Praktikum Nitrasi Fenol

LAPORAN PRAKTIKUM LAPORAN PRAKTIKUM

A.

A. TUJUANTUJUAN

1.

1. Memahami prinsip dasMemahami prinsip dasar Kromatografi Lapis ar Kromatografi Lapis Tipis (KLTipis (KLT)T) 2.

2. MemMemahaahami mi penpengargaruh uh subsubstistituetuent nt terterhadhadap ap subsubstistitustusi i eleelektrktrofilofilik ik padpadaa senyawa aromatik.

senyawa aromatik.

B.

B. DASAR TEORIDASAR TEORI



 KromatografiKromatografi Ist

Istilailah h krkromomatoatogrgrafi afi pepertrtamama a kakali li didipeperkrkenaenalklkan an ololeh eh TTsswewetttt (Rusia) tahun 1!! yang berasal dari kata kroma "warna# dan grafi (Rusia) tahun 1!! yang berasal dari kata kroma "warna# dan grafi "gambar atau tulisan#. Metode kromatografi merupakan $ara paling "gambar atau tulisan#. Metode kromatografi merupakan $ara paling  baik

 baik selama selama ini ini untuk untuk memisahkan memisahkan komponen komponen kimia kimia yang yang ber$ampur ber$ampur  dalam sampel. %anyak proses ekstraksi yang berhasil dilakukan masih dalam sampel. %anyak proses ekstraksi yang berhasil dilakukan masih me

mememerlrlukukan an memetotode de pepemimisahsahan an leblebih ih lalan&n&ut ut kakarerena na ekekstrstrak ak yayangng didapat masih mengandung beberapa senyawa se&enis yang tidak dapat didapat masih mengandung beberapa senyawa se&enis yang tidak dapat dipisahkan. 'emisahan dengan $ara ekstraksi untuk senyawasenyawa dipisahkan. 'emisahan dengan $ara ekstraksi untuk senyawasenyawa yang sangat mirip &uga tidak sederhana. 'emisahan dengan $ounter  yang sangat mirip &uga tidak sederhana. 'emisahan dengan $ounter  $ur

$urrenrent t $ar$ara a rairaig g &ug&uga a sangsangat at tidtidak ak prapraktiktis s walwalaupaupun un memmemberiberikankan hasil yang tampak. Inilah yang membuat metode kromatografi men&adi hasil yang tampak. Inilah yang membuat metode kromatografi men&adi sa

sangngat at pepentntining g dadalalam m ililmu mu kikimimia a kakarerena na sasangngat at anandadal l ununtutuk k  me

memimisasahkhkan an sesenynyawawaasesenynyawawa a yyanang g mimiririp p sesekakalilipupun n dedengnganan mekanisme pemisahan yang melibatkan beberapa fase.

mekanisme pemisahan yang melibatkan beberapa fase.11

Kromatografi merupakan suatu teknik pemisahan berdasarkan pada Kromatografi merupakan suatu teknik pemisahan berdasarkan pada distribusi komponen *at yang dianalisa (analit) antara dua fasa (fasa distribusi komponen *at yang dianalisa (analit) antara dua fasa (fasa ger

gerak ak dan dan diadiam)+ m)+ yanyang g manmana a pempemisaisahan han komkompoponen nen ter&ter&adi adi se$ase$arara dif

diferenerensial yang sial yang dibdibawa awa fasa gerak fasa gerak melmelewaewati ti fasa diam. fasa diam. ,as,asa a gergerak ak  d

daappat at bbeerruuppa a $$aaiiraran n ((KKrroommatatooggraraffi i aaiir) r) aattaau u bbeerruuppa a ggasas (Kromatografi -as)+ sedangkan untuk fasa diam dapat berupa padatan (Kromatografi -as)+ sedangkan untuk fasa diam dapat berupa padatan (adsorbs) atau $airan (partisi). 'embagian kromatografi pada umumnya (adsorbs) atau $airan (partisi). 'embagian kromatografi pada umumnya didasarkan pada fasa gerak yaitu kromatografi $air dan kromatografi didasarkan pada fasa gerak yaitu kromatografi $air dan kromatografi gas sehingga ada empat &enis kromatografi sebagai berikut

gas sehingga ada empat &enis kromatografi sebagai berikut 1.

