BAB 11-Senyawa Kompleks & Polimer

BAB 11. SENYAWA KOMPLEKSDAN POLIMER

11.1 KIMIA LOGAM TRANSISI

11.2 PEMBENTUKAN KOMPLEKS KOORDINASI

11.3 ISOMERISASI DALAM KOMPLEKS KOORDINASI

11.4 PENERAPAN KIMIA KOORDINASI

11.5 KLASIFIKASI POLIMER

11.6 PROSES POLIMERISASI

11.7 POLIMER SINTETIK

11.8 POLIMER ALAMI

11. 1 KIMIA LOGAM TRANSISI

Titik Leleh

W = 3410 oCHg = -39 oC

BILANGAN OKSIDASIsangat beragam

Dalam satu gol biloks ↑

Gol : Sc max +3Mn max +7

11. 2 PEMBENTUKAN KOMPLEKSKOORDINASI

• Logam transisi mampu membentuk kompleks

koordinasi

• Ion Logam

• Ligan

: Asam Lewis

: Basa Lewis

Misal [Cu(H2O)4]2+ - ion kompleks

[Cu(H2O)4]SO4.H2O

Rumus Nama Rumus Nama Rumus Nama

Netral Anion Anion

OH2 Akuo NO2- Nitro -F Floro

NH3 Amina OCO22- Karbonato -Cl Kloro

CO Karbonil -ONO Nitrito -Br Bromo

NO Nitrosil -CN Siano -I Iodo

NH2CH3

Metilamina -SCN Tiosianato 2-O Okso

NC6H5 Piridina -NCS Isotiosianato

-OH Hidrokso

Jenis Ligan Unidentat

JENIS LIGAN MULTIDENTAT

•

•

•

•

•

etilenadiamina

oksalato

o-fenantrolina

dietilenatriamina

trietilenatetramina

en

oks

o-fen

dien

trien

• etilenadiaminatetraasetat EDTA

Tentukan bilangan oksidasi atom logam pusat yang ter-koordinasidalam senyawa berikut:

CONTOH 11.1

a. K[Co(CN)4(NH3)2]b. [Os(CO)5]c. Na[Co(OH)3(H2O)3]

Penyelesaian

a. Biloks K = +1 maka muatan ion kompleks = -1.

muatan ligan NH3 = 0 dan CN = -1, maka biloks atom logampusat = (2 x 0) + (4 x -1) + (X) = -1; X = +3

b.

c.

Muatan ligan CO = 0 maka muatan senyawa kompleks = 0berarti biloks Os = 0

Biloks Na = +1 maka muatan ion kompleks = -1

muatan ligan H2O = 0 dan OH = -1, maka biloks atom logampusat = (3 x 0) + (3 x -1) + (X) = -1; X = +2

CONTOH 11.2Tafsirkan rumus senyawa kompleks dari nama-namasenyawa di bawah ini:

a. natrium trikarbonatokobaltat(3-)b. diaminadiakuodikloroplatinum(2+)bromidac. natrium tetranitratoborat(1-)

Penyelesaiana. Muatan ion kompleks = -3 diperlukan 3 kation Na

rumus senyawanya = Na3[Co(CO3)3]

b. Muatan ion kompleks = +2 diperlukan 2 anion Brrumus senyawanya = [PtCl2(NH3)2(H2O)2]Br2

c. Muatan ion kompleks = -1 diperlukan 1 kation Narumus senyawanya = Na[B(NO3)4]

PENULISAN RUMUS SENYAWA KOORDINASI

1. Penulisan: bermuatan positif terlebih dahulu baru yangbermuatan negatif.

2. Dalam tiap ion kompleks atau kompleks netral: atompusat (logam) dituliskan dahulu, disusul ligan bermuatannegatif lalu ligan netral dan terakhir ligan bermuatanpositif.

