107
i SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III) DENGAN LIGAN 1,10-FENANTROLIN DAN ANION TRIFLUOROMETANASULFONAT SKRIPSI Diajukan kepada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogyakarta untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan guna Memperoleh Gelar Sarjana Sains Kimia Oleh: Andi Kusyanto NIM 12307144040 PROGRAM STUDI KIMIA JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2016

SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

  • Upload
    others

  • View
    39

  • Download
    5

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

i

SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III)

DENGAN LIGAN 1,10-FENANTROLIN DAN ANION

TRIFLUOROMETANASULFONAT

SKRIPSI

Diajukan kepada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Negeri Yogyakarta

untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan

guna Memperoleh Gelar Sarjana Sains Kimia

Oleh:

Andi Kusyanto

NIM 12307144040

PROGRAM STUDI KIMIA

JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2016

Page 2: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

ii

Page 3: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

iii

Page 4: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

iv

Page 5: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

v

MOTTO

“Hanya kepada Engkaulah kami menyembah

Dan hanya kepada engkaulah kami mohon pertolongan.”

(QS. Al Fatihah : 5)

“Jadikanlah sabar dan shalat sebagai penolongmu.

Dan sesungguhnya yang demikian itu berat,

Kecuali bagi orang-orang yang khusuk.”

(QS.Al Baqarah : 45 )

Page 6: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

vi

PERSEMBAHAN

Dengan menyebut nama Allah Yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang

Karya ini saya persembahkan untuk:

Sang Pencipta alam beserta isinya ALLAH SWT

Orang tuaku tercinta, Bapak Suradal & Ibu Sri Mulyani

Kakakku, Yudi Kuswanto

Partner skripsiku yang paling baik, Maulidia Fa’izzah

Teman- teman Pamungkas Sorogenen

Sahabat-sahabatku, RKS Kingdom dan Kawanan Wanita Bahagia

Teman-teman Kimia Swadana ‘12

Almamaterku Universitas Negeri Yogyakarta

Page 7: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

vii

SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS

BESI(III) DENGAN LIGAN 1,10-FENANTROLIN DAN

ANION TRIFLUOROMETANASULFONAT

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF IRON(III)

COMPLEX WITH 1,10-PHENANTHROLINE LIGAND

AND TRIFLUOROMETHANESULFONATE ANION

Andi Kusyanto dan Kristian H. Sugiyarto

Jurusan Pendidikan Kimia, FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta

e-mail: [email protected]

ABSTRAK:

Penelitian senyawa kompleks Fe(III) dengan ligan 1,10-fenantrolin dan

anion triflat bertujuan untuk mengetahui metode sintesis, formula dan berbagai

karakteristik senyawa kompleks yang terbentuk.

Instrumen yang digunakan adalah spektrofotometer serapan atom (SSA),

konduktometer, spektrofotometer UV-Vis larutan dan padatan, timbangan Gouy,

spektrofotometer FTIR dan X-Ray Diffraction (XRD). Senyawa kompleks tris-

fenantrolinbesi(III) triflat disintesis dari prekusor FeCl3.6H2O dalam pelarut

akuades, kemudian ditambahkan ligan 1,10-fenantrolin yang dilarutkan dalam

pelarut etanol dengan perbandingan mol logam dan mol ligan 1 : 3. Kedalam

pencampuran larutan tersebut, ditambahkan anion triflat berlebih yang

dilarutkan dalam pelarut akuades.

Hasil pengukuran AAS menunjukan kadar besi sebesar 4,913%. Pengukuran daya hantar listrik menggunakan konduktometer menunjukkan perbandingan muatan kation : anion adalah 3 : 1. Dengan demikian kompleks yang mungkin adalah [Fe(phen)3](CF3SO3)3

.5H2O. Pada pengukuran momen magnetik senyawa kompleks menunjukkan nilai µeff 2,1-2,3 BM, jadi bersifat paramagnetik sesuai dengan satu elektron nir pasangan dengan kontribusi orbital. Spektra IR menunjukkan serapan khas atom N pada 1,10-fenantrolin dan adanya ion CF3SO3

-. Spektra UV-Vis kompleks menunjukkan tiga puncak pita serapan pada bilangan gelombang 19011,4 cm

-1, 25252,5 cm

-1, dan 30030,03 cm

-

1. Analisis data XRD menunjukkan bahwa kompleks [Fe(phen)3](CF3SO3)3

.5H2O mempunyai sistem kristal monoklinik dengan space grup C 2/c dan nilai a = 10,781 Å, b = 24,53 Å, c = 13,286 Å, Z = 4, β = 103,130, V = 3422 Å.

Kata kunci: sintesis senyawa kompleks, kompleks tris-fenantrolinbesi(III), besi(III),

1,10-fenentrolin, triflat

Page 8: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

viii

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF IRON(III)

COMPLEX WITH 1,10-PHENANTHROLINE LIGAND

AND TRIFLUOROMETHANESULFONATE ANION

By :

Andi Kusyanto

Number of Student: 12307144040

Supervisor: Prof. Kristian H. Sugiyarto, Ph.D

ABSTRACT

The research of iron(III) complexes with 1,10-phenanthroline and triflate was

purposed to know the method of synthesis, formula and characteristics of complex

compound which was formed.

The result of the complex compound was characterized by Atomic Absorption

Spectrophotometer (AAS), conductometer, Spectrophotometer UV-Vis, Magnetic

Susceptibility Balance (MSB), spectrophotometer FTIR and X-Ray Diffraction

(XRD). Tris(1,10-phenanthroline)iron(III) triflate complex has been synthesized

from the precursor FeCl3.6H2O in aquadest. The 1,10-phenanthroline ligand

dissolved in ethanol was added with ratio mol equivalent of the metal and ligand

(1:3). The result of solution was added by exceed triflate salt in aquadest.

AAS measurement content of iron 4.913 %. Measurement analysis of

conductivity shown the charge ratio of cation/anion, 3:1. Thus the possibility

formula of the complex was [Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O. In the measurement

magnetic moment of this complex, indicate its value µeff 2,1-2,3 BM, so is

paramagnetic corresponding to one unpaired electron with contribution orbitals to

the magnetic. The Infrared spectrum showed absorption bands of 1,10-

phenanthroline ligand and triflate anion. The UV-Vis spectrum showed three

absorption band concentrated at wave number 19011,4 cm-1, 25252,5 cm

-1, dan

30030,03 cm-1. The result of X-Ray Diffraction analysis suggests that

[Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O complex has monoclinic crystal with space group was

C 2/c and value of a = 10,781 Å, b = 24,53 Å, c = 13,286 Å, Z = 4, β = 103,130, V

= 3422 Å.

Keyword : Synthesis of complex, tris-(1,10-phenanthroline)iron(III), iron(III),

1,10-phenanthroline, triflate.

Page 9: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

ix

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Puji syukur saya panjatkan ke hadirat Allah SWT Tuhan semesta alam atas

limpahan rahmat, karunia, dan hidayah-Nya. Sholawat dan salam selalu

tercurahkan kepada nabi besar Muhammad SAW yang dirindukan syafaatnya di

yaumul qiyamat nanti. Alhamdulillah atas berkat rahmat Allah SWT sehingga

laporan tugas akhir ini mampu penulis selesaikan.

Penelitian kimia berjudul “Sintesis dan Karakterisasi Senyawa Kompleks

Besi(III) dengan Ligan 1,10-Fenantrolin dan Anion Trifluorometanasulfonat” telah

dapat diselesaikan dengan baik sebagai persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana

sains yang telah ditetapkan oleh Jurusan Pendidikan Kimia di Universitas Negeri

Yogyakarta. Pada kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima

kasih kepada:

1. Bapak Dr. Hartono selaku Dekan FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta

yang telah memberikan izin dalam penulisan tugas akhir ini.

2. Bapak Drs. Jaslin Ikhsan, M.App.Sc., Ph.D selaku Ketua dan Koordinator

Tugas Akhir Skripsi Program Studi Kimia, Jurusan Pendidikan Kimia,

Universitas Negeri Yogyakarta yang telah memberikan kelancaran

pelayanan dan urusan akademik.

3. Bapak Eddy Sulistyowati Apt, MS selaku Dosen Penasehat Akademik yang

telah memberikan dorongan dalam penulisan tugas akhir ini.

Page 10: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

x

4. Bapak Prof. Kristian H. Sugiyarto, Ph.D selaku dosen pembimbing utama

yang telah memberikan bimbingan, pengarahan, dan saran.

5. Prof. A.K. Prodjosantosa, Ph.D selaku penguji utama, atas pertanyaan,

kritik, dan saran yang diberikan.

6. M. Pranjoto Utomo, M.Si selaku penguji pendamping, atas pertanyaan,

kritik, dan saran yang diberikan.

7. Dr. Cahyorini Kusumawardani selaku sekretaris penguji, atas pertanyaan,

kritik, dan saran yang diberikan.

8. Seluruh Dosen, Staf, dan Laboran Jurusan Pendidikan Kiimia FMIPA UNY

yang telah banyak membatu selama perkuliahan dan penelitian.

9. Ibu, Ayah, kakak dan seluruh keluargaku yang selalu mendoakan,

mendukung, memotivasi dan segala kasih sayangnya selama ini.

10. Amri, Mamay, Rafi, Santo, Dhani, Joko, Moris, Rantau, Anggi, Wahyu,

Agus sahabat RKS Kingdom dan Kawanan Wanita Bahagia yang selalu

memberi dukungan, semangat, dan doa.

11. Teman-teman Kimia Swadana 2012 yang selalu memberi motivasi dan doa.

12. Maulidia Faizzah, mitra kerja selama penelitian yang sudah memberikan

bantuan tenaga dan motivasi.

13. Semua pihak yang telah membantu dan memberikan dukungan secara

moral maupun material dalam penyelesaian Tugas Akhir Skripsi ini, yang

tidak dapat penulis sebut satu per satu.

Page 11: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

xi

Semoga semua bantuan dan bimbingan yang telah diberikan kepada penulis,

Inshaa Allah mendapat balasan dari Allah SWT.

Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini jauh dari kesempurnaan, oleh

karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari berbagai

pihak demi kesempurnaan laporan ini. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi

semua pihak dan perbaikan pendidikan di masa yang akan datang. Aamiin.

Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Yogyakarta, 19 September 2016

Penulis

Page 12: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

xii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL .................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................... ii

HALAMAN PERNYATAAN ...................................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... iv

HALAMAN MOTTO ................................................................................... v

HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................... vi

ABSTRAK .................................................................................................... vii

ABSTRACT ................................................................................................... viii

KATA PENGANTAR .................................................................................. ix

DAFTAR ISI ................................................................................................ xii

DAFTAR TABEL ........................................................................................ xv

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xvi

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ xvii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang .................................................................................. 1

B. Identifikasi Masalah ......................................................................... 4

C. Pembatasan Masalah ......................................................................... 4

D. Rumusan Masalah ............................................................................. 5

E. Tujuan Penelitian .............................................................................. 5

F. Manfaat Penelitian ............................................................................ 5

BAB II KAJIAN TEORI

A. Deskripsi Teori ................................................................................. 7

1. Logam Transisi ………………………………………………… 7

2. Besi ............................................................................................... 8

3. Ligan ……………………............................................................ 9

4. Anion Trifluorometanasulfonat …................................................ 10

5. Senyawa Kompleks ……………................................................ 11

6. Teori Ikatan Dalam Senyawa Kompleks .................................... 12

Page 13: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

xiii

a. Teori Ikatan Valensi……………………................................

b. Teori Medan Kristal……………………................................

c. Teori Orbital Molekular ……………………………............

12

14

19

B. Karakterisasi Senyawa Kompleks .................................................... 20

1. Magnetic Susceptibility Balance (MSB) …............................

2. Spektrofotometer UV-Vis ……………………......................

3. Spektrofotometer FTIR ………….........................................

20

23

24

4. Spektroskopi Serapan Atom …………………………...…… 25

5. Konduktometer ………………………….………………...... 26

6. X-Ray Diffraction …….……………………………………. 27

C. Penelitian yang Relevan …...……………………………………… 28

D. Kerangka Berpikir ………………………………………………… 29

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

A. Subjek dan Objek Penelitian ...........................................................

1. Subjek Penelitian ………………………………………………

2. Objek Penelitian ……………………………………………….

31

31

31

B. Alat dan Bahan Penelitian ..............................................................

1. Alat Penelitian …………………………………………………

2. Bahan-Bahan Penelitian ……………………………………….

31

31

32

C. Prosedur Penelitian ..........................................................................

1. Sintesis Senyawa Kompleks …………………………………...

2. Karakterisasi Senyawa Kompleks ……………………………..

a. AAS ………………………………………………………..

b. Spektrofotometer FTIR …………………………………….

c. Konduktometer ……………...……………………………..

d. MSB……………………………...………………………….

e. XRD ………………………………………………………..

f. Spektrofotometer UV-Vis (Larutan) …………………….....

g. Spektrofotometer UV-Vis (Padat) ……………...…………

33

33

33

33

34

34

34

35

35

35

D. Teknik Analisis Data ........................................................................ 36

E. Diagram Alir ………………………………………………………. 36

Page 14: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

xiv

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Sintesis Senyawa Kompleks Besi(III) dengan Ligan 1,10-

Fenantrolin dan Anion Trifluorometanasulfonat ..............................

38

B. Penentuan Formula Senyawa Kompleks .......................................... 41

1. Pengukuran Kadar Besi .............................................................. 41

2. Konduktivitas .............................................................................. 41

C. Karakterisasi Senyawa Kompleks .................................................... 44

1. Sifat Magnetik …………………………………………………

2. Spektrum Elektronik Larutan ………………………………….

3. Spektrum Elektronik Padatan ………………………………….

4. Spektrum Inframerah ………...………………………………...

5. Analisis Difraktogram Senyawa Kompleks …………………...

44

45

47

48

53

D. Perkiraan Struktur Kompleks ……………………………………... 54

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan ....................................................................................... 55

B. Saran ................................................................................................. 56

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 57

LAMPIRAN ................................................................................................. 61

Page 15: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

xv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Orbital Hibridisasi beberapa Konfigurasi Geometri ….................. 14

Tabel 2. Faktor Koreksi Diamagnetik untuk Beberapa Kation, Anion,

Atom Netral dan Molekul ...............................................................

21

Tabel 3. Data Preprasi Sampel [Fe(phen)x]3+(CF3SO3)y.nH2O......................... 40

Tabel 4. Penentuan Formula Senyawa Kompleks terhadap Kadar

Teoritis ……………………………………………………………

41

Tabel 5. Daya Hantar Listrik Larutan Pembanding dan Larutan Sampel

Kompeks dalam Akuades............................................................... 42

Tabel 6. Hasil Pengukuran Nilai Momen Magnetik (μeff) Senyawa

Kompleks........................................................................................ 44

Tabel 7. Harga Koefisien Ekstingsi Kompleks (ε)

[Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O…………………………………........ 46

Tabel 8. Puncak Serapan Kompleks [Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O dengan

Metode Padatan.............................................................................. 48

Tabel 9. Data Serapan FTIR [Fe(phen)3](CF3SO3)3·5H2O.......................... 50

Tabel 10. Data Analisis Kompleks [Fe(phen)3(CF3SO3)3.5H2O terhadap

Kompleks [Fe(phen)3(NO3)3.H2O................................................. 52

Page 16: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

xvi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Konfigurasi Elektron Fe dan Fe3+............................................... 8

Gambar 2. Struktur 1,10-Fenantrolin............................................................. 10

Gambar 3. Struktur senyawa [Fe(phen)3](NO3)3.H2O ................................. 12

Gambar 4. Konfigurasi Elektronik Besi(III) dan Hibridisasi [Fe(CN)6]3+ .. 13

Gambar 5. Lima Orbital d dan Susunannya dalam Ruang ........................... 15

Gambar 6. Posisi Ligan Oktaheral dalam Koordinat Cartesius dengan

Atom Logam di Pusat Koordinat dalam Medan Kubus ……….

15

Gambar 7. Diagram Pemisahan Orbital d dalam Medan Oktahedral ........... 16

Gambar 8. Posisi ligan Tetrahedral dalam Koordinat Cartesius dengan

Atom Logam di Pusat Koordinat dalam Medan Kubus .............

18

Gambar 9. Diagram Alir Cara Sintesis dan Karakterisasi Senyawa

Kompleks …………………………………………………………

36

Gambar 10. Larutan FeCl3.6H2O a). Sebelum Penambahan Ligan 1,10 –

Fenantrolin dan b). Sesudah Penambahan Ligan 1,10 –

Fenantrolin..................................................................................

39

Gambar 11. Padatan Kompleks [Fe(phen)x](CF3SO3)y. nH2O ....................... 40

Gambar 12. Spektrum Elektronik UV-Vis Larutan Kompleks

[Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O........................................................ 46

Gambar 13. Spektrum Elektronik UV-Vis Padatan Kompleks

[Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O......................................................

47

Gambar 14. Spektrum Inframerah Senyawa Kompleks

[Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O......................................................

Gambar 15. Difraktogram Senyawa Kompleks

[Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O ………………….......……………

49

51

Gambar 16. Difraktogram Hasil Analisis Senyawa Kompleks

[Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O dengan Program Rietica .............. 53

Page 17: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Skema Prosedur Kerja ............................................................. 61

Lampiran 2. Reaksi dan Perhitungan Senyawa Kompleks .......................... 62

Lampiran 3. Perhitungan Rendemen Hasil Sintesis Senyawa Kompleks..... 64

Lampiran 4. Hasil Pengukuran Konduktivitas Senyawa Kompleks ……… 65

Lampiran 5. Data AAS …………………………………………………… 69

Lampiran 6. Perhitungan Persentase Besi(III) dalam Berbagai Formulasi

Senyawa Kompleks ………………………………………….

70

Lampiran 7. Hasil Pengukuran Momen Magnetik Senyawa Kompleks

[Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O …………………………….......

72

Lampiran 8. Perhitungsn Nilai K Koefisien Ekstingsi Besi(III) dalam

Berbagai Formulasi Senyawa Komplek..................................

74

Lampiran 9. Data Spektrum UV-Vis Padatan …………………………… 75

Lampiran 10. Data Spektrum FTIR ………………………………………... 76

Lampiran 11. Difraktogram XRD Kompleks [Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O. 78

Lampiran 12.Difraktogram Hasil Program Rietica Senyawa Kompleks

[Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O …,,,,,,,,…………..…….…........

79

Lampiran 13. Data Output Program Rietica ……………………………….. 80

Page 18: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Penelitian tentang senyawa kompleks baik di bidang sintesis maupun

identifikasi sifat-sifatnya menarik untuk dibicarakan karena warna-warna yang

terjadi pada pembentukan senyawa kompleks. Senyawa kompleks sering juga

disebut senyawa koordinasi adalah senyawa yang dibentuk oleh atom atau ion

pusat dengan beberapa gugus molekul atau gugusan ion melalui ikatan kovalen

koordinasi. Gugus molekul atau ion yang terikat pada ion pusat ini disebut gugus

pengeliling atau ligan sedangkan jumlah/banyaknya ikatan koordinasi antara atom

pusat dengan atom donor (dari ligan) dinyatakan dengan bilangan koordinasi

(Sugiarto dan Retno, 2008).

Selain karena warna-warna menarik yang terjadi pada pembentukan senyawa

kompleks, senyawa kompleks banyak diaplikasikan dalam berbagai bidang

kehidupan manusia, seperti dalam bidang kesehatan, farmasi, industri, dan katalis.

