Aturan perkuliahan KI 3131: Logam transisi & katalis

Tatap muka 2 jam / minggu selama 15 mingguTutorial 1 jam / minggu selama 15 mingguPraktikum 4 jam / minggu selama 13 minggu

Materi kuliah logam transisi & senyawa koordinasiKatalis & senyawa organologam

Ujian UTS tanggal 20 Oktober 2009 (sudah dikerjakan)UAS sesuai jadwal bulan Desember 2009

Penilaian UTS 30%UAS 30%Praktikum 30%Tugas/kehadiran 10%

Pengajar teori I Nyoman MarsihDjulia Onggo

Pengajar praktikum Irma Mulyani

Pustaka

1. Housecroft, C. E. and Sharpe, A.G., Inorganic Chemistry 3rd ed, Pearson Education Limited, 2008; ch 20-27

2. Geoff Rayner-Canham & Tina Overton,Descriptive Inorganic Chemistry, 3rd edW.H. Freeman and Co, New York, 2003

3. Ralph H. Petrucci, William S. Harwood, F. Geoffrey Herring, Jeffry D. MaduraGeneral Chemistry, Principal & Modern Applications, 9th edPearson International Edition, New Jersey 2007

Rencana kegiatan

Minggu ke 9 Logam transisi deret-2&3(HS-ch-23)Minggu 10-12 Organologam (HS-Ch-24)

Minggu ke 13 Lantanoida & actinoida (HS-ch 25)Minggu 14-15 Katalisis & proses industri (HS-ch 27)

Deskriptif logam transisi deret kedua dan ketiga

Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn

Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd

La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg

Golongan 3-12 (no atom?)Terdiri dari (20 +14) unsurkelompok lantanum yang terdiri dari 15 unsur (no. atom 57-71)

Dalam satu golongan, dari atas ke bawah, bilangan oksidasi besar makin stabil

Unsur-unsur penting

Technetium(Tc) unsur buatanRu, Os, Rh, Ir, Pd, Pt Golongan platina

environmental catalystAg dan Au logam bernilai tinggiCd dan Hg toksik

Bilangan koordinasi lebih besar lebih mungkin terjadi karena ukuran atom makin besar

Ukuran atom unsur deret-2 dan deret-3

Y Zr160

Nb147

Mo140

Tc Ru134

Rh134

Pd137

Ag144

Cd152

La Hf159

Ta147

W141

Re Os135

Ir136

Pt139

Au144

Hg155

Efek perkerutan Lantanida (Lanthanoid contraction)

Golongan-3 Yttrium

Oksida & halida Yttrium berbilangan oksidasi +3, Oksida Y2O3 digunakan sebagai kaca optik, keramik dan campuran oksidanya sebagai bahan superkonduktor YBa2Cu3O7

Golongan-4 Zirkonium & Hafnium

Oksida & halida zirkonium & Hafnium berbilangan oksidasi +4, ZrO2 inert, digunakan sebagai bahan keramik, juga sebagai bahan penggiling karena keras

High-Temperature Superconductors

Golongan-6 Molybdenum & Tungsten

Logam Mo & W memiliki titik lebur sangat tinggiOksidanya berbilangan oksidasi +6Lapis tipis WO3 dipakai sebagai Electrochromic smart window

MoS2 dipakai sebagai solid lubricant

Golongan-10 Palladium & Platina

Palladium lebih reaktif daripada platinaBilangan oksidasinya +2 dan +4 (lebih stabil)Pd(II) dan Pt(II) struktur segi empat datar, efek trans dipelajari pada substitusi kompleks Pt(II).

Kompleks cisplatin digunakan sebagai obat anti tumor

Golongan-11 Perak dan Emas

Merupakan logam inert

Perak merupakan logam berwarna putih,berkilap, mudah jadi hitam bukan karena oksidasi(perak sukar dioksidasi).

Perak merupakan logam yang lunak, sering dicampur dengan logam lain seperti tembaga untuk perhiasan dan mata uang(coin).Perak merupakan bahan pembuat cermin.

