UAS KIMIA ORGANIK 1

UAS KIMIA ORGANIK 1

MAHASISWA PENDIDIKAN KIMIA REGULER 2012

NAMA : APRIZAL

NIM   : A1C112015
DOSEN PEMBIMBIMNG : Dr.Drs.Syamsurizal, M.Si

Soal                                        

1.   A. Jelaskan bagaimana asam benzoat di sintesis dari suatu senyawa aromatik !

B. Jelaskan bagaimana mensintesis asam salisilat dari asam benzoat tersebut di atas !

Jawaban :

1. 
  a). Seperti yang pernah kita bahas sebelumnya, dikatakan bahwa gugus alkil dari alkilbenzena itu dapat dengan mudah mengalami reaksi. Hal tersebut dikarenakan gugus alkil yang terikat pada cincin benzena (karbon benzilik) terstabilkan secara resonansi oleh cincin benzene itu sendiri, akibatnya posisi benzil tersebut menjadi letak serangan dalam berbagai banyak reaksi. Karena posisi benzilik yang reaktif ini, alkilbenzena dengan atom H benzilik menghasilkan produk oksidasi yang sama, yaitu asam benzoat.

Mekanisme reaksi oksidasi ini sangat rumit karena harus melibatkan zat antara dari oksidatornya baik dalam bentuk radikal atau ion. Akan tetapi secara umum reaksi oksidasi alkilbenzena yang mempunyai atom H benzilik, reaksi oksidasi berjalan melalui suatu zat antara benzil kation atau benzil radikal.

Seperti yang diketahui bahwa bentuk zat antara tersebut baik bentuk kationnya maupun radikal benzilik relatifnya stabil karena adanya konjugasi muatannya dengan cincin benzena.  Zat antara benzilik ini selanjutnya bereaksi dengan air memberikan benzyl alkohol yang mengalami oksidasi lebih lanjut menjadi asam benzoat.

 Persamaan reaksi oksidasi alkilbenzena secara umum dapat dituliskan sebagai berikut.

Contoh dari alkilbenzena  itu sendiri adalah toluene.

Toluene dapat mengalami reaksi oksidasi dengan menggunakan katalisnya KMnO₄ dan dalam kondisi asam, asam yang digunakan yaitu asam sulfat (H₂SO₄)

C₆H₅CH₃ + 2KMnO₄ → C₆H₅COOK + 2MnO₂ + H₂O + KOH

Jika tidak dalam kondisi asam maka menghasilkan produk basa.

 Reaksinya :

5C₆H₅CH₃ + 6KMnO₄ + 9H₂SO₄ → 5C₆H₅COOH + 6Mn SO₄ + 3K₂SO₄+ 14H₂O

b). Untuk mensintesis asam salisilat dari asam benzoat pada No.1A yang di atas.

Adapun gambar mekanismenya yang saya dapatkan, sebagai berikut.

Dari mekanisme diatas dapat dijelaskan bahwa terjadi delokalisasi ikatan pada atom Cl dari tionil klorida sebagai akibat kereaktifan dari karbonil pada benzoil klorida sehingga terbentuk ion klorida dan ion tionil. Akibat dari pembentukan kedua ion tersebut, terjadilah serah terima pasangan elektron pada ion tersebut dengan benzoil klorida sehingga terbentuklah intermediet tetrahedral.

Kemudian terjadilah delokalisasi yang mengakibatkan putusnya ikatan antara karbon pada karbonil dengan atom O. Terbentuklah dua senyawa diatas yaitu salah asil klorida dan salah satunya mengalami reaksi eliminasi pada kondisi panas membentuk gas SO₂ dan gas HCl sehingga benzoil klorida yang dihasilkanpun optimal.

Benzoil klorida direaksikan dengan asam asetat menghasilkan suatu asam asetil salisilat dan HCl. Seperti kita ketahui resonansi terjadi karena adanya delokalisasi ikatan rangkap ke ikatan tunggal. Sehingga faktor resonansi tersebut mempengaruhi keasaman senyawa. Pada reaksi ini delokalisasi yang terjadi dimana muatan negatif sekitar oksigen mengikat CH₃ pada asam asetilsalisilat tersebut yang menyebabkan resonansi, sehingga asam asetilsalisilat mempunyai tingkat keasaman yang besar.

Reaksinya :   C₆H₅COCl + CH₃COOH → C₆H₅COOCH₃COOH

Selain itu juga untuk mensintesis asam salisilat dapat juga dengan cara fenol terlebih dahulu  diubah menjadi senyawa ionic Natrium fenoksida dengan cara melarutkannya kedalam larutan natrium hidroksida. Kemudian natrium fenoksida bereaksi dengan CO₂ , kedua atom oksigen yang terikat pada atom karbon bersifat menarik elektron. Oleh karena itu  atom memiliki muatan parsial positif. Hal inilah yang menyebabkan CO₂ mampu bertindak sebagai elektrofil.

Proses mekanismenya dapat dilihat pada gambar dibawah ini hingga bisa  membentuk asam salisilat.

2. Jelaskan mengapa fenol dapat di gunakan sebagai antiseptik!, mengapa alkohol tidak memiliki kemapuan demikian?

     Jawaban
       Berangkat dari pengertiannya, Antiseptik merupakan senyawa kimia yang  dapat digunakan untuk membunuh atau menghambat pertumbuhan mikroorganisme pada jaringan yang  hidup seperti pada permukaan kulit dan membran mukosa.

Fenol adalah zat pembaku daya antiseptik obat lain dan daya antiseptik ini dinyatakan dalam koefesien fenol. Mekanisme kerja fenol sebagai desinfektan yaitu dalam kadar 0,01%-1% fenol bersifat bakteriostatik. Larutan 1,6% bersifat bakterisid, yang dapat mengadakan koagulasi protein.

Sebagai antiseptik, fenol bekerja dengan cara mendenaturasi dan mengkoagulasi protein sel bakteri. Senyawa turunan fenol berinteraksi dengan sel bakteri melalui proses adsorbsi yang melibatkan ikatan hidrogen. Pada kadar rendah terbentuk kompleks protein fenol dengan ikatan yang lemah dan segera mengalami peruraian, diikuti penetrasi fenol ke dalam sel menyebabkan presipitasi serta denaturasi protein. Pada kadar tinggi fenol menyebabkan koagulasi protein dan sel membran mengalami lisis.

Ikatan protein dengan fenol mudah lepas, sehingga fenol dapat berpenetrasi ke dalam kulit utuh. Larutan 1,3% bersifat fungisid, berguna untuk sterilisasi ekskreta dan alat kedokteran. Sedangkan alkohol  tidak dapat digunakan sebagai antiseptik karena dalam kadar rendah sekalipun bisa menyebabkan gangguan saraf dan masalah penglihatan. Inilah alasannya mengapa alkohol tidak digunakan sebagai antiseptik.

3.  A. Suatu eter dapat bereaksi dengan air dimana bila di uji dengan larutan fehling A dan       fehling B memberikan hasil positif. !

B. Hasil dari tersebut di atas bila dioksidasi lebih lanjut akan menghasilkan senyawa X ,       tentukan cara mengidentifikasinya!

Jawaban
3.

Uji Fehling dilakukan menggunakan larutan Fehling, dimana larutan ini mengandung ion kompleks tembaga (II) yang disiapkan dengan mencampurkan larutan Fehling A yang mengandung tembaga sulfat, ke dalam larutan Fehling B yang mengandung natrium hidroksida dan garam Rochelle (natrium kalium tartarat).

