Infrared

SINTESIS LIGAN KELAT

4-BENZOIL-1-FENIL-3-METIL-2-PIRAZOLIN-5-ON DAN

APLIKASINYA PADA EKSTRA KSI ION NIKEL DALAM LARUTAN

ABSTRACT

The aim of this research is to extract cobalt ion from solution with a chelate ligand , 4-benzoyl-3-  ethyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one (HPMBP). The synthesis of HPMBP was conducted by desolving 3- ethyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one in 1,4-dioxane and was reflux with benzoyl chloride at 100-120 0C for 30 minutes and used calcium hydroxide as a catalyst. The result showed that the crystals of HPMBP is yellowish white in color that has melting point of 86-87 0C with synthesis efficiency of 72.6%. The crystal structure was determined using IR-spectrophotometer with KBr pellet method and by H-NMR spectrophotometer using CDCl3 as a solvent. The result also showed that the optimum pH extraction is 4.4 (%E = 93) with extraction constant of 5.56 x 10-2. Key words : 4-benzoyl-3-methyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one (HPMBP), extraction, nickel

 PENDAHULUAN

Analisis kimia sering diperlukan bahwa suatu ion logam harus diekstraksi dari fasa air ke fasa organik seperti benzen, kloroform dll. Ekstraksi ini perlu dilakukan agar ion logam tersebut terpisah dari ion logam lain yang dapat mengganggu dalam penetapannya atau karena ion logam itu sendiri bersifat sebagai pengotor yang mengganggu pada penetapan ion logam lain. Agar ion-ion tersebut dapat diekstraksi ke dalam fasa organik yang tidak bersifat polar, maka ion-ion tersebut harus diubah menjadi bentuk molekul yang tidak bermuatan. Bentuk molekul yang dimaksud itu biasanya suatu kompleks yang tidak bermuatan, yaitu kompleks kelat (sepit) atau kompleks asosiasi ion. Syarat tidak bermuatan ini diperlukan agar kompleks

logam tersebut sifatnya sesuai dengan sifat pelarut organik yang tidak polar.

Kimia koordinasi sebagai bidang penelitian merupakan bidang penelitian yang relatif baru, meskipun kimia koordinasi sebagai proses telah sangat lama dikenal terutama dalam proses ekstraksi pelarut. Penelitian tentang ekstraksi ion-ion logam dengan menggunakan ligan kelat konvensional seperti ditizon dan oksin atau turunannya telah banyak dilakukan, antara lain  diperoleh bahwa ion-ion lantanida telah dapat diekstraksi menggunakan 2-metil-

8-kuinolin dengan konstanta ekstraksi  yang sangat kecil yaitu untuk La = 1,2 x 10-20 dan untuk Yb = 1,3 x 10-19 dengan menggunakan pengkelat mono-2-etilheksil- asam fosfat mono-2-etil-heksil ester, ion kobal dan nikel dapat diekstraksi dengan konstanta ekstraksi berturut-turut 7,53 x 10-7 dan 1,5 x 10-11 (Dreisinger and Cooper, 1986). Selain dari pada itu ion timbal dapat diekstraksi secara optimum dengan ditizon pada pH 8,2 dengan konstanta ekstraksi (Keks) sebesar 1,5 x 10-7, sedangkan ion kadmium dapat terekstraksi dengan ligan kelat oksin pada pH optimum 7,6 dan memberikan konstanta ekstraksi sebesar 7,8 x 10-6 (Hamzah, 1998). Dari hasilhasil penelitian tersebut terlihat bahwa  konstanta ekstraksi yang diperoleh sangat

kecil ; hal ini menunjukkan bahwa angka banding distribusi dan persen ekstraksi yang diperoleh pada sistem ekstraksi tersebut juga kecil karena konstantaekstraksi berbanding lurus dengan angka banding distribusi dan juga persen ekstraksi.

 Penelitian ini menunjukkan bahwa tanpa menggunakan efek sinergis dari ligan pembantu, ketiga logam tersebut tidak dapat diekstraksi dengan hasil yang maksimal. Padahal dalam proses ekstraksi diharapkan semua logam dapat terekstraksi satu kali oleh satu ligan

karena penggunaan lebih dari satu ligan adalah tidak efisien. Dari gejala diatas maka diduga bahwa salah satu penyebab kecilnya konstanta ekstraksi yang diperoleh terletak pada jenis ligan kelat yang digunakan.

