KOMPLEKS KOORDINASI BESI
(KALIUM TRIOKSALATOFERRAT (III))
I. TUJUAN
Untuk dapat menggambarkan sifat kompleks koordinasi dari Fe (III) dalam
kalium trioksalatoferrat (III).
II. TEORI
Fe (besi) adalah unsure transisi yang paling dikenal dalam system
periodik. Unsur transisi adalah unsure yang konfigurasi elektronnya,
electron terakhir terletak pada orbital d. Konfigurasi electron terluar
dari besi adalah 3d6 4s2.
Sifat-sifat unsure transisi periode 4 (termasuk Fe) :
Ikatan logamnya kuat
Memiliki titik lebur dan titik didih yang tinggi
Memiliki beberapa bilangan oksidasi, kecuali Se dan Zn
Umumnya mempunyai senyawa bewarna
Membentuk senyawa-senyawa paramagnetic
Membentuk ion kompleks dan senyawa koordinasi
Pada Fe pembentukan ion 2+ dan 3+ dapat terjadi dengan pelepasan
electron pada kulit terluar. Keadaan sebagai ion 3+ lebih mudah terbentuk
disbanding unsure yang lain pada periode yang sama.
Unsur transisi yang memiliki electron valensi 1 atau 2, sangat mudah
melepaskan electron valensinya sehingga atom-atom logam unsure transisi
saling berikatan dengan ikatan logam yang kokoh, bahkan jika dibandingkan
dengan unsur utama, ikatan logam antara atom-atom unsur transisi jauh lebih
kuat. Hal ini disebabkan karena selain electron valensi yang dapat
dilepaskan juga karena electron yang ada pada orbital d belum terisi penuh.
Inilah yang menyebabkan kenapa unsure-unsur transisi dibandingkan dengan
unsure logam utama memiliki titik didih dan titik lebur yang tinggi serta
daya hantar listrik yang tinggi.
Besi terdapat di alam dalam bentuk bijih, seperti :
Magnetic (bijih besi berani Fe3O4)
Siderit (spat besi, ferrokarbonat / FeCO3 yang tidak murni)
Hematit (bijih besi merah Fe2O3)
Tahi besi (Fe2O3 yang mengandung air)
Kalau kadar besi pada bijih-bijih besi itu tidak terlalu rendah, maka
dapat dipakai untuk memperoleh besi, kecuali itu besi juga terdapat sebagai
susunan selikat dan sebagai pirit (FeS2). Besi dalam keadaan murni
merupakan logam yang bewarna putih perak dan kukuh seperti liat.
Sifat-sifat fisik besi adalah sebagai berikut :
biloks +2 dan +3
titik leburnya 1535 oC
jarang didapat besi kommersial yang murni tapi biasanya besi
mengandung sejumlah kecil karbido, salisida, fosfida, dan
sulfida dari besi serta sedikit grafit
titik didihnya 2800 oC
Fe2+ bewarna hijau dan Fe 3+ bewarna kuning
Asam klorida encer melarutkan besi dan dihasilkannya garam-garam besi
(II) dan gas hydrogen, dengan reaksi :
Fe + 2HCl Fe2+ + 2Cl- + H2
Asam sulfat pekat yang panas akan menghasilkan ion besi (III) dan belerang
dioksida, reaksinya :
2Fe + 3H2SO4 + 6H 2Fe + 3SO2 +
6H2O
Besi membentuk dua deret garam yang penting, yaitu :
1. Garam-garam besi (II) atau ferro yang diturunkan dari besi (II) oksida
(FeO). Dalam larutan, kation-kation ini mengandung kation Fe2+ dan
bewarna sedikit hijau. Ion-ion gabungan dan kompleks-kompleks sepit
yang bewarna tua adalah juga umum. Ion besi (II) dapat mudah
dioksidasi menjadi besi (III), maka merupakan zat pereduksi yang kuat.
2. Garam-garam besi (III) atau feri, diturunkan dari oksida besi (III)
atau Fe2O3. Mereka lebih stabil dari garam besi (II). Dalam larutannya
terdapat kation Fe3+ yang bewarna kuning muda. Jika mengandung klorida
maka warna akan menjadi kuat. Zat-zat pereduksi dapat mengubah ion-ion
besi (III) menjadi besi (II).