Uji Fehling dilakukan untuk mengidentifikasi gula pereduksi. Gula pereduksi merupakan golongan karbohidrat yang dapat mereduksi senyawa-senyawa penerima elektron, contohnya adalah glukosa dan fruktosa. Ujung dari suatu gula pereduksi mengandung gugus aldehida atau keton bebas. Monosakarida seperti glukosa, fruktosa, galaktosa dan disakarida seperti laktosa dan maltosa tergolong gula pereduksi.

Larutan Fehling terdiri dari larutan  Fehling A (CuSO₄) dan Fehling B (NaOH dan KNa tartarat).

a.    Hasil positif terhadap pereaksi fehling ini menghasilkan endapan yang berwarna merah bata (Sorrel). Eter apabila bereaksi dengan air dan diuji dengan larutan fehling memberikan hasil positif. Hal ini mengidentifikasikan bahwa eter bereaksi dengan air membentuk ikatan hidrogen sehingga menghasilkan senyawa yang memiliki gugus aldehid (R-COH).

b.  Aldehid apabila dioksidasi lebih lanjut menghasilkan senyawa X, senyawa X ini adalah asam karboksilat. Untuk mengidentifikasi apakah senyawa X ini asam kaboksilat dapat ditambahkan alcohol dengan katalis asam, maka akan terbentuk senyawa ester.

        Identifikasi gugus aldehida dapat dilakukan dengan melakukan uji Fehling. Uji Fehling dilakukan menggunakan larutan Fehling, dimana larutan ini mengandung ion kompleks tembaga (II) yang disiapkan dengan mencampurkan larutan Fehling A yang mengandung tembaga sulfat, ke dalam larutan Fehling B yang mengandung natrium hidroksida dan garam Rochelle (natrium kalium tartarat). Selama oksidasi aldehid menjadi asam karboksilat, ion tembaga (II) direduksi menjadi tembaga (I) yang mengendap sebagai tembaga (I) oksida yang berwarna merah.

RCHO +  2Cu²⁺  +  5OH^-    à   RCOO^-  +  Cu₂O   + 3H₂O

Senyawa ester ini cukup mudah diamati karena senyawa ester memiliki aroma yang khas seperti aroma buah. Selain itu karena hasil reaksi berupa ester dan air yang menimbulkan dua lapisan dimana lapisan atas adalah ester dan lapisan bawah adalah air, hal ini dikarenakan perbedaan sifat dari ester yang bersifat non polar dan air yang bersifat polar sehingga keduanya tidak dapat menyatu. 

4.  Mengapa suatu eter bisa lebih reaktif dari pada alkohol, padahal secara umum alkohol lebih reaktif dari pada eter apabila di reaksikan dengan logam? (seperti Na) Jelaskan dasar-dasar ilmiah yang memungkinkan suatu eter lebih reaktif dari pada alkohol !

    Jawaban

    Seperti yang telah diketahui, Alkohol dan eter merupakan senyawa organik yang mengandung atom oksigen yang berikatan tunggal. Kedudukan atom oksigen didalam alkohol dan eter mirip dengan kedudukan atom oksigen yang terikat pada molekul air. Oleh karena itu dapat dikatakan struktur alkohol adalah sama dengan struktur air, dimana satu atom H pada air diganti dengan R. Sedangkan struktur eter adalah sama dengan struktur air dimana kedua atom H pada air diganti dengan R.

H-O-H              R-O-H            R-O-R

                         Air                Alkohol             Eter

Gugus R pada alkohol dan eter dapat berbentuk alkil atau aril. Oleh karena itu, kedua golongan senyawa ini sangat luas dijumpai. Baik dari hasil sintesis maupun yang terjadi secara alami.

Gugus fungsi dari eter adalah oksigen yang terikat diantara rantai karbon (-O-) dan alkohol dengan gugus hidroksilnya (-OH). 

Bila direaksikan, Alkohol dapat bereaksi dengan logam natrium. Logam natrium mudah teroksidasi menjadi ion Na⁺ , ion ini akan mensubstitusi ion hidrogen pada gugus hidroksil alkohol.

    Reaksinya :   R-OH + Na → R-O-Na + H₂

Menurut pemahaman saya, Eter bisa saja lebih reaktif daripada alkohol, hal ini dimungkinkan karena sifat khusus dari eter itu sendiri yang memiliki kemampuan untuk membentuk ikatan dengan ion-ion seperti Na⁺ , K⁺ , Cs⁺ .

   Hal ini dapat dilakukan karena ion logam ini mempunyai orbital kosong cukup banyak. Misalnya Na⁺ memiliki orbital kosong 3p dan 3d, sehingga memungkinkan untuk tumpang tindih dengan orbital isi penuh dari atom oksigen. Walaupun diketahui bahwa atom oksigen pada eter siklik mampu mengadakan ikatan dengan ion logam tersebut, tetapi orbital mana yang digunakan untuk berikatan belum diketahui secara pasti.

5.    Bila fenol dikatakan lebih asam dari pada alkohol temukan contoh suatu alkohol jauh lebih asam dari pada fenol ! Jelaskan mengapa demikian ! 
     
    Jawaban

     Fenol merupakan asam yang jauh lebih reaktif dari pada alkohol,  pKa fenol sendiri adalah 10 sedangkan alkohol memiliki nilai pKa > 15 . Jadi, fenol kira-kira ditengah antara etanol dengan  asam asetat  (Pka = 4,75) dalam hal kuat asam .
    

    

     Fenol memiliki sifat asam yang lebih kuat dibandingkan alcohol. Hal ini dikarenakan anion  fenol yaitu ion fenoksida distabilkan oleh resonansi dimana muatan negatif dari electron mengalami delokalisasi oleh cincin aromatiknya.  Sedangkan anion dari alcohol yaitu alkoksida tidak dapat didelokalisasikan.

       

   
         Karena disebabkan delokalisasi electron pada ion fenoksida menyebabkan ion H⁺ yang telah dilepaskan sulit kembali sedangakn apada alcohol, karena elektron tak mengalami delokalisasi membuat ion H⁺ yang telah dilepaskan dapat dengan mudah kembali lagi.

       Jadi dapat disimpulkan, untuk membuat alkohol lebih asam dari fenol maka kita harus menemukan bahwa anion dari alcohol itu lebih stabil dari anion fenol. Untuk meningkatkan keasaman pada alcohol bila didekat karbon hidroksil terdapat gugus penarik elektron seperti Halogen atau nitro (NO₂)

Etanol berfungsi digunakan sebagai bahan bakar, bagaimana halnya dengan turunan alkohol yang lain yang memungkinkan di gunakan sebagai bahan bakar ?
apa syarat-syaratnya? Dan berikan contoh !

Jawaban

Empat alkohol alifatik pertama, yaitu (metanol, etanol, propanol, dan butanol) adalah jenis alkohol yang sering digunakan sebagai bahan bakar karena alkohol-alkohol ini dapat disintesis secara kimia maupun biologi, dan karakteristik yang dimiliki membuat alkohol ini dapat dipakai pada mesin-mesin modern saat ini.

Jadi, turunan alkohol selain etanol yaitu (methanol,propanol, dan butanol) dapat digunakan sebagai bahan bakar.

Salah satu keuntungan yang dimiliki oleh keempat jenis alkohol ini adalah angka oktan yang tinggi. Angka oktan yang tinggi dapat membuat efisiensi bahan bakar meningkat sehingga dapat menutupi kepadatan energinya yang rendah (jika dibandingkan dengan bensin/diesel).

