligan akan memudahkan interaksi ligan dengan kation dalam membentuk kompleks, sehingga energi interaksi yang dihasilkan meningkat. Kata Kunci: Selektivitas, DFT, kompleks eter mahkota, mikrosolvasi, PCM Pendahuluan Pemodelan molekul untuk mempelajari sifat-sifat fisik dan sifat-sifat kimia sistem molekul dengan perlakuan komputasi merupakan penelitian yang banyak diminati. Bidang kajian kimia makrosiklik mengalami perkembangan yang sangat pesat dan telah diakui kegunaannya dengan diberikannya hadiah nobel bidang kimia pada tahun 1987 untuk tiga peneliti kimia makrosiklik, yaitu Pedersen, Cram dan Lehn. Eter mahkota (crown ether) merupakan salah satu kelompok senyawa makrosiklik. Kemampuan eter mahkota mengikat ion tertentu secara selektif mendapatkan perhatian utama karena dapat diterapkan untuk berbagai keperluan. Eter mahkota telah digunakan secara luas sebagai katalis transfer fasa dalam sintesis polimer, dalam sintesis organik, untuk elektroforesis penyusun membran elektroda selektif ion dan ekstraksi kation. Luasnya aplikasi eter mahkota diberbagai bidang mengakibatkan penelitian mengenai senyawa ini semakin meningkat baik secara eksperimen maupun teori. Penelitian oleh Colton dkk. (1995) tentang kompleks ion-eter mahkota menunjukkan bahwa dalam larutan ada hubungan yang erat antara stoikiometri kompleks logam, ukuran kation logam dan kavitas eter mahkota. Pranowo dkk. (2006) telah melakukan kajian tentang pemodelan molekul kompleks [M n+.dbz16c5], dimana M = Li +, Na + dan Zn 2+ dengan Metode Semiempirik MNDO/d. Diperoleh hasil bahwa selektivitas eter mahkota terhadap ion tertentu disebabkan oleh faktor kesesuaian antara besarnya jejari ion dengan kavitas eter mahkota. Penambahan substituen berpengaruh terhadap kemampuan eter mahkota dalam mengikat kation. Hadisaputra dkk. (2012) juga mengkaji kemampuan ekstraksi 18- mahkota-6 tersubstitusi oleh gugus penarik dan pendonor elektron. Analisis interaksi 18C6 terhadap Prosiding Seminar Nasional Pendidikan Sains (SNPS) 2017 330

Strategi Pengembangan Pembelajaran dan Penelitian Sains untuk Mengasah Keterampilan Abad 21 (Creativity and Sr 2+ dilihat dari segi parameter struktur, energetika dan termodinamika dari eter mahkota menggunakan metode DFT/B3LYP pada fasa gas dan larutan. Pada penelitian ini efek pelarut dimasukkan dengan Polarized Continuum Model (PCM). Konstanta dielektrik yang digunakan untuk pelarut air adalah 78,4. Boda dkk. (2012) dalam penelitiannya tentang eter mahkota membentuk kompleks dengan kation Li + dilakukan pada fasa gas dan fasa pelarut. Pada fasa gas, dihasilkan adanya perubahan energi ikat disebabkan karena adanya efek induksi dari penambahan gugus penarik dan pendonor elektron yang berkorelasi dengan nilai pergeseran kerapatan elektron. Energi ikat pada fasa pelarut menurun karena adanya molekul pelarut yang melemahkan ikatan ligan logam. Kemampuan eter 15-mahkota-5 membentuk kompleks dengan beberapa kation logam (Li +, Na +, K +, Zn 2+, Cd 2+ dan Hg 2+ ) telah dilakukan Yahmin dkk. (2012) menggunakan metode mekanika kuantum ab initio. Perhitungan ab initio yang dilakukan dalam penelitian ini pada tingkat teori RHF/LANL2MB. Hasil kajian menunjukkan bahwa selektivitas eter mahkota dalam mengikat kation logam mengikuti urutan Li + > Na + > K + >dan Zn 2+ > Cd 2+ > Hg 2+. Pada penelitian ini akan dilakukan kajian tentang selektivitas eter mahkota Bz15C5 tersubstitusi gugus penarik dan pendonor elektron tehadap kation Zn 2+. Perhitungan dilakukan menggunakan metode DFT pada tingkat teori RHF/LANL2MB. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui parameter struktur, parameter energetika, pengaruh mikrosolvasi dan pengaruh adanya pelarut air dengan metode PCM. Metode Penelitian Penelitian ini merupakan kajian teoritis dengan menggunakan pendekatan kimia komputasi, sehingga data eksperimental digunakan sebagai data sekunder dalam membandingkan data yang diperoleh dari analisis kimia komputasi. Optimasi struktur eter mahkota Bz-15C5 dilakukan untuk mendapatkan konformasi struktur yang paling stabil dilakukan dengan metode DFT pada tingkat teori RHF/LANL2MB. Dilakukan variasi gugus/substituen pada gugus fenil yang terikat pada eter mahkota. Dengan variasi R : -COOH, -F, -CHCH 2, -CH 3, -OCH 3, - OH, -NH 2 R Gambar 1. Struktur Eter Mahkota dengan variasi substituen R Struktur eter mahkota yang telah dibuat diinteraksikan dengan ion logam transisi yakni Zn 2+. Langkah berikutnya dilakukan optimasi sistem mikrosolvasi, yakni dengan penambahan dua molekul air pada sistem kompleks [Zn 2+ Bz15C5] tersustitusi. Kajian dalam fasa pelarut juga dimasukkan dengan menggunakan metode PCM, dengan konstanta dielekrik untuk pelarut air = 78,4 (Hadisaputra, dkk. 2012). Energi interaksi senyawa eter mahkota dengan kation menggunakan persamaan: E interaksi = E EM-ion - E ion -E EM Hasil dan Pembahasan Molekul eter mahkota memiliki gugus hidrofilik dan lipofilik, dimana gugus hidrofilik berasal dari atom oksigen sedangkan gugus lipofilik berasal dari gugus etilen. Keuntungan adanya gugus hidrofilik dari atom oksigen yang kaya akan elektron ini dapat dipergunakan untuk mengikat suatu kation, salah satunya dapat dipergunakan untuk mengikat kation Zn 2+. Kation ini memiliki konfigurasi [Ar]3d 10 4s 0, dimana elektron mengisi secara penuh orbitalnya sehingga tidak ada kontaminasi spin dan perhitungan dilakukan pada tingkat Restricted Hartree Fock (RHF). Prosiding Seminar Nasional Pendidikan Sains (SNPS) 2017 331

Strategi Pengembangan Pembelajaran dan Penelitian Sains untuk Mengasah Keterampilan Abad 21 (Creativity and Dipilih himpunan basis LANL2MB dalam penelitian ini karena perhitungan yang dilakukan melibatkan kation dengan nomer atom besar sehingga digunakan himpunan basis yang telah mempertimbangkan efek relativistik dan elektron dalam (core electron). Penambahan substituen pada eter mahkota dimaksudkan untuk mempertahankan konformasi eter mahkota yang bersifat fleksibel agar dapat mempertahankan satu bentuk tertentu sehingga kavitas eter mahkota relatif tetap. Substituen-substituen tersebut juga diharapkan dapat meningkatkan kerapatan elektron di dalam rongga kavitas eter mahkota sehingga eter mahkota lebih kuat berinteraksi dengan kation logam yang diikatnya. a Gambar 2. Hasil optimasi Bz15C5 tampak dari (a) atas dan (b) samping Konformasi Bz15C5 sebelum berikatan dengan kation pada Gambar 2 menunjukkan bahwa kelima atom oksigen tidak berada pada satu bidang. Konformasi eter mahkota