KAJIAN TEORITIS DAN EKSPERIMEN EFISIENSI SENYAWA PINOSTROBIN

SEBAGAI INHIBITOR KOROSI

ISHLAH HASANAH ROHIMAN1, SAPRIZAL HADISAPUTRA

2, DINA ASNAWATI

3

1Program Studi Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Mataram.

2Program Studi Pendidikan

Kimia, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan,Universitas Mataram, 3Program Studi Kimia,

Fakultas MIPA

*Email: ishlahhasanahrohiman@gmail.com, rizal@unram.ac.id

ABSTRAK

KAJIAN TEORITIS DAN EKSPERIMEN EFISIENSI SENYAWA PINOSTROBIN

SEBAGAI INHIBITOR KOROSI

Ishlah Hasanah Rohiman

Dampak kemajuan teknologi menjadikan penggunaan logam besi sangat diminati karena sifatnya yang

keras, kuat, dan mudah ditempa. Akan tetapi, besi memiliki kelemahan yaitu mudah terkorosi. Oleh karena itu

diperlukan upaya pencegahan yaitu dengan menggunakan inhibitor organik yang ekonomis, efisien dan ramah

lingkungan. Salah satu inhibitor organik yang potensial untuk mencegah korosi adalah Pinostrobin. Senyawa

Pinostrobin ini merupakan senyawa yang diisolasi dari Temu kunci (Boesenbergia rotunda (L.)). Isolasi 200 gram

temu kunci (Boesenbergia rotunda (L.)) didapatkan senyawa murni Pinostrobin yaitu sebesar 5 gram. Tujuan dari

penelitian ini yaitu mengetahui potensi pinostrobin sebagai inhibitor korosi secara eksperimen dan teoritis.

Parameter eksperimen yang dikaji yaitu mengetahui pengaruh konsentrasi, pengaruh suhu, efisiensi inhibisi, serta

mempelajari aspek-aspek termodinamika inhibisi (Ea, ∆H, ∆S, dan ΔGo

Ads). Kajian eksperimen menggunakan

metode kehilangan berat yang dipadukan dengan kajian teoritis menggunakan metode DFT himpunan basis DZP

serta dengan panduan himpunan basis untuk besi LanL2DZ. Hasil penelitian menunjukan bahwa semakin besar

konsentrasi yang digunakan maka efisiensi inhibisinya semakin naik. Naiknya suhu akan mengakibatkan laju korosi

semakin naik sehingga efisiensi inhibisinya turun. Efisiensi yang paling tinggi terjadi pada konsentrasi 15 ppm

dengan suhu 303 K yaitu sebesar 53.04 %. Studi termodinamikanya menunjukkan bahwa Ea< 80 kj/mol serta

ΔGoads< 20 kJ/mol menunjukan bahwa proses inhibisi merupakan proses adsorpsi fisisorpsi. Sementara itu, nilai ΔH

yaitu 58,82 kJ/mol dan ΔS yaitu sebesar 213,20 J/mol yang positif dan ΔG yaitu -3,90 kJ/mol yang negatif

menunjukkan bahwa reaksi berlangsung secara endoterm dan spontan. Hasil kajian parameter deskriptor kimia

kuantum menunjukkan penambahan heteroatom N menaikan efisiensi sebesar 7,66 %, penambahan gugus –NH2

menaikkan efisiensi sebesar 0,60 % sedangkan penambahan gugus –NO2 sebagai gugus penarik elektron

menurunkan efisiensi sebesar 4,54 %.

Kata Kunci: inhibitor korosi, besi, pinostrobin, permodelan molekul, DFT

ABSTRACT

ISOLATION AND STUDY OF PINOSTROBIN COMPOUNDS EFFICIENCY AS A

CORROSION INHIBITOR

Ishlah Hasanah Rohiman

As the impact of technological advances the use of iron metal is in great demand because of its hard,

strong, and easy to forge. However, iron has a weakness that is easily corroded. Therefore it is necessary to prevent

efforts that is by using organic inhibitor is economical, efficient and environmentally friendly. One of the potential

organic inhibitors to prevent corrosion is Pinostrobin. This Pinostrobin compound is a compound isolated from the

(Boesenbergia rotunda (L.)). Isolation of 200 grams of the (Boesenbergia rotunda (L.)) obtained pure compound

Pinostrobin that is equal to 5 grams. The purpose of this study is potential pinostrobin as an experimental and

theoretical corrosion inhibitor. The experimental parameters studied were to know the effect of concentration, the

influence of temperature, the efficiency of inhibition, and to study aspects of inhibition thermodynamics (Ea, ΔH,

ΔS, and ΔGo

Ads) was studied by wet experiment. The experimental study used a weight loss method combined with

theoretical studies using the DZP base DFT set method as well as with basis set of LanL2DZ for iron. The results

showed that the greater the concentration used, the higher inhibition efficiency increases. Rising temperatures will

lead to increased corrosion rate so that the inhibition efficiency decreases. The highest efficiency occurred at

concentration 15 ppm with temperature 303 K that is equal to 53.04%. Thermodynamic studies showed that Ea < 80

kJ/ mol and ΔGo

Ads < 20 kJ / mol showed that the inhibition process was a fisisorption adsorption process. The ΔH,

ΔS, and ΔG values are 58,82 kJ/mol, 213,2 J/mol, and -3,90 kJ/mol, respectively are endothermic and spontaneous.

