Analisis cis-trans sofia.docx

  • View
    13

  • Download
    1

Embed Size (px)

Text of Analisis cis-trans sofia.docx

I. Judul Percobaan : Pembuatan cis dan trans kalium bisoksalato diaquokromat (III)II. Tanggal, Hari Percobaan: Senin, 28 Maret 2016III. Selesai Percobaan: Rabu, 4 Mei 2016IV. Tujuan Percobaan: 1. Mempelajari pembuatan garam kompleks kalium dioksalato diaquokromat (III)2. Mempelajari sifat-sifat cis dan trans garam kompleks kalium dioksalatodiaquokromat (III)

V. Dasar Teori:Isomer adalah molekul atau ion yang mempunyai susunan kimia sama, tetapi struktur berbeda. Perbedaan struktur biasanya tetap ada di dalam larutan, isomer dalam senyawa kompleks yang penting ialah isomer geometri dan isomer optis.Kompleks yang hanya mempunyai isomeri hanya kompleks-kompleks yang bereaksi sangat lambat atau kompleks yang inert.Ini disebabkan karena kompleks-kompleks yang bereaksi cepat atau kompleks-kompleks yang labil, sering bereaksi lebih lanjut membentuk isomer yang stabil.Isomer geometri adalah stereoisomer yang posisinya tidak bisa saling dipertukarkan (interconverted) tanpa memutus ikatan kimianya. Isomer ini tidak tidak rerdapat pada kompleks dengan strruktur linear, trigonal planar, atau tetrahedral, tetapi umum terdapat pada kompleks planar segiempat dan oktahedral. Kompleks yang mempunyai isomer hanya kompleks-komplek yang bereaksi sangat lambat dan kompleks yang inert. Ini disebabkan karena kompleks-kompleks yang bereaksi sangat cepat atau kompleks-kompleks yang labil, sering bereaksi lebih lanjut membentuk isomer yang stabil. Berdasarkan pada jenis isomer geometrinya, senyawa atau ion kompleks dapat dibedakan menjadi cis dan trans. Untuk kompleks oktahedral ada dua tipe kompleks yang memiliki bentuk cis dan trans yaitu MA4B2 dan MA3B3. M merupakan atom atau ion pusat sedangkan A dan B merupakan ligan monodentat. Jika ligan monodentat diganti dengan multidentat, misalkan bidentat, maka akan dihasilkan tipe kompleks, ML2B2, L merupakan ligan bidentat.Tipe MA4B2

