SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BIS- ETILENDIAMIN TEMBAGA(II) DENGAN ANION NO3- dan BF4SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF BISETHYLENEDIAMINE Cu(II) COMPLEXES WITH ANION NO3- and BF4-
Muhammad Fajrul Falah Albeewafa’ dan Kristian H. Sugiyarto Jurusan Pendidkan Kimia, FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta *e-mail :
[email protected] ABSTRAK Tujuan penelitian ini adalah untuk mensintesis kompleks [Cu(en)2]X (X= NO3; BF4-),dan mengetahui sifat magnetik, spektrum elektronik, inframerah dan konduktivitasnya. Kompleks etilendiamin dengan garam Cu(NO3)2.6H2O dan Cu(BF4)2.xH2O telah disintesis dengan perbandingan mol logam dan mol ligan 1:2 dalam air. Terbentuknya kompleks ditandai oleh adanya perubahan warna. Kadar Cu ditentukan dengan AAS, komposisi kation dan anion diketahui dengan mengukur nilai daya hantar listriknya dan adanya gugus etilendiamin yang berikatan dengan atom pusat Cu2+dianalisis dengan spektroskopi IR. Formula kompleks yang diperkirakan dari analisis kadar Cu dalam kompleks dengan SSA dan nilai konduktivitas ekivalen adalah [Cu(en)2](NO3)2.1H2O dan [Cu(en)2](BF4)2.3H2O. Senyawa kompleks Cu(II) menunjukan sifat paramagnetik dengan nilai momen magnetik 1,6 – 1,8 BM. Spektrum UV-Vis menunjukkan satu pita serapan pada panjang gelombang 546,5 nm (18298 cm-1) sesuai dengan tansisi elektronik 2Eg → 2T2g. Spektra IR mengindikasikan adanya pergeseran serapan gugus fungsi pada etilendiamin. Hal ini menunjukan bahwa senyawa kompleks telah terbentuk. Kata kunci: Sintesis senyawa kompleks, UV-Vis, kompleks [Cu(en)2]2+
1
ABSTRACK The purpose of this research was to synthesize complex [Cu(en)2]X (X= NO3; BF4-) and characterize the magnetik properties, electronic spectrum, infrared properties and its conductivity. Ethylenediamine complexes with Cu(NO3)2.6H2O and Cu(BF4)2.xH2O have been synthesized in a mole ratio of 1 : 2 to the metal ion with ligand salt in water. The formation of the complexes can be detected with change of the color . The Cu contents were determined with AAS, for cation-anion compositions were known by measuring its electrical conductivity value, while to study the existence of ethylenediamine cluster which binds with Cu2+ central atom was approved by the displacement of IR spectra. The Complex formula were estimated from analysis of content of Cu in the complex with the SSA and the equivalent conductivity value are [Cu(en)2](NO3)2.1H2O and [Cu(en)2](BF4)2.3H2O. The Complex compounds of Cu(II) showed paramagnetic character with a value of the magnetic moment of 1.6 to 1.8 BM. UV-Vis spectrum revealed an absorption band at a wavelength 546.5 nm (18 298 cm-1). This is associated with the electronic tansition 2Eg → 2T2g. The IR spectra indicated shifts of the absorption of the functional groups on ethylendiamine. This indicated that the complexes have been formed. Keywords: Synthesis of complexes substances, UV-Vis, [Cu(en)2]2+ complexes PENDAHULUAN Sintesis
senyawa
kompleks
yang
bermacam-macam.
tembaga(II) dengan ligan etilendiamin
senyawa
telah
umumnya
banyak
berbagai
dilakukan
macam
pasangan
dengan
kompleks
Untuk
tembaga(II)
membentuk
senyawa
anion
kompleks dengan bilangan koordinasi
antaralain sulfat dan montmorillonite
4 dan 6 dengan geometri segiempat
[1][2]. Tembaga(II) dengan ligan yang
planar atau oktahedral [3].
mengandung atom
dapat
kompleks tembaga(II) dapat dilakukan
membentuk kompleks dengan struktur
secara refluks maupun dengan cara
nitrogen
2
Sintesis
pencampuran
pada
suhu
kamar.
sehingga
spektrum
elektroniknya
Pelarut yang digunakan juga bervariasi
diharapkan muncul satu pita serapan
seperti
yang diasosiasikan dengan
akuades,
benzene,
etanol,
2
butanol, serta pelarut lainnya.
transisi
Eg → 2T2g.
