BAB 11. SENYAWA KOMPLEKS DAN POLIMER 11.1 KIMIA LOGAM TRANSISI 11.2 PEMBENTUKAN KOMPLEKS KOORDINASI 11.3 ISOMERISASI DALAM KOMPLEKS KOORDINASI 11.4 PENERAPAN KIMIA KOORDINASI 11.5 KLASIFIKASI POLIMER 11.6 PROSES POLIMERISASI 11.7 POLIMER SINTETIK 11.8 POLIMER ALAMI

11. 1 KIMIA LOGAM TRANSISI

Titik Leleh W = 3410 oC Hg = -39 oC BILANGAN OKSIDASI sangat beragam Dalam satu gol biloks ↑ Gol : Sc max +3 Mn max +7

KOORDINASI • Logam transisi mampu membentuk kompleks koordinasi 11. 2 PEMBENTUKAN KOMPLEKS KOORDINASI • Logam transisi mampu membentuk kompleks koordinasi • Ion Logam • Ligan : Asam Lewis : Basa Lewis Misal [Cu(H2O)4]2+ - ion kompleks [Cu(H2O)4]SO4.H2O

Jenis Ligan Unidentat Rumus Nama Netral Anion OH2 Akuo NO2- Nitro F Floro NH3 Amina OCO22- Karbonato Cl Kloro CO Karbonil ONO Nitrito Br Bromo NO Nitrosil CN Siano I Iodo NH2CH 3 Metilamina SCN Tiosianato 2- O Okso NC6H5 Piridina NCS Isotiosianato OH Hidrokso

JENIS LIGAN MULTIDENTAT • etilenadiamina oksalato o-fenantrolina dietilenatriamina trietilenatetramina en oks o-fen dien trien • etilenadiaminatetraasetat EDTA

CONTOH 11.1 Tentukan bilangan oksidasi atom logam pusat yang ter-koordinasi dalam senyawa berikut: a. K[Co(CN)4(NH3)2] b. [Os(CO)5] c. Na[Co(OH)3(H2O)3] Penyelesaian a. Biloks K = +1 maka muatan ion kompleks = -1. muatan ligan NH3 = 0 dan CN = -1, maka biloks atom logam pusat = (2 x 0) + (4 x -1) + (X) = -1; X = +3 b. c. Muatan ligan CO = 0 maka muatan senyawa kompleks = 0 berarti biloks Os = 0 Biloks Na = +1 maka muatan ion kompleks = -1 muatan ligan H2O = 0 dan OH = -1, maka biloks atom logam pusat = (3 x 0) + (3 x -1) + (X) = -1; X = +2

Penyelesaian Tafsirkan rumus senyawa kompleks dari nama-nama CONTOH 11.2 Tafsirkan rumus senyawa kompleks dari nama-nama senyawa di bawah ini: a. natrium trikarbonatokobaltat(3-) b. diaminadiakuodikloroplatinum(2+)bromida c. natrium tetranitratoborat(1-) Penyelesaian a. Muatan ion kompleks = -3 diperlukan 3 kation Na rumus senyawanya = Na3[Co(CO3)3] b. Muatan ion kompleks = +2 diperlukan 2 anion Br rumus senyawanya = [PtCl2(NH3)2(H2O)2]Br2 c. Muatan ion kompleks = -1 diperlukan 1 kation Na rumus senyawanya = Na[B(NO3)4]

PENULISAN RUMUS SENYAWA KOORDINASI 1. Penulisan: bermuatan positif terlebih dahulu baru yang bermuatan negatif. 2. Dalam tiap ion kompleks atau kompleks netral: atom pusat (logam) dituliskan dahulu, disusul ligan bermuatan negatif lalu ligan netral dan terakhir ligan bermuatan positif. Penulisan ligan yang bermuatan sejenis diurutkan berdasarkan abjad dalam bahasa inggris dari tiap simbol pertama ligan 3. Baik ion kompleks maupun kompleks netral dituliskan dalam kurung siku