1. ,asa gerak $air dan fasa diam $air ,asa gerak $air dan fasa diam $air 

ontoh kromatografi kertas+ kromatografi $air kiner&a tinggi (/'L) ontoh kromatografi kertas+ kromatografi $air kiner&a tinggi (/'L) 1

1 0ur&ani onorahard&o+ 0ur&ani onorahard&o+ Metode-m Metode-metode Pemisetode Pemisahan Kimiaahan Kimia+ (2akarta Indeks+ 3!14)+ hlm. 134+ (2akarta Indeks+ 3!14)+ hlm. 134

/

/aarrii55ttaannggggaall   00eenniinn+ + !!3 3 22uunni i 33!!1166 K

Keelloommppookk   IIIII I ((TTiiggaa))  7ama

 7ama  8m 8manda 8anda 8lif /abibielif /abibie  7IM

 7IM  134911 134911!!:!!: 2u

2. ,asa gerak $air dan fasa diam padat

ontoh Komatogafi lapis tipis (KLT5TL)+ Kromatografi kolom 3. ,asa gerak gas dan fasa diam $air 

ontoh Kromatografi gas $air (-L5-) 4. ,asa gerak gas dan fasa diam padat ontoh Kromatografi gas padat (-0)

'erkembangan selan&utnya+ teknik kromatografi di&alankan dengan manipulasi perbedaan aktifitas sifatsifat fisik dari *at*at yang menyusun suatu sampel (analit) yang akan dipisahkan antara fasa gerak dan fasa diam yaitu

1. 0ifat adsorbsi

2. 0ifat pertukaran ion (ion e;$hange) 3. Kelarutan5kepolaran5titik didih

4. <kuran partikel dengan $ara gel permeabilitas dan gel filtrasi 5. 8finitas kimia (en*imatik)

6. 'ertukaran ion dengan fasa diam esin (ion e;$hange $hromatography).

 Kromatografi Lapis Tipis (KLT)

KLT digunakan untuk memisahkan senyawasenyawa dalam  &umlah ke$il. Kromatografi ini lebih efisien karena waktu yang diperlukan lebih sedikit. 'rosedurnya adalah sampel yang akan dipisahkan ditotolkan dengan pipa kapiler lalu dimasukkan dalam tabung ($hamber) yang sebelumnya telah di&enuhkan oleh elluen.

/arga Rf merupakan &arak noda yang ditempuh nda sampel 5 &arak  yang ditempuh pelarut. <ntuk senyawa yang tida berwarna maka diaupkan dengan iod atau dengan lampu <= agar noda lebih &elas terlihat.3

 0ubstitusi elektrofilik aromatik 

0uatu elektrofilik biasa dilambangkan dengan >?_{+ yang akan}

 bereaksi dengan $in$in aromatik kemudian akan menggantikan satu atom hidrogen. H H H H H H E+ H H H H H H E n H H H H H E +

Mekanisme 0ubstitusi elektrifilik aromatik 

2 0anusi Ibrahim @ Marham 0itorus+ TEKNIK LABORATORIUM KIMIA ORGANIK +(Aogyakarta  -R8/8 ILM<+3!14)halm.363B

%en*ena merupakan senyawa yang mudah mendapat serangan elektrofil karena ben*ena kaya elektron C. 0truktur ben*ena sangat menyerupai alkena yang &uga memiliki elektron C+ akan tetapi sebenarnya keduanya berbeda. 'erbedaan itu terletak pada keenam elektron C pada ben*ena yang terkob&ugasi dan mempunyai &arak lebih dekat dibandingkan alkena. Dleh karea itlah ben*ena lebih stabil dibandingkan alkena. %en*ena lebih mudah mengalami reaksi substitusi dari pada adisi.4

Reaksi subtitusi elektrofilik dibagi men&adi tiga 1. 0ubtitusi pertama

'ada reaksi subtitusi pertama digunakan asam lewis sebagai katalis+ asam lewis bereaksi dengan reagnisa(/7D4) untuk menghasilkan suatu elektrofil+ yang

merupakan *at pensubtitusi yang sebenarnya. >lektrofil akan menyerang elektron C ben*ena sehingga dihasilkan ion  ben*onium (merupaka karbokation). 0elan&utnya ion /?