Penelitian tentang senyawa kompleks terus berkembang pesat sejalan dengan

perkembangan IPTEK, sebagai salah satu contoh adalah kompleks besi. Kompleks

besi dengan berbagai ligan telah diketahui kegunaanya. Senyawa kompleks

besi(III)-EDTA dapat diaplikasikan sebagai garam untuk fortifikasi besi (Torres et

al., 1979). Kompleks besi(III)-EDTA juga diketahui mampu digunakan sebagai

katalis heterogen pada reaksi sintesis vitamin E dengan materi pendukung MgF2

yang bersifat asam (Setyawati & Irmina, 2010). Kompleks besi(III) dengan ligan

Page 19: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

2

askorbat digunakan untuk mencegah dan mengatasi anemia defisensi besi

(Budiasih, Prodjosantosa, dan Septiyantinur., 2011). Senyawa kompleks besi(III)-

trifluoroasetat merupakan katalis dan baik digunakan pada reaksi diasetilasi aldehid

dan tioasetilasi senyawa karbonil (Adibi, Samimi, dan Iranpoor., 2008).

Suatu senyawa kompleks akan terbentuk bila terjadi ikatan kovalen koordinasi

antara suatu atom atau ion logam dengan beberapa molekul netral atau ion donor

elektron. Atom atau ion logam berfungsi sebagai ion pusat sedangkan molekul

netral atau ion donor elektron berfungsi sebagai gugus pengeliling atau yang lebih

dikenal dengan ligan (Day dan Selbi, 1985).

Senyawa kompleks banyak ditemui bersifat paramagnetik yaitu tertarik oleh

medan magnet, selain itu banyak pula yang bersifat diamagnetik yaitu tertolak oleh

medan magnet. Sifat paramagnetik suatu senyawa disebabkan oleh adanya elektron

tak-berpasangan (unpaired electron) dalam konfigurasi elektronik spesies yang

bersangkutan (Sugiarto dan Retno, 2012). Sifat-sifat senyawa kompleks misalnya

sifat magnetik dan warna senyawa telah banyak dipelajari dan diteliti melalui suatu

tahapan-tahapan reaksi (mekanisme reaksi) dengan menggunakan ion-ion logam

serta ligan yang berbeda-beda.

Besi termasuk golongan logam transisi yang mempunyai konfigurasi

elektronik [Ar] 3d6 4s2 yang mempunyai tingkat oksidasi utama (+II) dan (+III),

kompleks besi(III) pada umumnya lebih stabil daripada kompleks besi(II)

(Lee,1991). Besi(III) ditinjau dari muatan kompleksnya dapat membentuk

kompleks yang bervariasi yaitu kationik, netral dan anionik. (Greenwood &

Earnshow, 1984).

Page 20: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

3

1,10-Fenantrolin (phen) merupakan ligan kuat yang menyediakan agen kelat

untuk membentuk cincin tertutup dengan berbagai ion logam. Kemampuan

pengompleks ligan 1,10-fenantrolin telah banyak digunakan untuk

mengembangkan senyawa kompleks (Marquerite, Bruno, dan Bernard., 1998).

Asam trifluorometanasulfonat atau sering disebut triflat (HCF3SO3)

merupakan asam yang sangat kuat yang dapat digunakan sebagai katalis untuk

sintesis senyawa organik. Larutan ionik triflat tahan terhadap hidrolisis. Larutan

ionik triflat telah banyak digunakan sebagai media reaksi karena sifatnya yang

stabil dan titik didihnya yang tinggi (167-170oC) serta viskositasnya cukup rendah

(Nikolai et al., 2012).

Preparasi suatu senyawa kompleks secara umum akan melibatkan reaksi antara

suatu garam, molekul atau ion-ion. Proses pembentukan kristal secara sederhana

dapat dilakukan dengan pengendapan secara perlahan menggunakan teknik

pendinginan (Basolo & Johnson, 1986). Pada penelitian ini dilakukan sintesis

senyawa kompleks besi(III) dengan ligan fenantrolin. Adapun anion yang

digunakan adalah anion CF3SO3- atau triflurometansulfonat dan juga dikenal

dengan triflat. Setelah berhasil disintesis, senyawa kompleks ini dikarakterisasi

menggunakan berbagai instrumen yakni MSB (Magnetic Susceptibility Balance),

spektrofotometer inframerah (FTIR), spektrofotometer UV-Vis (Ultraviolet-

Visible), AAS (Atomic Absorpbtion Spectroscopy), konduktometer, dan XRD (X-

ray Diffraction) untuk mengetahui sifat-sifatnya.

Page 21: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

4

B. Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang tersebut dapat diidentifikasi permasalahan-

permasalahan sebagai berikut.

1. Prekusor besi(III) yang digunakan dalam sintesis senyawa kompleks.

2. Pelarut yang digunakan untuk melarutkan logam, ligan ,dan anion dalam

sintesis senyawa kompleks.

3. Metode pendesakan yang digunakan dalam sintesis senyawa kompleks.

4. Karakterisasi senyawa kompleks hasil sintesis.

C. Pembatasan Masalah

Batasan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Prekusor besi(III) yang digunakan untuk sintesis senyawa kompleks adalah

FeCl3.6H2O dan ligan 1,10-fenantrolin.

2. Pelarut yang digunakan dalam sintesis senyawa kompleks ini adalah etanol

untuk pelarut ligan 1,10-fenantrolin, serta akuades untuk pelarut prekusor

FeCl3.6H2O dan anion trifluorometanasulfonat.

3. Metode yang digunakan dalam sintesis senyawa kompleks adalah metode

reaksi pendesakan langsung.

4. Karakterisasi senyawa kompleks hasil sintesis berdasarkan data dari sifat

konduktivitas, SSA, sifat magnetik, spektrum FTIR, spektrum elektronik dan

difraktogram XRD.

Page 22: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

5

D. Rumusan Masalah

Berdasarkan pembatasan masalah tersebut dapat dirumuskan masalah

penelitian sebagai berikut.

1. Bagaimana metode pendesakan sintesis senyawa kompleks besi(III) dengan

ligan 1,10-fenantrolin dan anion CF3SO3- ?

2. Bagaimana formula senyawa kompleks besi(III) dengan ligan 1,10-fenantrolin

dan anion CF3SO3-?

3. Bagaimana karakteristik sifat magnetik, spektrum elektronik, spektrum FTIR,

dan XRD senyawa kompleks hasil sintesis?

E. Tujuan Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan dengan tujuan sebagai berikut.

1. Mengetahui metode pendesakan sintesis senyawa kompleks besi(III) dengan

ligan 1,10-fenantrolin dan anion CF3SO3¯ .

2. Mengetahui formula senyawa kompleks besi(III) dengan ligan 1,10-fenantrolin

dan anion CF3SO3¯ .

3. Mengetahui karakteristik sifat magnetik, spektrum elektronik, spektrum FTIR,

dan XRD senyawa kompleks hasil sintesis.

F. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Dapat mensintesis senyawa kompleks besi(III) dengan ligan 1,10-fenantrolin

dan anion trifluorometanasufonat.

Page 23: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

6

2. Memperoleh struktur dan karakteristik senyawa kompleks besi(III)

trifluorometanasulfonat dengan ligan 1,10-fenantrolin.

3. Menjadi referensi bagi peneliti lain mengenai senyawa kompleks.

Page 24: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

7

BAB II

KAJIAN TEORI

A. Deskripsi Teori

1. Logam Transisi

Ciri logam transisi adalah memiliki subkulit d yang tidak terisi penuh atau

mudah menghasilkan ion-ion dengan subkulit d yang tidak terisi penuh. Ciri ini

menyebabkan beberapa sifat khas, meliputi warna yang unik, pembentukan

senyawa paramagnetik, aktivitas katalitik, dan kecenderungan untuk membentuk

ion kompleks. Jika dilihat periode dari kiri ke kanan, nomor atom meningkat,

elektron bertambah di kulit luar, muatan ini meningkat karena bertambahnya proton

(Chang, 2005).

Logam-logam transisi mempunyai struktur kemas rapat (closest pack), artinya

setiap atom mengalami persinggungan yang maksimal dengan atom-atom lain yaitu

sebanyak dua belas atom tetangganya. Akibat dari struktur kemas rapat dan

kecilnya ukuran atomik adalah bahwa logam-logam transisi membentuk ikatan

logam yang kuat antara atom-atomnya sehingga logam-logam ini dapat ditempa dan

kuat. Ion-ion logam transisi lebih kecil ukurannya dibandingkan dengan ion-ion

logam kelompok s dalam periode yang sama. Hal ini menghasilkan rasio muatan

per jari-jari yang lebih besar bagi logam-logam transisi sebagai berikut (Sugiyarto

dan Retno, 2012).

a. Oksida-oksida dan hidroksida logam-logam transisi (M2+ , M3+) kurang

bersifat basa dan lebih sukar larut.

Page 25: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

8

b. Garam-garam logam transisi kurang bersifat ionik dan juga kurang stabil

terhadap pemanasan.

c. Garam-garam dan ion-ion logam transisi dalam air lebih mudah terhidrat dan

juga lebih mudah terhidrolisis menghasilkan sifat agak asam.

d. Ion-ion logam transisi lebih mudah tereduksi

2. Besi

Besi (Fe) dalam sistem periodik unsur termasuk logam transisi golongan VIIIB

dengan nomor atom 26, berat relatif 55,847 g/mol, konfigurasi elektron [Ar] 3d6

4s2, titik didih 2735 oC, titik leleh 1535 oC, densitas 7,783 g/cm3, elektronegatifitas

1,7, energi ionisasi 768 kJ/mol,, bewarna keperakan dan dapat ditempa (Patnaik,

2003).

Besi merupakan salah satu ion logam transisi trivalensi deret pertama yang

cukup labil, sehingga dapat membentuk berbagai macam streokimia pada senyawa

kompleksnya. Senyawa kompleks Fe(III) umumnya membentuk struktur

oktahedral dengan bilangan koordinasi enam. Namun struktur lain seperti

tetrahedral dengan bilangan koordinasi empat dan segiempat piramida dengan

bilangan koordinasi lima juga dapat terjadi (Cotton dan Wilkinson, 1989).

Konfigurasi Fe dan Fe3+ ditunjukkan pada Gambar 1.

Fe : [18Ar] ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓ ... ... ... ... ...

3d6 4s2 4p 4d

Fe3+ : [18Ar] ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ... ... ... ... ... ...

3d5 4s 4p 4d

Gambar 1. Konfigurasi Elektron Fe dan Fe3+.

Page 26: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

9

3. Ligan

Ligan adalah suatu ion atau molekul yang memiliki sepasang elektron atau

lebih yang dapat disumbangkan. Ligan merupakan basa Lewis yang dapat

terkoordinasi pada ion logam atau sebagai asam Lewis membentuk senyawa

kompleks. Ligan dapat berupa anion atau molekul netral (Saragih, 2011). Sebagian

besar ligan adalah zat netral atau anionik tetapi kation, seperti kation tropilium juga

dikenal. Ligan netral, seperti amonia, NH3, atau karbon monoksida, CO, dalam

keadaan bebas pun merupakan molekul yang stabil, sementara ligan anionik, seperti

Cl- atau C5H5-, distabilkan hanya jika dikoordinasikan ke atom logam pusat..

Jumlah atom yang diikat pada atom pusat disebut dengan bilangan koordinasi

(Saito, 1996).

Urutan relatif kekuatan ligan adalah I- < Br- < S2- < SCN- < Cl- < NO3- < F- <

OH- < Ox2- < H2O < NCS- < NH3 < en < bipy < phen < NO2

- < CN- < CO. Urutan

ligan-ligan berdasarkan kekuatannya disebut deret spektrokimia (spectrochemical

series) atau deret Fajans-Tsuchida (Effendy, 2007). Ligan dengan satu atom donor

elektron disebut ligan monodentat, dan yang memiliki lebih dari satu atom donor

elektron disebut ligan polidentat, juga disebut ligan khelat (Saito, 1996).

Fenantrolin adalah ligan chelat karena dapat membentuk senyawa kompleks

dengan struktur lingkar (Considine dan Considine, 1994) dan merupakan ligan

khelat yang sangat kuat untuk macam-macam ion logam (Marquerite, Bruno, dan

Bernard., 1998). Ligan 1,10-fenantrolin dapat membentuk kompleks dengan

berbagai atom logam dalam tingkat oksidasi formal yang rendah (Cotton dan

Wilkinson, 1989). Struktur ligan 1,10-fenantrolin dapat dilihat pada Gambar 2.

Page 27: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

10

N N

Gambar 2. Struktur 1,10-Fenantrolin

Karakteristik ligan 1,10-fenantrolin berfase kristal berwarna putih, mempunyai

titik leleh antara 98oC – 100oC, berat molekul 198,23 g/mol dan sering dijumpai

dalam bentuk monohidratnya, dengan rumus molekul C12H8N2.H2O. Ligan 1,10-

fenantrolin larut dalam benzena, alkohol, aseton dan kloroform (Ueno, Imamura,

dan Cheng., 1992).

4. Anion Trifluorometanasulfonat

Anion merupakan senyawa ion yang mempunyai muatan negatif atau bisa

disebut dengan ion negatif. Berdasarkan jumlah atom unsur penyusunnya anion

dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu anion monoatomik dan anion poliatomik.

Anion monoatomik adalah anion yang terbentuk dari satu unsur saja, misalnya

anion Cl-, Br-, F- dan lain-lain. Anion poliatomik adalah anion yang terbentuk dari

beberapa unsur atau atom, misalnya anion BF4-, SO4

2-, CF3SO3- dan lain-lain

Anion trifluorometanasulfonat (CF3SO3-), dalam kimia anorganik merupakan

anion koordinasi lemah yang tidak memiliki sifat redoks berbahaya daripada

perklorat dan lebih tahan terhadap hidrolisis daripada BF4-. Spektra vibrasi anion

poliatomik, termasuk anion triflourometanasulfonat (triflat), telah digunakan untuk

identifikasi mode koordinasi anion pada kompleks logam transisi, untuk

Page 28: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

11

menyelidiki interaksi kation-anion dalam elektrolit dan untuk menentukan sejauh

mana disosiasi asam yang sesuai (Jhonston dan Duward, 1993).

5. Senyawa Kompleks

Senyawa kompleks merupakan senyawa yang tersusun dari suatu ion logam

pusat dengan satu atau lebih ligan yang menyumbangkan pasangan elektron

bebasnya kepada ion logam pusat. Donasi pasangan elektron ligan kepada ion

logam pusat menghasilkan ikatan kovalen koordinasi sehingga senyawa kovalen

juga disebut senyawa koordinasi (Cotton dan Wilkinson, 1989).

Senyawa kompleks banyak ditemui bersifat paramagnetik yaitu tertarik oleh

medan magnet, selain itu banyak pula yang bersifat diamagnetik yaitu tertolak oleh

medan magnet. Sifat paramagnetik suatu senyawa disebabkan oleh adanya elektron

tak-berpasangan (unpaired electron) dalam konfigurasi elektronik spesies yang

bersangkutan (Sugiarto dan Retno, 2012).

Sintesis senyawa kompleks dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai

cara antara lain dengan pencampuran larutan pada berbagai perbandingan mol

logam : mol ligan dalam berbagai pelarut tanpa pemanasan atau pencampuran

larutan disertai pemanasan pada berbagai temperatur (Sariyanto, 2010).

Senyawa kompleks telah banyak dipelajari dan diteliti melalui suatu tahapan-

tahapan reaksi (mekanisme reaksi) dengan menggunakan ion-ion logam serta ligan

yang berbeda-beda. Ligan memiliki kemampuan sebagai donor pasangan elektron

sehingga dapat dibedakan atas ligan monodentat, bidentat, tridentat dan polidentat.

Senyawa logam transisi deret pertama dalam bilangan oksidasi tinggi adalah

Page 29: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

12

oksidator kuat dan oleh karena itu mudah direduksi (Saito, 1996). Reaksi Substitusi

ligan kompleks dapat dituliskan sebagai berikut.

LnMX + Y LnMY + X

Kompleks Fe(III) dengan menggunakan ligan 1,10-fenantrolin dan anion NO3-

membentuk struktur senyawa [Fe(phen)3](NO3)3.H2O dan menghasilkan geometri

oktahedral seperti pada Gambar 3(Odoko dan Okabe, 2004).

Gambar 3. Struktur Senyawa [Fe(phen)3](NO3)3.H2O

6. Teori Ikatan Dalam Senyawa Kompleks

Teori ikatan dalam senyawa kompleks ada 3 yaitu teori ikatan valensi, teori

medan kristal, dan teori orbital molekular.

a. Teori Ikatan Valensi

Berdasarkan teori ini, pembentukan senyawa kompleks melibatkan

reaksi antara asam Lewis (atom pusat) dengan basa-basa Lewis (ligan-ligan)

melalui ikatan kovalen koordinasi (Effendy, 2007). Menurut Pauling, ikatan

kovalen terjadi karena adanya tumpang tindih antara orbital kosong logam

Page 30: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

13

dengan orbital ligan yang berupa molekul atau ion yang mempunyai pasangan

elektron bebas (Day dan Selbin, 1985). Dalam ikatannya dengan ligan-ligan,

atom pusat menggunakan orbital-orbital hibrida yang diperoleh dari proses

hibridisasi, yaitu proses pembentukan orbital-orbital hibrida dengan tingkat

energi yang sama melalui kombinasi linear orbital-orbital atom dengan

tingkat energi yang berbeda (Effendy, 2007).

Konfigurasi elektron besi adalah [Ar] 3d6 4s2, sedangkan konfigurasi

elektron besi(III) adalah [Ar] 3d5. Model hibridisasi kompleks besi(III)

dengan ligan CN- yang bersifat spin rendah ditunjukkan oleh Gambar 4.

Fe3+ : [18Ar] ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ... ... ... ... ... ...

3d5 4s 4p 4d

[Fe(CN)6]3- : [18Ar] ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓

3d5 d2sp3

Gambar 4. Konfigurasi Elektronik Besi(III) dan Hibridisasi [Fe(CN)6]3-

Hibridisasi dapat diperkirakan dari bentuk geometri molekul atau

senyawa hasil eksperimen. Geometri hasil hibridisasi beberapa orbital lain

ditunjukkan oleh Tabel 1 (Sharpe, 1992). Teori ikatan valensi ini dapat

menjelaskan struktur dan kemagnetan banyak senyawa kompleks, namun

memiliki kelemahan yaitu tidak dapat menerangkan warna kompleks yang

dihasilkan dan momen magnet yang berbeda pada temperatur yang bervariasi

(Lee, 1994).

Page 31: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

14

Tabel 1. Orbita Hibridisasi beberapa Konfigurasi Geometri (Sharpe, 1992).

