LAPORAN PRAKTIKUM PENGANTAR KIMIA MEDISINAL
SEMESTER GANJIL 2016 - 2017ESTERIFIKASI METIL BENZOAT
Hari / Jam Praktikum : Senin, pukul 10:00 – 13:00 Tanggal Praktikum : 27 Oktober 2016
Kelompok : 3
Asisten : 1. Aulia Alfiana 2. Giovani Wijonarko
Rifky Putra Pratama
260110160101
LABORATORIUM KIMIA MEDISINAL
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS PADJADJARAN
JATINANGOR
I. Tujuan
1. Melaksanakan reaksi esterifikasi dengan hasil cairan (BJ>1). 2. Melaksanakan proses pendinginan balik (Refluks) dan destilasi
sederhana.
II. Prinsip
1. Esterifikasi Fischer
Mereaksikan asam karbonat dan alkohol dengan katalis asam membentuk senyawa ester.
(Fessenden,1982) 2. Protonasi
Memprotonasi senyawa untuk meningkatkan elektrofitas yang membuat suatu senyawa lebih mudah mengikat atau memutus gugus atom.
(Silberg,2006) 3. Reaksi Endoterm
Memanaskan campuran senaywa untuk mempercepat reaksi.
(Chang,2005) 4. Destilasi
Menggunakan perbedaan titik didih untuk memisahkan campuran senyawa.
(Rusli,2013) 5. Like Dissolve Like
Memisahkan senyawa polar dengan non-polar.
(Gillespie,2001) 6. Distribusi Kalor
Menggunakan batu didih untuk mencegah overheating. (Chang,2005)
7. Indeks Bias
Menggunakan perbandingan indeks bias untuk menguji kemurnian senyawa.
(Lando,1974)
III. Reaksi
(Fessenden,1982)
IV. Teori Dasar
Esterifikasi adalah suatu reaksi ionik yang merupakan gabungan ari reaksi adisi dan reaksi penataan ulang eleminasi (Davidek,1990). Esterfikasi juga dapat didefinisikan sebagai reaksi antara aasm karboksilat dan alkohol (Gandhi,2007). Esterifikasi dapat dilakukan dengan menggunakan enzim (lipase) dan asam ( asam sulfat dan asam klorida ) dengan berbagai variasi alkohol biasanya metanol,
etanol,1-Pronaol, 1-butanol, amyl-alkohol dan lain-lain. ( OZ gulsum dkk, 2008 dan Yan,dkk, 2001 )
Suatu ester asam karboksilat ialah suatu senyawa yang menggandung gugus –CO2R dengan R dapat berbentuk alkil maupun aril. Suatu ester dapat dibentuk dengan reaksi langsung antara suatu asam karboksilat dan suatu alkohol, suatu reaksi yang disebut reaksi esterifikasi. Esterifikasi berkataliskan asam dan meru[akan reaksi yang reversible.
(Carey, 1993) Ester memiliki sifat fisiko kimia sebagai berikut; Sifat kimia dari ester pada umumnya mempunyai baru yang harum, menyerupai bau buah-buahan, senyawa ester pada umumnya sedikit larut dalam air, ester lebih mudah menguap dibandingkan dengan asam atau alkohol pembentuknya, ester murapakan senyawa karbon yang netral ester dapat mengalami reaksi hidrolisis dan ester dapat direduksi dengan H2
menggunakan katalisator Ni dan dihasilkan dua buah senyawa alkohol. Sifat fisika dari ester sebagai berikut: ester merupakan senyawa cair yang tidak berwarna, memili bau semerbak seperti buah-buahan, mudah menguap dan sedikit larut dalam air.
(Fessenden,1982) Laju esterifikasi bergantung pada faktor sterik dan alkohol dan asam karboksilatnya. Kuat asam dari suatu asam karboksilat hanya memainkan peranan kecil dalam laju pembentukan ester.
(Belinda,2011) Reaksi esterifikasi suatu asam karboksilat berlangsung melalui serangkaian tahap protonasi dan deprotonasi. Oksigen karbonil diprotonasi kemuadian alkoohol nukleofilik menyerang karbon positif dan terjadi eleminasi air sehingga dhasilkan ester.