dibuang untuk menghasilkan produk subtitusi. %erikut $ontoh mekanisme reaksinya

H H H H H H E+ H H H H H H E n H H H H H E +

0alah satu mekanisme reaksi pada subtitusi pertama adalah nitrasi. %en*ene mengalami reaksi nitrasi bila diolah dengan /7D4 pekat. Katalis dalam reaksi ini adalah /30D6

 pekat. 7itrasi aromatik berupa reaksi 3 tahap+ tahap pertama tahap lambat yaitu serangan elektrofil(? _7D

3)+ tahap kedua

 basa menyerang proton+ dengan $epat /0D6 proton.

Reaksi nitrasi fenol

/7D4 ? /30D6 /3D ? ? 7D3 ? D0D4/

OH 3 HNO3 H2SO4 OH NO₂ NO₂ NO₂ OH_{2 H} 2S

+

₊

₊

2. 0ubtitusi kedua

-ugus hidroksil merupakan gugus yang dapat mengaktifasi inti ben*ene dan penun&uk orto para. ontohnya fenol dapat menyebabkan kereaktifannya men&adi 1!!! kali lebih reaktif dari pada ben*ena. -ugus D/(subtituen) yang memiliki ele$tron bebas $enderung memberikan ele$tron yang akan didelokalisasikan pada $in$in aromatis menyebabkan kerapatan ele$tron fenol tinggi sehingga disukai oleh elektrofil.

-ugus D/ merupakan pengarah orto para sehingga dikelompokkan sebagai gugus aktiEasi+ semua pengarah orto para ke$uali gugus aril dan alkil memiliki elektron  bebas pada atomnya+ sedangakan gugus pengarah meta dikelompokkan sebagai gugus deaktifasi. ontoh7D3+l+dll

tak satupun pengarah meta memiliki pasangan ele$tron  bebas pada atom yang terikat pada $in$in.6

$ontoh strukturnya

OH _NO

2

pengarah -o, p _{pengarah- m} 3. 0ubtitusi Ketiga

,enol &uga mengalami subtitusi ketiga+ subtitusi ini ter&adi &ika sebuah $in$in ben*ene mempunyai dua subtituen ada 4 kaidah yang dipakai

a. 2ika pengaruh pengaruh kedua gugus saling memperkuat satu dengan yang lainnya+ tidak  men&adi masalah.

b. 2ika dua gugus bertentangan dalam efekefek   pengarah mereka+ maka a$tiEator mempunyai  pengaruh lebih dominan

c. 2ika dua gugus deaktiEasi berada pada $in$in+ dapat menyukarkan subtitusi ketiga.

 >kstraksi 'elarut

>kstraksi pelarut merupakan metode pemisahan komponen suatu *at berdasarkan kelarutannya dalam dua fasa $air yang berbeda. Mula mula pelarut organik ditambahkan dalam larutan air yang mengandung gugus yang akan diekstraksi+ pemisahan dilakukan dengan $ara  pengo$okan berulang kali sehingga pelarut yang memiliki massa &enis lebih ringan berada pada lapisan atas. 0elan&utnya kedua larutan dapat dipisahkan. 0enyawa organi$ yang terdapat dalam larutan ataupun pada  &aringan tumbuhan dan hewan dapat ditarik dengan teknik ekstrasi dengan menggunakan pelarut seperti nheksana+ ligroin+ eter+ kloroform+ metilen klorida+ methanol dan lain lain. 'emilihannya tergantung dari sifat bahan yang akan dipisahkan.B

 8nalisis %ahan

a) ,enol(asam karbolat)