Bilangan

Koordinasi

Konfigurasi

orbital

Bentuk geometri Ion kompleks

2 -sp Linier [Ag(NH3)2]+

3 sp2 Trigonal [HgI3]-

4 sp3 Tetrahedral Ni(CO)4

dsp2 Square planar [Ni(CN)4]2-

5 sp3d Trigonal Bipiramida [CuCl5]3-

d2sp2 Square pyramid [Ni(CN)5]3-

6 d2sp3, sp3d2 Oktahedral [Co(NH3)6]3+

b. Teori Medan Kristal

Menurut teori ini, interaksi antara logam atau atom pusat dan ligan dalam

kompleks adalah murni elektrostatik. Logam transisi sebagai atom pusat

diasumsikan sebagai ion positif yang dikelilingi oleh ligan yang bermuatan

negatif atau molekul netral yang mempunyai pasangan elektron bebas (Lee,

1994). Interaksi ini menimbulkan medan kristal dan menyebabkan naiknya

tingkat energi semua orbital yang dimiliki oleh atom pusat, serta

menyebabkan pemecahan orbital-orbital d dari atom pusat, tetapi tidak

menyebabkan pemecahan orbital-orbital p (Effendy, 2007).

Teori ini digunakan untuk menggambarkan adanya split atau pemecahan

pada energi orbital d atom logam. Selain itu teori ini juga menggambarkan

tingkat energi elektronik yang menentukan spektrum ultraviolet dan visible

(Miessler & Tarr, 1991). Orbital d ada lima macam yaitu dxy, dyz, dxz, 𝑑𝑥2−𝑦2

dan 𝑑𝑧2 dengan susunannya dalam ruang pada Gambar 5 (Effendy, 2007).

Page 32: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

15

Gambar 5. Lima Orbital d dan Susunannya dalam Ruang (Huheey dan

Keither,1993).

Orbital d (dxy, dyz, dxz, 𝑑𝑥2−𝑦2dan 𝑑𝑧2) logam bebasnya mempunyai

tingkat energi yang sama (degenerat) Gambar 5, akan tetapi ketika terbentuk

kompeks mengalami pembelahan karena adanya medan ligan (Lee, 1994).

Dalam senyawa kompleks, pasangan elektron atom-atom donor ligan

diarahkan kepada atom pusat untuk membentuk ikatan kovalen koordinasi.

Dengan demikian, ligan memberikan medan ligan diseputar atom pusat

sehingga menghasilkan interaksi tolakan dengan elekron-elektron dx terluar

dari atom ini (Sugiyarto dan Retno, 2012).

1. Pemecahan Orbital d Kompleks Oktahedral

Satu ion sebagai pusat oktahedral dikelilingi oleh enam ligan yang

terletak pada sumbu x, y, dan z yang ditunjukkan pada Gambar 6.

z

y

x

Gambar 6. Posisi Ligan Oktaheral dalam Koordinat Cartesius dengan Atom

Logam di Pusat Koordinat dalam Medan Kubus (Saito, 1996).

Page 33: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

16

Orbital d akan mengalami kenaikan energi karena tolakan dari ligan.

Orbital 𝑑𝑥2−𝑦2dan 𝑑𝑧2 yang berada pada sumbu oktahedral mengalami

tolakan lebih besar daripada orbital dxy, dyz, dxz, yang berada diantara

sumbu oktahedral. Hal ini mengakibatkan pemecahan (splitting) orbital

d, dimana orbital 𝑑𝑥2−𝑦2dan 𝑑𝑧2 (orbital eg) mengalami kenaikan energi

sedangkan orbital dxy, dyz, dxz, (orbital t2g) mengalami penurunan energi

(Huheey et al., 1993). Perbedaan tingkat energi antara dua kelompok

orbital tersebut dinyatakan 10 Dq atau Δo yang juga menunjukkan

kekuatan medan kristal ditunjukkan pada Gambar 7.

ion logam dalammedan oktahedral

energi rata-rataion logam dalammedan spherical

eg

t2g

-0,4 o Δ

+0,6 o Δ Δotingkat energi rata-rata

Gambar 7. Diagram Pemisahan Orbital d dalam Medan Oktahedral

(Lee, 1994). Perbedaan energi antara orbital t2g dan eg adalah 10 Dq atau Δo.

Orbital eg mempunyai energi +0,6 Δo diatas tingkat energi rata-rata,

sedangkan orbital t2g mempunyai energi -0,4 Δo di bawah tingkat energi

rata-rata (Lee, 1994).Total energi stabilisasi medan kristal adalah:

CFSE (Oktaheral) = -0,4 nt2g + 0,6 neg

Page 34: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

17

dimana nt2g dan neg adalah jumlah elektron yang menempati

masing-masing orbital t2g dan eg (Satake et al., 2001).

Pada kompleks Fe(III) pembelahan orbital d sangat bergantung

pada kekuatan ligan yang terkoordinasi pada Fe(III). Apabila ligan yang

digunakan adalah ligan lemah maka ligan akan menghasilkan

pemecahan orbital d yang tidak terlalu besar. Jika keadaan ini terjadi,

maka elektron-elektron berada dalam keadaan spin tinggi. Keadaan ini,

menghasilkan peningkatan kestabilan total nol. Namun bila ligan yang

digunakan adalah ligan kuat maka orbital d akan mengalami

pembelahan yang cukup besar dan menyebabkan energinya mengalami

peningkatan kestabilan total 20 Dq. Jika keadaan ini terjadi maka

elektron-elektron berada dalam keadaan spin rendah (Sukardjo, 1992).

2. Pemecahan Orbital d Kompleks Tetrahedral

Bila keempat ligan mendekati ion pusat secara tetrahedral, maka

arah pendekatan ligan-ligan tersebut tidak searah, baik dengan

kelompok orbital t2 maupun dengan orbital e. Arah pendekatan ligan

menuju ion pusat lebih dekat kepada orbital t2 (dxy, dyz, dxz) dibanding

dengan orbital e (𝑑𝑥2−𝑦2dan 𝑑𝑧2). Medan listrik yang terjadi pada

pembentukan kompleks tetrahedral menyebabkan pemecahan orbital

pada ion pusat menjadi kelompok orbital t2 (dxy, dyz, dxz) dengan energi

yang lebih tinggi dan kelompok orbital e dengan tingkat energi yang

lebih rendah (Huheey et al., 1993). Seperti yang terlihat pada Gambar

Page 35: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

18

8, pada kompleks tetrahedral indeks g hilang karena tidak memiliki

pusat simetris.

z

y

x

Gambar 8. Posisi Ligan Tetrahedral dalam Koordinat Cartesius dengan

Atom Logam di Pusat Koordinat dalam Medan Kubus

(Saito, 1996).

Orbital t2 memiliki energi +2/5 Δt dan orbital e memiliki energi -

3/5 Δo dengan pemecahan ligan dinyatakan sebagai Δo. Karena jumlah

ligannya hanya 4/6 = 2/3 dibandingkan jumlah ligan dalam kompleks

oktahedral, dan tumpang tindih ligannya menjadi lebih kecil maka

pemecahan ligan Δt sekitar separuh Δo (Saito, 1996).

Pada umumnya elektron-elektron dengan konfigurasi elektronik dx

mulanya akan mengisi orbital dengan energi terendah. Tetapi, dalam

medan ligan, kelima orbital d yang tak terdegenerat ada dua

kemungkinan penataan elektron. Pada medan ligan kuat elektron hanya

akan berpasangan apabila rata-rata energi pemasangan elektron P (per

unit 10Dq) lebih kecil dibandingkan dengan energi pemecahan medan

ligannya (10Dq), sebaliknya pada medan ligan lemah elektron akan

menempati kelima orbital secara tidak perpasangan dengan arah spin

Page 36: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

19

paralel karena rata-rata energi pemasangan elektron P lebih besar

daripada energi pemecahan medan ligannya. Medan ligan Δt selalu

ditemui spin tinggi karena keempat ligan tidak ada yang mengarah

langsung pada orbital d atom pusat (Sugiyarto dan Retno, 2012).

c. Teori Orbital Molekular

Teori orbital molekular didasarkan pada asumsi bahwa pada pembentukan

senyawa kompleks terjadi interaksi kombinasi linear antara orbital-orbital dari

atom pusat dengan orbital-orbital dari ligan membentuk orbital molekular.

Interaksi antara atom pusat dengan ligan-ligan merupakan gabungan dari

interaksi elektrostatis (ionik) dan interaksi kovalen (Effendy, 2007).

Adanya senyawa kompleks stabil dimana atom logam dan ligannya tidak

bermuatan memberikan bukti adanya sifat kovalen pada pembentukan

kompleks. Sifat ikatan kovalen pada kompleks dapat dijelaskan dengan teori

orbital molekular. Seperti halnya pembentukan orbital molekular pada

molekul-molekul sederhana, pada kompleks juga terbentuk orbital molekular

bonding dan orbital molekular anti bonding (Sharpe, 1991).

Pada kompleks oktahedral yang digunakan untuk membentuk orbital

molekular adalah enam orbital logam (sebagai s, px, py, pz, 𝑑𝑥2−𝑦2dan 𝑑𝑧2) dan

enam orbital ligan (Sharpe, 1992). Orbital-orbital yang mempunyai energi

sama atau hampir sama dapat mengadakan tumpang tindih membentuk orbital

molekular bonding dan orbital molekular antibonding. Tiga orbital d logam t2g

(dxy, dxz, dyz) merupakan orbital nonbonding, yang tidak terlibat dalam

pembentukan ikatan. Ketiga orbital p membentuk orbital molekular bonding t1u

Page 37: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

20

dan orbital molekular antibonding t1u*. Orbital 𝑑𝑥2−𝑦2dan 𝑑𝑧2 membentuk

orbital molekular bonding e1g dan orbital molekular antibonding e1g*. Orbital

s membentuk orbital molekular bonding a1g dan orbital molekular antibonding

a1g* (Huheey et al., 1993).

Pada kompleks tetrahedral orbital 𝑑𝑥2−𝑦2dan 𝑑𝑧2 merupakan orbital

nonbonding yang tidak terlibat pada pembentukan ikatan. Empat orbital ligan

yang simetrinya sama dengan orbital logam akan bertumpang tindih. Setiap

tumpang tindih orbital dapat membentuk orbital molekular bonding dan orbital

molekular nonbonding (Huheey et al., 1993).

B. Karakterisasi Senyawa Kompleks

Pada hasil sintesis senyawa kompleks penelitian ini dilakukan beberapa

karakterisasi menggunakan instrumen Magnetic Susceptibility Balance(MSB),

Spektrofotometer UV-Vis, Spektrofotometer FTIR, Spektroskopi Serapan Atom

(SSA), Konduktometer, dan X-ray difraction (XRD).

1. Magnetic Susceptibility Balance (MSB)

Sifat magnetik kompleks dibedakan menjadi dua yaitu sifat paramagnetik

dan diamagnetik. Kompleks dengan medan ligan lemah menghasilkan

pemisahan orbital d (Δ) yang tidak terlalu besar, sehingga setelah elektron

memenuhi orbital d energi rendah elektron berikutnya akan mengisi orbital d

energi tinggi, dan elektron cenderung tidak berpasangan. Keadaan ini

dinamakan spin tinggi. Kompleks dengan medan ligan kuat menghasilkan

Page 38: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

21

pemecahan orbital d yang cukup besar, sehingga elektron cenderung

berpasangan. Keadaan ini dinamakan spin rendah yang menimbulkan sifat

magnetik (Lee, 1994).

Adanya elektron yang tidak berpasangan akan menyebabkan sifat

paramagnetik pada senyawa kompleks. Spin elektron dari orbital d tersebut

menimbulkan momen magnet permanen yang bergerak searah dengan medan

magnet luar dan menghasilkan nilai kerentanan magnet (Jolly, 1991).

Pada pengukuran dengan neraca kerentanan magnetik, diperoleh harga

kerentanan magnetik per gram (Xg), hubungannya dengan kerentanan magnetik

molar (XM) ditunjukkan oleh persamaan (1) (Szafran, Pie, dan Singh., 1991).

Harga XM dikoreksi terhadap faktor diamagnetik (XL) dari ion logam dan ligan,

sehingga diperoleh harga kerentanan magnetik terkoreksi (XA), yang

ditunjukkan oleh persamaan (2).

XM = Xg x Berat Molekul (dalam g mol-1)................................................(1)

XA = XM - ΣXL .........................................................................................(2)

Tabel 2. Faktor Koreksi Diamagnetik untuk Beberapa Kation, Anion,

Atom Netral dan Molekul (10-6 cgs) (Huheey et al., 1993).

No. Kation/anion/atom netral/molekul Faktor koreksi (10-6

cgs)

1. Ni2+ -13,00

2. Fe3+ -13,00

3. Cl- -23,40

4. NO3- -18,90

5. C -6,00

6. H -2,93

7. N (dalam lingkar lima atau enam) -4,61

8. N (amida) -2,11

9. O (aldehid atau keton) -1,73

10. H2O -13,00

Page 39: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

22

Hubungan antara μeff dengan kerentanan magnetik terkoreksi (XA)

ditunjukkan oleh persamaan (3) (Szafran, Pie, dan Singh., 1991).

μeff = 2,828 (XA x T)1/2 BM (Bohr Magneton) .....................................(3)

Keterangan :

μeff = momen magnet (BM)

T = suhu (K)

Momen magnet logam transisi merupakan paduan dari momen spin dan

orbital, akan tetapi pada kebanyakan senyawa kompleks kontribusi orbital

hampir dapat diabaikan sehingga momen magnet dapat dihitung berdasarkan

momen magnet spin saja; rumus momen magnet yang ditimbulkan oleh spin

(spin-only) ditunjukkan pada persamaan (4).

μs = 2[s(s+1)]1/2 BM (Bohr Magneton) ................................................(4)

Keterangan :

μs = momen magnet yang ditimbulkan oleh spin elektron

s = total spin elektron = ½ x jumlah elektron tidak berpasangan

Hubungan nilai momen magnet suatu senyawa dengan banyaknya elektron

yang tidak berpasangan dinyatakan dalam persamaan (5) (Jolly, 1991).

μs = [n(n+2)]1/2 BM (Bohr Magneton) ………………..............……….(5)

Keterangan :

μs = momen magnetik yang ditimbulkan oleh spin elektron

n = jumlah elektron yang tidak berpasangan

Ion Fe3+ mempunyai konfigurasi elektron d5 sehingga bersifat

paramagnetik. Harga momen magnet efektif kompleks besi(III) spin tinggi

Page 40: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

23

dengan lima elektron yang tidak berpasangan adalah 5,92 BM sedang pada

eksperimen berkisar pada 5,7 – 6,0 BM. Kompleks besi(III) spin rendah

mempunyai momen magnetik sebesar 2,0 – 2,5 BM, angka ini lebih besar

dibanding dengan hanya melibatkan spin elektron saja yaitu 1,73 BM (Huheey

et al., 1993).

2. Spektrofotometer UV-Vis

Spektrum elektronik ion logam transisi dan kompleks diamati pada daerah

sinar tampak dan ultraviolet (UV-Vis). Spektrum akan timbul ada saat elektron

berpromosi dari tingkat energi yang lebih rendah menuju tingkat energi di

atasnya (Lee, 1994).

Pada umumnya senyawa kompleks logam transisi memiliki warna yang

khas. Hal ini menunjukkan adanya absorpsi di daerah sinar tampak, dimana

elektron akan dieksitasi oleh cahaya tampak dari tingkat energi orbital

molekular kompleks berisi elektron ke tingkat energi yang kosong/belum terisi

penuh. Energi yang diserap senyawa kompleks adalah khas antara senyawa

satu dengan senyawa lainnya mengikuti persamaan (6) :

ΔE = hν = hc/λ ………………………………………………………..(6)

Keterangan :

ΔE = energi (Joule)

h = tetapan Planck (6,626.10-34 Js)

ν = bilangan gelombang (m-1)

c = kecepatan cahaya (3.108 ms-1)

λ = panjang gelombang maksimum (m)

Page 41: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

24

Warna senyawa kompleks dapat dideteksi dengan mengukur panjang

gelombang yang diserap oleh senyawa kompleks menggunakan

spektrofotometer UV-Vis (Yenita, 2012). Puncak-puncak serapan pada

spektrum disebabkan oleh adanya berbagai transisi elektronik yang terjadi,

yaitu transisi d-d atau transisi medan ligan yang panjang gelombang

absorpsinya bergantung sekali pada pembelahan medan ligan dan transfer

muatan. Hal ini terjadi apabila satu dari dua orbital memiliki karakter utama

logam dan orbital lain memiliki karakter ligan. Transisi transfer muatan

diklasifikasikan atas transfer muatan logam ke ligan (metal (M) to ligand (L)

charge-transfers (MLCT) dan Transfer Muatan dari Ligan ke Logam (LMCT)

(Saito, 1996).

Pada umumnya berbagai warna khas senyawa kompleks disebabkan oleh

adanya transisi d-d yang mempunyai pita serapan di daerah tampak. Pada

transisi d-d elektron tereksitasi dari suatu orbital d ke orbital d yang lain,

misalnya dari orbital t2g ke orbital eg. Karena pemisahan energi d-d yang relatif

kecil maka intensitas transisi ini relatif rendah (Yenita, 2012).

3. Spektrofotometer FTIR

Spektroskopi inframerah merupakan salah satu parameter yang digunakan

untuk membedakan konfigurasi maupun konformasi molekul organik dan juga

molekul kompleks yang mengandung ligan senyawa organik (Foulds, 1978).

Serapan yang terjadi di daerah 3500-200 cm-1 terutama disebabkan oleh vibrasi

yang mungkin terjadi ligan koordinasi. Banyak informasi berharga tentang

Page 42: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

25

struktur dan ikatan dari penafsiran spektrum inframerah yaitu vibrasi logam-

ligan terjadi antara 400-200 cm-1. Dari spektrum inframerah akan diperoleh

informasi tentang pergeseran frekuensi getaran yang diakibatkan oleh

kompleksasi ligan, dan ada tidaknya pita-pita inframerah tertentu sering

digunakan untuk mengetahui informasi struktural suatu senyawa (Day &

Selbin, 1985).

Spektrum inframerah senyawa kompleks sudah banyak dipelajari. Banyak

peneliti menganalisis puncak-puncak tertentu pada spektrum inframerah yang

diduga berasal dari ikatan koordinasi ion pusat dengan ligan. Beberapa

referensi menyatakan bahwa puncak 400-200 cm-1 berasal dari ikatan

koordinasi baik murni maupun tergabung dengan puncak ligan. Puncak serapan

dari ikatan koordinasi ini mempunyai hubungan dengan kekuatan ikatan

koordinasi sehingga diduga besar mempunyai hubungan dengan kestabilan

termodinamika senyawa kompleks.

4. Spektroskopi Serapan Atom

AAS (Atomic Absorption Spectroscopy) atau sepektroskopi serapan atom

merupakan sebuah metode yang digunakan untuk megukur kadar atau unsur-

unsur logam dalam suatu larutan yang akan diuji. Metode ini mempunyai

prinsip kerja dengan penyerapan energi sinar oleh atom-atom netral dalam

keadaan gas. Sebenarnya prinsip kerja AAS secara garis besar hampir sama

dengan spetrofotometer UV-VIS, hanya saja dibedakan atas cara pengerjaan,

cuplikan, peralatan dan bentuk spektrum atom. Untuk analisis kualitatif, AAS

Page 43: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

26

mengukur kadar total suatu logam dalam satu cuplikan, tidak tergantung bentuk

molekul logam dalam cuplikan (Susila, Suyanta, dan Siti., 2009). Hasil

perhitungan dari karakterisasi menggunakan AAS akan memberikan kadar

total dari unsur logam atau semi logam dari sampel yang kita teliti dan tidak

tergantung dari bentuk molekul logam tersebut dalam sampel jumlah radiasi

yang diserap tergantung pada jumlah atom-atom bebas yang terlihat dan

kemampuan atom itu untuk menyerap radiasi. Perhitugan dalam karakterisasi

dengan AAS adalah berdasarkan hukum Lambert-Beer yaitu:

A = ε.b.C ………………………………...…………………………. (7)

Keterangan :

A = Absorbansi C = konsentrasi

b = tebal kuvet ε = koefisien absorpsi molar

5. Konduktometer

Konduktometri digunakan untuk mengetahui kemampuan senyawa

kompleks dalam menghantarkan listrik. Konduktivitas senyawa kompleks

diukur dengan menggunakan konduktometer yaitu dengan cara menetapkan

hambatan suatu kolom cairan. Pengukuran konduktivitas listrik berbentuk

konduktivitas sel yang terdiri atas sepasang elektroda dimana luas

permukaannya telah ditetapkan dengan teliti. Daya hantar listrik larutan

elektrolit dapat dinyatakan sebagai daya hantar listrik molar dan didefinisikan

sebagai daya hantar yang ditimbulkan oleh mol zat sesuai dengan persamaan

(8) (Atkins, 1990):

Ʌm = 𝐾

1000𝐶 …………………………………………...………………. (8)

Page 44: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

27

Keterangan :

Ʌm = daya hantar ekivalen (S.mol-1.cm2)

K= daya hantar listrik spesifik terkoreksi (μS.cm-1)

C = Konsentrasi elektrolit (mol.L-1)

Daya hantar molar suatu larutan bergantung pada konsentrasi, jumlah ion

dan muatan ion dari senyawa elektrolit. Jumlah muatan atau jumlah ion dari

spesies yang terbentuk ketika larutan kompleks dilarutkan dapat diketahui

dengan membandingkan daya hantar molar kompleks tersebut dengan senyawa

ionik sederhana yang telah diketahui jumlah dan perbandingan muatan ionnya

(Lee, 1994).

Pengukuran konduktivitas listrik suatu larutan garam kompleks

merupakan salah satu metode penting dalam mempelajari pasangan ion atau

kumpulan ion. Pengukuran konduktivitas juga digunakan untuk

memperkirakan energi bebas hidrasi beberapa larutan elektrolit dan

mempelajari sifat alami interaksi antara zat yang terlarut dengan pelarut (El-

Hammany et al., 2010).

6. X-Ray Diffraction (XRD)

X-ray diffraction (XRD) merupakan suatu teknik pengujian yang

digunakan untuk menentukan struktur kristal, parameter kisi dan volume kisi.

Bila seberkas sinar-X mengenai suatu bahan kristalin, berkas ini akan didifraksi

oleh bidang atom dalam kristal tersebut. Berkas sudut difraksi (θ) tergantung

pada panjang gelombang (λ) berkas sinar-X dan jarak (d) antar bidang

(Smallman & Bishop, 2000).

Page 45: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

28

Sudut antara berkas sinar yang didifraksikan dengan sinar ditransmisikan

itu besarnya selalu 2θ ; 2θ inilah yang terukur oleh alat eksperimen difraksi

sinar-X dan dikenal sebagai sudut difraksi. Pola difraksi sinar-X yang terjadi

akan mengikuti hukum Bragg dengan persamaan (9) :

2d sinθ = nλ ……………………….………………………………….. (9)

Difraksi akan terjadi apabila hukum Bragg tersebut terpenuhi.

Difraktometer yang dijalankan pada suatu rentang sudut tertentu akan

menghasilkan sederet puncak-puncak intensitas difraksi. Setiap puncak

intensitas difraksi untuk setiap sudut difraksi, mewakili bidang-bidang kisi

kristal yang mendifraksikan sinar-X (Subagja, 2011). Pada metode Le Bail,

intensitas dari berbagai macam pemantulan sinar dihitung dengan

menggunakan suatu model acuan struktur yang sesuai. Dalam metode Le Bail

dilakukan pergeseran nilai-nilai parameter kisi sehingga dihasilkan kemiripan

struktur yang maksimal antara hasil difraksi sinar-X yang dihasilkan dengan

acuan yang digunakan (Rusli, 2011).

C. Penelitian yang Relevan

Penelitian sintesis kompleks besi(III) dalam ligan 1,10-fenantrolin dan

berbagai anion telah banyak dilakukan sebelumnya. Penelitian tentang sintesis dan

karakterisasi senyawa kompleks yang akan dilakukan memiliki kerelevann dengan

penelitian sebelumnya.

Odoko dan Okabe (2004) telah berhasil mensintesis senyawa kompleks

[Fe(phen)3](NO3)3.3H2O. Senyawa kompleks ini kemudian dikarakterisasi

Page 46: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

29

menggunakan XRD kristal tunggal sehingga dapat diketahui bahwa kompleks

dengan logam pusat Fe(III) ini memiliki geometri oktahedral, dimana atom pusat

Fe dikoordinasikan oleh enam N atom dari tiga ligan fenantrolin. Struktur kristal

senyawa kompleks ini adalah monoklinik, C2/c dengan nilai a=10.769 (8)Å ,

b=24.58 (2)Å , c=13.274 (12) Å dan β = 103.00 (3) ͦ .

Prasad Kulkani et al, (1988) juga telah berhasil mensintesis senyawa kompleks

[Fe(phen)]Cl3.H2O yang juga dikarakterisasi menggunakan instrument XRD kristal

tunggal sehingga dapat diketahui space group dari kompleks ini yaitu P1. Dengan

nilai a=10.224 (4)Å , b=10.603 (3)Å , c=6.628 (2) Å, α= 10.070 (2) ͦ , β = 10.817

(2) ͦ , γ = 9.206 (2).

D. Kerangka Berpikir

Sintesis senyawa kompleks besi(III) dengan ligan khelat dan berbagai anion

telah banyak dilakukan. Senyawa kompleks terbentuk jika terjadi ikatan kovalen

koordinasi, ligan sebagai donor elektron dengan ion logam sebagai aseptor elektron.

Pada penelitian ini ligan fenantrolin direaksikan dengan besi(III) dan anion

potassium trifloromethanesulfonate agar terbentuk senyawa kompleks yang

kemudian dikarakterisasi untuk mengetahui struktur dan berbagai sifatnya.

Ligan 1,10-fenantrolin merupakan ligan bidentat dengan dua atom donor N

yang terikat pada cincin aromatis. Atom donor tersebut memiliki pasangan elektron

bebas. Melalui atom-atom donor tersebut, suatu ligan mengadakan ikatan kovalen

koordinasi dengan atom pusat pada senyawa kompleks. Cicin aromatis yang

dimiliki ligan dapat meningkatkan kestabilan senyawa kompleks yang dibentuk.

Page 47: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

30

Kestabilan dapat tercapai karena cincin aromatis memiliki orbital-orbital п yang

mampu menerima elektron dari ion pusat.

Identifikasi spektrum elektronik dapat dikaitkan dengan energi pembelahan d

(10 Dq) yaitu terjadinya transisi elektronik dari keadaan dasar (ground state) ke

keadaan tereksitasi (excited state). Identifikasi spektrum inframerah memberikan

informasi adanya vibrasi antara atom pusat dengan ligan dan atom-atom dalam

ligan. Identifikasi konduktivitas dapat memberikan informasi mengenai besarnya

daya hantar listrik dan membuktikan bahwa senyawa tersebut bersifat ionik. Untuk

mengetahui momen magnetik senyawa kompleks digunakan MSB (Magnetic

Susceptibility Balance). Karakterisasi dengan AAS berfungsi untuk mengetahui

kadar unsur-unsur senyawa kompleks yang selanjutnya digunakan dalam

meramalkan formulasi senyawa kompleks hasil sintesis. Karakterisasi X-ray

diffraction (XRD) dapat digunakan untuk menentukan struktur kristal, parameter

kisi dan volume kisi senyawa kompleks Fe(III).

Page 48: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

31

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A. Subjek dan Objek Penelitian

1. Subjek Penelitian

Subjek dalam penelitian ini adalah senyawa kompleks

[Fe(phen)x](CF3SO3)y.nH2O.

2. Objek Penelitian

Objek penelitian ini adalah formula senyawa kompleks, spektrum inframerah,

daya hantar listrik, sifat magnetik, struktur kristal, dan spektrum elektronik.

B. Alat dan Bahan Penelitian

1. Alat penelitian

Alat-alat yang digunakan:

a. Spektrofotometer FTIR Shimadzu Prestige 21 (400 – 4000 cm-1)

b. Spektrofotometer UV-Vis Pharmaspec UV 1700 (200-800 nm)

c. Spektrofotometer UV-Vis Shimadzu 2400 PC Series (300-1100 nm)

d. Konduktometer HI 8733

e. Magnetic Susceptibility Balance 10169

f. X-ray diffraction spectrometer Rigaku Miniflex Benchtop 2θ (2-900)

g. Spektrofotometer serapan atom Shimadzu AA-6650

h. Magnetic strirrer with hot plate

i. Pipet ukur

Page 49: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

32

j. Pipet tetes

k. Kaca masir

l. Desikator

m. Labu Ukur

n. Neraca analitik

o. Spatula

p. Kaca arloji

q. Erlenmeyer

r. Gelas ukur

s. Beaker glass

t. Corong

2. Bahan-Bahan Penelitian

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

a. FeCl3.6H2O (p.a, Sigma Aldrich)

b. 1,10-Fenantrolin (p.a, Merck)

c. KCF3SO3 (p.a, Sigma Aldrich)

d. Etanol

e. Aquades

f. KCl

g. NH4Cl

h. AlCl3

i. CaCl2

Page 50: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

33

C. Prosedur Penelitian

1. Sintesis Senyawa Kompleks Fe(III) dengan Ligan Fenantrolin dan Anion

Triflate

Sebanyak 0,274 gram FeCl3.6H2O dilarutkan ke dalam 10 ml akuades dalam

erlenmeyer, kemudian ditambahkan 1,10-fenantrolin sebanyak 0,541 gram yang

telah dilarutkan dalam 10 ml etanol. Campuran tersebut kemudian diaduk hingga

homogen selama 30 menit dengan ditutup menggunakan aluminium foil. Setelah

homogen, ke dalam campuran tersebut ditambahkan KCF3SO3 berlebih sebanyak

1,129 gram yang telah dilarutkan dalam 10 ml akuades. Campuran tersebut lalu

diuapkan serta diaduk dengan magnetic stirrer selama ± 3 jam hingga terbentuk

endapan pada pengurangan volum larutan sekitar separuh dari volume semula.

Larutan didiamkan selama 24 jam dengan ditutup aluminium foil, kemudian

endapan disaring dengan corong buchner dan dicuci dengan akuades dingin.

Selanjutnya endapan dikeringkan dalam desikator. Percobaan dilakukan dengan

perulangan sebanyak 3 sampel dengan prosedur yang sama. Padatan kering hasil

sintesis kemudian dikarakterisasi.

2. Karakterisasi Senyawa Kompleks

a. AAS (Atomic Absorption Spectroscopy)

Kadar logam besi(III) dalam senyawa kompleks diukur menggunakan

instrumen AAS. Kadar besi(III) hasil pengukuran kemudian digunakan untuk

menentukan formulasi dari senyawa kompleks. Penentuan formulasi senyawa

kompleks dilakukan dengan cara membandingkan dengan kadar besi(III) secara

Page 51: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

34

teoritis dari berbagai bentuk formulasi senyawa kompleks yang kemungkinan dapat

terbentuk.

b. Spektrofotometer FTIR

Pengukuran spektrum inframerah dilakukan menggunakan instrumen

Spektrofotometer FTIR. Sampel di scaning pada daerah panjang gelombang 300-

4000 cm-1 dengan Spektrofotometer FTIR Shimadzu Prestige 21.

c. Konduktometer

Pengukuran konduktivitas dilakukan dengan instrumen Konduktometer.

Pengukuran daya hantar ekivalen dilakukan dengan menggunakan larutan standar

KCl 1 M pada suhu 25o C. Sebanyak 0,012 gram senyawa kompleks dilarutkan

dalam 10 akuades dan diencerkan hingga konsentrasi 0,001 M, kemudian diukur

daya hantar molarnya beserta larutan senyawa pembanding. Dari hasil pengukuran

konduktivitas larutan kompleks dibandingkan dengan larutan pembanding yang

telah diketahui jumlah ion dan muatan ionnya dapat diketahui jumlah perbandingan

ion kompleks ketika dilarutkan dalam akuades.

d. Magnetic Susceptibility Balance (MSB)

Momen magnetik sampel diukur dengan menggunakan timbangan magnetik

model Gouy atau Magnetic Susceptibility Balance Auto Sherwood Scientific 10169

(MSB). Sampel senyawa kompleks padat dimasukkan ke dalam tabung Guoy 15

mm, sehingga diperoleh harga kerentanan magnetik per gram (χg). Harga (χg)

Page 52: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

35

kemudian diubah menjadi kerentanan magnetik molar (χM) dan dikoreksi dengan

factor diamagnetik (χL) sehingga didapatkan nilai kerentanan magnetic terkoreksi

(χA). Nilai momen magnetik efektifnya dihitung melalui harga (χA).

e. X-Ray Diffraction (XRD)

0,2 gram sampel ditempatkan dengan merata dan termanpatkan secara baik di

tempat sampel kemudian diletakkan pada sampel holder dalam alat difraktometer

sinar-X. Sampel disinari dengan sinar-X. Selama penyinaran sampel dirotasi

dengan kecepatan 60 rpm. Data difraksi sinar-X sampel diambil pada rentang sudut

difraksi 20- 90 0 dengan interval 0,04°/step dan waktu tiap step kira-kira 4 detik.

Difraktogram yang diperoleh berupa grafik intensitas versus sudut difraksi (2θ).

f. Spektrofotometer UV-Vis (Larutan)

Perekaman spektrum elektronik larutan menggunakan instrumen

Spektrofotometer UV-Vis Shimadzu 2400 PC Series pada panjang gelombang 300-

1100 nm. Serbuk kering senyawa kompleks sebanyak 0,012 gram dilarutkan dalam

10 ml etanol serta digunakan larutan pembanding dari prekusor FeCl3.6H2O

sebanyak 0,027 gram dalam etanol 10 ml, dan kemudian direkam spektrum

elektronik dari masing-masing larutan kompleks.

g. Spektrofotometer UV-Vis (Padat)

Perekaman spektrum elektronik padat menggunakan instrumen

Spektrofotometer UV-Vis Pharmaspec UV 1700 pada panjang gelombang 200-800

Page 53: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

36

nm. Pengukuran spektrum elektronik ini menggunakan metode lapis tipis

menggunakan kaca persegi berukuran 2x2 cm. Serbuk senyawa kompleks

kemudian direkatkan dengan pelarut etanol, dan direkam spektrum elektroniknya.

D. Teknik Analisis Data

Data hasil dari penelitian ini diolah secara deskripsi non statistik. Terbentuknya

kompleks besi(III) dengan ligan fenantrolin dan anion CF3SO3¯ mampu ditandai jika

terjadi perubahan warna dari zat yang terbentuk. Formulasi senyawa kompleks

diperkirakan dari hasil analisis AAS yaitu kadar Fe dan hasil eksperimen yang

kemudian dibandingkan dengan yang presentasenya mendekati perhitungan secara

teoritis. Hasil pengukuran daya hantar listrik menunjukkan jumlah ion dari senyawa

kompleks hasil sintesis. Sifat magnetik senyawa kompleks diketahui dengan

mengukur nilai momen magnet dengan menggunakan instrumen MSB. Adanya

gugus fungsi dalam senyawa kompleks akan teramati dari hasil spektrum FTIR, dan

struktur senyawa kompleks yang terbentuk dapat ditentukan dari hasil pengukuran

menggunakan XRD, dari difragtogram dengan metode Le Bail untuk program

Rietica.

Page 54: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

37

E. Diagram Alir

Berikut adalah diagram alir cara sintesis dan karakterisasi senyawa kompleks

[Fe(phen)3(CF3SO3)3.5H2O

Gambar 9. Diagram Alir Cara Sintesis dan Karakterisasi Senyawa Kompleks

0,274 g (1 mmol)

FeCl3.6H2O dalam 10

mL akuades

0,541 g (3 mmol)

C12H8N2 dalam 10 mL

etanol

1,29 g (6 mmol)

KCF3SO3 dalam 10 mL

akuades

Spektrofotometer

UV-Vis larutan

Spektrofotometer

UV-Vis padat

Spektrofotometer

FTIR

XRD AAS MSB Konduktometer

Endapan senyawa kompleks

Didiamkan selama 18 jam

Disaring

Dicuci dengan akuades dingin

Dikeringkan

Dikarakterisasi

Diaduk disertai pemansasan selama

2,5 jam

Diaduk hingga homogen tanpa

pemanasan selama 30 menit

Page 55: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

38

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Sintesis Senyawa Kompleks Besi(III) dengan Ligan 1,10-Fenantrolin dan

Anion Trifluorometanasulfonat

Pada penelitian ini senyawa kompleks yang digunakan adalah besi(III)

triklorida heksahidrat yang berbentuk kristal berwarna orange yang mempunyai

kelarutan yang tinggi dalam air, sehingga dalam air cenderung membentuk kation

kompleks berkoordinasi enam yakni [Fe(H2O)6]3+. Ligan 1,10-fenantrolin

merupakan senyawa organik berbentuk serbuk berwarna putih yang larut dalam

pelarut organik. Etanol dipilih selain dapat melarutkan ligan 1,10-fenantrolin juga

karena mudah bercampur dengan akuades yang digunakan sebagai pelarut prekusor

FeCl3.6H2O. Anion trifloromethanesulfonate atau triflate (CF3SO3-) yang

digunakan pada penelitian ini yaitu garam potassium triflate (KCF3SO3) berupa

serbuk berwarna putih dan dapat larut dalam akuades sehingga digunakan akuades

sebagai pelarutnya.

Preparasi senyawa kompleks diawali dengan melarutkan besi(III) triklorida

heksahidrat dengan pelarut akuades kemudian ditambahan ligan 1,10-fenantrolin

yang telah dilarutkan dalam etanol, selanjutnya dilakukan pengadukan hingga

homogen. Tahap pencampuran dilakukan pada suhu kamar. Pada penelitian ini

menggunakan pelarut etanol yang memiliki sifat polar sebagai pelarut ligan. Ketika

ke dalam ion kompleks [Fe(H2O)6]3+ ditambahkan ligan 1,10-fenantrolin yang telah

dilarutkan dalam pelarut etanol maka akan terjadi pendesakan ligan H2O pada

kompleks [Fe(H2O)6]3+ oleh ligan 1,10-fenantrolin sehingga terbentuk kation

kompleks [Fe(phen)n]3+ berwarna coklat. Persamaan reaksi yang terjadi adalah:

Page 56: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

39

[Fe(H2O)6]3+(aq) + 3 phen(aq) [Fe(phen)n]

3+(aq) + H2O(l)

Pendesakan ini terjadi dalam temperatur ruang dan berlangsung ditandai

dengan reaksi eksoterm serta perubahan warna menjadi coklat kehitaman, yang

dapat diamati pada Gambar 10. Pendesakan ini terjadi karena ligan 1,10-fenantrolin

memungkinkan terjadi pembentukan kompleks kelat dengan atom pusat besi(III)

sehingga kompleks lebih stabil.

Gambar 10. Larutan FeCl3.6H2O a). Sebelum Penambahan Ligan 1,10 –

Fenantrolin dan b). Sesudah Penambahan Ligan 1,10 –Fenantrolin.

Tahap preparasi senyawa kompleks selanjutnya adalah dengan

menambahkan anion dari serbuk potasium trifluorometanasulfonat (KCF3SO3)

berwarna putih. Anion trifluorometanasulfonat (CF3SO3-) atau dikenal triflat

mudah larut dalam pelarut akuades. Penambahan anion triflat berlebih ke dalam

kation kompleks [Fe(phen)n]3+ akan terjadi perubahan pada larutan kompleks

menjadi lebih pekat dan sedikit membentuk endapan kompleks berwarna coklat.

Selanjutnya larutan diuapkan sekitar 2 jam untuk mengurangi jumlah pelarut dalam

larutan kompleks, kemudian diamkan selama 18 jam supaya endapan kompleks

a b

Page 57: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

40

dapat terkumpul. Endapan kompleks kemudian disaring dengan corong buchner

dan dicuci dengan akuades dingin beberapa kali untuk menghilangkan garam KCl

yang kemungkinkan ikut terbentuk saat reaksi kompleks terjadi. Endapan kompleks

yang telah dicuci selanjutnya dikeringkan dalam desikator pada suhu kamar untuk

mengurangi kadar air dalam padatan. Endapan kompleks hasil sintesis yang telah

kering dapat dilihat pada Gambar 11.

Gambar 11. Padatan Kompleks [Fe(phen)x](CF3SO3)y. nH2O

Sintesis senyawa kompleks dilakukan dengan perulangan sebanyak tiga kali.

Hasil sintesis senyawa kompleks dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3. Data Preparasi Sampel [Fe(phen)x]3+ (CF3SO3

-)y. nH2O.

Sampel Berat Hasil Randemen Warna Bentuk

Sampel 1 0,564 54,075% Coklat Serbuk kasar

Sampel 2 0,548 52,540% Coklat Serbuk kasar

Sampel 3 0,588 56,375% Coklat Serbuk kasar

Reaksi yang terjadi pada sintesis kompleks besi(III) dengan ligan 1,10-

fenantrolin dan anion trifluorometanasulfonat diperkirakan sebagai berikut:

[Fe(phen)x]3+ (aq) + 3 CF3SO3

- (aq) (berlebih) Fe(phen)3](CF3SO3)3(s)

Page 58: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

41

B. Penentuan Formula Senyawa Kompleks

1. Pengukuran Kadar Besi

Pengukuran kadar besi dalam kompleks [Fe(phen)x](CF3SO3)y.nH2O

dilakukan dengan AAS (Atomic Absorption Spectroscopy). Penentuan formula

senyawa kompleks dilakukan dengan membandingkan kadar besi secara teoritis

terhadap kadar besi senyawa kompleks hasil sintesis pada sampel 2. Pengukuran

kadar besi dalam sampel diperoleh sebesar 4,9131 %. Dari nilai kadar besi secara

pengukuran dibandingkan kadar besi dari perhitungan teoritis yang mendekati maka

dapat diketahui formula senyawa kompleks yakni [Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O.

Dengan demikian diperkirakan dalam struktur senyawa kompleks yang dihasilkan

terdapat 3 ligan 1,10-fenantrolin terikat dengan atom pusat Fe seperti yang terlihat

pada Tabel 4.

Tabel 4. Penentuan Formula Senyawa Kompleks terhadap Kadar Teoritis.

No. Formula

Berat

molekul

Senyawa

kompleks

Kadar %

Fe

teoritis

Kadar

% Fe

dalam

sampel

1. [Fe(phen)3](CF3SO3)3 1043,69 5,351

4,913

2. [Fe(phen)3](CF3SO3)3.2H2O 1079,73 5,172

3. [Fe(phen)3](CF3SO3)3.4H2O 1115,77 5,005

4. [Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O 1133,79 4,926

5. [Fe(phen)3](CF3SO3)3.6H2O 1151,81 4,848

2. Konduktivitas

Daya hantar listrik larutan standar KCl 1M dan akuades diukur untuk

standarisasi alat (konduktometer). Pengukuran daya hantar listrik senyawa

kompleks Fe(III) dilakukan dengan melarutkan sebanyak 0,011 gram padatan

kompleks dalam 10 mL aquades, sehingga terbentuk larutan kompleks Fe(III)

Page 59: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

42

0,001 M. Larutan kompleks Fe(III) diukur dengan pengulangan sebanyak 3 kali.

Selain itu diukur juga nilai konduktivitas larutan NH4Cl 0,1 M, CaCl2 0,1 M dan

AlCl3 0,1 M yang telah diketahui jumlah dan muatan ionnya sebagai pembanding.

Hasil pengukuran konduktivitas ditunjukkan dalam Tabel 5.

Tabel 5. Daya Hantar Listrik Larutan Pembanding dan Larutan Sampel Kompleks

dalam Akuades.

Senyawa kompleks

Perbandingan

jumlah muatan

(Kation :

Anion)

Daya hantar

ekivalen

(Ω-1 Cm2 mol-1)

Jumlah

ion per

molekul

NH4Cl 1 : 1 65,20 2

CaCl2 2 : 1 122,14 3

AlCl3 3 : 1 195,51 4

FeCl3 3 : 1 177,7 4

[Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O 3 : 1 216,6 4

Tabel 5 menunjukkan bahwa semakin banyak jumlah ion yang dihasilkan dari

senyawa standar dalam larutan maka daya hantar ekivalennya semakin besar. Daya

hantar ekivalen kompleks dalam akuades sebesar 216,6 Ω-1 Cm2 mol-1. Kemudian

dengan membandingkan daya hantar ekivalen larutan senyawa kompleks dengan

larutan senyawa standar dapat ditentukan jumlah ion dan jumlah muatan larutan

senyawa kompleks hasil sintesis untuk tiap molekulnya. Nilai ini mendekati daya

hantar ekivalen dari senyawa AlCl3 yang mempunyai jumlah ion 4. Dengan

demikian senyawa kompleks [Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O dalam pelarut air terion

dengan perbandingan muatan kation dan anion adalah 3 : 1. Senyawa kompleks ini

dalam pelarut air akan terion dengan persamaan reaksi sebagai berikut.

[ Fe(phen)3](CF3SO3)3·5H2O (s) [Fe(phen)3]3+ (aq) + 3 CF3SO3- (aq) + 5H2O(l)

Hal ini menunjukkan bahwa ketiga molekul CF3SO3- tidak terkoordinasi pada

atom pusat Fe3+ akan tetapi bertindak sebagai anion, sedangkan ketiga molekul

Page 60: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

43

1,10-fenantrolin terikat pada atom pusat Fe3+ sebagai ligan. Bentuk geometri

senyawa kompleks ini dimungkinkan oktahedral karena logam Fe3+ dapat

diperkirakan berikatan dengan 6 atom N dari 3 ligan 1,10-fenantrolin.

Hasil penelitian terdahulu senyawa kompleks Fe(III) dengan berbagai ligan

menunjukkan beberapa hasil yang berbeda-beda. Hasil penelitian dengan kompleks

Fe(III)-pirazinamida menunjukkan hasil yang bersesuaian dengan senyawa

kompleks [Fe(phen)3](CF3SO3)3·5H2O , yang memiliki nilai daya hantar listrik

ekivalen sebesar 382,44 ± 4,13 S.cm2mol-1. Senyawa lain seperti KCl,

Co(NO3)2.H2O, dan CrCl3.6H2O digunakan sebagai pembanding mempunyai harga

daya hantar ekivalen masing-masing 100,83 ± 0,17 S.cm2mol-1 ; 138,23 ± 0,05

S.cm2mol-1 dan 259,73 ± 0,47 S.cm2mol-1. Hal tersebut mengindikasikan bahwa

kompleks tersebut adalah kompleks ionik dengan perbandingan muatan

kation:anion sebesar 3:1 (Rus Maysyaroh, 2009).

Hasil yang berbeda ditunjukkan oleh senyawa kompleks [Fe(III)-(8-

hidroksikuinolin)3].2H2O yang memiliki harga daya hantar ekivalen sebesar 0

S.cm2mol-1. Hal tersebut mengindikasikan bahwa kompleks tersebut bersifat non

elektrolit, yang berarti tidak ada anion bebas dalam kompleks dan ligan 8-

hidroksikuinolin terkoordinasi langsung pada atom pusat dalam bentuk anion

(Sugiarto, 2006).

Page 61: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

44

C. Karakterisasi Senyawa Kompleks

1. Sifat Magnetik

Pengukuran momen magnetik menggunakan timbangan Gouy dilakukan pada

ketiga sampel senyawa kompleks. Ketiga sampel kompleks yang diuji dianggap

memiliki formula yang sama. Nilai momen magnetik efektif (μeff) dapat

ditunjukkan pada Tabel 6.

Tabel 6. Hasil Pengukuran Nilai Momen Magnetik Efektif (μeff) Senyawa

Kompleks pada suhu ruang.

Senyawa Kompleks

[Fe(phen)3](CF3SO3)3 χg x 10-6 (cgs) μeff

Sampel 1 1,437 2,273 BM

Sampel 2 1,311 2,203 BM

Sampel 3 1,155 2,105 BM

Berdasarkan data pada Tabel 6, didapatkan harga momen magnetik efektif

senyawa kompleks [Fe(phen)3(CF3SO3)3.5H2O yaitu sebesar 2,1 – 2,3 BM. Hal

tersebut menunjukkan bahwa senyawa kompleks [Fe(phen)3(CF3SO3)3.5H2O

bersifat paramagnetik dengan 1 elektron tidak berpasangan pada konfigurasi

elektronik ion pusat. Adanya satu elektron tak berpasangan pada ion pusat

kompleks ini karena hanya terdapat 5 elektron pada orbital 3d sehingga

menghasilkan konfigurasi elektronik dengan satu elektron tidak berpasangan.

Ion kompleks [Fe(phen)3]3+ ini dimungkinkan mengadopsi hibridisasi d2sp3

dengan bentuk geometri oktahedral. Menurut Sugiyarto (2012), harga momen

magnetik efektif (μeff) Fe(III) dengan struktur oktahedral dengan keadaan spin

rendah (low spin) umumnya berada pada daerah 1,8-2,5 BM.

Harga momen magnetik efektif sebesar 2,1 – 2,3 BM ini lebih besar daripada

harga momen magnetik teoritis untuk ion Fe3+ dengan satu elektron tak berpasangan

Page 62: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

45

pada kompleks oktahedral yaitu sebesar 1,73 BM. Kelebihan nilai momen magnetik

efektif daripada momen magnetik teoritis ini disebabkan adanya kontribusi momen

magnetik orbital parsial, karena konfigurasi elektronik dalam medan oktahedron

dapat mengalami perubahan oleh karena putaran pada sumbu Cartes. Konfigurasi

elektronik Fe3+ bergeometri oktahedral dengan keadaan spin rendah adalah t2g5,

konfigurasi elektronik t2g5 ini mengalami perubahan menjadi (dxy)

2(dxz)2(dyz)

1 atau

(dxy)2(dxz)

1(dyz)2 atau (dxy)

1(dxz)2(dyz)

2. Perubahan konfigurasi inilah yang

memberikan nilai kontribusi orbital pada momen magnetik efektif senyawa

kompleks sehingga memungkinkan harga momen magnetik efektif tidak sesuai

dengan harga μs (Sugiyarto, 2012).

Hasil perhitungan momen magnetik efektif dari senyawa kompleks

[Fe(phen)3(CF3SO3)3.5H2O ini bersesuaian dengan senyawa kompleks [Fe(III)-(8-

hidroksikuinolin)3].2H2O yang juga berstruktur geometri oktahedral. Kompleks ini

menunjukkan harga momen magnetik efektif berada pada daerah 2,64-2,66 BM,

ini menunjukkan bahwa kompleks Fe bersifat paramagnetik dengan satu elektron

tidak berpasangan, yang berarti 8-hidroksikuinolin merupakan ligan kuat, sehingga

kompleks ini bersifat low spin (Sugiarto, 2006).

2. Spektrum Elektronik Larutan

Indikasi terbentuknya kompleks Fe(III) dengan ligan 1,10-fenantrolin ditandai

oleh adanya perubahan spektrum elektronik [Fe(H2O)6]3+, dimana menurut

Sugiyarto (2008), senyawa ionik [Fe(H2O)6]3+, sangat cepat terhidrolisis sehingga

analisis spektrum elektroniknya sulit dilakukan atau tidak terbaca puncak puncak

serapannya. Hal ini berbeda dengan kompleks [Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O yang

Page 63: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

46

menunjukkan adanya puncak-puncak serapan yang terlihat jelas seperti terlihat

pada Gambar 12. Hal ini mengindikasikan telah terbentuknya kompleks

[Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O yang bersifat lebih stabil dengan pembentukan

kompleks khelat oleh ligan 1,10-fenantrolin. Spektrum elektronik

[Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O ditunjukkan pada Gambar 12.

Gambar 12. Spektrum Elektronik UV-Vis Larutan Kompleks

[Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O

Besarnya panjang gelombang maksimum (λmax), absorbansi (A) dan besarnya

harga koefisien ekstingsi (ε) untuk kompleks ditunjukkan pada Tabel 7.

Tabel 7. Harga Koefisien Ekstingsi (ε) Kompleks [Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O

No. Formula Kompleks λmax

(nm)

A -υ

(cm-1)

- ε

(Lmol-

1cm-1)

1.

[Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O

512,5 0,482 19512,2 48,2

465,5 0,442 21482,2 44,2

350,5 0,597 28530,6 59,7

Salah satu karakteristik spektrum kompleks oktahedral ditandai oleh harga

koefisien ekstingsi (ε) yang rendah, berkisar antara 1–100 Lmol-1cm-1 (Huheey,

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

15000 17000 19000 21000 23000 25000 27000 29000

Ab

sorb

asn

i

Bilangan gelombang

Absorbansi Fe phen

Page 64: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

47

1993). Harga koefisien ekstingsi senyawa kompleks [Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O

berkisar antara 48,2 – 59,7 Lmol-1cm-1, sehingga senyawa kompleks ini juga

diperkirakan bergeometri oktahedral.

3. Spektrum Elektronik Padatan

Penentuan spektrum elektronik senyawa kompleks dapat dilakukan dengan

metode lapis tipis dengan pengukuran sampel berbentuk padatan. Pengukuran

menggunakan spektrum elektronik larutan dan spektrum elektronik padatan

digunakan untuk membandingkan adanya puncak serapan yang sama.

Perbandingan analisis spektrum elektronik larutan dengan spektrum elektronik

padatan menunjukkan perbedaan yang kecil. Spektrum elektronik kompleks

[Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O dengan metode lapis tipis ditunjukkan pada Gambar

13.

Gambar 13. Spektrum Elektronik UV-Vis Padatan Kompleks

[Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O

Puncak - puncak serapan kompleks [Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O beserta

panjang gelombang munculnya puncak serapan tersebut ditunjukkan oleh Tabel 8.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

12000 15000 18000 21000 24000 27000 30000 33000 36000

Ab

sorb

ansi

Bilangan Gelombang (cm-1)

Page 65: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

48

Tabel 8. Puncak Serapan Kompleks [Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O dengan Metode

Padatan

No. Formula Kompleks λmax

(nm)

1. [Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O

526 (19011,4 cm-1)

396 (25252,5 cm-1)

333 (30030,03 cm-1)

Pada spektra elektronik kompleks [Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O muncul tiga

puncak serapan kuat, yaitu pada 333(υ1) nm, 396(υ2) nm, dan 526(υ3) nm.

Spektrum elektronik hampir sama juga ditunjukkan oleh kompleks [Fe(L)Cl(H2O)]

[L=(Diacetyloxime dan 1,2-diaminopropane)] (Salam, 2009). Kompleks

[Fe(L)Cl(H2O)] [L=(Diacetyloxime dan 1,2-diaminopropane)] yang

memperlihatkan puncak serapan pada daerah 290 nm, 410 nm, dan 570 nm. Serapan

pada υ1 (526 nm = 19011,4 cm-1) merupakan transisi elektronik d-d, 2T2 → 2T1,

2A2. Serapan pada υ2 (396 nm = 25252,5 cm-1) merupakan transisi elektronik d-d,

2T2 → 2E. Sedangkan pada serapan υ3 (333 nm = 300303,03 cm-1) memungkinkan

adanya charge transfer metal → ligan.

4. Spektrum Inframerah

Analisis spektrum inframerah merupakan analisis untuk mengetahui gugus

khas tertentu yang terdapat dalam senyawa kompleks, baik yang terkoordinasi

secara langsung dengan ion pusat maupun yang tidak terkoordinasi dengan ion

pusat. Karakterisasi spektrum inframerah dilakukan menggunakan

spektrofotometer FTIR pada daerah serapan 400-4000 cm-1. Pengukuran spektrum

inframerah senyawa kompleks [Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O ditunjukkan oleh

Gambar 14.

Page 66: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

49

Gambar 14.Spektrum Inframerah Senyawa Kompleks

[Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O

Pada spektrum Gambar 14. terdapat serapan melebar pada daerah 3510,45

cm-1 yang menunjukkan adanya vibrasi dari gugus O-H (broad) pada H2O, serapan

ini sesuai dengan teori yaitu sekitar 3500 cm-1 (Pavia, Lampman, dan Goerge,

2001). Serapan tajam pada daerah 3062,96 cm-1 terjadi oleh adanya ikatan C-H

cincin aromatik ligan 1,10-fenantrolin. Hal ini bersesuaian dengan adanya rentang

serapan C-H cincin aromatik dari ligan fenantrolin yang muncul pada 3036,97 cm-

1 (Yusthinus T. Male.dkk, 2013).

Serapan lemah pada daerah 2368,59 cm-1 mengindikasikan adanya ikatan C=N

dari cincin 1,10-fenantrolin. Adanya ikatan C=C cincin aromatis pada kompleks

[Fe(phen)3](CF3SO3)3 ditunjukkan dengan munculnya serapan di daerah 1519,91

dan 1427,32 cm-1. Hal ini mirip dengan rentang serapan C=C aromatik pada 1475-

1600 cm-1 dengan intensitas lemah, serapan vibrasi ikatan C=N pada 2240-2260

Page 67: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

50

cm-1 dan serpan ikatan C-H strecthing aromatik pada 3150-3050 cm-1

(Sastrohamidjojo, 2001).

Adanya puncak serapan di daerah 1157,29 cm-1 menunjukkan adanya ikatan

S=O dari anion CF3SO3- menurut (Pavia, Lampman , dan Goerge, 2001) dalam

bukunya yang berjudul Introduction to Spectroscopy. Puncak tajam di daerah

1033,85 cm-1 menunjukkan adanya serapan ikatan C-F dari anion CF3SO3- (Pavia,

Lampman , dan Goerge., 2001) ikatan tersebut sangat kuat pada daerah 1400-1000

cm-1. Adanya serapan tajam pada 725,23 cm-1 menunjukkan vibrasi S-O yang

memiliki rentang 1000-750 cm-1 (Pavia, Lampman , dan Goerge., 2001).

Serapan-serapan khas vibrasi ligan fenantrolin maupun anion triflat dari

senyawa kompleks ditunjukkan pada Tabel 9.

