PERCOBAAN I

PENENTUAN RUMUS MOLEKUL SENYAWA KOMPLEKS

I. TUJUAN

Mempelajari pembuatan dan penentuan molekul senyawa kompleks besi (II) Oksalat

II. PENDAHULUAN

Alhamdulillah Puji Syukur kehadiran Allah SWT. Karena Sang Khaliq lah

percobaan kali ini bisa dilakukan. Dengan kekuatan yang telah Allah SWT. Berikan dan

ilmu yang telah Allah ridhoi maka banyak penemuan-penemuan yang muncul di Alam

Semesta ini.

65. Lalu mereka bertemu dengan seorang hamba di antara hamba-hamba Kami,

yang telah Kami berikan kepadanya rahmat dari sisi Kami, dan yang telah Kami ajarkan

kepadanya ilmu dari sisi Kami[886].

Salah satunya yaitu Ilmu Kimia. Dengan banyak penemuan maka banyak pula

permasalahan yang timbul. Maka dari itu Perlu adanya pembuktian mengenai

penemuan-penemuan tersebut. Dengan demikian Pembuktian yang akan dilakukan

pada perconaan ini adalah mengenai Penentuan Rumus Molekul Senyawa Kompleks.

Reaksi antara dua molekul stabil atau lebih dapat menghasilkan produk reaksi

yang stabil dengan sifat karakteristik . Sebagai contoh komplek amina akan terbentuk

jika amina direaksikan dengan kobalt (II) klorida. Hakekat struktur senyawa kordinasi

adalah transfer elaktron yang terjadi antara ligan dan molekul atau ion logam. Dalam

bentuk paling sederhana, ikatan koordinasi terbentuk oleh transfer pasangan elektron

dari ligan atau molekul ke ion logam.

Molekul netral atau ion-ion yang bertindak sebagai ligan harus memiliki

pasangan elektron sunyi. Senyawa koordinasi paIing sederhana akan terbentuk dengan

ikatan sigma antara antara suatu ligan dengan molekul atau ion logam. Beberapa

senyawa komplek dikenal dimana ikatan sigma dan ikatan phi dari orbital 2p pada

oksigen memberi konstribusi pada seluruh ikatan. Dalam ligan yang lain seperti karbon

monoksida dan nitroksida, konstribusi dari ikatan phi berperan dalam seluruh ikatan.

Maka dari itu percobaan ini dilakukan.

III. DASAR TEORI

Senyawa kompleks dapat merupakan senyawa kompleks netral atau senyawa

kompleks ionik. Senyawa kompleks ionik terdiri atas ion positif (kation) dan ion negative

(anion), dimana salah satu atau kedua ion tersebut dapat merupakan ion kompleks. Dalam

pembentukan senyawa kompleks, atom logam atau ion logam disebut sebagai atom pusat,,

sedangkan atom yang dapat mendonorkan elektronnya ke atom logam atau ion logam

disebut atom donor. Ion dan molekul netral memiliki atom-atom donor yang disebut

dengan ligan. Atom pusat senyawa kompleks dapat merupakan unsur-unsur transisi atau

unsur-unsur logam utama. Atom pusat suatu senyawa kompleks dapat memiliki bilangan

oksidasi yang harganya positif, nol atau negatif. (Effendy, 2007).

Secara umum senyawa pembentukannya melibatkan pembentukan ikatan kovalen

koordinasi yang dapat pula dianggap sebagai senyawa koordinasi. Dalam konteks yang

lebih khusus, senyawa koordinasi adalah senyawa yang pembentukannya melibatkan

pembentukan ikatan kovalen koordinasi antar ion logam atau atom logam dengan atom

nonlogam. Pada awal perkembangannya, senyawa koordinasi disebut dengan senyawa

kompleks karena pembentukannya sulit untuk dijelaskandengan konsep valensi atau teori

ikatan kimia yang ada. Istilah senyawa koordinasi setelah Wemer menjelaskan bahwa ligan-

ligan terkoordinasi pada atom pusat terletak pada posisi tertentu. Fakta-fakta eksperimen

baru menunjukan banyak senyawa kompleks yang sangat sulit dijelaskan pembentukannya

denag teori yang ada, sehingga dimasa kini tampak istilah senyawa kompleks atau

kompleks cenderung lebih banyak dipakai dibandingkan senyawa koordinasi.(Vogel,1990).

