SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS KOBALT(II) DENGAN LIGAN 1,10-FENANTROLIN DAN ANION TRIFLUOROMETANASULFONAT SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF COBALT(II) COMPLEX WITH 1,10-PHENANTHROLINE LIGAND AND TRIFLUOROMETHANESULFONATE ANION Maulidia Fa’izzah dan Kristian H. Sugiyarto
Jurusan Pendidikan Kimia, FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta e-mail:
[email protected]
ABSTRAK: Penelitian sintesis senyawa kompleks Co(II) dengan ligan 1,10-fenantrolin dan anion trifluorometanasulfonat ini bertujuan untuk mengetahui metode sintesis, formula, konduktivitas senyawa kompleks, sifat magnetik, spektrum elektronik, spektrum IR, dan difraktogram XRD senyawa kompleks. Senyawa kompleks ini disintesis dengan cara mencampurkan Co(BF4)2.6H2O dalam pelarut akuades dan ligan 1,10-fenantrolin dalam pelarut etanol, dengan perbandingan mol 1 : 3. Hasil pencampuran larutan tersebut kemudian ditambahkan KCF3SO3 dalam pelarut akuades hingga berlebih. Terbentuknya senyawa kompleks ditandai dengan terjadinya perubahan warna larutan dan adanya pergeseran panjang gelombang maksimum spektrum UV-VIS. Hasil pengukuran AAS menunjukkan kadar kobalt sebesar 5,38 % dan pengukuran daya hantar listrik menggunakan konduktometer menunjukkan perbandingan muatan kation/anion, 2 : 1. Dengan demikian, kemungkinan formula senyawa kompleks yang terbentuk adalah [Co(phen)3](CF3SO3)2·11H2O. Perhitungan momen magnetik menunjukkan kompleks bersifat paramagnetik dengan nilai μeff 4,60 - 4,68 BM. Harga momen magnetik ini lebih besar daripada harga momen magnetik teoritis untuk ion Co 2+ dengan tiga elektron tak berpasangan pada kompleks oktahedral yaitu sebesar 3,87 BM disebabkan oleh adanya kontribusi orbital dalam geometri oktahderal. Pengukuran spektrum UVVIS menunjukkan dua puncak pita serapan pada panjang gelombang 491 nm 4 (20366,6 cm-1) yang merupakan transisi elektronik 4T1g A2g dan pada panjang -1 gelombang 471 nm (21231,4 cm ) yang merupakan transisi elektronik 4T1g 4T1g. Spektrum IR yang terbentuk menunjukkan serapan khas atom N pada 1,10fenantrolin dan adanya ion CF3SO3¯. Hasil analisis XRD menyarankan bahwa kompleks tris-fenantrolinkobalt(II) terdapat dalam sistem kristal triklinik dan space
1
grup P1 dengan parameter a = 12,5948 Å, b = 13,3523 Å, c = 14,1971 Å, α = 75,758 ͦ , β = 66,552 ͦ , γ = 71,205 ͦ , V = 2054,424 Å3, Rp = 3,61 dan Rwp = 7,16. Kata
kunci: Sintesis, karakterisasi, kompleks Co(II), 1,10-fenantrolin, trifluorometanasulfonat, [Co(phen)3](CF3SO3)2·11H2O
ABSTRACT The research of cobalt(II) complex with 1,10-phenantroline ligand and triflate anion was purposed to know the method of synthesis, formula, conductivity of complex compound, to know magnetic properties, electronic spectrum, infrared spectrum, and XRD diffractogram. This complex has been synthesized by mixing Co(BF4)2.6H2O in aquadest and 1,10-phenanthroline ligand in ethanol in 1 : 3 mole of ratio. The result of solution was added by exceed triflate salt in aquadest. The formation of compelx was indicated by changing of solution colour and shifting of the UV-Vis spectrum. The resulted complex was measured with AAS and the Co(II) was 5.38%. The measurement of electrical conductivity using conductometer showed the charge ratio of cation/anion, was 