Penulisan ligan yang bermuatan sejenis diurutkanberdasarkan abjad dalam bahasa inggris dari tiap simbolpertama ligan

3. Baik ion kompleks maupun kompleks netral dituliskandalam kurung siku

TATA NAMA SENYAWA KOORDINASI

1. Penamaan: ion bermuatan positif lalu bermuatan negatif.

2. Nama ion kompleks: ligan dahulu lalu ion logam pusatnya.

3. Urutan penamaan ligan: abaikan muatan ligan & urutkanberdasarkan urutan abjad nama ligan dalam bahasainggrisnya tetapi nama ligan tetap dituliskan dalam bahasaIndonesia

4. Aturan umum nama ligan:ligan bermuatan negatif: diberi akhiran -o dari namadasarnya (Cl-: klorida menjadi kloro)

ligan bermuatan positif: diberi akhiran ium dari namadasarnya ( NH4+: amonium)

ligan bermuatan netral, diberi nama sesuaimolekulnya, kecuali beberapa ligan

5. Jumlah tiap jenis ligan dalam awalan Yunani.

6. Muatan ion kompleks dituliskan setelah nama atom logampusat tanpa jarak. Jumlah muatan ion kompleks ditulisdalam nomor Arab dan diikuti dengan tanda jenismuatannya di dalam tanda kurung

7. nama logam pada ion kompleks bermuatan negatif di beriakhiran at

11.3 ISOMERISASI DALAMKOMPLEKS KOORDINASI

• ISOMER STRUKTUR•

1. Isomer ionisasi, [PtCl2(NH3)4]Br2

[PtBr2(NH3)4]Cl2

2. Isomer akua, [Cr(H2O)6]Cl3 ungu

[CrCl(H2O)5]Cl2.H2O biru hijau

[CrCl2(H2O)4]Cl.2H2O hijau3. Isomer koordinasi,

[Co(NH3)6][Cr(CN)6] dan [Cr(NH3)6][Co(CN)6]

4. Isomer ikatan, ligan nitro –NO2 nitrito –ONO,siano (CN-) isosiano (NC-),

tiosianato (SCN-) isotiosianato (NCS-)

• ISOMER RUANG

1. Isomer Geometri, cis- dan trans-2. Isomer Optik, bayangan cermin

11.4 PENERAPAN KIMIA KOORDINASI

1. Proses fotografi

AgBr (p) + S2O32- [Ag(S2O3)2]3- + Br-

2. Proses penyepuhanAnoda : Cu + 3CN- [Cu(CN)3]2- + e-

katoda : [Cu(CN)3]2- + e- Cu + 3CN-

3. Metalurgi emasekstraksi Au di alam dengan prosespengkompleksan oleh CN-

4[Au(CN)2]- + 4OH-

2Au(p) + [Zn(CN)4]2-

4Au(p) + 8CN- + O2 + 2H2O2[Au(CN)2]-(aq) + Zn(p)(aq)

4. Pengolahan air

menghilangkan logam tertentu dalam air dengancara pengkelatan

pengkelatan besi dengan EDTA

Fe2+ + EDTA [Fe(EDTA)]2-

[Fe2+] dalam air <<< tak menimbulkan endapan

walaupun ditambahkan basa

5. Membersihkan darah

pengikatan ion Ca2+ dalam darah dengan EDTA

6. Menghilangkan logam berat dalam tubuh

logam berat beracun seperti Hg dan Pb dapatdikompleks dengan EDTA

11.5 KLASIFIKASI POLIMER

11.6 PROSES POLIMERISASI

polimerisasi polimern monomer

POLIMERISASI

Adisi: tidak ada atom yang hilang

Kondensasi: 1 molekul kecil (umumnya H2O)lepas setiap penambahan1 monomer

Kopolimerisasi: > 1 jenis monomer ter-polimerisasi secara adisi/kondensasi ⇒kopolimeracak

Pertautan silang (cross-linking):monomer memiliki ≥3 tapak reaktif

11.7 POLIMER SINTETIK

Ketahananterhadap ukuran

1. SERAT

serat (memanjang < 10% tanpa putus)

plastik (20–100%)

elastomer (100–1000%)