TATA NAMA SENYAWA KOORDINASI 1. Penamaan: ion bermuatan positif lalu bermuatan negatif. 2. Nama ion kompleks: ligan dahulu lalu ion logam pusatnya. 3. Urutan penamaan ligan: abaikan muatan ligan & urutkan berdasarkan urutan abjad nama ligan dalam bahasa inggrisnya tetapi nama ligan tetap dituliskan dalam bahasa Indonesia 4. Aturan umum nama ligan: ligan bermuatan negatif: diberi akhiran -o dari nama dasarnya (Cl-: klorida menjadi kloro) ligan bermuatan positif: diberi akhiran ium dari nama dasarnya ( NH4+: amonium) ligan bermuatan netral, diberi nama sesuai molekulnya, kecuali beberapa ligan

5. Jumlah tiap jenis ligan dalam awalan Yunani. 6. Muatan ion kompleks dituliskan setelah nama atom logam pusat tanpa jarak. Jumlah muatan ion kompleks ditulis dalam nomor Arab dan diikuti dengan tanda jenis muatannya di dalam tanda kurung 7. nama logam pada ion kompleks bermuatan negatif di beri akhiran at

11.3 ISOMERISASI DALAM KOMPLEKS KOORDINASI • ISOMER STRUKTUR 1. Isomer ionisasi, [PtCl2(NH3)4]Br2 [PtBr2(NH3)4]Cl2 2. Isomer akua, [Cr(H2O)6]Cl3 ungu [CrCl(H2O)5]Cl2.H2O biru hijau [CrCl2(H2O)4]Cl.2H2O hijau 3. Isomer koordinasi, [Co(NH3)6][Cr(CN)6] dan [Cr(NH3)6][Co(CN)6] 4. Isomer ikatan, ligan nitro –NO2 nitrito –ONO, siano (CN-) isosiano (NC-), tiosianato (SCN-) isotiosianato (NCS-)

• ISOMER RUANG 1. Isomer Geometri, cis- dan trans- 2. Isomer Optik, bayangan cermin

11.4 PENERAPAN KIMIA KOORDINASI 1. Proses fotografi AgBr (p) + S2O32- [Ag(S2O3)2]3- + Br- 2. Proses penyepuhan Anoda : Cu + 3CN- [Cu(CN)3]2- + e- katoda : [Cu(CN)3]2- + e- Cu + 3CN- 3. Metalurgi emas ekstraksi Au di alam dengan proses pengkompleksan oleh CN- 4Au(p) + 8CN- + O2 + 2H2O 2[Au(CN)2]-(aq) + Zn(p) (aq) 4[Au(CN)2]- + 4OH- 2Au(p) + [Zn(CN)4]2-

menghilangkan logam tertentu dalam air dengan cara pengkelatan 4. Pengolahan air menghilangkan logam tertentu dalam air dengan cara pengkelatan pengkelatan besi dengan EDTA Fe2+ + EDTA [Fe(EDTA)]2- [Fe2+] dalam air <<< tak menimbulkan endapan walaupun ditambahkan basa 5. Membersihkan darah pengikatan ion Ca2+ dalam darah dengan EDTA 6. Menghilangkan logam berat dalam tubuh logam berat beracun seperti Hg dan Pb dapat dikompleks dengan EDTA

11.5 KLASIFIKASI POLIMER

11.6 PROSES POLIMERISASI n monomer polimer Adisi: tidak ada atom yang hilang Kondensasi: 1 molekul kecil (umumnya H2O) lepas setiap penambahan 1 monomer Kopolimerisasi: > 1 jenis monomer ter- polimerisasi secara adisi/ kondensasi ⇒ kopolimer acak Pertautan silang (cross-linking): monomer memiliki ≥ 3 tapak reaktif P O L I M E R S A