0enyawa organi$ yang mempunyai rumus kimia F/BD/+

 padatan kristal+ berwarna putih+ dan higroskopis+ $enderung  bersifat asam dapat berubah men&adi merah muda &ika terkena $ahaya+ digunakan untuk pembuatan resin+ polimer+ obatan+ dan  pemberantas tanaman rumput. Titik lebur ,enol 63!_{+ titik} 

didih 1:3!_.F

b) /7D4 pekat (8sam 7itrat)

airan tidak berasa+ baunya sangat ta&am (pedas)+ tidak   berwarna sampai kuning $erah+ tidak mudah terbakar+ $airan

korosif+ bera$un+ sangat berbahaya &ika kontak langsung dengan mata+ kulit dan tertelan. Memiliki densitas 1+: g5mL+ titik leleh 61G+ titik didih :4G. %ersifat sebagai oksidator.9

c) 8sam 0ulfat pekat

Mempunyai rumus molekul /30D6+ *at $air kental menyerupai minyak+ tak berwarna+ higroskopis+ dalam larutannya (air) bersifat asam kuat+ dalam keadaan pekat  bersifat oksidator+ dan bersifat dapat mengikat air (sebagai *at  pengdehidrasi). 8sam sulfat merupakan bahan penting karena kegunaannya yang luas seperti untuk industri pupuk+ $at+ ra yon+  bahan peledak+ dan untuk berbagai produk lainnya serta untuk   pemurnian minyak bumi.:

d) Metilen klorida

airan yang tidak berasa+ tidak berbau+ tidak berwarna+ memungkinkan mudah terbakar &ika pada temperatur tinggi+ tidak korosif+ sangat berbahaya &ika kontak langsung dengan mata+ terhirup dan tertelan. Han berbahaya &ika kontak 

5 0anusi Ibrahim dan Marham 0itorus+ Teknik Laoratori!m Kimia Organik," h#m$%&

6 Mulyono /8M+ Kam!s Kimia+ (2akarta %umi 8ksara+ 3!!)+ hlm. 139 7 Mulyono /8M+ Kam!s Kimia+ (2akarta %umi 8ksara+ 3!!)+ hlm. 4 8 Mulyono /8M+$$$$$$hlm 6B

langsung dengan kulit. Memiliki titik didih 6!G+ titik leleh :G+ tekanan uap (3!G) 69 k'a+ massa &enisnya (3!G) 1+433  1+43: kg5l+ kelarutan dalam air 3 g51!! ml.

e)  7atrium sulfat

'adatan putih+ tidak berbau+ tidak mudah terbakar+ dan  berbahaya bila kontak langsung dengan kulit. Larut dalam air+ mudah beroksidasi+ maka banyak digunakan sebagai bahan  pereduksi.

f) Iod

Memiliki titik didih 1:6+4Bo+ titik leleh 114+Bo+ dapat menguap pada suhu kamanr membentuk uap berwarna ungu dengan bau tidak enak dan perih+ uap iodin dapat menyebkan iritasi pada mata dan selaput lendir. Hi udara iodin tidak boleh melebihi 1!4 mg per gram.

g) %en*ena

airan+ berbau ta&am+ tidak berasa+ tidak berwarna sampai  berwarna kuning terang+ tidak korosif+ mudah terbakar+ sangat  berbahaya &ika kontak langsung dengan mata dan terhirup dan  &uga berbahaya &ika terkena langsung kontak langsung dengan

kulit. h) 8Juades

airan tidak berwarna+ tidak berasa dan tidak berbau+ titik  leleh !o+ titik didih 1!!o. 0enyawa dengan formula /3D+ elektrolit lemah+ terionisasi men&adi /4D? dan D/ dihasilkan dari pengoksidasian hidrogen sebagai bahan pelarut dalam kebanyakan senyawa dan sumber listrik. %ersifat polar  sehingga merupakan pelarut yang baik.1!

C. ALAT DAN BAHAN

8lat 1. Termometer  2. >rlenmeyer  3. 'lat KLT 4. 'ipa kapiler  5. 'engaduk 

6. Labu spirtus+ kasa+ kaki tiga 7. -elas beker 

8. orong pemisah 9. hamber KLT

9 Mulyono /8M+.... hlm 11 10 Mulyono /8M+$$$$$$hlm. 36

%ahan

1. 8sam nitrat pekat 2. 8sam sulfat pekat 3. Metilen klorida 4.  7atrium sulfat 5. Iod 6. ,enol 7. %en*ena 8. 8Juades 8ir  9.  >s D. CARA KERJA 1.  7itrasi ,enol

