PERCOBAAN 2 TEMBAGA
Tujuan dari percobaan kimia tembaga adalah mempelajari beberapa reaksi pendahuluan tentang tembaga. Pembuatan tembaga (I) oksida. Reaksi antara tembaga (I) oksida dan tembaga (II) oksida dengan asam, pembuatan tembaga (II) klorida, penguraian termal tembaga (II) halida dan pembuatan tembaga (I) yodida.
Sifat-Sifat fisikTembaga
Nomor atom 29, kerapatan 8,92 (gram Cm-3), titik leleh 1356k, titik didih, 2868 k, jarijari atom 0,177 nm, jari-jari ion 0,096 nm
Sifatisifat kima tembaga
Ionnisasi tinggi, kalor atomisasi besar, enerhi hidrasi renadah yang berakibat positifnya harga potensial elektroda dan kereaktipan rendah
Bilok tembaga
Cu2O (+2), CuO (+2 hitam), [Cu (H2O)4¬]2+ (+2), CuSO4(+2)
Pembuatan tembaga s1 oksida
CuSO4+2NaOH Cu(OH)2+Na2SO4
Cu(OH)2 CuO + H2O
Meerah jingga
Reaksi pengenceran tembaga 1 dan II oksida dengan asam
Cu2O + 2HCl >>>>> Cu2Cl + H2O
Cu2O + H2SO4>>> Cu2SO4 + H2O
Cu2O + 2HNO3>>>> 2Cu(NO3) + H2O
Hijau lumut menjadi coklat dan ada nedapan
pembuatan tembaga (i) kloroda
CuO +2HCl >>>> CuCl2 + H2O
CuCl2 + Cu >>>> 2 CuCl2
hitam pekat menjadi putih keruh ada endapan
pembuatan tembaga (I) yodida
CuSO4 + 2KI → CuI2 + K2SO4
CuI2 + Na2S2O3 → SO2 + 2CuI + 2NaI + S + ½ O2
hitam menajdi hijau lumut
Reaksi antara tembaga (I) oksida dengan asam, yaitu asam klorida, asam sulfat, dan asam nitrat adalah reaksi antara Cu+ dengan anion dari masing-masing asam tersebut sehingga dihasilkan CuCl2, CuSO4, dan Cu(NO3)2.
Tembaga (I) klorida dibuat dengan cara mereaksikan tembaga (II) oksida dan HCl pekat, kemudian ditambahkan serbuk tembaga sehingga terbentuk endapan. Endapan inilah yang dimaksud tembaga (I) klorida.
Tembaga (I) yodida dibuat dengan cara mereaksikan tembaga (II) sulfat dengan KI dan Na2S2O3.
Kekuatan ligan air dan amonia
Ligan air memiliki energi 40,85 kkal/mol yang lebih rendah daripada amonia, yaitu 46,87 kkal/mol. Hal ini disebabkan oleh ligan H2O yang bersifat sebagai ligan lemah. Ligan lemah dalam kompleks menyebabkan elektron memiliki spin tinggi (high spin) pada tingkat energi eg, karena pada ion Cu(II) elektron di orbital d lebih mudah ditempatkan pada arah energi orbital yang lebih tinggi sebagai elektron sunyi (tidak berpasangan) daripada ditempatkan pada kamar orbital yang sama, namun sebagai elektron berpasangan. Sebab pada kamar yang sama akan terjadi gaya tolak menolak antara dua elektron jika akan berpasangan. Oleh karena energi untuk tolak menolak (P) lebih besar daripada harga 10 Dq, justru ada interaksi tingkat energi atas dengan energi bawah menyebabkan jarak t2g dan eg menjadi lebih pendek sehingga energi 10 Dq menjadi lebih kecil. Demikianlah dapat dipahami bahwa ligan air merupakan ligan lemah dengan energi yang kecil. Sebaliknya, amonia memiliki energi 10 Dq yang lebih tinggi daripada air menjelaskan sifatnya sebagai ligan kuat. Amonia dalam kompleks menyebabkan elektron memiliki spin rendah (low spin) karena elektron dapat ditempatkan pada arah energi orbital t2g sebagai elektron berpasangan. Untuk menghindari adanya gaya tolak menolak antara dua elektron dalam satu kamar maka diperlukan energi 10 Dq yang lebih besar. Tidak ada interaksi dengan tingkat energi ¬eg sehingga jarak kedua energi tersebut lebih menjauh. Maka energi yang dimiliki seutuhnya berada pada tingkat energi t2g sebagai energi 10 Dq. Dengan demikian, ligan amonia dipahami lebih kuat daripada ligan air, sebanding dengan energi 10 Dq yang dimilikinya, berbanding terbalik dengan panjang gelombang maksimum yang terabsorb. Sesuai dengan deret spektrokimia yaitu : I- <>- <>- <>- <>- <>2- <>2O <>- <>3 <>2- <>-. Ligan H2O berada pada posisi lebih rendah daripada NH3 atau dengan kata lain ligan amonia lebih kuat daripada ligan air. Fenomena diatas dapat dijelaskan berdasarkan interaksi elektron pada ion pusat dengan ligan, sesuai dengan prinsip teori medan kristal.
