LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK II PERCOBAAN IV PENENTUAN KOMPOSISI ION KOMPLEKS DISUSUN OLEH : NAMA : FEBRINA SULISTYORINI NIM : 09/281447/PA/12402 KELOMPOK : 3 (TIGA) JURUSAN : KIMIA FAKULTAS/PRODI : MIPA/KIMIA HARI/TANGGAL PRAKTIKUM : SELASA, 10 APRIL 2012 ASISTEN : MUSTIKA YUNIARTI LABORATORIUM KIMIA ANORGANIK JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2012
PENENTUAN KOMPOSISI ION KOMPLEKS Febrina Sulistyorini 09/281447/PA/12402 INTISARI Telah dilakukan penentuan komposisi ion kompleks. Tujuannya adalah untuk mempelajari penentuan komposisi larutan kompleks ion besi salisilat menggunakan metode job. Pada percobaan ini, penentuan komposisi ion kompleks dilakukan dengan metode job atau metode variasi kontinyu. Dalam metode variasi kontinyu, larutan kation dan ligan dicampur sesuai dengan komposisi yang diinginkan dengan volume total yang sama. Kemudian absorbansi dari tiap komposisi larutan diukur pada panjang gelombang maksimum. Besarnya absorbansi pada panjang gelombang maksimum dari semua larutan tersebut diplotkan dalam grafik. Dari grafik yang diperoleh ini maka didapatkan besarnya x maks yang kemudian digunakan untuk menghitung n (jumlah ion asa - ) dalam senyawa kompleks yang terbentuk. Pada percobaan ini dilakukan variasi terhadap fraksi mol ligan yaitu asam salisilat. Variasi fraksi mol yang digunakan adalah 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; dan 0,9. Hasil percobaan adalah panjang gelombang maksimum yang diperoleh sebesar 530 nm. Absorbansi larutan Fe 3+ pada panjang gelombang maksimum tersebut sebesar 0,009. Kompleks yang terbentuk adalah [Fe(asa)] 3+. Kata kunci : metode job, ion kompleks, absorbansi PERCOBAAN IV
PENENTUAN KOMPOSISI ION KOMPLEKS I. TUJUAN Mempelajari penentuan komposisi larutan kompleks ion besi salisilat menggunakan metode job. II. DASAR TEORI 1. Senyawa Kompleks Senyawa kompleks adalah senyawa yang terdiri dari satu atom pusat atau lebih yang menerima sumbangan pasangan elektron dari atom lain, gugus atom penyumbang elektron ini disebut ligan (Pudyaatmaka, 2002). Satu ion (molekul) kompleks terdiri dari satu atom pusat dengan sejumlah ligan yang terikat erat dengan atom pusat. Atom pusat ditandai dengan bilangan koordinasi. Suatu angka bulat yang ditunjukkan dengan ligan monodentat yang dapat membentuk kompleks stabil dengan atom pusat (Vogel, 1989). Kemampuan ion kompleks melakukan reaksi yang mengahasilkan pergantian satu atau lebih ligan dalam lingkungan koordinasinya oleh yang lain disebut kelabilan. Kompleks inert adalah yang reaksi pergantian ligannya cukup lambat. Dengan cara memasukkan bersama-sama zat pereaksi di dalam wadah (Cotton, 1989). 2. Spektrofotometer UV-Vis Spektrofotometer adalah alat yang terdiri atas spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat untuk mengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau diabsorpsi. Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang (Khopkar, 1990). Sinar ultraviolet dan sinar tampak memberikan energi yang cukup untuk terjadinya transisi elektronik. Dengan demikian, spektra uv-visible disebut spektra elektronik. Keadaan energi yang paling rendah disebut dengan keadaan dasar (ground