11.7 POLIMER SINTETIK serat (memanjang < 10% tanpa putus) plastik (20–100%) elastomer (100–1000%) (1) serat alami: kapas, wol, sutra (2) serat (semi) sintetik: Ketahanan terhadap ukuran 1. SERAT Nama Satuan Struktural Sifat Contoh Kegunaan Rayon Selulosa Pengabsorpsi, lembut, mudah Gaun, jas, jubah, gorden, teregenerasi diwarnai, pakaian yang tidak ‘cuci- pakai’ selimut Asetat Selulosa terasetilasi Cepat kering, lemas, tahan susut Gaun, kemeja, gorden tebal, jok kursi Nilon Poliamida Kuat, mengkilap, mudah dicuci, Karpet, jok kursi, tenda, layar halus, kenyal perahu, stoking, tekstil mulur, tali Dakron Poliester Kuat, mudah diwarnai, tahan susut Tekstil pres-permanen, tali, layar, benang Akrilik CH2 CH Hangat, ringan, kenyal, cepat kering Karpet, baju hangat, pakaian (Orlon) C N n bayi, kaus kaki

2. PLASTIK ⇒ dapat dicetak/diekstrusi ⇒ didinginkan/diuapkan pelarutnya Plastik sintetik pertama: Bakelit Nama Satuan Struktural Sifat Contoh Kegunaan Polietilena CH2 CH2 Kerapatan tinggi: keras, kuat, kaku Wadah cetakan, tutup, mainan, pipa n Kerapatan rendah: lembut, lentur, jernih Pengemas, kantung sampah, botol semprot CH2 CH Polipropilena n Lebih kaku dan lebih keras Wadah, tutup, karpet, koper, tali CH3 daripada polietilena kerapatan- tinggi, titik leleh lebih tinggi Poli(vinil klorida) CH2 CH n Cl Tidak mudah terbakar, tahan bahan kimia Pipa air, atap, kartu kredit, piringan hitam Polistirena CH2 CH n Getas, mudah terbakar, tidak tahan bahan kimia, mudah Mebel, mainan, pelapis refrigerator, isolasi diproses dan diwarnai Fenolik Kopolimer fenol- Tahan panas, air, bahan kimia Perekat kayu lapis, penguat formaldehida serat-kaca, papan rangkaian

11.8 POLIMER ALAMI (1) KARET Karet alam: meleleh lembek (1) (2) (3) (4) KARET PROTEIN POLISAKARIDA ASAM NUKLEAT (1) KARET H2C CH2 C C H2C CH3 C C n H2C CH C CH2 + CH3 H CH3 n H CH2 n 2-metilbutadiena (isoprena) cis-poliisoprena (karet alam) Adisi radikal bebas Katalis Ziegler-Natta trans-poliisoprena (getah perca) campuran cis- dan trans- semua cis- Karet alam: meleleh lembek tidak sepenuhnya kembali ke bentuk semula jika diulur

- kopolimer butadiena + akrilonitril (NBR) - polibutadiena Vulkanisasi (Goodyear, 1839) pembentukan jembatan disulfida (-S-S-) di antara gugus –CH3 pada rantai yang bersebelahan: < 5% S banyak S bahan elastik sangat keras & nonelastik (ebonit) Karet sintetik: - SBR - kopolimer butadiena + akrilonitril (NBR) - polibutadiena Produksi sekarang < karet alam: - bahan baku makin mahal - meningkatnya minat orang akan ban radial berserat

COOH -COOH H2N (2) PROTEIN H -NH2 asam basa Monomer: asam-α-amino H2N amfoter R Asam amino paling sederhana: R = H (glisina) O H O HO C CH2 N H + HO C CH2 NH2 O O HO C CH2 N C CH2 NH2 - H2O H glisina diglisina (suatu dipeptida) ikatan peptida Polimerisasi ⇒ poliglisina/Nilon 2 (suatu polipeptida)