2 : 1. Thus, the possibility of complex compounds formed is [Co(phen)3](CF3SO3)2·11H2O. The calculation of magnetic moment showed that this complex was paramagnetic with value of μeff = 4.60 - 4.68. The value of this magnetic moment is greater than the value of theoretical magnetic momen (μ s) for ion Co2+ with 3 unpaired electrons in an octahedral complex in the amount of 3.87 BM, due to their orbital contribution in octahedral geometry. The UV-Vis spectrum showed two absorbtion bands concentrated at wave number of 491 nm (20366,6 4 cm-1) corresponding to the transition of 4T1g A2g and at wave number of 471 -1 nm (21231,4 cm ) corresponding to the transition of 4T1g 4T1g. The FTIR spectrum showed absorbtion bands of 1,10-phenanthroline ligand and triflate anion. The result of X-Ray Diffraction analysis suggests that tris-phenanthrolinecobalt(II) complex has triclinic crystal with space group was P1 and value of a = 12,5948 Å, b = 13,3523 Å, c = 14,1971 Å, α = 75,758 ͦ , β = 66,552 ͦ , γ = 71,205 ͦ , V = 2054,424 Å3, Rp = 3,61 and Rwp = 7,16. Keywords: Synthesis, characterization, Co(II) complex, 1,10-phenanthroline, triflate, [Co(phen)3](CF3SO3)2·11H2O
manusia karena aplikasinya dalam
PENDAHULUAN Senyawa kompleks memegang
berbagai bidang seperti dalam bidang
peranan penting dalam kehidupan
kesehatan,
2
famasi,
industri
dan
lingkungan. Salah satunya adalah
atau trfluorometanasulfonat dan juga
kompleks
yang
dikenal dengan triflat.Hasil sintesis
diketahui telah banyak digunakan
ini kemudian dikarakterisasi untuk
sebagai katalis, agen penghambat
mengetahui formula dan karakteristik
pertumbuhan kanker dalam tubuh,
senyawa kompleks yang meliputi
dan
sifat
logam
lain
kobalt,
sebagainya.
Senyawa
magnetik,
spektrum
FTIR,
kompleks merupakan senyawa yang
spektrum elektronik UV-Vis, AAS,
tersusun dari suatu ion logam pusat
dan XRD.
dengan satu atau lebih ligan yang
METODE PENELITIAN
menyumbangkan pasangan elektron
Bahan
bebasnya kepada ion logam pusat [1]. Senyawa
kompleks
Co(BF4)2.6H2O (p.a,
dapat
Aldrich),
Sigma
1,10-fenantrolin
disintesis dengan cara pencampuran
Sigma
larutan ion logam dan ligan dalam
Sigma Aldrich), KCl, NH4Cl, CaCl2,
pelarut
AlCl3, etanol dan akuades.
tertentu
yang
dapat
melarutkan ion logam dan ligan, baik
Spektrofotometer
pemanasan pada suhu tertentu.
Shimadzu
Tujuan penelitian ini adalah
Pharmaspec
formula dan karakteristik senyawa
telah
kompleks
disintesis Seperti
penelitian
ini
1700,
Auto Sherwood Scientific 10169, X-
dan
ray
senyawa
[3]
dilakukan
diffraction
Rigaku
kompleks [Co(phen)3](I3)2 [2] dan [Co(phen)3](C2Cl3O2)2.
UV
8733, Magnetic susceptibility balance
dengan berbagai anion
dikarakterisasi.
UV-Vis
2400 PC Series, Konduktometer HI
senyawa
banyak
21,
Spektrofotometer UV-Vis Shimadzu
kompleks yang terbentuk.
[Co(phen)3]
(p.a,
FTIR
Prestige
Spektrofotometer
untuk mengetahui metode sintesis,
2+
KCF3SO3
Alat
disertai pemanasan maupun tanpa
Sintesis
Aldrich),
(p.a,
Miniflex
Spektrofotometer
Pada
spectrofotometer Benchtop serapan
(SSA) Shimadzu AA-6650.
sintesis
senyawa kompleks kobalt(II) dengan ligan fenantrolin dan anion CF3SO3¯
3
dan atom
Sintesis Senyawa Kompleks Co(II)
Karakterisasi Senyawa Kompleks
dengan
Co(II)
Ligan 1,10-Fenantrolin
dan Anion Triflat.
dengan
Ligan
1,10-
Fenantrolin dan Anion Triflat.
