MAKALAH
PEMBUATAN ANILIN MELAUI PROSES REDUKSI
NITROBENZENE
Diajukan Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Proses Industri Kimia Organik
Dosen :
Ir, Syamsudin, AB, MPd
Oleh :
Debi Andriana NIM 2012430159 Laela Febriningsih NIM 2012430136 Ziska Dyah Putri Alifianti NIM 2012430158
PROGRAM S1 TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH JAKARTA
2014
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat karunia-Nya penulis mampu menyelesaikan makalah dengan judul Pembuatan Anilin Melalui Reduksi Nitrobenzene.
Makalah Pembuatan Anilin Melalui Reduksi Nitrobenzene ini merupakan tugas mata kuliah Proses Industri Kimia Organik.
Melalui makalah yang berjudul Pembuatan Anilin Melalui Reduksi Nitrobenzene ini yang diharapkan dapat menunjang nilai penulis di dalam mata kuliah Proses Industri Kimia Organik. Selain itu, dengan hadirnya makalah ini dapat memberikan informasi yang dapat menjadi pengetahuan baru bagi pembacanya.
Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Ir, Syamsudin, AB, MPd selaku dosen pembimbing serta kepada seluruh pihak yang terlibat di dalam penulisan makalah Pembuatan Anilin Melalui Reduksi Nitrobenzene ini.
Penulis menyadari bahwa, masih banyak kesalahan dan kekurangan di dalam penulisan makalah ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang konstruktif untuk kesempurnaan makalah ini di masa yang akan datang. Semoga makalah ini dapat bermanfaat.
Jakarta, 01 Juni 2014
Penulis
BAB 1
1.1Latar Belakang
Anilina,fenilamin atau aminobenzene dengan rumus C6H5NH2. Terdiri dari kelompok fenil dilampirkan ke gugus amino. Anilin adalah amina aromatik prototipikal. Menjadi pelopor untuk bahan kimia industri, penggunaan utamanya adalah dalam pembuatan perintis polyurethane. Seperti amina volatile kebanyakan, ia memiliki bau yang agak tidak menyenangkan dari ikan busuk. Ini mudah menyatu, terbakar dengan nyala api berasap karakteristik senyawa aromatik. Anilina tidak berwarna, namun perlahan-lahan mengoksidasi dan resinifies di udara, memberikan cokelat warna merah untuk sampel berusia.
Rumus molekul Anilin : C6H5NH2
Anilin merupakan senyawa yang bersifat basa, dengan titik didih 1800 C dan indeks bias 158. Jika kontak dengan cahaya matahari anilin akan mengalami reaksi oksidasi. Dalam kehidupan sehari hari digunakan untuk zat warna. Anilin dibuat melalui reaksi reduksi dengan bahan baku nitrobenzene.
Anilin merupakan cairan minyak tak berwarna yang mudah menjadi coklat karena oksidasi atau terkena cahaya, bau dan cita rasa khas, basa organik penting karena merupakan dasar bagi banyak zat warna dan obat toksik bila terkena, terhirup, atau terserap kulit. Senyawa ini merupakan dasar untuk pembuatan zat warna diazo. Anilin dapat diubah menjadi garam diazonium dengan bantuan asam nitrit dan asam klorida.
satu-menghasilkan tanaman nila, dari Portugis anil "yang semak indigo" dari bahasa Arab an- nihil "nila" asimilasi dari al-nihil, dari nila Persia, dari nili "indigo" dengan Indigofera anil, anil yang berasal dari Sansekerta ननलन nila, biru tua, nila, dan pabrik nila. Tentang waktu yang sama NN Zinin menemukan bahwa, untuk mengurangi nitrobenzena, dasar terbentuk, yang ia beri nama benzidam. Agustus Wilhelm von Hofmann menyelidiki zat tersebut-siap dengan berbagai cara, dan terbukti mereka menjadi identik (1855), dan sejak itu mereka mengambil tempat mereka sebagai satu tubuh, dengan nama atau Fenilamin anilin.
Nilai komersial besar anilin adalah karena kesiapan dengan yang menghasilkan, langsung atau tidak langsung, zat warna. Penemuan ungu muda tahun 1856 oleh William Henry Perkin adalah yang pertama dari serangkaian serangkaian luas pengolahan bahan celup, seperti fuchsine, safranine dan induline. Itu industri skala digunakan pertama dalam pembuatan mauveine, sebuah ungu pewarna ditemukan pada 1856 oleh Hofmann siswa William Henry Perkin. Pada saat itu penemuan mauveine, anilin merupakan senyawa laboratorium mahal, tapi segera disiapkan "oleh ton" menggunakan proses yang sebelumnya ditemukan oleh Antoine Béchamp. Industri pewarna sintetis tumbuh pesat sebagai pewarna anilin baru berbasis ditemukan di tahun 1850-an dan 1860-an.