COOH COOH H2N H CH3 CH3 R=CH3 (alanina): 1 atom C kiral levo (L-) dekstro (D-) Polipeptida harus dibangun dari 1 isomer optis saja agar sifatnya berulang (reproducible) ⇒ 20 asam α-amino alami hampir semua levo Lambang Struktur Gugus Samping “Gugus Samping” Hidrogen Glisina Gugus Samping Alkil Alanina Valina Leusina Isoleusina Gly Ala Val Leu Ile –H –CH3 –CH(CH3)2 –CH2CH(CH3)2 –CH(CH3)CH2CH3 CH2 NH CH Prolina Pro (struktur seluruh asam amino) H2C CH2 COOH

Struktur Gugus Samping Lambang Struktur Gugus Samping Gugus Samping Aromatik Fenilalanina Phe C H2 Tirosina Tyr C OH H2 Triptofan Trp CH2 C HC N H Gugus Samping Mengandung Alkohol Serina Treonina Ser Thr –CH2OH –CH(OH)CH3 Gugus Samping Basa Lisina Arginina Lys Arg –(CH2)4NH2 –(CH2)3NHC(NH2)=NH CH2 C HN CH N Histidina Hys C H

Struktur Gugus Samping Lambang Struktur Gugus Samping Gugus Samping Asam Asam aspartat Asam glutamat Asp Glu –CH2COOH –(CH2)2COOH O C C NH2 H2 O Gugus Samping Mengandung Amida Asparagina Asn C C C NH2 H2 H2 Glutamina Gln Gugus Samping Mengandung Sulfur Sisteina Metionina Cys Met –CH2SH –CH2CH2SCH3

Protein protein globular 1. PROTEIN BERSERAT: protein berserat (fibrous) Protein protein globular 1. PROTEIN BERSERAT: a. Sutera: bentuk lembaran terlipat -β monomer utama Gly dan Ala + sedikit Ser dan Tyr ⇒ R cukup kecil rantai protein ditaut-silang oleh ikatan hidrogen C O H N gugus nonhidrogen semuanya terletak pada 1 sisi lembaran gaya lemah antarlembaran membuat lembaran menumpuk menjadi lapisan ⇒ sutera terasa halus

b. Wol dan rambut: bentuk heliks-α protein memilin menjadi kumparan berputar- kanan dengan ikatan hidrogen antara C O dan H N pada asam amino ke-4. R lebih meruah dan kurang terdistribusi secara teratur ⇒ menonjol keluar dari heliks dan tidak saling mengganggu

2. PROTEIN GLOBULAR Contoh: Mioglobin (pembawa O2 dalam sel) Hemoglobin (pembawa O2 dalam darah) Struktur terlipat tak beraturan: a. Ada bagian berstruktur heliks-α/lembaran dan bagian tidak beraturan. b. R hidrokarbon menggerombol di daerah yang menolak air dan R polar/bermuatan cenderung tetap bersentuhan dengan air. ENZIM: residu yang membentuk tapak aktif dan menentukan sifat katalitik tidak berdekatan satu sama lain. berfungsi menurunkan penghalang aktivasi suatu reaksi. bekerja selektif pada kelompok substrat yang terbatas.

(3) POLISAKARIDA 1. Monosakarida: gula sederhana CnH2nOn (n = 3,4,5,6 = triosa, tetrosa, pentosa, heksosa) Polihidroksialdehida ⇒ aldosa Contoh: glukosa cincin membuka di sini O H 2 OH cincin membuka di sini O H 2 OH H HO O 1C 2 3 4 5 H HO 4 HO H HO 4 HO C OH 6CH2OH 5 H 3 6 5 H 3 CH2OH C H C OH 1 H C OH 1 OH OH (a) α-D-glukosa CH2OH 6 (b) D-glukosa rantai terbuka H (c) β-D-glukosa 4 atom C-kiral 24 =16 gula aldoheksosa Selain glukosa, yang alami: D-galaktosa (gula susu laktosa) D-manosa (gula tumbuhan)