Hibuat dengan men$ampurkan 4 ml asam nitrat dengan 9 ml aJuades Hitambahkan !+B asam sulfat pekat kedalam $ampuran

Hidinginkan sampai B!_

Himasukkan kedalam erlenmeyer yang sudah berisi 4 gram fenol Hiaduk 

Hiatur suhu pada 3!3B!_

Hi&aga selama 1B menit Hiatur suhu 4!4B!_

Hi&aga selama 1B menit

Hitambahkan 9 ml air es ke dalam $ampuran Hiaduk 

Himasukkan $ampuran kedalam $orong pemisah Hitambahkan metilen klorida

Hiekstraksi 3 kali Larutan 8

/asil

Hiambil fase organik 

Hikeringkan dengan natrium sulfat Hiuapkan pelarut

2. 8nalisa 'roduk dengan KLT

Hiteteskan sedikit pada kromatograf di tengahtengah garis  bawah kromatograf 

Himasukkan kedalam $hamber KLT yang sudah di&enuhkan dengan uap ben*ena+ tunggu sampai pelarut melewati garis atas kromatografi

Lalu dikeringkan dengan uap iod+ hitung nilai Rfnya

E. HASIL PENGAMATAN

1)  7itrasi ,enol

 7D '>RT87A887 '>7-8M8T87

1. 'en$ampuran asam nitrat+

aJuades dan asam sulfat pekat (larutan 8)

Larutan bening (panas)

3. 0etelah didinginkan B!_{ Larutan bening (dingin)}

4. 'en$ampuran larutan 8 ? fenol Larutan homogen dan bergerakgerak  6. 0etelah suhu di&aga 3!3B!_

selama 1B menit

Larutan homogen dan bergerakgerak 

B. 0etelah suhu di&aga 4!4B!_

selama 1B menit

>ndapan hitam larutan merah ke$oklatan

F. 0etelah penambahan air es Keluar asap+larutan heterogen

9. 0etelah ekstraksi Terbentuk 3 lapisan+ lapisan atas fasa organik dan lapisan bawah pelarutnya

2) 8nalisis 'roduk Hengan KLT

 7D '>RT87A887 '>7-8M8T87

1 %erapa noda yang

tampak setelah diuapi iod

4 lapisan  ungu+ $oklat dan kuning

3 %erapa harga Rf masing

masing Rf ungu  !+B5F+B !+!9F  Rf $oklat !+:5!+B !+134  Rf kuning  1+!15F+B  !+31B /80IL 8K/IR  /80IL 3

F. PEMBAHASAN

'ada per$obaan kali ini yaitu tentang 7itrasi ,enol dengan menggunakan metode kromatografi lapis tipis. /al pertama yang dilakukan adalah men$ampurkan aJuades dengan /7D4 pekat dan ditambahkan /30D6 yang bertindak sebagai katalis asam lewis. Larutan ini bersifat panas karena adanya reaksi eksotermis pada asam sulfat pekat kemudian didinginkan sampai B!+ pendinginan ini bertu&uan untuk men&aga keasaman produk+ agar   produk nitrasi terbentuk. 'ada tahap ini adalah pembentukan elektrofil. 8sam nitrat diberi proton oleh asam sulfat pekat. Kemudian melepaskan air untuk  membentuk suatu ion nitronium (?7D3). Mekanisme reaksinya sebagai  berikut H O NO 2 H O SO₃ H H O H NO 2 OSO₃

+

₊

/3D ?? 7D3 ? D0D4/

8kan tetapi disini 7D3 hanya bertindak sebagai elektrofil+ sehingga produk  yang dibentuk akan lebih dominan onitrofenol dan pnitrofenol.

OH

O₂N

OH O₂N

m-nitrofenol   p-nitrofenol

Hengan adanya gugus pendorong maka akan menyebabkan keasaman fenol men&adi berkurang+ karena gugus pendorong akan mengumpulkan (mengonsentrasikan) muatan negatiEe+ keadaan ini menyebabkan $in$in &adi kurang stabil sehingga kekuatan asamnya lemah. 0edangakan gugus penarik  sebaliknya akan menyebabkan keasaman fenol bertambah+ karena gugus  penarik akan mendispersikan (meman$arkan) muatan negatiEe+ keadaan ini menyebabkan $in$in men&adi lebih stabil sehingga kekuatan asamnya semakin kuat.