1.2Tujuan
1. Memenuhi tugas mata kuliah Proses Industri Kimia Organik
2. Mengetahui sifat fisika dan sifat kimia Anilin
3. Mengetahui proses pembuatan Anilin
4. Mengetahui reaksi-reaksi pembentukan Anilin
5. Mengetahui kegunaan Anilin
6. Mengetahui mekanisme reaksi pembuatan Anilin dari reduksi Nitrobenzene
7. Mengetahui tinjauan kinetika Anilin
9. Mengetahui uraian proses pembuatan Anilin
BAB II
PEMBAHASAN
1.1Definisi Anilin
Anilin merupakan senyawa organik dengan komposisi C6H5NH2 yang termasuk kedalam senyawa aromatik, dengan bantuan doping asam aniline dapat menjadi bahan konduktor dengan nilai konduktivitas tertentu. Panjang gelombang maksimal anilin adalah 230 nm. Hal ini disebabkan pasangan elektron menyendiri pada NH2 yang berinteraksi denagn elektron cincin untuk meningkatkan densitas elektron di keseluruhan cincin, terutama pada posisi orto dan para dari cincin. Anilin merupakan bahan kimia yang dapat dibuat dari beberapa macam cara dan bahan, serta dapat digunakan untuk membuat berbagai macam produk kimia. Di dalam era industrialisasi saat ini anilin mempunyai peranan penting dan banyak digunakan sebagai zat pewarna dan karet sintetis dalam dunia industri.
1.2Sifat Fisika dan Sifat Kimia Anilin
1. Sifat Fisika Anilin
a. Berat molekul 93,128 g/mol6
b. Temperatur kritis 699 K
c. Tekanan kritis 53,09 bar
d. Volume kritis 270 cm3/mol
e. Titik lebur 267,13 K
g. IG heat of formation 86,86 kJ/mol
h. IG Gibbs of formation 166,69 kJ/mol
i. Panas penguapan 41,84 kJ/mol
j. Speciific gravity 60 F 1,023553
k. Berupa zat cair seperti minyak
l. Sukar larut dalam air
m. Indeks bias 1.58
2. Sifat Kimia Anilin
a. Larut pada pelarut organik dengan baik, larut pada air dengan tingkat kelarutan 3,5 % pada 25 oC
b. Anilin adalah basa lemah (Kb = 3,8 x 10−10 )
c. Halogenasi senyawa anilin dengan brom dalam larutan sangat encer menghasilkan endapan 2,4,6 tribromanilin; sedangkan halogenasi dengan klorin menghasilkan trikloroanilin
d. Anilin beraksi dengan gliserol membentuk quinoline dengan adanya nitrobenzen dan asam sulfat
e. Anilin bereaksi dengan hidrogen peroksida dan arctonitril dalam larutan metanol membentuk azoxybenzene
f. Hidrogenasi anilin dengan menggunakan brom menghasilkan 2,4,6 tribromoanilin
1.3Proses Pembuatan Anilin
1. Aminasi Chlorobenzen
- 90 % anilin. Sedangkan katalis yang aktif untuk reaksi ini adalah Tembaga Khlorid yang terbentuk dari hasil reaksi samping ammonium khlorid dengan Tembaga Oxide. Mula - mula amoniak cair dimasukkan ke dalam mixer dan pada saat bersamaan chlorobenzen dimasukkan pula, tekanan di dalam mixer adalah 200 atm. Dari mixer campuran chlorobenzen dengan amoniak dilewatkan ke preheater kemudian masuk ke reaktor dengan suhu reaksi 235 °C dan tekanan 200 atm. Pada reaksi ini ammonia cair yang digunakan adalah berlebihan. Dengan menggunakan katalis tertentu, reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : C6H5Cl + 2 NH3 ===> C6H5NH2+ NH4Cl Pada proses aminasi chlorobenzen, hasil yang diperoleh berupa nitro anilin dengan yield yang dihasilkan adalah 96 % ( Groggins, 1958 ).