Tipe MA3B3 trans isomercis isomer

Campuran kompleks bentuk cis dan trans dapat dibuat dengan cara mencampur komponen-komponen non kompleks (penyusun kompleks). Berdasarkan pada perbedaan kelarutan antara bentuk cis dan trans maka keduajenis isomer itu dapat dipisahkan. Sebagai contoh trans dioksalatodiakuokrom (II) klorida. Dapat dikristalkan secara perlahan dengan melakukan penguapan larutan yang mengandung campuran bentuk cis dan trans. Dengan penguapan kesetimbangan bentuk cis trans dapat digeser ke kanan karena kelarutan isomer trans lebih rendah. Selain itu pemisahan isomer cis dan trans dapat dilakukan dengan cara mengatur kondisi larutan sedemikian rupa. Sehingga kelarutan kompleks cis dan trans berbeda. Isomer cis dan isomer trans sering kali memiliki sifat-sift fisika yangberbeda. Perbedaan antara isomer pada umumnya disebabkan oleh perbedaan bentuk molekul atau momen dipol secara keseluruhan. perbedaan ini dapatlah sangat kecil, seperti yang terlihat pada titik didih alkena berantai lurus 2-pentena (titik didih isomer trans 36C dan isomer cis 37C). Perbedaan isomer cis dan trans juga dapat sangat bersar, seperti pada kasus siklooktena. Isomer cis senyawa ini memiliki titik didih 145 C, sedangkan isomer transnya 75 C. Perbedaan yang sangat besar antara kedua isomer siklooktena disebabkan oleh terikan cincin yang besar untuk trans-siklooktena, yang juga menyebabkannya kurang stabil dibandingkan isomer cis. Bahkan, kedua isomer asam 2-butenadioat memiliki sifat-sifat dan reaktivitas yang sangat berbeda sehingga mempunyai nama yang berbeda pula. Isomer cisnya disebut asam maleat, sedangkan isomer transnya disebut asam fumarat. Polaritas merupakan faktor kunci yang menentukan titikdidih relatif senyawa karena ia akan meningkatkan gaya antar molekul, sedangkan simetri merupakan faktor kunci yang menentukan titik leleh relatif karena iamengijinkan penataan molekul yang lebih baik pada bentuk padat. Oleh karena itu, trans-alkena yang kurang polar dan lebih simetris cenderung memiliki titikdidih yang lebih rendah dan titik leleh yang lebih tinggi. Sebaliknya cis-alkena secara umum memiliki titik didih yang lebih tinggi dan titik leleh yang lebih rendah.Secara teoritis, titik leleh isomer cis dan trans garam kompleks kalium dioksalatodiakuokromat (III) tidak lebih dari 300oC.Teori Medan KristalMenurut Teori Medan Kristal (CFT), interaksi antara logam transisi dan ligan diakibatkan oleh tarikan antara kation logam yang bermuatan positif dan elektron bukan-ikatan ligan yang bermuatan negatif. Teori ini dikembangkan menurut perubahan energi dari lima degenerasi orbital-d ketika dikelilingi oleh ligan-ligan. Ketika ligan mendekati ion logam, elektron dari ligan akan berdekatan dengan beberapa orbital-d logam dan menjauhi yang lainnya, menyebabkan hilangnya kedegeneratan (degeneracy). Elektron dari orbital-d dan dari ligan akan saling tolak menolak. Oleh karena itu, elektron-d yang berdekatan dengan ligan akan memiliki energi yang lebih besar dari yang berjauhan dengan ligan, menyebabkan pemisahan energi orbital-d. Pemisahan ini dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut: sifat-sifat ion logam. keadaaan oksidasi logam. Keadaan oksidasi yang lebih besar menyebabkan pemisahan yang lebih besar. susunan ligan disekitar ion logam. sifat-sifat ligan yang mengelilingi ion logam. Efek ligan yang lebih kuat akan menyebabkan perbedaan energi yang lebih besar antara orbital 3d yang berenergi tinggi dengan yang berenergi rendah.Struktur kompleks yang paling umum adalah oktahedral; dalam struktur ini, enam ligan membentuk oktahedral di sekitar ion logam. Pada oktahedral simetri, orbital-d akan berpisah menjadi dua kelompok energi dengan perbedaan energi oct. Orbital dxy, dxz dan dyz akan memiliki energi yang lebih rendah daripada orbital dz2 and dx2-y2. Hal ini dikarenakan orbital dxy, dxz dan dyz memiliki posisi yang lebih jauh dari ligan-ligan, sehingga mendapatkan gaya tolak yang lebih kecil. Kompleks tetrahedral juga merupakan struktur yang umum; dalam struktur ini, empat ligan membentuk tetrahedral disekitar ion logam. Dalam pemisahan medan kristal tetrahedral, orbital-d kembali berpisah menjadi dua kelompok dengan perbedaan energi tet. Orbital dz2 dan dx2-y2 akan memiliki energi orbital yang lebih rendah, dan dxy, dxz dan dyz akan memiliki energi orbital yang lebih tinggi. Hal bertolak belakang dengan struktur oktahedron. Selain itu, dikarenakan elektron ligan pada simetri tetrahedal tidaklah berorientasi pada orbital-orbital-d, pemisahan energi akan lebih kecil daripada pemisahan energi oktaherdal. Struktur geometri datar persegi juga dapat dideskripsikan oleh CFT.Besarnya perbedaan energi antara dua kelompok orbital tergantung pada beberapa faktor, seperti sifat-sifat ligan dan struktur geometri kompleks. Beberapa ligan selalu menghasilkan nilai yang kecil, sedangkan beberapa lainnya akan selalu menghasilkan nilai yang lebih besar. Alasan di balik perbedaan ini dapat dijelaskan dengan teori medan ligan . Deret spektrokimia berikut adalah daftar-daftar ligan yang disusun berdasarkan perbedaan energi yang dihasilkan (disusun dari yang kecil ke yang besar):I < Br < S2 < SCN < Cl < NO3 < N3 < F < OH < C2O42 < H2O < NCS < CH3CN < py < NH3 < en < 2,2'-bipiridina < phen < NO2 < PPh3 < CN < COKeadaan oksidasi logam juga memengaruhi besarnya antara aras energi (energy level) yang tinggi dan rendah. Semakin tinggi keadaan oksidasi logam, semakin tinggi pula . Kompleks V3+ akan memiliki yang lebih besar dari kompleks V2+. Hal ini dikarenakan perbedaan rapatan muatan yang mengijinkan ligan lebih dekat dengan ion V3+ daripada ion V2+. Jarak antar ligan dan ion logam yang lebih kecil akan menyebabkan nilai yang lebih besar karena elektron logam dan ligan lebih berdekatan, sehingga gaya tolak menolak menjadi lebih besar.Spin-tinggi dan spin-rendah

