Osmium tetroksida: Perbedaan antara revisi

'''Osmium tetroksida''' (disebut juga '''osmium(VIII) oksida''') adalah [[senyawa kimia]] dengan [[Rumus kimia|rumus]] OsO{{sub|4}}. Senyawa ini patut dicatat karena banyak kegunannya, meskipun beracun dan [[osmium]] tergolong langka. Ia juga memiliki sejumlah sifat yang menarik, salah satunya adalah padatan ini bersifat [[Volatilitas (kimia)|volatil]]. Senyawa ini tak berwarna, tetapi sebagian besar sampel berpenampilan kuning.<ref>{{cite journal | last1 = Girolami | first1 = Gregory | year = 2012 | title = Osmium weighs | url = | journal = Nature Chemistry | volume = 4 | issue = | page = 954 | doi = 10.1038/nchem.1479 }}</ref> Hal ini sangat mungkin disebabkan oleh adanya ketakmurnian [[Osmium dioksida|OsO{{sub|2}}]], yang berwarna kuning-coklat.<ref>{{cite|author=Cotton and Wilkinson|title=Advanced Inorganic Chemistry|page=1002}}</ref>

 

 

Osmium(VIII) oksida membentuk kristal [[monoklinik]].<ref name=s1/><ref name=niosh/> Ia memiliki ciri khas bau yang tajam seperti [[klorin]]. Nama [[unsur kimia|unsur]] osmium diturunkan dari {{lang-el|osme}} yang berarti ''bau''. OsO{{sub|4}} bersifat volatil: ia [[sublimasi|menyublim]] pada [[suhu ruang]]. Ia larut dalam berbagai pelarut organik. Ia juga agak mudah larut dalam air, disertai reaksi reversibel untuk membentuk asam osmat (lihat di bawah).<ref name=thompson>{{ cite web | author = Thompson, M. | publisher = [[Bristol University]] | title = Osmium tetroxide (OsO₄) | url = http://www.chm.bris.ac.uk/motm/oso4/oso4h.htm | accessdate = 2012-04-07 }}</ref> Osmium(VIII) oksida ''murni'' mungkin tidak berwarna<ref>{{ cite book |author1=Butler, I. S. |author2=Harrod, J. F. | title = Inorganic Chemistry: Principles and Applications | year = 1989 | publisher = Benjamin / Cummings | isbn = 978-0-8053-0247-9 | page = 343 | url = https://books.google.com/books?id=Nd3vAAAAMAAJ | accessdate= 2012-04-07 }}</ref> dan telah diketahui bahwa rona kuning adalah akibat ketakmurnian [[osmium dioksida]] (OsO{{sub|2}}).<ref>{{ cite book | author = Cotton, F. A. | title = Advanced Inorganic Chemistry | edition = 6th | url = https://books.google.com/books?id=U3MWRONWAmMC | year = 2007 | publisher = J. Wiley | location = New Delhi, India | isbn = 978-81-265-1338-3 | page = 1002 }}</ref> Molekul osmium tetroksida adalah tetrahedral, dan oleh karena itu non-polar. Kenonpolaran ini membantu OsO{{sub|4}} menembus membran sel bermuatan. Kelarutan OsO{{sub|4}} dalam [[karbon tetraklorida]] adalah 518 kali kelarutannya dalam air.

:<ce>{Os} + 2O2 ->[\Delta T] OsO4</ce>

 

Alkena ditambahkan kepada OsO{{sub|4}} untuk menghasilkan spesies [[alkoksida|diolat]] yang terhidrolisis menjadi ''cis''-diol. Proses bersihnya disebut dihidroksilasi. Proses ini melalui reaksi [3 + 2] [[sikloadisi]] antara OsO{{sub|4}} dan alkena untuk membentuk intermediat ester osmat yang cepat terhidrolisis menghasilkan [[Diol#Visinal diol|visinal diol]]. Karena atom oksigen ditambahkan dalam langkah terpadu, stereokimia yang dihasilkan adalah ''[[Isomerisme cis-trans|cis]]''.

 

 

OsO{{sub|4}} mahal dan sangat beracun, menjadikannya pereaksi yang tidak menarik untuk digunakan dalam jumlah [[stoikiometri]]. Namun, reaksinya dibuat [[Katalisis|katalitik]] dengan menambahkan pereaksi untuk mereoksidasi produk samping Os(VI) kembali menjadi Os(VIII). Pereaksi yang umum digunakan antara lain [[hidrogen peroksida|{{chem2|H|2|O|2}}]] ([[hidroksilasi Milas]]), [[N-Metilmorfolin N-oksida|N-metilmorfolin N-oksida]] ([[dihidroksilasi Upjohn]]) dan [[kalium ferisianida|{{chem2|K|3|Fe(CN)|6}}]], karena ketiganya tidak bereaksi dengan alkena. Senyawa osmium lain dapat digunakan sebagai katalis, termasuk garam osmat(VI) ({{chem2|[OsO|2|(OH)|4|)|]|2−}}, dan osmium triklorida hidrat (OsCl{{sub|3}}·''x''H{{sub|2}}O). Spesies ini dioksidasi menjadi osmium(VIII) dengan adanya oksidator-oksidator tersebut.<ref>{{ cite journal | title = On the timing of hydrolysis / reoxidation in the osmium-catalyzed asymmetric dihydroxylation of olefins using potassium ferricyanide as the reoxidant |author1=Ogino, Y. |author2=Chen, H. |author3=Kwong, H.-L. |author4=Sharpless, K. B. | journal = [[Tetrahedron Letters]] | year = 1991 | volume = 32 | issue = 32 | pages = 3965–3968 | doi = 10.1016/0040-4039(91)80601-2 }}</ref>