Tujuan penelitian ini adalah
Sintesis
senyawa
kompleks
untuk mensintesis secara langsung
tembaga(II)
dengan
ligan
yang
senyawa
mengandung
gugus
amina
telah
kompleks
tembaga(II)
dengan ligan etilendiamin, serta untuk
banyak dilakukan antara lain dengan
mengetahui karakteristik dan formula
ligan
dari kompleks [Cu(en)2]X2 (X=NO3;
difenilamin. Senyawa kompleks hasil
BF4-).
sintesis mempunyai sifat paramagnetik Karakteristik
tembaga(II)
bidentat
degan momen magnet 1,9 BM dan
dari
1,71 BM [5,6]. Kompleks tembaga(II)
9
konfigurasi elektronik 3d , sehingga
dengan
ion
elektron
tidak
dan
elektronik
ditentukan
tembaga(II)
2-feniletilamin
ligan
2-feniletilamin
mempunyai
satu
difenilamin
berpasangan
dan
serapan masing-masing 595 nm dan
mempunyai sifat paramagnetik dengan
mempunyai
satu
dan pita
593 nm.
nilai moment magnetik teori sebesar, μS = 1,73 BM [4]. Dengan memiliki satu
elektron
diharapkan
tidak
ion
METODE PENELITIAN
berpasangan
tembaga(II)
Perkusor yang digunakan dalam
dapat
sintesis
adalah
etilendiamin,
membentuk kompleks dengan ligan
Cu(NO3)2.6H2O (p.a, E Merck), dan
etilendiamin yang memiliki gugus
Cu(BF4)2.xH2O (p.a, E Merck). Untuk
amina dimana terdapat atom nitrogen
karakterisasi dengan UV-Vis, SSA
dengan pasangan elektron bebas yang
Shimadzu AA-6650, Spektrofotometer
dapat mengisi orbital kosong pada ion
Infra Merah (FTIR) Shimadzu. 1821
tembaga(II)
PC
[5].
Dalam
medan
oktahedron mempunyi ground term 2
Eg dengan term tereksitasi
2
dengan
teknik
pellet
KBr,
Magnetic Suscepibility Balance Auto
T2g, 3
Sherwood
Scientific
10169,
Tabel 1. Warna dan Formula Empiris Kompleks
dan
konduktometer Jenway. Preparasi
Senyawa
sampel
dilakukan
dengan mereaksikan secara langsung larutan x mol MX2 (X=NO3- dan BF4-)
Cu(en)2(NO3)2 .H2O Cu(en)2(BF4)2. 3H2O
dengan ligan etilendiamin berlebih, kemudian diuapkan pada suhu < 100°C
untuk
lebih
Kandungan Logam Teoritis Hasil (%) AAS (%) 19,51 19,7 15,43
15,6
Warna
Biru Biru
meningkatkan
konsentrasinya selama 3 jam. Padatan
Dari Tabel 1 dapat diperoleh
yang diperoleh kemudian disaring, lalu
informasi ion tembaga(II) membentuk
di keringkan dengan suhu ruangan.
kompleks bis-etilendiamin. Bilangan koordinasi
ionik serta jumlah ion-ion kompleks.
Listrik dan Formulasi Kompleks
Tabel 2. Data Konduktivitas Molar dan Reverensi
Reaksi secara langsung ion tembaga(II) dengan ligan etilendiamin
Senyawa kompleks
menghasilkan warna biru tua sesuai dengan warna kompleks tembaga(II)
menghasilkan kompleks
data
rumus
SSA
Cu(en)2(BF4)2.3H2O
dengan
Cu(en)2(NO3)2 .H2O
empiris
Cu(en)2(NO3)2.H2O
hasil
2) yang dapat mencerminkan sifat
1. Kenampakan Warna, Daya hantar
Berdasarkan
dari
pengukuran daya hantar listrik (Tabel
HASIL DAN PEMBAHASAN
[1].
diketahui
Ʌc(Ω -
1.cm2 .mol1 ) 42,43
42,43 42,43 Cu(en)2(BF4)2. 41,51 3H2O 41,51
dan kadar
15,43%) seperti ditunjukan Tabel 1.
