I.
I. Judul PercobaanJudul Percobaan : Pembuatan cis dan trans – kalium bisoksalato diaquokromat (III)
II.
II. Hari, Tanggal PercobaanHari, Tanggal Percobaan : Selasa, 21 Oktober 2014 III.
III. Tujuan PercobaanTujuan Percobaan :
1. Mempelajari pembuatan garam kompleks kalium dioksalatodiakuokromat (III).
2. Mempelajari sifat-sifat cis dan trans garam kompleks kalium dioksalatodiakuokromat (III).
IV.
IV. Dasar TeoriDasar Teori
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 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 isomer 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.
Isomeri geometri adalah isomer yang disebabkan oleh perbedaan letak atom atau gugus di dalam ruang. Isomer geometri sering disebut juga dengan isomer cis – trans. Isomeri ini tidak terdapat pada kompleks dengan struktur linier, trigonal planar, atau tetrahedral, tetapi umum terdapat pada kompleks segiempat planar dan oktahedral.
Berdasarkan jenis geometrisnya, senyawa atau ion kompleks dapat dibedakan menjadi cis dan trans yaitu MA4B2dan MA3B3. M merupakan atom ion pusat sedangkan A dan B merupakan ligan monodentat.
1. Tipe MA4B2 B B A A M A A CIS A A A A M B B TRANS
2. Tipe MA3B3 B B A A M B CIS B B B A M A TRANS
Isomer geometri ialah bagaimana ketegaran (rigidity) dalam molekul dapat mengakibatkan isomeri. Dua gugus yang terletak pada satu sisi ikatan pidisebut cis (dalam bahasa latin, “pada sisi yang sama”). Gugus-gugus yang terletak pada sisi-sisi yang berlawanan disebut trans (dalam bahasa latin, “berseberangan”). Campuran kompleks bentuk cis dan trans dapat dibuat 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 dikristal 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-diklorobis (trietilstibin) palladium dapat dikristalkan dalam larutan benzene meskipun dalam larutanhanya ada 6% 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+ → Cr 2+ + H2 ↑ Cr + HCl → Cr 2+ + 2Cl- + H2 ↑
Dengan adanya oksigen dari atmosfer, kromium sebagian atau seluruhnya menjadi teroksidasi ke keadaan tervalen:
Logam kromat biasanya adalah zat-zat padat berwarna, yang menghasilkan larutan kuning bila dapat larut dalam air, asam mineral encer, yaitu ion-ion hidrogen. Kromat berubah menjadi dikromat yang terakhir ini menghasilkan larutan yang merah jingga. Perubahan ini dibalikan oleh alkali, yaitu oleh ion-ion
hidroksil.
2CrO42-+ 2H+ ↔ Cr 2O72- + H2O atau
Cr 2O72- + 2OH- ↔ 2CrO42-+ H2O
Kelarutan kromat dari logam alkali dan dari kalsium serta magnesium larut dalam air; strontium kromat larut sangat sedikit. Kebanyakan logam-logam kromat lain tak larut dalam air.
EFEK TRANS EFEK TRANS
Untuk kompleks bujur sangkar, pengertian efek trans dapat digunakan untuk memberi alasan secara umum pada pembuatan isomer cis dan trans. Hasil reaksi penggantian ligan pada kompleks platina bujur sangkar menunjukkan bahwa ligan-ligan tertentu dapat melabilkan gugus/ligan lain yang berada pada posisi trans dengan ligan pengganti tersebut. Ligan yang telah dilabilkan itu kemudian akan diganti dengan ligan berikutnya. Contoh reaksi ion notrit, NO2-dengan ion kompleks tetra kloroplatinat (II).
Pt Cl Cl Cl Cl NO2 -Pt Cl Cl O2N Cl NO2 -Pt NO2 Cl O2N Cl
2-Urutan kira-kira dari pengaruh trans yang makin naik adalah: HH22O, OHO, OH--, NH, NH33<Cl<Cl --,
, BrBr--< SCN< SCN--, , II--, , NONO2-2-, , CC66HH55--<SC(NH<SC(NH22))22, , CHCH3-3-< < HH--, , PR PR 33,< ,< CC22HH44,, CN-, CO. Ditekankan di sini bahwa efek trans hanyala hfenomena belaka. Ini merupakan
efek gugus terkoordinasi terhadap laju subtitusi dalam posisi trans terhadapnya dalam kompleks segi empat 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.
V.
