LAPORAN PRAKTIKUM KEKUATAN MEDAN LIGAN

KEKUATAN MEDAN LIGAN

A.    Tujuan Percobaan 

        Mempelajari perbedaan kekuatan medan ligan antara ligan amonia dan air.

B.     Alat dan Bahan

1.      Alat

a.       Labu ukur10 mL                                   

b.      Pipet gondok 5 Ml                                 

c.       Gelas beker 100 mL                               

d.      Spektrofotometer Spectronic 20

e.    pipet gondok 2 mL

f.    pipet gondok 10 mL 

g.    gelas beaker 250 mL 

2.      Bahan

a.       Larutan amonia 1 M

b.      Larutan ammonia ion Cu²⁺ 0,1 M

C.    Data Pengamatan

Tabel 1. Pengamatan

No.	Perlakuan	Pengamatan
1.	Larutan Cu2+ 0,02 M Pengenceran 10 mL dari 2 mL Cu2+ 0,1M	Biru muda bening
2.	Larutan 2 mL Cu2+ 0,1M diencerkan, lalu diambil 2 mL dan ditambahkan 5 mL amonia	Biru tua bening
3.	Larutan 2 mL Cu2+ 0,1M diencerkan dampai 10 mL, kemudian diambil 2 mL dan ditambahkan 2,5 mL amonia	Biru bening

 

Tabel 2. Panjang gelombang dan absorbansi

λ (nm)	Cu2+ dalam akuades	Cu2+ + akuades:ammonia (50:50)	Cu2+ + akuades:ammonia (75:25)
500	0,006	0,815	0,754
520	0,009	0,930	0,885
540	0,018	1,010	0,950
560	0,027	1,025	0,945
580	0,049	0,985	0,910
600	0,081	0,870
620	0,106
640	0,144
660	0,177
680	0,211
700	0,239
720	0,261
740	0,274
760	0,280
780	0,277
800	0,270

 

D.    Pembahasan

Percobaan kali ini berjudul Kekuatan Medan Ligan yang memiliki tujuan untuk Mempelajari perbedaan kekuatan medan ligan antara ligan amonia dan air. Adapun prinsip kerja pada percobaan kali ini adalah penentuan kekuatan medan ligan ammonia dan ligan air dengan bantuan alat spektrofotometer spektronik 20 melalui harga 10Dq panjang gelombang maksimal.

Spektrofotometer merupakan alat yang terdiri atas spektrometer serta fotometer. Spektrofotometer akan menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer merupakan alat untuk mengukur intensitas cahaya yang di absorbsi  atau yang transmisikan (Khopkar, 1990).

Spektrofotometer ini digunakan untuk mengukur absorbans maupun transmitan suatu  sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Setiap media akan menyerap cahaya pada  panjang gelombang yang berbeda-beda tergantung dengan warna atau senyawa terbentuk  (Cairns,  2009). Kelebihan spektrofotometer adalah hasil yang didapatkan cukup akurat dan angka yang terbaca langsung tercetak dan tercatat oleh detektor.

Spektronik 20 hanya dapat mengukur sampel berwarna untuk memperoleh absorbansinya, di mana warna tersebut merupakan spektrum tertentu yang terdapat dalam suatu cahaya sempurna. Identitas suatu warna ditentukan oleh panjang gelombang dari larutan tersebut. Oleh karena itu, untuk mengukur absorbansi dari larutan sampel diperlukan cahaya yang diserap dan yang diteruskan.

Hukum Lambert-Beer menyatakan bahwa hubungan linear antara absorbansi dengan konsentrasi larutan sampel. Konsentrasi dari sampel di dalam larutan bisa ditentukan  dengan mengukur absorban  pada  panjang gelombang tertentu dengan menggunakan hukum Lambert-Beer (Day and Underwood, 1986).

Perbedaan tingkat energi antara dua kelompok orbital disebut dengan harga 10Dq. Apabila harga 10Dq kecil maka panjang gelombangnya besar dan medan ligan semakin lemah, begitu pula sebaliknya (Effendy, 2007).

Percobaan pada larutan pertama ini diawali dengan pengenceran larutan Cu²⁺ dengan akuades. Tujuan dilakukannya pengenceran ini yaitu agar molaritas larutan turun, sehingga senyawa akuo kompleks akan terebentuk. Berdasarkan pengamatan, larutan yang dihasilkan setelah pengenceran berwarna biru muda bening. Warna ini dapat terbentuk karena adanya gugus kromofor yang dapat menyebabkan molekul menjadi berwarna. Reaksi yang terjadi pada pengenceran ini adalah

Cu²⁺_(aq) + 6 H₂O_(l) → [Cu(H₂O)₆]²⁺_(aq)