Contohnya :  Biobutanol merupakan salah satu bahan bakar yang paling menguntungkan karena kepadatan energinya hampir sama dengan bensin, dengan angka oktan yang masih 25% lebih tinggi dari bensin. Masalahnya adalah, saat ini biobutanol lebih susah diproduksi apabila dibandingkan dengan etanol atau metanol. Rumus kimia umum dari bahan bakar yang terbuat dari alkohol adalah C_nH_2n+1OH

Syarat-syarat senyawa turunan alcohol dapat digunakan sebagai bahan bakar :

ØDapat dioksidasi menghasilkan energy yang cukup untuk menjalankan mesin kendaraan

ØTidak bersifat higrokopis,artinya tidak mudah menyerap uap air diudara yang menyebabkan bahan bakar sulit dibakar

Ø Tidak mudah terbakar pada suhu ruangan

Ø Senyawa turunan alcohol sebaiknya dipilih yang memiliki titik nyala diatas 30^o

Ø Kemudian memiliki angka oktan yang cukup tinggi sehingga pembakaran yang terjadi menghasilkan energy yang banyak dan pengendapan karbon lebih sedikit

Ø  Sebaiknya mudah diperoleh baik melalui proses kimia, dari minyak bumi maupun perolehan secara biologi dari bahan-bahan alam yang melibatkan organisme. 

ETER

Eter adalah nama senyawa kimia yang memiliki gugus eter (atom oksigen yang diikat 2 substituen (alkil/aril)). Senyawa eter biasanya dipakai sebagai pelarut dan obat bius. Molekul eter tidak dapat membentuk ikatan hidrogen sehingga titik didihnya rendah. Eter sedikit polar (lebih polar dari alkena). Eter dapat dikatakan sebagai basa lewis dan dapat membentuk polieter. Eter tersusun dari unsur C, H, dan O dengan rumus umum R-O-R’ atau Ar-O-Ar’ atau R-O-Ar.

Dimana :     -O-       : gugus fungsi eter

                  R , R’    : Alkil

                  Ar, Ar   : Aril

Sifat Fisik

·       Eter adalah cairan tidak berwarna yang mudah menguap dengan bau yang khas.

·       Eter tidak larut air, akan tetapi larut dalam pelarut nonpolar.

·       Eter mudah terbakar dengan nyala bening yang jernih karena uap eter membentuk campuran yang eksplosif dengan udara.

·       Eter dapat melarutkan lemak, minyak, resin, alkaloid, brom, dan iod.

Sifat Kimia

a. Oksidasi

ü  Oksidasi suatu eter dengan campuran kalium bikromat dan asam sulfat akan menghasilkan aldehida.

Contoh :

b. Reaksi dengan asam sulfat

ü  Eter dapat bereaksi dengan asam sulfat menghasilkan suatu alcohol dan asam alkana sulfonat.

Contoh :

c. Reaksi dengan asam iodida

ü  Eter dapat bereaksi dengan asam iodida menghasilkan campuran alkohol dengan alkil halida.

Contoh :

d. Hidrolisis

ü  Hidrolisis dengan asam sulfat suatu eter akan menghasilkan alkohol.

Contoh :

e. Halogenasi

ü  Eter dapat mengalami reaksi substitusi oleh halogen. Substitusi terjadi pada atom Hα.

Contoh :

Pembuatan Eter

a. Mereaksikan alkil halida dengan alkoksida

·       Eter dapat dibuat dengan mereaksikan antara alkil halida dengan natrium alkoksida. Hasil samping diperoleh garam natrium halida.

Contoh :

b. Mereaksikan alkil halida dengan perak(I) oksida

·       Alkil halida bereaksi dengan perak(I) oksida menghasilkan eter. Hasil samping diperoleh garam perak halida.

Contoh :

c. Dehidrasi alkohol primer

·       Eter dapat dibuat dengan dehidrasi alkohol primer dengan asam sulfat dan katalis alumina.

Contoh :

Permasalahan :

Dikatakan pada artikel diatas, Eter dapat dibuat dengan dehidrasi alkohol primer dengan asam sulfat dan katalis alumina. Bagaimana mekanisme proses reaksinya ? Bisakah saudara menjelaskannya kepada saya ?