V. Alat dan BahanAlat dan Bahan Alat:
Gelas kimia 200 ml 2 buah
Gelas arloji besar 1 buah
Gelas arloji kecil 1 buah
Pembakar spirtus 1 buah
Kaki tiga 1 buah
Kasa 1 buah
Gelas ukur 25 ml 1 buah
Pipet tetes 2 buah
Kertas saring 2 buah
Bahan:
Asam oksalat, H2C2O4
Kalium dikromat, K 2Cr 2O7
Etanol, C2H5OH
Larutan ammonium hidroksida encer 0,1 M
VIII.
VIII. Analisis dan PembahasanAnalisis dan Pembahasan
Pada percobaan ini bertujuan untuk membuat isomer trans kalium bis oksalatodiakuokromat (III) dan cis kalium bis oksalatodiakuokromat (III). Kedua jenis pembuatan senyawa ini memiliki perbedaan hanya pada tehniknya saja yaitu proses pembuatan cis senyawa kompleks kalium dioksalatodiakuokromat (III) ditambahkan air dingin sedangkan pada pembuatan trans senyawa kompleks kalium dioksalatodiakuokromat (III) ditambahkan air panas. Tetapi pada dasarnya pembuatan kedua senyawa yang berbeda isomer ini adalah sama yaitu sama-sama
mereaksikan kalium kromat dan asam oksalat serta ditambahkan aquades.
Pembuatan isomer trans kalium bis oksalatodiakuokromat (III) Pembuatan isomer trans kalium bis oksalatodiakuokromat (III)
Mula-mula 3,0016 gram asam oksalat dihidrat yang berupa serbuk putih dilarutkan dengan sedikit mungkin aquades mendidih dalam gelas kimia 50 mL. Asam oksalat dihidrat adalah asam oksalat yang mempunyai dua buah molekul air dan mempunyai rumus molekul H2C2O4.2H2O. Kemudian ditambahkan sedikit demi sedikit larutan kalium dikromat yang dibuat dengan cara melarutkan 1,0003 gram kalium dikromat yang berupa serbuk jingga dengan sedikit mungkin aquades panas. Penambahan aquades dilakukan sebelum kedua zat ini dicampurkan karena trans lebih stabil dibandingkan cis sehingga ikatan pada trans lebih kuat dan sukar dilepaskan daripada cis. Penambahan aquades juga akan mempercat terjadinya reaksi. Lalu gelas kimia ditutup dengan kaca arloji sementara reaksi berlangsung untuk menghindari letupan yang menyertai reaksi. Lalu dikocok terus hingga tercampur sempurna. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
Gambar 1
Gambar 1 Struktur kompleks trans yang terbentuk
Pada reaksi diatas dihasilkan uap air dan gas CO2. Reaksi yang terjadi yakni reaksi eksoterm yang ditandai dengan dinding gelas kimia yang terasa panas. Dihasilkan larutan yang berwarna coklat dan larutan menjadi panas, proses terjadinya perubahan warna dari jingga dan putih menjadi coklat ini karena terbentuknya senyawa kompleks kalium dioksalatodiakuokromat yang memiliki dua macam ligan dan satu atom pusat dari logam transisi. Senyawa kompleks dapat terjadi karena adanya unsur transisi yaitu krom yang mempunyai orbital d yang kosong sehingga dapat diisi oleh unsur lain yaitu oksalat dan air bertindak sebagai ligan. Setelah itu larutan diuapkan di atas penangas air hingga volumenya tinggal separuh. Hal ini dilakukan agar air yang tidak diperlukan bisa habis dan tidak mempengaruhi pembentukan senyawa kompleks kalium dioksalatodiakuokromat. Kemudian dibiarkan menguap dengan sendirinya pada suhu kamar hingga tinggal sepertiga. Tujuannya adalah agar H2O yang masih ada dalam campuran bisa habis dan tidak mempengaruhi pembentukan senyawa kompleks kalium dioksalatodiakuokromat karena senyawa kompleks yang diinginkan hanya mengandung 2 molekul H2O dan 2 molekul C2O42- sebagai ligan, sehingga jika larutan tersebut masih banyak mengandung H2O atau air kemungkinan ligan H2O bertambah jumlahnya (lebih dari yang dinginkan). Kemudian kristal yang dihasilkan disaring dan diperoleh endapan ungu kehitaman lalu dicuci dengan aquades dingin, endapan menjadi sedikit larut. Setelah itu dicuci dengan etanol, endapan makin menggumpal. Kemudian dikeringka. Endapan yang dihasilkan ditimbang 3 kali sampai beratnya konstan dan diperoleh berat endapan sebesar 0,5976 gram. Sehingga diperoleh rendemen isomer trans
kalium bis oksalatodiakuokromat (III) sebesar 29 %. Persentase yang dihasilkan sangat kecil, yang menunjukkan bahwa kristal yang didapat belu sepenuhnya murni. Titik leleh isomer trans kalium bis oksalatodiakuokromat (III) 2020C dan secara teoritis, titik leleh isomer trans tidak lebih dari 300oC. Setelah itu dilakukan
uji menggunakan spektrofotometer UV-Visible. Salah satu sifat logam transisi yang dapat menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu dan memancarkan warna komplementer. Warna yang teramati merupakan warna yang tidak diserap oleh ion logam kompleks. Kemampuan tersebut disebabkan adanya elektron yang tidak berpasangan pada orbital d. Kristal yang dihasilkan dimasukan ke dalam tabung reaksi lalu diencerkan dengan aquades. Pada orbital d Cr (III) terdapat elektron yang tidak berpasangan, sehingga senyawa kompleks Cr (III) berwarna. Sebelum diuji kristal trans yang dihasilkan, dilakukan pengenceran terlebih dahulu karena untuk menguji dengan spektrofotometer UV-Vis tidak boleh terdapat endapan. Dari uji spektrofotometer UV-Vis, diperoleh grafik yang memiliki 2 puncak dengan absorbansi maksimum pada panjang gelombang 372 nm dan 270,8 nm. Hal ini menunjukkan bahwa isomer trans menyerap spektrum warna X dan Y sama seperti isomer cis. Sehingga warna yang dipancarkan pun sama, yaitu hijau.
