KEKUATAN LIGAN AMONIA DAN AIR PADA

KOMPLEKS Ni(II) DAN Cu(II)

I. MAKSUD PERCOBAAN

Mempelajari perbedaan kekuatan medan ligan antara ligan ammonia dan air.

II. DASAR TEORI

Jika kristal Ni(NO3¿2 dilarutkan dalam air maka zat tersebut terionisasi

menghasilkan ion kompleks [¿ (H 2O ) 6]2+¿¿. Molekul air yang terkoordinasi

(disebut ligan) dalam kesetimbangan dinamik dengan molekul air yang tidak terkoordinasi dapat diganti oleh ligan-ligan lain dalam larutan yang dapat terikat lebih kuat. Sebagai contoh penukaran H 2O oleh NH 3.

[¿ (H 2O ) 6]2+¿¿ + NH 3 [¿ (H 2O )5 (NH 3 )]2+¿ ¿

[¿ (H 2O )5 (NH 3 )]2+¿ ¿ + NH 3 [¿ (H 2O ) 4 (NH 3 )2]2+¿¿

[¿ (H 2O ) 4 (NH 3 )2]2+¿¿ + NH 3 [¿ (H 2O ) 3 (NH 3 )3 ]2+¿ ¿

[¿ (H 2O ) 3 (NH 3 )3 ]2+¿ ¿ + NH 3 [¿ (H 2O ) 2 (NH 3 ) 4]2+¿¿

[¿ (H 2O ) 2 (NH 3 ) 4]2+¿¿ + NH 3 [¿ (H 2O ) (NH 3 ) 5]2+¿ ¿

[¿ (H 2O ) (NH 3 ) 5]2+¿ ¿ + NH 3 [¿ (NH 3 ) 6]2+¿¿

Dengan adanya kelebihan NH 3dalam penukaran ini akan menghasilkan ion

kompleks [¿ (NH 3 ) 6]2+¿¿. Perubahan warna larutan kompleks [¿ (H 2O ) 6]2+¿¿ dari

hijau ke biru menunjukkan adanya perubahan kimia.(Kimia Anorganik II, Tim. 2011)

Ion unsur transisi dapat mengikat ion-ion atau molekul netral yang memiliki pasangan elektron bebas (ligan) dengan ikatan kovalen koordinasi yang membentuk ion kompleks. Ion kompleks adalah gabungan ion (atom pusat) dengan ion lain (ligan) membentuk ion baru atau gabungan ion dengan molekul netral membentuk ion baru.

Berdasarkan ligan yang diikat oleh atom pusat dalam ion kompleks, maka ada 2 macam ion kompleks :

1. Ion kompleks positifTerbentuk apabila ion logam transisi (atom pusat) berikatan dengan

aligan yang merupakan molekul netral seperti H 2O atau NH 3 sehingga ion kompleks yang terbentuk bermuatan positif.

2. Ion kompleks negatifTerbentuk apabila ion atom pusat berikatan dengan ligan yang

merupakan ion negatif.(Sukarti. 1989)

Bila pada ion kompleks diberikan energi dalam bentuk cahaya, maka elektron pada orbital yang lebih rendah energinya dapat tereksitasi ke orbital yang lebih tinggi energinya. Dengan menyerap cahaya yang energinya sama dengan harga A0. Makin kecil energi yang diperlukan pada eksitasi tersebut seperti telah diketahui energi cahaya bergantung pada λnya. Yaitu makin pendek λ makin tinggi energinya. Cahaya tampak terdiri dari cahaya radiasi dengan λ yaitu 400-700 nm. Suatu larutan/zat padat memiliki warna tertentu karena menyerap sebagian dari komponen sinar tampak. Makin kecil λ cahaya yang diserap (makin besar energinya) makin besar harga A0 atau makin kuat ikatan antara ion pusat dan ligan. Urutan kekuatan ligan sebagai berikut :

Br−¿¿ < Cl−¿¿ < CNS−¿ ¿ < H 2O < NH 3 < NO2−¿¿

(Vogel. 1990)

Ditinjau dari muatan ligannnya, maka ion logam dengan muatan yang lebih besar akan menghasilkan harga A0 yang lebih besar pula karena lebih mudah mempolarisasikan elektron yang terdapat dalam ligan. Ukuran dari muatan

logamnya mempengaruhi harga A0 misalnya harga A0 untuk [Fe (NH 3 ) 6]4+¿¿ lebih

besar daripada harga A0 untuk [Nb (NH 3 )6 ]4+¿¿ makin besar ukuran ion maka

makin besar harga A0.