Tabel 9. Data Serapan FTIR [Fe(phen)3](CF3SO3)3·5H2O

Gugus Fungsi Frekuensi

(cm-1) teori

Frekuensi (cm-1)

percobaan

Intensitas

O-Hstreching 3500 3510,45 Melebar

C-H aromatik 3150-3050 3062,96 Sedang

C=C aromatik 1475-1600 1427 dan 1624 Lemah

S=O 1029 1157,29 Tajam

S-O 1000-750 725,23 Tajam

C-F 1153 1033,85 Tajam

5. Analisis Difraktogram Senyawa Kompleks

Pada penelitian ini, senyawa hasil sintesis juga dikarakterisasi dengan difraksi

sinar-X. Berdasarkan data XRD, diperoleh difraktogram sampel yang diukur pada

sudut 2 theta pada 5 - 90º. Padatan senyawa kompleks [Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O

hasil sintesis dianalisis XRD untuk mengetahui struktur kristal. Analisis pola

difraksi dari difraktogram senyawa kompleks dengan menggunakan metode Le Bail

Page 68: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

51

pada program Rietica. Difraktogram XRD dari kompleks

[Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O ditunjukkan pada Gambar 15.

Gambar 15. Difraktogram Senyawa Kompleks [Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O

Data yang diperoleh dari pengukuran menggunakan XRD kemudian diolah

dengan program Rietica. Penentuan struktur kristal senyawa kompleks

[Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O dilakukan dengan membandingkan parameter sifat-

sifat kristal dari senyawa kompleks yang memiliki kemiripan formula. Parameter

yang digunakan yaitu senyawa [Fe(phen)3](NO3)3.H2O yang dapat dilihat pada

Tabel 10.

Page 69: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

52

Tabel 10. Data Analisis Kompleks [Fe(phen)3(CF3SO3)3.5H2O terhadap Kompleks

[Fe(phen)3(NO3)3.H2O

Parameter

∆ (%) Senyawa

Kompleks [Fe(phen)3(CF3SO3)3.5H2O

[Fe(phen)3(NO3)3

.H2O

Sistem

Kristal

Monoklinik Monoklinik

-

Space Grup C2/c C2/c

a (Å) 10,781 10,769 0,11

b (Å) 24,53 24,58 0,21

c (Å) 13,286 13,274 0,09

α ( ͦ ) 90 90 -

β ( ͦ ) 103,15 103,00 0,14

γ ( ͦ ) 90 90 -

V (Å3) 3422 3423 0,02

Rp 5,37

- - Rwp 11,05

Gof 2,24

Data kristalografi sampel senyawa kompleks [Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O pada

Tabel 11, hampir sama atau sebanding dengan data kristalografi dari senyawa

kompleks [Fe(phen)3](NO3)3.H2O yang memiliki sistem kristal dan space grup yang

sama dengan sedikit berbeda pada nilai a, b, c dan β (0,0-0,21).

Hasil refinement dengan metode Le Bail terhadap data difraksi sinar-X untuk

[Fe(phen)3](CF3SO3)3 pada rentang 2 theta pada 10 - 80º dalam sistem kristal

monoklinik menunjukkan kecocokan antara data hasil pengamatan difraksi sinar X

(tanda + hitam) dan kalkulasi (garis merah), garis vertikal warna biru adalah posisi

Bragg yang diharapkan, serta garis hijau mendatar merupakan perbedaan keduanya.

Sebagaimana ditunjukkan Gambar 14 dan Tabel 10, hasil refinement diperoleh

nilai Rp dan Rwp yang berada pada rentang yang dapat diterima untuk suatu proses

refinement. Hal ini mengindikasikan terdapat kesesuian antara struktur kompleks

hasil sintesis [Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O dengan struktur parameter

Page 70: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

53

[Fe(phen)3](NO3)3.H2O. Hasil analisis senyawa kompleks dengan program rietica

ditunjukkan pada Gambar 16.

Gambar 16. Difraktogram Hasil Analisis Senyawa Kompleks

[Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O dengan Program Rietica.

Keterangan :

● = Hasil pengamatan difraksi sinar-X

— = Hasil kalkulasi data

— = Posisi bragg

— = Garis perbedaan

D. Perkiraan Struktur Kompleks

Data hasil AAS menunjukkan adanya kemungkinan formula kompleks Fe(III)-

1,10-fenantrolin adalah [Fe(phen)3(CF3SO3)3.5H2O. Kemungkinan formula

kompleks ini juga didukung dari hasil pengukuran daya hantar listrik diketahui

bahwa kedua ion CF3SO3- tidak terkoordinasi dengan ion pusat Fe3+ dan hanya

bertindak sebagai anion, sedangkan ketiga molekul 1,10-fenantrolin bertindak

sebagai ligan dan berikatan langsung dengan atom pusat dan membentuk geometri

oktahedral. Berdasarkan fakta tersebut, formulasi kompleks yang terbentuk adalah

Page 71: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

54

[Fe(phen)3(CF3SO3)3.5H2O. Bentuk geometri oktahderal dari senyawa kompleks

ini juga diindikasikan dari harga momen magnet senyawa kompleks

[Fe(phen)3(CF3SO3)3.5H2O yaitu sebesar 2,1 – 2,2 BM, sehingga dapat

diprediksikan struktur senyawa kompleks yang didapatkan seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 17.

FeN

N

N

NN

N

(CF SO )3 3 3.5H O2

Gambar 17. Struktur Senyawa Kompleks [Fe(phen)3(CF3SO3)3.5H2O

Page 72: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

55

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Bedasarkan penelitian yang telah dilakukan dan uraian pembahasan dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut .

1. Metode sintesis senyawa kompleks Fe(III) dengan ligan 1,10-fenantrolin dan

anion CF3SO3- adalah metode pendesakan langsung.

2. Formula senyawa kompleks yang terbentuk adalah [Fe(phen)3](CF3SO3)3

.5H2O.

3. Senyawa kompleks [Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O bersifat paramagnetik dengan

nilai momen magnetik sebesar 2,1 – 2,3 BM. Hasil spektrum elektronik

menunjukkan adanya tiga serapan menunjukkan koefisien ekstingsi molar

kompleks ini adalah 48,8 – 59,7 Lmol-1cm-1 hal ini menunjukkan geometri

oktahedral. Spektrum elektronik terdapat tiga serapan dengan transisi

elektronik 2T2 → 2T1, 2A2;

2T2 → 2E; dan charge transfer metal → ligan.

Spektrum FTIR pada serapan kompleks menunjukkan berbagai vibrasi yang

khas untuk ligan fenantrolin maupun anion triflat. Struktur kristal senyawa

kompleks menunjukkan sistem kristal Monoklinik, space group C2/c dengan

parameter a = 10,781 Å, b = 24,53 Å, c = 13,286 Å, Z = 4, β = 103,130, V =

3422 Å, Rp = 5,37 dan Rwp = 11,05.

Page 73: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

56

B. Saran

Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai senyawa kompleks

[Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O dengan teknik single kristal untuk memperkirakan

panjang ikatan dan besar sudut ikatan antar atom yang menyusun senyawa

kompleks.

Page 74: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

57

DAFTAR PUSTAKA

Adibi, H., Samimi, H.A., Iranpoor, N. (2008). Iron(III)trifluoroacetate: hemoselective

and Recyclabe Lewis Acid Catalyst for Diacetylation of Aldehydes,

Thioacetalization and Transthioacetalization of Carbonyl Compounds and

Aerobic Coupling of Thiols. Chinese Journal of Chemistry, Vol. 26, hal. 2086-

2092.

Atkins, P. W. (1990). Kimia Fisika Jilid 2 Edisi Keempat. Penerjemah: Irma I.

Kartohadiprodjo. Jakarta: Erlangga.

Basolo, F. dan Johnson, R. C. (1986). Coordination Chemistry. Journal of Chemistry

Education, Vol. 64, Issue. 8: Page. A191

Budiasih, K. S., Projosantosa A.K. dan Septiyantinur. (2011). Besi(II) dan Besi(III)

Askorbat : Sintesis dan Prospek Biofungsi sebagai Suplemen anti Anemia.

Prosiding Seminar Nasional Kimia, Fakultas MIPA Universitas Negeri

Yogyakarta

Chang, Raymond. (2005). Kimia Dasar : Konsep-konsep Inti Jilid I. Jakarta: Erlangga.

Considine, D.M., P.E dan Considine, G.D. (1994). Van Reinhold Encyclopedia of

Chemistry, 4th Edition. New York: Van Nostrand Reinhold Company.

Cotton, F. A., and G. Wilkinson Cotton, F. A. (1989). Kimia Anorganik Dasar. Jakarta:

Universitas Indonesia Press.

Day, C.M dan Selbin.J. (1969). Theoretical Inorganic Chemistry 2nd Edition. New

York: Van Nostrand Reinhod.

Day, M. C dan Selbin, J.(1985). Theoritical Inorganic Chemistry 2nd Edition. New

Delhi: East-West Press.

El-Hammany N. H. , El-Kholy, M. M. Kawana, A. I. Ibrahim and Ghada A.

(2010). Conductance and Ion Association Studies of Unsymmetrical

Electrolytes of Complexes Bromoammine Cobalt(III) Halides and Perchlorate

in Water at Different Temperatures. Journal Chem Pharm Res. (4). Hlm. 1112-

1134.

Effendy. (2007). Kimia Koordinasi. Jawa Timur: Bayumedia Publishing.

Page 75: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

58

Fessenden, R. J.. and J. S. Fessenden. (1997). Kimia Organik Edisi Ketiga. Penerjemah:

A. H. Pudjaatmaka. Jakarta: Erlangga.

Gates, B.C. (1992). Catalytic Chemistry.New York: John Wiley& Sons. ree

Greenwood, N.N dan Earnshow, A. (1984). Chemistry of the Element. New York:

Pergamon-press

Housecroft, Catherine E and Alan G. Sharpe. (2005). Inorganic Chemistry. 2nd.

ed. Essex: Pearson Prentice Hall

Huheey, James E., Ellen A., Keiter and Richard L., Keiter. (1993). Inorganic

Chemistry. New York: Fifth edition Harper Collins Collage Publisher.

Jolly W. L.(1991). Modern Inorganic Chemistry Fourth edition. New York: McGraw

Hill Inc.

Johnston, D. H dan Duward F. (1993). Shriver Vibration Study of

Trifluoromethanesulfonate Anion: Unambiguous Assignment of the Asymmtric

Stretching Modes, Inorg. Chem. 32:1045-1047

Jufri Hasminisari. (2014). Sintesis dan Karakterisasi Senyawa Kompleks Fe(III),

Co(III), Ni(II), dan Pb(II) dengan Heptilditiokarbamat serta Potensinya sebagai

Anti Tuberkulosis. Skripsi. Makassar: Unhas

Kulkarni, Prasad, Subhash P., and Ekkehard S. (1997). The first characterizes

Fe(phen)Cl3 complex : structure of aquo mono(1,10-phenanthroline)iron(III)

trichloride :[Fe(phen)Cl3(H2O)]. Journal Polyhedron Vol. 17 No. 16, pp/ 2623-

2626, 1998

Lee, J.D. ( 1994). Concise Inorganic Chemistry. Fourth edition. L o n d o n :

Chapman and Hall

Male, Yusthinus T., Tehubijuluw, Helna., & Pelata, Paulina M. (2013). Synthesis of

Binuclear Complex Compound of {[Fe(L)(NCS)2]2oks} (L= 1,10-phenantrolin and

2,2’-bipyridine). Journal of Ind. J. Chem.(1). Hlm. 15.22.

Marguerite P., Bruno Donnadieu dan Bernard Meunier. (1998). Preparation of the New

Bis(phenanthroline) Ligand “Clip-Phen” and Evaluation of theNuclease Activity

of the Corresponding Copper Complex. Inorg. Chemistry.14(37):3486-3489.

Miessler, G. L., Tarr, D. A.(1991). Inorganic Chemistry. New Jersey: Prentice Hall.

Page 76: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

59

Nikolai V., Peter B., Andryi K., Helge W dan Peter S. (2012). A Convenient Synthesis

of Triflate Anion Ionic Liquids and Their Properties. Jurnal Molecules. 17:5319-

5338.

Odoko, Mamiko & Okabe, Nobuo. (2004). Tris(1,10-phenanhroline-k2N,N’)iron(III)

trinitrate monohydrate. Acta Crystallographica Section E. E60. m1822:m1824.

Patnaik, P., Ph.D. (2003). Hand Book of Inorganic Chemicals. New York: Mc Graw-

Hill Companies.

Pavia, L., Lampman G dan Goerge S. K. (2001). Introduction to Spectroscopy: a Guide

for Students or Organic Chemistry. Philadhelphia: Harcourt College.

Rus Maysyaroh. (2009). Sintesis dan Karakterisasi Kompleks Besi(III) dan Nikel(II)

dengan Pirazinamida. Skripsi. Jurusan Kimia. Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam. Universitas Sebelas Maret.

Rusli, Rolan. (2011). Petunjuk Refinement Analisis Pola Difraksi Sinar-X Serbuk

Menggunakan Metode Le Bail Pada Program Rietrica. Bandung: Rolan Rusli.

Saito, Taro.(1996). Buku Teks Anorganik Online. Tokyo: Permission of Ismunandar

Shoten.

Sariyanto, Lanjar. (2010). Sintesis dan Karakterisasi Kompleks Kromium(III) dengan

Benzokain. Skripsi. Surakarta: Univesitas Sebelas Maret.

Sastrohamidjojo, H. (1992). Spektroskopi Inframerah. Yogyakarta: Liberty.

Sastrohamidjojo. (2001). Spektroskopi. Yogyakarta: Liberty.

Satake, M., Y. Mido, M.S. Sethi dan S.A. Iqbal. (2001). Coordination Chemistry.

India: Discovery Publising House.

Setyawati, H. dan Irmina. (2010). Sintesis Dan Karakterisasi Senyawa Kompleks

Besi(III)-EDTA. Prosiding, Seminar Nasional Sains 2010: Optimalisasi Sains

Untuk Memberdayakan Manusia

Sharpe A.G. (1992). Inorganic Chemistry. 3th edition., New York: John Willey and

Sons Inc

Page 77: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

60

Smallman, R. E. and R. J. Bishop. (2000). Metalurgi Fisik Modern dan Rekayasa.

Jakarta: Erlangga.

Sugiarto. (2006). Sintesis dan Karakterisasi Kompleks Di(8-Hidroksikuinolin)

Tembaga (II) Trihidrat dan Tri(8-Hidroksikuinolin) Besi(III) Dihidrat. Skripsi.

Surakarta: Universitas Sebelas Maret

Sugiyarto, Kristian H dan Retno D. Suyanti. (2008). Kimia Anorganik II Dasar-Dasar

Kimia Anorganik Logam. Yogyakarta: UNY.

Sugiyarto, Kristian H dan Retno D. Suyanti. (2012). Dasar-dasar Kimia Anorganik

Transisi. Yogyakarta: Graha Ilmu.

Sukardjo. (1992). Kimia Koordinasi. Edisi Revisi. Jakarta: Rineka Cipta.

Susila, Kristianingrum, Suyanta, Siti, Sulastri.(2009). Kimia Analisi Instrumental.

Yogyakarta: Jurusan Pendidikan Kimia FMIPA UNY.

Szarfran, Z., Pie, R. and Singh, M. (1991). Microscale Inorganic Chemistry. Canada:

John Willey and Sons Inc.

Torres, M, Egidio, Marta dan Miguel. (1979). Fe(III)-EDTA complex as iron

fortification Further Studies. The American Journal of Clinical

Nutrition. 32:809-816.

Ueno, K., Imamura, T. dan Cheng, K.L. (1992). Hand Book of Organic Analytical

Reagents, 2nd edition. Tokyo: CRC Press.

Yenita. (2012). Aplikasi Kompleks Besi(II)-1,2,4-Triazol untuk Senyawa Sensor Suhu

pada Display Fenomena Spin Crossover. Tesis. Universitas Indonesia.

Page 78: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

61

LAMPIRAN 1

Skema Prosedur Kerja

A. Diagram Alir

0,274 g (1 mmol)

FeCl3.6H2O dalam 10

mL akuades

0,541 g (3 mmol)

C12H8N2 dalam 10 mL

etanol

1,29 g (6 mmol)

KCF3SO3 dalam 10 mL

akuades

Spektrofotometer

UV-Vis larutan

Spektrofotometer

UV-Vis padat

Spektrofotometer

FTIR

XRD AAS MSB Konduktometer

Endapan senyawa kompleks

Didiamkan selama 18 jam

Disaring

Dicuci dengan akuades dingin

Dikeringkan

Dikarakterisasi

Diaduk disertai pemansasan selama

2,5 jam

Diaduk hingga homogen tanpa

pemanasan selama 30 menit

Page 79: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

62

LAMPIRAN 2

Reaksi Dan Perhitungan Senyawa Kompleks

A. Sintesis Senyawa Kompleks Besi(III) dalam medan ligan 1,10-fenantrolin

dan Anion Triflorometansulfonate

Reaksi :

FeCl3.6H2O + 3 Phen + 3KCF3SO3 [Fe(phen)3](CF3SO3)3(s) +

3K+ (aq)+ 3Cl- (aq)+ 6H2O(l)

Perhitungan bahan dan target hasil sintesis:

Sampel 1

1. Target hasil [Fe(phen)3](CF3SO3)3= 1 mmol

gr = n x Mr [Fe(phen)3](CF3SO3)3

= 0,001 mol x 104369 g/mol

= 1,04369gram

2. Bahan FeCl3.6H2O, n = 1 mmol

gr = n x Mr FeCl3.6H2O

= 0,001 mol x 270,3 g/mol

= 0,2703 gram

3. Bahan Phen, n = 3 mmol

gr = n x Mr Phen

= 0,003 mol x 156,18 g/mol

= 1,405 gram

4. Bahan KCF3SO3, n = 3 mmol

gr = n x Mr KCF3SO3

Page 80: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

63

= 0,003 mol x 188,17 g/mol

= 1,129 gram

Penggunaan bahan KCF3SO3 pada penelitian ini dibuat berlebih yaitu sebanyak 1,129

gram.

Page 81: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

64

LAMPIRAN 3

Perhitungan Randemen Hasil Sintesis Senyawa

Kompleks [Fe(phen)3](CF3SO3)3

Tabel 11. Rendemen Hasil Sintesis Senyawa Kompleks [Fe(phen)3](CF3SO3)3

Senyawa Kompleks Berat Hasil

(gram) Rendemen

[Fe(phen)3](CF3SO3)3

Sampel 1 0,564 54,075%

Sampel 2 0,548 52,540%

Sampel 3 0,588 56,375%

Perhitungan Rendemen :

Senyawa Kompleks [Fe(phen)3](CF3SO3)3

a. Sampel 1

Rendemen (%) = 0,564 g

1,04369 𝑔 x 100 % = 54,075%

b. Sampel 2

Rendemen (%) = 0,548 g

1,04369 𝑔x 100 % = 52,540%

c. Sampel 3

Rendemen (%) = 0,588 g

1,04369 𝑔 x 100 % = 56,375%

Rendemen(%)= 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑃𝑒𝑟𝑐𝑜𝑏𝑎𝑎𝑛

𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑇𝑒𝑜𝑟𝑖𝑡𝑖𝑠x 100%

Page 82: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

65

LAMPIRAN 4

Hasil Pengukuran Konduktivitas Senyawa Kompleks

Tabel 12. Pengukuran Konduktivitas Senyawa Kompleks [Fe(phen)3](CF3SO3)3

Senyawa

Daya

Hantar

(L)

Daya Hantar

Jenis

(Ls) Ω-1cm-1

Hantar

Ekivalen

Ω-1 Cm2

mol-1

Akuades

Pengukuran 1 30,9 μs

3,6093 x 10-5 - Pengukuran 2 30,1 μs

Pengukuran 3 30,7 μs

KCl 1M

Pengukuran 1 94,0 ms

0,111432 - Pengukuran 2 94,5 ms

Pengukuran 3 94,6 ms

NH4Cl 0,01 M

Pengukuran 1 5,11 ms

6,0529x 10-3 60,529 Pengukuran 2 5,19 ms

Pengukuran 3 5,17 ms

CaCl2 0,1 M

Pengukuran 1 11,9 ms

0,013386 133,86 Pengukuran 2 11,3 ms

Pengukuran 3 10,9 ms

AlCl3 0,1 M

Pengukuran 1 19,7 ms

0,022990 229,90 Pengukuran 2 19,3 ms

Pengukuran 3 19,5 ms

[Fe(phen)3](CF3S

O3)3.5H2O

Pengukuran 1 224 μs

2,2643x 10-4 226,43 Pengukuran 2 220 μs

Pengukuran 3 223 μs

Perhitungan:

1. L rata-rata akuades = 30,9+30,1+30,7

3 = 30,566 μs = 30,566 x 10-6 s-1

R akuades = 1

𝐿𝑎𝑘𝑢𝑎𝑑𝑒𝑠 =

1

30,566 𝑥 10−6𝑠−1 = 32,7160 x 103 ohm

Lsakuades = 𝐾𝐾𝐶𝑙

𝑅𝑎𝑘𝑢𝑎𝑑𝑒𝑠 =

1,18083 𝑐𝑚−1

32716 𝑜ℎ𝑚 = 3,6093 x 10-5ohm-1 cm-1

2. L rata-rata KCl = 94,0+94,5+94.6

3 = 94,367 ms = 0,094367 s-1

R KCl = 1

𝐿𝐾𝐶𝑙 =

1

0,094367 𝑠−1 = 10,5969 ohm

Page 83: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

66

K KCl = LsKCl x R KCl

= 0,111432 ohm-1cm-1 x 10,5969 ohm

=1,18083 cm-1

3. L rata-rata NH4Cl = 5,11+5,19+5,17

3 = 5,1566 ms = 5,1566 x 10-3 s-1

R =1

𝐿𝑁𝐻4𝐶𝑙 =

1

5,1566 𝑥 10−3𝑠−1 = 193,926 ohm

Ls = 𝐾𝐾𝐶𝑙

𝑅𝑁𝐻4𝐶𝑙 =

1,18083 𝑐𝑚−1

193,926 𝑜ℎ𝑚 = 6,0890 x 10-3 ohm-1 cm-1

Lselektrolit= Ls –Ls

akuades = (6,0890 x 10-3 – (3,6093 x 10-5)) ohm-1 cm-1

= 6,0529x 10-3ohm-1 cm-1

Ʌc = 1000

𝐶 Ls ohm-1 cm2 mol-1

= 1000

0,01 x 6,0529x 10-3ohm-1 cm2 mol-1

= 60,529 ohm-1 cm2 mol-1

4. L rata-rata CaCl2 = 11,9+11,3+10,9

3 = 11,3667 ms = 11,3667 x 10-3 s-1

R =1

𝐿𝐶𝑎𝐶𝑙2

= 1

11,3667 𝑥 10−3𝑠−1 = 87,976 ohm

Ls = 𝐾𝐾𝐶𝑙

𝑅𝐶𝑎𝐶𝑙2

= 1,18083 𝑐𝑚−1

87,976 𝑜ℎ𝑚 = 0,013422 ohm-1 cm-1

Lselektrolit=

Ls –Lsakuades= (0,013422– (3,6093 x 10-5)) ohm-1 cm-1

= 0,013386 ohm-1 cm-1

Ʌc = 1000

𝐶 Ls ohm-1 cm2 mol-1

Page 84: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

67

= 1000

0,1x 0,013386ohm-1 cm2 mol-1

= 133,86 ohm-1 cm2 mol-1

5. L rata-rata AlCl3 = 19,7+19,3+19,5

3 = 19,5 ms = 19,5 x 10-3 s-1

R = 1

𝐿𝐴𝑙𝐶𝑙3

= 1

19,5 𝑥 10−3𝑠−1 = 51,2820 ohm

Ls = 𝐾𝐾𝐶𝑙

𝑅𝐶𝑎𝐶𝑙2

= 1,18083 𝑐𝑚−1

51,2820 𝑜ℎ𝑚 = 0,02302ohm-1 cm-1

Lselektrolit=

Ls –Lsakuades = (0,02302– (3,6093 x 10-5)) ohm-1 cm-1

= 0,022990 ohm-1 cm-1

Ʌc = 1000

𝐶 Ls ohm-1 cm2 mol-1

= 1000

0,1x 0,022990 ohm-1 cm2 mol-1

= 229,90 ohm-1 cm2 mol-1

6. Sampel Fe(phen)3(CF3SO3)3.5H2O

L rata-rata = 224+220+223

3 = 222,333 μs = 222,333 x 10-6 s-1

R sampel = 1

𝐿𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 =

1

222,333 𝑥 10−6𝑠−1 = 4,49775 x 103 ohm

Lssampel = 𝐾𝐾𝐶𝑙

𝑅𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 =

1,18083 𝑐𝑚−1

4497,75 𝑜ℎ𝑚 = 2,6253 x 10-4 ohm-1 cm-1

Lselektrolit=

Ls –Lsakuades= (2,6253 x 10-4 – (3,6093 x 10-5)) ohm-1 cm-1

= 2,2643x 10-4 ohm-1 cm-1

Ʌc = 1000

𝐶 Ls ohm-1 cm2 mol-1

Page 85: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

68

= 1000

0,001 x 2,2643x 10-4 ohm-1 cm2 mol-1

= 226,43ohm-1 cm2 mol-1

Page 86: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

69

LAMPIRAN 5

Data AAS

Page 87: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

70

LAMPIRAN 6

Perhitungan Persentase Fe(III) dalam Berbagai Formulasi Senyawa

Kompleks

Perhitungan analisis AAS untuk % Fe secara teoritis :

1. Formula Fe(phen)3(CF3SO3)3

% Fe = Mr Fe

Mr Fe(phen)3(CF3SO3)3· x 100%

= 55,8 g/mol

1043,69 g/mol x 100%

= 5,351 %

2. Formula [Fe(phen)3](CF3SO3)3.2H2O

% Fe = Mr Fe

Mr Fe(phen)3(CF3SO3)2·2H2O x 100%

= 55,8 g/mol

1079,73 g/mol x 100%

= 5,172 %

3. Formula [Fe(phen)3](CF3SO3)3.4H2O

% Fe = Mr Fe

Mr Fe(phen)3(CF3SO3)2·4H2O x 100%

= 55,8 g/mol

1115,77 g/mol x 100%

= 5,005 %

Page 88: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

71

4. Formula [Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O

% Fe = Mr Fe

Mr Fe(phen)3(CF3SO3)2·5H2O x 100%

= 55,8 g/mol

1133,79 g/mol x 100%

= 4,926 %

5. Formula [Fe(phen)3](CF3SO3)3.6H2O

% Fe = Mr Fe

Mr Fe(phen)3(CF3SO3)2·4H2O x 100%

= 55,8 g/mol

1151,81 g/mol x 100%

= 4,848 %

Page 89: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

72

LAMPIRAN 7

Hasil Pengukuran Momen Magnetik Senyawa Kompleks

Fe(phen)3(CF3SO3)3.5H2O

Tabel 13. Hasil Pengukuran Susceptibility Massa (χg)

Senyawa kompleks

Fe(phen)3(CF3SO3)3.5H2O χg x 10-6 (cgs) μeff

Sampel 1 1,427 2,27 BM

Sampel 2 1,311 2,20 BM

Sampel 3 1,15 2,10 BM

Perhitungan :

Senyawa Kompleks Fe(phen)3(CF3SO3)3.5H2O:

Mr = 1095,92 gr/mol

Koreksi diamagnetik untuk [Fe(phen)3](CF3SO3)2.5H2O, χL :

Fe3+ = 1 x (-10,0 x 10-6) = -12,0 x 10-6

C12H8N2 = 3 x (-128 x 10-6) = -313,98 x 10-6

C = 3 x (-6,00 x 10-6) = -18 x 10-6

F = 9 x (-6,3 x 10-6) = -56,7 x 10-6

S = 3 x (-15 x 10-6) = -45 x 10-6

O = 9 x (-4,61 x 10-6) = -41,49 x 10-6

H2O = 5 x (-13 x 10-6) = -65 x 10-6

+

-550,17 x 10-6

Sehingga koreksi diamagnetik, χL

Fe(phen)3(CF3SO3)3.5H2O = -550,17 x 10-6 cgs

Page 90: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

73

a. Sampel 1

χM = χg x Mr

= 1,427x10-6 x 1133,79

= 1617,918 x 10-6 cgs

χA = χM - χL

= 1617,918 x10-6 – (-550,17 x 10-6)

= 2168,088 x10-6 cgs

μeff = 2,828 √𝜒𝐴𝑥 𝑇

= 2,828 √2168,088 x 10−6 x 298 = 2,27 BM

b. Sampel 2

χM = χg x Mr

= 1,311 x10-6 x 1133,79

= 1486,398 x 10-6 cgs

χA = χM - χL

= 1486,398 x10-6 – (-550,17 x 10-6)

= 2036,568 x10-6 cgs

μeff = 2,828 √𝜒𝐴𝑥 𝑇

= 2,828 √2036,568 x 10−6 x 298 = 2,20 BM

c. Sampel 3

χM = χg x Mr

= 1,155 x10-6 x 1133,79

= 1309,527 x 10-6 cgs

χA = χM - χL

= 1309,527 x10-6 – (-550,17 x 10-6)

= 1859,697 x10-6 cgs

μeff = 2,828 √𝜒𝐴𝑥 𝑇

= 2,828 √1859,697 x 10−6 x 298 = 2,10 BM

Page 91: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

74

LAMPIRAN 8

Perhitungan Nilai Koefisien Ekstingsi Besi(III) dalam Berbagai Formulasi

Senyawa Kompleks

Perhitungan Nilai Koefisien Ekstingsi Molar (ε) :

Perhitungan Nilai Koefisien Ekstingsi Molar (ε) [Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O

A = ε. b. C

1. Puncak 1

A = 0,488

ε = 𝐴

𝑏.𝐶 =

0,488

1 . 0,01 = 48,8

2. Puncak 2

A = 0,442

ε = 𝐴

𝑏.𝐶 =

0,442

1 . 0,01 = 44,2

3. Puncak 3

A= 0,597

ε = 𝐴

𝑏.𝐶 =

0,597

1 . 0,01 = 59,7

Page 92: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

75

LAMPIRAN 9

Data Spektrum UV-Vis Padatan

UV 1700 PHARMASPEC UV-VIS SPECTROPHOTOMETER SPECULAR REFLECTANCE ATTACHMENT

Nama ANDI KUSYANTO

NIM/NIP 12307144040

Dosen Pembimbing

Prodi

Institusi UNY

Tanggal 23052016

Waktu & Temperatur 15.45 WIB Suhu : 290C

KODE SAMPEL : Fe PHEN 3

SPECTRUM ABSORBANSI PANJANG GELOMBANG 200 – 800 Sampel : Fe PHEN 3

NO Nm Abs.

1 497.00 0.746

2 333.00 2.544

Page 93: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

76

LAMPIRAN 10

Data Spektrum FTIR

Page 94: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

77

No. Peak Intensity Corr. Intensity Base (H) Base (L) Area Corr. Area 1 308.61 9.849 6.074 331.76 293.18 36.333 5.456 2 347.19 10.353 20.021 362.62 331.76 26.419 7.787 3 424.34 22.399 5.625 439.77 393.48 26.467 1.447 4 516.92 19.915 6.261 540.07 447.49 56.383 3.071 5 1095.57 22.304 3.438 594.08 547.78 28.537 1.275 6 640.37 7.698 19.25 686.66 601.79 59.489 11.108 7 725.23 8.537 19.001 740.67 702.09 29.216 7.774 8 771.53 27.686 0.62 779.24 748.38 16.437 0.052 9 825.53 8.018 8.032 840.96 794.67 38.269 4.215 10 1033.85 10.713 19.552 1064.71 941.26 73.243 10.399 11 1103.28 21.232 5.555 1118.71 1072.42 27.36 1.591 12 1157.29 5.565 17.228 1188.15 1126.43 58.809 19.21 13 1226.73 10.107 3.847 1234.44 1195.87 30.611 1.766 14 1273.02 1.336 17.79 1319.31 1234.44 109.199 44.649 15 1427.32 10.04 19.219 1442.75 1365.6 49.028 8.85 16 1519.91 13.426 16.115 1535.34 1481.33 35.667 7.279 17 1581.63 19.359 5.4 1597.06 1550.77 28.347 1.592 18 1975.11 26.683 1.151 2029.11 1882.52 82.518 1.702 19 2299.15 24.503 0.206 2314.58 2036.83 162.244 0.076 20 2337.72 23.062 1.197 2353.16 2314.58 24.044 0.384 21 2368.59 21.267 2.769 2391.73 2353.16 24.886 1.002 22 2515.18 23.079 0.081 2522.89 2399.45 77.226 0.022 23 2623.19 21.994 0.362 2654.05 2530.61 79.926 0.273 24 2931.8 18.648 0.291 2947.23 2669.48 190.976 0.157 25 3062.96 12.642 4.795 3140.11 2954.95 148.436 8.875 26 3510.45 8.65 7.575 3664.75 3147.83 482.178 74.92 27 3749.62 15.701 0.754 3765.05 3726.47 30.427 0.346 28 3873.06 15.396 0.143 3880.78 3849.92 24.943 0.1

Page 95: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

78

LAMPIRAN 11

Difraktogram XRD Kompleks [Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O

Page 96: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

79

LAMPIRAN 12

Difraktogram Hasil Program Rietica Senyawa Kompleks

[Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O

Page 97: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

80

LAMPIRAN 13

Output Hasil Program Rietica Senyawa Kompleks

[Fe(phen)3](CF3SO3)3.5H2O

**** MULTI-RIETVELD ANALYSIS PROGRAM LH-RIET 8.100

A New refinement

NUMBER OF PHASES = 1

NUMBER OF HISTOGRAMS = 1

NUMBER OF PARAMETER LIMITS = 0

NUMBER OF BOND RESTRAINTS = 0

*** HISTOGRAM 1 ***

FOR X-RAY DATA

NEWTON-RAPHSON ALGORITHM

BACKGROUND TO BE REFINED (MAX 6 PARAMETERS)

- POLYNOMIAL BACKGROUND

THE PSEDUO-VOIGT PROFILE FUNCTION WAS SELECTED

- USING THE HOWARD, SUM OF 5 PEAKS, ASYMMETRY

WAVELENGTHS = 1.54051 1.54433

ALPHA2:ALPHA1 RATIO = 0.5000

BASE OF PEAK = 2.0*HW* 7.00

MONOCHROMATOR CORRECTION = 1.0000

ABSORPTION CORRECTION FOR CYLINDER SAMPLE

USING ALGORITHM OF SABINE(1996)/DWIGGINS(1972) WITH mu =

0.0000

NO ILLUMINATION CORRECTION

PREFERRED ORIENTATION USING MARCH MODEL - NO SUMMING OF

EQUIVALENTS

HISTOGRAM WEIGHTING = 1.0000

NO OTHER GEOMETRY CORRECTIONS APPLIED

GENERATE OFF-LINE PLOT

- ILL PLOT FILE OF OBS AND CALC DATA

OUTPUT STRUCTURE FACTORS

OUTPUT CORRELATION MATRIX

GENERATE NEW INPUT FILE

NUMBER OF CYCLES = 30

RELAXATION FACTORS:

FOR COORDINATES, ISOTROPIC B, SITE OCCUPANCY = 0.90

FOR ANISOTROPIC TEMPERATURE FACTORS = 0.90

FOR SCALE, ZERO, B OVERALL, UNIT CELL, PREFERRED ORIENTATION

BACKGROUND = 0.90

FOR PEAK WIDTH, ASYMMETRY, SHAPE PARAMETERS = 0.90

EPS-VALUE = 0.100

NUMBER OF PARAMETERS VARIED = 7

Page 98: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

81

GLOBAL PARAMETERS AND CODEWORDS:

ZEROPOINT( 1) = 0.01 11.00

HISTOGRAM READ IN AS (2THETA, INTENSITY, W(INTENSITY)

HISTOGRAM 1 FROM 10.030000 TO 80.000000 IN STEPS OF

0.040000 DEGREES

BACKGROUND PARAMETERS AND CODEWORDS( 1)

292.609009 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

1187.939941

21.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

31.000000

****** PHASE 1 *******

A new phase

DELTA-A/A MODEL BEING USED FOR PHASE 1,HISTOGRAM 1

PHASE IS CALCULATED USING LE BAIL EXTRACTION

NUMBER OF FORMULA PER UNIT CELL = 4

NUMBER OF ATOMS = 0

PREFERRED ORIENTATION VECTOR( 1) = 0.0000 0.0000 1.0000

THE SPACE GROUP IS C 2/C

***** PHASE INFORMATION *****

OVERALL SCALE FACTOR =0.100000E-01

OVERALL TEMP. FACTOR = 0.00000

DIRECT CELL PARAMETERS = 10.7690 24.5800 13.2740 90.0000

103.0000 90.0000

*** HISTOGRAM 1 ***

HISTOGRAM SCALE FACTOR = 1.00000 0.00

PREFERRED ORIENTATION PARAMETER = 1.0000

ABSORPTION R = 0.0000

ASYMMETRY PARAMETERS = 0.020000 0.000000

GAUSSIAN HALF-WIDTH PARAMETERS = 0.0100 -0.0050

0.0200

ANISOTROPIC PARAMETER = 0.000100

PSEUDO-VOIGT PEAK SHAPE =

0.2000 + 0.00000 * TWOTH + 0.000000 * TWOTHSQ

EXTINCTION PARAMETER = 0.000000

The Laue symmetry is: 2/M

***** PHASE INFORMATION CODEWORDS *****

OVERALL SCALE FACTOR = 0.00

OVERALL TEMP. FACTOR = 0.00

CELL CONSTANTS = 41.00 51.00 61.00 0.00 71.00 0.00

*** HISTROGRAM 1 CODEWORDS ***

PREFERRED ORIENTATION PARAMETER = 0.00

ABSORPTION R/Po PARAMETER = 0.00

ASYMMETRY PARAMETERS = 0.00 0.00

GAUSSIAN COMPONENT = 0.00 0.00 0.00

ANISOTROPIC = 0.00

LORENZTIAN COMPONENTS = 0.00 0.00 0.00

EXTINCTION = 0.00

Page 99: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

82

LAUE SYMMETRY 2/M WILL BE USED TO GENERATE INDICES

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

CYCLE NUMBER= 1

+----------------------------------------------------+

| Phase: 1 |

+----------------------------------------------------+

PHASE SCALE FACTOR = 0.100000E-01 0.000000 0.000000

OVERALL TEMP. FACTOR = 0.000000 0.000000 0.000000

CELL PARAMETERS = 10.771347 0.002347 0.006136

24.572748 -0.007252 0.015323

13.273782 -0.000218 0.008244

90.000008 0.000008 0.000000

103.038757 0.038757 0.032372

90.000008 0.000008 0.000000

RECIPROCAL CELL = 0.095 0.041 0.077 90.000 76.961

90.000

CELL VOLUME = 3422.744141 3.588367

SCALE * VOLUME = 34.227440 0.035884

MOLECULAR WEIGHT = 0.000

DENSITY = 0.000

NOTE: CHECK Z VALUE or N's- DENSITY NOT PHYSICAL

ABSOLUTE PHASE VALUES:

INC = NEUTRONS ON SAMPLE/CM^2 ( in cm^-2)

MASS = MASS OF PHASE IN BEAM (in g)

ls/R = RATIO OF DETECTOR HEIGHT TO SAMPLE-DETECTOR

Then:

INC*MASS*ls/R = 0.000000

+----------------------------------------------------+

| Histogram: 1 |

+----------------------------------------------------+

SCALE FACTOR = 1.0000 0.00000 0.00000

ZEROPOINT = 0.01139 -0.00261 0.01206

BACKGROUND PARAMETER B 0 = 293.327 0.717866

2.51769

BACKGROUND PARAMETER B 5 = 1178.88 -9.05684

40.8848

PREFERRED ORIENTATION = 1.00000 0.00000 0.00000

ABSORPTION R = 0.00000 0.00000 0.00000

ASYMMETRY PARAMETERS = 0.02000 0.00000 0.00000

0.00000 0.00000 0.00000

HALFWIDTH PARAMETERS U = 0.010000 0.000000

0.000000

V = -0.005000 0.000000

0.000000

W = 0.020000 0.000000

0.000000

ANISOTROPIC GAUSSIAN BROADENING = 0.000100 0.000000

0.000000

Page 100: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

83

PEAK SHAPE PARAMETER Gam0 = 0.200000 0.000000 0.000000

PEAK SHAPE PARAMETER Gam1 = 0.000000 0.000000 0.000000

PEAK SHAPE PARAMETER Gam2 = 0.000000 0.000000 0.000000

EXTINCTION PARAMETER = 0.000000 0.000000 0.000000

+-------------------------------------------------------------------

-----------------------+

| Hist | Rp | Rwp | Rp(-b) | Rwp(-b)| Rexp |Durbin

Unwght| Durbin Wght | N-P |

+-------------------------------------------------------------------

-----------------------+

| 1 | 5.40 | 11.24 | 0.56 | 18.55 | 7.38 |***********

| 0.592 | 1743 |

+-------------------------------------------------------------------

-----------------------+

| SUMYDIF | SUMYOBS | SUMYCALC | SUMWYOBSSQ | GOF |

CONDITION |

+-------------------------------------------------------------------

-----+

| 0.3307E+05| 0.6126E+06| 0.6212E+06| 0.3201E+06| 0.2320E+01|

0.2120E+16 |

+-------------------------------------------------------------------

-----+

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

CYCLE NUMBER= 10

+----------------------------------------------------+

| Phase: 1 |

+----------------------------------------------------+

PHASE SCALE FACTOR = 0.100000E-01 0.000000 0.000000

OVERALL TEMP. FACTOR = 0.000000 0.000000 0.000000

CELL PARAMETERS = 10.777650 0.000379 0.006555

24.565691 -0.000811 0.016413

13.276655 0.000278 0.008831

90.000008 0.000000 0.000000

103.083473 0.002953 0.033968

90.000008 0.000000 0.000000

RECIPROCAL CELL = 0.095 0.041 0.077 90.000 76.917

90.000

CELL VOLUME = 3423.884277 3.841434

SCALE * VOLUME = 34.238842 0.038414

MOLECULAR WEIGHT = 0.000

DENSITY = 0.000

NOTE: CHECK Z VALUE or N's- DENSITY NOT PHYSICAL

ABSOLUTE PHASE VALUES:

INC = NEUTRONS ON SAMPLE/CM^2 ( in cm^-2)

MASS = MASS OF PHASE IN BEAM (in g)

ls/R = RATIO OF DETECTOR HEIGHT TO SAMPLE-DETECTOR

Then:

Page 101: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

84

INC*MASS*ls/R = 0.000000

+----------------------------------------------------+

| Histogram: 1 |

+----------------------------------------------------+

SCALE FACTOR = 1.0000 0.00000 0.00000

ZEROPOINT = 0.01269 -0.00010 0.01279

BACKGROUND PARAMETER B 0 = 298.105 0.466805

2.49937

BACKGROUND PARAMETER B 5 = 1118.99 -5.83620

40.5873

PREFERRED ORIENTATION = 1.00000 0.00000 0.00000

ABSORPTION R = 0.00000 0.00000 0.00000

ASYMMETRY PARAMETERS = 0.02000 0.00000 0.00000

0.00000 0.00000 0.00000

HALFWIDTH PARAMETERS U = 0.010000 0.000000

0.000000

V = -0.005000 0.000000

0.000000

W = 0.020000 0.000000

0.000000

ANISOTROPIC GAUSSIAN BROADENING = 0.000100 0.000000

0.000000

PEAK SHAPE PARAMETER Gam0 = 0.200000 0.000000 0.000000

PEAK SHAPE PARAMETER Gam1 = 0.000000 0.000000 0.000000

PEAK SHAPE PARAMETER Gam2 = 0.000000 0.000000 0.000000

EXTINCTION PARAMETER = 0.000000 0.000000 0.000000

+-------------------------------------------------------------------

-----------------------+

| Hist | Rp | Rwp | Rp(-b) | Rwp(-b)| Rexp |Durbin

Unwght| Durbin Wght | N-P |

+-------------------------------------------------------------------

-----------------------+

| 1 | 5.36 | 11.16 | 5.53 | 18.58 | 7.38 |***********

| 0.600 | 1743 |

+-------------------------------------------------------------------

-----------------------+

| SUMYDIF | SUMYOBS | SUMYCALC | SUMWYOBSSQ | GOF |

CONDITION |

+-------------------------------------------------------------------

-----+

| 0.3282E+05| 0.6126E+06| 0.6208E+06| 0.3201E+06| 0.2286E+01|

0.1979E+16 |

+-------------------------------------------------------------------

-----+

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Page 102: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

85

CYCLE NUMBER= 20

+----------------------------------------------------+

| Phase: 1 |

+----------------------------------------------------+

PHASE SCALE FACTOR = 0.100000E-01 0.000000 0.000000

OVERALL TEMP. FACTOR = 0.000000 0.000000 0.000000

CELL PARAMETERS = 10.780632 0.000237 0.006917

24.555017 -0.001375 0.017276

13.280340 0.000456 0.009374

90.000008 0.000000 0.000000

103.113426 0.003159 0.035670

90.000008 0.000000 0.000000

RECIPROCAL CELL = 0.095 0.041 0.077 90.000 76.887

90.000

CELL VOLUME = 3423.877441 4.058335

SCALE * VOLUME = 34.238773 0.040583

MOLECULAR WEIGHT = 0.000

DENSITY = 0.000

NOTE: CHECK Z VALUE or N's- DENSITY NOT PHYSICAL

ABSOLUTE PHASE VALUES:

INC = NEUTRONS ON SAMPLE/CM^2 ( in cm^-2)

MASS = MASS OF PHASE IN BEAM (in g)

ls/R = RATIO OF DETECTOR HEIGHT TO SAMPLE-DETECTOR

Then:

INC*MASS*ls/R = 0.000000

+----------------------------------------------------+

| Histogram: 1 |

+----------------------------------------------------+

SCALE FACTOR = 1.0000 0.00000 0.00000

ZEROPOINT = 0.01011 -0.00042 0.01341

BACKGROUND PARAMETER B 0 = 302.136 0.357444

2.48648

BACKGROUND PARAMETER B 5 = 1068.59 -4.47380

40.3782

PREFERRED ORIENTATION = 1.00000 0.00000 0.00000

ABSORPTION R = 0.00000 0.00000 0.00000

ASYMMETRY PARAMETERS = 0.02000 0.00000 0.00000

0.00000 0.00000 0.00000

HALFWIDTH PARAMETERS U = 0.010000 0.000000

0.000000

V = -0.005000 0.000000

0.000000

W = 0.020000 0.000000

0.000000

ANISOTROPIC GAUSSIAN BROADENING = 0.000100 0.000000

0.000000

PEAK SHAPE PARAMETER Gam0 = 0.200000 0.000000 0.000000

PEAK SHAPE PARAMETER Gam1 = 0.000000 0.000000 0.000000

PEAK SHAPE PARAMETER Gam2 = 0.000000 0.000000 0.000000

EXTINCTION PARAMETER = 0.000000 0.000000 0.000000

Page 103: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

86

+-------------------------------------------------------------------

-----------------------+

| Hist | Rp | Rwp | Rp(-b) | Rwp(-b)| Rexp |Durbin

Unwght| Durbin Wght | N-P |

+-------------------------------------------------------------------

-----------------------+

| 1 | 5.34 | 11.10 | 10.98 | 18.62 | 7.38 |***********

| 0.605 | 1743 |

+-------------------------------------------------------------------

-----------------------+

| SUMYDIF | SUMYOBS | SUMYCALC | SUMWYOBSSQ | GOF |

CONDITION |

+-------------------------------------------------------------------

-----+

| 0.3274E+05| 0.6126E+06| 0.6204E+06| 0.3201E+06| 0.2262E+01|

0.1870E+16 |

+-------------------------------------------------------------------

-----+

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

CYCLE NUMBER= 30

+----------------------------------------------------+

| Phase: 1 |

+----------------------------------------------------+

PHASE SCALE FACTOR = 0.100000E-01 0.000000 0.000000

OVERALL TEMP. FACTOR = 0.000000 0.000000 0.000000

CELL PARAMETERS = 10.781855 0.000003 0.007197

24.532246 -0.003416 0.017883

13.286595 0.000833 0.009812

90.000008 0.000000 0.000000

103.151947 0.004837 0.037206

90.000008 0.000000 0.000000

RECIPROCAL CELL = 0.095 0.041 0.077 90.000 76.848

90.000

CELL VOLUME = 3422.165039 4.222269

SCALE * VOLUME = 34.221649 0.042223

MOLECULAR WEIGHT = 0.000

DENSITY = 0.000

NOTE: CHECK Z VALUE or N's- DENSITY NOT PHYSICAL

ABSOLUTE PHASE VALUES:

INC = NEUTRONS ON SAMPLE/CM^2 ( in cm^-2)

MASS = MASS OF PHASE IN BEAM (in g)

ls/R = RATIO OF DETECTOR HEIGHT TO SAMPLE-DETECTOR

Then:

INC*MASS*ls/R = 0.000000

+----------------------------------------------------+

| Histogram: 1 |

+----------------------------------------------------+

Page 104: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

87

SCALE FACTOR = 1.0000 0.00000 0.00000

ZEROPOINT = 0.00171 -0.00134 0.01386

BACKGROUND PARAMETER B 0 = 305.294 0.287384

2.47575

BACKGROUND PARAMETER B 5 = 1028.82 -3.65274

40.2039

PREFERRED ORIENTATION = 1.00000 0.00000 0.00000

ABSORPTION R = 0.00000 0.00000 0.00000

ASYMMETRY PARAMETERS = 0.02000 0.00000 0.00000

0.00000 0.00000 0.00000

HALFWIDTH PARAMETERS U = 0.010000 0.000000

0.000000

V = -0.005000 0.000000

0.000000

W = 0.020000 0.000000

0.000000

ANISOTROPIC GAUSSIAN BROADENING = 0.000100 0.000000

0.000000

PEAK SHAPE PARAMETER Gam0 = 0.200000 0.000000 0.000000

PEAK SHAPE PARAMETER Gam1 = 0.000000 0.000000 0.000000

PEAK SHAPE PARAMETER Gam2 = 0.000000 0.000000 0.000000

EXTINCTION PARAMETER = 0.000000 0.000000 0.000000

+-------------------------------------------------------------------

-----------------------+

| Hist | Rp | Rwp | Rp(-b) | Rwp(-b)| Rexp |Durbin

Unwght| Durbin Wght | N-P |

+-------------------------------------------------------------------

-----------------------+

| 1 | 5.37 | 11.05 | 16.43 | 18.64 | 7.38 |***********

| 0.609 | 1743 |

+-------------------------------------------------------------------

-----------------------+

| SUMYDIF | SUMYOBS | SUMYCALC | SUMWYOBSSQ | GOF |

CONDITION |

+-------------------------------------------------------------------

-----+

| 0.3289E+05| 0.6126E+06| 0.6201E+06| 0.3201E+06| 0.2243E+01|

0.1806E+16 |

+-------------------------------------------------------------------

-----+

CORRELATION MATRIX=

1 2 3 4 5 6 7

1 100 0 1 -86 -85 -76 -37

2 0 100 -90 1 1 1 0

3 1 -90 100 0 0 0 0

4 -86 1 0 100 68 67 33

5 -85 1 0 68 100 53 38

6 -76 1 0 67 53 100 39

7 -37 0 0 33 38 39 100

AVERAGE INTENSITY DIFFERENCE FOR PATTERN,

Page 105: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

88

GIVEN FOR BLOCKS OF 20 OBSERVATIONS.

1 -53.4 2 17.1 3 -3.3 4 29.3 5 77.5 6

12.0 7 15.7 8 -25.5 9 -14.5 10 -33.9

11 -17.4 12 -2.1 13 21.5 14 6.5 15 -3.6 16

10.6 17 9.3 18 -4.3 19 -0.9 20 18.5

21 23.2 22 -2.4 23 -6.3 24 -3.7 25 -5.3 26

-1.9 27 -7.7 28 1.3 29 -3.9 30 -1.0

31 -2.5 32 -3.6 33 -3.0 34 -4.2 35 -6.6 36

-6.3 37 -3.3 38 -2.5 39 -5.3 40 -3.8

41 -4.5 42 -5.0 43 -2.7 44 -3.6 45 -5.7 46

-4.1 47 -4.2 48 -5.6 49 -10.8 50 -6.8

51 -7.6 52 -8.6 53 -6.3 54 -7.2 55 -6.4 56

-5.2 57 -5.7 58 -6.9 59 -11.7 60 -7.3

61 -6.2 62 -9.4 63 -6.6 64 -7.7 65 -5.4 66

-8.2 67 -8.9 68 -8.4 69 -11.6 70 -7.7

71 -7.9 72 -10.6 73 -9.9 74 -5.3 75 -12.1 76

-9.6 77 -10.2 78 -9.8 79 -10.8 80 -13.3

81 -7.7 82 -11.1 83 -12.0 84 -11.0 85 -9.9 86

-9.8 87 -12.3 88 -8.1

NO. CODE H K L HW SHAPE POSN ICALC COBS

DIFF ESD

1 1 1 1 -1 0.140 0.200 10.215 0. 0.

-0.0 0.0

2 2 1 1 -1 0.140 0.200 10.240 0. 0.

-0.0 0.0

3 1 1 1 1 0.140 0.200 12.525 30. 30.

-0.2 0.4

4 2 1 1 1 0.140 0.200 12.556 125. 125.

0.2 1.5

5 1 0 0 2 0.140 0.200 13.677 310. 313.

3.2 3.7

6 2 0 0 2 0.140 0.200 13.711 12. 11.

-0.1 0.1

7 1 1 3 0 0.140 0.200 13.713 42. 41.

-0.5 0.5

8 2 1 3 0 0.140 0.200 13.747 73. 73.

-0.0 0.9

9 1 0 4 0 0.140 0.200 14.428 214. 213.

-0.8 2.5

10 2 0 4 0 0.140 0.200 14.464 31. 31.

-0.2 0.4

11 1 1 3 -1 0.140 0.200 14.447 62. 61.

-0.4 0.7

12 2 1 3 -1 0.140 0.200 14.483 413. 412.

-0.1 4.8

13 1 1 1 -2 0.140 0.200 14.793 11. 11.

-0.1 0.2

14 2 1 1 -2 0.140 0.200 14.830 13. 12.

-0.2 0.2

15 1 0 2 -2 0.140 0.200 15.472 25. 24.

-0.1 0.4

16 1 0 2 2 0.140 0.200 15.472 25. 24.

-0.1 0.4

Page 106: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

89

17 2 0 2 -2 0.140 0.200 15.511 6. 6.

-0.1 0.1

18 2 0 2 2 0.140 0.200 15.511 6. 6.

-0.1 0.1

19 1 0 4 -1 0.140 0.200 15.977 0. 0.

-0.0 0.0

20 1 0 4 1 0.140 0.200 15.977 0. 0.

-0.0 0.0

21 2 0 4 -1 0.140 0.200 16.017 1. 1.

-0.0 0.0

22 2 0 4 1 0.140 0.200 16.017 1. 1.

-0.0 0.0

23 1 1 3 1 0.140 0.200 16.171 0. 0.

-0.0 0.0

24 2 1 3 1 0.140 0.200 16.212 0. 0.

-0.0 0.0

25 1 2 0 0 0.140 0.200 16.874 2. 2.

-0.1 0.0

26 2 2 0 0 0.140 0.200 16.917 34. 33.

-0.7 0.6

27 1 1 3 -2 0.139 0.200 17.994 2. 1.

-0.1 0.0

28 2 1 3 -2 0.139 0.200 18.039 1. 1.

-0.0 0.0

29 1 1 1 2 0.139 0.200 18.018 1. 1.

-0.1 0.0

30 2 1 1 2 0.139 0.200 18.063 1. 1.

-0.0 0.0

31 1 2 2 -1 0.139 0.200 18.210 14. 14.

-0.4 0.3

32 2 2 2 -1 0.139 0.200 18.256 34. 33.

-0.5 0.7

33 1 2 2 0 0.139 0.200 18.367 9. 9.

-0.1 0.2

34 2 2 2 0 0.139 0.200 18.413 10. 10.

-0.2 0.2

35 1 2 0 -2 0.139 0.200 19.182 6. 6.

-0.3 0.1

36 2 2 0 -2 0.139 0.200 19.230 144. 142.

-2.7 2.9

37 1 0 4 -2 0.139 0.200 19.931 94. 94.

0.2 1.8

38 2 0 4 -2 0.139 0.200 19.981 16. 16.

-0.2 0.3

39 1 0 4 2 0.139 0.200 19.931 94. 94.

0.2 1.8

40 2 0 4 2 0.139 0.200 19.981 16. 16.

-0.2 0.3

41 1 1 5 0 0.139 0.200 19.955 35. 35.

-0.3 0.7

42 2 1 5 0 0.139 0.200 20.005 177. 177.

0.3 3.4

43 1 1 5 -1 0.139 0.200 20.472 184. 183.

-1.4 3.8

Page 107: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS BESI(III

90

44 2 1 5 -1 0.139 0.200 20.523 5. 5.

-0.1 0.1

45 1 2 2 -2 0.139 0.200 20.512 10. 10.

-0.2 0.2

46 2 2 2 -2 0.139 0.200 20.564 70. 69.

-1.0 1.5

47 1 1 3 2 0.139 0.200 20.741 73. 73.

-0.5 1.4

48 2 1 3 2 0.139 0.200 20.793 123. 123.

0.7 2.3

49 1 1 1 -3 0.139 0.200 20.710 67. 67.

-0.8 1.3

50 2 1 1 -3 0.139 0.200 20.762 169. 169.

-0.5 3.2

DERIVED BRAGG R-FACTOR= 1.27