Persamaan ester hampir menyerupai dengan penamaan basa, walaupun tidak benar-benar mempunyai kation dan anion, namun memiliki kemiripan dalam sifat lebih elektropositif dan keleektronegatifan. Suatu ester dapat dibuat sebagai produk dari suatu reaksi pemadatan pada suatu asam (pada umumnya suatu asam organik) dan suatu alkohol (atau campuran zat asam karbon). Walaupun ada cara-cara lain untuk membentuk ester. Pemadata adalah suatu jenis reaksi kimia dimana dua molekul bekerja sama dan menghapuskan suatu molekul yang kecil, dalam hal ini dua gugus OH- yang merupakan hasil eleminasi suatu molekul air.
(Clark,2002) Suatu reaksi pemadatan untuk membentuk suatu ester disebut esterifikasi. Esterifikasi dapat dikatalis oleh kehadiran ion H+. Asam belerang sering digunakan sebagai suatu katalisator untuk reaksi ini. Nama ester berasal dari Essig-Ather dari Jerman, sebuah nama kuno untuk menyebut etil asam cuka ester ( asam cuka etil ).
(Anshory,2003) Ester dapat dibuat oleh suatu reaksi keseimbangan antara suatu alkohol dan suatu asam karbon. Ester dinama menurut kelompok alkil dari alkohol dan kemudian alkanoat (bagian dari asam karbon). Sebagai contoh, reaksi antara metanol dan asam butir menghasilkan ester metil butil C3H7COOCH2 seperti hanya air. Yang paling
sederhana adalah HCOOCH3 , metil metanoat karena ester dari asam
yang lebih tinggi, alkana menyebu dengan –oat pada akhirannya. Secara umum eter dari asam berbau harum meliputi benzoat. Reaksi esterfikasi merupakan reaksi pembentukan ester dengan reaksi pembentukan ester dengan reaksi pembentukan ester dengan reaksi langsung antara suatu asam karboksilat dengan suatu alkohol.
Ester yang terdiri dari asam-asam yang berat molekul rendah dan alkohol merupakan senyawa-senyawa cair yang tidak berwarna sedikit larut dalam air dengan bau semerbak dan mudah menguap.
(Keenan,1980) Metil benzoat merupakan senyawa dengan rumus kimia C6H3COOCH3. Metil benzoat merupakan cairan tak berwarna yang
larut dalam air, tetapi larut dengan pelarut organik. Metil benzoat digunakan sebagai pelarut.
(Prasetyo, 2012) Berdasarkan bukti-bukti penelitian, menunjukan bahwa tingkat toksisitas sifat asam benzoat yang sangat rendah terhadap manusia dan hewan. Pada manusia, dosis racun adalah 6 mg/kg berat badan melalui injeksi kulit, tetapi pemasukan melalui mulut sebanyak 5-10 mg/ hari selama beberapa hari tidak menimbulkan efek negatif pada kesehatan.
(Basari, 1990) Metil benzoat memiliki efek yang berbahaya bagi kesehatan. Metil benzoat dapat menyebabkan iritasi jika terjadi kontak dengan kulit atau mata. Juga dapat menyebabkan iritasi saluran pernapasan dan kerongkongan jika terhirup atau tertelan.
(Prasetyo, 2012)
V. Alat dan Bahan
A. Alat
a. Beaker Glass b. Corong Pisah c. Erlenmeyer
d. Corong Tangkai Panjang e. Labu Alas Bundar
g. Kertas Saring h. Penangas Minyak i. Pendingin Balik j. Refraktometer Abbe B. Bahan a. Asam Benzoat b. Methanol c. H2SO4 Pekat d. Batu Didih e. Aquadest f. CCl4 g. NaHCO3 h. MgSO4 C. Gambar Alat No Nama Gambar 1 Beaker Glass
2 Corong Pisah
3 Erlenmeyer
4 Corong Tangkai Panjang
5 Labu Alas Bundar
7 Kertas Saring
8 Penangas Minyak
9 Pendingin Balik
10 Refraktometer Abbe
VI. Prosedur
Prosedur ini ditunjukan untuk melakukan reaksi esterifikasi yang akhirnya menghasilkan senyawa ester. Hal pertama yang dilakukan ialah dicampurkannya 15 gram asam benzoat, 50,5 mL metanol dan 1,35 mL
asam sulfat pekat ke dalam labu alas bundar 250 mL, lalu ditambahkan batu didih ke dalam campuran tersebut. Selanjutnya campuran tersebut didestilasikan dengan cara dipanaskan selama 3 jam hingga mendidih di dalam penangas dingin. Selanjutnya larutan didinginkan dan dimasukan residu ke dalam 62,5 mL aquadest. Kemudian, larutan dituangkan ke dalam corong pisah, tambahkan 15 mL CCl4 dan larutan tersebut dikocok
jika tidak didapat batas jelas antara air dengan ester. Selanjutnya kedua lapisan tersebut dipisahkan dan larutan dituangkannya larutan ester kembali ke dalam corong pisah. Kemudian, di dalam larutan tersebut ditambahkan natrium bikarbonat (NaHCO3) dan dikocok hinggi tidak ada
gelembung karbondioksida (CO2). Selanjutnya, dipisahkan dan dituangkan
larutan ester ke dalam erlenmeyer dan ditambahkan magnesium sulfat (MgSO4). Kemudian, dikocok 3-5 menit lalu didiamkan selama 30 menit
dengan dikocok sekali-sekali. Selanjutnya cairan metil benzoat disaring dengan corong tangkai panjang melalui ertas saring ke dalam labu destilasi leher pendek 100 mL. Dilanjutkan dengan ditambahkan batu didih dan dilakukan destilasi dalam penangas minyak. Selanjutnya, larutan tersebut dipanaskan hingga CCl4 habis terdestilasi. Selanjutnya dipanaskan metil
benzoat di dalam oven 200°C. Dan terakhir ditentukan indeks bias senyawa dengan refraktometer.
VII. Data Pengamatan
No Perlakuan Hasil Foto 1 Ditimbang asam benzoat
15 gram
Didapatkan 15 gram asam benzoat
2 Dilarutkan asam benzoat dengan 50,5 mL metanol dan asam sulfat pekat 1,35 mL di dalam labu alas bundar
Saat dilarutkan denga metanol larutan dirasa dingin dan saat ditambah asam sulfat pekat larutan dirasa panas dan larut
3 Ditambahkan batu didih ke labu alas bundar
Batu didih dalam alas bundar
4 Didestilasikan campuran dengan alat heating mantle sampai suhu 60°C
Campuran larut dan terasa panas (didapatkan gelembung pada saat mendidih)
5 Campuran didinginkan Campuran menjadi dingin
6 Dimasukkan campuran yang telah dingin ke dalam corong pisah ditambahkan aquadest
Larutan menjadi putih dan didapat gumpalan berwarna putih
7 Ditambahkan kloroform ke dalam corong pisah sebanyak 20 mL dan dikocok
Larutan terpisah menjadi dua fase
8 Dipisahkan esternya (fase organik) dan saring
Berbau tajam dan saringan tidak berwarna
9 (Fase bawah) masukan ke dalam corong pisah yang bersih, ditambahkan 21,5 mL NaHCO3
Larutan menjadi keruh dan terbentuk gumpalan berwarna putih dibagian bawah
10 Ditambahkan kloforom sebanyak 20 mL
Didapat gumpalan larut, kemudian terbentuk dua fase; di atas berwarna bening dan di bawah berwarna keruh
11 dipisahkan 2 fase tersebut sebanyak 2 kali menggunakan kertas saring
Dua fase terpisah, fase bawah di dalam erlenmeyer berwarna keruh
12 Disaring larutan tersebut sebanyak 2 kali menggunakan kertas saring
Didapat larutan tidak terlalu keruh
13 Filtrat didetilasi dengan ditambahkan batu didih sebelumnya
Didapat larutan panas dan berwarna bening
14 Larutan didinginkan Didapat larutan menjadi dingin
15 Dilarutkan ke dalam viral Didapat metilbenzoat dalam bentuk cairan keruh
VIII. Pembahasan
Pada praktikum kali ini dilakukan percobaan esterifikasi metil benzoat. Sintesis dan reaksi metil benzoat dibentuk oleh kondensasi metanol dan asam benzoat dalam asam kuat seperti asam klorida. Reaksi ini terjadi pada gugus ester. Metil benzoat merupakan cairan tidak berwarna yang
tidak larut dalam air, namun larut dalam pelarut organik. Metil benzoat memiliki ciri bau yang harum dan khas.
Ester merupakan salah satu dari derivat asam karboksilat. Maksud dari derivat asam karboksilat ialah bila direaksikan dengan air akan menghasilkan asam karboksilat. Pada derivat Asam karboksilat terdapat karbonil pada gugus asil yang menyebabkan ada beberapa sifat kimia yang serupa. Juga mengandung gugus pergi yang terikat pada karbon asil. Biasanya akan terjadi adisi pada gugus karbonil dari keton atau aldehid.
Esterifikasi adalah reaksi pembuatan senyawa ester dengan mereaksikan antara asam karboksilat dengan alkohol Dalam percobaan kali ini ditujukan untuk membuat metil benzoat sebagai produk. Metil benzoat adalah senyawa organik dengan rumus C6H5CO2CH3. Reaksi ini
bersifat bolak-balik ( reversibel ) dan umumnya sangat lambat sehingga memerlukan katalis agar diperoleh ester.
Hal pertama yang dilakukan ialah dicampurkannya asam benzoat, metanol dan asam sulfat pekat ke dalam labu alas bundar 250 mL. Digunakan bahan yaitu asam benzoat yang berbentuk hablur berwarna putih, serta metanol absolut sebagai pereaksi. Metanol yang digunakan adalah metanol absolut yaitu metanol yang memiliki kadar > 96% atau mengandung air yang kadarnya < 4%. Lalu dalam reaksi ini digunakan juga asam sulfat pekat, penggunaan asam sulfat pekat berfungsi sebagai katalisator dalam reaksi yang berlangsung.
Pada dasarnya, reaksi yang terjadi antara asam benzoat dengan metanol belum seimbang, karena ketidakseimbangan dalam reaksi tersebut mengakibatkan reaksi cenderung untuk bergeser ke kiri. Prinsipnya, apabila dalam suatu reaksi pergerakan yang terjadi cenderung
bergerak ke kiri maka akan sulit untuk didapatkan atau terbentuknya produk reaksi. Mekanisme dari penggunaan asam sulfat dalam reaksi antara asam benzoat dengan metanol absolut adalah dengan penggunaan asam sulfat ini, H+ yang berasal dari asam sulfat (H2SO4) dapat
menyerang mekanisme reaksi sehingga reaksi dapat bergerak kekanan sehingga produk dapat dengan mudah terbentuk.
Selanjutnya ditambahkan batu didih ke dalam campuran tersebut yang selanjutnya didestilasikan/refluks dengan cara dipanaskan selama 3 jam hingga mendidih di dalam penangas dingin. Batu didih adalah benda yang kecil, berbentuk tidak merata, berpori, dan umumnya dimasukkan kedalam cairan yang sedang dipanaskan. Batu didih terbuat dari bahan karbon, kalsium karbonat (Ca2CO3) dll yang tidak larut dalam cairan
yang sedang dipanaskan. Tanpa penggunaan batu didih, larutan yang bereaksi yang bersifat overheated pada bagian tertentu, dapat dengan tiba-tiba mengeluarkan uap panas yang kemudian dapat memunculkan letupan bahkan ledakan.
Kemudian labu yang berisi larutan tersebut dipasang pada alat pendingin balik untuk selanjutkan dilakukan tahap destilasi/refluks sampai suhu mencapai 60°C. Seharusnya destilasi dilakukan selama 3 jam sesuai dengan prosedur yang ditunjukkan dengan tujuan mempercepat terjadinya reaksi dengan pemanasan tanpa mengurangi volume zat yang bereaksi, . Sebab, pelarut yang menguap dapat terkondensasi dengan adanya kondensor tegak yang ada pada rangkaian refluks. Refluks digunakan juga untuk menghilangkan sisa dari metanol yang sebelumnya direaksikan. Tetapi karena keterbatasan waktu, destilasi dilakukan hanya sampai 60°C saja.
Adapun fungsi masing-masing alat yaitu labu alas bulat sebagai wadah penyimpanan sampel yang akan di destilasi. Kondensor atau pendingin
yang berfungsi untuk mendinginkan uap destilasi yang melewati kondensor sehingga menjadi cair. Kondensor atau pendingin yang digunakan menggunakan pendinginan air dimana air yang masuk berasal dari bawah dan keluar dari atas. Karena jika airnya berasal masuk dari atas maka air dalam pendingin atau kondensor tidak akan memenuhi isi pendinginan sehingga tidak dapat digunakan untuk mendinginkan uap yang mengalir lewat kondensor tersebut. Oleh karena itu, pendingin atau kondensor air masuknya harus dari bawah sehingga pendinginan atau kondensor akan terisi dengan air maka akan dapat digunakan untuk mendinginkan komponen zat yang melewati kondensor tersebut dari wujud uap menjadi wujud cair. Termometer digunakan untuk mengamati suhu dalam proses destilasi sehingga suhu dapat dikontrol sesuai dengan suhu yang diinginkan untuk memperoleh destilat murni. Pada percobaan kali ini suhu yang digunakan sampai 60 derajat C. Erlenmeyer sebagai wadah untuk menampung destilat yang diperoleh dari proses destilasi. Pipa penghubung (adaptor) untuk menghubungkan antara kondensor dan wadah penampung destilat (erlenmeyer) sehingga cairan destilat yang mudah menguap akan tertampung dalam erlenmeyer dan tidak akan menguap keluar selama proses destilasi berlangsung. Pemanas berguna untuk memanaskan sampel yang terdapat pada labu alas bulat. Sedangkan statif dan klem berguna untuk menyangga bagian-bagian dari peralatan destilasi sederhana sehingga tidak jatuh atau goyang
Selanjutnya dimasukkan kedalam corong pisah lalu dikocok beberapa saat, namun setelah dikocok tidak terlihat perbedaan antara 2 fase. Oleh karena itu, ditambahkan pelarut organik yaitu kloroform (CHCl3)
kedalamnya. Setelah ditambahkan CHCl3 larutan terpisah menjadi 2 fase
yang berbeda. Hal ini disebabkan karena metil benzoat bersifat tidak larut dalam air dan hanya dapat larut dalam larutan organik dimana CHCl3
adalah pelarut organik. Atau jelasnya pemisahan kedua fasa ini terjadi karena bagian organic memiliki bobot massa jenis yang lebih besar
daripada non organic sehingga menyebabkan fasa organic berada di dasar atau di bagian bawah corong pisah.
Kemudian setelah membuang larutan pada fasa bagian atas, larutan pada fasa bagian bawah ditambahkan dengan Natrium Bikarbonat (CaCO3). Penambahan ini bermaksud untuk menetralkan kelebihan asam
yang berasal dari penambahan asam sulfat (H2SO4) pekat sebelumnya ,
sehingga fase nonpolar dapat terpisah dengan fase polar hasil penetralan. Kemudian setelah penambahan Natrium Bikarbonat dan dikocok, tidak terbentuk dua fasa yang berpisah. Oleh karena itu digunakanlah penambahan CHCl3 secukupnya. Setelah penambahan CHCl3 kedua fasa
yang terbentuk tersebut dapat terlihat. Saat penambahan Natrium Bikarbonat, terbentuk gas karbonat yang menyebabkan terdorongnya tutup corong pisah.
Lalu setelah terpisah, buang kembali larutan pada fasa bagian atas sedangkan larutan pada fasa bagian bawah dimasukkan ke dalam corong pisah dengan ditambahkan air. Ambil kembali larutan pada fasa bagian bawah dan dimasukkan kedalam Erlenmeyer dengan ditambahkan dengan MgSO4 anhidrat. Penamabahan MgSO4 adalah berfungsi untuk
menarik sisa air yang bercampur dengan metil benzoat yang terbentuk. Campuran larutan tersebut dikocok dan didiamkan selama 30 menit.
Terakhir, setelah menunggu 30 menit, dilakukan destilasi kembali hingga suhu mencapai 60°C. Dalam destilasi ini digunakan kembali batu didih untuk mencegah terjadinya pemanasan yang tidak homogen dalam larutan yang dikhawatirkan akan menimbulkan letupan atau ledakan yang besar. Setelah selesai proses destilasi selesai labu alas bundar yang berisi larutan metil benzoate di dinginkan. Setelah dingin, larutan tersebut dimasukkan kedalam botol kaca kecil atau vial
Reaksi yang terjadi dalam percobaan ini adalah
Laju esterifikasi asam karboksilat ini bergantung pada halangan sterik dalam asam karboksilat itu sesdiri dan alkohol yang digunakan. Sehingga dalam proses esterifikasi dalam percobaan ini menggunakan metanol karena metanol memiliki reaktivitas alkohol yang labih besar dari alkohol lainnya untuk reasksi esterifikasi ini. Esterifikasi asam karboksilat berlangsung melalui tahap protonasi dan deprotonasi. Oksigen karbonil diprotonasi, alkohol nukleofilik menyerang karbon positif, dan eliminasi air akan menghasilkan ester. Dalam percobaan reaksi esterifikasi ini ion H+ dari H2SO4 berperan dalam pembuatan ester dan juga berperan dalam reaski hidrolisis ester karena sesuai dengan literatur bahwa reaksi esterifikasi ini bersifat reversibel atau dapat membentuk kembali ester karena air yang dihasilkan dapat menghidrolisis ester yang terbentuk. Selain itu karena Ester merupakan salah satu dari derivat asam karboksilat. Maksud dari derivat asam karboksilat adalah bila direaksikan dengan air akan menghasilkan asam karboksilat.
Hasil Akhir yang didapatkan dari proses esterifikasi yang seharusnya adalah larutan ester metil benzoate yang murni. Pada percobaan kali ini dihasilkan ester metil benzoate yang cukup bagus dikarenakan tidak menjadi endapan saat dipindahkan ke vial, selain itu didapatkan juga ester yang larut sempurna dengan warna keruh, yang berjumlah dua vial, ini berarti ester metil benzoate yang dihasilkan cukup banyak dengan bau yang menyengat. Meskipun sebenarnya metil benzoate yang dihasilkan tidak murni, karena dalam literature metil benzoate tidak berwarna atau bening jernih.
IX. Kesimpulan
1. Proses esterfikasi dilakukan dengan hasil akhir cairan dan larutan di dalam dua vial
DAFTAR PUSTAKA
Basari,I.1990.Kimia Organik untuk Universitas.Jakarta : Erlangga
Belinda,Prita.2011.Studi Reaksi Esterfikasi antara Asam Galat dan Gliserol.Tersedia online di
lib.ui.ac.id/file?file=digital/20297120-s1954-prita%20belinda.pdf.
Clark,L,Holf.2002.Behavior System.New York: John Wiley & Sons Inc
Chang,Raymond.2005.Kimia Dasar : Konsep-konsep Inti Jilid 1. Jakarta : Erlangga
Davidek,J.1990.Chemical During Food Processing. New York: Departement of Food Chemistry and Analysis Institute of Chemical Technology
Fessenden, Ralp dan Fessenden Joan.1982.Kimia Organik Jilid 2.Jakarta: Erlangga
Gandhi.2007.Esterifikasi.Yogyakarta: Qalam
Gillespie,Ronald James.2001.Chemical Bonding and Molecular Geometry.New York: Oxford University Press
Keenan.1980.Kimia untuk Universitas Jilid 1.Jakarta: Erlangga
Lando,J,B Maron, SH.1974.Fundamental of Physical Chemistry.New York: Macmillan Publishing Co, Inc
Ozgulsun,A.dkk.2008.Esterification Reaction Oleic Acid with A Furel Oil
Prasetyo, Ati Eko,2012. Proses Reaksi Gliserol dan Asam Benzoat dengan Menggunakan Katalis Asam Sulfat. Tersedia Online di http://ejournal_si.undip.ac.id/indek.php/jkti.
Rusli,Budiman.2013.Pemisahan Kimia untuk Universitas.Bandung : Erlangga
Silberberg,M.S.2006. Chemistry the Molecular Nature of Matter and Change 4th
Edition.New York: Mc Graw-Hill
Yan,Dkk.2011.Production of Sugar Fatty Acid Ester by Enximatic Estefication.Optimazion of Oil Chem
