Percobaan V
Stabilisasi dan Isolasi Senyawa Tembaga (I)
I.
Tujuan Percobaan
Mempelajari cara isolasi senyawa tembaga (I) melalui
pembentukan kompleks tris(tiourea)tembaga (I) sulfat.
II.
Pendahuluan
Dalam larutan berair suatu unsur ada
dalam beberapa keadaan oksidasi. Tiap-tiap keadaan oksidasi mempunyai stabilitas
termodinamika yang berbeda. Stabilitas relatif unsur pada dua keadaan oksidasi
yang berbeda dapat dinyatakan sebagai potensial elektroda reaksi sebagai
berikut:
Ma+ + (a-b) e- ↔ Mb+ b<a
Potensial elektroda reaksi ini dapaat dinyatakan dalam
persamaan berikut:
Dengan:
n =
jumlah elektron yang terlibat dalam reaksi
F =
bilangan faraday +96480 C mol-1
E =
potensial elektroda larutan
E0 =
potensial elektroda standar
(Ma+) =
aktivitas ion Ma+ dalam larutan
(Mb+) =
aktivitas ion Mb+ dalam larutan
Oleh karena itu setiap spesies yang
ditambahkan ke dalam larutan yang menurunkan konsentrasi Ma+ atau Mb+
akan menyebabkan perubahan
potensial elektroda karena perubahan rasio (Ma+)/(Mb+).
Potensial elektroda dari reaksi di atas menunjukkan apakah stabilitas keadaan
oksidasi jauh lebih tinggi bertambah atau berkurang dengan adanya pembentukan
suatu senyawa. Namun demikian hal itu tidak memberikan informasi tentang bagaimana
kenaikan atau penurunan stabilisasi tersebut dihasilkan. Sebagai contoh dalam
percobaan ini dipelajari stabilisasi keadaan oksidasi yang tidak biasa dari
logam tembaga.
Tembaga (3d10 4s1)
mempunyai keadaan oksidasi +1 dan +2. Keadaan oksidasi yang normal dari tembaga
adalah +2, tetapi senyawa yang mengandung Cu (I) yang sudah distabilisasi dapat
juga dibuat dalam suatu larutan berair.
1. Stabilisasi melalui pembentukan suatu senyawa tak larut
Potensial elektroda
standar untuk reaksi reduksi Cu(I) dan Cu(II)
ada di bawah ini:
Cu+ + e-
=== Cu0 E0
= 0,52 V
Cu2+ + e-
=== Cu+ E0
= 0,153 V
Dengan demikian ion Cu(I)
dalam larutan berair adalah tidak stabil dengan kecenderungan berubah menjadi
Cu(0) dan Cu(II).
2Cu2+ === Cu0
+ Cu2+ E0 =
0,367 V
Setiap
spesies yang ditambahkan ke dalam larutan yang menurunkan konsentrasi Cu(I)
akan menyebabkan naiknya harga potensial elektroda yang terukur. Pengurangan
konsentrasi Cu(I) dapat dilakukan dengan menambahkan suatu ion yang dapat
membentuk suatu garam tidak larut dengan Cu(I) tetapi tidak dengan Cu(II).
2. Stabilisasi melalui pembentukan suatu
senyawa larut
Selain
pembentukan suatu senyawa tak larut stabilisasi Cu(I) dapat juga dilakukan
dengan jalan pembentukan senyawa kompleks. Jika senyawa kompleks yang terbentuk
cukup stabil maka konsentrasi Cu(I) yang ada akan tereduksi cukup berarti.
Dalam
senyawa kompleks disamping terjadi ikatan sigma antara logam pusat dengan ligan
juga akan terjadi pemanfaatan elektron ion logam untuk pembentukan ikatan phi.
Jika ion logam mempunyai kerapatan electron yang tinggi maka ion logam itu akan
lebih siap untuk menyumbangkan electron dalam pembentukan ikatan phi dengan
ligan. Dengan adanya ikatan phi ini akan menyebabkan naiknya stabilitas ion
kompleks. Dengan demikian suatu jenis ion logam dengan keadaan oksidasi yang
lebih rendah akan lebih siap berpartisipasi dalam pembentukan ikatan phi. Untuk
keperluan stabilitas Cu(I) dalam larutan thiourea merupakan ligan yang cocok.
Senyawa kompleks yang terbentuk adalah ion tris(tiourea)tembaga(I) dengan
ikatan koordinasi terjadi antara ion Cu(I) dengan atom S dari thiourea.
Sumber : Buku Petunjuk Praktikum Kimia
Anorganik II, Lab. Kimia Anorganik, FMIPA UGM, Yogyakarta