ini akan mengalami penyesuaian dengan ukuran kation yang diikatnya. Optimasi dilakukan pada kompleks eter mahkota mengikat kation Zn 2+ dengan variasi substituen pendonor dan penarik elektron. b a Gambar 3 Struktur [Zn 2+.Bz15C5] tampak dari (a) atas dan (b) samping - Parameter Struktur Salah satu faktor yang mempengaruhi selektivitas eter mahkota dalam mengikat kation adalah kesesuaian kavitas Bz15C5 dengan ukuran kation Zn 2+ (1,48 Å). No Tabel 1 Perhitungan jejari kavitas eter mahkota Jejari kavitas Jejari kavitas Variasi ligan EM (Å) EM ** (Å) 1. 15C5 * 1,99 2,11 2. 15C5Bz-COOH 2,10 2,05 3. 15C5Bz-F 2,08 2,04 4. 15C5Bz 2,08 2,04 5. 15C5Bz-CHCH 2 2,11 2,04 6. 15C5Bz-CH 3 2,08 2,04 7. 15C5Bz-OCH 3 2,08 2,05 8. 15C5Bz-OH 2,08 2,04 9. 15C5Bz-NH 2 2,10 2,05 * Hasil eksperimen kavitas 15C5 adalah 1,7-2,2 Ǻ [6] ** Setelah terbentuk kompleks dg Zn 2+ Setelah terbentuknya kompleks eter mahkota Bz15C5 tersubstitusi dengan kation Zn 2+, ternyata jarak ikat yang dihasilkan pada struktur kompleks antara Zn 2+ dengan atom oksigen (O1-O5) berbedabeda seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Variasi yang cukup tinggi memberikan indikasi rendahnya kesimetrisan struktur kompleks Zn 2+.[Bz15C5] tersubstitusi, sebagaimana juga ditunjukkan pada Gambar 3b. Secara umum jarak ikat Zn-O yang pendek urutan pertama dan kedua adalah jarak Zn-O b Prosiding Seminar Nasional Pendidikan Sains (SNPS) 2017 332

- E (kkal/mol) Jarak (Å) Strategi Pengembangan Pembelajaran dan Penelitian Sains untuk Mengasah Keterampilan Abad 21 (Creativity and dari eter mahkota yang gugus etilen mengikat benzena. Hal ini menunjukkan adanya efek pergeseran elektron atom oksigen eter mahkota dari substituen yang terikat pada benzena dalam pengikatan kation Zn 2+. 2.1 2.08 2.06 2.04 2.02 2 1.98 1.96 Zn-O1 Zn-O2 Zn-O3 Zn-O4 Zn-O5 Gambar 4. Jarak ikat Zn-O kompleks [Zn 2+.Bz15C5] tersubstitusi Jika ditinjau dari Tabel 1, kavitas ligan Bz15C5 memiliki ukuran yang relatif lebih besar dibandingkan dengan ukuran diameter kation Zn 2+ (1,48 Å). Hal ini menyebabkan atom oksigen (O1- O5) pada Bz15C5 mengkerut untuk mengikat Zn 2+ sehingga jarak Zn-O eter mahkota kurang simetris dan menyebabkan kation Zn 2+ kurang dapat terikat secara kuat dalam eter mahkota. Meskipun telah ditambahkan substituen pada cincin benzo, ternyata belum mampu membantu agar kation Zn 2+ untuk berada tepat di tengah kavitas eter mahkota. - Parameter energitika Substituen Selain ukuran ion dan kavitas, selektivitas eter mahkota juga dipengaruhi oleh substituen yang terikat pada cincin benzo-eter mahkota. Substituen pendonor elektron dapat meningkatkan selektivitas eter mahkota dalam mengikat kation, sehingga energi interaksi kompleks yang dihasilkan semakin meningkat dan substituen penarik elektron menurunkan energi interaksi kompleks. 505 500 495 490 485 480 475 Substituen Gambar 5. Energi Interaksi kompleks [Zn 2+.Bz15C5] tersubstitusi Urutan energi interaksi dari terbentuknya kompleks [Zn 2+.Bz15C5] akibat variasi substituen penarik dan pendonor elektron yakni kompleks dengan substituen COOH < -F < -CHCH 2 < -OH < -CH 3 < - OCH 3 < -NH 2. Ternyata meskipun dilakukan perhitungan kompleks eter mahkota yang berbeda, seperti yang telah dilakukan Hadisaputra dkk. (2012) [Sr 2+.Bz18C6] dengan variasi substituen yang sama juga menghasilkan urutan kenaikan energi interaksi yang sama. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan penambahan substituen pendonor elektron meningkatkan kestabilan dari kompleks [Zn 2+.Bz15C5] dan substituen penarik elektron menurunkan kestabilan kompleks [Zn 2+.Bz15C5]. Prosiding Seminar Nasional Pendidikan Sains (SNPS) 2017 333