Pembuata
Pembuatan isomer cis n isomer cis kalium bis kalium bis oksalatodiakuooksalatodiakuokromat (III)kromat (III)
Mula-mula 3,0003 gram kristal asam oksalat dihidrat yang berupa serbuk putih dengan 1,0010 gram kristal kalium dikromat yang berupa serbuk jingga dalam gelas kimia selanjutnya ditambahkan 1 tetes aquades lalu ditutup dengan kaca arloji, karena terjadi pelepasan uap air dan karbon dioksida. Penambahan aquades panas ini bertujuan untuk mempercepat terjadinya reaksi antar reaktan.Reaksi yang terjadi yakni reaksi eksoterm yang ditandai dengan dinding gelas kimia yang terasa panas dan juga larutan menjadi mendidih pada saat dikocok. Berikut reaksi yang terjadi
Gambar 2
Gambar 2 Struktur kompleks cis yang terbentuk
Campuran tersebut dikocok terus hingga zat tersebut bercampur. Campuran dijaga agar tidak menjadi larutan sehingga tidak terjadi kesetimbangan campuran antara isomer cis dan trans. Setelah dikocok campuran tersebut berubah menjadi gel ungu kehitaman. Setelah itu ditambahkan 5 mL larutan etanol dan dihasilkan
gumpalan. Penambahan etanol ini bertujuan untuk memadatkan seluruh endapan yang terbentuk. Selain itu etanol juga berfungsi untuk mengikat sisa H2O yang masih terdapat pada kristal. Kemudian diaduk lalu didekantasi dan diperoleh residu berupa gumpalan ungu kehitaman. Kemudian ditambahkan etanol lagi dan dihasilkan struktur yang lebih keras. Setelah itu disaring lalu dioven pada suhu 40°C dan dihailkan kristal berwarna hijau kehitaman. Kristal yang dihasilkan ditimbang dan diperoleh berat konstan sebesar 1,2745 gram dan diperoleh randemen sebesar 61,85692%, persentase yang dihasilkan cukup kecil yang menunjukkan bahwa kristal yang didapat belu sepenuhnya murni. Diperoleh titik leleh isomer cis kalium bis oksalatodiakuokromat (III) sebesar 2000C dan secara teoritis, titik leleh isomer cis tidak lebih dari 300oC. Secara teoritis, isomer cis dan trans akan memiliki perbedaan sifat, salah satunya titik leleh. Umumnya isomer trans memiliki titik leleh yang lebih rendah dari pada isomer cis. Namun perbedaan yang ditimbulkan tidak terlalu besar karena keduanya memiliki berat molekul yang sama, perbedaannya terletak pada gugus fungsi. Setelah itu dilakukan uji dengan menggunakan spektrofotometer UV-Visible. Salah satu sifat logam transisi yang dapat menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu dan memancarkan warna komplementer. Warna yang teramati merupakan warna yang tidak diserap oleh ion logam kompleks. Kemampuan tersebut disebabkan adanya elektron yang tidak berpasangan pada orbital d. Kristal yang dihasilkan
dimasukan ke dalam tabung reaksi lalu diencerkan dengan aquades. Pada orbital d Cr (III) terdapat elektron yang tidak berpasangan, sehingga senyawa kompleks Cr (III) berwarna. Sebelum diuji kristal trans yang dihasilkan, dilakukan pengenceran terlebih dahulu karena untuk menguji dengan spektrofotometer UV-Vis tidak
boleh terdapat endapan. Dari uji spektrofotometer UV-Vis, diperoleh grafik yang memiliki 2 puncak pada panjang gelombang 566 nm dan 362 nm. Hal ini menunjukkan bahwa isomer trans menyerap spektrum warna hijau untuk panjang gelombang 566 nm dan warna yang diteruskan (komplemen) adalah ungu.