Perak

Perak letaknya disebelah kanan deret Volta, tidak bereaksi dengan asam non oksidator seperti HCl. Perak tidak teroksidasi oleh oksigen pada suhu ruang, dengan pemanasan diudara terbuka, perak akan bereaksi lambat membentuk Ag2O.

Dengan ion belerang Ag membentuk senyawa Ag2S berwarna hitam, ini terlihat jelas bila perak tersentuh bahan yang mengandung ion sulfida seperti telur dan karet atau diudara terbuka karena udara mengandunggas H2S. Perak dapat bereaksi dengan asam oksidator membentuk senyawa berbilangan oksidasi +1.

Senyawa Perak

Senyawa perak AgNO3 mudah larut dalam air, digunakan untuk uji ion halida membentuk AgCl (putih), AgBr(putih kuning) dan AgI(kuning) yang sukar larut dalam air.

Senyawa kompleksnya berbilangan koordinasi 2, contohnya Ag(NH3)2+, Ag(CN)2- dsb.

Senyawa Perak

Senyawa perak banyak digunakan pada proses fotografi. Film yang mengandung AgBr ternyata sangat peka terhadap cahaya membentuk AgBr* teraktivasi yang bila bereaksi dengan reduktor menghasilkan endapan Ag.

Pada pencucian film, sisa AgBr yang tidak terkena cahaya akan larut dalam larutan hypo yaitu S2O32-membentuk kompleks [Ag(S2O3)2]3-.

emas

Emas berwarna kuning, disebut Gold berasal dari Geolo = yellow. Dalam bahasa latin disebut Aurum. Emas digunakan sebagai perhiasan juga sebagai nilai tukar uang = currency.

Pengambilan emas dari sumbernya disebut pendulangan.

Pemurniannya dapat menggunakan ion sianida membentuk kompleks sianida yang larut, cara ini sangat berbahaya karena ion sianida yang berlebih dapat merupakan racun kuat.

Senyawa emas

Senyawa emas berbilangan oksidasi +1 dan +3, Au+ memiliki daya oksidasi yang tinggi (~ KMnO4) mampu mengoksidasi diri sendiri membentuk Au+3.

Au+1 stabil dalam bentuk kompleksnya seperti Au(CN)2-.

Senyawa emas

Emas dapat larut dalam aqua regia (air raja) yaitu campuran asam klorida pekat dengan asam nitrat pekat.

Reaksinya:Au + 3NO3- +4Cl- +6H+ AuCl4- +3NO2(g) + 3H2O

Untuk gold plating digunakan senyawa Na[Au(CN)2] yang juga mudah larut dalam air.

Nanocrystals in solution

unsur golongan-12

Gol-12 sering tidak dimasukan pada kelompok transisi karena sifatnya berlainan dari logam transisi. Contoh titik lebur logam gol-12 relatif rendah (Zn 419oC, Cd = 321oC dan Hg = -39oC), sedangkan logam transisi lainnya berkisar diatas 1000oC.

Elektron pada orbital d terisi penuh sehingga senyawanya tidak-berwarna (putih) sedangkan senyawa transisi lainnya berwarna-warni.

unsur golongan-12

Logam gol-12 merupakan logam aktif yang mudah bereaksi.

Zn dan Cd bereaksi dengan ion H+ membentuk H2

Hg mudah bereaksi dengan logam lain membentukamalgam.

Deskriptif unsur Seng

Sumber : zinc blende ZnS, Calamine ZnCO3Sebagai logam Zn sangat reaktif, dalam asam menghasilkan gas hidrogen, dalam basa Zn bereaksi lambat membentuk [Zn(OH)4]2- + H2

Digunakan sebagai pelindung besi dari proses perkaratan (tumbal). Proses Galvanisasi merupakan proses perendaman besi dalam leburan seng.

Manfaat Seng

Sebagai bahan paduan logam: kuningan, carburator, radiator,

Sebagai bahan baku batrey

Senyawa Zn sebagai pigment anti korosif, anti ketombe

senyawa Seng

Larutan [Zn(H2O)6]2+ tidak berwarna

ZnO berwarna putih, mudah berekasi dengan asam dan juga basa, bersifat amfoter. ZnO digunakan sebagai pigmen putih pada industri karet & cat .

Campuran ZnO dengan Cr2O3 merupakan katalis pembentukan metanol dari sintetik gas.

senyawa Seng

Zn(OH)2 berbentuk gelatin, juga bersifat amfoter, dengan amonia membentuk [Zn(NH3)4]2+.

ZnS berwarna putih, mudah larut dalam HCl. Namalain lithophone, berguna sebagai pigmen putih. Campuran ZnO dan ZnS merupakan bahan glow in the dark

ZnCl2 garam tunggal berwarna putih.

Cadmium

Cadmium merupakan racun, senyawa cadmium berbilangan oksidasi +2, berupa larutan tidak berwarna.

Cadmium digunakan pada proses elektro plating, bahan batery Nicad, Cd selenida dan Cd telurida digunakan sebagai bahan semikonduktor, CdS berupa padatan berwarna kuning digunakan sebagaipigment, dan penggunaan lain sebagai bahan fungisida.

Sel Ni-cad

Cd(s) + 2 NiO(OH)(s) + 2 H2O(L) 2 Ni(OH)2(s) + Cd(OH)2(s)

Merkuri

Mercuri merupakan nama planet, nama lainnya hidrargirum yang berarti "liquid silver". Merupakan logam yang berbentuk cair pada suhu kamar, titik bekunya = -39oC dan titik didihnya = 357oC. Cairan ini tidak terlalu menguap pada suhu ruang tetapi uapnya sangat berbahaya, harus dihindari. Hg digunakan sebagai pengisi termometer, barometer dsb.

Merkuri

Hg mampu melarutkan logam-logam seperti Na, Zn, Sn, Ag dan Au membentuk amalgam yang kereaktifannya rendah. Tapi tidak mampu melarutkan besi.

Hg dapat bereaksi dengan HNO3 pekat menghasilkanHg(NO3)2 sedangkan dengan HNO3 encer menghasilkan Hg2(NO3)2.

Dengan asam, sulfat pekat menghasilkan HgSO4 bilaHg nya berlebih menghasilkan Hg2(SO4).

Merkuri

Merkuro

Senyawa Hg berbilangan oksidasi +1 yang dikenal dengan nama mercuro. Hg2Cl2 merupakan padatan putih namanya kalomel digunakan untuk elektroda pembanding.

Sebenarnya Hg+ merupakan amalgam Hg2+ jadi rumus ionnya adalah Hg22+, dengan ikatan kovalen[Hg-Hg]2+ini dibuktikan dari sifat magnetnya yaitu diamagnet.

Reaksi Hg2Cl2 dengan NH3 menghasilkan senyawaHgNH2Cl + Hg + NH4+ + Cl-. Prinsip ini digunakan untuk memisahkan endapan AgCl dan Hg2Cl2 pada analisis qualitatif

Senyawa Hg+2

Senyawa Hg+2 antara lain HgO, HgS, HgI2 dan HgCl2. HgO berupa padatan merah/kuning tergantung pada ukuran partikelnya. Tidak stabil terhadap panas akan mengurai membentuk Hg + oksigen.

HgS berupa padatan hitam sukar larut dalam air.

HgI2 berupa padatan merah yang berubah menjadi kuning pada suhu 127oC. Mudah larut dalam KI membentuk HgI42-. Larutan Nessler K2HgI4 digunakan untuk test NH3membentuk warna kuning.

Senyawa Hg+2

HgCl2 merupakan padatan putih berikatan kovalen, dalam air kelarutannya rendah menghasilkan sedikition Hg2+, bila dilarutkan dalam ion Cl- berlebih dapat membentuk kompleks HgCl3- atau HgCl42-.

kompleks lainnya Hg(NH3)22+ dan Hg(CN)42-. Senyawa organometallik mercury banyak digunakan sebagai bahan preservatives, fungisida dsb.