Fe (III) dapat membentuk kompleks yang stabil dengan ligan yang ikatan
kovalen koordinasinya dengan oksigen halide dan psedohalida dalam struktur
khelat seperti ion Fe(CN)6 3-. Kompleks Fe (III) dapat membentuk kationik,
anionic maupun molekuler. Suatu kompleks dikatakan labil jika ligannya
dapat diganti dengan ligan lain secara cepat dan disebut inert jika
pergantian ligannya berlangsung lambat. Batas ini menurut Henry T Taube
untuk larutan 0,1 M pada 25 0C adalah 1 menit. Artinya kompleks tersebut
labil, bila ligannya dapat diganti dalam waktu kurang dari satu menit.
Pada kompleks besi (III) merupakan kompleks yang tidak stabil
dibandingkan dengan kompleks (III) Fe. Fe (III) mempunyai struktur
octahedral. Ion Fe3+ mempunyai electron yang tidak berpasangan dan
hibridisasinya d2sp3. Karena Fe3+ mempunyai 5 buah electron yang tidak
berpasangan, ikatan Fe dengan oksalat merupakan ikatan kovalen. Kompleks
Fe(C2O4)3 3- disebut auther orbital.
Teori menerangkan tentang senyawa kompleks :
1. Teori Lewis, ikatan yang terjadi dalam senyawa kompleks adalah iktan
kovalen (kovalen koordinasi) yang terjadi antara asam (aseptor
proton) dengan basa (donor proton). Contoh : Ag+ + NH3 AgNH3
+
Teori ini dapat menerangkan jumlah bilangan koordinasi dari
kompleks, tetapi tidak dapat menerangkan arah dan ikatan-
ikatan di dalam kompleks.
2. Teori ikatan valensi, berdasarkan pembentukan ikatan hidrida dari
orbital hidrida. Dapat meramalkan bentuk-bentuk geometri dari
berbagai senyawa. Kelemahan teori ini yaitu tidak dapat menerangkan
warna-warna dalam senyawa kompleks.
3. Teori medan kristal, ikatan antara atom pusat dengan ligan dalam
kompleks berupa ikatan ion, hingga gaya-gaya yang ada hanya berupa
gaya elektrostatik. Teori ini terutama membicarakan pengaruh ligan
yang tersusun berbeda-beda disekitar ion pusat terhadap energi dari
orbital d. Pembagian orbital d menjadi dua golongan yaitu orbital eg
dan t2g, mempunyai arti yang penting dalam hal pengaruh ligan
terhadap orbital tersebut. Ligan-ligan terdapat pada sumbu x, y, dan
z. Maka pengaruh ligan terhadap orbital eg lebih besar dari orbital
t2g. Setelah terjadi splitting, orbital eg mempunyai energi lebih
tinggi daripada orbital t2g. Jadi apabila ligan mendekati ion pusat
maka energi orbital d akan naik.
4. Teori orbital molekul, ikatan yang terjadi adalah ikatan ionic dan
ikatan kovalen.
Sebab-sebab senyawa kompleks bewarna dapat diterangkan dari teori
medan kristal. Hampir semua senyawa-senyawa kompleks mempunyai warna
tertentu, karena zat ini menyerap di daerah sinar tampak. Sebab lebih
lanjut adalah karena energi sinar di daerah itu cocok untuk promosi
electron yang ada di orbital d, dari energi rendah ke energi tinggi.
Besarnya energi untuk promosi tergantung dari ion pusat dan ligannya.
Karena itu senyawa kompleks mempunyai warna yang berbeda. Bila zat menyerap
warna atau panjang gelombang tertentu dari sinar tampak, zat tersebut akan
meneruskan warna komplemennya yang tampak pada mata kita sebagai warna.
Bila zat penyerap semua warna dari sinar tampak, maka zat tersebut bewarna
hitam, bila tidak menyerap sama sekali, maka zat itu bewarna putih.
