SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS DARI PERAK(I) ASETAT DAN PERAK(I) FORMAT DENGAN DETU

296

MAKALAH

PARALEL

PARALEL E

ISBN :978-602-73159-8

SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS DARI

PERAK(I) ASETAT DAN PERAK(I) FORMAT DENGAN DETU

Fariati

1*

_{, Wiwit Dwi Indraningsih}

2

_{, Effendy}

2

_{, dan Wahyu Widodo}

2

1,2 _{Kimia, FMIPA, Universitas Negeri Malang}

Jalan Semarang 5, Malang 65145

* Untuk korespondensi e-mail: f4riati@gmail.com; wiwitd94@gmail.com;

ABSTRAK

Sintesis senyawa kompleks dari perak(I) asetat (AgC2H3O2) dan ligan etu (C3H6N2S)

telah terbentuk sebagai kompleks monomer molekuler [Ag(etu)3(OOCCH3)]2. Etu dan detu

(C5H12N2S) memiliki pola koordinasi yang mirip. Senyawa kompleks dari perak(I) asetat dengan

detu (senyawa A) dan perak(I) format dengan detu (senyawa B) belum dilaporkan. Sintesis senyawa A menggunakan pelarut metanol pada 25°C dan senyawa B dengan asetonitril, 20°C. Senyawa kompleks hasil sintesis dikarakterisasi dengan uji titik lebur, uji daya hantar listrik, uji kualitatif gugus karboksilat, analisis SEM-EDX, prediksi struktur dan dihitung ΔGo_dengan

Spartan’14 v1.1.0. Hasil penelitian menunjukkan senyawa A dan B berturut-turut melebur pada

120-122°C dan 95-97°C, energi bebas terendah -1908,8852 kJ/mol dan -1094,3682 kJ/mol. Uji daya hantar listrik dan uji kualitatif ion karboksilat mengindikasikan senyawa kompleks molekuler. Prediksi analisis EDX diperoleh presentase massa dan atom dari senyawa A dan B. Senyawa A adalah C11H27O2AgN4S2 yang merupakan kompleks dimer. Senyawa B yaitu kompleks monomer

yang memiliki rumus empiris C16H37AgN6O2S3. Kedua senyawa tersebut memiliki bilangan

koordinasi empat.

Kata-kata Kunci: sintesis, perak(I) asetat, perak(I) format, detu, etu

ABSTRACT

Synthesis of complex compounds of silver (I) acetate (AgC2H3O2) and ligand etu

(C3H6N2S) has been formed as a monomer molecular complex [Ag(etu)3(OOCCH3)]2. Etu and

detu (C5H12N2S) have a similar pattern of coordination. Complex compounds of silver(I) acetate

with detu (compound A) and silver(I) formate with detu (compound B) have not been reported. Synthesis of compound A used methanol at 25°C while compound B with acetonitrile at 20°C. Complex compounds synthesized were characterized by melting point test, electrical conductivity test, the qualitative test for carboxylic group, SEM-EDX analysis, structure prediction and calculated of ΔGo _{with Spartan’14 v1.1.0. The results showed compound A and B respectively}

melt at 120-122°C and 95-97°C, the lowest free energy -1908,8852 kJ/mol and -1094,3682 kJ/mol. Result test of electrical conductivity and carboxylate ion qualitative test indicated the molecular complex compounds. Prediction of EDX analysis obtained the atomic mass and percentage of substances A and B. Compound A is C11H27O2AgN4S2 which is a dimeric complex.

Compound B is complex of monomer which has the empirical formula C16H37AgN6O2S3. Both of

these compounds have four the coordination number.

PENDAHULUAN

Perak adalah salah satu unsur transisi golongan 11 dengan konfigurasi elektron [36Kr] 4d10 5s1. Bilangan oksidasi perak yang

banyak dijumpai dalam senyawanya adalah +1. Perak(I) asetat merupakan garam dengan basa konjugat kuat yang dapat membentuk senyawa kompleks dengan

N,N’-etilenatiourea (etu). Senyawa kompleks

dari AgCH3COO dan etu yang telah

dilaporkan sebagai [Ag(etu)3(OOCCH3)]2 [1].

Etu terikat melalui atom donor S dan membentuk geometri tetrahedral terdistorsi pada atom Ag.

