Kompleks Besi(III)EDTA : Unique Agent

Kompleks Besi(III)EDTA

Paper Kimia Anorganik III

San Paris Mataputun

Jurusan Kimia FMIPA Unsrat Manado

Senyawa koordinasi adalah senyawa kompleks yang terbentuk karena adanya ikatan antara ligan yang berperan sebagai donor pasangan elektron atau basa lewis dengan ion pusat  logam  yang berperan sebagai akseptor pasangan elektron atau asam lewis (Setyawati dan Irmina, 2010). Menurut Clyde dan Selbin (1985), senyawa kordnasi dapat dibedakan menjadi dua jenis. Jenis yang pertama adalah kompleks netral yaitu kompleks yang tidak memiliki muatan seperti [Fe(CO)₅] dan [Pt(RNC)₄], atau bisa juga berasal dari ion logam pusat yang dikelilingi oleh  ligan bermuatan berlawanan dalam jumlah yang netral seperti [Co(NH₃)₃], [Fe(aca)₃] dan [Cr(gly)₃₃]. Jenis senyawa koordinasi yang kedua adalah berupa berupa ion yang dalam hal ini paling sedikit satu dari antara ion tersebut harus merupakan ion kompleks (Clyde dan Selbin, 1985). Salah satu contoh dari kompleks ion adalah Besi(III)EDTA yang dapat disintesis dari senyawa FeCl₃.6H₂O dengan ligan EDTA dari Na-EDTA (Setyawati dan Irmina, 2010).

Nama dan Rumus Struktur Besi(III)-EDTA

Besi(III)EDTA dengan rumus molekul [Fe(HO₂CCH₂)₂NCH₂CH₂N(CH₂CO₂H)₂]^- memiliki nama sistematik IUPAC Etilendiamintetraasetatferat(III) sering disebut juga ferric versenate. Senyawa kompleks Besi(III)-EDTA memiliki struktur oktahedral, dimana ada interaksi antara gugus fungsi pada EDTA dengan logam ion pusat Fe, dua atom N dan empat atom O dari ligan EDTA terletak pada pojok-pojok oktahedral. Dalam senyawa koordinasi, EDTA^4– berperan sebagai ligan. EDTA^4- mengikat kation logam besi melalui dua amina dan empat gugus O dari gugus karboksilat (Anonim, 2012).

Gambar 1. Struktur oktahedral Besi(III)EDTA

Sumber : Novyanti (2011)

Sifat Fisik dan Kimia

Dari hasil pengukuran dengan MSB (Magnetic Susceptibility Balance) diperoleh bahwa senyawa kompleks besi(III)-EDTA memiliki sifat kemagnetan 5,1 BM (Setyawati dan Irmina, 2010). Menurut Setyawati dan Irmina (2010), Senyawa kompleks ini bersifat asam dan larut dalam air. Selain itu EDTA merupakan ligan kuat, seharusnya bisa mendesak elektron pada orbital d  besi untuk berpasangan. Namun kenyataannya tidak demikian. Hal ini bisa dijelaskan bahwa meskipun EDTA termasuk ligan kuat tetapi bentuk molekul EDTA besar dan bulky sehingga pasangan elektron bebas dari ligan lebih memilih masuk pada orbital terluar atom pusat. Senyawa kompleks [Fe(EDTA)] juga merupakan salah satu senyawa kompleks besi yang stabil (Kstab = 25,1) karena membentuk khelat dengan EDTA (Svenson et al., 1989).

Tabel. 1. Karakteristik fisika dan kimia Besi(III)-EDTA

Berat molekul	344.05588 g/mol
Rumus molekul	C10H12FeN2O8-
Donor ikatan H	0
Akseptor ikatan H	10
Massa eksak	343.994307
Muatan formal	-1
Kompleksitas	293
Jumlah isotop	0
Titik didih	614.2 °C pada 760 mmHg
Titik lebur	325.2 °C pada 760 mmHg
Jumlah ikatan kovalen	2

Sumber : Pubchem (2012)

Sintesis Besi(III)-EDTA

Setyawati dan Irmina (2010) melaporkan bahwa senyawa kompleks ini dapat disintesis dengan mereaksikan besi(III) dari senyawa FeCl₃.6H₂O dengan ligan EDTA dari Na-EDTA. Sebelum melakukan sintesis senyawa kompleks maka dilakukan penentuan panjang gelombangmaksimum, perbandingan stoikiometri, serta pengaruh pH pada pembentukan senyawa kompleks. Dari hasil tersebut akan disintesis senyawa kompleks dengan melarutkan NaH₂EDTA·H₂O ke dalam air. Kemudian larutan dipanaskan sampai terbentuk larutan bening.Untuk menghilangkan kation Na⁺  maka larutan tersebut dilewatkan pada resin penukar kation Na⁺  sehingga didapatkan senyawa HEDTA. Larutkan besi(III) klorida heksa hidrat ke dalam air kemudian tambahkan ke dalam larutan EDTA dan diaduk. Kemudian larutan dipanaskan sampai terbentuk endapan. Selanjutnya larutan didinginkan dan endapan disaring dengan corong buchner. Endapan yang terbentuk dicuci dengan air dingin untuk menghilangkan ion Fe(III) yang tersisa. Kemudian produk dicuci dengan etanol dan dikeringkan pada kertas saring Whetman (Setyawati dan Irmina, 2010).