Penelitian yang berhubungan dengan usaha untuk mengsintesis dan menggunakan ekstraktan ligan kelat betadiketon dari turunan pirazolon dalam ekstraksi logam telah berkembang dengan cepat. Hal ini disebabkan karena sebelum turunan pirazolon ini banyak

digunakan, senyawa beta-diketon yang  secara luas digunakan dalam proses ekstraksi logam yaitu tenoiltrifluoroaseton (HTTA), ternyata preparasinya sukar dan biaya produksinya mahal. (Jia, 1988) telah mengsintesis senyawa ekstraktan kelat 1-fenil-3-metil-4- benzoil-5-pirazolon (HPMBP) melalui reaksi asilasi Schotten Baumann yang diikuti dengan penataan ulang Fries dan menggunakannya untuk ekstraksi beberapa logam antara lain Pu (IV) dan Th (IV) serta membandingkannya dengan ekstraktan kelat HTTA. Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa

konstanta ekstraksi dengan HPMBP adalah 10 kali lebih besar dari konstanta ekstraksi dengan HTTA ; juga diperoleh nilai pH1/2 untuk 0,01M HP BP relative sama dengan nilai pH1/2 untuk 0,2M HTTA. Dengan kata lain jumlah HPMBP yang digunakan dalam ekstraksi adalah

1/20 jumlah HTTA pada kondisi yang sama dan juga telah melakukan kajian tentang ekstraksi sinergis uranium dari larutan asam nitrat dan asam sulfatnya dengan ekstraktan pirazolon bersamasama  dengan senyawa organofosfor netral seperti tributil fosfat (TBP) dan asam organofosfor seperti [asam di-(2- etil-heksil)-fosfat], HDEHP. Hasilnya menunjukkan bahwa koefisien ekstraksi dengan ekstraktan campuran lebih besar dari ekstraktan tunggalnya. HPMBP telah terbukti cukup efektif pada ekstraksi-ekstraksi unsure radio aktif dan logam tanah jarang (Roy and Nag, 1978). Ekstraksi lanthanum (III), europium (III) dan lutetium (III) ke dalam kloroform dengan menggunakan 1-fenil-3-metil-4-benzoil-5-pirazolon terfluorinasi telah dilakukan oleh Saleh, HPMBP juga telah digunakan untuk ekstraksi logam timbal (Hamzah dan Pulukadang, 1998).. serta logam kadmium (Hamzah, B., 2006). Hassib, dan Latif Abdel (2003) meneliti tentang studi konduktimetri, spektrometri dan potensiometri dari beberapa senyawa 3-fenil-4-arilazo-5- pirazolon dan kompleksnya dengan kobal. Studi termal dan spektroskopi dari kompleks scandium dengan 1-fenil-3- metil-4-benzoil-5-pirazolon juga telah dilakukan (Akama 2005). Ligan kelat 1- fenil-3-metil-4-etanoil-5-pirazolon, HPMEP, telah berhasil disintesis oleh Hamzah (2006).

Oleh karena itu, penelitian ini dilaksanakan dengan tujuan utama untuk mengembangkan teknik analisis pemisahan kimia unsur logam dalam orde trace dengan menggunakan ekstraktan ligan kelat turunan pirazolon. Langkah pertama dalam penelitian ini adalah mengsintesis ekstraktan 4-benzoil-1-fenil-3-metil-2- pirazolin-5-on (HPMBP) dalam pelarut 1,4-dioksan. Kemurnian kristal hasil sintesis diuji dengan penentuan titik leleh

dan dilanjutkan dengan penentuan struktur menggunakan Spektrofotometer IR dan H-NMR. Untuk mengaplikasikannya pada proses ekstraksi, maka pada tahap kedua dilakukan ektraksi ion nikel dalam larutan dengan variasi pH untuk menentukan pH optimum ekstraksinya dan menentukan konstanta ekstraksi, K.eks .

 Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan sumbangan informative bagi pengembangan kajian proses ekstraksi pelarut dalam bidang-bidangyang terkait seperti kimia koordinasi, radiokimia, hidrometalurgi, kimia lingkungan dan lainnya. Sumbangan aplikatif diharapkan dapat diberikan bagi pengembangan bidang pertambangan dan teknologi mineral, pengembangan prosedur analisis kimia dan penanganan logam-logam berbahaya dari limbah.

Link Download: Infrared.doc