state). Transisi-transisi elektronik akan meningkatkan energi molekuler dari keadaan dasar ke satu atau lebih tingkat energi tereksitasi. Penentuan kadar secara spektrofotometri sinar tampak dilakukan dengan mengukur absorbansi maksimum. Apabila senyawa fisik tidak berwarna maka senyawa diubah dulu menjadi senyawa berwarna melalui reaksi kimia dan absorbansi ditentukan dalam daerah sinar tampak. 3. Metode Job Variasi kontinyu merupakan suatu cabang ilmu kimia yang sangat penting karena dapat menentukan dan melakukan suatu proses perubahan-perubahan secara fisika maupun kimia yang dapat kita amati melalui variasi kontinyu. Metode variasi kontinyu yang dikemukakan oleh Job dapat menimbulkan kondisi optimum pembentukan dan konstanta kestabilan senyawa kompleks yang mengandung konsentrasi ion logam maupun konsentrasi ligan divariasikan (Ewing, 1985). Metode Job dilakukan dengan pengamatan terhadap kuantitas molar pereaksi yang berubah-ubah, namun molar totalnya sama. Sifat fisika (massa, volume, suhu, daya serap) diperiksa dan perubahannya digunakan untuk meramal stoikiometri sistem. Dari grafik aluran sifat fisik terhadap kuantitas pereaksi, akan diperoleh titik maksimal atau minimal yang sesuai dengan titik stoikiometri sistem yang menyatakan peerbandingan pereaksi dalam senyawa. III. PROSEDUR PERCOBAAN 1. Bahan : - Larutan ammonium besi(iii) sulfat 0,002 M - Larutan asam salisilat 0,002 M 2. Alat : - 1 set spektrofotometer UV-Vis - 10 buah labu ukur 10 ml
- 1 buah pipet ukur 10 ml - 1 buah propipet - 2 buah gelas beker 150 ml - 2 buah pipet tetes Gambar 1. Spektrofotometer UV-Vis - 11 buah kuvet 3. Cara Kerja Disiapkan larutan Fe 3+ dan asam salisilat yang konsentrasinya masing-masing 0,002 M dan disiapkan pula 10 buah labu ukur 10 ml. Labu ukur pertama diisi dengan larutan Fe 3+, kemudian dengan labu takar yang lain dibuat larutan campuran Fe 3+ dan asam salisilat (x) sebesar : 0,1 ; 0,2 ; 0,3 ; 0,4 ; 0,5 ; 0,6 ; 0,7 ; 0,8 ; dan 0,9. Kemudian dicari λ maks dari setiap larutan tersebut pada λ= 490-570 nm.diukur serapan dari larutan Fe 3+ pada λ maks yang diperoleh. IV. HASIL 1. Penentuan λ maks λ 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 490 0,227 0,394 0,572 0,658 0,654 0,572 0,435 0,309 0,129 500 0,248 0,429 0,611 0,720 0,702 0,622 0,475 0,336 0,140 510 0,259 0,447 0,641 0,745 0,726 0,634 0,500 0,341 0,148 520 0,264 0,455 0,641 0,755 0,742 0,645 0,503 0,349 0,151 530 0,272 0,477 0,661 0,775 0,763 0,648 0,505 0,352 0,153 540 0,258 0,463 0,643 0,760 0,755 0,643 0,501 0,346 0,150 550 0,253 0,444 0,628 0,745 0,738 0,627 0,485 0,331 0,146 560 0,239 0,428 0,598 0,709 0,706 0,603 0,468 0,320 0,141 570 0,225 0,415 0,567 0,677 0,669 0,570 0,437 0,297 0,132 2. Absorbansi pada λ maks λ maks 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Fe 3+ 530 0,272 0,477 0,661 0,775 0,763 0,648 0,505 0,352 0,153 0,009 V. PEMBAHASAN
Pada percobaan ini, dilakukan penentuan komposisi larutan kompleks ion besi salisilat menggunakan metode job. Pada percobaan ini digunkan logam Fe 3+ sebagai atom pusat dan asa (asam saisilat) sebagai ligan. Untuk menentukan variasi Fe 3+ dan asa maka dibuat perbandingan terhadap variasi volume Fe 3+ : asa dimana kosentrasi Fe 3+ dan asa sama yaitu 0,002 M. Digunakan konsentrasi yang sama dengan tujuan agar jumlah molar logam dan ligan tetap sama sehingga yang berbeda adalah komposisi antara jumlah Fe 3+ dan asa. Jika komposisi ligan semakin banyak maka komposisi logam semakin sedikit dan jika komposisi ligan semakin sedikit maka komposisi logam semakin besar. Reaksi yang terjadi antara larutan Fe 3+ dan