Untuk suatu ion pusat, penggantian dari ligan ke ligan dengan medan
ligan lemah dan medan ligan kuat akan memberikan perbedaan energi yang
semakin besar. Sinar yang diserap panjang gelombangnya semakin pendek,
artinya dari merah ke ungu, sedang warna komplemennya yang tampak pada mata
akan berubah dari hijau kebiruan ke kuning kehijauan.
III. PROSEDUR PERCOBAAN
3.1.Alat dan Bahan
Alat :
- gelas ukur
- buret
- pemanas
- kaca arloji
- tabung reaksi batang pengaduk
- thermometer
Bahan :
- garam mohr
- kalium oksalat
- larutan NaCl jenuh
- kertas saring
- asam sulfat 6 M
- peroksida 3 %
- H3PO4 1 M
- Ammonium tiosulfat
- Asam oksalat
- Etanol
- Fe(NO3)3 0,1 N
3.2.Skema Kerja
a. Pembuata kalium trioksalatiferrat (III)
5 g Ferroamonium sulfat 6
+ 15 mL H2O
+ 5 tetes H2SO4 6 N
Panaskan 60 – 80 oC
Campuran larutan
+ 25 mL as. Oksalat 1 M
Aduk, panaskan hingga mendidih
Endapan terbentuk sebagai suspensi
Dinginkan
Pindahkan cairan bagian atas endapan
Endapan
+ air panas 20 mL
Aduk dan panaskan hingga mendidih
Endapan Fe(II) oksalat turun semua
Pisahkan cairan dengan
Dekantasi
Endapan Fe(II) oksalat
+ larutan kalium oksalat hamper
Jenuh dengan melarutkan 4 g kalium kromat dlm 10
mL air.
Panaskan hingga 40 oC.
+ 5 mL peroksida 1 M (hamper mendidih)
Saring dan dinginkan
Setelah larutan dingin
+ etanol 95 % 10 – 11 mL
Panaskan campuran
Endapkan 1 malam
Endapan kalium trioksalatoferrat terbentuk
Saring dengan corong buchner
Cuci dengan air dan etanol 2x
Keringkan
Timbang
b. Analisa kompleks trioksalatoferrat
Kompleks Fe(III) oksalat
Timbang 0,35 g, larutkan dalam asam sulfat.
Panaskan 60 0C
Titrasi dengan permanganat 0,02M
0,2 g natrium oksalat
+ air, + H2SO4
Titrasi dengan permanganat
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.Hasil dan Perhitungan
A. Pembuatan Kalium Trioksalatoferrat (III)
- Asam oksalat 1 M = 6,3 g
- Endapan yang terbentuk = 0,18 g
Reaksi yang terjadi :
2Fe2+ + 2H2O + H2C2O4 2FeC2O4.2H2O + 2H+
2FeC2O4 + 4C2O4 2- + H2O2 + 2H+ 2Fe(C2O4)3)3- + 2H2O
Berat secara teori :
1 mol Fe2+ sebanding dengan 1 mol Fe(C2O4)3-
Mol garam mohr = 5 g / 392,14 g/mol
= 0,0128 mol
Massa teori Fe(C2O4)3)3- = 0,0128 mol x 437 g/mol
= 5,594 g
Massa percobaan = 0,18 g
Rendemen = Massa percobaan x 100 %
Massa teori
= 0,18 g x 100 %
5,594 g
= 32,17 %
B. Analisa Kompleks trioksalatoferrat (II)
- Pembuatan KMnO4 0,02 M yaitu dengan menimbangnya sebesar 0,158 g
yang diencerkan dalam labu ukur 50 mL.
- Standarisasi KMnO4 dengan natrium oksalat
V ox = 10 mL
N ox = 0,046 N
V KMnO4 untuk titrasi = 0,5 mL + 0,1 mL = 0,3 mL
2
V KMnO4 . N KMnO4 = V ox . N ox
N KMnO4 = 10 mL . 0,046 N = 1,533 N
0,3 mL
- Analisa kompleks Fe (III) ox
Sampel = 0,35 g
V KMnO4 untuk titrasi = 0,4 mL + 0,2 mL = 0,3 mL
2
N KMnO4 = 1,533 N
M KMnO4 = 1,533 N = 0,3066 N
5 e
Mol KMnO4 = 0,3066 M x 0,3 mL
= 0,09198.10-3 mol
Reaksi yang terjadi :
MNO4- + 8H+ + 5 e MN2+ + 4H2O
5Fe2+ 5Fe3+
+ 5e
MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O
1 mol KMnO4 sebanding dengan 5 mol Fe3+
Mol Fe3+ = 5 x 0,09198.10-3 mol
= 0,4599.10-3 mol
Massa Fe3+ = 0,4599.10-3 mol x 56 g/mol
= 25,7544.10-3 g
Kadar Fe3+ dalam kompleks = 0,0258 x 100 %
0,35
= 7,371 %
4.2.Pembahasan
Dari percobaan yang telah dilakukan, yakni kompleks
koordinasi besi (Kalium trioksalatoferrat (III)), digunakan garam mohr
sebagai bahan dasar Fe, H2O sebagai pelarut, H2SO4 sebagai pemberi
suasana asam, H2C2O sebagai sumber ligan, H2C2 untuk mengubah Fe2+
menjadi Fe3+, etanol untuk membantu proses pengendapan, KMnO4 untuk
penitrasi, dan natrium oksalat sebagai larutan standar primer untuk
standarisasi KMnO4.
Pada saat praktikum ini kami melihat perubahan warna yang
terjadi pada sample, yaitu :
Garam mohr + H2SO4 + H2O larutan bewarna
bening
Larutan tersebut + H2C2O4 larutan
kuning keruh
Larutan tersebut diambil endapannya
Endapan + air panas kuning
Fe(II) oksalat + K2C2O4 larutan
orange
Larutan tersebut + H2O2 3% merah
kecoklatan
Larutan ini dipanaskan coklat
Dari larutan coklat ini, kita dapatkan larutan bewarna kuning
kehijauan setelah memisahkan endapan yang ada.
Dari pengolahan data yang kami dapat, percobaan yang kami
lakukan ini masih tidak sempurna, hal ini terjadi karena :
Proses pendinginan yang tidak dilakukan pada suhu kamar, sehingga
endapan yang terbentuk sedikit.
Kesalahan pada saat pemanasan (suhu yang tidak sesuai)
Terlalu tergesa-gesa dalam praktikum sehingga reaksi yang terjadi
belum sempurna
Dari pengolahan data analisa kompleks trioksalatoferrat,
kami dapatkan kadar Fe3+ dalam sample dalam jumlah yang kecil. Kami
mendapatkan massa Fe3+ yang kecil daripada massa Fe3+ yang seharusnya.
Hal ini menunjukkan bahwa praktikum yang dilakukan oleh kelompok
sebelumnya telah berhasil, hanya saja proses pengendapan Fe3+ belum
sempurna.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
1. Kesimpulan
Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :
Endapan yang terjadi berbentuk kristal yang bewarna hijau
bening, tapi dari
praktikum yang telah dilakukan endapan yang diperoleh agak
bewarna
kecoklatan
Terjadinya proses rekristalisasi secara bertahap (sehingga
perlu dilakukan
proses pendiaman selama lebih kurang semalam
Dalam analisa kompleks yang kami lakukan, Fe3+ yang didapatkan
telah
dalam bentuk murni
2. Saran
Dari praktikan selanjutnya yang akan melakukan percobaan objek ini,
maka disarankan agar :
Memahami prinsip dan cara kerja
Teliti dan hati-hati dalam melakukan penimbangan zat,
pengenceran, ataupun pembuatan zat
Teliti dalam melakukan pemanasan (usahakan suhu yang terjadi
sesuai dengan yang diinginkan)
Tanyakan pada asisten jika terdapat keraguan pada prosedur kerja
DAFTAR PUSTAKA
Bowser. James. 1993. INORGANIC CHEMISTRY. Wadsword. Inc belmot.
California. Hal 480 – 486
James, C Wrf. 1988. INORGANIC CHEMISTRY. University of southern
California. Hal 387 – 392
Vogel. BUKU TEKS ANALISA ANORGANIK MAKRO DAN SEMI MIKRO. PT. Kalman Media
Pustaka : Jakarta. Hal 136 - 140