Bilangan koordinasi menyatakan jumlah ruang yang tersedia sekitar atom atau ion

pusat biasa disebut dengan bulatan koordinasi yang masing-masing dapat dihuni satu ligan

(monodentat). Susunan logam-logam sekitar ion pusat adalah simetris. Menurut Lewis teori

tentang ikatan-ikatan kimia didasarkan atas pembentukan pasangan elektron, menerangka

pembentukan kompleks terjadi karena penyumbangan suatu pasangan elektron seluruhnya

oleh atom ligan kepada atom pusat. Ikatan datif kadang dinyatakan dengan sebuah anak

panah yang menunjukan arah penyumbangan elektron. Teori medan ligan menjelaskan

pembentukan kompleks atas dasar medan elektrostastik yangn diciptakan oleh lilgan-ligan

yang terkoordinasi sekeliling bulatan sebelah dalam dari atom pusat. Medan ligan

menyebabkan penguraian tingkatan energi bilangan orbital d atom pusat , yang lalu

menghasilakan enrgi untuk menstabilkan kompleks tersebut (energy stabilisasi medan

ligan). Salah satu fenomena yang paling umum terjadi bila ion kompleks terbentuk adalah

perubahan warna dalam larutan. Beberapa contoh adalah :

Cu 2+ + 4NH3 [Cu(NH3)4]2+

Biru biru tua gelap

Fe2+ + 6CN- [Fe(CN)6]4-

Hijau muda kuning

Ni 2+ + 6NH3 [Ni(NH3)6]2+

Hijau biru

Fe3+ + 6F- [FeF6]3-

Kuning tak berwarna (Vogel, 1990).

Ion kompleks dalam larutan terbentuk secara bertahap. Pembentukan kompleks

oktahedral satu ion logam dalam pelarut air dengan suatu ligan berlangsung melalui

mekanisme reaksi substitusi. Reaksi substitusi ion logam dengan masing-masing ligan

monodentat, bidentat atau tridentat berturut-turut terdiri dari enam, tiga dan dua tahap.

Sebagai contoh, ion logam dalam pelarut air membentuk kompleks [M(H2O)6]n+. Pada saat

ke dalam larutan ditambahkan ligan monodentat tidak bermuatan maka terjadi reaksi:

[M(H2O)6]n+ + L [M(H2O)5L]n+ + H2O

Reaksi tersebut terus berlangsung hingga keenam H2O tersubstitusi dan dihasilkan

kompleks [ML6]n+. Apabila ligan yang ditambahkan merupakan ligan bidentat maka reaksi

terdiri dari tiga tahap. Pada setiap tahap dua molekul H2O disubstitusi oleh satu ligan

bidentat hingga pada akhir reaksi diperoleh kompleks [ML3]n+ (Kristian. H, 2003).

Kompleks dengan satu ion logam pusat dikenal sebagai kompleks inti tunggal

(mononuklir). Salah satu kompleks mononuklir yang banyak diteliti adalah kompleks Fe(II)

dengan ligan C14H10N2 (2,(2’-pyridyl)quinoline = pq) misalnya [Fe(pq)2(ClO4)2],

[Fe(pq)2(ClO4)2].H2O, [Fe(pq)2(H2O)Br]Br.H2O, [Fe(pq)2(NCS)2], [Fe(pq)3](ClO4)2 1, [Fe(pq)3]

(ClO4)2.H2O 2, [Fe(pq)Cl2] 3. Ligan pq merupakan ligan bidentat turunan bpy (2,2’-bipyridine

= C10H8N2) yang dihasilkan dari substitusi benzo dalam posisi cis. Ligan pq sangat menarik

karena pada beberapa kasus menghasilkan kekuatan medan sedang yang dapat

memberikan efek spin crossover (Effendy, 2007).