'roses selan&utnya adalah proses penyerangan elektrofil oleh elektron C  ben*ena yang akan menghasilkan karbokation dan kemudian distabilkan oleh

resonansi. 0etelah penambahan fenol terbentuk perubahan warna dari bening men&adi $oklat kehitaman. Tahap selan&utnya adalah reaksi fenol dengan ion nitronium dan memberikan proton kepada /0D6 menghasilkan produk

Halam pembentukan nitrasi fenol akan dibantu dengan pendinginan se$ara bertahap yaitu pada suhu 3!3B! selama 1B menit dan pada suhu 4! 4B! selama 1B menit. Lalu ditambah air es+ penambahan air es yang  bertu&uan untuk menurunkan suhu larutan dan menghentikan r eaksi+ kemudian diekstraksi sehingga terdapat dua lapisan yaitu lapisan atas berupa fasa organik dan lapisan yang bawah berupa pelarutnya. Hiambil fasa organiknya dan keringkan dengan natrium sulfat+ dalam hal ini pengeringan dimaksudkan untuk menghilangkan pelarut melalui penguapan. 0etelah itu disiapkan kromatografi lapis tipisnya dan dibuat garis di bawah dan di atasnya (1  1). Tutulkan fasa organik yang didapat tadi pada garis bawah kromatografinya+ lalu dimasukkan dalam $hamber KLT yang sudah &enuh dengan uap ben*ena. 'roses ini dihentikan &ika sudah men$apai garis atas dan harus berlangsung dalam keadaan tertutup agar uap yang berada pada $hamber tadi tidak hilang karena uap ini &uga bereaksi dengan fasa organik yang ditutulkan pada kromatografi yang ditandai dengan mun$ulnya noda pada kromatografi. <ntuk  memper&elas noda yang didapatkan maka bisa dikeringkan dengan uap iod.  7oda itu berwarna ungu+ $oklat dan kuning yang masingmasing mempunyai

nilai Rf ungu !+!9F  Rf $oklat !+134  Rf kuning !+31B.

G. KESIMPULAN

1. Teknik kromatografi untuk senyawa organik bertu&uan untuk analisa kualitatif+ preparatif+ dan kuantitatif khususnya prosen komposisi yang  biasanya dibandingkan dengan standar otentik.

OH N+ O O OH 2   -OSO3H OH NO₂ OH NO₂ OH NO₂ H -OSO₃H OH NO₂ H₂SO₄ OH 2 + + + + + + ₊ + +

2. 'rinsip dasar kromatografi lapis tipis adalah pemisahan senyawa men&adi komponenkomponennya berdasarkan perbedaan ke$epatan perpindahan masingmasing komponen diantara dua fasa dan berdasarkan perbedaan kepolaran.

3. 'ada per$obaan kromatografi lapis tipis ini terdapat dua noda yaitu kuning kehi&auan dan $oklat. Hengan nilai Rf yang berbedabeda yaitu !+!B dan !+!6.

4. 0ubstituen sangat berpengaruh pada reaksi substitusi elektrofil+ hal ini terbukti melalui hasil Rf yang di dapatkan.

5. Terdapat dua produk nitrasi fenol yaitu  pnitrofenol dan mnitrofenol dilihat dari urutan kepolaran dari masingmasing produk.

DAFTAR PUSTAKA

,esenden+ Ralp.2. @ ,essenden+ 2oan.0.+ 1:F+ Kimia Organik 'i#id I + >rlangga 2akarta.

Mulyono /8M+ Kam!s Kimia+ (2akarta %umi 8ksara+ 3!!

0anusi Ibrahim @ Marham 0itorus+ TEKNIK LABORATORIUM KIMIA ORGANIK + (Aogyakarta  -R8/8 ILM<+3!14).

0ur&ani onorahard&o+ Metode-metode Pemisahan Kimia+ (2akarta Indeks+ 3!14). Riswiyanto+ KIMIA ORGANIK +(2akarta >RL87--8+3!!.

0emarang+ !F 2uni 3!16 Mengetahui+

Hosen 'engampu 'raktikan