Sebanyak 0,341 gram (1 mmol)
Formula
senyawa
kompleks
Co(BF4)2.6H2O dilarutkan kedalam
ditentukan dari hasil analisis AAS
15 ml akuades dalam erlenmeyer,
dan nilai konduktivitas. Sedangkan
1,10-fenantrolin
karakteristik lain yang dianalisis
sebanyak
0,542
gram (3 mmol) yang telah dilarutkan
berupa
dalam 10 ml etanol ditambahkan ke
kompleks, spektrum UV-Vis, serapan
dalamnya selama 30 menit. Ke dalam
IR, dan data difraktogram XRD.
campuran
tersebut
sifat
magnetik
senyawa
ditambahkan
KCF3SO3 berlebih sebanyak 0,753 HASIL DAN DISKUSI
gram (4 mmol) yang telah dilarutkan
Sintesis Senyawa Kompleks Co(II)
dalam 10 ml akuades. Campuran diaduk
dan
dipanaskan
dengan
dengan
dan Anion Triflat.
magnetic stirrer hot plate selama 2,5
Pembentukan senyawa kompleks
jam. Larutan kemudian didinginkan menggunakan
es
batu
ditandai dengan terjadinya perubahan
untuk
warna
mempercepat pembentukan endapan. Selanjutnya, selama
larutan
18 jam
rendemen
hasil
69,176-95,243%.
Tabel 1.
dengan akuades dingin kemudian
Tabel 1. Data Hasil Preparasi Sampel [Co(phen)x(CF3SO3)y.nH2O
dikeringkan dalam desikator untuk air.
larutan
Data hasil sintesis ditunjukkan oleh
dengan corong buchner dan dicuci
kadar
dari
menjadi berwarna oranye, dengan
ditutup
aluminium foil. Endapan disaring
mengurangi
larutan,
Co(BF4)2.6H2O yang berwarna pink
didiamkan
dengan
Ligan 1,10-Fenantrolin
Sampel
No
senyawa kompleks yang telah kering
1 2 3
kemudian dikarakterisasi.
4
Berat (gram) 0,855 0,828 0,310
Bentuk
Warna
Serbuk kasar Serbuk kasar Serbuk kasar
Kuning Kuning Kuning
Penentuan
Formula
sehingga
Senyawa
dapat
kompleks
Kompleks Penentuan
formula
terlihat
bahwa
[Co(phen)3(CF3SO3)2
senyawa
.11H2O mempunyai perbandingan
kompleks berdasarkan pengukuran
muatan kation/anion 2:1. Hal ini
kadar kobalt(II) dan daya hantar
menunjukkan bahwa kedua molekul
listrik
Hasil
CF3SO3- tidak terkoordinasi pada
pengukuran kadar kobalt(II) dalam
atom pusat Co2+ tetapi bertindak
senyawa kompleks hasil sintesis
sebagai anion, sedangkan ketiga
dengan instrument AAS yaitu sebesar
molekul 1,10-fenantrolin terikat pada
5,38%, sehingga apabila dibanding-
atom pusat Co2+ sebagai ligan.
larutan
kompleks.
kan dengan hasil perhitungan secara teoritisnya, formula kompleks yang memungkinkan
adalah
Karakterisasi Senyawa Kompleks
[Co(phen)3(CF3SO3)2.11H2O.
Hasil
Hasil pengukuran daya hantar
magnetik
pengukuran
momen
senyawa
kompleks
listrik larutan senyawa pembanding
[Co(phen)3(CF3SO3)2 .11H2O
dan sampel senyawa kompleks yang
suhu 2980K ditunjukkan oleh Tabel 4.