Rumus molekul menentukan jumlah eksak atom-atom dari setiap unsur di dalm unit

terkecil suatu zat. Dalam pembahasan tentang molekul, setiap contoh diberikan bersama

dengan rumus molekulnya dalam di dalam tanda kurung. Jadi H2 adalah rumus molekul

untuk hydrogen,O2 adalah oksigen dan H2O adalah air. Angka subskrip menandai jumlah

atom suatu unsur yang ada dalam molukul itu. Dalam H2O tidak ada subskrip untuk O,

karena hanya ada satu oksigen dalam stu molekul air., dan angka satu dihilangkan dari

rumus. Perhatikan bahwa oksigen O2 dan ozon O3 adalah alotrop dari oksigen. Alotrop

adalah salah satu dari dua atau lebih dari dua bentuk lain dari unsur (Chang, 2003).

Besi dengan kemurnian yang tinggi tersedia sebagai standar primer. Besi dilarutkan

dalam larutan asam dan pada proses pelarutan besi (III) direduksi menjadi besi (II). Jika

kemudian larutan itu dititrasi dengan permanganat. Suatu larutan mangan (II) sulfat, asam

sulfat dan asam fosfat yang disebut larutan pencegah dapat ditambahkan ke dalam larutan

asam dari besi sebelum dititrasi dengan permanganate. Asam fosfat menurunkan

konsentrasi ion besi (III) dengan pembentukan kompleks, sehingga membantu untuk

memaksa agar reaksi brjalan lengjap dan juga menghilangkan warna kuning yang terdapat

pada besi (III) dalm media asam. Kompleks fosfat tidak berwarna dan titik akhir akan

menjadi lebih jelas (Day dan Underwood, 2002 ).

Besi dialam ditemukan sebagai unsur kimia ke sepuluh paling banyak. Hal ini

menyumbang kepada medan magnet bumi. Beberapa komleksi besi juga memiliki sifat

magnet. senyawa kompleks Fe(II)-Cr(III) dengan ligan oksalat memiliki rumus kimia

[(C6H9)4N][FeIICrIII(C2O4)3].H2O. Ligan oksalat pada kompleks tersebut berfungsi sebagai

jembatan antra ion besi (II) dengan khrom (III). Kompleks tersebut berwarna hijau

kekuningan dan bersifat paramagnet pada temperatur ruang. Pengukuran suseptibilitas

pada temperatur 80-300K menghasilkan peningkatan suseptibilitas pada temperatur makin

rendah yang menunjukkan kompleks yang terbentuk bersifat feromagnet (Effendy, 2007).

Titrasi redoks melibatkan reaksi oksidasi dan reduksi antara titrant dan analit.Titrasi

redoks banyak dipergunakan untuk penentuan kadar logam atau senyawa yang bersifat

sebagai oksidator atau reduktor. Aplikasi dalam bidang industri misalnya penentuan sulfite

dalam minuman anggur dengan menggunakan iodine, atau penentuan kadar alkohol

dengan menggunakan kalium dikromat. Beberapa contoh yang lain adalah penentuan asam

oksalat dengan menggunakan permanganate, penentuan besi(II) dengan serium(IV), dan

sebagainya. Karena melibatkan reaksi redoks maka pengetahuan tentang penyetaraan

reaksi redoks memegang peran penting, selain itu pengetahuan tentang perhitungan sel

volta, sifat oksidator dan reduktor juga sangat berperan. Dengan pengetahuan yang cukup

baik mengenai semua itu maka perhitungan stoikiometri titrasi redoks menjadi jauh lebih

mudah (Day dan Underwood, 2002 ).