Etu memiliki pola koordinasi yang mirip dengan detu. Senyawa kompleks dari ligan detu yang telah dilaporkan adalah [Ag(detu)3Cl] [2], [Ag(detu)3Br] [3],

[Ag(detu)3I] [4], [Ag(detu)2][Ag(SCN)2] [5] dan

[Ag(detu)3]2SO4 [6]. Perak(I) asetat dan

perak(I) format merupakan garam karboksilat yang dapat berperan sebagai ligan dengan atom donor O yang memiliki tujuh model pola koordinasi [7]. Perbedaan keduanya terletak pada gugus metil pada asetat. Senyawa kompleks detu A dari garam perak(I) asetat dan B dari perak(I) format belum disintesis.

METODE PENELITIAN

Bahan dan Instrumen

Bahan yang digunakan dalam penelitian yaitu CH3COONa, HCOONa,

AgNO3 (Merck; p.a.), N, N‘-dietiltiourea (detu)

(Aldrich; p.a.), FeCl3,asetonitril (Merck; p.a.),

metanol (SIGMA-Aldrich), es dan akuades.

Instrumen yang digunakan dalam penelitian yaitu neraca analitik (Sartorius

Element ELT103), alat ukur titik lebur

(Fisher-John Melting Point Apparatus), seperangkat

penyaring Buchner, desikator, seperangkat alat konduktometer (Omega Engineering,

INC), dan seperangkat alat SEM-EDX (FEI Inspect S-50-AMETEK)

Prosedur penelitian

Penelitian terdiri dari tiga langkah yaitu: sintesis garam perak(I) asetat dan perak(I) format, sintesis senyawa kompleks A dan B dan karakterisasi dari senyawa kompleks yang meliputi: (1) uji titik lebur, (2) uji daya hantar listrik (DHL), (3) uji kualitatif ion format, (4) analisis SEM-EDX, dan (5) analisis Spartan’14v1.1.0.

Sintesis Perak(I) Asetat

Serbuk AgNO3 (0.850 g; 5 mmol) dan

CH3COONa (0.410 g; 5 mmol) dilarutkan

masing-masing dalam 4 mL aquades. Larutan CH3COONa ditambahkan tetes demi

tetes ke dalam larutan AgNO3 hingga

terbentuk larutan putih. Endapan yang diperoleh dicuci dengan aquades dan dikarakterisasi dengan uji titik lebur, uji kualitatif ion asetat dengan larutan FeCl3 [8].

Proses pembuatan garam tersebut dilakukan pada suhu 25°C.

Sintesis Perak(I) Format

Metode yang diperoleh dari pengembangan [9] sintesis garam HCOOAg dilakukan pada suhu 20°C dengan cara melarutkan serbuk AgNO3 (0,510 g; 3 mmol)

dalam aquades (5 ml), ditambahkan larutan HCOONa (0,204 g; 3 mmol) dalam aquades (5 ml). Kedua larutan telah dimasukkan dalam penangas es sebelum dicampurkan. Endapan yang terbentuk dicuci dengan

aquades dan diuji titik lebur serta uji kualitatif ion format [8].

Sintesis Senyawa Kompleks A

Senyawa kompleks A disintesis pada stoikiometri 1:2 dengan menambahkan sedikit demi sedikit detu (0.079 g; 0.6 mmol) ke dalam AgCH3COO (0.050 g; 0.3 mmol)

masing-masing telah dilarutkan dalam 4 mL metanol. Larutan disaring dengan kertas saring dan filtratnya ditampung dalam tabung reaksi lalu dikristalisasi dengan metode penguapan perlahan pada temperatur ruang hingga terbentuk kristal.

Sintesis Senyawa Kompleks B

Senyawa kompleks perak format dan detu disintesis dengan metode reaksi langsung pada perbandingan stoikiometri 1: 2 [10]. Ligan detu (0,0765 g; 0,5 mmol) dan endapan perak(I) format (0,132 g; 1 mmol) hasil sintesis dilarutkan masing-masing dalam asetonitril (5 mL). Pelarut asetonitril telah dimasukkan dalam penangas es sebelum dicampurkan. Setelah itu, larutan ligan diteteskan ke dalam larutan perak format hasil sintesis. Larutan senyawa kompleks yang diperoleh kemudian dikristalisasi pada suhu kamar agar terjadi penguapan perlahan untuk membentuk kristal.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada alat ukur titik lebur dari perak(I) asetat, perak(I) format, dan detu diperoleh 170 °C, 118 °C, dan 76-77 °C. Titik lebur senyawa kompleks A adalah 120-122°C dan senyawa B 95-97°C. Hasil tersebut

mengindikasikan bahwa kedua senyawa kompleks tersebut merupakan kompleks baru, murni, dan stabil.