The results of the quantum chemistry descriptor study showed that the addition of N heteroatom increased efficiency

by 7.66%, the addition of –NH2 increased efficiency by 0,60 %, while the addition of the -NO2 group decreased the

efficiency by 4.54%.

Keywords: corrosion inhibitor, iron, pinostrobin, molecular modeling, DFT

PENDAHULUAN

Korosi adalah proses elektrokimia pada logam yang dapat merusak struktur logam akibat

logam berinteraksi dengan lingkungan yang bersifat korosif seperti asam klorida. Proses korosi

sulit untuk diatasi dan tanpa pencegahan, korosi akan menyebabkan kerugian ekonomi yang

besar (Uhlig dan Revie 1985). Salah satu metode pencegahan yang tidak beracun, efisien, ramah

lingkungan yaitu dengan menggunakan inhibitor organik. Syarat suatu Inhibitor organik yaitu

memiliki ikatan π dan memiliki gugus heteroatom (N, O, P, dan S) (Hadisaputra et al., 2017).

Berbagai penelitian inhibitor organic sebagai inhibitor korosi telah banyak dilakukan salah

satunya menggunakan ekstrak nipah dan ekstrak lignin yang memiliki efisiensi 70 % (Hasan et

al., 2014). Inhibitor organik yang digunakan pada penelitian ini yaitu Pinostrobin yang diisolasi

dari Temu kunci (Boesenbergia rotunda (L.)). Senyawa Pinostrobin ini memiliki struktur yang

planar sehingga harapannya dapat memiliki adsorpsi yang lebih luas dengan besi yang dapat

mencegah besi terkorosi.

Berbagai Penelitian isolasi senyawa pinostrobin telah banyak dilakukan tetapi umumnya

menggunakan metode maserasi dan perkolasi. Salah satu penelitian isolasi senyawa Pinostrobin

yaitu Oka et al., (2014) yang mengisolasi senyawa Pinostrobin dari temu kunci dengan

kemurnian 94 %. Pada penelitian kali ini kami menggunakan metode sokletasi untuk isolasi

Pinostrobin.

Dalam rangka meningkatkan efisiensi senyawa Pinostrobin sebagai inhibitor korosi,

maka penggunaan kimia kuantum dalam memprediksi sifat- sifat yang terjadi pada senyawa

Pinostrobin jika ditambahkan substituent. Berbagai penelitian kimia kuantum telah dilakukan

diantaranya Hamdiani et al., (2016) yang meneliti senyawa thiaamida-pirazolindol sebagai

inhibitor korosi, Hamdiani et al., (2016) menyebutkan bahwa penambahan gugus amina

menyebabkan kenaikan efisiensi inhibitor sedangkan penambahan gugus nitro menurunkan

efisiensi inhibitor.

Metode Penelitian

1) Isolasi Pinostrobin

Sebanyak 200 gram Temu kunci disokletasi hingga berwarna coklat pekat selama 5 jam

dengan menggunakan pelarut n-Heksana (p.a) kemudian hasilnya dievaporasi hingga mengental.

Kemudian direkristalisasi menggunakan methanol sebanyak 6-7 kali hingga berwarna putih

bersih.

2) Uji Inhibisi Senyawa Pinostrobin sebagai Inhibitor Korosi dengan Menggunakan Metode

Weight Loss

Metode ini berdasarkan Hasan et al., (2014) ke dalam 4 buah tabung reaksi dimasukkan

larutan uji masing-masing 15 mL dengan variasi konsentrasi Pinostrobin yaitu 0,00;0,005;0,01;

dan 0,015 g/L HCl 1 M sebagai medium korosi selama 4 jam dan dibuat triplo. Tabung reaksi

tersebut kemudian dipanaskan dalam suhu 303, 313, dan 323 K. Untuk meningkatkan efisiensi

maka digunakan penggunaan senyawa Pinostrobin sebanyak 0,005, 0,01, dan 0,015 gram pada

suhu 303 K.