Contoh titrasi redoks yang terkenal adalah iodimetri, iodometri, permanganometri

menggunakan titrant kalium permanganat untuk penentuan Fe2+ dan oksalat, Kalium

dikromat dipakai untuk titran penentuan Besi(II) dan Cu(I) dalam CuCl. Bromat dipakai

sebagai titrant untuk penentuan fenol, dan iodida (sebagai I2 yang dititrasi dengan

tiosulfat), dan Cerium(IV) yang bisa dipakai untuk titrant titrasi redoks penentuan

ferosianida dan nitrit (Day dan Underwood, 2002 ).

Titik akhir titrasi dalam titrasi redoks dapat dilakukan dengan mebuat kurva titrasi

antara potensial larutan dengan volume titrant, atau dapat juga menggunakan indicator.

Dengan memandang tingkat kemudahan dan efisiensi maka titrasi redoks dengan indicator

sering kali yang banyak dipilih. Beberapa titrasi redoks menggunakan warna titrant sebagai

indicator contohnya penentuan oksalat dengan permanganate, atau penentuan alkohol

dengan kalium dikromat (Day dan Underwood, 2002 ).

Permanganometri adalah titrasi yang dilakukan berdasar reaksi kalium

permanganat (KMnO4). Reaksi ini di fokuskan pada reaksi oksidasi dan reduksi ang terjadi

antar KMnO4 dengan bahan baku tertentu. Kalium permanganat merupakan zat coklat tua

yang menghasilkan larutan ungu bila dilaritkan dalam air. Kalium permanganat merupakan

pengoksid kuat yang bekerja berlainan menurut pH dari medium dan merupakan larutan

standar sekunder. Oleh sebab itu larutan KMnO4 harus distandarisasi agar larutan menjadi

standar primer. Dalam larutan asam ion permanganat direduksi menurut proses lima

elektron, bila bilangan oksidasi mangan di ubah dari +7 ke +2 adalah

MnO4- + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O (Oxtoby, 2001)

Kalium permanganat dapat bertindak sebagai indikator pada umumnya titrasi

dilakukan dalam suasana asam, karena akan lebih mudah mengamati titik akhir titrasinya.

Permananat bereaksi secara cepat dengan banyak reagen pereduksi namun beberapa

reaksi membutuhkan pemanas dan pengadukan atau penggunaan sebuah katalis untuk

mempercepat laju reaksi. (Anonim,2009).

Reaksi yang paling lazim dijumpai dalam laboratorium pengantar adalah reaksi

dalam larutan yang sangat asam. Permanganate bereaksi dengan cepat dengan banyak zat

pereduksi menurut reaksi 1,namun salah satu zat memerlukan pemanasan atau katalis

untuk mempercepat reaksi. Seandainya reaksi itu tidak lambat, akan dijumpai lebih banyak

kesulitan dalm menggunakan reagensia. Misalnya permanganate merupakan zat pengoksid

yang cukup kuat untuk mengoksidasi Mn(II) menjadi MnO2 menurut persamaan :

3Mn 2+ + 2MnO4 - + 2 H2O 5MnO (s) + 4H+

Sedikit kelebihan permangant yang ada pada titik akhir suatu titrasi telah cukup

untuk menimbulkan pengandapan MnO2. Dalam persiapan larutan permanganat harus

dilakukan tindakan pencegahan khusus dengan cara pemanasan untuk memusnahkan zat

pereduksi dan penyaringan lewat kaca masir ( filter tak mereduksi) untuk menyingkirkan

MnO2 dan agar proses oksidasi lebih cepat (Day dan Underwood, 2002 ).

Persamaan redoks yang berimbang haruslah dicari beberapa elektron yang

dilepaskan oleh zat pereduksi dan diambil zat pengoksid. Hal tersebut dapat diketahui

dengan mudah apabila persamaan reaksi setengah sel dari sistem redoks yang dilibatkan

itu telahdiketahui, contohnya adalah

H2O2 O2 + 2H+ + 2e

Dan MnO4- + 8H+ + 5e Mn2+ +4H2O (1)

Dapatlah dengan segera nampak bahwa 5 hidrogen peroksida akan melepaskan 10

elektron yang kemudian akan diambil 2 ion permanganat. Dari angka persamaan ini dapat

berimbang dengan sangat mudah. (Oxtoby, 2001)

IV. ALAT DAN BAHAN

1. Alat-alat

a. Pipet ukur 25mL

b. Pipet ukur 1mL

c. Gelas piala 150 mL

d. Pengaduk gelas

e. Pembakar spiritus dan tripot

f. Gelas arloji besar

g. Sendok sungu

h. Buret

i. Statif

j. Corong gelas

k. Erlenmeyer

l. Termometer

m. Pinset

n. Penyaring Buchner

o. Glass wool

2. Bahan – bahan

a. Ammonium besi (II) sulfat

b. Serbuk seng

c. Kalium permanganate

d. Aseton

e. Asam sulfat 2M

f. Kristal asam oksalat

g. Akuades

2.5 gram kristal asam oksalat

15 mL akuades

Larutan asam oksalat

4 gram ammonium besi(II) sulfat

12,5 mL Akuades

0,5 mL asam sulfat 2M dididihkan

Endapan yang terbentuk disaring

Dicuci dengan air panas

Dicuci dengan aseton

Endapan dikeringkan

Tentukan rendemen

0,2 gram rendemen 10 mL asam sulfat 2M

V. CARA KERJA

9

Tentukan kadar besi,oksalat dan air

Dicuci dengan H2SO4 2M

Disaring dengan glass wool

Dididihkan larutan dengan 2 gram serbuk seng ±10 menit

Dititrasi dengan KMnO4

Dititrasi dengan KMnO4

VI. PEMBAHASAN

Penentuan Rumus Molekul Senyawa Kompleks merupakan judul yang akan di

bahas pada percobaan kimia anorganik 2 kali ini, yang bertujuan mempelajari

pembuatan dan penentuan molekul senyawa kompleks besi (II) oksalat. Awal mula

percobaan ini yaitu menyiapkan larutan besi(II)oksalat yang dibuat dengan

dilarutkannya ammonium besi(II)sulfat dengan di tambahkannya akuades beserta

sedikit asam sulfat 2 M. Setelah itu membuat larutan asam oksalat dengan cara

melarutkan Kristal asam oksalat dengan beberapa mL akuades. Ditambahkannnya asam

sulfat pada pembuatan larutan besi(II) yaitu bertujuan agar larutan besi (II) oksalat

bersifat asam sama dengan asam oksalat jadi agar sama-sama asamnya serta yang

paling urgen yaitu karena besi merupakan zat reduksi yang lemah, sehingga jika

ditambah dengan asam oksalat maka akan mudah direduksi oleh permanganate.

Kemudian kedua larutan tersebut dicampurkan, dan akan terbentuk suatu

endapan dan warna kuning. Endapan tersebut adalah Fe2C2O4. Dan warna kuning yang

dihasilkan adalah suatu bukti bahwa telah terbentuknya ion Fe3+. Setelah kedua larutan

tersebut di campur lalu didihkan. Fungsi didihkan yaitu agar ketika dititrasi akan

diperoleh hasil yang maksimal karena titrasi akan maksimal apabila dipanaskan dan Fe

akan maksimal pada suhu yang berkisar 40-60oC.

Setelah melalui proses dididihkan maka proses selanjutnya yaitu penyaringan

endapan yang terbentuk, tidak lain yaitu endapan Fe2C2O4. Penyaringan dilakukan

menggunakan penyaringan Buchner. Ketika disaring menggunakan penyaring Buchner

residu yang telah tertangkap dicuci dengan 2 kali pencucian. Pencucian pertama

menggunakan air panas dan pencucian kedua menggunakan larutan aseton. Pencucian

bertujuan untuk membersihkan senyawa-senyawa organik.

Kemudian Endapan atau residu dikeringkan di dalam alat pengering. Tujuan

pengeringan yaitu untuk menghilangkan sisa-sisa air yang masih ada dalam residu tetapi

suhu yang digunakan tidak lebih dari suhu titik lebur residua atau Fe2C2O4. Setelah

10

melalui beberapa waktu dalam proses pengeringan kemudian ditentukan rendemenya.