KEKUATAN LIGAN AMONIA DAN AIR
PADA KOMPLEKS Ni (II) & Cu (II)
Jika Kristal Ni(NO3)2 dilarutkan dalam air maka zat tersebut terionisasi menghasilkan ion kompleks [Ni(H2O)6]2+. Molekul air yang terkoordinasi (disebutligan) dalam kesetimbangan dinamik dengan molekul air yang tidakterkoordinasi (molekul air yang bebas).Enam molekul air yang terkoordinasi dapat diganti oleh ligan-ligan lain dalam larutan yang dapat terikat lebih kuat.Sebagai contoh penukaran H2O oleh NH3
[Ni(H2O)6]2++ NH3 [Ni(H2O)5(NH3)]2+
[Ni(H2O)5(NH3)]2+ + NH3 [Ni(H2O)4(NH3)2]2+
[Ni(H2O)4(NH3)2]2+ + NH3 [Ni(H2O)3(NH3)3]2+
[Ni(H2O)3(NH3)3]2+ + NH3 [Ni(H2O)2(NH3)4]2+
[Ni(H2O)2(NH3)4]2+ +NH3 [Ni(H2O)(NH3)5]2+
[Ni(H2O)(NH3)5]2+ + NH3 [Ni(NH3)6]2+
Dengan adanya kelebihan NH3 dalam penukaran ini akan menghasilkan ion kompleks [Ni(NH3)6]2+. Perubahan warna larutan kompleks [Ni(H2O)6]2+dari hijau kebiru menunjukkan adanya perubahan kimia.
Warna karakteristik ion nikel dan ion logam transisi lain (ion-ion dengan tingkat elektron d terisi sebagian) diterangkan dengan istilah energy relative electron dalam tingkat elektron d yang terisi sebagian.
Kelima orbital d (dx2-y2,dz2,dxy,dyzdandxz) dalam ion logam bentuk gas mempunya itingkat energi yang sama, karena mempunyai kesamaan kemungkinan yang sama untuk mendapatkan electron dalam kelima orbital tersebut.. gambar 1 menunjukkan pendekatan teori medan Kristal tentang perubahan yang terjadi pada ion logam karena suatu ligan mendekati ion logam untuk membentuk suatu ion kompleks.
Energi 0 dx2 dx2-y2
dxy dy2dxz
Gambar 1
Dalam teori medan kristal,ligan –ligan direduksi menjadi titik yang bermuatan. Interaksi muatan – muatan titik ini dengan electron dalam orbital d ion logam akan menaikkan energy semua orbital d, tetapi mereka tidak lagi memiliki energi yang sama. Elektron-elektron dalam orbital dz2dan dx2-y2 akan mengalami interaksi yang lebih besar dengan muatan – muatan ligan yang mendekatinya daripada elektron-elektron dalam orbital dxy,dxz,dyz. Pertimbangan simetri juga menghasilkan kesimpulan yang sama terhadap orbital-orbital d lainnya
Bila pemisahan tersebut berlaku untuk semua ion kompleks yang terkoordinasi secara octahedral.0 (didefinisikan sebagai 10 Dq) menunjukkan perbedaan energy antara tiga orbital setingkatdxy,dyz,dxzdengan dua orbital setingkat dx2-y2, dz2
Spectrum octahedral [Ti(H2O)6]3+dengan elektron d tunggal dapat ditemukan dalam salah satu orbital dxy,dyz,dxz. Pada absorbs suatu photon ekivalen energy dengan 0, electron dalam salah satu orbital d dengan energy lebih rendah akan dinaikkan ke orbital d dengan energi yang lebih tinggi dx2-y2atau dz2. Suatu harga yang khas untuk0, perbedaan energy antara dua tingkat energy dalam gambar 1 adalah 5,8 x 104 kalori/mol (frekuensi 20.300 cm-1)
20.300 cm-1 = 1 kkal / mol = 58,04 kkal / mol
349,75cm-1
Ini sesuai dengan radiasi sebesar 6,1 x 10 14 Hz atau panjang gelombang 490 nm. Besarnya 10 Dq tersebut dipengaruhi oleh jenis ion logam, bilangan oksidasi dan ligan yang terlibat.Transisi elektronik energy pertama ketingkat energi yang lain jatuh pada daerah sinar tampak atau spectrum elektromagnetik. Warna yang Nampak adalah komplemen warna cahaya yang diserap, sebagai contoh kompleks [Ti(H2O)6]3+berwarna violet berarti warna yang diserap adalah komplemen warna violet yaitu hijau kekuningan.Hubungan antara daerah panjang gelombang yang diabsorbsi danwarna yang Nampak ditunjukkan oleh tabel 1.
Tabel 1
( nm ) Warna yang diserapsystem WarnaKomplemen
380 – 435 Violet ( merah kebiruan) Hijau kekuningan
435 – 480 Biru Kuning
480 – 490 Biru Kehijauan Orange (kuning-merah)
490 – 500 Hijau Kebiruan Merah
500 – 560 Hijau Purple ( campuran merah dan biru )
560 – 580 Hijau kekuningan Violet
580 – 595 Kuning Biru
595 – 650 Orange Biru kehijauan
650 - 780 Merah Hijau kebiruan
Ligan yang berbeda berinteraksi secara berbeda dengan orbital-orbital d ion logam pusat.0, merupakan ukuran interaksi yang dapat membedakan komplek-komplek yang berbedadari ion logam.Sebagaicontoh, telah diteliti bahwa 0 umumnya bertambah menurut urutan Cl-
Tidak ada komentar:
Posting Komentar