asam salisilat tersebut adalah : Fe 3+ + asa - [Fe(asa)] 3+ Fe 3+ + asa - [Fe(asa) 2 ] 2+ Fe 3+ + asa - [Fe(asa) 3 ] + Pada percobaan ini, digunakan variasi fraksi mol asam salisilat yaitu 0,1 ; 0,2 ; 0,3 ; 0,4 ; 0,5 ; 0,6 ; 0,7 ; 0,8 ; dan 0,9. Campuran asam salisilat dengan larutan Fe 3+, menghasilkan warna ungu. Warna ini disebabkan oleh adanya transisi elektronik dari kompleks tersebut. Kompleks ini menunjukan warna komplementernya kerena atom pusatnya memiliki orbital d yang belum terisi penuh elektron. Adanya orbital d yang belum terisi penuh ini menyebabkan kemungkinan terjadinya transisi elektronik dari orbital d yang tingkat energinya terendah ke orbital d yang tingkat energinya tinggi. Struktur kompleks ini adalah oktahedral sehingga transisi yang terjadi adalah dari orbital t 2g ke orbital e g. Yang kemudian dianalisis dengan menggunakan spektrometer UV-Vis. Analisis dengan spektrofotometri UV-Vis diawali dengan penentuan panjang gelombang maksimum (λmax). Hal ini sangat penting dilakukan dalam analisis secara spektrofotometri UV-Vis karena pada panjang gelombang maksimum dihasilkan absorbansi tertinggi yang menunjukkan kepekaan suatu pengukuran sehingga dapat digunakan untuk analisis suatu larutan dengan konsentrasi rendah. Penentuan panjang gelombang maksimum dilakukan pada range panjang gelombang 490 570 nm dengan interval 10 nm. Dari hasil analisis menggunakan spektrofotometer UV-Vis tersebut, dapat diketahu bahwa semakin besar fraksi mol asam salisilat, maka semakin besar pula absorbansinya (pada panjang gelombang yang sama). Akan tetapi pada konsentrasi tertentu, besarnya absorbansi semakin kecil. Sehingga hubungan fraksi mol dan absorbansi
dapat dinyatakan sebagai kurva normal. Selain itu, pada panjang gelombang yang semakin panjang juga terjadi peningkatan besarnya absorbansi (pada fraksi mol yang sama). Akan tetapi pada panjang gelombang tertentu, absorbansinya semakin menurun. Panjang gelombang dimana absorbansinya mencapai absorbansi tertinggi inilah yang merupakn panjang gelombang maksimum. Atau dalam kurva juga disebut sebagai titik balik maksimum. Besarnya absorbansi yang tidak selalu naik atau tidak selalu turun melainkan naik dulu setelah itu mengalami penurunan ini diakibatkan karena reaksi pada campuran yang sudah melampaui kesetimbangan. Pada percobaan ini panjang gelombang maksimum yang diperoleh sebanyak 1 panjang gelombang maksimum yaitu 530 nm. Secara teoritis, panjang gelombang maksimum untuk kompleks besi(iii) salisilat adalah 520 nm. Sehingga dapat dikatakan bahwa pada penentuan panjang gelombang maksimum terjadi pergeseran ke panjang gelombang yang lebih panjang (bathokromik). Hal ini disebabkan oleh adanya perpanjangan konjugasi atau ikatan jenuh berselang-seling dengan ikatan tunggal yang berpengaruh pada penyerapan sinar. Selain itu dapat juga disebabkan karena kompleks ini menyerap warna dari warna koplementer ungu yaitu kuning. Namun munculnya panjang gelombang maksimum pada daerah UV disebabkan adanya trasisi elektronik yang disebabkan adanya gugus kromofor yakni cincin benzena yang terdapat pada kompleks tersebut. Pada panjang gelombang maksimum tersebut, diperoleh absorbansi larutan Fe 3+ sebesar 0,009 nm. Pada percobaan ini, penentuan komposisi ion kompleks dilakukan dengan metode job atau metode variasi kontinyu. Dalam metode variasi kontinyu, larutan kation dan ligan dicampur sesuai dengan