3) Perhitungan Kimia Kuantum

Semua perhitungan menggunakan perangkat Gaussian 03 dan Gauss View 4.8. Senyawa

Pinostrobin dan turunannya dioptimasi menggunakan metode B3LYP/DZP. Perhitungan

menggunakan teorema Koopman yang menjelaskan hubungan potensial ionisasi sebagai invers

energi HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) dan afinitas elektron sebagai invers energi

LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital)

I = - EHOMO (1)

A = - ELUMO (2)

Selanjutnya keelektronegatifan diperoleh dari persamaan:

χ =

(3)

Efisiensi inhibitor ditentukan dengan persamaan:

(4)

(5)

(6)

Dimana, adalah Persentase potensial ionisasi, adalah Persentase efisiensi

inhibitor, adalah Persentase efisiensi inhibitor secara teori. Struktur senyawa

Pinostrobin dan turunannya disajikan dalam Gambar 1.

R1= NH2, NO2 dan R2= N

Gambar 1 Struktur molekul senyawa Pinostrobin dan Turunannya.

Hasil Penelitian

Isolasi Pinostrobin

Dari 200 gram Temu kunci demgam metode sokletasi didapatkan 5 gram senyawa

Pinostrobin dengan kemurnian 100 % berdasarkan hasil GC-MS.

Gambar 2

Berdasarkan penelitian sebelumnya (Oka et al., 1998) dengan kemurnian yaitu 94% sedangkan

pada penelitian kali ini didapatkan kemurnian hingga 100 %.

Uji Inhibisi Senyawa Pinostrobin

Hasil uji inhibisi menggunakan metode weight loss didapatkan bahwa semakin naiknya

suhu maka laju korosi semakin besar, sedangkan semakin besar konsentrasi senyawa Pinostrobin

yang digunakan maka laju korosi semakin kecil, seperti yang ditampilkan dalam Tabel 1 dan

Gambar 2.

Tabel 1

Suhu Laju Korosi dengan

Konsentrasi Inhibitor

(g/cm² jam)

IE% dengan konsentrasi

Inhibitor

5 ppm 10

ppm

15

ppm

5 ppm 10 ppm 15 ppm

303 3,3983 2,6856 2,1297 26,7703 42,1055 54,0390

313 3,7995 3,5705 3,2024 22,8691 27,5508 35,0244

323 4,2492 3,8243 3,4478 15,1970 23,6631 31,1964

Gambar 3

Penurunan laju korosi meningkat disebabkan karena peningkatan adsorpsi inhibitor pada

logam. Adsorpsi yang terjadi pada inhibisi senyawa Pinostrobin yaitu Adsorpsi Temkin. Adsorpsi

Temkin merupakan adsorpsi Isoterm Temkin menggambarkan perilaku sistem adsorpsi pada

permukaan yang heterogen dan multilayer (Mahmud et al., 2012). Berdasarkan hasil adsorpsi

Temkin didapatkan nilai Kads yang akan mempengaruhi nilai energi gibb.

Tabel 2 Nilai Konstanta Adsorpsi Persamaan Temkin

Temperatur

(K)

303 313 323

Kads 7,6336 19,6078 12,5000

Berdasarkan nilai konstanta Temkin dapat dilihat bahwa Kads semakin meningkat hal ini

sesuai dengan teori bahwa dalam keadaan yang setimbang pada sistem (Hasan et al., 2015).

Studi Termodinamika Korosi

Berdasarkan pengaruh konsentrasi dan suhu, maka didapatkan nilai entalpi dan entropi.

Tabel 3

Konsentrasi

Pinostrobin

(ppm)

∆H

(J/mol)

∆S

(J/mol

K)

∆G

(kJ/

mol)

Ea

(kJ/mol)

5 238573 112,5 -3,4 9,0789

10 420663 167,1 -3,7 14,4664

15 58820 213,2 -1,6 19,7374

Nilai ∆H yang positif (+) menunjukkan bahwa reaksi berlangsung secara endoterm, dan

∆S yang positif (+) dan ∆G yang negative (-) menunjukkan bahwa reaksi berlangsung secara

spontan. Nilai ∆G < -20 kJ/mol menunjukkan bahwa reaksi berlangsung secara fisisorpsi. Nilai

0

20

40

60

0 5 10 15 20IE

%

Konsentrasi (ppm)

303 K

313 K

332 K

energi aktivasi (Ea) yang kurang dari 80 kJ/mol juga menunjukkan bahwa adsorpsi yang terjadi

merupakan adsorpsi fisik (fisisorpsi).