Uji DHL dan uji kualitatif ion karboksilat dilakukan untuk mengetahui kompleks yang terbentuk merupakan kompleks molekuler atau ionik. Hasil uji DHL pelarut, larutan garam AgCH3COO dan larutan senyawa

kompleks A diberikan pada Tabel 1. dan Hasil uji DHL pelarut, larutan garam AgHCOO dan larutan senyawa kompleks B ditunjukkan pada Tabel 2.

Tabel 1. Hasil DHL pelarut, larutan AgCH3COO dan senyawa A

Larutan Konsentrasi (M) Harga DHL (μS/cm) Metanol AgCH3COO Senyawa Kompleks A - 0,001 0,001 2,58 59,7 8,51

Tabel 2. Hasil uji DHL pelarut, larutan AgHCOO dan senyawa B

Larutan Konsentrasi (M) Harga DHL (μS/cm) Asetonitril AgHCOO Senyawa B - 0,00065 0,00065 3,59 135,2 15,05

Hasil uji kualitatif ion karboksilat dengan penambahan larutan FeCl3 pada

larutan senyawa kompleks didapatkan hasil negatif yang menunjukkan bahwa senyawa A dan B tidak bereaksi dengan larutan FeCl3.

Hasil uji karakterisasi disimpulkan bahwa senyawa A dan B merupakan senyawa

kompleks molekuler dengan ion format terikat pada atom pusat atau bertindak sebagai ligan. Hasil analisis kualitatif ion karboksilat pada senyawa A dan senyawa B dapat dilihat berturut-turut pada Gambar 1 (a) dan (b)

(a) (b)

Gambar 1. Hasil analisis kualitatif (a) ion asetat dan (b) ion format

Sintesis senyawa A dan B menghasilkan kristal berbentuk prisma tidak berwarna yang berturut-turut dapat dilihat pada Gambar 2 (a) dan (b).

(a) (b)

Gambar 2. Hasil Uji SEM (a) Senyawa A dan (b) Senyawa B

Analisis menggunakan EDX dapat diketahui rumus empiris senyawa kompleks. Rumus empiris, DHL, dan uji kualitatif karboksilat yang diperoleh untuk menentukan rumus kimia dari senyawa, selanjutkan dapat digunakan untuk memprediksi struktur dari senyawa hasil sintesis. Spektrum EDX pada Gambar 3 (a)

dan (b) menunjukkan bahwa kristal hasil sintesis terdiri dari Ag, S, O, N, dan C.

(a)

(b)

Gambar 3. Spektrum EDX (a) Senyawa A dan (b) Senyawa B

Prediksi struktur senyawa A dan B didapatkan dari hasil analisis EDX yang menampilkan persentase massa (%Wt) dan persentase atom (%At) penyusun senyawa kompleks, sehingga dapat diketahui rumus empiris senyawa kompleks A dan B. Rumus empiris dari A adalah C11H27AgO2N4S2 dan B

C16H37AgN6O2S3. Komposisi atom penyusun

senyawa kompleks A dan B hasil analisis

Unsur dari A

Wt(%) At(%) Unsur

dari B

Wt(%) At(%)

EDX Hitungan EDX Hitungan EDX Hitungan EDX Hitungan

C N O S Ag 32,77 15,95 08,84 16,21 26,23 33,68 14,28 (08,16) (16,37) (27,51) 52,30 21,40 10,74 10,68 04,88 55,00 20,00 10,00 10,00 05.00 C N O S Ag 40,84 11,24 6,84 18,79 22,29 37,52 16,41 6,25 16,41 21,06 62,70 14,80 07,88 10,81 03,81 57,14 21,43 07,14 10,71 03,57 Tabel 4. Komposisi atom penyusun senyawa A dan B hasil analisis EDX dan teori

Hasil karakterisasi memberikan tiga prediksi struktur senyawa kompleks A yaitu: [Ag(detu)2CH3COO] dapat terikat pada satu

atau dua atom O dengan atom pusat Ag dan [(CH3COO)(detu)Ag(µ-Sdetu)2Ag(detu)