2. Reduksi Nitrobenzen
a. Reduksi fasa cair
Untuk fasa cair, nitrobenzen direduksi dengan hidrogen dalam suasana asam ( HCl ) serta adanya iron boring, dengan suhu sekitar 135 - 170 °C dan tekanan antara 50 - 500 atm, dimana asam ini akan mengikat oksigen sehingga akan terbentuk air, dengan bantuan katalis Fe2O3 reaksinya sebagai berikut :
4C6H5NO2 + 11 H2 ===> 4C6H5NH2 + 8 H2O
( Faith and Keyes, DB, 1957 )
Proses reduksi dalam fasa cair sudah tidak digunakan lagi karena tekanan yang digunakan tinggi sehingga kurang effisien dari segi ekonomis dan teknis. Yield yang dihasilkan adalah 95 %( John Wiley and Sons. Inc, 1957 ).
b. Reduksi fasa gas
C6H5NO2 + 3 H2 ===> C6H5NH2 + 2 H2O
Pada proses reduksi fasa gas dengan suhu di dalam reaktor sekitar 275 - 350 °C dan tekanan 1,4 atm, reaksi yang terjadi adalah reaksi eksotermis karena mengeluarkan panas. Yield yang dihasilkan pada prosese ini adalah 98 % dan kemurnian dari hasil ( anilin ) yang tinggi ini ( 99 % ) mengakibatkan anilin dari segi komersial dapat digunakan (Faith and Keyes, DB, 1957).
1.4Reaksi Pembentukan Anilin
1. Oksidasi
Oksidasi anilin telah banyak diselidiki, dan dapat mengakibatkan reaksi lokal pada hasil nitrogen atau lebih umum dalam pembentukan ikatan CN baru. Dalam larutan alkali, azobenzene hasil, sedangkan asam arsen menghasilkan pewarna violaniline-violet. asam kromat mengubahnya menjadi kuinon , sedangkan Klorat , di hadapan garam logam tertentu (terutama vanadium ), memberikan "hitam anilina". Asam klorida dan potasium klorat memberikan Chloranil . Kalium permanganat dalam larutan netral mengoksidasi ke nitrobenzena , dalam larutan alkali untuk azobenzene , amonia dan asam oksalat , dalam larutan asam untuk anilina hitam. asam hypochlorous memberikan 4-aminofenol dan para-amino difenilamin . Polimer ini menunjukkan redoks kaya dan sifat asam-basa.
2. Ektrofilik reaksi pada karbon
2C 6 H 5 NH 2 + CH 2 O → CH 2 (C 6 H 4 NH 2 ) 2 + H 2 O 2 C 6 H 5 NH 2 + CH 2 O → CH 2 (C 6 H 4NH 2) 2 + H 2 O
Diamina dihasilkan pendahulu untuk 4,4 '-MDI dan diisocyanates terkait.
3. Kebasaan
Anilin adalah lemah basis . aromatik amina seperti anilin adalah, pada umumnya, lemah basa jauh dari alifatik amina karena efek-menarik elektron dari kelompok fenil. Anilin bereaksi dengan asam kuat untuk membentuk anilinium (atau phenylammonium) ion (C 6 H 5-NH 3 +). Sulfat bentuk piring putih yang indah. Meskipun anilin adalah lemah dasar, presipitat seng , aluminium, dan besigaram, dan, pada pemanasan, mengusir amonia dari garam. Kebasaan lemah karena efek induktif negatif sebagai pasangan elektron mandiri pada nitrogen sebagian terdelokalisasi ke dalam sistem pi dari cincin benzena.
4. Asilasi
Anilin bereaksi dengan asam karboksilat [3] atau lebih mudah dengan asil klorida seperti asetil klorida untuk memberikan amida. Amida terbentuk dari anilin kadang-kadang disebut anilides, misalnya CH 3-CO-NH-C 6 H 5 adalah acetanilide. Antifebrin (acetanilide), anti-piretik dan analgesik, diperoleh dengan reaksi asam asetat dan anilin.
5. N-Alkilasi
N-metilasi dari anilin dengan metanol pada temperatur tinggi selama catalsts asam memberikan N-methylaniline dan dimethylaniline:
Metil dan dimethylaniline adalah cairan berwarna dengan pb dari 193-195 ° C dan 192 ° C, masing-masing. Derivatif ini penting dalam industri warna. Anilin menggabungkan langsung dengan alkil iodida untuk membentuk amina sekunder dan tersier.
6. Karbon disulfida derivatif
Direbus dengan karbon disulfida , memberikan sulfocarbanilide (difenil tiourea ) (CS (NHC 6 H 5) 2), yang dapat dipecah menjadi fenil isothiocyanate (C 6 H 5 SSP), dan triphenyl guanidin (C 6 H 5 N = C ( NHC 6 H 5) 2).
7. Diazotization
Anilin dan yang cincin-derivatif digantikan bereaksi dengan asam nitrit untuk membentuk garam diazonium. Melalui intermediet, anilin dapat dengan mudah dikonversi ke-OH,-CN, atau halida melalui reaksi Sandmeyer .
8. Reaksi lain
Bereaksi dengan nitrobenzena untuk menghasilkan phenazine di -Aue reaksi Wohl. Hidrogenasi memberikan cyclohexylamine .Menjadi reagen standar di laboratorium, anilin digunakan untuk reaksi banyak niche. Asetat digunakan dalam uji asetat Anilina untuk karbohidrat, mengidentifikasi pentosa oleh konversi untuk furfural. Hal ini digunakan untuk noda saraf RNA biru di Nissl noda.
1.5Kegunaan Anilin
1. Bahan bakar roket.
2. Pembuatan zat warna diazo.
3. Obat-obatan.
4. Bahan peledak.
Reaksi pembuatan anilin dari nitrobenzen dan gas hidrogen merupakan reaksi reduksi fase uap dengan mekanisme reaksi sebagai berikut :
Gambar 2.1. Mekanisme Reaksi Reduksi Nitrobenzene
Senyawa alifatik maupun aromatik yang mengandung gugus nitro dapat direduksi menjadi amina. Namun reaksi senyawanitro aromatik (nitrobenzene) mempunyai kemungkinan lebih besar untuk direduksi menjadi senyawa amina. Banyak agen pereduksi yang dapat digunakan untuk mereduksi nitrobenzene. Diantaranya yang paling sering digunakan adalah Zn, Sn, atau Fe (dan beberapa logam lainnya), asam, dan hidrogenasi katalitik.Reduksi dengan logam dalam asam mineral berlangsung begitu cepat dan selalu menghasilkan senyawa amina dalam hal ini anilin.
1.7 Tinjauan Kinetika
Ditinjau dari segi reaksinya, kecepatan reaksi yang terjadi berbanding lurus dengan kenaikan temperaturnya. Hal ini dapat ditunjukan melalui persamaan Arhennius :
Sehingga reaksi merupakan reaksi orde satu dari nitrobenzen ( Doraiswamy, 1984 )
Temperatur dari suhu 20C -diatas 300 C yang digunakan untuk kondisi reaksi. Reaksi ini bersifat reaksi eksotermis, secara termodinamis akan menurunkan konversi. Temperatur terbaik (optimal) harus dipilih untuk memberikan pertimbangan pembentukan produk aniline yang terjadi secara maksimal. Penurunan suhu akan membuat reaksi berjalan ke arah produk.
1.8 Tinjauan Termodinamika
Reaksi pembuatan anilin dari nitrobenzen ini berlangsung secara eksotermis, hal ini dapat ditinjau dari ∆H reaksi pada suhu 298 K.
Reaksi: C6H5NO2(g) + 3 H2(Cu) C6H5NH2(g) + 2 H2O (g)
Nilai ∆HR (298 K) bernilai negatif, maka reaksi ini merupakan reaksi eksotermis. Penurunan suhu dapat meningkatkan harga K (konstanta kesetimbangan).
∆G° (298 K) = ∆G°produk - ∆G°reaktan
1.9 Uraian Proses Pembuatan Anilin
Nitrobenzene dari tangki penyimpan dialirkan ke vaporizer 01. Uap nitrobenzene kemudian diumpankan ke dalam reactor fixedbed multitubular bersama dengan gas hidrogen yang berasal dari umpan segar dan recycle dari separator sehingga suhu umpan sekitar 155°C.
Di dalam reaktor terjadi reaksi reduksi yang bersifat eksotermis (keluar panas) sehingga suhu keluar reaktor lebih tinggi dari suhu umpan sekitar 240°C. Hasil reaksi kemudian didinginkan di dalam condenser parsial sehingga senyawa² yang mempunyai titik didih tinggi akan mengembun sedangkan gas hydrogen tidak mengembun. Gas H2 yang keluar dari separator condenser parsial direcycle ke reactor sedangkan embunan (cairan) diumpankan ke dalam decanter.
Di dalam decanter senyawa organic (hydrocarbon) akan terpisah dari air karena sifat yang tidak larut dan akan keluar dari bagian bawah decanter, untuk diumpankan ke dalam menara distilasi 01. Air yang mempunyai densitas lebih kecil keluar dari bagian atas dan dialirkan ke UPL.
BAB III
KESIMPULAN
Anilin merupakan senyawa organik dengan komposisi C6H5NH2 yang termasuk kedalam senyawa aromatik, yang bersifat basa, dan akan mengalami reaksi oksidasi jika kontak dengan sinar matahari.
DAFTAR PUSTAKA
Fessenden Ralph.J. & fesssenden Joan S. 1986. Kimia organik edisi II. Erlangga. Jakarta. Fessenden Ralph.J. & fesssenden Joan S. 1986. Kimia organik edisi III. Erlangga. Jakarta.