(1) serat alami: kapas, wol, sutra(2) serat (semi) sintetik:

Nama Satuan Struktural Sifat Contoh Kegunaan

Rayon Selulosateregenerasi

Pengabsorpsi, lembut, mudahdiwarnai, pakaian yang tidak ‘cuci-pakai’

Gaun, jas, jubah, gorden,selimut

Asetat Selulosa terasetilasi Cepat kering, lemas, tahan susut Gaun, kemeja, gorden tebal,jok kursi

Nilon Poliamida Kuat, mengkilap, mudah dicuci,halus, kenyal

Karpet, jok kursi, tenda, layarperahu, stoking, tekstil mulur,tali

Dakron Poliester Kuat, mudah diwarnai, tahan susut Tekstil pres-permanen, tali,layar, benang

Akrilik(Orlon)

Hangat, ringan, kenyal, cepat kering Karpet, baju hangat, pakaianbayi, kaus kaki

CH2 CHC N n

2. PLASTIK⇒dapat dicetak/diekstrusi ⇒didinginkan/diuapkan pelarutnyaPlastik sintetik pertama: Bakelit

Nama Satuan Struktural Sifat Contoh Kegunaan

Polietilena Kerapatan tinggi:

keras, kuat, kaku

Kerapatan rendah:

lembut, lentur, jernih

Wadah cetakan, tutup, mainan,pipa

Pengemas, kantung sampah,botol semprot

Polipropilena Lebih kaku dan lebih kerasdaripada polietilena kerapatan-tinggi, titik leleh lebih tinggi

Wadah, tutup, karpet, koper, tali

Poli(vinilklorida)

Tidak mudah terbakar, tahanbahan kimia

Pipa air, atap, kartu kredit,piringan hitam

Polistirena Getas, mudah terbakar, tidaktahan bahan kimia, mudahdiproses dan diwarnai

Mebel, mainan, pelapisrefrigerator, isolasi

Fenolik Kopolimer fenol-formaldehida

Tahan panas, air, bahan kimia Perekat kayu lapis, penguatserat-kaca, papan rangkaian

CH2 CH2 n

CH2 CH

CH3

n

CH2 CH nCl

CH2 CH n

11.8 POLIMER ALAMI

(1)(2)(3)(4)

KARETPROTEINPOLISAKARIDAASAM NUKLEAT

(1) KARET

CH3 H

H2C CH2

C C +H

H2C CH3

C C

CH2CH3 n n

2-metilbutadiena(isoprena)

n H2C CH C CH2

cis-poliisoprena(karet alam)

Adisi radikal bebasKatalis Ziegler-Natta

trans-poliisoprena(getah perca)

campuran cis- dan trans-semua cis-

Karet alam: melelehlembek

tidak sepenuhnya kembali kebentuk semula jika diulur

Vulkanisasi(Goodyear, 1839) pembentukan jembatan disulfida (-S-S-) di

antara gugus –CH3 pada rantai yangbersebelahan:< 5% Sbanyak S

bahan elastiksangat keras & nonelastik

(ebonit)

Karet sintetik: - SBR- kopolimer butadiena + akrilonitril (NBR)- polibutadiena

Produksi sekarang < karet alam:- bahan baku makin mahal- meningkatnya minat orang akan ban

radial berserat

(2) PROTEIN

Monomer: asam-α-amino H2NCOOH -COOH

H -NH2

asambasa amfoter

R

Asam amino paling sederhana: R = H (glisina)

O H O

HO C CH2 N H + HO C CH2 NH2

H

O O

HO C CH2 N C CH2 NH2- H2O

glisina

ikatan peptidadiglisina

(suatu dipeptida)

Polimerisasi ⇒poliglisina/Nilon 2 (suatu polipeptida)

H2N

COOHH

CH3

COOH

NH2

CH3

H

levo (L-) dekstro (D-)

R=CH3 (alanina): 1 atom C kiral

Polipeptida harus dibangun dari 1 isomer optis saja agar sifatnya berulang(reproducible) ⇒20 asam α-amino alami hampir semua levo

Lambang Struktur Gugus Samping

“Gugus Samping” Hidrogen

Glisina

Gugus Samping Alkil

Alanina

Valina

Leusina

Isoleusina

Gly

Ala

Val

Leu

Ile

–H

–CH3

–CH(CH3)2

–CH2CH(CH3)2

–CH(CH3)CH2CH3

Prolina Pro

(struktur seluruhasam amino)

H2C

CH2

NH CH

CH2

COOH

Lambang Struktur Gugus Samping

Gugus Samping Aromatik

Fenilalanina Phe

Tirosina Tyr

Triptofan Trp

Gugus Samping Mengandung Alkohol

Lisina

Arginina

Lys

Arg

–(CH2)4NH2

–(CH2)3NHC(NH2)=NH

Histidina Hys

Serina

Treonina

Ser

Thr

–CH2OH

–CH(OH)CH3

Gugus Samping Basa

CH2

CH2

OH

CH2 C

HCNH

CH2 C

HNCH

CH

N

Lambang Struktur Gugus Samping

Gugus Samping Asam

Asam aspartat

Asam glutamat

Asp

Glu

Gugus Samping Mengandung Amida

Asparagina Asn

Glutamina Gln

Gugus Samping Mengandung Sulfur

Sisteina

Metionina

Cys

Met

–CH2SH

–CH2CH2SCH3

–CH2COOH

–(CH2)2COOHO

C C NH2

H2O

C C C NH2

H2 H2

protein berserat (fibrous)Protein

protein globular

1. PROTEIN BERSERAT:

a. Sutera: bentuk lembaran terlipat -β

monomer utama Gly dan Ala + sedikit

Ser dan Tyr ⇒R cukup kecil

rantai protein ditaut-silang oleh ikatan

hidrogen

gugus nonhidrogen semuanya terletak

pada 1 sisi lembaran

gaya lemah antarlembaran membuat

lembaran menumpuk menjadi lapisan

⇒sutera terasa halus

C O H N

b. Wol dan rambut: bentuk heliks-α

R lebih meruah dan kurang terdistribusi

secara teratur ⇒menonjol keluar dari heliks

dan tidak saling mengganggu

protein memilin menjadi kumparan berputar-

kanan dengan ikatan hidrogen antara

C O dan H N pada asam amino ke-4.

2. PROTEIN GLOBULAR

Contoh: Mioglobin (pembawa O2 dalam sel)

Hemoglobin (pembawa O2 dalam darah)

Struktur terlipat tak beraturan:

a. Ada bagian berstruktur heliks-α/lembaran

dan bagian tidak beraturan.

b. R hidrokarbon menggerombol di daerah

yang menolak air dan R polar/bermuatan

cenderung tetap bersentuhan dengan air.

ENZIM:

residu yang membentuk tapak aktif dan menentukan sifat katalitik tidak

berdekatan satu sama lain.

berfungsi menurunkan penghalang aktivasi suatu reaksi.

bekerja selektif pada kelompok substrat yang terbatas.

1 H

C OH

C H

C OH

C OH

CH2OH

1 OH

(3) POLISAKARIDA

1. Monosakarida: gula sederhana

CnH2nOn (n = 3,4,5,6 = triosa, tetrosa, pentosa, heksosa)

Polihidroksialdehida ⇒aldosaContoh: glukosa

OH

H

HO

H

H

H

HO 4

HO

6CH2OH5

H3

H

H

HO 4

HO

6

5

H3

H

1C

2

3

4

5

cincinmembuka

di sini

OH

2OH

cincinmembuka

di sini

OH

2OH

OH

(a) α-D-glukosa

H

(c) β-D-glukosa

CH2OH6

(b) D-glukosarantai terbuka

4 atom C-kiral 24 =16 gula aldoheksosaSelain glukosa, yang alami: D-galaktosa (gula susu laktosa)

D-manosa (gula tumbuhan)

OH

H 4

1 H

Polihidroksiketon ⇒ketosaContoh: fruktosa (buah dan madu)

HO

HO

H

1CH2OH

2C O

HO 3C H

H 4C OH

CH2OH6

1

HOH2C2

3

OH4H

H

5

H 5C OHCH2OH6

cincinmembuka

di sini

O

H

H

HO 3

HO4

H5 6 H

H

cincinmembuka

di sini

1CH2OH2 O

OH

(a) cincin beranggota-5 (c) cincin beranggota-6(b) bentukrantai-terbuka

2. Disakarida: kondensasi dua gula sederhana melalui dehidrasiContoh: laktosa (gula susu); sukrosa (gula pasir dari tebu dan gula bit)

OH

O

OH

CH2OH

CH2OH

OH

2 1OH

H

H

4

HO

6

5

H3

H

α-D-glukosa

OH

2OH

LAKTOSA

6

5

HHO

3H

β-D-galaktosa

H

O H HO

O

OH

2OH 1

HO 4

HO

6CH2OH5

H3

H

CH2OH6

H CH2OH1

2

3

OH4H

5α-D-glukosa

β-D-fruktosa

H

SUKROSA

O

3. POLISAKARIDA

H

H

H

O

H

H

HH

O

HO

CH2OH

H

OH

O

H

HO

CH2OH

OHH

nPATI

polimer dari α-D-glukosa: dapat dimetabolisme manusiadan hewan

CH2OH

H

H

H

HO

H

H

O

O

HO

OH

OH

HO

H

H

n

HO

H

CH2OH

SELULOSA

polimer dari β-D-glukosa: hanya dapat dicernabakteri pada saluran pencernaan kambing, sapi,rayap, dsb.

(4) ASAM NUKLEATMonomer: empat jenis nukleotida, salah satunya:

Nukleotida = nukleosida + asam fosfat (H3PO4)

Nukleosida = basa nitrogen + gula

D-ribosa RNA

D-deoksiribosa DNA

gulapurina

pirimidina

basanitrogen

Basa purina dan pirimidina:DNA:

James Watson dan Francis Crick (1953):

Heliks rangkap, antiparalel, pasangan

basa komplementer C & G, A & T

LATIHAN SOAL-SOAL

1. Tentukan bilangan oksidasi logam dalam setiapkompleks koordinasi ini: [VCl2(NH3)4], [Mo2Cl8]4-,[Co(OH)2(H2O)4]+, dan [Ni(CO)4]

2. Tuliskan rumus struktur untuk senyawa /ion kompleksyang memiliki nama:

a. ion diaminabisoksalatokobaltat(1-)

b. heksaaminakobalt(3+)klorida

c. kalium tetrakloropaladat(2-)

3. Tuliskan nama yang benar untuk senyawa kompleksberikut:

a. NH4[Cr(NCS)4(NH3)2] b. [Tc(CO)5]I

c. K[Mn(CN)5] d. [CoCl(NH3)4(H2O)]Br2

4. Gambarkan isomer geometri yang dihasilkan olehion kompleks berikut:

a. [CuCl2(H2O)2]

b. [PtI2(NH3)4]2+

c. [RuCl2(NH3)4]+

5. Tuliskan rumus dari ligan berikut ini besertasingkatannya, dan kelompokkan termasuk ke dalamjenis ligan apa.

a. ortofenatrolin

c. etilendiaminatetraasetat

e. akuo

b. oksalato

d. amina

f. floro

6. Tuliskan definisi dari:a. polimerc. Polimer termosete. Vulkanisasi

b. bahan sintetikd. monomerf. Oligosakarida

7. Sebutkan contoh makromolekul yang berasaldari bahan alam dan bahan sintetik yang Andaketahui.

8. Apakah fungsi polimer untuk kehidupanmanusia.

9. Sebutkan dua jenis reaksi polimerisasi. Apakahperbedaan antara kedua polimerisasi tersebut ?