4
Formula yang diusulkan
3
[Cu(en)2(H2O)2] (NO3)2 dalam larutan
3 3 3
CuSO4.5H2O
41,51 8,60
3 3 2
CuCl2.6H2O
47,16
3
AlCl3.6H2O
90,96
4
tembaga masing-masing adalah 19,7% (teoritis 19,51%) dan 15,6% (teoritis
n/ mol ekul
[Cu(en)2(H2O)2] (BF4)2.3H2O
Tabel 3. Momen Cu(en)2(NO3)2.H2O Cu(en)2(BF4)2.3H2O
Untuk ion kompleks Cu(II) terjadi kompleks
bis-etilendiamin
dengan
rumus empiris Cu(en)2(NO3)2. 1H2O
Senyawa Kompleks
dan Cu(en)2(BF4)2.3H2O. Kompleks bis-etilendiamintembaga(II)
T (ºK)
dalam
larutan sangat stabil [2]. Kompleks
[Cu(en)2](NO3)2 .H2O
298
[Cu(en)2(H2O)2] (BF4)2.H2O
298
yang terbentuk menunjukan adanya perbandingan kation dan anion 2:1 dan mempunyai
3
berdasarkan
ion
tiap
data
molekul
3. Spektrum elektronik
formula kompleks dapat ditentukan 2+
[Cu(en)2(H2O)2]
larutan. Dalam
χg (10- μeff 6 ) (cgs) (BM ) 3,684 1,79 3,707 1,80 3,53 1,76 2,080 1,60 2,070 1,59 2,086 1,60
konduktivitas
ekivalen (Tabel 2). Dengan demikian
yakni
Magnetik dan
Spektrum elektronik senyawa
dalam
kompleks
bentuk padatannya
mempunyai
[Cu(en)2](BF4)2.3H2O dalam pelarut
formula
[Cu(en)2(H2O)2](NO3)2
[Cu(en)2](NO3)2.1H2Odan
air ditunjukan pada Gambar 1.
dan
[Cu(en)2(H2O)2](BF4)2.1H2O.
2. Momen Magnetik Kedua kompleks mempunyai nilai momen magnetik (μeff) sebesar 1,59-1,8 BM, sesuai dengan adanya Gambar 1.Spektrum Elektronik UVVis Senyawa Kompleks dan [Cu(en)2](BF4)2.3H2O dan [Cu(en)2](NO3)2.1H2O
satu elektron tidak berpasangan dalam geometri
oktahedral.
Detail
pengukuran njilai momen magnetik ditunjukan pada Tabel 3.
Spektra
UV-Vis
kedua
kompleks menunjukan adanya satu pita serapan pada panjang gelombang
5
546,5
nm
diasosiasikan
(18298
cm-1)
dengan
(810nm)
transisi
maupun
[Cu(II)-2-
feniletilamin](595-610).
Ini
Eg → 2T2g
menunjukan bahwa kekuatan medan
untuk geometri oktahedral [7,8]. Harga
ligan etilendiamin lebih besar dari
pita serapan kompleks tembaga(II)
pada air maupun 2-feniletilamin [9].
elektronik spin terijin,
2
yang
tersebut jauh lebuh kecil daripada
4. Sektrum Inframerah
absorbansi CuSO4.5H2O dalam air
Gambar 2. Spektra Inframerah [Cu(en)2(H2O)2](NO3)2
6
Gambar 3. Spektra Inframerah [Cu(en)2(H2O)2](BF4)2 Dari gambar 2 dan 3 terlihat
(Cu(en)2)(BF4)2.3H2O.