telah
dilarutkan
dalam
akuades Tabel 4. Hasil Pengukuran Momen Magnetik Kompleks [Co(phen)3(CF3SO3)2. 11H2O
ditunjukkan pada Tabel 2. Tabel 2. Pengukuran Konduktivitas Berbagai Larutan Uji Senyawa Kompleks NH4Cl CaCl2 Co(BF4)2 AlCl3. 6H2O [Co(phen)3(CF 3SO3)2. 11H2O
(Ʌm) Scm2 mol-1 65,20 122,14 123,13 195,51 139,62
pada
Jumlah Ion 2 3 3 4 3
Sampel
χg x 10-6 (cgs)
1 2 3
7,887 7,887 7,606
Momen Magnetik (BM) 4,68 4,68 4,60
Perhitungan momen magnetik menunjukkan
kompleks
bersifat
Hasil pengukuran daya hantar
paramagnetik dengan nilai μeff 4,60 -
ekivalen larutan senyawa kompleks
4,68 BM sesuai dengan 3 elektron tak
dibandingkan dengan daya hantar
berpasangan
larutan
elektroniknya.
pembanding
yang
telah
diketahui jumlah dan muatan ionnya,
5
dalam
konfigurasi
Spektrum elektronik kompleks
pita serapan yaitu pada 19512,2 cm-1
[Co(phen)3 (CF3SO3)2.11H2O ditun-
(υ1) dan 21008,4 cm-1 (υ2). Senyawa
jukkan pada Gambar 1 dan Gambar 2.
kompleks
[Co(phen)3(CF3SO3)2.
11H2O juga memiliki 2 pita serapan Spektrum
elektronik
kompleks [Co(H2O)6]
2+
ion
yang terpusat pada 20366,6 cm-1 (υ1)
memiliki 2
dan 21231,4 cm-2 (υ2) yang
0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 16000
Spektrum Kompleks [Co(phen)3](CF3SO3)2.11H2O
absorbansi
absorbansi
Spektrum Elektronik Ion Kompleks [Co(H2O)6]2+
18000
20000
22000
24000
0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 16000
18000
bilangan gelombang (cm-1)
20000
22000
bilangan gelombang
Gambar 1. Spektrum UV-Vis Ion Kompleks [Co(H2O)6]2+
24000
(cm-1)
Gambar 2. Spektrum UV-Vis Kompleks [Co(phen)3(CF3SO3)2. 11H2O.
kobalt(II) yang baru dimana ligan dimungkinkan
terjadi
transisi
H2O digantikan oleh ligan 1,10-
elektronik 4T1g 4A2g dan 4T1g 4T1g.
fenantrolin yang merupakan ligan lebih
Pita serapan senyawa kompleks
kuat
dari
H2O
[Co(phen)3(CF3SO3)2. 11H2O muncul
memungkinkan
pada bilangan gelombang yang relatif
bentukan
tinggi daripada serapan ion kompleks
bersifat lebih stabil.
[Co(H2O)6]2+.
terjadinya
khelat
kobalt(II)
pemyang
pergeseran
Spektrum IR yang terbentuk
maksimum
menunjukkan adanya serapan khas
(λmaks) dalam senyawa kompleks
tertentu dalam senyawa kompleks,
panjang 2+
Adanya
sehingga
gelombang
Co menunjukkan terbentuk
bahwa
senyawa
telah
yang dapat dilihat pada Tabel 5.
kompleks
6
Tabel 5. Data Serapan FTIR
dengan metode Le Bail. Difraktogram
Senyawa Kompleks Gugus Fungsi O-H streching C-H aromatik C=C aromatik S=O S-O C-F C-N
hasil
Frekuensi (cm-1) referensi 3410,15 [4]
Frekuensi (cm-1) percobaan 3510,45
3036,97 [5]
3070,68
1475-1600 [6]
1427,32 dan 1519,91 1157,19 640,37 1265,3 1033,85
1150 [8] 650 [8] 1250 [8] 1250-600 [7]
program
Rietica
kompleks
senyawa [Co(phen)3
(CF3SO3)2.11H2O dapat dilihat pada Gambar 3. Berdasarkan
hasil
refinement
menggunakan program Rietica , dapat diketahui
bahwa
kompleks
[Co(phen)3(CF3SO3)2.11H2O
terda-
pat dalam sistem kristal triklinik dan space grup P1 dengan parameter nilai a = 12,5948 Å, b = 13,3523 Å, c = 14,1971 Å, α = 75,758 ͦ , β = 66,552 ͦ ,
Data difraktogram XRD diolah menggunakan
program
γ = 71,205 ͦ , dan V = 2054,424 Å3.
