PEMANFAATAN KOMPOSIT FE(HTRZ) 3 (BF 4 ) 2 – NATA DE COCO SEBAGAI MEDIA PEMBELAJARAN PRAKTIS PADA SENYAWA KOMPLEKS

## SUMARNO
MAN 2 Kota Cilegon Email : marnoaji@gmail.com

## ABSTRAK
Komposit  Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 – nata  de  coco dapat  dibuat  dengan  cara  mereaksikan  Besi  (II) tetrafluoroborat  dan  ligan  triazol  dalam  matrik nata  de  coco .  Komposit  yang  dihasilkan berwarna  ungu,  karena  kompleks  Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 terbentuk  di  dalam  matrik nata  de  coco . Ketika komposit ini dipanaskan terjadi perubahan warna menjadi putih  mulai pada suhu 373 K  sampai  398  K  dan  ketika  temperaturnya  diturunkan,  warna  komposit  berubah  kembali menjadi  ungu  pada  suhu  358  K  sampai  333  K.  Penampilan  senyawa  kompleks  seperti  ini dikenal  sebagai  efek  histeresis,  yang  berpotensi  sebagai  penyimpanan  informasi  pada perangkat  elektronik,  yang  tergantung  pada  lebar  histeresis.  Ditentukan  dengan  program Image  J  Sever diperoleh  kompleks  Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 memiliki  lebar  histeresis  sebesar  40  K. Fenomena histeresis dapat diasosiasikan sebagai proses transisi spin elektron pada atom pusat yang  berkaitan  dengan  sifat  kemagnetan  senyawa  kompleks.  Karakteristik  komposit Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 – nata de coco yang mengalami perubahan warna dalam rentang suhu tinggi dan  suhu  rendah  ini  merupakan  fenomena  unik  dari  senyawa  kompleks,  dan  dapat dimanfaatkan  sebagai  media  pembelajaran  yang  menarik  bagi  siswa  pada  pembahasan  sifat senyawa kompleks.
Kata Kunci : Komposit, Nata de coco, Media pembelajaran, Histeresis

## ABSTRACT
Fe(Htrz) 3 (BF4) 2 – nata de coco composite can be made by reacting Iron (II) tetrafluoroborate and triazole ligand in nata de coco matrix. The resulting composite is purple in color, because the  Fe(Htrz) 3 (BF4) 2 complex  is  formed  in  the  nata  de  coco  matrix.  When  this  composite  is heated,  the  color  changes  to  white  starting  at  373  K  to  398  K  and  when  the  temperature  is lowered,  the  color  of  the  composite  changes  back  to  purple  at  358  K  to  333  K.  The appearance  of  such  complex  compounds  is  known  as  the  hysteresis  effect,  which  has  the potential  for  storage.  information  on  electronic  devices,  which  depends  on  the  width  of  the hysteresis.  Determined  by  the  Image  J  Sever  program,  the  Fe(Htrz) 3 (BF4) 2 complex  has  a hysteresis width of 40 K. The hysteresis phenomenon can be associated with the electron spin transition  process  on  the  central  atom  which  is  related  to  the  magnetic  properties  of  the complex  compound.  The  characteristic  of  Fe(Htrz) 3 (BF4) 2 –  nata  de  coco  composite  which undergoes  color  changes  in  the  high  and  low  temperature  range  is  a  unique  phenomenon  of complex  compounds,  and  can  be  used  as  an  interesting  learning  medium  for  students  in discussing the nature of complex compounds.
Keywords: Composite, Nata de coco, Learning media, Hysteresis

## PENDAHULUAN
Senyawa  kompleks  Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 sudah  banyak  diteliti  dan  diaplikasikan  dalam berbagai  media  baik  keras  maupun  lunak,  terutama  kerena  keunikannya  yang  memiliki  dua karakter  kemagnetan.  Karakter  tersebut  adalah  perubahan  sifat  dari  diamagnetik  menjadi paramagnetik  yang  terjadi  di  sekitar  temperatur  ruang.  Perubahan  karakter  magnet  ini disebabkan oleh adanya perubahan arah spin elektron pada atom pusat, yang dikenal sebagai transisi  spin.  Senyawa  kompleks  Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 mengalami  transisi  spin,  jika  dikenai padanya  perubahan  suhu  (∆T),  perubahan  tekanan  (∆P)  atau  oleh  adanya  penyinaran  (h  ). (Salitros, et.  al .,  2008).  Perubahan  sifat  magnet  ini  terjadi  secara  reversibel  yang  disertai dengan  perubahan  warna  begitu  jelas  yaitu  dari  ungu  menjadi  putih.  Karakter  inilah  yang
menyebabkan senyawa kompleks Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 dapat diaplikasikan sebagai material saklar, peralatan  optik,  sensor  suhu  maupun  sensor  tekanan.  (Gütlich  dan  Goodwin,  2004). Pengaplikasian  ini  berhubungan  erat  dengan  lebar  histeresis  yaitu  karakteristik  kurva  yang dinyatakan sebagai selisih antara transisi naik dengan transisi turun ketika senyawa kompleks mengalami transisi spin.
Namun  karakteristik  histeresis  pada  senyawa  kompleks  sendiri  merupakan  fenomena yang belum banyak diketahui oleh siswa. Hal  ini disebabkan selama ini pembelajaran kimia tentang  senyawa  kompleks  lebih  banyak  bersifat  abstak  dan  sangat  teoritis.  Sedangkan informasi  yang  bersifat  abstrak  dan  teoritis  sangat  sulit  di  fahami  dengan  tingkat  rata  –  rata kemamupan  verbal  siswa.  Oleh  sebab  itu  diperlukan  suatu  media  pembelajaran  untuk membantu proses verbal siswa dalam memahami informasi yang bersifat abstrak dan teoritis.
Pemakaian media pembelajaran dalam proses belajar mengajar dapat membangkitkan minat dan keinginan yang baru, membangkitkan motivasi dan rangsangan kegiatan belajar, dan bahkan membawa pengaruh-pengaruh psikologis terhadap pembelajar (Junaidi. 2019). Menurut Kustandi dan Sutjipto (2011) Media Pembelajaran adalah alat  yang dapat membantu proses belajar mengajar dan berfungsi untuk memperjelas makna pesan yang disampaikan,  sehingga  dapat  mencapai  tujuan  pembelajaran  yang  lebih  baik  dan  sempurna. Secara  umum  media  pembelajaran  harus  memiliki  nilai  praktis.  Nilai  praktis  media pembelajaran  diantaranya  adalah  mengatasi  keterbatasan  pengalaman  yang  dimiliki  siswa, memungkin  adanya  interaksi  langsung  antara  siswa  dan  lingkungan,  menanamkan  konsep dasar  yang  benar,  konkrit  dan  realistis,  membangkitkan  motivasi,  memberikan  pengalaman yang integral dari yang konkrit hingga abstrak.
Pada  kenyataannya  media  yang  mampu  memberikan  penjelasan  konkrit  mengenai senyawa kompleks saat ini belum banyak dikembangkan. Sehingga perubahan warna senyawa kompleks yang disebabkan adanya transisi spin, sangat menarik apabila dimanfaatkan sebagai media  pembelajaran  khususnya  pada  pembahasan  senyawa  kompleks.  Fenomena  histeresis oleh  adanya  transisi  spin  dapat  dimanfaatkan  sebagai  media  pembelajaran  apabila diaplikasikan dengan bahan tertentu yang memiliki sifat kuat dan tahan lama. Aplikasi yang telah  dilakukan  adalah  mencampurkan  kompleks  Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 dengan  bahan  cat  dan melakukan  pelapisan  pada  permukaan  keramik.  (Labanu,  2010).  Tetapi  warna  kompleks berubah  menjadi  merah  kecoklatan,  sebagai  indikasi  terjadi  reaksi  antara  kompleks  dengan bahan  cat  yang  digunakan  sehingga  perubahan  warna  oleh  karena  efek  histeresis  tidak teramati dengan jelas. Melihat fakta itu menunjukkan bahwa metode tersebut tidak praktis jika digunakan sebagai media pembelajaran.
Eksperimen yang berhasil menunjukkan perubahan warna sangat jelas dilakukan oleh Nakamoto, et. al ., 2005, dengan cara membuat kompleks Fe(Htrz) 3 dalam bentuk film dengan nafion . Nafion adalah polimer sintetis bermuatan negatif yang berfungsi sebagai resin penukar ion. Namun penggunaan material nafion sangat sulit diadakan di sekolah. Sementara peralatan yang  tersedia  di  sekolah  sangat  terbatas.  Sebagaimana  telah  dilakukan  penelitian  bahwa komposit  dapat  dihasilkan  dari  modifikasi nata  de  coco dengan  deposisi  logam  –  logam diantaranya  paladium,  emas  dan  perak  (O’Neill, et.  al., 2002).  Hasil  penelitian  inilah  yang memberikan  inspirasi  untuk  melakukan  sintesis  kompleks  Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 di  dalam  matrik nata  de  coco .  Oleh  karena  itu  sebagai  bahan  alternatif  pengganti  nafion,  sintesis  kompleks Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 dilakukan dalam matrik nata de coco . Hal ini dilakukan karena nata de coco merupakan  biopolimer  dengan  struktur  nanometer  banyak  digunakan  untuk  deposisi  logam transisi menghasilkan komposit. Alasan lainnya adalah nata de coco merupakan bahan alam yang  sangat  murah  dan  mudah  dibuat  dari  limbah  air  kelapa.  Komposit  dibuat  dengan  cara menumbuhkan kristal kompleks  di  dalam matrik nata  de coco. Pembuatan komposit dengan matrik nata  de  coco lebih  mudah  dilakukan  karena  menggunkan  alat  yang  sederhana  dan tersedia  di  laboratorium.  Dengan  demikian  komposit  Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 – nata  de  coco yang dihasilkan  dapat  dipergunakan  sebagai  media  pembelajaran  yang  praktis  untuk  menjelaskan fenomena histeresis oleh adanya transisi spin elektron pada atom pusat senyawa kompleks.

## METODE PENELITIAN Alat dan Bahan
Bahan  kimia  yang  dipergunakan  untuk  sintesis  kompleks  adalah  Fe(BF 4 ) 2 .6H 2 O (aldrich), 1,2,4 –riazol (Aldrich) dengan pelarut air. Nata de coco diperoleh dari fermentasi air kelapa  yang  telah  ditambah  dengan  sukrosa  dan  urea  sebagai  bahan  nutrisi  tambahan  bagi bakteri acetobacter xylinum , yang disimpan pada pH sekitar 4 dan suhu 27 – 30 o C. Peralatan yang  dipergunakan  berupa  gelas  kimia  dan  gelas  ukur.  Uji  termokromik  terhadap  komposit dilakukan di  dalam silicon oil (aldrich) di  atas hotplate yang dilengkapi  dengan thermometer dengan komposit dimasukkan ke dalam tabung reaksi kering dan tertutup.

## Pembuatan komposit
Nata de coco ditekan lalu direndam di dalam larutan Besi(II) tetrafluoroborat 0,05 M. di  aduk  selama  1,5  jam.  Dikeringkan  permukaannya  dengan  kertas  saring,  lalu  direndam  di dalam larutan 1,2,4 – triazol 0,3 M, diaduk selama 1 jam. Lapisan n ata de coco dikeringkan permukaannya, disimpan di udara terbuka selama 24 jam hingga terbentuk warna ungu.

## Uji Termokromik
Komposit dimasukkan dalam tabung reaksi kering, dibenamkan dalam silicon oil yang ditampung  dengan  gelas  kimia.  ditempatkan  di  atas hotplate .  Penangas  dinyalakan  pada rentang suhu 26 o C hingga 130 o C, sambil diamati warnanya dan direkam dengan kamera tiap kenaikan  skala  suhu  5 o C  atau  10 o C.  Intensitas  warna  foto  hasil  pengamatan,  dianalisa menggunakan  program Image  J  Sever .  Data  RGB  (Red,  Green,  Blue)  yang  diperoleh, dikonversi  secara  linier  menjadi  persen  perubahan  warna  dengan  pendekatan  nilai  RGB terendah  sama  dengan  0  %  dan  nilai  RGB  tertinggi  sama  dengan  100  %.  Hasil  konversi tersebut, kemudian dialurkan untuk memperoleh kurva transisi dari efek termokromik.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Senyawa  kompleks  Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 telah  berhasil  disintesis  dalam  matrik nata  de coco .  Kristal  senyawa  kompleks  Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 mengalami  penumbuhan  di  dalam  matrik nata  de  coco .  Terbentuknya  kristal  kompleks  di  dalam nata  de  coco ditandai  dengan terjadinya  perubahan  warna  matrik  menjadi  ungu.  Ketika  perubahan  warna  matrik  menjadi ungu  menandakan  telah  terbentuk  komposit  Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 – nata  de  coco .  Gambar  1 menunjukkan tampilan fisik komposit Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 – nata de coco
Gambar 1 Tampilan Fisik Komposit Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 – Nata de Coco
Selanjutnya  untuk  mengetahui  karakteristik  histeresis  senyawa  kompleks  pada  bahan komposit di lakukan uji termokromik. Tujuannya adalah agar diperoleh data batas suhu tinggi dan suhu rendah yang memberikan tampilan perubahan warna kompleks Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 pada komposit. Tiap-tiap perubahan suhu tertentu dicatat, dan diamati perubahan warna kompleks direkam  dalam  bentuk  foto.  Intensitas  warna  foto  hasil  pengamatan,  dianalisa  menggunakan program Image  J  Sever .  Data  RGB  (Red,  Green,  Blue)  yang  diperoleh,  dikonversi  secara linier menjadi persen perubahan warna dengan pendekatan nilai RGB terendah sama dengan 0 % dan nilai RGB tertinggi sama dengan 100 %. Hasil konversi tersebut, kemudian dialurkan untuk  memperoleh  kurva  transisi  dari  efek  termokromik.  Uji  termokromik  kompleks Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 dalam  komposit  berhasil  diperoleh  dengan  perubahan  warna  ketika
dipanaskan pada suhu 373 K hingga 398 K menjadi putih dan kembali ke warna semula ketika suhunya diturunkan pada 358 K hingga 333 K. Sifat termokromik kompleks Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 ditunjukkan pada Gambar 2.
299 K (suhu rendah) 393 K (suhu tinggi)
Gambar 2 Efek termokromik kompleks Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 dalam komposit
Penentuan  kurva  transisi  menggunakan  program Image  J  Sever menunjukkan  bahwa kompleks  Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 mengalami  histeresis  dengan  lebar  40  K.  Kurva  trasisi  yang diperoleh  ditunjukkan  pada  Gambar  3.  Kurva  transisi  yang  menampilkan  histeresis  tersebut semakin  menguatkan  informasi  bahwa  terdapat  senyawa  kompleks  tertentu  yang  memiliki karaktristik  mengalami  perubahan  sifat  secara  reversibel  pada  rentang  tertentu  suhu  ruang. Gambaran kurva transisi merupakan sifat spesifik dari tiap- tiap senyawa kompleks berkaitan dengan pemanfaatanna di dalam kehidupan sehari – hari untuk di ketahui oleh siswa.
Gambar 3 Kurva transisi kompleks Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 dalam komposit
Fenomena  histeresis  yang  di  tunjukkan  oleh  kurva  transisi  tersebut,  dapat diasosiasikan  sebagai  proses  transisi  spin  elektron  pada  aton  pusat.  Efek  histeresis  ini  juga memberikan penjelasan kepada siswa akan adanya ligan medan lemah dan ligan medan kuat yang memberikan sifat kemagnetan berbeda pada senyawa kompleks.
Dalam hal transisi spin dan sifat kemagnetan senawa kompleks ini, dapat di amati oleh siswa sebagai  perubahan warna senyawa kompleks  ketika berada pada suhu tinggi  dan suhu rendah. Perubahan warna yang kontras dari senyawa kompleks pada rentang suhu rendah dan suhu tinggi, dapat teramati dengan jelas pada komposit Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 – nata de coco . Penggunaan nata  de  coco sebagai  matrik  komposit  merupakan  bahan  alternatif pengganti nafion . Dibandingkan dengan nafion , nata de coco memiliki kelebihan antara lain mudah  di  buat,  lebih  murah,  mudah  didapatkan  di  alam  dan  lebih  sederhana.  Dengan peralatan  sederhana  tersebut  dapat  mejelaskan  fenomena  transisi  spin  senyawa  kompleks berdasarkan  perubahan  warna  yang  jelas.  Sehingga  secara  praktis  material  komposit Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 – nata  de  coco dapat  dimanfaatkan  sebagai  media  pembelajaran  dalam pembahasan tentang sifat senyawa kompleks. Pemanfatan komposit Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 – nata de coco sebagai  media  pembelajaran  setidaknya  dapat  memenuhi  tiga  fungsi  yaitu pertama
fungsi  stimulasi  yang  menimbulkan  ketertarikan  untuk  mempelajari  dan  mengetahui  lebih lanjut  segala  hal  yang  ada  pada  media  pembelajaran  yang  dapat  dimanfaatkan  guru  untuk membuat  proses  pembelajaran  yang  menyenangkan  dan  tidak  membosankan; kedua fungsi mediasi  yang  merupakan  perantara  untuk  menjembatani  komunikasi  antara  guru  dan  siswa; dan ketiga fungsi  informasi  yang  menampilkan  penjelasan  yang  ingin  disampaikan  guru sehingga  siswa  dapat  menangkap  keterangan  atau  penjelasan  yang  dibutuhkannya  atau  yang ingin disampaikan oleh guru.

## KESIMPULAN
1. Komposit Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 – nata de coco berhasil dibuat dengan cara menumbuhkan kristal kompleks Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 dalam matrik nata de coco . 2. Komposit Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 – nata de coco menunjukkan sifat termokromik yang sangat jelas, ketika dipanaskan pada suhu 373 K hingga 398 K berubah warna menjadi putih dan  kembali  ke  warna  ungu  ketika  diturunkan  suhunya  pada  358  k  hingga  333  K. Kurva transisi yang diperoleh menunjukkan histeresis dengan lebar 40 K.
3. Penentuan histeresis dan sifat  termokromik  pada  komposit Fe(Htrz) 3 (BF 4 ) 2 – nata  de coco merupakan  metode  yang  sederhana  dan  praktis  sehingga  dapat  dimanfaatkan sebagai alternatif media pembelajaran pada senyawa kompleks.

## DAFTAR PUSTAKA
Kustandi,  Cecep  dan  Bambang,  Sutjipto  (2011)  :  Media  Pembelajaran.  Ghalia  Indonesia.
Bogor .
Junaidi (2002): Peran Media Pembelajaran dalam Proses Belajar Mengajar, Jurnal Mnagemen Pendidikan dan Pelatihan vol.3 no.1
Gütlich,  P.  dan  Goodwin,  H.A.  (2004):  Spin  Crossover-An  Overall  Perspective, Top. Curr. Chem. , 233 , 1 – 47.
Labanu, L. (2010) : Sintesis dan Aplikasi Senyawa Kompleks Besi(II) dengan Ligan 1,2,4  – Triazol untuk Pembelajaran Kimia. Thesis . Magister Pengajaran Kimia, ITB Nakamoto, A., Kojima, N., Jun, N. X., Morimoto, Y., Nakamura, A., (2005) : Demonstration of the  Thermally  Induced High Spin  – Low Spin Transition  for  a Transparent  Spin Crossover  Complex  Film  [Fe II (Htrz) 3 ]-  Nafion  (trz = triazole), Science  Direct , 24 , 2909 – 2912
O’Neill,  H.,  Evans,  B.R.,  Woodward,  J.,  (2002)  :  Bacterial  Cellulose  Membrane.  Oakridge National  Laboratory.  Dept.  of  Biochemistry,  Cellular  and  Molecular  Biology. University of Tennessee
Salitros,  I.,  Madhu,  N.T.,  Boca,  R.,  Pavlik,  J.,  Ruben,  M.  (2008)  :  Room  Temperature  Spin Transition Iron Compounds. Springer – Verlag