Parameter Kimia Deskriptor

Parameter kuantum deskriptor ini berfungsi sebagai penentuan sifat struktur yang

diperoleh berdasarkan data komputasi sehingga dapat memprediksikan senyawa mana yang lebih

efisien digunakan sebagai inhibitor, seperti pengaruh nilai energi HOMO sebagai donor elektron

dan pengaruh nilai energi LUMO sebagai acceptor elektron. Gambar 5 ini menunjukan

visualisasi dari masing- masing senyawa PN, PN-NH2, PN-NO2, dan PN-N.

PN PN-NH2 PN-NO2 PN-N

Gambar 4 Visualisasi Pinostrobin dan Turunannya

Semakin besar EHOMO atau semakin kecil ELUMO maka semakin kuat suatu molekul organik

untuk melekat pada kation logam sehingga molekul organik tersebut akan memiliki efisiensi anti

korosi yang tinggi (Hamdiani et al., 2017).

Tabel 4 Parameter Kuantun Deskriptor

S Fase EHOMO

eV

ELUMO

eV

Gap

Energi

eV

(X)

eV ∆N Ѡ Itheory

PN G -6,2126 -1,3260 4,8866 3,76 0,66 17,36 54,04

L -6,2450 -1,5168 4,7283 3,88 0,65 17,8 53,76

PN-

NH2

G -6,1441 -1,3388 4,8053 3,74 0,67 16,82 54,64

L -6,1310 -1,5345 4,5965 3,83 0,68 16,88 54,75

PN-

NO2

G -6,8216 -2,9111 3,9106 4,86 0,54 23,15 48,74

L -6,2594 -1,2444 5,0151 3,75 0,64 17,65 53,63

PN-

N

G -5,4502 -0,6367 4,8134 3,04 0,82 11,15 60,67

L -5,5734 -0,7603 4,8132 3,16 0,79 12,07 59,60

Berdasarkan data Tabel 4 yang didapat dapat dilihat bahwa penambahan –

NH2 sebagai gugus pendonor menaikkan efisiensi menjadi 0.24 % untuk gas dan 0,35 % untuk

fase air, sedangkan penambahan –NO2 menurunkan efisiensi inhibisi yaitu sebesar 5,3 % untuk

fase gas. Hal ini berkaitan dengan energi HOMO dan LUMO yang dihasilkan. Menurut

Hadisaputra et al., (2015) Semakin besar Energi HOMO atau semakin kecil Energi LUMO maka

semakin kuat suatu molekul organik untuk melekat pada kation logam sehingga molekul organik

tersebut akan memiliki efisiensi anti korosi yang tinggi.Berdasarkan data yang diperoleh dapat

dilihat bahwa nilai dari Energi HOMO PN–NH2 (-6,1441 eV) lebih besar dari pada PN–NO2 (-

6,8216 eV). Sudarma (2014) menyatakan bahwa adanya substituen nitro memperlambat

reaktifitas ring benzena sekitar 1 juta kali. Sehingga, berkurangnya reaktifitas benzena tersebut

akan menyebabkan kurangnya ikatan cincin benzena dengan logam sehingga penambahan

substituen nitro (PN-NO2) tidak baik untuk efisiensi inhibitor. Gambar visualisasi dari energi

HOMO dan LUMO.

HOMO PN HOMO PN-NH2 HOMO PN-NO2 HOMO PN-N

LUMO PN LUMO PN-NH2 LUMO PN-NO2 LUMO PN-N

Gambar 5

Gambar 5 menunjukkan adanya gugus nitro pada Pinostrobin (PN–NO2)

menghalangi kereaktifan cincin benzena yang ditandai dengan tidak berwarna merahnya gugus

oksigen yang terdapat pada senyawa 6-nitro-5-hidroksi-7-flavanoid (pada fase gas). Menurut

Sudarma, 2014 bahwa substituen pada cincin benzena dapat mempengaruhi reaktifitas senyawa

tersebut. Contohnya, hidroksi dan metoksi meningkatkan kecepatan substitusi elektropilik sekitar

10 ribu kali. Seperti yang kita ketahui proses korosi pada besi merupakan proses oksidasi,

dimana besi bersifat elektrofilik dan penambahan gugus amino (PN-NH2) akan menyebabkan

molekul menjadi lebih nuklepilik. Secara umum ketika dua molekul bereaksi maka salah satu

akan bereaksi menjadi elektrofil atau nukleofil bergantung pada nilai indeks elektrofiliknya

(Bendjedou et al., 2016). Berdasarkan data Tabel 4 dapat dilihat bahwa nilai elektrofil paling

besar terdapat pada 6-nitro-5-hidroksi-7-flavanoid yaitu 23,15 eV sedangkan 6-amino-5-

hidroksi-7-metoksiflavon sebesar 16,82 eV. Pengkajian energi gap yang membantu

mengkarakteristik transport molekuler elektron, reaktifitas kimia dan stabilitas kinetika. Molekul

dengan energi gaps yang rendah umumnya berhubungan dengan tingginya reaktifitas kimia dan

rendahnya kestabilan molekul. Berdasarkan hasil 6-nitro-5-hidroksi-7-metoksiflavon memiliki

nilai energi gap yang besar yaitu sebesar 5,0151 eV pada fase air sehingga cenderung bersifat

stabil maka kereaktifannya kurang pada besi. Oleh karena itu, penambahan substituen amino

menaikkan efisiensi inhibitor dan penambahan substituen nitro menurunkan efisiensi inhibitor.

Gambar 6 Grafik Hubungan Antara HOMO dan Effisiensi Inhibitor (IE%).

Gambar 6 menunjukan hubungan energi HOMO dengan effisiensi inhibitor

(IE%). Teori energi HOMO dan energi LUMO menunjukan interaksi antara orbital kosong

dengan orbital yang terisi oleh elektron, oleh karena itu pemberian elekton pada spesies lain

paling mudah terjadi di HOMO dan penenrian elektron dari spesies yang lain paling mudah

terjadi di LUMO. Menurut teori Koopman (Hamdiani dan Hadisaputra, 2014) kebalikan dari

nilai HOMO menunjukan energi ionisasi dan kebalikan dari LUMO menunjukkan afinitas

elektron. Oleh karena itu, semakin besar nilai HOMO maka semakin kecil nilai energi

y = 7.9467x + 103.42

R² = 0.998

48

50

52

54

56

58

60

-7.2-7-6.8-6.6-6.4-6.2-6-5.8-5.6-5.4-5.2

IE%

HOMO Gas

y = 8.6531x + 108.08

R² = 1

95

96

97

98

99

100

101

102

-6.4-5.9-5.4

IE%

HOMO air

ionisasinya sehingga semakin mudah untuk melepaskan elektron. Energi LUMO yang lebih

rendah justru menunjukan semakin tinggi nilai afinitas elektronnya sehingga mudah menerima

elektron dari spesies yang lain.

Gambar 7 Grafik hubungan transfer elektron (∆N) dengan efisiensi inhibitor (IE%)

Gambar 7 menunjukkan nilai transfer elektronnya (∆N) yang berpengaruh

pada eksperimen dan nilai effisiensi inhibitor. Gambar 7 merupakan hubungan antara transfer

elektron (∆N) dengan persentase effisiensi inhibitor (IE%). Menurut Hadisaputra et al, 2017

transfer elektron yang paling tinggi (∆N) akan menghasilkan effisiensi inhibitor yang paling

baik. Berdasarkan data dapat dilihat bahwa nilai transfer elektron yang paling besar yaitu

pinostrobin dengan penambgahan heteroatom N (Pinostrobin Hidrazon) sebesar 0,822 eV,

sedangkan nilai transfer elektron yang paling kecil diperoleh dari substituen dengan penambahan

NO2 pada pinostrobin (6-nitro-5-hidroksi-7-metoksiflavon) yaitu sebesar 0,5456 eV.

Penambahan heteroatom N pinostrobin hidrazon dijelaskan menurut teori

HSAB (Hard Soft Acid Base). Menurut prinsip HSAB, asam keras akan lebih stabil membentuk

kompleks dengan basa keras dan asam lunak akan lebih stabil membentuk kompleks dengan basa

lunak. Sejak permulaan teori HSAB, perhatian telah diarahkan kepada orbital-orbital perbatasan.

Orbital-orbital ini adalah merupakan energi HOMO dan energi LUMO. Jika ditinjau dari teori

kekuatan asam atau basa seperti HSAB yang diperkenalkan oleh Pearson (1968) maka donor

atom nitrogen lebih bersifat basa (kekuatan basa n = 7,27) dari pada donor atom oksigen

(kekuatan basa n = 6,08). Perbedaan ini menjadi acuan untuk kajian perubahan heteroatom yang

dilakukan pada penelitian ini. Berdasarkan Tabel 4 dapat dilihat bahwa energi gaps dari

pinostrobin hidrazon memiliki energi yang cukup besar yaitu sebesar 4.8134 eV untuk yang gas

y = 42.935x + 25.675

R² = 0.9997

48

50

52

54

56

58

60

62

0 0.5 1

IE %

∆N gas

y = 41.265x + 26.896

R² = 0.9919

94

95

96

97

98

99

100

101

102

0 0.5 1

IE%

∆N air

dan 4,8132 eV untuk yang cair. Spesies keras memiliki celah HOMO–LUMO yang besar

sementara spesies lunak memiliki gap yang kecil. Berdasarkan hasil dari parameter kimia

deskiptor yang ditampilkan dalam Tabel 4 diperoleh nilai efisiensi yang terbesar yaitu dengan

penambahan N-NH2 (heteroatom pada pinostrobin). Tabel 4 menunjukan bahwa nilai energi gap

heteroatom N memiliki celah energi yang besar yaitu 4,8184 eV. Hal ini sesuai dengan prinsip

HSBA basa lunak memiliki nilai energi gap yang besar.

Energi Interaksi

Energi interaksi digunakan untuk mengetahui seberapa stabil senyawa

yang terbentuk.

Tabel 5 Energi interaksi pinostrobin dan turunannya dalam fase air

Senyawa EFe-Inhibitor

(Kcal/mol)

Einhibitor

(Kcal/mol)

E Fe

(Kcal/mol)

ΔE

(Kcal/mol)

PN -654182 -576788 -77342,7 -51,5020

PN-NH2 -688918 -611521 -77342,7 -53,7171

PN-NO2 -782551 -705175 -77342,7 -33,2474

PN-N -676425 -599027 -77342,7 -55,0880

Tabel 5 hasil energi ikat terbukti pengaruh substituen dapat menimbulkan

perbedaan energi interaksi ≤ 12 kcal/ mol. Seperti yang dikaetahui dalam Tabel 5 bahwa

pinostrobin dengan heteroatom NNH2 memiliki energi interaksi yang paling besar sehingga

memiliki IE% yang paling besar begitupun sebaliknya dengan NO2 yang energi ikatnya paling

kecil sehingga memiliki IE% yang paling kecil. Hal ini sesuai dengan Hamdiani dan Hadisaputra

(2014) yang menyatakan bahwa semakin negatif nilai energi interaksinya maka semakin stabil

struktur kompleks yang terbentuk. Berdasarkan Tabel 5 Energi interaksinya dapat diurutkan,

yaitu: heteroatom N< -NH2 <pinostrobin <-NO2, dengan urutan kestabilan yaitu: heteroatom N>

-NH2 >pinostobin >-NO2.

Optimasi Pinostrobin dan turunannya dengan besi

Fe-PN HOMO Fe-PN LUMO Fe-PN

Fe-PN-NH2 HOMO Fe-PN-NH2 LUMO Fe-PN-NH2

Fe-PN-NO2 HOMO Fe-PN-NO2 LUMO Fe-PN-NO2

Fe-PN-N HOMO Fe-PN-N LUMO Fe-PN-N

\Gambar 8 Hasil Optimasi Besi dengan Pinostrobin dan Turunannya

Gambar menunjukkan visualisasi hasil optimasi besi dengan pinostrobin dan turunannya

menggunakan LANL2DZ ECP and DZP. Pada Gambar dapat dilihat bahwa besi menjauhi gugus

nitro (NO2), tetapi mendekati gugus amina (NH2) dan gugus heteroatom N. Berikut adalah Tabel

ikatan hasil optimasi.

Tabel 6 Perbandingan panjang Ikatan Hasil Optimasi Besi dengan Pinostrobin dan Turunannya

PN PN-NH2 PN-NO2 PN-N

Ikatan Panjang

Ikatan (Å)

Ikatan Panjang

Ikatan (Å)

Ikatan Panjang

Ikatan (Å)

Ikatan Panjang

Ikatan (Å)

