TINJAUAN PUSTAKA
2.6 Karakterisasi Senyawa Kompleks
2.6.1 Spektroskopi UV-Vis
Spektroskopi UV-Vis merupakan metode analisis yang digunakan pada pengukuran panjang gelombang serta intensitas penyerapan cahaya UV dan Visibel oleh sampel. Cahaya yang diserap diukur sebagai absorbansi, sedangkan cahaya yang dihamburkan diukur sebagai transmitan (T). Hal ini dapat dinyatakan dengan hukum Lambert-Beer yang berbunyi “Jumlah radiasi cahaya tampak yang diserap atau ditransmisikan oleh suatu larutan merupakan suatu eksponen dari konsentrasi zat dan tebal larutan”. Berdasarkan hukum Lambert-Beer, rumus yang digunakan untuk menentukan banyak cahaya yang dihamburkan yaitu pada rumus persamaan (2.1) (Kosela, 2010):
15 dan absorbansi pada rumus persamaan (2.2) :
A = - log %T dengan ketentuan:
T = transmitansi
I0 = intensitas cahaya datang
I = intensitas cahaya setelah melewati sampel
Rumus yang diturunkan dari hukum Lambert-Beer dapat ditulis pada persamaan (2.3) sebagai berikut: A = ε . b. c Keterangan: A = absorbansi b = tebal kuvet (cm) c = konsentrasi larutan
ε = tetapan absorptivitas molar
Spektroskopi UV-Vis pada umumnya diterapkan pada molekul, ion anorganik atau kompleks. Spektrum cahaya tampak beserta warna-warna komplementer tertera pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Spektrum cahaya tampak (Underwood, 2001)
Panjang gelombang (nm) Warna Warna yang teramati
400-435 Violet Kuning-hijau 435-480 Biru Kuning 480-490 Hijau-biru Oranye 490-500 Biru-hijau Merah 500-560 Hijau Ungu 560-580 Kuning-hijau Violet 580-595 Kuning Biru 595-610 Oranye Hijau-biru 610-750 Merah Biru-hijau (2.1) (2.2) (2.3)
16
Spektrum cahaya tampak yang memiliki panjang gelombang 400-750 nm disebut cahaya sinambung. Warna dan panjang gelombang yang memiliki warna komplemen, jika keduanya bergabung akan menghasilkan cahaya putih (Underwood, 2001).
Kompleks logam transisi memiliki warna yang khas. Hal ini menunjukkan bahwa terdapat absorpsi di daerah sinar tampak dari elektron yang tereksitasi oleh cahaya tampak, dari tingkat energi orbital molekul kompleks yang diisi elektron ke tingkat energi yang kosong. Bila perbedaan energi antar orbital yang dapat mengalami transisi disebut ∆E, maka frekuensi absorpsi v diberikan oleh persamaan ∆E = hv. Transisi elektronik yang dihasilkan oleh pemompaan optis (cahaya) dibagi menjadi dua macam. Kedua orbital molekul yang memungkinkan transisi memiliki karakter utama d, transisi ini disebut transisi d-d atau transisi medan ligan, dan panjang gelombang absorpsinya tergantung pada pembelahan medan ligan. Sedangkan satu dari dua orbital memiliki karakter utama logam dan orbital yang lain memiliki karakter ligan, maka transisi ini disebut transisi transfer muatan.
Transisi transfer muatan dibagi menjadi dua macam yaitu transfer muatan logam ke ligan (MLCT) dan transfer muatan ligan ke logam (LMCT). Absorpsi transfer muatan lebih kuat daripada transisi absorpsi medan ligan. LMCT akan muncul ketika ligan memiliki pasangan elektron non-ikatan yang berenergi cukup tinggi, sedangkan MLCT akan muncul ketika ligan memiliki orbital π*
yang berenergi rendah. Dengan menggunakan teori medan kristal, diketahui bahwa dengan adanya ligan, orbital t2g dan eg terpecah sebesar ∆. Besar splitting pada ligan dapat dilihat dalam deret spektrokimia berikut ini:
I- < Br - < Cl- < F- < OH- < C2O4 < H2O < SCN- < NH3- < C2H8N2 < NO2- < CN-. Hasil analisis spektroskopi UV-Vis pada senyawa kompleks Co(HPIMP)2(imidazol)2 dimana HPIMP merupakan (2-{(E)-[(3-hydroxyphenyl)imino]methyl}phenol)2 tertera pada Tabel 2.3 (Asia dkk., 2013).
