Interaksi Senyawa Humat dengan Ion Logam

 

Kemampuan senyawa humat berinteraksi dengan kation logam disebabkan oleh sebagian besar gugus-gugus fungsional asam humat mengandung atom oksigen seperti –COOH, fenolat, enolat, -OH alkoholat dan –C=O. Berdasarkan keberadaan senyawa humat yang heterogen, interaksi kation logam dengan senyawa humat terjadi pada sejumlah besar sisi aktif, dengan afinitas yang berbeda.

Secara umum, interaksi senyawa humat (asam humat) dengan kation logam meningkat dengan bertambahnya konsentrasi asam humat dan pH, tetapi menurun dengan bertambahnya konsentrasi logam (Weber, 1983; Wang dan Stumm, 1987; Stevenson dan Chen, 1991; Zhou dkk., 1994; Milne, 1995; dalam Spark dkk., 1997). Tipe dan macam gugus fungsional yang digunakan untuk model interaksi asam humat dengan kation logam bervariasi, namun model yang mendasarkan pada dua sisi pengikatan (satu karboksil dan satu hidroksil) terlihat sesuai dengan data penelitian Marshall dkk. (1995) dalam Spark dkk. (1997). Sebagian besar model mengasumsikan interaksi elektrostatik, meskipun terdapat fakta bahwa tipe ini bukan satu-satunya tipe yang mungkin terjadi (de Witt dkk., 1990; Sutheiner dkk., 1995 dalam Spark dkk., 1997).

Interaksi ion logam divalen maupun trivalen dengan asam humat atau asam fulvat dalam medium air pada pH mendekati 7, dapat berlangsung melalui pembentukan ikatan hidrogen atau jembatan air, interaksi elektrostatik atau pertukaran ion, ikatan koordinasi dan melalui struktur cincin khelat, seperti dimodelkan pada Gambar 2.8. Mekanisme interaksi yang terjadi dapat melalui salah satu atau lebih dari keempat model tersebut, bahkan kemungkinan melibatkan keempat model mekanisme tersebut secara simultan (Schnitzer, 1986). 

Gambar 8 Model interaksi ion logam dengan asam humat dan fulvat (Schnitzer, 1986)

Menurut reaksi (1), salah satu gugus –COOH bereaksi dengan ion logam membentuk suatu garam anorganik atau kompleks monodentat. Persamaan reaksi (2) menggambarkan suatu reaksi dimana satu gugus –COOH dan satu gugus –OH bereaksi secara simultan dengan ion logam membentuk kompleks bidentat atau khelat. Pada persamaan reaksi (3) dua gugus –COOH terdekat bereaksi secara simultan dengan ion logam untuk membentuk kelat bidentat. Persamaan (4) menunjukkan suatu situasi dimana ion logam terikat dengan asam fulvat melalui pengikatan elektrostatik dan juga melalui molekul air dalam bungkus hidrasi primernya lewat suatu ikatan hidrogen ke gugus C=O. Interaksi jenis ini sangat penting jika kation memiliki energi pemecahan yang tinggi, dengan demikian dapat mempertahankan bungkus hidrasi primernya.

Pengikatan kation logam terjadi pertama kali melalui interaksi yang menghasilkan kompleks yang stabil yaitu membentuk ikatan koordinasi dan struktur cincin. Pembentukan ikatan melalui interaksi yang lebih lama terjadi apabila sisi aktif yang mengikat logam dengan kuat telah jenuh (Stevenson, 1994).

Share this post