PENGUJIAN SENYAWA ASAM KARBOSILAT DAN TURUNANNYA (Laporan Praktikum Kimia Organik II)
Oleh Mutiatul Karimah
1413023041
LABORATORIUM PEMBELAJARAN KIMIA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS LAMPUNG BANDARLAMPUNG
Judul Percobaan : Pengujian Senyawa Asam Karbosilat dan Turunannya Tanggal Percobaan : 28 Desember 2015
Tempat Percobaan : Laboratorium Pembelajaran Kimia
Nama : Mutiatul Karimah
NPM : 1413023041
Fakultas : Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Jurusan : Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Program Studi : Pendidikan Kimia
Kelompok : 2 (dua)
Bandar Lampung, 28 Desember 2015 Mengetahui
Asisten
I.PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Asam karboksilat merupakan segolongan senyawa organik yang dicirikan oleh gugus karboksil yaitu nama yang berasal dari nama gugus fungsi karbonil dan hidroksil. Rumus umum asam karboksilat ialah RCOOH. Dalam asam karboksilat gugus -COOH terikat pada gugus alkil (-R) atau gugus aril (-Ar). Meskipun yang mengikat gugus –COOH daspat berupa gugus alifatik atau aromatic, jenuh atau tidak jenuh, tersubstitusi atau tidak tersubstitusi sifat yang diperlihatkan oleh gugus –COOH tersebut pada dasarnya sama. Di samping terdapat asam yang mengandung satu gugus karboksil (asam monokarboksilat), diketahui juga terdapat asam yang memiliki dua gugus karboksil (asam dikarboksilat) dan tiga buah gugus karboksil (asam trikarboksilat). Perbedaan banyaknya gugus –COOH ini tidak mengakibatkan perubahan sifat kimia yang mendasar.
mengetahui mengenai pengujian asam karboksilat dan turunannya maka dilakukanlah percobaan ini.
1.2. Tujuan Percobaan
II.TINJAUAN PUSTAKA
Asam karboksilat ialah segolongan senyawa organik yang dicirikan oleh gugus karboksil yaitu nama yang berasal dari nama gugus fungsi karbonil dan hidroksil. Rumus umum asam karboksilat ialah RCOOH. Asam karboksilat tergolong asam karena senyawa ini mengion dalam larutan, menghasilkan ion karboksilat dan proton (Wilbraham, 1992).
Senyawa-senyawa alkohol bereaksi dengan asam-asam karboksilat membentuk ester-ester organik sebagai analog dari ester-ester yang terbentuk dari senyawa-senyawa alkohol dengan asam-asam oksigen anorganik. Dalam pembuatan suatu ester, dimana asam benzoat dipanaskan dalam metil alkohol bersama sejumlah kecil asam kuat sebagai katalisator untuk membentuk metil benzoat (Usman, 2013).
Distribusi asam-asam karboksilat dari fasa cair ke fasa organik sangat dipengaruhi oleh kekuatan asamnya, untuk asam-asam poli karboksilat besarnya prosentase asam terekstraksi sangat tergantung dari harga derajad desosiasi pertamanya. Untuk pH inisial larutan antara 2 –2,4 dimana lebih kecil dari pKA asamnya, maka asam ini akan lebih mudah ditarik oleh pelarutnya, sehingga menghasilkan persentase ekstraksi lebih besar. Penambahan NaOH pada fasa cair untuk
menaikkan besarnya pH, akan mempengaruhi keberadaan asam-asam organiknya. Karena asam sitrat lebih kuat daripada asam malat, maka asam sitart akan lebih banyak bereaksi dengan NaOH dan mengakibatkan pengurangan jumlah asam sitrat dalam bentuk molekul. Sehingga, pelarut organik akan lebih banyak
harga pH larutan awal, akan menurunkan secara drastis kemampuan ekstraksinya. Fenomena ini juga disebabkan adanya netralisasi asam oleh NaOH tersebut, yang mengakibatkan sistem pengomplekskan antara pelarut organik dengan asam-asam karboksilat menjadi tidak sempurna (Martono, 2005).
Ester dapat dari ikatan hidrogen melalui atom oksigen mereka dengan atom hidrogen dari molekul air. Dengan demikian, ester yang sedikit larut dalam air. Namun, karena ester tidak memiliki atom hidrogen untuk membentuk sebuah ikatan hidrogen atom oksigen dari air, mereka kurang larut dari asam karboksilat (Ouellette, 1994).
III. METODOLOGI PERCOBAAN
3.1. Alat dan Bahan
Adapun alat-alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu, 1 rak tabung reaksi, pipet tetes, penangas air, gelas piala 500 mL, pembakar bunsen, dan penjepit tabung.
Adapun bahan-bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu, asam asetat anhidrida, benzoil klorida, amida, etil asetat, hidroksilamonium klorida, HCl 6 M, etanol, FeCl3 10 %, KOH-etanoL 10 %, kertas lakmus, indikator universal, dan propilen glikol.
3.2. Prosedur Percobaan
Adapun prosedur percobaan sebagai berikut:
A. Test hidroxamat untuk asam asetat anhidrida dan klorida asam
- Ditambahkan 50 mg (2 tetes) senyawa yang diuji ke dalam 1 mL larutan 1 M Tabung
hidroksil amin hidroklorida yang dilarutkan dalam etanol.
- Ditambahkan 3 tetes larutan 6 M HCl ke dalam larutan yang diuji.
- Dipanaskan beberapa detik. - Didinginkan pada suhu kamar.
- Ditambahkan 2 tetes larutan FeCl3 10 %.
B. Test hidroxamat untuk ester
- Ditambahkan 50 mg (2 tetes) senyawa yang diuji ke dalam 1 mL larutan 1 M hidroksil amin hidroklorida yang dilarutkan dalam etanol.
- Ditambahkan tetes demi tetes larutan 15 % KOH-etanol, sampai pH basa .
- Dipanaskan sampai mendidih selama 30 detik.
- Didinginkan pada suhu kamar. - Ditambahkan tetes demi tetes larutan
10% HCl pH=3.
- Ditambahkan 2 tetes larutan 5%FeCl3. Hasil
Tabung Reaksi
C. Test hidroxamat untuk amida
- Ditambahkan 50 mg (2 tetes) senyawa yang diuji.
- Ditambahkan 3 mL larutan hidroksilamin hidroklorida dalam propilen glikol.
- Ditambahkan batu didih
- Dipanaskan sampai mendidih selama 3 menit.
- Didinginkan larutan sampai suhu kamar. - Ditambah 1 mL(20 tetes) pereaksi 5%
FeCl3. Tabung Reaksi Besar
III. PEMBAHASAN
Wujud dari asam karboksilat tergantung dari jumlah atom C-nya, untuk senyawa asam karboksilat yang memiliki atom C kurang dari 10, maka wujud zat tersebut adalah cair pada suhu kamar. Sedangkan asam karboksilat yang memiliki panjang rantai C 10 atau lebih berwujud padat.
Asam karboksilat dengan panjang rantai 1-4 larut sempurna dalam air, sedangkan asam karboksilat dengan panjang rantai 5-6 sedikit larut dalam air dan asam karboksilat dengan panjang rantai lebih dari 6 tidak larut dalam air. Asam karboksilat larut dalam pelarut organik (seperti eter, alkohol dan benzena). Semua asam karboksilat merupakan asam lemah dengan Ka= + -1×10-5.
Asam karboksilat memiliki titik didih yang tinggi (lebih tinggi daripada alkohol), karena dapat membentuk ikatan hidrogen yang kuat.
1. Reaksi dengan Basa Kuat
Reaksi Asam karboksilat dengan basa kuat akan membentuk garam dan air. Garam karboksilat hasil reaksi merupakan sabun. Reaksi ini sering disebut juga dengan reaksi penyabunan.
2. Reaksi substitusi
Reaksi dengan halida (PX3, PX5 dan SOX2) akan menghasilkan suatu asilhalida. Dan reaksi dengan alkohol akan menghasilkan suatu ester dan H2O.
4. Reaksi dehidrasi (penghilangan molekul H2O) akan menghasilkan anhidrida asam karboksilat.
Turunan Derivat Asam Karboksilat:
1. Halida Asam
adalah turunan asam karboksilat yang paling reaktif. Reaktivitas turunan asam karboksilat ditentukan oleh kebasaan gugus perginya. Basa yang lemah bersifat lebih elektronegatif, selain itu kecil kemungkinannya menyumbangkan elektronnya pada karbon karbonil levat efek resonansi. Ion halida adalah basa sangat lemah karena asam konjugasinya adalah asam kuat. Oleh karena itu, asam halida lebih reaktif dibandingkan turunan asam karboksilat lainnya.
A. Pembuatan Klorida Asam
Klorida asam dapat diperoleh langsung dari asam karboksilat induk melalui reaksi dengan tionil klorida (SOCl2) atau zat penghalogen lainnya.
B. Reaksi dengan alkohol
Klorida asam bereaksi dengan alkohol untuk menghasilkan ester dan HCl dalam suatu reaksi yang beranologi langsung hidrolisis. Biasanya HCl segera dibuang dari dalam campuran reaksi setelah terbentuk, dan piridina ditambahkan sebagai penyapu HCl.
C. Reaksi dengan amonia dan amina
Produk organik dari reaksi adalah suatu amida.
D. Reaksi dengan senyawa organologam
2. Anhidrida Asam Karboksilat
Asam anhidrida mempunyai dua molekul asam karboksilat di mana sebuah molekul airnya dihilangkan. (Anhidrida berarti ”suatu senyawa tanpa air”). Misalnya dua molekul asam etanoat dan menghilangkan satu molekul air maka didapat anhidrida etanoat (nama lama: anhidrida asetat).
A. Pembuatan Anhidrida
Salah satu pengeculian, anhidrida asam tidak dapat dibentuk langsung dari asam karboksilat induknya, tapi harus dibuat dari derivat asam karboksilat yang lebih reaktif. Ada dua cara pembuatan anhidrida, yang pertama menggunakan klorida asam dan suatu karboksilat. Yang kedua dengan mengolah asam karboksilat dan anhidrida asam asetat, reaksinya reversibel. Letak kesetimbangan dapat di geser ke kanan dengan menyuling asam asetat segera setelah asam ini terbentuk.
B. Reaksi Anhidrida
Anhidrida asam tidak bereaksi dengan natrium klorida atau natrium bromida hal ini karena ion halida merupakan basa yang lebih lemah dari pada ion karboksilat. Karena dengan adanya ion halida sebagai basa yang lebih lemah, akan mengusir substituen dari intermediate tetrahedral.
C. Reaksi Anhidrida Asam dengan Amonia dan Amina Primer
Amonia dan amina primer masingmasing mengandung sebuah gugus -NH2. Pada amonia, gugus ini terikat pada sebuah atom hidrogen sedangkan pada amina primer terikat pada sebuah gugus alkil (disimbolkan dengan "R" pada gambar berikut) atau pada sebuah cincin benzena.
D. Reaksi dengan asil klorida
Etanoil klorida sebagai asil klorida sederhana dapat digunakan sebagai contoh, reaksi umum antara klorida etanoil dengan sebuah senyawa XNH2 (dimana X adalah hidrogen, atau sebuah gugus alkil, atau sebuah cincin benzen).
Setiap reaksi pada awalnya akan menghasilkan gas hidrogen klorida – hidrogen berasal dari gugus -NH2, dan klorin berasal dari etanoil klorida. Komponen lain yang tersisa semuanya bergabung menjadi satu struktur. Tetapi amonia dan amina adalah asam, dan bereaksi dengan hidrogen klorida menghasilkan sebuah garam.
E. Reaksi dengan ammonia
Pada reaksi tersebut, "X" dalam persamaan di atas adalah sebuah atom hidrogen. Sehingga pada contoh pertama akan diperoleh asam etanoat dan sebuah senyawa organik yang disebut sebagai amida. Amida mengandung sebuah gugus -CONH2. Dalam reaksi antara anhidrida etanoat dengan amonia, amida yang terbentuk disebut etanamida.
F. Ester Asam Karboksilat
G. Pembuatan Ester
Dalam hal ini terdapat beberapa metode untuk memenuhi perubahan bentuk tersebut, termasuk reaksi SN2 dari suatu anion karboksilat dengan suatu alkil halide primer. Ester dapat juga disintesis melalui reaksi substitusi asil nukleofilik dari asam karboksilat dengan alkohol. Fischer and Speier menemukan (1895) bahwa ester secara sederhana dihasilkan dari pemanasan asam karboksilat dalam suatu larutan alkohol yang mengandung sejumlah kecil katalis asam kuat. Hasil yang baik pada reaksi esterifikasi Fischer, tetapi kebutuhan untuk penggunaan alkohol berlebih sebagai pelarut membatasi metode untuk sintesis ester metil, etil dan propel.
Reaksi esterifikasi Fischer meupakan reaksi substitusi asil nukleofilik yang dilakukan dibawah kondisi asam. Asam karboksilat tidak cukup reaktif untuk menyerang dengan alkohol netral tetapi dapat dibuat lebih reaktif dengan adanya asam kuat seperti HCl atau H2SO4. Katalis asam akan memprotonasi oksigen karbonil, dan mengaktivasinya terhadap serangan nukleofil. Alkohol menyerang karbon karbonil yang telah terprotonasi, dan membentuk zat antara tetrahedral. Perpindahan proton antar molekul akan mengubah hidroksil menjadi gugus pergi yang baik sebagai H2O. Deprotonasi dan hilangnya H2O secara simultan memberikan suatu ester.
H. Reaksi Ester
Suatu ester bereaksi dengan air membentuk suatu asam karboksilat dan alkohol. Ini merupakan suatu contoh reaksi hidrolisis – suatu reaksi dengan air yang mengubah satu senyawa menjadi dua senyawa.
memiliki gugus pergi yang sangat basa. Hidrolisis dan alkoholisis ester dapat dikatalisis dengan asam. Kecepatan hidrolisis dapat ditingkatkan dengan ion hidroksida dan kecepatan alkoholisis dapat ditingkatkan dengan basa konjugasi (RO¯) dari alkohol reaktan.
Ester juga bereaksi dengan amina membentuk amida. Reaksi dengan amina mengubah satu senyawa menjadi dua senyawa yang disebut aminolisis. Sebagai catatan bahwa aminolisis dari ester membutuhkan hanya satu ekuivalen amina, tidak seperti aminolisis dari suatu asil halida atau asam anhidrida, yang membutuhkan dua ekuivalen.
Reaksi dari ester dengan amina tidak selambat reaksi dari ester dengan air dan alcohol, sebab amina merupakan nukleofil yang lebih baik. Ini merupakan keuntungan sebab kecepatan reaksi dari reaksi ester dengan amina tidak ditingkatkan dengan asam atau HO¯ atau RO¯.
4. Amida
Amida adalah senyawa yang sangat tidak reaktif, karena protein terdiri dari asam amino yang dihubungkan oleh ikatan amida. Amida tidak bereaksi dengan ion halida, ion karboksilat, alkohol, atau air karena dalam setiap kasus, nukleofil yang masuk adalah basa lemah dari gugus pergi amida. Amida dapat bereaksi dengan air dan alkohol jika campuran reaksi dipanaskan dalam suasana asam.
Teori orbital molekul dapat menjelaskan mengapa amida yang tidak reaktif. Amida memiliki kontributor resonansi penting di mana saham nitrogen satu pasangan dengan karbon karbonil, orbital yang berisi pasangan bebas tumpang tindih orbital kosong dari gugus karbonil.
A. Hidrolisis Amida dengan katalis asam
Ketika amida dihidrolisis dalam kondisi asam, proton asam dari karbonil oksigen, meningkatkan kerentanan karbon karbonil untuk menyerang nukleofilik. Serangan nukleofilik oleh air pada karbon karbonil menyebabkan senyawa intermediet tetrahedral I, yang berada dalam kesetimbangan dengan bentuk bukan protonnya, intermediet tetrahedral II. Reprotonasi dapat terjadi baik pada oksigen untuk reformasi intermediet tetrahedral I atau pada nitrogen untuk membentuk intermediet tetrahedral III. Protonasi pada nitrogen disukai karena kelompok NH2 tersebut merupakan basa yang lebih kuat daripada kelompok OH. Dari dua kemungkinan gugus pergi pada kelompok intermediet tetrahedral III (-OH dan NH3), NH3 adalah basa lemah, sehingga dilepas, membentuk asam karboksilat sebagai produk akhir. Karena reaksi dilakukan dalam larutan asam, NH3 akan terprotonasi setelah diusir dari intermediet tetrahedral. Hal ini mencegah terjadinya reaksi berkebalikan.
5. Nitril
Nitril merupakan senyawa organik yang mengandung rangkap 3 antara atom karbon dan nitrogen. Gugus fungsional dalam nitril adalah gugus siano.
A. Tata nama nitril
Dalam sistem IUPAC, banyaknya atom karbon menentukan induk alkananya, nama alkana itu diberi akhiran –nitril. Pemberian nama dengan menggantikan imbuhan asam –at menjadi akhiran –nitril, atau –onitril.
B. Reaksi Nitril
V. KESIMPULAN
Adapun kesimpulan yang didapat berdasarkan hasil pembahasan adalah sebagai berikut :
1) Asam karboksilat adalah suatu senyawa yang mengandung gugusan karboksil, suatu istilah yang berasal dari karbonil dan hidroksil
2) Sifat asam karboksilat diantaranya bersifat asam lemah yang Ka dari HCOOH hanya 1,8 . 10-4 dan Ka dari CH3COOH hanya sekitar 1,8 . 10-5. 3) Derivat asam karboksilat merupakan turunan asam karboksilat, dimana
ditinjau dari strukturnya senyawa yang diperoleh dari hasil pergantian gugus –OH dalam rumus struktur RCOOH oleh gugus –NH2, -OR, atau – OOCR.
4) Derivat asam karboksilat terdiri dari halida asam, anhidrida, amida, nitril, dan ester
5) Reaktivitas turunan asam karboksilat ditentukan oleh kebasaan gugus perginya. Basa yang lemah bersifat lebih elektronegatif, selain itu kecil kemungkinannya menyumbangkan elektronnya pada karbon karbonil levat efek resonansi
DAFTAR PUSTAKA
Febiyanti,Fitri.2015. Karboksilat dan Derivat Asam Karboksilat. Diunduh dari
http://googlewelight.com/?fitrifebriyanti25.blogspot.com/2015/05/karboksil at-normal-o-false-false.html. pada tanggal 17 Desember 2015 pukul 18.07 WIB
Fessenden, Ralph J, dan Fessenden, Joan S. 1997. Kimia Organik Jilid I. Jakarta: Erlangga
Martono Hp, Agus, 2006. Efek Kenaikan pH Pada Mekanisme Ekstraksi Cair-cair Terhadap Asam-asam Karboksilat. Jakarta: Bina Kimia Universitas
Ouelette, Robert J, 1995. Organic Chemistry. New York :Macmillan Publishing Company
Staley, D.1992, Pengantar Kimia Organik dan Hayati .Bandung:ITB
Usman, Hanapi, 2013. Kimia Organik. Makassar: UNHAS