Proses tersebut dapat dilanjutkan untuk menghasilkan [[aldehida]] dalam [[oksidasi Lemieux–Johnson]], yang menggunakan [[periodat]] untuk mencapai [[pembelahan diol]] dan untuk meregenerasi pemuatan katalitik OsO{{sub|4}}. Proses ini ekivalen dengan [[ozonolisis]].

 

 

OsO{{sub|4}} adalah [[asam Lewis]] dan oksidator lemah. Ia bereaksi dengan larutan basa membentuk anion perosmat {{chem2|OsO|4|(OH)|2|2−}}.<ref>{{Greenwood&Earnshaw2nd}}</ref> Spesies ini mudah direduksi menjadi anion [[kalium osmat|osmat]], {{chem2|OsO|2|(OH)|4|4−}}.

 

:3&nbsp;OsO{{sub|4}} + 24&nbsp;CO → {{chem2|Os|3|(CO)|12}} + 12&nbsp;CO{{sub|2}}<ref name = "h&s"/>

 

Osmium membentuk beberapa oksofluorida, yang semuanya sangat peka terhadap kelembaban.

''cis''-{{chem2|OsO|2|F|4}} terbentuk pada 77 K dalam larutan [[hidrogen fluorida|HF]] anhidrat:<ref>{{ cite journal |author1=Christe, K. O. |author2=Dixon, D. A. |author3=Mack, H. G. |author4=Oberhammer, H. |author5=Pagelot, A. |author6=Sanders, J. C. P. |author7=Schrobilgen, G. J. | title = Osmium tetrafluoride dioxide, cis-OsO₂F₄ | year = 1993 | journal = [[Journal of the American Chemical Society]] | volume = 115 | issue = 24 | pages = 11279–11284 | doi = 10.1021/ja00077a029 }}</ref>

: OsO₄ + 2 [Me₄N]F → [Me₄N]₂[''cis''-OsO₄F₂]

 

 

Dalam sintesis organik, OsO{{sub|4}} banyak digunakan untuk mengoksidasi [[alkena]] menjadi [[Visinal (kimia)|visinal]] diol, penambahan gugus [[hidroksil]] pada sisi yang sama ([[adisi syn]]). Lihat reaksi dan mekanisme di atas. Reaksi ini telah dilakukan baik katalitik ([[dihidroksilasi Upjohn]]) dan asimetris ([[dihidroksilasi asimetris Sharpless]]).

 

Dalam kombinasi dengan [[natrium periodat]], OsO₄ digunakan untuk pembelahan oksidatif [[alkena]] ([[oksidasi Lemieux-Johnson]]) bila periodate berfungsi baik untuk membelah diol yang dibentuk oleh dihidroksilasi, maupun untuk mengoksidasi kembali OsO₃ ke OsO₄. Transformasi bersih identik dengan yang dihasilkan oleh [[ozonolisis]]. Berikut contoh dari total sintesis Isosteviol.<ref>{{ cite journal |author1=Snider, B. B. |author2=Kiselgof, J. Y. |author3=Foxman, B. M. | title = Total Syntheses of (±)-Isosteviol and (±)-Beyer-15-ene-3β,19-diol by Manganese(III)-Based Oxidative Quadruple Free-Radical Cyclization | year = 1998 | journal = [[Journal of Organic Chemistry]] | volume = 63 | issue = 22 | pages = 7945–7952 | doi = 10.1021/jo981238x }}</ref>

 

 

 

