rutha- pembuatan isomer cis dan trans
TRANSCRIPT
Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III
Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)
I. JUDUL PERCOBAAN :
Pembuatan Cis dan Trans – Kalium Bisoksalato Diaquokromat (III)
II. TANGGAL PERCOBAAN :
Selasa, 19 Maret 2013
III. TUJUAN PERCOBAAN :
1. Mempelajari pembuatan garam kompleks kalium bisoksalato
diaquokromat(III).
2. Mempelajari sifat–sifat cis dan trans garam kompleks kalium
bisoksalato diaquokromat(III).
IV. TINJAUAN PUSTAKA :
Stereokimia adalah studi mengenai molekul-molekul dalam ruang tiga dimensi, yakni
bagaimana atom-atom dalam sebuah molekul ditata dalam ruangan satu relatif terhadap yang
lain. Isomer geometri ialah bagaimana ketegaran (rigidity) dalam molekul dapat
mengakibatkan isomeri. Dua gugus yang terletak pada satu sisi ikatan pi disebut cis (latin,
“pada sisi yang sama”). Gugus-gugus yang terletak pada sisi-sisi yang berlawanan disebut
trans (latin, “berseberangan”).
Isomer adalah molekul atau ion yang mempunyai susunan kimia sama, tetapi struktur
berbeda. Perbedaan struktur biasanya tetap ada di dalam larutan, isomer dalam senyawa
kompleks yang penting ialah isomer geometri dan isomer optis. Kompleks yang hanya
mempunyai isomeri hanya kompleks-kompleks yang bereaksi sangat lambat atau kompleks
yang inert. Ini disebabkan karena kompleks-kompleks yang bereaksi cepat atau kompleks-
kompleks yang labil, sering bereaksi lebih lanjut membentuk isomer yang stabil.
Isomer geometri adalah stereoisomer yang posisinya tidak bisa saling dipertukarkan
(interconverted) tanpa memutus ikatan kimianya. Berdasarkan pada jenis isomer geometrinya
senyawa atau ion kompleks dapat dibedakan menjadi cis dan trans. Untuk kompleks
oktahedral ada dua tipe kompleks yang memiliki bentuk cis dan trans yaitu MA4B2 dan
MA3B3. M merupakan atom atau ion pusat sedangkan A dan B merupakan ligan monodentat.
Jika ligan monodentat diganti dengan multidentat, misalkan bidentat, maka akan dihasilkan
tipe kompleks, ML2B2, L merupakan ligan bidentat.
1 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010
Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III
Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)
Campuran kompleks bentuk cis dan trans dapat dengan cara mencampur komponen–
komponen non kompleks (penyusun kompleks). Berdasarkan pada perbedaan kelarutan
antara bentuk cis dan trans maka kedua jenis isomer itu dapat dipisahkan. Sebagai contoh
trans-dioksalatodiakuokrom(II) klorida dapat dikristalkan secara pelan-pelan dengan
melakukan penguapan larutan yang mengandung campuran bentuk cis dan trans. Dengan
penguapan kesetimbangan bentuk cis ↔ trans dapat digeser ke kanan karena kelarutan isomer
trans lebih rendah. Selain itu, pemisahan isomer cis dan trans berbeda, misalnya kompleks
cis-diklorbis (trietilstibin) paladium dapat dikristalkan dalam larutan bensen meskipuyn
dalam larutan hanya ada 60 % bentuk cis.
Kromium adalah logam kristalin yang putih, tak begitu liat dan tak dapat ditempa
dengan berat. Ia melebur pada 1765ºC. Logam ini larut dalam asam klorida encer atau pekat.
Jika tak terkena udara, akan membentuk ion-ion kromium(II) :
Cr + H+ → Cr2+ + H2 ↑
Cr + HCl → Cr2+ + 2Cl- + H2 ↑
Dengan adanya oksigen dari atmosfer, kromium sebagian atau seluruhnya menjadi
teroksidasi ke keadaan tervalen:
4Cr2+ + O2 + 4H+ → 4Cr3+ + 2H2O
Untuk kompleks planar segiempat, isomer cis–trans terjadi pada kompleks platina (II)
dengan rumus Pt (NH3)2Cl2. Untuk rumus jenis MX2Y2, bahwa jika bentuknya bujur sangkar
bidang, dua susunan isomer adalah mungkin. Dalam Pt(NH3)Cl2 kedua ligan klorida (dan
kedua ligan amonia) dapat disusun sehingga berada pada kedudukan yang saling
berdampingan, yang dinamai cis (latin, pada sisi ini) atau pada kedudukan yang
berseberangan yang dinamai trans (latin, di seberang). Gambar isomer cis dan trans, yaitu:
2 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010
Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III
Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)
Untuk bangun tetrahedral, hanya satu susunan yang mungkin. Membuat model-model
molekul akan membantu menunjukkan mengapa pendapat ini berlaku. Isomeri bujur sangkar-
bidang dapat dibedakan satu dengan lainnya, karena etilenadiamina akan bereaksi dengan
isomer cis untuk menggantikan kedua klorida itu, tetapi tak akan bereaksi dengan isomer
trans. Rupanya molekul H2NCH2CH2NH2 dapat membentuk dua ikatan dengan sudut 90º
tetapi tak dapat mengitari Pt untuk membentuk ikatan dengan sudut 180º.
Urutan kira-kira dari pengaruh trans yang makin naik adalah: H2O, OH-, NH3 < Cl-,
Br- < SCN-, I-, NO2-, C6H5
- < SC(NH2)2, CH3- < H-, PR3,< C2H4, CN-, CO. Ditekankan di sini
bahwa efek trans hanyalah fenomena belaka. Ini merupakan efek gugus terkoordinasi
terhadap laju subtitusi dalam posisi trans terhadapnya dalam kompleks segiempat atau
oktahedral. Deret efek trans terbukti sangat berguna untuk menerangkan prosedur sintetik
yang telah dikenal, dan mencari prosedur sintetik yang berguna. Sebagai contoh ditinjau
sintesis isomer cis dan trans dari [Pt(NH3)2Cl2] sintesis isomer cis dicapai dengan
mereaksikan ion [PtCl4]2- dengan amonia. Karena Cl- mempunyai pengaruh mengarahkan
trans lebih besar daripada NH3, subtitusi NH3 ke dalam [Pt(NH3)Cl3]- kurang layak terjadi
pada posisi trans terhadap NH3 yang sudah ada, sehingga isomer cis lebih disukai.
Teori Medan Kristal
Menurut Teori Medan Kristal (CFT), interaksi antara logam transisi dan ligan
diakibatkan oleh tarikan antara kation logam yang bermuatan positif dan elektron bukan-
ikatan ligan yang bermuatan negatif. Teori ini dikembangkan menurut perubahan energi dari
lima degenerasi orbital-d ketika dikelilingi oleh ligan-ligan. Ketika ligan mendekati ion
logam, elektron dari ligan akan berdekatan dengan beberapa orbital-d logam dan menjauhi
yang lainnya, menyebabkan hilangnya kedegeneratan (degeneracy). Elektron dari orbital-d
3 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010
Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III
Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)
dan dari ligan akan saling tolak menolak. Oleh karena itu, elektron-d yang berdekatan dengan
ligan akan memiliki energi yang lebih besar dari yang berjauhan dengan ligan, menyebabkan
pemisahan energi orbital-d. Pemisahan ini dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut:
sifat-sifat ion logam.
keadaaan oksidasi logam. Keadaan oksidasi yang lebih besar menyebabkan
pemisahan yang lebih besar.
susunan ligan disekitar ion logam.
sifat-sifat ligan yang mengelilingi ion logam. Efek ligan yang lebih kuat akan
menyebabkan perbedaan energi yang lebih besar antara orbital 3d yang berenergi
tinggi dengan yang berenergi rendah.
Struktur kompleks yang paling umum adalah oktahedral; dalam struktur ini, enam
ligan membentuk oktahedral di sekitar ion logam. Pada oktahedral simetri, orbital-d akan
berpisah menjadi dua kelompok energi dengan perbedaan energi Δoct. Orbital dxy, dxz dan dyz
akan memiliki energi yang lebih rendah daripada orbital dz2 and dx
2-y
2. Hal ini dikarenakan
orbital dxy, dxz dan dyz memiliki posisi yang lebih jauh dari ligan-ligan, sehingga mendapatkan
gaya tolak yang lebih kecil. Kompleks tetrahedral juga merupakan struktur yang umum;
dalam struktur ini, empat ligan membentuk tetrahedral disekitar ion logam. Dalam pemisahan
medan kristal tetrahedral, orbital-d kembali berpisah menjadi dua kelompok dengan
perbedaan energi Δtet. Orbital dz2 dan dx
2-y
2 akan memiliki energi orbital yang lebih rendah,
dan dxy, dxz dan dyz akan memiliki energi orbital yang lebih tinggi. Hal bertolak belakang
dengan struktur oktahedron. Selain itu, dikarenakan elektron ligan pada simetri tetrahedal
tidaklah berorientasi pada orbital-orbital-d, pemisahan energi akan lebih kecil daripada
pemisahan energi oktaherdal. Struktur geometri datar persegi juga dapat dideskripsikan oleh
CFT.
Besarnya perbedaan energi Δ antara dua kelompok orbital tergantung pada beberapa
faktor, seperti sifat-sifat ligan dan struktur geometri kompleks. Beberapa ligan selalu
menghasilkan nilai Δ yang kecil, sedangkan beberapa lainnya akan selalu menghasilkan nilai
yang lebih besar. Alasan di balik perbedaan ini dapat dijelaskan dengan teori medan ligan .
4 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010
Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III
Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)
Deret spektrokimia berikut adalah daftar-daftar ligan yang disusun berdasarkan perbedaan
energi Δ yang dihasilkan (disusun dari Δ yang kecil ke Δ yang besar):
I− < Br− < S2− < SCN− < Cl− < NO3− < N3
− < F− < OH− < C2O42− < H2O < NCS− < CH3CN < py
< NH3 < en < 2,2'-bipiridina < phen < NO2− < PPh3 < CN− < CO
Keadaan oksidasi logam juga memengaruhi besarnya Δ antara aras energi (energy
level) yang tinggi dan rendah. Semakin tinggi keadaan oksidasi logam, semakin tinggi pula
Δ. Kompleks V3+ akan memiliki Δ yang lebih besar dari kompleks V2+. Hal ini dikarenakan
perbedaan rapatan muatan yang mengijinkan ligan lebih dekat dengan ion V3+ daripada ion
V2+. Jarak antar ligan dan ion logam yang lebih kecil akan menyebabkan nilai Δ yang lebih
besar karena elektron logam dan ligan lebih berdekatan, sehingga gaya tolak menolak
menjadi lebih besar.
Spin-tinggi dan spin-rendah
Diagram medan kristal [Fe(NO2)6]3−
Ligan-ligan yang menyebabkan Δ pemisahan orbital-d yang lebih besar disebut sebagai ligan-
ligan medan kuat, seperti CN− dan CO. Senyawa kompleks yang memiliki ligan medan kuat tidak akan
menempatkan elektron-elektronnya ke orbital yang berenergi tinggi. Hal ini sesuai dengan asas
Aufbau. Kompleks yang demikian disebut sebagai "spin-rendah". Sebagai contoh, NO2− yang
merupakan ligan medan kuat, menghasilkan Δ yang besar. Ion oktahedron [Fe(NO2)6]3− yang memiliki
5 electron-d akan memiliki diagram pemisahan oktahedron yang kelima elektronnya berada di aras
t2g.
5 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010
Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III
Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)
Diagram medan kristal [FeBr6]3−
Sebaliknya, ligan-ligan (seperti I− dan Br−) yang menghasilkan Δ orbital-d yang kecil
disebut ligan medan lemah. Dalam kasus ini, adalah lebih mudah menempatkan elektron di
aras energi orbital yang lebih tinggi daripada menempatkan dua elektron pada orbital yang
sama. Ini dikarenakan gaya tolak antar dua elektron lebih besar daripada Δ. Oleh karena itu,
masing-masing elektron akan ditempatkan pada setiap orbital-d terlebih dahulu sebelum
dipasangkan. Hal ini sesuai dengan kaidah Hund dan menghasilan kompleks "spin-tinggi".
Sebagai contoh, Br− adalah ligan medan lemah dan menghasilkan Δoct yang lebih kecil.
Makan, ion [FeBr6]3−, yang juga memiliki 5 elektron-d, akan memiliki diagaram pemisahan
elektron yang kelima orbitalnya dipenuhi secara tunggal.
Agar pemisahan spin rendah terjadi, energi yang dibutuhkan untuk menempatkan
elektron ke orbital yang sudah berlektron tunggal harus lebih kecil dari energi yang
dibutuhkan untuk menempatkan elektron tambahan ke orbital eg sebesar Δ. Jika energi yang
diperlukan untuk memasangkan dua elektron lebih besar dari menempatkan satu elektron di
orbital eg, pemisahan spin tinggi akan terjadi.
Energi pemisahan medan kristal untuk kompleks logam tetrahedron (empat ligan),
Δtet, kira-kira sama dengan 4/9Δoct. Oleh karena itu, energi yang diperlukan untuk
memasangkan dua elektron biasanya lebih besar dari energi yang diperlukan untuk
menempatkan elektron di orbital yang berenergi lebih tinggi. Sehingga, kompleks tetrahedron
biasanya merupakan spin-tinggi.
Diagram pemisahan ini dapat membantu kita dalam memprediksikan sifat-sifat
magnetik dari senyawa koordinasi. Senyawa yang memiliki elektron yang takberpasangan
pada diagram pemisahannya bersifat paramagnetik dan akan ditarik oleh medan magnet.
6 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010
Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III
Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)
Sedangkan senyawa yang tidak memiliki elektron takberpasangan pada diagram
pemisahannya bersifat diamagnetik dan akan ditolak oleh medan magnet.
Energi stabilisasi medan kristal
Energi stabilisasi medan kristal (Bahasa Inggris:crystal field stabilization energy),
disingkat CFSE, adalah stabilitas yang dihasilkan dari penempatan ion logam pada medan
kristak yang dibentuk oleh sekelompok ligan-ligan. Ia muncul karena ketika orbital-d terpisah
pada medan ligan, beberapa dari orbital itu akan memiliki energi yang lebih rendah. Sebagai
contoh, pada kasus oktahedron, kelompok orbital t2g memiliki energi yang lebih rendah dari
energi orbital pada sentroid. Sehingga, jika terdapat sembarang elektron yang menempati
orbital-orbital ini, ion logam akan menjadi lebih stabil pada medan ligan relatif terhadap
sentroid dengan nilai yang dikenal sebagai CFSE. Sebaliknya, orbital-orbital eg (pada kasus
oktaheral) memiliki energi yang lebih tinggi daripada sentroid, sehingga menempatkan
elektron pada orbital tersebut menurunkan CFSE.
Energi stabilisasi medan kristal oktahedron
Jika pemisahan orbital-d pada medan oktahedron adalan Δoct, tiga orbital t2g
distabilkan relatif terhadap sentroid sebesar 2/5 Δoct, dan orbital-orbital eg didestabilkan sebesar 3/5 Δoct.
Stabilisasi medan kristal dapat digunakan dalam menjelaskan geometri kompleks
logam transisi. Alasan mengapa banyak kompleks d8 memiliki geometri datar persegi adalah
karena banyaknya stabilisasi medan kristal yang dihasilkan struktur geometri ini dengan
jumlah elektron 8.
7 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010
Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III
Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)
Warna kompleks logam transisi
Warna-warna cerah yang terlihat pada kebanyakan senyawa koordinasi dapat
dijelaskan dengan teori medan kristal ini. Jika orbital-d dari sebuah kompleks berpisah
menjadi dua kelompok seperti yang dijelaskan di atas, maka ketika molekul tersebut
menyerap foton dari cahaya tampak, satu atau lebih elektron yang berada dalam orbital
tersebut akan meloncat dari orbital-d yang berenergi lebih rendah ke orbital-d yang berenergi
lebih tinggi, menghasilkan keadaam atom yang tereksitasi. Perbedaan energi antara atom
yang berada dalam keadaan dasar dengan yang berada dalam keadaan tereksitasi sama
dengan energi foton yang diserap dan berbanding terbalik dengan gelombang cahaya. Karena
hanya gelombang-gelombang cahaya (λ) tertentu saja yang dapat diserap (gelombang yang
memiliki energi sama dengan energi eksitasi), senyawa-senyawa tersebut akan
memperlihatkan warna komplementer (gelombang cahaya yang tidak terserap).
Seperti yang dijelaskan di atas, ligan-ligan yang berbeda akan menghasilkan medan
kristal yang energinya berbeda-beda pula, sehingga kita bisa melihat warna-warna yang
bervariasi. Untuk sebuah ion logam, medan ligan yang lebih lemah akan membentuk
kompleks yang Δ-nya bernilai rendah, sehingga akan menyerap cahaya dengan λ yang lebih
panjang dan merendahkan frekuensi ν. Sebaliknya medan ligan yang lebih kuat akan
menghasilkan Δ yang lebih besar, menyerap λ yang lebih pendek, dan meningkatkan ν.
Sangtalah jarang energi foton yang terserap akan sama persis dengan perbedaan energi Δ;
terdapat beberapa faktor-faktor lain seperti tolakan elektron dan efek Jahn-Teller yang akan
memengaruhi perbedaan energi antara keadaan dasar dengan keadaan tereksitasi.
Warna-warna yang terlihat
Roda warna mendemonstrasikan warna senyawa yang akan terlihat jika ia hanya
menyerap satu gelombang cahaya. Sebagai contoh, jika senyawa tersebut menyerap warna
merah, maka ia akan tampak hijau.
λ diserap vs warna terpantau
400nm Ungu diserap, Hijau-kuning terpantau (λ 560nm)
8 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010
Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III
Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)
450nm Blue diserap, Kuning terpantau (λ 600nm)
490nm Biru-hijau diserap, Merah terpantau (λ 620nm)
570nm Kuning-hijau diserap, Ungu terpantau (λ 410nm)
580nm Kuning diserap, Biru tua terpantau (λ 430nm)
600nm Jingga diserap, Biru terpantau (λ 450nm)
650nm Merah diserap, Hijau terpantau (λ 520nm)
V. ALAT dan BAHAN :
Alat – Alat :
Gelas Kimia 100 ml 2 Buah
Gelas Kimia 50 ml 2 Buah
Gelas Arloji 2 Buah
Pemanas Spiritus 1 Set
Cawan Penguapan 1 Buah
Gelas Ukur 10 ml 1 Buah
Pipet Tetes 4 Buah
Timbangan Digital 1 Buah
Oven 1 Buah
Eksikator 1 Buah
Kertas Saring 4 Buah
Bahan – Bahan :
Asam Oksalat, H2C2O4
Kalium dikromat, K2Cr2O7
Etanol
Larutan amonium hidroksida encer (0,1 M)
Aquades
VI. CARA KERJA :
a. Pembuatan Isomer trans kalium bis oksalatodiakuokromat (III)
9 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010
3 gram asam oksalat dihidrat
Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III
Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)
10 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010
- Dilarutkan dengan 2 tetes aquades mendidih dalam gelas kimia 50 mL
Asam oksalat dihidrat + Air
- Ditambah 1 gram kalium dikromat yang dilarutkan (sedikit demi sedikit) dengan 2 tetes aquadest panas
- Ditutup gelas kimia dengan kaca arloji- Dikocok dengan kuat
Larutan ungu kehitaman mengental dan terbentuk gas
- Diuapkan diatas penangas (samapi volume separuh)
- Dibiarkan menguap pada suhu kamar(sampai volume menjadi 1/3)
Larutan ungu kehitaman mengental
Kristal Hitam
- Disaring kristalnya
- Dicuci dengan aquades dingin
- Dicuci dengan etanol
- Dicatat hasil, dinyatakan dalam persen
Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III
Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)
b. Pembuatan Isomer cis-kalium bisokasalatodiakuokromat(III)
c. Uji Kemurnian Isomer
11 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010
1 gram kalium dikromat
Pelepasan uap air dan CO2
3 gram asam oksalat
- Dicampur dalam cawan penguapan
- Ditambah 2 tetes aquades panas
- Ditutup dengan kaca arloji
- Dikocok dengan kuat
- Ditambah 5 ml Etanol
- Diaduk sampai dihasilkan endapan
- Dilakukan dekantasi
- Ditambah etanol sampai seluruhnya berkristal
- Disaring
- Dikeringkan dalam oven 400C
- Dicatat beratnya sampai konstan
Kristal Isomer Cis (Hasil Percobaan
Hasil randemen, warna, TL ?
- Ditempatkan pada kertas saring
- Ditetesin dengan larutan ammonium encer
Warna Hijau tua menyebar pada kertas saring (Cis)
Padatan berwarna coklat yang tidak larut (Trans)
Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III
Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)
VII. HASIL PENGAMATAN :
No Perlakuan Hasil Pengamatan Dugaan/Reaksi Kesimpulan
Sebelum Sesudah
12 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010
3 gram asam oksalat dihidrat
Dilarutkan dengan 2 tetes aquades mendidih dalam gelas kimia 50 mL
Asam oksalat dihidrat + Air
Ditambah 1 gram kalium dikromat yang dilarutkan (sedikit demi sedikit) dengan 2 tetes aquadest panasDitutup gelas kimia dengan kaca arlojiDikocok dengan kuat
Larutan ungu kehitaman mengental dan terbentuk gas
Diuapkan diatas penangas (samapi volume separuh)Dibiarkan menguap pada suhu kamar(sampai volume menjadi 1/3)
Larutan ungu kehitaman mengental dan terbentuk gas
Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III
Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)
1. Pembuatan Isomer
trans kalium bis
oksalatodiakuokromat
(III)
-
as.oksalat
dihidrat:
serbuk
putih
- kalium
dikromat:
serbuk
kristal
jingga (+
++)
- as.oksalat dihidrat +
air: endapan putih
- kalium dikromat +
air: endapan jingga (+
++)
- lar. as.oksalat
dihidrat + kalium
dikromat: larutan
ungu kehitaman
kental, terbentuk gas
putih
Setelah lar. diuapkan:
larutan ungu
kehitaman + kristal
hitam kental
- setelah dioven :
terbentuk kristal
hitam
Massa :
- berat I: 0,794 gr
- berat II: 0,786 gr
- berat III: 0,645 gr
- berat IV: 0,643 gr
- berat V: 0,639 gr
- berat VI: 0,508 gr
- berat VII: 0,502 gr
- berat VI: 0,502 gr
4H2C2O4.2H2O
+ K2Cr2O7
2K
[Cr(
C2O4)2(H2O)2]
Massa kristal
teoritis = 2,0604
gram
- kompleks trans-
kalium
bioksalatodiakuo
kromat(III) dapat
dibuat dari
pencampuran asam
oksalat dihidrat
dan kalium kromat
yang asam oksalat
dilarutkan terlebih
dahulu kemudian
dicampur sehingga
membentuk kristal
hitam.
%hasil kristal trans
= 3,1547 %
13 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010
1 gram kalium
dikromat
Pelepasan uap air dan CO2
3 gram asam
oksalat
Dicampur dalam cawan penguapanDitambah 2 tetes aquades panasDitutup dengan kaca arlojiDikocok dengan kuat
Ditambah 5 ml EtanolDiaduk sampai dihasilkan endapanDilakukan dekantasiDitambah etanol sampai seluruhnya berkristalDisaringDikeringkan dalam oven 400C
Hasil randemen, warna, TL
Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III
Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)
2 Pembuatan Isomer
cis-kalium
bisokasalato
diakuokromat (III)
- kalium
dikromat:
kristal
jingga(++
+)
-
as.oksalat
o
dihidrat:
serbuk
putih
- lar. as.oksalat
dihidrat + kalium
dikromat: larutan
ungu kehitaman
kental, terbentuk gas
putih
Setelah lar. diuapkan:
larutan ungu
kehijauan + kristal
hitam kental
- setelah dioven :
terbentuk kristal
hitam
Massa :
- berat I: 2,098 gr
- berat II: 2,090 gr
- berat III: 2,091 gr
- berat IV: 2,084 gr
- berat V: 2,075 gr
- berat VI: 2,076 gr
Berat kertas saring =
0,516 gr
Berat konstan = 1,560
gram
%hasil = 75,7134 %
4H2C2O4.2H2O
+ K2Cr2O7
2K
[Cr(
C2O4)2(H2O)2]
Massa kristal
teoritis = 2,0604
gram
- kompleks trans-
kalium
bioksalatodiakuo
kromat(III) dapat
dibuat dari
pencampuran asam
oksalat dihidrat
dan kalium kromat
yang asam oksalat
dilarutkan terlebih
dahulu kemudian
dicampur sehingga
membentuk kristal
hitam.
%hasil = 3,1547 %
14 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010
Kristal Isomer Cis (Hasil Percobaan)
Ditempatkan pada kertas saringDitetesin dengan larutan ammonium encer Diuji UV-Vis dan titik leleh
Warna Hijau tua menyebar pada kertas
saring
Kristal isomer trans (hasil percobaan)
Padatan berwarna coklat yang tidak larut
Ditempatkan pada kertas saringDitetesin dengan larutan ammonium encerDiuji UV-Vis dan titik leleh
Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III
Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)
3 Uji Kemurnian Isomer
- kristal
cis: hitam
- kristal
trans:
hitam
- warna hijau
menyebar
Sampel UV-Vis =
larutan kuning
kehijauan
hasil uji UV-Vis
kristal cis berupa 2
puncak di daerah
panjang gelombang
567 nm dengan
absorbansi
maksimum sebesar
0,090 dan daerah
350,50 nm dengan
absorbansi
maksimum 0,769.
TL = 165 °C
- padatan coklat muda
Penambahan
NH3 encer dapat
men-
substitusikan
ligan oksalat
atau air,
sehingga pada
kristal cis
terbentuk warna
hijau sedangkan
pada kristal
trans terbentuk
endapan coklat
muda yang tak
larut.
Hasil uji
UV-Vis kristal
trans berupa 1
puncak di daerah
panjang
gelombang 556
nm dengan
absorbansi
maksimum sebesar
0,109 sedangkan
hasil uji UV-Vis
kristal cis berupa 2
puncak di daerah
panjang
gelombang 567
nm dengan
absorbansi
maksimum sebesar
0,090 dan daerah
350,50 nm dengan
absorbansi
maksimum 0,769.
Berdasarka
n uji kemurnian
yang dilakukan,
kristal cis yang
diperoleh kurang
murni karena
didapatkan hasil
berupa campuran
rasemik yang
15 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010
Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III
Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)
tidak larut
Sampel UV-Vis =
larutan coklat muda
Hasil uji UV-Vis
kristal trans berupa 1
puncak di daerah
panjang gelombang
556 nm dengan
absorbansi maksimum
sebesar 0,109
TL = 158 °C.
berwarna hijau
setelah ditetesi
ammonium dan
berdasarkan uji
UV-Vis diperoleh
2 puncak
sedangkan kristal
transnya cukup
murni.
16 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010
Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III
Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)
VIII.PEMBAHASAN :
1. Pembuatan isomer trans kalium dioksalatodiakuokromat
Percobaan ini dilakukan untuk membuat isomer trans kalium
dioksalatodiakuokromat . Pembuatan isomer trans kalium dioksalatodiakuokromat
dapat dilakukan dengan melarutkan 3 gram asam oksalat dihidrat yang berwarna
putih dengan 2 tetes akuades panas. Asam oksalat dihidrat adalah asam oksalat yang
mempunyai dua buah molekul air dan mempunyai rumus molekul H2C2O4.2H2O.
Asam oksalat dihidrat yang dilarutkan memberikan larutan yang berwarna putih. Di
sisi lain kita juga membuat larutan kalium dikromat dengan cara melarutkan 1 gram
kalium dikromat yang berwarna jingga (+++) dengan 2 tetes akuades panas.
Penambahan akuades ini bertujuan untuk mempercepat terjadinya reaksi antara
reaktan. Larutan kalium dikromat berwarna jingga, ini disebabkan karena adanya
logam transisi yang dapat menimbulkan warna yaitu logam krom. Selain itu, beker
gelas yang digunakan untuk mereaksikan juga ditutup dengan gelas arloji, gunanya
untuk mencegah keluarnya kalor yang berasal dari akuades panas. Reaksi yang
terjadi adalah sebagai berikut:
4H2C2O4.2H2O + K2Cr2O7 → 2K[Cr(C2O4)2(H2O)2] + 6CO2 + 7H2O
Setelah kedua larutan tersebut dicampurkan, warna larutan menjadi ungu
kehitaman dan kental, proses terjadinya perubahan warna dari orange dan putih
menjadi ungu kehitaman ini karena terbentuknya senyawa kompleks kalium
dioksalatodiakuokromat, dimana dalam senyawa kompleks tersebut terdapat dua
macam ligan dan satu atom pusat dari logam transisi. Ligan yang terbentuk yaitu
ligan C2O42- dan H2O yang masing-masing berjumlah dua serta satu atom pusat
Cr(III). Selain itu juga timbul gas berwarna putih yaitu gas CO2.
Larutan yang telah dicampur tadi lalu diuapkan dengan menggunakan
penangas air hingga larutan tinggal setengahnya dan melanjutkan penguapan pada
suhu kamar. Tujuannya adalah agar H2O atau air yang tidak diperlukan atau tidak
diinginkan bisa habis dan tidak mempengaruhi pembentukan senyawa kompleks
kalium dioksalatodiakuokromat, karena senyawa kompleks tersebut hanya
mengandung 2 molekul H2O dan 2 molekul C2O42- sebagai ligan dan kalau dalam
larutan tersebut masih banyak mengandung H2O atau air kemungkinan ligan H2O
17 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010
Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III
Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)
bertambah jumlahnya yaitu lebih dari yang dinginkan sehingga untuk menghindari
itu diperlukan penguapan.
Setelah volumenya sepertiga saja maka saringlah kristal kemudian cuci
dengan akuades dingin dan setelah itu dengan etanol, terbentuk endapan yang
berwarna hitam yang merupakan isomer trans kalium dioksalatodiakuokromat (III).
Endapan yang dihasilkan ditimbang dan didapatkan berat endapan tersebut seberat
0,065 gram. Sehingga pada hasil perhitungan persen hasil isomer trans kalium
dioksalatodiakuokromat (III) sebesar 3,1547 %.
Perhitungan :
mol H 2 C 2O 4 .2 H 2O mula−mula= 3 gram126 gram /mol
=0.0238 mol
mol K 2 Cr 2 O7 mula−mula= 1 gram294 gram /mol
=0.0034 mol
berat teori K [Cr (C 2O 4 )2 ( H 2O ) 2 ]=0.0068 mol x303grammol
=2.0604 gram
% h asil= 0.065 gram2.0604 gram
x 100 %=3.1547 %
18 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010
Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III
Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)
2. Pembuatan isomer cis kalium dioksalatodiakuokromat
Percobaan ini dilakukan untuk membuat isomer cis kalium
dioksalatodiakuokromat. Pembuatan cis kalium dioksalatodiakuokromat (III)
dilakukan dengan mereaksikan 3 gram kristal asam oksalat dihidrat dengan 1 gram
kristal kalium dikromat dalam cawan pemanasan yang selanjutnya ditetesi dengan 1
tetes akuades dan ditutup cawan tersebut dengan gelas arloji selama reaksi
berlangsung. Penetesan akuades dilakukan setelah kedua padatan bercampur karena
kristal cis lebih cepat terbentuk daripada kristal trans.
Kedua jenis kristal higroskopis yang diberi setetes akuades tersebut meleleh
dan berubah menjadi larutan yang berwarna hitam secara perlahan-lahan. Setelah
semua kristal habis bereaksi dengan akuades kemudian ditambahkan 5 ml larutan
etanol. Penambahan etanol ini bertujuan untuk memadatkan seluruh endapan yang
terbentuk hingga terbentuk endapan yang berwarna hitam yang lebih padat.
Kemudian kristal yang terbentuk dikeringkan dioven bersuhu 60 °C selama 8 hari.
Kristal yang dihasilkan ditimbang dan didapatkan berat konstan kristal tersebut
seberat 1,560 gram. Dari hasil perhitungan didapatkan persen hasil isomer cis kalium
dioksalatodiakuokromat dalam kristal yang terbentuk sebesar 75,7134 %.
Perhitungan :
mol H 2 C 2O 4 .2 H 2O mula−mula= 3 gram126 gram /mol
=0.0238 mol
mol K 2 Cr 2 O7 mul a−mula= 1 gram294 gram /mol
=0.0034 mol
berat teori K [Cr (C 2O 4 )2 ( H 2O ) 2 ]=0.0068 mol x303grammol
=2.0604 gram
% h asil= 1.560 gram2.0604 gram
x 100 %=75.7134 %
19 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010
Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III
Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)
3. Uji kemurnian isomer
Uji ini bertujuan untuk membedakan yang mana isomer cis kalium
dioksalatodiakuokromat dan isomer transnya. Uji kemurnian dilakukan dengan
beberapa cara yaitu uji dengan penetesan ammonia encer, uji UV- Vis, serta uji titik
leleh.
a. Uji dengan Larutan Ammonia Encer
Sedikit kristal kompleks yang diperoleh dari percobaan, diletakkan pada
kertas saring. Lalu dilakukan penetesan ammonium encer. Pengujian
kemurnian kristal dilakukan dengan cara meletakkan kristal pada kertas
saring kemudian menambahkan larutan ammonium encer. Ammonia (NH3),
seperti halnya oksalat ataupun air yang mampu mengikat krom, juga
merupakan suatu ligan. Penambahannya dapat mensubstitusi ligan oksalat
atau air.
Pada kristal trans, terbentuk padatan coklat muda yang tidak larut saat
ditambahkan ammonium encer. Sedangkan pada kristal cis, padatan larut
membentuk warna hijau tua dan menyebar cepat pada kertas saring. Hal ini
dapat dijelaskan oleh pengaruh kekuatan efek trans dari beberapa ligan
yang terkait semisal pada urutan:
H2O < OH < NH3 < Cl < Br < I = NO2 = PR3 << CO = C2H4 = CN
Pada kristal trans :
NH3 tidak dapat menstubtitusi ligan oksalat karena kekuatan ligan NH3
dibawah ligan oksalat berdasarkan kekuatan efek trans. Sehingga larutan
ammonium encer tak dapat melarutkan kristal trans yang terbentuk. Namun
efek transnya diatas H2O, sehingga terjadi perubahan ligan H2O yang
mengakibatkan perubahan warna kristal menjadi coklat.
Pada kristal cis :
Efek tersebut mengalami kebalikan. NH3 memiliki kekuatan efek cis yang
lebih besar dari asam oksalat, sehingga mampu mensubstitusi ligan oksalat
dari kompleks. Akibatnya kompleks menjadi larut dan pergantian ligan
menyebabkan perubahan warna menjadi hijau tua.
b. Uji UV-Vis
20 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010
Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III
Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)
Tujuan pengujian UV-Visible untuk mengetahui panjang gelombang
maksimum kristal yang terbentuk. Pengujian UV-Visible dilakukan dengan
menguji larutan encer isomer cis dengan spektofotometri.
Kristal trans yang dilarutkan dalam air memiliki warna kecoklatan,
sehingga dapat diperkirakan bahwa spektranya akan memiliki panjang
gelombang maksimum pada rentang panjang gelombang visible yakni 380
nm-750 nm. Pada pengujian UV-Vis diperoleh 1 puncak dengan
absorbansi maksimum sebesar 0,109 pada panjang gelombang 556 nm.
Warna kecoklatan tergolong dalam warna kuning-hijau, serta panjang
gelombang maksimum tersebut masuk dalam rentang warna kuning-hijau
(Underwood, 2002).
Panjang gelombang ini masih masuk dalam rentang visible, dan juga
absorbansi tersebut masih termasuk dalam rentang toleransi kesalahan
minimum. Kemungkinan transisi elektron yang terjadi pada n π* yang
perubahan energinya rendah. Transisi elektronik terjadi antar orbital d dari
logam transisi dan orbital dari ligan.
Kristal cis yang dilarutkan dalam air memiliki warna kuning kehijauan,
sehingga dapat diperkirakan bahwa spektranya akan memiliki panjang
gelombang maksimum pada rentang panjang gelombang visible yakni 380
nm-750 nm. Namun pada pengujian UV-Vis diperoleh 2 puncak dengan
absorbansi maksimum puncak 1 sebesar 0,090 pada panjang gelombang
567 nm dan absorbansi maksimum puncak 2 sebesar 0,769 pada panjang
gelombang 350,50 nm.
Munculnya 2 puncak pada hasil uji UV-Vis kristal cis dikarenakan kristal
yang diperolah berwujud rasemik yaitu campuran 2 enansiomer yang ridak
dapat memutar bidang polarisasi. Namun komposisi campuran kristal tidak
sama karena absorbansi maksimumnya berbeda. Kristal trans memiliki
rentang serapan sinar UV pada energi yang lebih rendah daripada kristal
cis sehingga kemungkinan puncak pertama merupakan absorbansi
maksimum kristal trans pada campuran rasemik dan puncak kedua
merupakan absorbansi maksimum kristal cis. Maka absorbansi maksimum
21 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010
Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III
Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)
kristal cis sebesar 0,769 pada panjang gelombang 350,50 nm. Panjang
gelombang ini merupakan daerah rentang sinar UV bukan sinar visible
sehingga hasil yang diperoleh telah sesuai dengan teori bahwa absorbansi
maksimum kristal cis berada pada rentang sinar visibel karena perubahan
energinya tinggi. Kemungkinan transisi elektron yang terjadi pada n σ*
yang perubahan energinya lebih tinggi daripada kristal trans. Transisi
elektronik terjadi antar orbital d dari ligan. Sesuai diagram perubahan
energi transisi elektronik :
Kristal trans tergolong dalam sistem d4 dimana spin rendah energi
pembelahan ∆o lebih kecil dari pada energi perpasangan (pairing energi
=p) sehingga elektron akan mengisi orbital t2g terlebih dahulu dan
memenuhinya dengan berpasangan dan barulah mengisi orbital eg.
Sehingga konfigurasi elektron akan mengisi orbital t2g3 eg
1 pada sistem d4.
Sedangkan pada kristal cis juga tergolong dalam sistem d4, spin tinggi
∆o lebih besar dari pada energi perpasangan, sehingga elektron akan
mengisi orbital terlebih dahulu dan mengisi orbital eg. Sehingga
konfigurasi elektron akan mengisi orbital t2g4 pada sistem d4.
c. Uji Titik Leleh
Pengujian titik leleh kristal yang terbentuk bertujuan untuk mengetahui
titik leleh kristal cis yang terbentuk dan mengetahui kemurniannya. Kristal
22 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010
Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III
Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)
murni akan memiliki rentang leleh ± 1oC dari titik leleh kristal secara teori.
Meskipun struktur antara cis dan trans berbeda, namun perbedaan titik
lelehnya tidak mungkin terpaut hingga >120oC mengingat Mr kedua
kompleks adalah sama. Hasil pengujian titik leleh trans kalium
bisoksalatodiakuokromat (III) sebesar 158 °C sedangkan titik leleh cis
kalium bisoksalatodiakuokromat (III) sebesar 165 °C.
IX. KESIMPULAN :
Dari percobaan yang kami lakukan dapat kami simpulkan sebagai berikut :
1. Kompleks cis dan trans dapat dibuat dengan cara mencampur komponen-komponen
penyusun kompleks, yaitu H2C2O4.2H2O dengan K2Cr2O4 dengan cara penambahan
aquadest dalam komposisi yang berbeda membentuk kristal berwarna hitam.
Pembentukan kristal cis menjadi trans lebih lambat daripada trans menjadi cis.
2. Dari pembuatan kristal cis dan kalium disoksalatdiakuokromat(III) diperoleh kristal
berwarna hitam dengan berat konstan 0,065 gram untuk isomer trans kalium
disoksalatodiakuokromat(III) dan 1,560 gram untuk cis kalium
disoksalatodiakuokromat (III). Sehingga diperoleh pula persen hasil sebesar 3,1547
% untuk isomer trans kalium bisoksalatodiakuokromat (III) dan 75,7134 % untuk cis
kalium bisoksalatodiakuokromat (III).
3. Hasil uji UV-Vis kristal trans berupa 1 puncak di daerah panjang gelombang 556 nm
dengan absorbansi maksimum sebesar 0,109 sedangkan hasil uji UV-Vis kristal cis
berupa 2 puncak di daerah panjang gelombang 567 nm dengan absorbansi
maksimum sebesar 0,090 dan daerah 350,50 nm dengan absorbansi maksimum
0,769.
4. Titik leleh trans kalium bisoksalatodiakuokromat (III) sebesar 158 oC sedangkan titik
leleh cis kalium bisoksalatodiakuokromat (III) sebesar 165 oC.
5. Berdasarkan uji kemurnian yang dilakukan, kristal cis yang diperoleh kurang murni
karena didapatkan hasil berupa campuran rasemik yang berwarna hijau setelah
ditetesi ammonium dan berdasarkan uji UV-Vis diperoleh 2 puncak sedangkan
kristal transnya cukup murni.
23 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010
Laporan Resmi Praktikum Kimia Anorganik III
Pembuatan Cis dan Trans Kalium Bisoksalatodiakuokromat(III)
X. JAWABAN PERTANYAAN :
1. Pada bagian manakah pada ion oksalat yang berperan sebagai bidentat dalam
reaksi pembentukan kompleksnya ?
Dari atom O yang berasal dari ligan (C2O4)2
2. Tuliskan reaksi yang terjadi pada proses pembentukan kompleks cis dan trans !
4H2C2O4.2H2O + K2Cr2O7 → 2K[Cr(C2O4)2(H2O)2] + 6CO2 + 7H2O
3. Tuliskan reaksi yang terjadi pada proses uji kemurnian cis dan trans !
2K[Cr(C2O4)2(H2O)2] + 2NH3 2K[Cr(NH3)2(H2O)2]
XI. DAFTAR PUSTAKA :
Cotton and Wilkinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. UI Press : Jakarta.
Fessenden & Fessenden. 1997. Kimia Organik Jilid 1. Erlangga. Jakarta.
Keenan, Kleinfelter,Wood. 1992. Kimia Untuk Universitas. Jilid 2. Edisi Keenam.
Erlangga. Jakarta.
Syabatini, Annisa.2009.Pembuatan Cis dan Trans Kaliumdioksalatodiakuokromat.
http:/blogspot.com (diakses pada Minggu, 21 April 2013, Pukul : 20.00 WIB)
Shevla, G. 1990. Analisis Organik Kualitatif Makro Dan Semimakro. PT. Kalman Media
Pustaka. Jakarta.
Tim Dosen Kimia Anorganik III.2013.Penuntun Praktikum Kimia Anorganik III Unsur –
Unsur Golongan Transisi.Surabaya : Laboratorium Kimia Anorganik, Jurusan
Kimia, Fakultas MIPA, Unesa.
24 | Kelompok 2 / Pendidikan Kimia B 2010