Dilihat dari reaksi tersebut, maka senyawa kompleks yang terbentuk yaitu [Cu(H₂O)₆]²⁺ atau ion heksaakuotembaga(II). Dimana air berperan sebagai ligan dan Cu adalah atom pusatnya. Jika dilihat dari hibridisasinya, maka dapat diketahui hibridisasi senyawa kompleks [Cu(H₂O)₆]²⁺ adalah sp³d² dengan geometri molekul yaitu oktahedral dengan PEI = 6. Seperti yang terlihat pada gambar dibawah ini: 

Larutan kemudian diuji dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 500-800 nm dengan interval 20 nm. Tujuan digunakannya interval sebanyak 20 nm adalah agar kenaikan serta penurunan absorbansi diketahui dengan selisih yang tidak terlalu kecil maupun besar. Dari percobaan didapatkan panjang gelombang maksimum larutan tersebut sebesar 760 nm dengan nilai absorbansi 0,280. Hasil ini cukup sesuai dengan teori dimana warna yang terbentuk yaitu biru tua menyerap warna komplementernya yaitu merah yang berada pada rentang 610-800 nm.

                                       

(https://www2.chemistry.msu.edu)

Harga 10Dq yang didapatkan berdasarkan perhitungan yaitu sebesar 2,615 10^-19 J. Harga 10Dq yang didapatkan ini rendah dikarenakan hanya terdapat substitusi dari ligan H₂O saja. Dari hal ini dapat diambil kesimpulan jika kekuatan medan ligan dari H₂O ini kecil. Energi yang rendah akan membuat splitting orbital e_g  dan t_2g semakin kecil. Splitting yang kecil ini menunjukan bahwa ligan yang masuk merupakan ligan lemah.

Proses kedua yaitu pembuatan Larutan Cu²⁺ 0,02 M dalam 50:50 yang diawali dengan diencerkannya larutan 2 mL Cu²⁺ 0,1M, lalu diambil 2 mL dan ditambahkan 5 mL ammonia, sehingga terbentuk warna biru tua bening. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

[Cu(H₂O)₆]²⁺_(aq) + 4 NH_3(aq) → [Cu(H₂O)₃(NH₃)₃]²⁺_(aq) + 4 H₂O_(l)

Dilihat dari reaksi tersebut, maka senyawa kompleks yang terbentuk yaitu [Cu(H₂O)₃(NH₃)₃]²⁺ atau ion triakuotriaminatembaga(II). Dimana penambahan amonia dan air ini memiliki perbandingan sama, maka ion Cu²⁺ yang stabil dalam air pada senyawa kompleks [Cu(H₂O)₆]²⁺ disubstitusi oleh 3 ligan NH₃ serta 3 ligan H₂O. Jika dilihat dari hibridisasinya, maka dapat diketahui hibridisasi senyawa kompleks [Cu(H₂O)₃(NH₃)₃]²⁺ adalah sp³d² dengan geometri molekul yaitu oktahedral dengan PEI = 6. Seperti yang terlihat pada gambar dibawah ini:

Larutan kemudian diuji menggunakan spektrofotometer. Dari percobaan didapatkan panjang gelombang maksimum larutan tersebut sebesar 560 nm dengan nilai absorbansi 1,025. Hasil ini cukup sesuai dengan teori dimana warna yang terbentuk biru tua menyerap warna komplementernya yaitu hijau yang berada pada rentang 490-560 nm.

(https://www2.chemistry.msu.edu)

Harga 10Dq yang didapatkan berdasarkan perhitungan yaitu sebesar 3,5496 10^-19 J.  Harga 10Dq ini lebih besar dari harga 10Dq larutan yang pertama. Hal ini disebabkan karena adanya substitusi ligan NH₃ yang membuat harga 10Dq menjadi besar dan terjadi karena kekuatan molar ligan NH₃ lebih besar dari ligan H₂O yang menimbulkan splitting orbital d semakin besar. Splitting yang besar ini mengartikan ligan yang masuk berupa ligan kuat dengan ligan NH3 menggantikan ligan H2O. Kekuatan medan ligan antara NH3 dan H2O sesuai dengan deret spektrokimia dimana kekuatan medan ligan NH3 lebih kuat dibandingkan ligan H2O. Berikut ini merupakan deret spektrokimia yaitu daftar ligan yang diurutkan dari ligan dengan kemampuan membelang tingkat energi orbital d kecil ke besar: (Chang, R. 2003)

I^- <  Br^- < Cl^- < F^- < OH^- < H₂O < NH₃ < en< phen < CN^- < CO

Proses ketiga yaitu pembuatan larutan Cu²⁺ 0,02 M dalam 75:25 campuran akuades dan amonia dibuat dengan diambil 2 ml larutan Cu²⁺ 0,1 M kemudian ditambahkan 2,5 ml larutan amonia untuk selanjutnya diencerkan dengan akuades. Dihasilkan larutan berwarna Biru bening. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

[Cu(H₂O)₆]²⁺_(aq) + 2 NH_3(aq) → [Cu(H₂O)₄(NH₃)₂]²⁺ + 2 H₂O_(l)

Dilihat dari reaksi tersebut, maka senyawa kompleks yang terbentuk yaitu [Cu(H₂O)₄(NH₃)₂]²⁺ atau ion tetraakuodiaminatembaga(II). Dimana penambahan ammonia lebih besar dari air, sehingga ion Cu²⁺ yang stabil dalam air [Cu(H₂O)₆]²⁺ disubstitusikan oleh 2 ligan NH₃ serta 4 ligan H₂O. Jika dilihat dari hibridisasinya, maka dapat diketahui hibridisasi senyawa kompleks [Cu(H₂O)₄(NH₃)₂]²⁺ adalah sp³d² dengan geometri molekul yaitu oktahedral dengan PEI = 6. Seperti yang terlihat pada gambar dibawah ini:

 

Larutan kemudian diuji menggunakan spektrofotometer. Dari percobaan didapatkan panjang gelombang maksimum larutan tersebut sebesar 540 nm dengan nilai absorbansi 0,950. Hal ini tidak terlalu sesuai dengan teori yang seharusnya warna yang terbentuk yaitu biru menyerap warna komplementernya yaitu biru kehijauan pada rentang 580-620 nm. Hal ini bisa terjadi karena kurang telitinya selama proses praktikum berlangsung baik dari saat pembuatan larutannya.

(https://www2.chemistry.msu.edu)

Harga 10Dq yang didapatkan berdasarkan perhitungan yaitu sebesar 3,6811 10^-19 J. Nilai 10Dq ini lebih besar daripada nilai 10Dq larutan kedua. Hasil ini tidak sesuai teori yang seharusnya harga 10Dq larutan kedua lebih besar dibandingkan harga 10Dq larutan ketiga. Hal ini dikarenakan banyaknya jumlah ligan NH₃ yang tersubstitusi pada senyawa kompleks larutan kedua. Dimana kekuatan ligan NH₃ lebih besar dari ligan H₂O sehingga menimbulkan energi Dq yang besar yang akan membuat splitting orbital e_g dan t_2g semakin besar pula. Splitting yang besar ini mengartikan ligan yang masuk merupakan ligan kuat. Pada larutan ini secara otomatis ligan NH₃ akan menggantikan ligan yang lebih lemah yaitu ligan H₂O, tetapi ligan NH₃ yang menggantikan ligan H₂O tidak sebanyak pada larutan kedua. Ketidaksusaian dengan teori ini bisa saja diakibatkan karena kurangnya ketelitian pada saat praktikum berlangsung, sehingga mempengaruhi data yang akan dihasilkan.

Pengukuran juga dilakukan dengan akuades sebagai larutan blanko. Ketika diuji dengan alat spektrofotometri spektronik 20 nilai nilai absorbansi yang didapatkan adalah 0.00. Larutan blanko ialah larutan tanpa sampel atau larutan yang tidak berisi analit. Larutan blanko ini digunakan untuk tujuan kalibrasi sebagai larutan pembanding juga sebagai pembuat nilai nol absorbansi pada spektrofotometri (Parhan. 2018).

 

E.     Kesimpulan

Ligan NH₃ memiliki kekuatan medan ligan yang lebih besar daripada H₂O, hal ini dikarenakan ligan NH₃ mempunyai harga 10Dq yang lebih besar, sehingga menyebabkan besarnya splitting pula. Semakin besarnya nilai panjang gelombang yang didapatkan, maka semakin kecil pula nilai 10Dq. Alat spektrofotometri spektronik 20 akan mendeteksi panjang gelombang yang semakin kecil apabila semakin banyak ligan NH₃ yang tersubstitusi, sehingga nilai 10Dq akan semakin besar.

 

F.     Daftar Pustaka

Cairns  D. (2009). Essentials of Pharmaceutical Chemistry Second Edition (Intisari Kimia Farmasi Edisi Kedua). Penerjemah: Puspita Rini. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC.

Chang, R. (2003). Kimia Dasar Jilid 2. Jakarta: Erlangga.

Day, R.A dan Underwood, A.L. (1986). Analisa Kimia Kuantitatif. Jakarta: Erlangga

Effendy. (2007). Kimia Koordinasi Jilid I. Malang: Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Malang (UNM).

Khopkar, S.M. (1990). Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: Universitas Indonesia Press.

Parhan. (2018). Penetapan Kadar Na-Siklamat Pada Minuman Serbuk Instan Dan Minuman Kemasan Kaleng Yang Diperdagangkan Di Delitua Dengan Metode Alkalimetri. Jurnal Farmasimed (JFM). 1(1): 11-15.