(Syarifelin, Nuraini. 1990)

Pelarutan Cu, OH−¿¿ , CO3−¿¿, dalam asam menghasilkan ion warna hijau

kebiruan ditulis [Cu (H 2O )6 ]2+¿¿. 2 dari molekul-molekul H 2O berada lebih jauh

daripada 4 lainnya :

[Cu(NH3)(H 2O ) 5]2+¿¿ [Cu(NH3)4 (H2O ) 2]2+¿ ¿

[Cu(NH3)(H 2O ) 5]2+¿¿ + NH 3 [Cu(NH3)2 (H 2O ) 4 ]2+¿ ¿

[Cu (NH 3) 2 (H 2O ) 4 ]2+¿¿ + NH 3 [Cu (NH 3) 3 (H 2O ) 3 ]2+¿ ¿

[Cu(NH3)3 (H 2O ) 3]2+¿¿ + NH 3 [Cu (NH 3) 4 (H 2O )2 ]2+¿¿

(Cotton & Wilkinson. 1989)

III. ALAT DAN BAHAN

a) Alat yang digunakan1. Labu ukur 10 ml : 1 buah2. Pipet ukur 5 ml : 1 buah3. Pipet tetes : 1 buah4. Gelas beker 50 ml : 1 buah5. Gelas beker 100 ml : 1 buah6. Gelas ukur 10 ml : 1 buah7. Spektrofotometer : 1 set

b) Bahan yang digunakan1. NH 3 pekat : secukupnya2. Akuades : secukupnya3. Larutan Ni(NO3)2 : secukupnya4. Larutan CuSO4 0.1M : secukupnya

c) Gambar alat utama

4

1

2 3

Keterangan :

1. Layar utama2. Tombol fungsi3. Tombol on/off4. Printer

IV. CARA KERJA

A. Kompleks ¿2+¿¿

1. Menyiapkan 2 buah gelas beker ukuran 50 ml.

2. Gelas beker 1 dituangi dengan 10 ml larutan induk ¿2+¿¿ 0.1M. ion

¿2+¿¿ dalam larutan ini sebagai [¿ (H 2O ) 6]2+¿¿.

3. Gelas beker 2 dituangi dengan 10 ml larutan induk ¿2+¿¿ 0.1M, 2 ml NH4OH pekat dan 7 ml akuades. Diamati perubahan warna yang terjadi.

4. Mengamati serapan kedua larutan tersebut dengan spektrofotometer yang dapat mengabsorbsi panjang gelombang antara 300-900 nm.

B. Kompleks Cu2+¿ ¿

1. Menyiapkan 2 buah gelas beker ukuran 50 ml.2. Gelas beker 1 dituangi dengan 10 ml larutan induk Cu2+¿ ¿ 0.1M.

ion Cu2+¿ ¿ dalam larutan ini sebagai [Cu (H 2O ) 4 ]2+¿ ¿.

3. Gelas beker dituangi 10 ml larutan induk Cu2+¿ ¿ 0.1M dan 2 ml NH4OH pekat.

4. Mengamati serapan larutan tersebut menggunakan spektrofotometer dengan akuades sebagai blankonya pada 660-850 nm.

V. Data Percobaan & Pembahasan

A. Data Percobaan

Larutan Absorbansi λ (nm) warna[¿ (H 2O ) 6]2+¿¿. 0.0106

-0.0492-0.0193

725461392

Hijau muda

[¿ (NH3 ) 6 ]2+¿¿. 0.31230.47190.7871

584.0364.5299.0

Biru

[Cu (NH 3 ) 4 ]2+¿ ¿. 0.9774 607.5 Biru tua

[Cu (H 2O ) 4 ]2+¿ ¿. 0.88 800 Biru muda

B. PembahasanPercobaan kali ini bertujuan untuk mempelajari perbedaan

kekuatan medan ligan antara ligan amonia dan air. Ligan merupakan molekul terkoordinasi dengan ion pusat masing-masing. Semakin kuat ligan, maka semakin besar energi transisinya. Dilihat secara teori, kekuatan ligan NH 3 lebih kuat dari H 2O sehingga λ kompleks akibat pengaruh ligan NH 3 lebih

pendek. Hal ini akan membuktikan bahwa akan menghasilkan energi transisi (∆E) yang besar.

Langkah awal adalah mempersiapkan 2 larutan yaitu

[¿ (NH3 ) 6 ]2+¿¿ dan [¿ (H 2O ) 6]2+¿¿ serta larutan [Cu (NH 3 ) 4 ]2+¿ ¿ dan

[Cu (H 2O ) 4 ]2+¿ ¿. Ligan NH 3 akan memberikan harga E yang lebih

besar daripada H 2O. Perbedaan energi tersebut menyebabkan masing-masing transisi akan dinaikkan dan akan mengalami pergeseran ketiga absorbsi nikel ke panjang gelombang yang lebih pendek. Hal ini sesuai rumus :

∆E = h cλ

Larutan [¿ (H 2O ) 6]2+¿¿ disiapkan dengan mengambil 10 ml

larutan ¿2+¿¿ 0.1M dan diencerkan ke dalam labu ukur 10 ml.

Sedangkan larutan [¿ (NH3 ) 6 ]2+¿¿ dibuat dengan cara mengambil

10 ml ¿2+¿¿ 0.1M dan ditambah 2 ml NH 3 pekat dan diencerkan dalam labu ukur 10 ml. Perubahan warna yang terjadi adalah dari

bening menjadi biru. Sedangkan [¿ (H 2O ) 6]2+¿¿ berwarna hijau

muda.

Larutan [Cu (NH 3 ) 4 ]2+¿ ¿ dan [Cu (H 2O ) 4 ]2+¿ ¿ dibuat dengan

cara yang sama seperti pembuatan Ni diatas. Perubahan warna

[Cu (H 2O ) 4 ]2+¿ ¿ berubah warna menjadi biru muda. Sedangkan

[Cu (NH 3 ) 4 ]2+¿ ¿ berwarna biru tua.

Selanjutnya dilakukan pengukuran panjang gelombang dan absorbansi untuk masing-masing larutan yang telah dibuat menggunakan spektrofotometer UV-VIS.

1) Pengukuran λ dan Absorbansi dari [Cu (H 2O ) 4 ]2+¿ ¿ dan

[Cu (NH 3 ) 4 ]2+¿ ¿.

Dari hasil percobaan didapatkan pada spektra

[Cu (H 2O ) 4 ]2+¿ ¿ didapatkan 1 puncak yaitu pada λ : 800 nm

dengan absorbansi : 0.88. sedangkan untuk senyawa kompleks

[Cu (NH 3 ) 4 ]2+¿ ¿ didapatkan 1 puncak pada λ : 607.5 nm dengan

absorbansi 0.9774. Dari hasil ini didapatkan λmax

[Cu (H 2O ) 4 ]2+¿ ¿ leboih besar daripada [Cu (NH 3 ) 4 ]2+¿ ¿. Karena

energi berbanding terbalik dengan λ, maka energi

[Cu (NH 3 ) 4 ]2+¿ ¿ lebih besar dari [Cu (H 2O ) 4 ]2+¿ ¿. Dari hasil

percobaan diperoleh harga E untuk [Cu (NH 3 ) 4 ]2+¿ ¿ sebesar

3.27 x10−19 j dan E untuk [Cu (H 2O ) 4 ]2+¿ ¿ adalah sebesar

3.48 x10−19 j.

Dapat disimpulkan bahwa kuat medan ligan NH 3 > H 2O. Hal ini sesuai dengan teori.

2) Pengukuran λmax dan Absorbansi dari [¿ (H 2O ) 6]2+¿¿ dan

[¿ (NH3 ) 6 ]2+¿¿.

Dari hasil percobaan untuk masing-masing senyawa

kompleks baik [¿ (H 2O ) 6]2+¿¿ atau [¿ (NH3 ) 6 ]2+¿¿ terdapat 3

puncak. Untuk kompleks [¿ (H 2O ) 6]2+¿¿ masing-masing puncak

yaitu pada λ 725 nm dengan Abs 0.0106 ; pada λ 461 nm dengan Abs -0.0492 dan pada λ 392 nm dengan Abs -0.0193. Dari perhitungan didapatkan hasil E pada λ m725 nm sebesar

2.74 x 10−19 j. E pada λ 461 nm sebesar 4.31 x10−19 j. Dan E

pada λ 392 nm sebesar 5.05 x10−19 j.

Sedangkan untuk kompleks [¿ (NH3 ) 6 ]2+¿¿ terdapat 3

puncak yaitu pada λ 584.0 nm dengan Abs 0.3123 dan E sebesar

3.4 x 10−19 j. Pada λ 364.5 nm dengan Abs 0.4719 dan E sebesar

5.45 x10−19 j dan juga pada λ 299.0 nm dengan Abs 0.7871 dan

E sebesar 6.6 x10−19 j.Dari perhitungan didapatkan bahwa kuat medan ligan

NH 3 > H 2O. Hal ini sesuai dengan teori bahwa kuat medan NH 3 lebih besar daripada H 2O.

Pada percobaan mungkin terdapat kesalahn. Hal ini terutama disebabkan oleh alat spektrofotometer yang sudah agak rusak. Sehingga dalam pengukuran tidak muncul spektra.

VI. KESIMPULAN

1. Medan ligan NH 3 lebih kuat daripada medan ligan H 2O karena senyawa

kompleks yang mengandung NH 3 energinya lebih besar daripada senyawa

kompleks yang mengandung H 2O sehingga λ pada NH 3 lebih pendek

daripada H 2O.2. Dari hasil percobaan

a. [¿ (H 2O ) 6]2+¿¿ = λ1 = 725 nm ; A = 0.0106 ; E = 2.74 x 10−19 j

= λ2 = 461 nm ; A = 0.0492 ; E = 4.31 x10−19 j

= λ3 = 392 nm ; A = 0.0193 ; E = 5.05 x10−19 j

b. [¿ (NH3 ) 6 ]2+¿¿ = λ1 = 584.0 nm ; A = 0.3123 ; E = 3.4 x 10−19 j

= λ2 = 364.5 nm ; A = 0.4719 ; E = 5.45 x10−19 j

= λ3 = 299.0 nm ; A = 0.7871 ; E = 6.6 x10−19 j

c. [Cu (NH 3 ) 4 ]2+¿ ¿= λ = 607.5 nm ; A = 0.9774 ; E = 3.27 x10−19 j

d. [Cu (H 2O ) 4 ]2+¿ ¿ = λ = 800 nm ; A = 0.88 ; E = 2.48 x10−19 j

VII. DAFTAR PUSTAKA

Cotton & Wilkinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta : UI Press.Syarifudin, Nuraini. 1990. Ikatan Kimia. Yogyakarta : UGM Press.Sukarti. 1989. Kimia 3. Klaten : PT. Intan Pariwara.Vogel. 1990. Analisis Anorganik Kualitatif. Jakarta : PT. Kalman Media.Kimia Anorganik II, Tim. 2011. Petunjuk Praktikum Kimia Anorganik II.

Surakarta : FMIPA UNS.http://id.scribd.com/doc/88957607/Kekuatan-Medan-Ligan-Laporanhttp://id.scribd.com/doc/92459298/Kekuatan-Ligan-Amonia-Dan-Air-Padahttp://himamia.mipa.uns.ac.id/2012/04/26/kekuatan-ligan-amonia-dan-air/