λ yang diserap larutan, nm Warna radiasi elektromagnetik yang diserap Warna radiasi elektromagnetik yang diteruskan (komplemen) 380-450 Ungu Kuning-Hijau 450-495 Biru Kuning 495-570 Hijau Ungu 570-590 Kuning Biru 590-620 Jingga Hijau-Biru 620-750 Merah Biru-Hijau
Uji Kemurnian Isomer Uji Kemurnian Isomer
Pada percobaan ini bertujuan untuk mengidentifikasi isomer cis dan isomer trans dari kalium dioksalatodiakuokromat. Kristal kompleks yang diperoleh dari percobaan, masing-masing diletakkan pada kertas saring. Lalu diteteskan sedikit larutan ammonium encer. Ammonia (NH3), seperti halnya oksalat ataupun air yang mengikat krom, juga merupakan suatu ligan. Penambahannya dapat mensubstitusi ligan oksalat atau air. Akibatnya terdapat suatu bagian berupa larutan berwarna hijau tua yang dengan cepat menyebar merata. Bagian ini yang disebut sebagai cis kalium dioksalatodiakuokromat. Sedangkan untuk trans kalium dioksalatodiakuokromat, kristal yang ditetesi ammonia akan membentuk padatan berwarna coklat muda yang tidak larut. Berikut reaksi yang terjadi:
Perbedaan tersebut dapat dijelaskan dengan urutan pengaruh kekuatan efek trans ligan, yaitu: H2O < OH < NH3 < Cl < Br < I = NO2 = PR 3 << 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, 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.
IX.
IX. KesimpulanKesimpulan
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa
1. Kompleks cis dan trans dapat dibuat dengan cara mencampur komponen-komponen non-kompleks (penyusun kompleks), yaitu H2C2O4.2H2O dengan K 2Cr 2O4 dengan teknik penambahan aquades yang berbeda. 2. Dari pembuatan cis dan trans dari kalium dikromat dan asam oksalato
dihidrat diperoleh kristal berwarna hitam dengan berat konstan 0,5976 gram untuk isomer trans kalium bisoksalatodiakuokromat (III) dengan persen rendemen sebesar 29 % dan 1,2745 gram untuk cis kalium bisoksalatodiakuokromat (III) dengan persen rendemen sebesar 61,85 %. 3. Titik leleh trans kalium bisoksalatodiakuokromat (III) sebesar 202oC
sedangkan titik leleh cis kalium bisoksalatodiakuokromat (III) sebesar 290oC.
DAFTAR PUSTAKA DAFTAR PUSTAKA
Amaria, dkk. 2014. Penuntun Praktikum Anorganik II: Unsur-unsur
Golongan Transisi. Surabaya: UNESA Press.
Cotton and Wilkinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar . UI Press : Jakarta.
Fessenden & Fessenden. 1997. Kimia Organik Jilid 1. Erlangga. Jakarta.
Ruslan, Ronia. 2010. Laporan Praktikum Kimia Anorganik .
http://laporankimiaanorganik,blogspot.com/. Diakses pada tanggal 2 Desember 2014.
Shevla, G. 1990. Analisis Organik Kualitatif Makro Dan Semimakro. PT. Kalman Media Pustaka. Jakarta.
Syabattini, Annisa. 2009. Pembuatan Cis dan Trans Kalium
Dioksalatodiakuokromat .http://annisafusie.ordpress.com/2009/04/22
/pembuatan-cis-trans-kalium-dioksalatodiakuokromat.html. Diakses pada tanggal 2 Desember 2014.
JAWABAN PERTANYAAN JAWABAN PERTANYAAN
1. Pada bagian manakah pada ion oksalat yang berperan sebagai bidentat dalam reaksi pembentukan kompleks!
Jawab: Jawab:
Bagian ion oksalat yang berperan sebagai bidentat adalah atom O yang berasal dari ligan (C2O4)2.
2. Tuliskan reaksi yang terjadi pada proses pembentukan kompleks cis dan trans Jawab:
Jawab:
4H2C2O4.2H2O + K 2Cr 2O7→ 2K[Cr(C2O4)2(H2O)2] + 6CO2 + 7H2O
3. Tuliskan reaksi yang terjadi pada proses uji kemurnian cis dan trans! Jawab:
Jawab:
