“MOLIBDENUM, VANADIUM DAN KROMIUM”

“MOLIBDENUM, VANADIUM DAN KROMIUM”

(Liana Sulistiyo, Nurmukaromah)

BAB I

PENDAHULUAN

Banyak reaksi biologis yang diketahui melibatkan ion logam. Terdapat juga berbagai logam yang dikenal sebagai unsur-unsur esensial, walaupun perannya dalam organisme hidup masih belum jelas.

Bioanorganik, yakni studi fungsi logam dalam sistem biologis dengan menggunakan pengetahuan dan metoda kimia anorganik telah berkembang dengan pesat akhir-akhir ini.

Vanadium, Molibdenum dan Kromium termasuk kedalam unsur-unsur golongan transisi yaitu unsur blok d yang konfigurasi elektronnya diakhiri oleh sub kulit d. Vanadium merupakan unsur golongan VB, sedangkan Molebdenum dan Kromium merupakan unsur-unsur golongan VI B. Logam-logam transisi mempunyai struktur kemas rapat, artinya setiap atom mengalami persinggungan yang maksimal terhadap atom-atom yang lain yaitu sebanyak dua belas atom tetangganya. Dalamperiode, elektron-elektron mengisi orbital (n-1) d disebelah dalam orbital ns2 yang semakin banyak dengan naiknya nomor atom, sehingga jari-jari atomnya relative semakin pendek. Akibat dari struktur kemas rapat dan kecilnya ukuran atomik yaitu terbentuknya ikatan logam yang kuat antara atom-atomnya sehingga logam-logam ini dapat ditempa dan kuat. Maka relatif terhadap logam-logam golongan s seperti kalium dan kalsium, logam-logam transisi mempunyai titik leleh lebih tinggi, titik didih lebih tinggi, densitas lebih tinggi, dan panas penguapan yang lebih tinggi.

Molibdenum, Vanadium dan Kromium merupakan beberapa logam transisi yang dapat membentuk zat bioaktif dalam mahkluk hidup.

Molibdenum adalah logam transisi dengan nomor atom 42. Molibdenum bersifat keras, seperti logam perak dengan titik leleh sangat tinggi. Molibdenum biasanya digunakan untuk menjadi campuran dengan logam lain. Senyawa kompleks dari Molibdenum sendiri salah satunya sebagai kofaktor Fe-Mo dalam nitrogenase pada tanaman sehingga dapat mengubah nitrogen dalam atsmosfet menjadi senyawa amonia.

Vanadium merupakan logam transisi dengan nomor atom 23. Senyawa vanadium tersebar melimpah dalam kerak bumi. Vanadium juga terdapat dalam tanah liat, batu-batuan, batu bara dan minyak mentah dengan kadar yang kecil. Senyawa kompleks dari vanadium sendiri salah satunya kompleks vanadil dari allixin yang terdapat dalam bawang putih sebagai penurun glukosa darah pada model diabetes.

Kromium adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cr  dan nomor  atom 24. Logam kromium bersifat keras, memiliki daya tahan tinggi terhadap zat-zat kimia dan memiliki kilat tinggi sehingga dipakai sebagai pelapis pada besi.  Senyawa kompleks dari Kromium sendiri salah satunya chromium picolinate yang mampu mencegah diabetes.

Mengingat pentingnya manfaat logam transisi tersebut, yang bersenyawa dengan senyawa lain dengan memberikan sifat berbeda-beda. Maka dari itu, makalah ini bermaksud membahas beberapa senyawa kompleks logam transisi tersebut.

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Molibdenum

1.      Pengertian

Molibdenum merupakan suatu unsur kimia yang bernomor atom 42. Molibdenum sendiri merupakan logam transisi. Secara fisik, molibdenum berwarna putih keperak-perakan, sangat keras (tapi lebih lembut dan bisa ditempa daripada wolfram). Molibdenum biasanya digunakan sebagai bahan campuran  logam lain. Campuran tersebut dapat meningkatkan kekuatan, ketangguhan, ketahanan terhadap keausan dan korosi, dan kemampuan untuk mengeraskan baja (Krisbiyantoro, 2008).

Molibdenum dapat ditemui di alam bebas. Sebaliknya, walaupun ia masih menjadi bagian dari suatu senyawa. Selain molybdenite, biasanya Molibdenum terjadi sebagai mineral wulfenite (PbMoO₄₎ danPowellite (CaMoO₄)_.Dapat ditemukan di kerak bumi yang diperkirakan sekitar 1 hingga 1,5 bagian per juta (Krisbiyantoro, 2008).

Berikut tabel spesifikasi dari Molibdenum :

Karakteristik	42Mo
Kelimpahan/ppm Densitas/g cm-3 Titik leleh / 0C Titik didih/0C Jari-jari atomik /pm Jari-jari ionik / pm M6+ M5+;M4+;M3+;M2+ Konfigurasi elektronik Elektronegatifitas	1,2 10,28 1620 4650 139 59; 61; 65; 69 [36Kr] 4d5 5s1 1,8

(Kristian H., 2003)

Selain itu, Molibdenum akan bereaksi dengan beberapa senyawa :

a.       Reaksi dengan air

Tidak bereaksi dengan air pada suhu ruangan.

b.      Reaksi dengan oksigen

Tidak bereaksi dengan oksigen pada suhu ruangan/normal. Pada temperature tinggi membentuk Molibdenum (VI) trioxide.

Reaksi

2Mo_(s) + 3O_2(g) → 2MoO_3(S)

c.       Reaksi dengan halogen

Pada temperatur ruangan Mo breaksi dengan fluorine membentuk Molibdenum (VI) fluoride. Reaksi

Mo_(S) + 3F_2(g) → MoF_6(l)

(Krisbiyantoro, 2008)

Logam Molibdenum murni dapat diperoleh dari Molibdenum trioksida (MoO³) dalam berbagai cara. Molibdenit ini pertama dipanaskan sampai suhu 700 °C (1292 °F) dan sulfida yang teroksidasi menjadi oksida (VI) molibdenum melalui udara (Noerono, 1994):

                        2MoS₂ + 7O₂ → 2MoO₃ + 4SO₂

Bijih teroksidasi kemudian dipanaskan sampai 1.100 °C (2010 °F) untuk menghaluskan oksida, atau pencucian dengan amonia yang kemudian bereaksi dengan oksida (VI) molybdenum untuk membentuk molybdate yang larut dalam air (Noerono, 1994):

                        MoO₃ → NH₄OH + 2(NH₄) 2(MoO₄) + H₂O

2.      Kegunaan

Molibdenum banyak digunakan di industri, diantaranya adalah sebagai baja, pesawat, rudal, filamen di pemanas listrik, pelumas, lapisan pelindung pelat boiler, pigmen, katalis, dan lain-lain.

Penggunaan penting lainnya adalah sebagai katalis Molibdenum.Katalis adalah zat yang digunakan untuk mempercepat atau memperlambat suatu reaksi kimia.Katalis tidak mengalami perubahan wujud selama reaksi.Katalis Molibdenum digunakan dalam berbagai operasi kimia, dalam industri minyak bumi, dan dalam produksi polimer dan plastik (Rohman, 2007).

Molibdenum digunakan pada alloy tertentu yang berbasis nikel, seperti Hastelloy ®, yang mana tahan panas dan tahan korosi bahan kimia. Molibdenum mengoksidasi pada suhu yang meningkat.Penerapan terbaru molibdenum adalah sebagai elektroda untuk tungku pembakaran kaca yang dipanaskan dengan listrik.

Molibdenum adalah unsur esensial dalam jumlah sedikit yang dibutuhkan oleh tanaman; beberapa daerah tandus karena kekurangan unsur ini dalam tanah.

a.       Kegunaan Molibdenum (Mo) dalam tubuh manusia

Pada manusia, molibdenum dikenal berfungsi sebagai kofaktor untuk tiga enzim (Suparman, 1984):

-        Sulfit oksidase mengkatalisis transformasi sulfit ke sulfat, reaksi yang diperlukan untuk metabolisme kandungan asam amino (metionin dan sistein).

-        Xanthine oksidase mengkatalisis pemecahan nukleotida (prekursor untuk DNA dan RNA) untuk membentuk asam urat, yang berkontribusi terhadap kapasitas antioksidan plasma darah.

-        Oksidase Aldehyde dan xanthine oksidase mengkatalisis reaksi hidroksilasi yang melibatkan beberapa molekul yang berbeda dengan struktur kimia yang sama. oksidase Xanthine dan oksidase aldehida juga berperan dalam metabolisme obat dan racun.

b.      Kegunaan Molibdenum (Mo) sebagai komponen fiksasi nitrogen dalam tanaman

Reaksi yang mengubah nitrogen di udara menjadi amonia adalah dasar kehidupan. Fiksasi nitrogen, reaksi yang mengikat nitrogen di atmosfer menjadi amonia, dilakukan oleh Rhizobium di akar tumbuhan polong-polongan atau oleh bakteri di alga dalam atmosfer anaerobik. Semua hewan, tanaman, termasuk manusia, bergantung pada fiksasi nitrogen biologis untuk mendapatkan nitrogen bagi penyusunan protein  dan senyawa lain yang mengandung nitrogen sebelum ada proses Harber-Bosch.

N2 + 8 H+ + 8 e + 16 MgATP  → 2 NH3 + H2 +16 MgADP + 16Pi

(Pi adalah fosfat anorganik).

Suatu enzim yang dinamakan nitrogenase mengkatalisis reaksi ini.  Nitrogenase mengandung protein besi-belerang dan besi-molibdenum, dan mereduksi nitrogen dengan koordinasi dan transfer elektron dan proton secara kooperatif, dengan menggunakan MgATP sebagai sumberenergi.  Karena pentingnya reaksi ini, usaha-usaha untuk mengklarifikasi struktur nitrogenase dan mengembangkan katalis artifisial  untuk fiksasi nitrogen telah dilakukan secara kontinyu selama beberapa tahun.  Baru-baru ini, struktur pusat  aktif nitrogenase yang disebut dengan kofaktor besi-molibdenum telah ditentukan dengan analisis kristal tunggal dengan sinar-X.

Menurut hasil analisis ini, strukturnya memiliki kluster Fe3MoS4 dan Fe4S4 yang dihubungkan  melalui S.

 

Gambar struktur kofaktor Fe-Mo dalam nitrogenase

Dipercaya bahwa dinitrogen diaktivasi dengan koordinasi antara dua kluster. Di pihak lain, bagian yang disebut dengan kluster p yang terdiri dari dua kluster Fe4S4 clusters.  Peran dan mekanisme reaksi kedua kluster ini belum jelas. (http://www.chem-is-try.org/kata_kunci/bioanorganik/)

Gejala yang timbul karena kekurangan Mo hampir menyerupai kekurangan N. Kekurangan Mo dapat menghambat pertumbuhan tanaman, daun menjadi pucat dan mati dan pembentukan bunga terganggu, apabila bunga tetap terbentuk, maka akan gugur sebelum menjadi buah. Gejala defisiensi Mo dimulai dari daun tengah dan daun bawah. Daun menjadi kering kelayuan, tepi daun menggulung dan daun umumnya sempit.(Krisbiyantoro, 2008)

B.     Vanadium

1.      Pengertian

Vanadium merupakan logam transisi yang langka dengan nomor atom 23. Secara fisik, Vanadium berwarna abu-abu cerah, agak ringan, dan dalam keadaan murni dapat renggang. Selain itu Vanadium enggan larut dalam H2SO4 dan HCl, tetapi larut dalam HF dan HNO3.

Vanadium ditemukan pertama kali oleh del Rio pada tahun 1801. Sayangnya, seorang ahli kimia Perancis dengan salah menyatakan bahwa unsur baru del Rio hanyalah krom yang tidak murni. Del Rio pun menyangka dirinya salah dan menerima pernyataan ahli kimia Perancis itu.

Unsur ini akhirnya ditemukan ulang pada tahun 1830 oleh Sefstrom, yang menamakan unsur itu untuk memuliakan dewi Skandinavia, Vanadis, karena aneka warna senyawa yang dimilikinya. Vanadium berhasil diisolasi hingga nyaris murni oleh Roscoe, pada tahun 1867 dengan mereduksi garam kloridanya dengan hidrogen.

Vanadium ditemukan dalam 65 mineral yang berbeda, di antaranya karnotit, roskolit, vanadinit, dan patronit, yang merupakan sumber logam yang sangat penting.Vanadium juga ditemukan dalam batuan fosfat dan beberapa bijih besi, juga terdapat dalam minyak mentah sebagai senayawa kompleks organik.Vanadium juga ditemukan dalam sedikit dalam batu meteor.

Produksi komersial berasal dari abu minyak bumi dan merupakan sumber Vanadium yang sangat penting.Kemurnian yang sangat tinggi diperoleh dengan mereduksi vanadium triklorida dengan magnesium atau dengan campuran magnesium-natrium.

Sekarang, kebanyakan logam vanadium dihasilkan dengan mereduksi V₂O₅ dengan kalsium dalam sebuah tabung bertekanan, proses yang dikembangkan oleh McKenie dan Seybair. (http://www.chem-is-try.org/author/Redaksi_chem-is-try_org/)

Berikut tabel spesifikasi dari Vanadium :

Karakteristik	23V
Kelimpahan/ppm Densitas/g cm-3 Titik leleh / 0C Titik Didih/0C Jari-jari atomic/pm Jari-jari ionik / pm M5+;M4+;M3+;M2+ Konfigurasi elektronik Elektronegatifitas	136 6,11 1915 3350 134 54; 58; 64; 79 [18Ar] 3d3 4s2 1,6

(Kristian H., 2003)

2.      Kegunaan

Vanadium digunakan dalam memproduksi logam tahan karat dan peralatan yang digunakan dalam kecepatan tinggi. Vanadium karbida sangat penting  dalam pembuatan baja.

Sekitar 80% Vanadium yang sekarang dihasilkan, digunakan sebagai ferro vanadium atau sebagai  bahan tambahan baja. Foil vanadium digunakan sebagai zat pengikat dalam melapisi titanium pada baja. Vanadium petoksida digunakan dalam pembuatan keramik dan sebagai katalis.

Vanadium juga digunakan untuk menghasilkan magnet superkonduktif dengan medan magnet sebesar 175000 Gauss.

a.      Kegunaan Vanadium dalam tubuh manusia

Sebuah senyawa yang ditemukan dalam bawang putih merupakan dasar untuk alternatif obat potensial yang dapat diberikan lewat mulut untuk diabates tipe 1 dan 2.

Kejadian diabetes terus meningkat di seluruh dunia, dan semakin diperlukan untuk menemukan perawatan yang efektif. Perawatan yang ada sekarang ini melibatkan suntikan dengan insulin (utamanya untuk penderita diabetes tipe 1), atau perawatan dengan obat (untuk diabetes tipe 2). Akan tetapi, kata Hiromu Sakurai, dari Suzuka University of Medical Science, Jepang, tidak ada dari metode-metode ini yang ideal, karena metode-metode ini sering melibatkan suntikan, dan obat-obat yang digunakan memiliki efek samping yang tidak diinginkan. Dalam penelitian terdahulu, kelompok Sakurai telah menunjukkan bahwa sebuah kompleks vanadium dan allixin, senyawa yang ditemukan dalam bawang putih, menurunkan kadar glukosa darah untuk model diabetes tipe 1 dan 2 pada hewan mencit dan juga ditemukan bahwa efek ini tetap ada untuk mencit model diabetes tipe 2 yang diberikan senyawa kompleks ini lewat mulut. Dalam studinya yang terbaru, tim ini menemukan bahwa kompleks yang yang diberikan lewat mulut juga menurunkan kadar glukosa pada mencit model diabetes tipe 1, sehingga memberikan harapan untuk pengobatan pasien diabetes tipe 1 tanpa suntikan.

Berikut gambar  senyawa kompleks Vanadium yang terdapat pada bawang putih

Gambar senyawa kompleks Vanadil

Kompleks vanadil dari allixin yang terdapat dalam bawang putih menurunkan glukosa darah pada model diabetes.

Penelitian baru ini berfokus pada bagaimana kompleks allixin bekerja. Dengan menguji efek kompleks ini terhadap gen yang terkena diabetes, mereka menemukan bahwa kompleks ini mengaktivasi bukan hanya mekanisme pensinyalan insulin, yang meregulasi metabolisme glukosa, tetapi juga sebuah enzim yang membantu sel menyerap glukosa.

John McNeill merupakan seorang profesor besar di divisi farmakologi dan toksikologi University of British Columbia, Vancouver, Canada. Dia mengatakan bahwa walaupun senyawa-senyawa vanadium lain menjanjikan untuk pengobatan diabetes, namun penelitian ini cukup ekstensif dan "memberikan tambahan informasi yang signifikan kepada kita tentang bagaimana senyawa-senyawa vanadium bisa mempengaruhi karbohidrat dan metabolisme lipid."

Para peneliti tersebut mengatakan bahwa allixin dan kompleks-kompleks yang serupa bisa menjadi kandidat yang baik untuk mengobati diabetes tipe 1 dan 2. Penelitian selanjutnya, kata Sakurai, akan difokuskan pada trial-trial klinis tentang kompleks-kompleks ini pada pasien diabetes manusia.

(http://www.rsc.org/chemistryworld/)

C.    Kromium

1.      Pengertian

Kromium merupakan logam transisi dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cr dan nomor atom 24. Kromium merupakan logam masiv, berwarna putih perak, dan lembek jika murni dengan titik leleh kira-kira 1900⁰C dan titik didih kira-kira 2690 ⁰C.

logam ini sangat tahan terhadap korosi, karena reaksi dengan udara menghasilkan lapisan Cr₂O₃ yang bersifat nonpori sehingga mampu melindungi logam yang terlapisi dari reaktan lebih lanjut.

Berikut tabel beberapa spesifikasi dari Kromium :

Karakteristik	24Cr
Kelimpahan/ppm Densitas/g cm-3 Titik leleh / 0C Titik Didih/0C Jari-jari atomik/pm Jari-jari ionik / pm M6+;M5+;M4+;M3+;M2+ Konfigurasi elektronik Elektronegatifitas	122 7,14 1900 2690 128 44; 49; 55; 61,5; 73 (l.s); 80 (h.s) [18Ar] 3d3 4s1 1,6

(Kristian H., 2003)

Kromium adalah 21 paling banyak unsur dalam kerak bumi dengan konsentrasi rata-rata 100 ppm. Senyawa Kromium terdapat di dalam lingkungan, karena erosi dari batuan yang mengandung kromium dan dapat didistribusikan oleh letusan gunung berapi. Rentang konsentrasi dalam tanah adalah antara 1 dan 3000 mg / kg, dalam air laut 5-800 μg / liter, dan di sungai dan danau 26 μg / liter dengan 5,2 mg / liter. Hubungan antara Cr (III) dan Cr (VI) sangat tergantung pada pH dan oksidatif sifat lokasi, tetapi dalam banyak kasus, Cr (III) adalah spesies dominan, meskipun di beberapa daerah di tanah air dapat mengandung sampai 39 μg dari total kromium dari 30 μg yang hadir sebagai Cr (VI) (Krisbiyanyoro, 2008).

2.      Kegunaan

Kromium biasanya digunakan sebagai pelapis logam atau baja.Lapisan kromium menghasilkan warna mengkilap, sehingga menambahkan kesan dekoratif.Selain itu manfaat dalam bentuk senyawaan juga cukup banyak.Kromium dioksida CrO₂ yang berwarna coklat gelap, bersifak konduktor listrik yang tinggi dan bersifat magnetik, digunakan sebagai bahan pita rekaman.Oksida Cr₂O₃ dan kromat PbCrO₄, dapat dipakai sebagai bahan pewarna cat, dan gelas. Dikromat, Na₂Cr₂O₇, dipakai sebagai oksidan dalam industri kimia. Dalam proses penyamakan, kulit yang akan disamak dibasai dengan larutan dikromat, kemudian direduksi dengan gas SO₂ hingga diperoleh kromi sulfat basah; Cr(OH)SO₄. Kolagen, yaitu jenis protein utama dalam kulit, akan bereaksi membentuk senyawa kompleks kromi, dan senyawa ini mengakibatkan kulit menjadi bersifat liat, lentur dan tahan terhadap keerusakan biologis.

a.       Kegunaan Kromium pada tubuh manusia

Chromium sebagai pencegah diabetes. Sebuah studi dari Dartmouth College menemukan,chromium picolinate bisa merusak materi genetik pada sel-sel hewan hamster. Studi lain yang dilakukan oleh Dr. John Vincent dari University of Alabama di Tuscaloosa menemukan, chromium picolinate akan masuk ke dalam sel-sel secara langsung dan tinggal di sana, dan menimbulkan gangguan. Chroium picolinate berinteraksi dengan vitamin C serta antioksidan lain di dalam sel untuk memproduksi bentuk turunan dari chromium yang bisa menyebabkan mutasi DNA, materi genetik. Kombinasi chromium dan picolinate (khsusnya bentuk turunannya) bisa meproduksi komponen berbahaya. Selain itu, picolinate akhirnya akan pecah dan menimbulkan efek yang merugikan.

Chromium Picolinate merupakan chromium generasi baru yang telah dipatenkan dan lebih mudah diserap oleh tubuh. Chromium berperan penting pada metabolisme dan penggunaan karbohidrat, sintesa asam lemak, kolesterol dan protein. Makanan ala modern yang banyak dikonsumsi masyarakat saat ini sangat sedikit kandungan Chromiumnya. Kekurangan Cromium dapat menyebabkan kelelahan, kegelisahan, diabetes, gangguan metabolisme asam amino dan meningkatkan resiko aterosklerosis.

Mekanisme kerja chromium picolinate dalam meningkatkan efisiensi insulin masih belum bisa dijelaskan dari hasil penelitian ini. Akan tetapi, ada beberapa yang mengklaim peningkatan efisiensi insulin menyebabkan peningkatan produksi serotonin, yang secara perlahan akan mengurangi selera makan. Ada juga yang menemukan kalau chromium berfungsi mengatur proses produksi lemak dalam tubuh, sehingga mencegah pembentukan lemak berlebih. Satu hipotesis menyatakan kalau chromium picolinate meningkatkan sintesis protein, yang selanjutnya akan menstimulasi pertumbuhan otot.

Suplementasi membantu untuk membantu metabolisme tubuh. Bagi para penderita diabetes, suplementasi ditujukan untuk membantu metabolisme karbohidrat dan lemak dengan lebih baik. Suplementasi dengan Chromium Picolinate mampu meningkatkan sensitifitas insulin tubuh sehingga membantu mencerna gula atau karbohidrat dengan lebih baik yang mutlak diperlukan bagi penderita diabetes. Selain itu Chromium Picolinate berguna untuk mengurangi rasa lapar dan nafsu makan.

Gambar struktur chromium picolinate

http://www.newdruginfo.com/pharmacopeia/usp28/v28230/usp28nf23s0_m17532.htm

BAB III

KESIMPULAN

Molibdenum, Vanadium dan Kromium merupakan beberapa dari logam transisi yang dapat membentuk zat bioaktif dalam mahkluk hidup. Selain itu, logam-logam tersebut sering kali dikenal sebagai unsur-unsur esensial, walaupun perannya dalam organisme hidup masih belum jelas.

Molibdenum, salah satunya sebagai kofaktor Fe-Mo dalam nitrogenase pada tanaman sehingga dapat mengubah nitrogen dalam atsmosfet menjadi senyawa amonia.

Vanadium, dapat membentuk kompleks vanadil dari allixin yang terdapat dalam bawang putih, dan diduga sebagai penurun glukosa darah pada model diabetes.

Kromium, senyawa kompleks dari Kromium sendiri salah satunya chromium picolinate yang mampu mencegah diabetes.

DAFTAR PUSTAKA

Surgiyarto, Kristian H., 2003, Common Textbook Kimia Anorganik I, JICA-IMSTEP, Yogyakarta.

Krisbiyantoro, A., 2008, Panduan Kimia Praktis, Pustaka Widyatama Yogyakarta.

Noerono, S., 1994, Buku Pelajaran Kimia Unsur, UGM Press, Yogjakarta.

Rohman, Abdul., 2007, Kimia Analisis, Pustaka Pelajar, Yogjakarta.

http://www.chem-is-try.org/author/Redaksi_chem-is-try_org/

http://www.chem-is-try.org/kata_kunci/bioanorganik/

http://www.newdruginfo.com/pharmacopeia/usp28/v28230/usp28nf23s0_m17532.htm/

http://www.rsc.org/chemistryworld/