STUDI KINETIKA REAKSI KOMPLEKS Cis- [Co(bipy) 2 (CN) 2 ] DENGAN GAS NO 2 MENGGUNAKAN METODE SPEKTROFOTOMETRI UV-Vis

(1)

ABSTRAK

STUDI KINETIKA REAKSI KOMPLEKS

Cis-[Co(bipy)2(CN)2] DENGAN GAS NO2MENGGUNAKAN METODE SPEKTROFOTOMETRIUV-Vis

Oleh

Rusyda Ulfa Aryani

Dalam penelitian ini telah dipelajari kinetika reaksi senyawa kompleks

Cis-[Co(bipy)2(CN)2] dengan gas NO2 menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis.Hasil penelitian menunjukkan bahwa kondisi optimum pada pH 5 dengan nilai orde reaksinya adalah 0,6882. Suhu optimum senyawa kompleks

Cis-[Co(bipy)(NO2)(CN)2] adalah 70oC dan energi aktivasinya sebesar 6,5223

Kkal/mol.K. Dari data yang diperoleh diketahui bahwa semakin tinggi suhu maka laju reaksi akan semakin cepat dan konstanta laju reaksi akan semakin besar. Spektrum inframerah kompleksCis-[Co(bipy)(NO2)(CN)2] menunjukkan

karakterisasi ikatan M-NO2pada 1442,75 cm-1dan 1471,69 cm-1(teori 1400

-1600 cm-1_{), ikatan ini menandakan bahwa logam Co berikatan langsung pada}

gugus NO2.

Kata kunci: kompleksCis-[Co(bipy)(NO2)(CN)2], SpektrofotometriUV-Vis,

(2)

ABSTRACT

THE KINETIC STUDY OF REACTION OFcis-[Co(bipy)2(CN)2] COMPLEX WITH NO2GAS USING UV-VIS SPECTROPHOTOMETRY

METHOD

By

Rusyda Ulfa Aryani

In this research, it has been studied the kinetic reaction ofcis-[Co(bipy)2(CN)2]

complex with NO2gas using UV-Vis spectrophotometry method. The results

showed that the optimum condition was obtained at pH 5 with an order reaction of 0.6882. The optimum temperature ofcis-Co(bipy)(NO2)(CN)2complex was 70ºC

and its activation energy was 6.5223 Kcal/mol.K. Based on the data obtained, it is known that the higher the temperature used, the faster the reaction rate and the higher the reaction rate constant observed. The IR spectrum of

cis-[Co(bipy)(NO2)(CN)2] complex showed the characterized of M-NO2bond

at1442.75 and 1471.69 cm-1_{(while the theoretical values were in the range of}

1400 - 1600 cm-1_{), this bond is an indication that the Co metal was directly bound}

to NO2group.

Keyword:cis-[Co(bipy)(NO2)(CN)2] complex, UV-Vis spectrophotometry,

(3)

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan :

1. Laju reaksi senyawa kompleksCis-[Co(bipy)2(CN)2] dengan gas NO2merupakan reaksi

orde pertama pada pH 5, dan reaksi orde nol pada pH 7 dan 8.

2. Semakin tinggi temperatur maka semakin cepat laju reaksi, dimana suhu optimum reaksi

senyawa kompleksCis-[Co(bipy)2(CN)2] dengan gas NO2adalah 70oC.

3. Energi aktivasi dari reaksi senyawa kompleksCis-[Co(bipy)2(CN)2] dengan gas NO2adalah

6,5223kkal/mol._K.

5.2 Saran

Berdasarkan hasil penelitian ini, perlu dipelajari lebih lanjut bagaimana

memanfaatkan kompleksCis-[Co(bipy)2(CN)2] ini sebagai adsorben polutan

(4)

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Pencemaran udara adalah masuknya, atau tercampurnya unsur-unsur berbahaya ke dalam

atmosfir yang dapat mengakibatkan terjadinya kerusakan lingkungan, gangguan pada kesehatan

manusia serta secara umum menurunkan kualitas lingkungan. Pencemaran udara dewasa ini

semakin menampakkan kondisi yang sangat memprihatinkan. Sumber pencemaran udara dapat

berasal dari berbagai kegiatan, antara lain; industri, transportasi, perkantoran, dan perumahan.

Berbagai kegiatan tersebut merupakan kontribusi terbesar dari pencemaran udara yang dibuang

ke udara bebas. Dampak dari pencemaran udara tersebut adalah menyebabkan penurunan

kualitas udara, yang berdampak negatif terhadap kesehatan manusia (Diakses dari

http://id.wikipedia.org/wiki/Pencemaran_udara).

Ketidakpedulian terhadap penggunaan bahan bakar bersih, diversifikasi energi, pengendalian

emisi, dan manajemen transportasi kini telah berdampak. Hasil penelitian menunjukkan bahwa

pencemaran udara di Jakarta dan kota-kota besar lain di Indonesia sudah mencapai titik kritis

karena melampaui baku mutu dengan polutan utama gas nitrogen oksida (NO) (Ulhaq, 2006)

Senyawa kompleks merupakan hasil dari interaksi antara asam dan basa lewis. Atom atau ion

(5)

menerima pasangan elektron yang disumbangkan oleh ligan yang bertindak sebagi basa (Miller,

1984)

Dalam kehidupan sehari-hari senyawa kompleks baik yang berupa hasil alam ataupun buatan

memiliki peranan dan arti penting seperti enzim dalam sistem biologi, katalis dalam suatu reaksi.

Salah satu keistimewaan dari reaksi kompleks adalah reaksi pergantian ligan melalui efek trans.

Dalam kimia koordinasi NO atau NO2dapat berperan sebagai ligan sehingga membentuk

senyawa kompleks dengan beberapa logam transisi. Ligan NO2dalam deret spektrokimia lebih

kuat dibandingkan ligan bipy dan lebih lemah dari ligan CN. Bila ligan NO2direaksikan dengan

senyawa kompleks yang mengandung ligan bipy dan CN maka kemungkinan yang akan

tergantikan adalah bipyridin (Sukardjo, 1989).

Kobalt (II) merupakan salah satu ion logam transisi deret pertama dengan konfigurasi elektron

pada kulit terluar 3d7_4s0_{. Logam kobalt (II) sudah banyak yang disintesis membentuk senyawa}

kompleks melalui donor pasangan elektron dari suatu ligan dan dapat membentuk kompleks spin

rendah dengan suatu ligan-ligan kuat. Salah satu kelebihan dari logam transisi deret pertama

diantaranya bersifat magnetik dan keistimewaan yang khas dari atom-atom logam transisi grup d

adalah kemampuannya untuk membentuk kompleks dengan berbagai molekul netral dan

berbagai molekul dengan orbi -bipiridin dan

1,10-fenantrolin (Cotton dan Wilkinson, 1989)

Kestabilan kompleks adalah suatu hal yang penting untuk diperhatikan dalam pembentukan

kompleks, karena banyak variabel yang berkaitan dengan atom logam pusat dan ligan disamping

variabel yang muncul dari pelarut yang berbeda dan kondisi kisi padat maka masalah kestabilan

pada pembentukan ini menjadi rumit. Ada dua jenis kestabilan pada pembentukan senyawa

(6)

menyangkut tenaga ikatan antara logam dengan ligan, tetapan kestabilan dan beberapa tetapan

termodinamika lainnya yang diturunkan dari kedua besaran tersebut. Kestabilan kinetika

khususnya senyawa kompleks dalam larutan yang berhubungan dengan laju reaksi, mekanisme

reaksi kimia serta besaran-besaran yang terlibat dalam pembentukan kompleks.

Reaksi pergantian ligan dalam kompleks bujur sangkar dan oktahedral melibatkan aspek

stereokimia terutama adanya efektrans. Suatu deret ligan telah disusun berdasarkan

kemampuannya mensubstitusi dalam posisitransterhadapnya. Fenomena tersebut dikenal

dengan efektrans.Urutan pengaruhtransyang makin naik untuk reaksi substitusi pada

pembentukan kompleks Pt (II) adalah : CO, CN-_{, C}

2H4> PR3, NO > CH3-, SC (NH2)2> C6H5-,

NO2-, I-, SCN > Br-> Cl-> NH3, py, RNH2, F-> OH-> H2O (Day dan Selbin, 1993).

-bipiridin, 1,10- -terpiridin termasuk kedalam ligan-ligan feroin.

Ligan-ligan ini dapat membentuk kompleks yang memiliki intensitas warna yang kuat, sehingga

ligan-ligan ini dapat dipakai luas dalam reaksi warna pada kompleks khelat yang lebih stabil.

Ligan bidentat secara termodinamika memiliki kestabilan pembentukan yang lebih besar

dibandingkan ligan monodentat sehingga senyawa kompleks yang terbentuk mempunyai serapan

warna yang jelas.

Sifat-sifat senyawa kompleks menggunakan ion logam kobalt (II) telah banyak dipelajari,

diantaranya Handayani (2008) yang telah mensintesis kompleksCis-[Co(bipy)2(CN)2] .4 H2O .

Senyawa ini menunjukkan serapan maksimum pada panjang gelombang 484,5 nm dengan

absorbansinya 0,303. Kompleks tersebut diinteraksikan dengan gas NO2yang kemudian

mengalami perubahan warna padatan kompleks dari warna coklat terang (sebelum interaksi)

menjadi warna coklat orange (setelah interaksi). Handayani (2008) juga melakukan analisis

(7)

UV-Visyang menunjukkan pergeseran panjang gelombang dari 484,5 nm ke 692,5 nm

(batokromik).

Subki (2008) mengkarakterisasi kompleksCis-[Co(bipy)2(CN)2] yang telah berinteraksi dengan

gas NO2dengan spektrofotometri IR. Hasilnya menunjukkan karakteristik ikatan kuat pada

1386,82 cm-1_{dan 1761,01 cm}-1_{yang merupakan puncak serapan untuk NO}₂ _dengan

karakteristik ikatan M-NO2. Ikatan ini menandakan bahwa logam Co terikat langsung dengan

ligan NO2. Termogram hasil pengukuran kompleksCis-[Co(bipy)2(CN)2] yang telah

berinteraksi dengan NO2menunjukkan terjadinya pengurangan berat sebesar 24,5 % (3,717 mg)

pada suhu 387,2o_C-899,5o_{C hampir setara dengan lepasnya dua molekul NO}

2yaitu 22,2 %.

Hasil analisis yang dilakukan Subki (2008) diduga adalah senyawa kompleks

Cis-[Co(bipy)(CN)2(NO2)2] 3H2O.

Berdasarkan uraian di atas, pada penelitian ini telah dilakukan penentuan kondisi optimum yang

meliputi pengaruh suhu dan pH melalui pendekatan studi kinetika dan termodinamika kimia

interaksi senyawa kompleksCis-[Co(bipy)2(CN)2] dengan NO2- yang hasil interaksi tersebut

akan dikarakterisasi menggunakan spektrofotometerUV-VISdan spektrofotometerIR.

1.2 Tujuan Penelitian

1. Mempelajari pengaruh pH terhadap proses laju interaksi senyawa kompleks

Cis-[Co(Bipy)2(CN)2] dengan gas NO2.

2. Mempelajari pengaruh temperatur terhadap laju interaksi senyawa kompleksCis

-[Co(Bipy)2(CN)2] dengan gas NO2.

3. Menentukan energi aktifasi senyawa kompleksCis-[Co(Bipy)2(CN)2] dengan gas NO2.

(8)

Diharapkan setelah melakukan penelitian ini dapat memberikan pemahaman tentang kinetika

kimia pada reaksi kompleksCis-[Co(bipy)2(CN)2] dengan gas NO2dan hasilnya digunakan

sebagai acuan dalam pemanfaatan senyawa kompleks sebagai absorben untuk meengabsorpsi

NOx di udara, sehingga dapat mengurangi dampak negatif dari pencemaran lingkungan seperti