Stabilisasi dan Isolasi Senyawa Tembaga (I)

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:

M^a+ + (a-b) e^-  ↔ M^b+     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

(M^a+)          = aktivitas ion M^a+ dalam larutan

(M^b+)          = aktivitas ion M^b+ dalam larutan

Oleh karena itu setiap spesies yang ditambahkan ke dalam larutan yang menurunkan konsentrasi M^a+ atau M^b+  akan menyebabkan perubahan potensial elektroda karena perubahan rasio (M^a+)/(M^b+). 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