OsO{{sub|4}} adalah zat [[pewarnaan]] yang banyak digunakan dalam [[mikroskopi elektron transmisi]] (''transmission electron microscopy'', TEM) untuk memberikan kontras pada citra.<ref name="Bozzola">{{ cite book |author1=Bozzola, J. J. |author2=Russell, L. D. | chapter = Specimen Preparation for Transmission Electron Microscopy | title = Electron Microscopy : Principles and Techniques for Biologists | year = 1999 | publisher = Jones and Bartlett | location = Sudbury, MA | pages = 21–31 | isbn = 978-0-7637-0192-5 | url = https://books.google.com/books?id=RqSMzR-IXk0C&pg=PA21 }}</ref> Sebagai pewarna [[lipida]], ia juga berguna dalam [[mikroskopi elektron payaran]] (''scanning electron microscopy'', SEM) sebagai alternatif [[penyalutan bersit]]. Ini menyematkan logam berat langsung ke membran sel, menciptakan tingkat hamburan elektron yang tinggi tanpa perlu menyalut membran dengan lapisan logam, yang dapat mengaburkan rincian membran sel. Dalam pewarnaan [[membran plasma]], osmium(VIII) oksida mengikat [[fosfolipid]] di daerah kepala, sehingga menimbulkan kontras dengan [[protoplasma]] (sitoplasma) yang bertetangga. Selain itu, osmium(VIII) oksida, bersama-sama dengan HgCl₂, juga digunakan untuk memperbaiki sampel biologis. Kemampuan bunuhnya yang cepat digunakan untuk membunuh spesimen hidup seperti protozoa. OsO₄ menstabilkan banyak protein dengan mengubahnya menjadi gel tanpa menghancurkan fitur struktural. Protein jaringan yang distabilkan oleh OsO₄ tidak digumpalkan oleh alkohol selama dehidrasi.<ref name=stain>{{ cite book | author = Hayat, M. A. | title = Principles and Techniques of Electron Microscopy: Biological Applications | publisher = Cambridge University Press | year = 2000 | pages = 45–61 | isbn = 0-521-63287-0 | url = https://books.google.com/books?id=nfsVMH8it1kC }}</ref> Osmium(VIII) oksida juga digunakan sebagai pewarna lipida dalam mikroskop optik.<ref>{{ cite journal | title = A simple protocol for paraffin-embedded myelin sheath staining with osmium(VIII) oxide for light microscope observation |author1=Di Scipio, F. |author2=Raimondo, S. |author3=Tos, P. |author4=Geuna, S. | journal = Microscopy Research and Technique | year = 2008 | volume = 71 | issue = 7 | pages = 497–502 | doi = 10.1002/jemt.20577 | pmid = 18320578 }}</ref> OsO₄ juga mewarnai kornea manusia (lihat [[#Pertimbangan keamanan|pertimbangan keamanan]]).

 

 

OsO₄ juga digunakan untuk mewarnai [[kopolimer]] secara istimewa, contoh yang paling dikenal adalah kopolimer blok dimana satu fasa dapat diwarnai sehingga dapat menunjukkan [[struktur mikro]] material tersebut. Sebagai contoh, kopolimer blok stirena-butadiena memiliki rantai utama [[polibutadiena]] dengan terminal polistirena. Bila diberi perlakuan dengan OsO₄, matriks butadiena bereaksi secara spesifik dan menyerap oksida. Adanya logam berat cukup untuk memblokir berkas elektron, sehingga domain polistirena terlihat jelas pada film tipis di [[Mikroskopi elektron transmisi|TEM]].

 

OsO₄ adalah zat antara dalam ekstraksi osmium dari bijihnya. Residu yang mengandung osmium diolah dengan natrium peroksida ({{chem2|Na|2|O|2}}) membentuk {{chem2|Na|2|[|OsO|4|(OH)|2|]}}, yang dapat larut. Saat terkena [[klorin]], garam ini membentuk OsO{{sub|4}}. Pada tahap akhir pemurnian, OsO{{sub|4}} mentah dilarutkan dalam larutan [[NaOH]] alkoholik membentuk Na₂[OsO₂(OH)₄], yang, jika diolah dengan [[amonium klorida|NH₄Cl]], menghasilkan (NH₄)₄[OsO₂Cl₂]. Garam ini direduksi di bawah kondisi [[hidrogen]] untuk menghasilkan osmium.<ref name=thompson/>

 

 

 

OsO₄ sangat beracun, bahkan pada tingkat paparan rendah, dan harus ditangani dengan tindakan pencegahan yang tepat. Khususnya, menghirup pada konsentrasi jauh di bawah bau yang bisa dirasakan dapat menyebabkan [[edema paru]] dan berlanjut pada kematian. Gejala yang dapat terlihat bisa baru muncul berjam-jam setelah terpapar.

Pada tanggal 6 April 2004 sumber intelijen Inggris meyakimi bahwa mereka telah menggagalkan rencana peledakan bom yang melibatkan OsO₄.<ref>{{ cite news | title = Chemical 'bomb plot' in UK foiled | url = http://news.bbc.co.uk/1/hi/uk/3603961.stm | publisher = [[BBC News]] | date = 2004-04-06 }}</ref> Para pakar yang diwawancarai oleh ''[[New Scientist]]'' menegaskan toksisitas osmium(VIII) oksida, meskipun beberapa menyoroti kendala penggunaannya dalam sebuah senjata: osmium(VIII) oksida sangat mahal. Osmium(VIII) oksida dapat dihancurkan oleh ledakan; asap beracun yang tersisa mungkin juga terdispersi oleh ledakan tersebut.<ref>{{ cite news | url = http://technology.newscientist.com/article/dn4863-experts-divided-over-poison-bomb-claim.html | publisher = [[New Scientist]] | title = Experts divided over poison bomb claim | author = Bhattacharya, S. | date = 2004-04-07 }}</ref>

 

{{reflist}}

 

* {{en}} [http://www.inchem.org/documents/icsc/icsc/eics0528.htm International Chemical Safety Card 0528]

* {{en}} [http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0473.html NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards]