1. BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Asam karboksilat adalah salah satu grup senyawa organik oleh grup karboksil yang
berasal dari dua kata yaitu karbonil dan hidroksil. Pada umumnya formula dari asam
karboksilat adalah RCOOH yang bersifat asam karena dapat terionisasi dalam larutan
menjadi anion karboksilat, (COO-
) dan sebuah proton (Wilbraham,A.C dan Matta, M.S
1992 ). Anion karboksilat (RCOO-
) dapat juga diturunkan dari asam karboksilat dengan
natrium hidroksida. Anion karboksilat menunjukkan sifat ligan yang unik jika
mengompleks dengan logam karena dapat membentuk beberapa mode yang berbeda.
Ligan anion karboksilat yang telah dilaporkan sebagai berikut :
R C
O
O
R C
O
O
M
Struktur I Struktur II
R CH
O M
O M
Struktur III
M
R C
O
O
M
M
R C
O M
O
M
M
Struktur IV Struktur V
Gambar 1.1 Beberapa Struktur Kompleks Anion Karboksilat dengan Logam M
Struktur I merupakan kompleks yang ligan anion karboksilatnya terkoordinasi
secara monodentat ke logam M melalui salah satu atom oksigennya, sedangkan atom
yang lain terbebas dari koordinasi. Berbeda dengan Struktur I, Struktur II adalah
kompleks yang anion karboksilatnya membentuk kompleks kelat (bidentat) dengan logam
M. Pada Struktur III ligan karboksilat terkoordinasi secara bidentat dan bertindak sebagai
Universitas Sumatera Utara

2. 2
ligan penghubung ( bridging ligand ) di mana kedua atom O dari anion karboksilat terikat
pada dua buah logam M yang berbeda ( Mesubi, A.M.1982 ).
Struktur IV menunjukkan bahwa igan anion karboksilat bertindakn sebagai ligan
bidentat, tetapi kedua logam M terkoordinasi hanya pada satu atom O saja sedangkan
atom O yang lain tetap terbebas sedangkan Struktur V, ligan anion karboksilat
terkoordinasi secara tridentat yaitu satu atom O terikat pada 2 logam M yang berbeda dan
satu atom O yang lainnya hanya berikatan pada satu logam M ( Gao Wu, Y dkk. 2009 )
Keunikan lain dari anion karboksilat ini adalah karakter terhadap sinar inframerah,
sehingga spektroskopi inframerah merupakan salah satu cara karakterisasi yang cukup
memadai terhadap kompleks – kompleks karboksilat ini. Dalam spektrum inframerah dari
anion karboksilat , RCOO-
selalu terlihat ada 2 jenis frekuensi absorpsi gugus karbonilnya
yaitu a COO-
(asimetri) yang tampak pada frekuensi yang lebih tinggi sekitar 1650 -
1550 cm-1
dan s COO-
(simetri) yang timbul pada frekuensi yang lebih rendah dari
frekuensi adsorpsi asimetri yaitu sekitar 1400 cm-1
( Silverstein, R.M, 1981 ).
Frekuensi absorpsi gugus karbonil CO dalam suatu kompleks sangat dipengaruhi
oleh jenis logam dalam kompleks, jenis anion karboksilat yang digunakan dan cara
terkoordinasi ligan tersebut pada logam, apakak monodentat, bidentat kelat ataupun
bidentat atau tridentat jembatan yang menghubungkan 2 atau lebih logam. Dengan
demikian, dengan studi inframerah dari kompleks – kompleks anion karboksilat ini
diharapkan dapat menentukan struktur dari kompleks tersebut.
Nakamoto dan McCarthy telah mensintesa dan beberapa kompleks asam
karboksilat dengan atom C genap ( C6 – C18 ) dengan beberapa logam yaitu Zn, Cd, Pb
dan mengkarakterisasinya dengan spektrum inframerah. Nakamoto menyatakan jika ligan
terkoordinasi secara monodentat ( Struktur I ) maka a COO-
akan bergeser kearah yang
lebih tinggi dan s COO-
akan bergeser kearah frekuensi yang lebih rendah sedangkan
jika koordinasinya bidentat baik kelat (Struktur II ) ataupun jembatan (Struktur III) maka
Universitas Sumatera Utara

3. 3
baik a COO-
maupun s COO-
akan bergeser ke arah frekuensi yang lebih rendah karena
derajat ikatannya ( bond order )berubah sama besar kearah yang lebih kecil ( Nakamoto
dan McCarthy, 1968).
Setyawati dan Murwani juga telah mengkarakterisasi senyawa kompleks yang
terbentuk dari reaksi FeCl3 dengan EDTA sehingga diperoleh Fe(III)-EDTA. Hasil
karakterisasi inframerah diperoleh pita serapan gugus karboksilat asimetri,
gugus a COO-
, muncul pada bilangan gelombang 1627 cm-1
dan pita serapan gugus
karboksilat simetri, a COO-
, pada bilangan gelombang1396 cm-1
( Setyawati, H dan
Murwani, I.K, 2010 ).
O
Fe
O
O N
NO
O
O
O
O
Gambar 1.2 Struktur [Fe(III)-(EDTA)]
Purba juga telah mensintesa kompleks aseto bis-(1,2-difenilfosfino) etana kloro
Paladium (II) dengan mereaksikan dari PdCl2 dengan bis-(1,2-difenilfosfino) etana dalam
suasana asam asetat dengan pelarut alkohol. Pada senyawa kompleks ini ion asetat
bertindak sebagai ligan monodentat. Spektrum inframerah menunjukkan 3 frekuensi yaitu
gugus karbonil CO 1739 cm-1
disebabkan oleh adanya gugus CO bebas dan timbul pada
frekuensi yang lebih tinggi. Dua absorpsi lainnya timbul pada frekuensi 1535 cm-1
dan
1430 cm-1
masing – masing disebabkan oleh frekuensi asimetri a COO dan frekuensi
simetri vs sehingga asetat terkoordinasi pada logam Pd secara monodentat (Purba, Y.R,
2004).
Universitas Sumatera Utara

4. 4
P
H2
C
H2
C P
Pd
O C CH3
O
Cl
2 2
Gambar 1.3 StrukturAseto Bis-(1,2-difenilfosfino) etana kloro paladium (II)
Carballo telah mensintesa beberapa kompleks tembaga dengan α-hidroksi
karboksilat (HL) dan 1,10 phenantrolin (phen),[Cu(HL)2phen] dan dikarakterisasi dengan
inframerah.
C
OHO
R2
R1
HO
HL : R1
= H, R2
= H ( asam glikolat )
R1
= H, R2
= Me ( asam laktat )
R1
= H, R2
= Ph ( asam mandelat )
R1
= Ph, R2
= Ph ( asam benzilat )
Gambar 1.4 Struktur α-hidroksi asam karboksilat (HL)
Dari spektrum inframerah keempat kompleks diatas terlihat puncak serapan yang kuat
(strong absorbstion) pada 1600 cm-1
yang disebabkan oleh frekuensi stretching asimetri,
a COO dan antara 1330 – 1390 cm-1
disebabkan oleh frekuensi stretching simetri, s
COO. Pada kompleks ini gugus karboksilat mengompleks secara monodentat yang
diprediksi dari harga ∆ =  a COO –  sCOO antara 210 – 270 cm-1
( Carballo, R dan
Covelo, B. 2000 )
Selain dari logam transisi, kompleks karboksilat juga telah dibuat dengan logam
logam tanah jarang yaitu Eu (III). Zhao melaporkan kompleks logam tanah jarang
( rare earth ) yaitu Eu dengan ligan asam benzoat (BA), phenilasetat (PLA),
dibenzoilmetana (DBM) dan 1,10 phenantrolin ( phen ) sehingga diperoleh kompleks
[Eu(DBM)(BA)2phen], [Eu(DBM)(PLA)2phen], [Eu(DBM)2(PLA)phen]. Spektrum IR
DBM menunjukkan adanya CO pada 1579 cm-1
dan pada kompleks DBMnya CO
berubah menjadi antara 1548 – 1552 cm-1
yang menunjukkan terbentuknya koordinasi
Universitas Sumatera Utara

5. 5
atom oksigen pada logam Eu (III). Pita serapan dari gugus COOH yang terlihat spektrum
infamerah BA dan PLA masing – masing pada 1689 cm-1
dan 1697 cm-1
tidak tampak
lagi dan sebagai gantinya timbul pita serapan baru pada a COO-
dan s COO-
antara
1545 – 1620 cm-1
dan 1404 – 1411 cm-1
yang menunjukkan bahwa gugus karbonil telah
terkoordinasi pada logam Eu ( Na, Zhao dkk, 2007 ).
Dari uraian diatas jelas terlihat bahwa spektroskopi inframerah merupakan alat
yang cukup baik untuk menentukan struktur suatu kompleks dan cara koordinasi ligan
karboksilat terhadap logam. Dan logam juga berpengaruh untuk membentuk ikatan dan
struktur kompleks. Dalam penelitian ini akan dibuat kompleks karboksilat dengan
beberapa logam satu periode dimana semakin ke kanan dari periode maka jumlah elektron
pada orbital d semakin bertambah. Oleh karena itu peneliti tertarik untuk mensintesa dan
mengkarakterisasi kompleks karboksilat dari beberapa logam pada periode empat yaitu
Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II) dan Zn(II) dimana semakin kekanan logam tersebut semakin
bertambah bayak elektronnya pada orbital d yaitu d6
, d7
, d8
, d9
dan d10
dan anion
karboksilat yang digunakan adalah asam etanoat, asam dekanoat, asam heksadekanoat.
1.2 Permasalahan
Reaksi logam Fe, Co, Ni, Cu, Zn dengan asam etanoat, dekanoat dan heksadekanoat akan
membentuk senyawa kompleks. Dari tinjauan diatas, yang menjadi permasalahan apakah
reaksi antara logam Fe, Co, Ni, Cu, Zn dengan asam etanoat, dekanoat dan
heksadekanoat memiliki struktur yang sama.
1.3 Tujuan penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan struktur yang terjadi pada kompleks Fe, Co,
Ni, Cu, Zn melalui gugus fungsi karboksilat yang terlihat dalam spektroskopi FT-IR.
Universitas Sumatera Utara

6. 6
1.4 Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan berguna untuk pengembangan ilmu pengetahuan terutama
dalam bidang sintesis kimia anorganik dan pengembangan studi spektroskopi infra merah
terhadap senyawa kompleks.
1.5 Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Anorganik FMIPA-USU Medan,
karakterisasi spektroskopi FT-IR dilakukan di laboratorium Bea dan Cukai Belawan.
1.6 Metodologi Penelitian
Reaksi senyawa kompleks Fe, Co, Ni, Cu, Zn yaitu terlebih dahulu dibuat garam
karboksilat dengan mereaksikan asam etanoat, dekanoat, heksadekanoat dengan NaOH
menjadi garam natrium karboksilat. Setelah itu Natrium karboksilat akan direaksikan
dengan garam klorida dari Fe, Co ,Ni, Cu,
Zn. Reaksi ini dilakukan dengan terlebih dahulu
melarutkan natrium etanoat, natrium dekanoat, natrium heksadekanoat dalam pelarut
alkohol , begitu juga dengan ion logam.Setelah itu dicampurkan kedua larutan dan
direfluks selama 1 jam sambil diaduk. Setelah reaksi selesai didinginkan pada suhu
kamar dan disaring. Endapan yang diperoleh dicuci beberapa kali dengan alkohol kering
lalu dikeringkan dan divakum hingga kering. Senyawa kompleks dikarakterisasi dengan
spektroskopi FT-IR.
Universitas Sumatera Utara