Dari penentuan stoikiometri diperoleh hasil bahwa perbandingan stoikiometri senyawa kompleks = 1: 1 dengan proses pembentukan senyawa kompleks dilakukan pada pH 6 (Setyawati dan Irmina, 2010).

Dari hasil sintesis yang dilakukan oleh Setyawati dan Irmina (2010) diperoleh padatan berwarna kuning dan senyawa hasil sintesis dikarakterisasi dengan spektroskopi UV-VIS, Infrared (IR) dan Magnetic Susceptibility Balance. Dari hasil analisis spektroskopi UV-VIS yang dilakukan diperoleh bahwa nilai panjang gelombang maksimumnya sebesar 398 nm sedangkan spektrum IR senyawa ini menunjukkan serapan khas vibrasi logam-ligan muncul pada serapan di bawah 500 cm.

Gambar 2. Spektra Uv-Vis Besi(III)EDTA (Setyawati dan Irmina, 2010).

Gambar 3. Spektra IR Besi(III)EDTA (Setyawati dan Irmina, 2010).

Aplikasi Besi(III)-EDTA

Senyawa kompleks Besi(III)EDTA dapat diaplikasikan sebagai garam untuk fortifikasi besi (Torres et a., 1979),  asam lewis dalam removal H₂S (Horikawa et al., 2004), katalis heterogen (Setyawati dan Irmina, 2010)  maupun sebagai adsorber katalitik (Novyanti, 2011).

Torres et al. (1979) melaporkan bahwa kompleks Besi(III)EDTA dapat digunakan sebagai fortifikasi besi sebagai pengganti  zat besi dalam sayuran  dan memiliki keuntungan pada penyerapan dari keduanya. Dari penelitian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa hanya sejumlah kecil zat besi dari garam ini, sekitar 10 mg/hari  diperlukan untuk mencegah anemia atau  kekurangan zat besi.

Dalam aplikasinya sebagai katalis heterogen digunakan pada reaksi sintesis vitamin E dengan materi pendukung MgF₂ yang bersifat asam (Setyawati dan Irmina, 2010).  Senyawa kompleks ini bersifat asam dan larut dalam air sehingga memungkinkan untuk menempel kuat dalam pendukung MgF₂ dan berada dalam fase yang berbeda dengan vitamin E yang disintesis. Untuk menambah daya katalitiknya maka katalis senyawa kompleks dapat diberi support MgF₂ agar didapatkan luas permukaan yang lebih besar untuk mendistribusikan active site (Setyawati dan Irmina, 2010).

Peran sebagai adsorber katalitik baik dalam bentuk padat maupun cair, yakni sebagai media adsorber terhadap serapan gas H₂S. data yang dilaporkan oleh Novyanti (2010) menunjukan bahwa tingkat kejenuhan adsorbs adalah pada waktu optimum 180 detik. Semakin besar volume Besi(III)EDTA semakin besar pula kemampuannya menyerap gas H₂S.

Besi(III)EDTA juga telah diaplikasikan pada proses removal H₂S. Konversi ini dilakukan dengan mengoksidasi hidrogen sulfida untuk elemen sulfur  yang bersifat nonvolatile seperti yang telah dilakukan oleh Horikawa et al. (2004) . Reaksi konversin dapat dituliskan sebagai berikut (Horikawa et al., 2004) :

2[Fe(EDTA)]^-    +    H₂S   →   2[Fe(EDTA)]²⁻  +  S  +  2H⁺

Daftar Pustaka

Anonim. 2012 :  http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/summary/summary.cgi?cid=197149&locc :  Computed Properties  of Iron(III)-EDTA,[diakses pada 5 Maret].

Clyde, D dan Joel. 1985. Kimia Anorganik Teori. Terjemahan Wisnu Susetyo. Gadjah Mada   University Press. Yogyakarta.

Horikawa, M., Rossi, Gimenes, Costa, da Silva. 2004. Chemical  Absorbtion of H₂S for Biogas Purification. Brazilian Journal of Chemical Engineering. 21(03):415-422.

Novyanti, L. (2011). Sintesis Katalis Adsorber Besi(III)EDTA [skripsi]. FMIPA Universitas Pendidikan Indonesia. Bandung.

Setyawati, H. dan Irmina. 2010. Sintesis Dan Karakterisasi Senyawa Kompleks Besi(III)-EDTA, Prosiding Seminar Nasional Sains 2010: Optimalisasi Sains Untuk Memberdayakan Manusia

Svenson, A., Kaj, L., Björndal, H. 1989. Aqueous Photolysis of Iron(III) complexes of  NTA,EDTA and DTPA. Chemosphere. 18(9):1805-1808

Torres, M, Egidio, Marta dan Miguel. 1979. Fe(III)-EDTA complex as iron fortification Further Studies. The American Journal of Clinical Nutrition. 32:809-816.