komposisi yang diinginkan dengan volume total yang sama. Kemudian absorbansi dari tiap komposisi larutan diukur pada panjang gelombang maksimum. Besarnya absorbansi pada panjang gelombang maksimum dari semua larutan tersebut diplotkan dalam grafik. Dari grafik yang diperoleh ini maka didapatkan besarnya x maks yang kemudian digunakan untuk menghitung n (jumlah ion asa - ) dalam senyawa kompleks yang terbentuk. Pada percobaan ini diperoleh besarnya n = 0,78571 ; karena n adalah bilangan bulat maka nilai n tersebut dibulatkan menjadi 1. Sehingga dapat disimpulkan bahwa pada percobaan ini, komposisi ion asa - dalam kompleks yang terbentuk adalah sebanyak 1. Sehingga rumus senyawa dari kompleks besi(iii) salisilat yang terbentuk adalah :
Fe 3+ + asa - [Fe(asa)] 3+ VI. KESIMPULAN Berdasarkan hasil percobaan, maka dapat disimpulkan bahwa : 1. Metode job atau metode variasi kontinyu dapat digunakan untuk menentukan komposisi larutan kompleks ion besi salisilat. 2. Panjang gelombang maksimum untuk kompleks besi(iii) salisilat yang diperoleh adalah 530 nm. 3. Kompleks yang terbentuk adalah Fe 3+ + asa - [Fe(asa)] 3+ VII. DAFTAR PUSTAKA Cotton F.A, Wilkinson G, 1989, Kimia Anorganik Dasar, UI Press, Jakarta Ewing, G. W, 1985. Instrument Method of Chemical Analysis. New York: Mc Graw-Hill Khopkar. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. UI Press. Jakarta Pudyaatmaka, A.Hadyana, 2002, Kamus Kimia, Balai Pustaka, Jakarta Vogel, 1988, Analisa Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro, Kalman Media, Jakarta VIII. LEMBAR PENGESAHAN Mengetahui, Yogyakarta, 1 Mei 2012 Asisten Praktikum Praktikan IX. LAMPIRAN Mustika Yuniarti Febrina Sulistyorini 1. Penentuan λ maks PERHITUNGAN λ 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 490 0,227 0,394 0,572 0,658 0,654 0,572 0,435 0,309 0,129 500 0,248 0,429 0,611 0,720 0,702 0,622 0,475 0,336 0,140
510 0,259 0,447 0,641 0,745 0,726 0,634 0,500 0,341 0,148 520 0,264 0,455 0,641 0,755 0,742 0,645 0,503 0,349 0,151 530 0,272 0,477 0,661 0,775 0,763 0,648 0,505 0,352 0,153 540 0,258 0,463 0,643 0,760 0,755 0,643 0,501 0,346 0,150 550 0,253 0,444 0,628 0,745 0,738 0,627 0,485 0,331 0,146 560 0,239 0,428 0,598 0,709 0,706 0,603 0,468 0,320 0,141 570 0,225 0,415 0,567 0,677 0,669 0,570 0,437 0,297 0,132 λ maks = 530 nm 2. Pada λ maks λ \ x 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Fe 3+
530 0,272 0,477 0,661 0,775 0,763 0,648 0,505 0,352 0,153 0,009 Perhitungan nilai y pada panjang gelombang 530 nm y = 0,272 (1-0,1) 0,009 y = 0,272 (0,9) 0,009 y = 0,231 0,0081 y = 0,2229 y = 0,477 (1-0,2) 0,009 y = 0,477 (0,8) 0,009 y = 0,477 0,0072 y = 0,4698 y = 0,661 (1-0,3) 0,009 y = 0,661 (0,7) 0,009 y = 0,661 0,0063 y = 0,6547 y = 0,775 (1-0,4) 0,009 y = 0,775 (0,6) 0,009 y = 0,775 0,0054 y = 0,7696 y = 0,763 (1-0,5) 0,009 y = 0,763 (0,5) 0,009 y = 0,763 0,0045 y = 0,7585
y =0,648 (1-0,6) 0,009 y = 0,648 (0,4) 0,009 y =0,648 0,0036 y = 0,6444 y = 0,505 (1-0,7) 0,009 y = 0,505 (0,3) 0,009 y = 0,505 0,0027 y = 0,5023 y = 0,352 (1-0,8) 0,009 y = 0,352 (0,2) 0,009 y = 0,352 0,0018 = 0,3502 y = 0,153 (1-0,9) 0,009 y = 0,153 (0,1) 0,009 y = 0,153 0,0009 y = 0,1521 x 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 y 0,2229 0,4698 0,6547 0,7696 0,7585 0,6444 0,5023 0,3502 0,1521
x maks = 0,44 n = x maks / (1 - x maks ) = 0,44 / (1 0,44) = 0,44 / 0,56 = 0,78571 Pembulatan : n = 0,78571 ~ 1