Polihidroksiketon ⇒ ketosa Contoh: fruktosa (buah dan madu) cincin membuka di sini O H cincin membuka di sini 1CH2OH 2 O OH 1CH2OH 2C O HO 3C H H 4C OH H HO 3 HO 1 HOH2C 2 H 5 HO OH HO 3 OH H 5C OH CH2OH 6 4 H CH2OH 6 4 H 5 6 H H H (a) cincin beranggota-5 (b) bentuk rantai-terbuka (c) cincin beranggota-6 2. Disakarida: kondensasi dua gula sederhana melalui dehidrasi Contoh: laktosa (gula susu); sukrosa (gula pasir dari tebu dan gula bit) OH 6 5 H HO 3 β-D-galaktosa H 4 CH2OH O H 2 1 OH α-D-glukosa O H 2 OH H 4 HO O 6 5 H 3 CH2OH 1 H LAKTOSA OH

polimer dari α-D-glukosa: dapat dimetabolisme manusia dan hewan 6CH2OH 5 H 3 HO 4 HO O H 2 OH 1 β-D-fruktosa H H CH2OH 1 O α-D-glukosa O H HO 5 2 3 OH 4 H CH2OH 6 SUKROSA 3. POLISAKARIDA H O CH2OH O H H OH O HO H H CH2OH O H H HO H H OH PATI n polimer dari α-D-glukosa: dapat dimetabolisme manusia dan hewan

H H H O CH2OH H HO H HO CH2OH OH O O H H n SELULOSA polimer dari β-D-glukosa: hanya dapat dicerna bakteri pada saluran pencernaan kambing, sapi, rayap, dsb.

(4) ASAM NUKLEAT Nukleotida = nukleosida + asam fosfat (H3PO4) Monomer: empat jenis nukleotida, salah satunya: Nukleotida = nukleosida + asam fosfat (H3PO4) Nukleosida = basa nitrogen + gula purina D-ribosa RNA basa nitrogen gula pirimidina D-deoksiribosa DNA

DNA: Basa purina dan pirimidina: James Watson dan Francis Crick (1953): Heliks rangkap, antiparalel, pasangan basa komplementer C & G, A & T

LATIHAN SOAL-SOAL 1. Tentukan bilangan oksidasi logam dalam setiap kompleks koordinasi ini: [VCl2(NH3)4], [Mo2Cl8]4-, [Co(OH)2(H2O)4]+, dan [Ni(CO)4] 2. Tuliskan rumus struktur untuk senyawa /ion kompleks yang memiliki nama: a. ion diaminabisoksalatokobaltat(1-) b. heksaaminakobalt(3+)klorida c. kalium tetrakloropaladat(2-) 3. Tuliskan nama yang benar untuk senyawa kompleks berikut: a. NH4[Cr(NCS)4(NH3)2] b. [Tc(CO)5]I c. K[Mn(CN)5] d. [CoCl(NH3)4(H2O)]Br2

5. Tuliskan rumus dari ligan berikut ini beserta 4. Gambarkan isomer geometri yang dihasilkan oleh ion kompleks berikut: a. [CuCl2(H2O)2] b. [PtI2(NH3)4]2+ c. [RuCl2(NH3)4]+ 5. Tuliskan rumus dari ligan berikut ini beserta singkatannya, dan kelompokkan termasuk ke dalam jenis ligan apa. a. ortofenatrolin c. etilendiaminatetraasetat e. akuo b. oksalato d. amina f. floro

6. Tuliskan definisi dari: a. polimer c. Polimer termoset e. Vulkanisasi b. bahan sintetik d. monomer f. Oligosakarida 7. Sebutkan contoh makromolekul yang berasal dari bahan alam dan bahan sintetik yang Anda ketahui. 8. Apakah fungsi polimer untuk kehidupan manusia. 9. Sebutkan dua jenis reaksi polimerisasi. Apakah perbedaan antara kedua polimerisasi tersebut ?