Rietica
Gambar 3. Difraktogram hasil program Rietica senyawa kompleks Perkiraan Struktur Kompleks Berdasarkan
hasil
yang dilakukan, dapat diprediksikan struktur senyawa kompleks yang
penentuan
mungkin
formula kompleks dan karakterisasi
7
adalah
[Co(phen)3]
(CF3SO3)2.11H2O seperti ditunjukkan
kation/anion 2 : 1 dan
Gambar 4.
mempunyai ekivalen
daya
hantar
sebesar
166,21
Scm2mol-1 yang sebanding dengan daya hantar larutan pembanding
CaCl2
dan
Co(BF4)2. 4.
Senyawa
kompleks
[Co(phen)3](CF3SO3)2.11H2 O
bersifat
dengan
Gambar 4. Perkiraan Struktur Kompleks
paramagnetik
momen
magnet
berkisar antara 4,60 – 4,68 BM,
SIMPULAN 1.
Metode
sintesis
senyawa
kompleks kobalt(II) dengan
adalah
Karakteristik
anion
akuades
terion
perbandingan
berbagai
triflat.
Senyawa
kompleks memiliki sistem
disintesis
kristal triklinik
formula
dalam
kompleks
ligan fenantrolin maupun
dengan
space grup P1 dan nilai a =
[Co(phen)3](CF3SO3)2.11H2 yang
transisi
vibrasi yang khas untuk
dan
Senyawa kompleks Co(II)
O
serapan
menunjukkan
berbentuk serbuk kasar.
dengan
sebab
T1g 4T1g . Spektrum FTIR
pada
CF3SO3- adalah berwarna
berhasil
menunjukkan
4
ligan fenantrolin dan anion
telah
kompleks
elektronik 4T1g 4A2g dan
kompleks kobalt(II) dengan
3.
senyawa
oleh
senyawa
kuning-oranye
elektronik
tindih yang dimungkinkan
metode
pendesakan langsung. 2.
spektrum
adanya dua pita tumpang
ligan fenantrolin dan anion CF3SO3-
hasil
12,5948 Å, b = 13,3523 Å,
pelarut
c = 14,1971 Å, α = 75,758 ͦ ,
dengan muatan
8
β = 66,552 ͦ , γ = 71,205 ͦ , V = 2054,424 Å3.
[5]
DAFTAR PUSTAKA [1] Cotton, F.A dan Wilkinson, G (Terjemahan). (1989). Kimia Anorganik Dasar. Jakarta: UI Press. [2] Tershansy, M.A., Goforth, A.M., Smith, M.D., Peterson., and Loye, H.C.Z. (2005). Tris(1,10phenanthroline) cobalt(II) triiodide. Acta Crystallographica Section E. E61:m1680-m1681. [3] Li, L.M., Li, Y.F., and Liu., Zhang, Z.H. (2011) . Tris(1,10phenanthroline)cobalt(II) bis(trichloroacetate). Acta Crystallographica Section E. E67:m973. [4] Illiya, Wahida dan Martak, Fahimah. (2010). Sintesis dan Karakterisasi Senyawa Kompleks Logam Kobalt(II)
[6]
[7]
[8]
9
dengan 2-Feniletilamin. Skripsi. Surabaya: ITS. Male, Yusthinus T. (2013). Synthesis of Binuclear Complex Compound of {[Fe(L)(NCS)2]2 oks}.Indian Journal of Chemistry. Chemistry Department, Faculty of Mathematics and Natural Sciences Pattimura University.1:15-22. Sastrohamidjojo, H. (2001). Spektroskopi. Yogyakarta: Liberty. Pavia, L., Lampman, G., and Goerge, S. K. (2001). Introduction to Spectroscopy : a Guide for Students or Organic Chemistry. Philadhelphia: Harcourt College. Abdelhak, Jawher., Cherni, S.N., and Zid, M.B. (2014). Synthesis, Characterization and crystal Structure of New Cobalt[III) Compex. Mediterranean Journal of Chemistry. 3(1):738-74