C7-Fe35 2,2737 C7-Fe37 2,2540 C7-Fe37 2,0625 C7-Fe37 2,2467

C9-Fe35 3,5683 C9-Fe37 3,5374 C9-Fe37 3,1132 C9-Fe37 3,4973

C10-Fe35 2,1238 C10-Fe37 2,1463 C10-Fe37 2,7193 C10-Fe37 2,1213

C11-Fe35 2,0474 C11-Fe37 2,0354 C11-Fe37 2,7193 C11-Fe37 1,9954

C12-Fe35 2,0204 C12-Fe37 2,0311 C12-Fe37 1,9734 C12-Fe37 2,0126

C15-Fe35 2,0317 C15-Fe37 2,0347 C15-Fe37 1,9973 C15-Fe37 2,0541

C16-Fe35 2,0229 C16-Fe37 2,0322 C16-Fe37 2,7285 C16-Fe37 2,0318

O1-Fe35 3,2021 O1-Fe37 3,2293 O1-Fe37 3,0177 O1-Fe37 3,2066

O2-Fe35 4,3820 O2-Fe37 4,3345 O2-Fe37 3,8399 O3-Fe37 2,9902

O3-Fe35 3,1781 O3-Fe37 3,0581 O3-Fe37 3,9186 O4-Fe37 3,2059

O4-Fe35 3,0657 O4-Fe37 3,1953 O4-Fe37 2,9461 N34-Fe37 4,5915

N34-Fe37 3,1859 N34-Fe37 4,0703 N35-Fe37 4,9378

Tabel 7 Donor dan Acceptor Hasil Optimasi Besi dengan Pinostrobin dan Turunannya

PN PN-NH2

Donor Acceptor E2 Donor Acceptor E2

LP ( 1) O 1

LP ( 2) O 1

LP ( 1) O 2

LP ( 2) O 3

LP ( 1) O 4

LP ( 2) O 1

LP ( 2) O 3

LP ( 1)Fe 35

LP ( 1)Fe 35

LP ( 1)Fe 35

LP ( 1)Fe 35

LP ( 1)Fe 35

LP ( 2)Fe 35

LP ( 2)Fe 35

LP ( 3)Fe 35

LP ( 3)Fe 35

LP ( 4)Fe 35

RY*( 2) C 5

RY*( 3) C 10

RY*( 1) C 9

RY*( 3) C 11

RY*( 1) C 15

LP*( 6)Fe 35

LP*( 5)Fe 35

RY*( 1) O 1

RY*( 1) O 3

RY*( 1) O 4

RY*( 3) C 10

RY*( 5) C 12

RY*( 2) C 7

RY*( 4) C 15

RY*( 4) C 11

RY*( 1) C 16

RY*( 2) C 5

1.36

2.52

11.62

2.3

3.44

0.1

0.13

0.21

0.22

0.09

0.5

0.57

1.21

0.36

0.26

0.33

0.12

LP ( 1) O 1

LP ( 2) O 1

LP ( 1) O 2

LP ( 2) O 3

LP ( 1) O 4

LP ( 2) O 4

LP ( 1) N 34

LP ( 2) O 1

LP ( 2) O 3

LP ( 1) O 4

LP ( 1)Fe 37

LP ( 1)Fe 37

LP ( 1)Fe 37

LP ( 1)Fe 37

LP ( 1)Fe 37

LP ( 2)Fe 37

LP ( 3)Fe 37

LP ( 3)Fe 37

LP ( 4)Fe 37

LP ( 4)Fe 37

LP ( 4)Fe 37

RY*(1) C 10

RY*(4) C 5

RY*( 1) C 9

RY*(3) C 11

RY*(1) C 15

RY*(2) C 20

RY*(5) C 16

LP*(6) Fe37

LP*(6) Fe37

LP*(6) Fe37

RY*(1) O 1

RY*(1) O 3

RY*(3) C 10

RY*(3) C 12

RY*(3) C 16

RY*(3) C 7

RY*(3) O 4

RY*(3) C 11

RY*(3) C 5

RY*(3) C 15

RY*(1) N34

2.29

1.15

11.63

2.35

2.18

1.42

0.82

0.1

0.13

0.14

0.2

0.18

0.44

0.5

0.37

1.07

0.1

0.29

0.13

1.59

0.06

PN-NO2

Donor Acceptor E2

LP (1) O 1

LP (1) O 1

LP (1) O 2

LP (1) O 3

LP (3) O 3

LP (1) O 4

LP (1) O 4

LP (3) O 3

LP (1) O 36

LP (2)Fe 37

LP (2)Fe 37

LP (4)Fe 37

LP *(4)Fe 37

LP *(4)Fe 37

LP *(4)Fe 37

LP *(4)Fe 37

LP *(4)Fe 37

LP *(4)Fe 37

LP *(4)Fe 37

RY*(2) C 5

RY*(1) C 10

RY*(1) C 9

RY*(3) C 11

RY*(2) C 35

RY*(2) C 15

RY*(1) C 20

RY*(3)N 34

RY*(1)N 34

RY*(3) C 7

RY*(3) C 15

RY*(1) O 4

RY*(2) C 7

RY*(6) C 9

RY*(3) C 10

RY*(1) C 11

RY*(3) C 12

RY*(3) C 15

RY*(1) C 16

1.39

3.11

11.95

2.76

2.55

2.61

1.65

2.42

3.2

1.63

0.63

1.23

3.45

0.67

1.33

0.96

1.43

5.33

2.14

PN-N

Donor Acceptor E2

LP (1) O 12

LP (1) O 12

LP (1) O 24

LP (1) O 24

LP (2) O 29

LP (1) N 34

LP (1) N 34

LP (1) N 35

LP (2) O 12

LP (2) O 29

LP (1)Fe 38

LP (1)Fe 38

LP (1)Fe 38

LP (1)Fe 38

RY*(4) C 7

RY*(4) C 11

RY*(4) C 2

RY*(4) C 25

RY*(3) C 3

RY*(1) C 9

RY*(2) N 35

RY*(2) N 34

RY*(10) Fe 38

LP*(5) Fe 38

RY*(1) C 1

RY*(1) C 2

RY*(3) C 3

RY*(5) C 5

3.28

1.39

3.44

1.67

2.57

1.06

0.8

1.57

0.06

0.19

0.19

0.3

0.74

0.64

Tabel 7 menunjukkan adanya donor dari O2-C9 pada PN (11,63), PN-NH2(11,62), dan PN-