-muatan O Strategi Pengembangan Pembelajaran dan Penelitian Sains untuk Mengasah Keterampilan Abad 21 (Creativity and - Muatan Atom Efek pergeseran elektron dari atom oksigen eter mahkota ke arah kation Zn 2+ dalam kompleks [Zn 2+.Bz15C5] tersubstitusi dapat dijelaskan dari besarnya muatan atom oksigen setelah terbentuk kompleks. 0.190 0.180 0.170 0.160 0.150 0.140 Substituen Gambar 6. Muatan atom oksigen eter mahkota pada kompleks [Zn 2+.Bz15C5] O1 O2 O3 O4 O5 Gambar 7. Orbital HOMO-LUMO (a) [Zn 2+.Bz15C5], (b) [Zn 2+.15C5Bz-COOH] dan (c) [Zn 2+.15C5Bz-OH] Pergeseran kerapatan elektron atom oksigen dari ligan eter mahkota yang tersubstitusi gugus pendonor elektron ke kation Zn 2+ lebih besar daripada pergeseran kerapatan elektron atom oksigen dari ligan eter mahkota yang tersubstitusi gugus penarik elektron, seperti yang ditunjukkan pada gambar 7. Tabel 2 Muatan kation Zn 2+ setelah terbentuk kompleks [Zn 2+.15C5Bz] No Kompleks Muatan Zn 1 [Zn 2+.15C5Bz-COOH] 0,968 2 [Zn 2+.15C5Bz-F] 0,973 3 [Zn 2+.15C5Bz] 0,974 4 [Zn 2+.15C5Bz-CHCH 2] 0,974 5 [Zn 2+.15C5Bz-CH 3] 0,973 6 [Zn 2+.15C5Bz-OCH 3] 0,966 7 [Zn 2+.15C5Bz-OH] 0,971 8 [Zn 2+.15C5Bz-NH 2] 0,967 Muatan atom Zn berubah cukup drastis, dari +2 menjadi bermuatan 0,966-0,974, hal ini menunjukkan adanya geseran elekton yang cukup kuat dari atom oksigen eter mahkota, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6. Terdapat kaitan antara jarak ikat Zn-O dengan muatan bersih atom Zn yang dapat dilihat dari Gambar 4 dan Tabel 1. Jarak yang semakin besar dari Zn-O akan berakibat tarikan ion positif terhadap atom oksigen eter mahkota menjadi tidak efektif sehingga muatan positif atom Zn masih cenderung besar. - Mikrosolvasi Prosiding Seminar Nasional Pendidikan Sains (SNPS) 2017 334

-E (kkal/mol) -E (kkal/mol) Strategi Pengembangan Pembelajaran dan Penelitian Sains untuk Mengasah Keterampilan Abad 21 (Creativity and Dengan penambahan dua molekul air pada pemodelan kompleks [Zn 2+.Bz15C5] tersubstitusi yang ditunjukkan melalui Gambar 9(a) menyebabkan energi interaksi kompleks menjadi meningkat, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8. 2370 2365 2360 2355 2350 2345 2340 Substituen Gambar 8. Energi Interaksi mikrosolvasi kompleks [Zn 2+.Bz15C5] tersubstitusi Peningkatan energi interaksi ini disebabkan adanya tolakan oleh kedua molekul air pada atom oksigen eter mahkota, sehingga membuat konformasi kompleks [2H 2O.Zn 2+.Bz15C5] menjadi lebih baik. Interaksi elektrostatik antara kation Zn 2+ dengan dua molekul air yang berseberangan dapat mengurangi ketidakteraturan konformasi geometri kompleks eter mahkota. - Pengaruh Pelarut dengan Polarized Continuum Model (PCM) Pada fasa larutan, yakni dalam pelarut air (ε =78,4) menggunakan metode Polarized Continuum Model (PCM) energi interaksi kompleks menjadi menurun