(OOCCH3)]dengan satu atom O terikat pada

atom Ag. Ketiga prediksi struktur mengikuti pola koordinasi ligan karboksilat [7]. Prediksi Struktur [Ag(detu)2 CH3COO] memiliki

geometri trigonal planar terdistorsi atau tetrahedral terdistorsi [10]. Prediksi struktur (detu)Ag(µ-Sdetu)2Ag (detu)(OOCCH3)] [11]

merupakan dimer dengan bentuk tetrahedral terdistorsi. Ketiga prediksi struktur masing-masing memiliki ΔGo _{sebesar -594.1615}

kJ/mol, -753.6215 kJ/mol, -1908,8852 kJ/mol. Prediksi struktur dengan ΔGo _paling

kecil merupakan struktur yang dipilih, sehingga senyawa kompleks A adalah [(CH3COO) (detu)Ag(µ-Sdetu)2Ag

(detu)(OOCCH3)] dengan geometri

tetrahedral terdistorsi. Prediksi struktur senyawa kompleks A dapat dilihat pada Gambar 4 (a).

Prediksi senyawa B yang mungkin terbentuk adalah [Ag(detu)3 .(O2CH)] yang

terikat pada atom Ag melalui dua atom O dan [Ag(detu)3.(OCOH)] terkoordinasi dengan Ag

melalui satu atom O [9]. Kedua struktur memiliki pola koordinasi ion karboksilat [9].

Energi bebas kedua prediksi struktur tersebut adalah -1109,3939 kJ/mol dan -1094,3682 kJ/mol, sehingga kompleks [Ag(detu)3.(OCOH)] dengan geometri

tetrahedral terdistorsi adalah prediksi struktur yang diterima. Prediksi struktur B dapat dilihat pada Gambar 4 (b).

Gambar 4. Prediksi struktur: (a) Senyawa A [(CH3COO)(detu)Ag(µ-Sdetu)2Ag (detu)

(OOCCH3)] dan (b) Senyawa B

[Ag(detu)3.(OCOH)]

(a)

KESIMPULAN

Senyawa A dengan pelarut metanol dan B asetonitril merupakan kompleks molekuler. Rumus kimia senyawa A ialah [(CH3COO)(detu)Ag(µ-Sdetu)2Ag(detu)

(OOCCH3)] dan senyawa B adalah

[Ag(detu)3.(OCOH)]. Keduanya memiliki ΔGo

berturutturut 1908,8852 kJ/mol dan -1094,3682 kJ/mol.

DAFTAR RUJUKAN

[1] Qinlei, Z., Huang, R., Lu Kai., Dong, L. & Hu Changwen. 2009. Inorg Chimica

Acta, 362: 4943-4952.

[2] Browmaker, G.A., Pakawatchai, C., Saithong, S., Skelton, B.W. & White, A.H., 2010. Dalton Trans, 2010: 4391– 4404.

[3] Pakawatchai, C., Saithong, S., Sudkeaw, P., Tooptakong, U., & Charmant, J. H. 2005. Journal Analytical

Science, 21(1): 211-212

[4] Fun, H. K., Razak, I.A., Pakawatchai, C., Chantrapromma, S., Saithong, S. 1998.

Acta Cryst, C54: 453-456

[5] Bowmaker, G.A., Pakawatchai, C., Saithong, S., Skelton, B.W., & White, A.H. 2009 Dalton Trans, 2000: 2588– 2598.

[6] Browmaker, G.A., Pakawatchai, C., Saithong, S., Skelton, B.W. & White, A.H., 2010. Dalton Trans, 2010: 6542-6550.

[7] Bußkamp, H., Deacon, G. B., Hilder, M., Junk, P. C., Kynast, U. H., Lee, W. W., & Turner, D. R. 2007. CrystEngComm, 9: 394–411.

[8] Vogel. 1979. 1985. Jakarta: Kalman Media Pustaka.

[9] Effendy., Bowmaker, G.A., Hanna, J.V., Healy, P. C, Reid, J.C., Rickard, C.E.F., & White, A.H. 2000. Dalton Trans, 2000: 753–761.

[10] Bowmaker, G.A., Effendy., Healy, P.C., Hanna, J.V., Millar, G.J., Skelton, B.W., & White, A.H. 1995. American Chemical

Society, 99: 3909-3917.

[11] Othman, A.H. & Weng, S. 1997. Acta