17
Tabel 2.3 Nilai absorbansi maksimum kompleks Senyawa Absorpsi maks(nm) Transisi (2-{(E)-[(3-hydroxyphenyl)imino]methyl}phenol)2 215 261 π → π * n → π * Imidazol 234 264 π → π * n → π * Co(2-{(E)- [(3hydroxyphenyl)imino]methyl}phenol)2(imidazol)2 645 630 594 4 T1g (F) → 4 T2g (F) 4 T1g (F) → 4 A2g (F) 4 T1g (F) → 4 T1g (P) Hubungan antara panjang gelombang dan nilai absorbansi dari senyawa kompleks Co(2-{(E)-[(3hydroxyphenil)imino]methyl}phenol)2(imidazol)2 dapat ditunjukkan pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5 Spektrum UV-Vis pada senyawa kompleks Co(2-{(E)-[(3hydroxyphenil)imino]methyl}phenol)2(imidazol)2
18 2.6.2 Spektroskopi FT-IR
Spektroskopi FT-IR (Fourier Transform-Infrared) merupakan metode analisis yang digunakan untuk mengetahui gugus fungsi dan karakterisasi material. Perbedaan dari spektroskopi FT-IR dengan spektroskopi inframerah adalah pada pengembangan sistem optiknya (Pavia, 2001). Panjang gelombang pada cahaya tampak berkisar antara 400 nm sampai 750 nm, namun pada daerah ini hanya sebagian kecil dari seluruh spektrum elektromagnetik. Panjang gelombang yang sedikit lebih pendek daripada panjang gelombang cahaya tampak terletak pada daerah ultraviolet, sedangkan yang sedikit lebih panjang terletak pada daerah inframerah. Radiasi dengan frekuensi lebih tinggi mengandung banyak gelombang per detik, sehingga panjang gelombang harus pendek. Panjang gelombang dan frekuensi berbanding terbalik seperti yang tertera pada pada rumus persamaan (2.4) sebagai berikut :
Keterangan:
υ = frekuensi (Hz)
c = laju rambat cahaya (3x1010 cm/s) λ = panjang gelombang (cm)
Dalam spektroskopi inframerah, frekuensi dinyatakan dalam bilangan gelombang. Bilangan gelombang dan panjang gelombang dapat diubah menjadi rumus persamaan (2.5) sebagai berikut:
Satuan bilangan gelombang adalah sepersentimeter (cm-1). Satuan yang digunakan untuk panjang gelombang dalam spektroskopi inframerah adalah mikrometer (µm), 1 µm diubah menjadi 10-4 cm. Besarnya frekeuensi tergantung pada kekuatan ikatan dan massa atom yang berikatan. Kekuatan ikatan rangkap tiga lebih besar dibandingkan rangkap dua, dan kekuatan iktan rangkap dua lebih besar (2.5)
19
dari ikatan tunggal (Kosela, 2010). Secara perumusan dinyatakan oleh HOOK’S pada rumus persamaan (2.6)
Keterangan:
υ = frekuensi (Hz) f = kekuatan ikatan
m1 dan m2 = massa atom 1 dan 2 (gram) c = rambat cahaya (3x1010 cm/det)
Vibrasi dasar pada suatu senyawa ada dua macam, yaitu vibrasi ulur dan vibrasi tekuk. Vibrasi ulur adalah vibrasi yang terjadi pada suatu bidang sepanjang sumbu ikatan, sehingga tampak terjadi perubahan sinambung jarak dua atom dalam satu molekul. Vibrasi ulur ada dua macam, yaitu vibrasi ulur simetris dan vibrasi ulur tidak simetris. Vibrasi tekuk adalah vibrasi yang terjadi karena adanya perubahan sudut ikatan secara berkala dan seimbang sehingga menyebabkan pembesaran atau pengecilan sudut ikatan. Vibrasi tekuk mempunyai beberapa macam, yaitu vibrasi tekuk mengayun satu bidang, vibrasi tekuk menggunting satu bidang, vibrasi tekuk berputar keluar bidang, vibrasi tekuk berayun keluar bidang.
Senyawa kompleks antara ion logam dengan ligan yang terbentuk akan mengubah frekuensi puncak serapan yang telah ada. Vibrasi yang ada pada senyawa kompleks terdiri dari berbagai jenis, yaitu vibrasi ligan, vibrasi coupling, dan vibrasi M-donor antar ligan. Data spektra FT-IR (υ cm-1) dari 2-{(E)-[(3-hydroxyphenyl)imino]methyl}phenol, imidazol dan kompleks nya tertera pada Tabel 2.4 (Asia, dkk., 2013).