akibat pengaruh molekul pelarut yang melemahkan interaksi kation-eter mahkota. a Gambar 9. (a) mikrosolvasi, dan (b) pengaruh pelarut dengan PCM b 2500 2000 1500 1000 500 0 PCM mikrosolvasi 2350 2359 2359 2358 2359 2362 2361 2367 186 342 347 342 197 337 335 331 Gambar 10. Energi Interaksi kompleks [Zn 2+.Bz15C5] tersubstitusi dengan Mikrosolvasi dan PCM Dalam pelarut air, polaritas ligan Bz15C5 tersubstitusi mempengaruhi energi interaksi pembentukan kompleks. Semakin tinggi polaritas ligan eter mahkota, maka energi interaksi pembentukan kompleks ligan-kation makin rendah. Namun, semakin rendah polaritas ligan akan memudahkan interaksi ligan dengan kation dalam membentuk kompleks, sehingga energi interaksi yang dihasilkan meningkat. Prosiding Seminar Nasional Pendidikan Sains (SNPS) 2017 335

Strategi Pengembangan Pembelajaran dan Penelitian Sains untuk Mengasah Keterampilan Abad 21 (Creativity and -E (kkal/mol) momen dipol (: 10 (D)) 400 300 200 100 0 342 347 342 337 335 331 186 197 67.6 112 25.8 16.1 20.1 31.1 36.4 38.6 Gambar 11. Histogram momen dipol ligan Bz15C5 tersubstitusi dengan energi interaksi kompleks [Zn 2+.Bz15C5] tersubstitusi Dalam keadaan netral, besarnya energi interaksi ligan-lon ketika membentuk kompleks dalam medium pelarut berkisar antara -10 hingga -15 kkal/mol [7]. Dari dua pemodelan interaksi dengan molekul air, yakni dengan mikrosolvasi dan medium pelarut didapatkan bahwa energi interaksi yang lebih mendekati energi interaksi kompleks dalam medium pelarut yakni pemodelan dengan PCM. Masih cukup tingginya energi interaksi yang dihasilkan, yakni antara 112 hingga -347 kkal/mol disebabkan karena kompleks masih dalam keadaan bermuatan. Simpulan, Saran dan Rekomendasi 1. Pada kompleks [Zn 2+.Bz15C5], substituen pendonor elektron meningkatkan energi interaksi sedangkan substituen penarik elektron menurunkan energi interaksi. 2. Adanya penambahan dua molekul air meningkatkan energi interaksi pada kompleks [Zn 2+.Bz15C5] tersubstitusi. 3. Pada medium pelarut penambahan substituen pada ligan eter mahkota berpengaruh terhadap energi interaksi kompleks yang dihasilkan. Tingkat polaritas ligan mempengaruhi energi interaksi kompleks yang dihasilkan. Eter mahkota Bz15C5 dapat digunakan sebagai ligan pengompleks kation Zn 2+ karena memiliki polaritas yang lebih rendah, sehingga kestabilan kompleks lebih tinggi. Daftar Pustaka Colton R., Mitchell S. dan Traeger J.C., (1995). Inorg. Chem. Acta, 231, 87-93. Pranowo, H.D., (2006). Indo. J. Chem., 6, 2, 144-149. Hadisaputra, S., Pranowo, H.D dan Armunanto, Ria., (2012). Indo. J. Chem., 12, 3, 207 216. Boda, A., Ali S.M., Shenoi, M.R.K., Rao, H., dan Ghosh, S.K., (2012). J. Mol. Model., 17. 5,1091-1108 Prosiding Seminar Nasional Pendidikan Sains (SNPS) 2017 336

Strategi Pengembangan Pembelajaran dan Penelitian Sains untuk Mengasah Keterampilan Abad 21 (Creativity and Yahmin., Pranowo, H.D dan Armunanto, Ria., (2012) Indo. J. Chem., 12, 2, 135 140. Bradshaw, J. S., Izatt R. M.. (1997), Acc. Chem. Res., 30, 338-345. Young, David., (2001). Computational Chemistry: A Practical Guide for Applying Techniques to Real World Problems, John Wiley & Sons, Inc., New York. Prosiding Seminar Nasional Pendidikan Sains (SNPS) 2017 337