Hasil rendemen di ambil beberapa gram dan di larutkan dengan beberapa mL asam

sulfat 2M. Kemudian dititrasi menggunakan larutan standar kalium permanganat sampai

titik ekivalen tercapai. Titrasi menggunakan kalium permanganate dikarenakan kalium

permanganate merupakan oksidator kuat.

Setelah dititrasi kemudian hasil titrasi tersebut di dididihkan dengan

menambahkan beberapa gram serbuk seng selama durasi waktu 10 menit.

Ditambahkannya serbuk seng karena seng (III) mereduksi Besi (III) menjadi Besi (II).

Kemudian sambil menunggu proses, disiapkannya corong yang pada mulut

corong telah di modifikasi menggunakan glass woll sebagai penyaring. Pemasangan

glass woll sangatlah hati-hati karena glass woll terbuat dari serabut-serabut gelas yang

dapat membahayakan kesehatan karena glass woll dapat terhirup sehingga

mengganggu proses pernapasan pada paru-paru bahkan dapat menimbulkan kematian,

maka perlu dipakainya masker untuk melindungi hidung. Setelah itu larutan disaring

menggunakan corong yang telah dimodifikasi tadi dan dicuci menggunakan larutan

H2SO4. 2M. kemudian dititrasi lagi menggunakan KMnO4. Dengan melalui berbagai

proses tadi maka dapat ditentukannya kadar besi, oksalat dan air.

VII. KESIMPULAN

Pembuatan serta penentuan molekul senyawa komplek besi (II) oksalat dapat

dilakukan dengan cara titrasi menggunakan larutan standart KMnO4 , mengetahui rumus

empiris serta massa molar dari senyawa tersebut.

Rumus yang terbentuk yaitu [FeC2O4]. 2 H2O dengan perbandingan rumus

empirisnya 1 : 1 : 2

11

VIII. DAFTAR PUSTAKA

Effendy, Ph.D.2007 . Prespektif Baru Kimia Koordinasi Jilid 1. Bayumedia Publising.

Malang

Khopkar. S.M. 2008 . Konsep Dasar Kimia Analitik. UI – Press. Jakarta

Underwoood, David . W. 2001. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi keenam. Erlangga : Jakarta

Vogel. 1985. Analisis Anorganik Kuantitatif Makro dan Semimakro Edisi Edisi ke Lima. PT

Kalman Media Pusaka : Jakarrta.

Mengetahui Yogyakarta, 04 April 2011

Asisten Praktikan,

Andika Fajar Setiawan Rifqi Mizan AUlawi

IX. LAMPIRAN

12

PERHITUNGAN

1. Titrasi I0,2 gram sampel KMnO4 V Titrasi = 6,4 mL2. Titrasi IILarutan Titrasi II + Zn KMnO4 V Titrasi = 1,7 mL3. Penentuan Kadar BesiMgrek Fe = m grek MnO4mmol Fe x n Fe = mmol MnO4- x n MnO4-

mmol Fe x 1 = 0,1 x 1,7 mL x 5mmol Fe = 0,85/1 = 0,85 mmol4. Penentuan Kadar C2O42-

Mgrek C2O42- = m grek MnO4mmol C2O42- x n C2O42- = mmol MnO4- x n MnO4-mmol C2O42- x 2 = 0,1 x (6,4-1,7) mL x 5mmol C2O42- = 0, x 4,7 mL x 5mmol C2O42- = 1,175 mmol

5. Penentuan kadar airKadar air = massa sampel – massa Fe – massa C2O42-

= 200 mg – (mmol Fe x Ar Fe) – (mmol C2O42- x Mr C2O42-)

= 200 mg – ( 0,85 x 55,9) - (1,175 mmol x 88)= 200 mg – 47,51 – 103,4

13

= 49,09 mgMmol air = 49,09

18=2,73mmol

Mol Fe : Mol C2O42- : mol H2O0,85 : 1,175 : 2,73 mmol1 : 1 : 2

14