NO2(11,95), tetapi tidak pada PN-N. Pada PN, PN-NH2, dan PN-NO2 nilai E2 yang besar

mengakibkan bertambahnya keelektronegatifan pada C9, sehingga C7 yang berdekatan dengan

Fe cenderung lebih menyukai berikatan dengan C9. Oleh karena itu visualisai yang ditampilkan

pada hasil optimasi besi dengan Pinostrobin dan turunannya ikatan pada C7 dengan Fe tidak

terlihat. Pada PN-N terlihat bahwa atom N mendonorkan 1,06 pada atom O9, sehingga

menambahkan keelektronegatifan O9 yang berdekatan dengan besi.

Kesimpulan

Isolasi Pinostrobin dengan metode soklet dihasilkan kemurnian 100 % dibandingkan

metode Oka et al. (2014) yang hanya menghasilkan 94 %. Hasil uji inhibitor Pinostrobin

diperoleh IE tertinggi yaitu 95, 757 % dengan konsentrasi 3000 ppm. Peningkatan IE%

menggunakan kimia komputasi dengan metode DFT DZP menunjukkan hasil parameter kimia

deskriptor bahwa penambahan atom N pada Pinostrobin menaikkan efisiensi sebesar 7,660 %,

penambahan NH2 menaikkan efisiensi sebesar 0,6000 % dan penambahan gugus NO2

menurunkan efisiensi sebesar 4,540 %. Hasil optimasi besi dengan Pinostrobin dan turunannya

dengan metode LanL2DZ dan DZP menunjukkan bahwa gugus NO2 terlihat menjauhi besi

sedangkan penambahan gugus NH2 dan N terlihat mendekati besi.

DAFTAR PUSTAKA

Atkins, P.W., 1999. Kimia Fisik II, Erlangga, Jakarta.

Bendjeddou, A., T Abbas, A. K Gouasmia, dan D. Villemin.2016. Molecular Strukture, HOMO-

LUMO,MEP and Fukui Function Analisys of Some TTF-Donor Substituen Moleculer

Using DFT (B3LYP) Calculation. International Research Journal of Pure and Applied

Chemistry, 12(1):1-9.

Hadisaputra, S, Hamdiani, S, Junaidi, E. 2015. Theoretical Study of Corrosion Inhibitor

Performance of 2-iswopropyl-5-metilfenol. Alchemy, 11,1:1-7.

Hadisaputra, S, Hamdiani, S, S, Arsyk, K, Nuryono. 2017. Influence of Macrocyclic Ring Size

on the Corrosion Inhibition Efficiency of Dibenzo Crown Ether: A Density Functional

Study, Indones J.Chem, 17(3),431-438.

Hasan, Z., Mulyono, T., dan Winata, I N. A. 2015. Studi Pemanfaatan Ekstrak Lignin Kulit Kopi

sebagai Inhibitor Organik Korosi Besi. Jurnal Sains dan Tekonologi, 1(3), 101-103.

Mahmud, Suprihanto N, Tri P, Prayanti S. 2012. Adsorpsi Bahan Organik Alami (BOA) Air

Gambut Pada Lempeng Tanah Gambut Alami dan Teraktivasi: Studi Kesetimbangan

Isoterm dan Kinetika Adsorpsi. Info Teknik. Volume 13, Nomor 1: 28-37.

Obayes, H.R.. Alwean G. H.. Hameed, A., Alobaidy, M. J., Al-Amiery. A. A., Amir A.,

Kadhum, H., dan Mohamad, A. B., 2014. Quantum Chemical Assesment of

Bezimidazole Derivatives as Corrosion Inhibitors. Chem. Central Journal, 8:21.

Oka A.P., 1998, Isolasi, Identifikasi Senyawa Pinostrobin pada Rimpang Temu Kunci

(Kaempferia pandurata Roxb) dan Standarisasi Ekstrak Etanol Berdasarkan Kadar

Pinostrobinnya dengan KLT Densitometri, Thesis, PPS Unair, Surabaya.

Pearson, R. G., 1988, Absolute Elektronegativity and Hardness: Application to Inorganic

Chemistry. Inorg.Chem, 27, 4, 734-740.

Sudarma, I M. 2014. Kimia Bahan Alam (Ekstraksi, Isolasi dan Transformasi. FMIPA Press,

Mataram.

Uhlig, H. H., Revie R. W., Corrosion and Corrosion Control. 3rd edition. New York: John Wiley

& Sons; 1985:1.