Diagram medan kristal [Fe(NO2)6]3Ligan-ligan yang menyebabkan pemisahan orbital-d yang lebih besar disebut sebagai ligan-ligan medan kuat, seperti CN dan CO. Senyawa kompleks yang memiliki ligan medan kuat tidak akan menempatkan elektron-elektronnya ke orbital yang berenergi tinggi. Hal ini sesuai dengan asas Aufbau. Kompleks yang demikian disebut sebagai "spin-rendah". Sebagai contoh, NO2 yang merupakan ligan medan kuat, menghasilkan yang besar. Ion oktahedron [Fe(NO2)6]3 yang memiliki 5 electron-d akan memiliki diagram pemisahan oktahedron yang kelima elektronnya berada di aras t2g.

Diagram medan kristal [FeBr6]3Sebaliknya, ligan-ligan (seperti I dan Br) yang menghasilkan orbital-d yang kecil disebut ligan medan lemah. Dalam kasus ini, adalah lebih mudah menempatkan elektron di aras energi orbital yang lebih tinggi daripada menempatkan dua elektron pada orbital yang sama. Ini dikarenakan gaya tolak antar dua elektron lebih besar daripada . Oleh karena itu, masing-masing elektron akan ditempatkan pada setiap orbital-d terlebih dahulu sebelum dipasangkan. Hal ini sesuai dengan kaidah Hund dan menghasilan kompleks "spin-tinggi". Sebagai contoh, Br adalah ligan medan lemah dan menghasilkan oct yang lebih kecil. Makan, ion [FeBr6]3, yang juga memiliki 5 elektron-d, akan memiliki diagaram pemisahan elektron yang kelima orbitalnya dipenuhi secara tunggal.Agar pemisahan spin rendah terjadi, energi yang dibutuhkan untuk menempatkan elektron ke orbital yang sudah berlektron tunggal harus lebih kecil dari energi yang dibutuhkan untuk menempatkan elektron tambahan ke orbital eg sebesar . Jika energi yang diperlukan untuk memasangkan dua elektron lebih besar dari menempatkan satu elektron di orbital eg, pemisahan spin tinggi akan terjadi.Energi pemisahan medan kristal untuk kompleks logam tetrahedron (empat ligan), tet, kira-kira sama dengan 4/9oct. Oleh karena itu, energi yang diperlukan untuk memasangkan dua elektron biasanya lebih besar dari energi yang diperlukan untuk menempatkan elektron di orbital yang berenergi lebih tinggi. Sehingga, kompleks tetrahedron biasanya merupakan spin-tinggi.Diagram pemisahan ini dapat membantu kita