Ion
Cu(II)
vibrasi pada daerah 3217 - 3367 cm-1
diduga
yang menunjukan adanya gugus N-H.
oktahedral dengan formula kompleks
Vibrasi gugus C-H terekam kuat pada
[Cu(en)2(H2O)2](NO3)2
daerah 1382 – 1352 cm-1. Puncak tajam
[Cu(en)2(H2O)2](BF4)2
sekitar daerah 1000cm-1 menunjukan
paramagnetik dengan nilai μeff 1,598 –
adanya gugus C-N yang khas bagi ligan
1,8006
etilendiamin
menyarankan
menunjukan pita serapan pada 18298
timbulnya kompleks yang bersangkutan
cm-1 yang diasosiasikan dengan transisi
[10,11,12].
elektronik spin terijin,
yang
mempunyai
BM.
Spektra
KESIMPULAN
IR
pergeseran
Spektrum
serapan
terbentuknya kompleks.
7
yang
bersifat
UV-Vis
Eg →
gugus
etilendiamin telah berhasil disintesis
dan
2
menunjukan
etilendiamin
(Cu(en)2)(NO3)2.1H2O
dan yang
Kompleks tembaga(II) dengan ligan
dengan warna biru tua dan formula
koordinasi
2
T2g
adanya fungsi
mengindikasikan
Difenilamin. Tugas Akhir Skripsi. Universitas Sebelas Maret Surakarta. 7. Nurlisa Hidayati, Risfidian Mohadi dan Tjurmin Ginting. (2010). Karakterisasi Senyawa Komleks Cu(II)-Glisin dengan Menggunakan Spektroskopi UVVis dan FT. IR. Jurnal Kimia Mulawarwan 7 (2) : 65-68. 8. N Raman, S Ravichandran And Thangaraja, C. (2004). Copper(II), cobalt(II), nickel(II) and zinc(II) complexes of Schiff base derived from benzil-2,4dinitrophenylhydrazone with aniline. Journal of Ch]emistry Science 116 (4) : 215–219. 9. Sentot Budi Rahardjo, Sayekti Wahyuningsih dan Sony Atmojo. (2005). Sintesis dan Karakterisasi Kompleks Morfolina Tembaga (II) Sulfat.nHidrat. Journal of Alchemstry 4 (2) : 67-74. 10. Claudia C. Wagner and Baran,E. J. (2004). Spectroscopic and Magnetik Behaviour of the Copper (II) Complex of L-Tryptophan. Acta Farm Bonaerense 23(3): 339-42. 11. Hamid Golchoubian, O. Nazaria., and B. Kariukib. (2011). Synthesis, Structure and Solvato chromism Studies on Copper(II) Complexes Containing Ethylenediamine, Pyridine and Imidazol Ligands. Journal of the Chinese Chemical Society (58) : 60-68. 12. Nakamoto, K. (2009).Infrared and Raman Spektra of Inorganic and Coordinate Compounds. New jersey: John Wiley and Sons.
UCAPAN TERIMAKASIH Ucapan terimakasih penulis sampaikan
kepada
bapak
Profesor.
K.H.Sugiyarto, Ph.D selaku dosen pembimbing penelitian. Terimakasih juga untuk teman-teman satu tim penelitian yaitu Ardhi dan Rika. Tak lupa ucapan terimakasih untuk Tanti yang sudah banyak membantu.
DAFTAR PUSTAKA 1. R. Rajan and T. Ramasubba Reddy. (1963). Electron Spin Resonance in Ethylenediamine Complexes of Copper (II) Sulfate. The Journal of Chemical Physics. 39 : 1140. 2. John L. Burba III, James L and Mc Atee, J.R. (1977). The Orientation and Interaction of Ethylendiamine Copper (II) with Montmorillonite. Clays and Clay Minerals (25) : 113118. 3. Kristian H. Sugiyarto. (2012). Dasar-dasar Kimia Anorganik Transisi. Yogyakarta: Graha Ilmu. 4. Cotton F.A & Wilkinson.1989. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta: Universitas Indonesia Press. 5. Lexy Nindia Swastika dan Fahimah Martak .(2012). Sintesis dan Sifat Magnetik Kompleks Ion Logam Cu(II) dengan Ligan 2Feniletilamin. Jurnal Sains dan Seni Pomits 1 (1) : 1-5. 6. Endah Suciningrum. (2011). Sintesis dan Karakterisasi Kompleks Tembaga(II) dengan 8
