UAS KIMIA ORGANIK 1

NAMA  : ASTRI WIDYARINI

NIM       : A1C112001

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

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

Jawab : 

a.    Senyawa aromatik seperti benzena tidak mudah mengalami reaksi dikarenakan adanya resonansi atau delokalisasi elektron yang berjalan terus-menerus. Namun, gugus alkil dari alkilbenzena dapat dengan mudah mengalami reaksi. Hal ini dikarenakan gugus alkil yang terikat pada sebuah cincin benzena (karbon benzilik) terstabilkan secara resonansi oleh cincin benzena, akibatnya posisi benzil tersebut menjadi letak serangan dalam banyak reaksi. Karena posisi benzilik yang reaktif ini, alkilbenzena dengan atom H benzilik menghasilkan produk oksidasi yang sama, yaitu asam benzoat.

Salah satu yang termasuk dalam alkilbenzena adalah toluene. Toluene dapat mengalami reaksi oksidasi dengan menggunakan katalis kalium permanganat (KMnO₄) dan dalam kondisi asam, asam yang digunakan yaitu asam sulfat (H₂SO₄)

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

Apabila tidak direaksikan dalam kondisi asam maka menghasilkan produk basa, untuk itu reaksi yang berlangsung :

5C₆H₅CH₃ + 6KMnO₄ + 9H₂SO₄ → 5C₆H₅COOH + 6MnSO₄ + 3K₂SO₄+ 14H₂O

Asam benzoat yang dihasilkan pada reaksi ini berupa padatan Kristal, sehingga untuk melarutkannya perlu ditambahkan air.

  

b.     Asam salisilat dapat disintesis melalui reaksi Kolbe, namun pada reaksi ini senyawa asalnya adalah fenol, sehingga apabila ingin mensistesis asam salisilat dari asam benzoate, terlebih dahulu asam benzoat dijadikan fenol dengan cara mengoksidasi asam benzoate.

Fenol yang terbentuk direaksikan dengan NaOH dan CO₂

 

Fenol melepas ion H⁺ pada gugus hidroksil sehingga atom oksigen bermuatan negative dan kemudian mengikat ion Na⁺ dari NaOH, karena mengalami resonansi maka pada cincin benzene yang berdekatan dengan atom Oksigen menjadi bermuatan negative dan mengikat atom C pada CO₂, karena mendapat menambahakn electron maka pada senyawa CO₂ turut terjadi resonansi untuk menstabilkan electron di atom C. setelah mengikat ion Na+ akan terlepas dan menjadikan atom O mengikat hidrogen setelah beresonansi kembali begitupun pada atom C benzene yang mengikt CO₂ dan terbentuklah ion salisilat. Ion salisilat ditambhakan asam sulfat H₂SO₄ untuk memberikan ion H⁺ pada atom C bermuatan negative di ion salisilat sehingga terbentuklah asam salisilat

Cara lainnya adalah mereaksikan asam benzoat dengan Cl₂ sehingga menghasilkan asam orto klorobenzoat karena Cl adalah gugus pengarah orto. Asam o-klorobenzoat ini direaksikan dengan NaOH dan terjadi resonansi maka ion Cl akan lepas dan digantikan oleh ion ONa⁺ dan atom H pada gugus benzoat juga digantikan oleh Na⁺ dan apabila ditambahkan lagi HCl menjadikan ion Na⁺ yang terikat terlepas dan digantikan oleh H⁺ dari HCl _.

 

 

 

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

 Jawab :

Antiseptik merupakan senyawa kimia yang digunakan untuk  menghambat pertumbuhan atau membunuh mikroorganisme pada jaringan yang  hidup, seperti pada permukaan kulit dan membran mukosa. Antiseptik digunakan untuk mencegah dan mengobati infeksi pada luka, untuk mengobati luka memar, luka iris, luka lecet dan luka bakar ringan. Karena pada kulit yang luka dan lembab merupakan tempat yang disukai mikroorganisme untuk tumbuh .

Sebagai antiseptik, fenol bekerja dengan cara mendenaturasi dan mengkoagulasi protein sel bakteri. 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.

Selain itu, senyawa turunan fenol dapat mengubah permeabelitas membran sel bakteri sehingga mengakibatkan adanya kebocoran sel, sel yang mengalami kebocoran akan dimasuki senyawa turunan fenol yang mengikat ion logam dimana ion-ion logam ini berfungsi menganggu fungsi enzim bakteri sehingga  sel mengalami kematian.

Sedangkan alkohol dapat juga digunakan membunuh bakteri, bahkan lebih mampu membunuh bakteri. Namun karena antisepktik digunakan untuk mengobati infeksi pada luka luar terutama di kulit, menyebabkan alcohol tidak mampu menjalankan kemampuannya. Hal ini dikarenakan penggunaan alcohol pada kulit yang terbuka menimbulkan rasa terbakar, factor lainnya adalah bahwa alkohol yang diperbolehkan untuk dunia medis memiliki kadar tersendiri hal ini dikarenakan beberapa senyawa alkohol seperti methanol pada kadar yang rendah pun dapat menyebabkan gangguan saraf dan penglihatan.

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!

Jawab :

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.

 Uji Fehling bertujuan untuk mengetahui adanya gugus aldehid. Larutan Fehling terdiri dari larutan  Fehling A (CuSO₄) dan Fehling B (NaOH dan KNa tartarat).

a.    Hasil positif terhadap pereaksi fehling menghasilkan endapan berwarna merah bata. 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. 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.

R-COOH    +     R-OH    →     R-COOR   +   H-O-H

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 : 

Eter dan alkohol adalah senyawa hidrokarbon yang sama-sama memiliki gugus fungsi, dimana gugus fungsi

dari eter adalah oksigen yang terikat diantara rantai arbon (-O-) dan alkohol dengan gugus hidroksilnya

(-OH). Alkohol dan eter tergolong senyawa yang polar karena keduanya memiliki atom oksigen yang memiliki keelektronegatifan cukup tinggi.

Apabila direaksikan dengan logam natrium, maka alkohol yang dapat bereaksi. Logam natrium mudah

teroksidasi menjadi ion Na⁺ , ion ini akan mensubstitusi ion hidrogen pada gugus hidroksil alkohol.

 R-OH + Na → R-O-Na + H₂

Eter dapat dimungkinkan menjadi lebih reaktif dari alkohol. Eter dapat mengalami membentuk peroksida. Eter primer dan sekunder dengan gugus CH di sebelah oksigen eter, dapat membentuk peroksida, misalnya dietil eter peroksida. Reaksi ini memerlukan oksigen ataupun udara, dan dipercepat oleh cahaya, katalis logam, dan aldehida. Peroksida yang dihasilkan dapat meledak. 

Dietil eter : CH₃-CH₂-O-CH₂-CH₃

 Karena pada dietil eter ini atom oksigen memilikii electron bebas dan bersifat elektrofilik sehingga dia akan mengikat oksigen yang berasal dari udara dan membentk peroksida sehingga gugs fungsinya menjadi R-O-O-R’ Jika R atau R’ adalah hidrogen maka akan terbentuk hidroperoksida R-O-O-H yang dapat bersifat radikal bebas sehingga mudah bereaksi dengan senyawa lain yang diinginkannya.

Senyawa eter lainnya adalah efosida atau oksirana. Efoksida adalah senyawa eter siklik dengan cincin yang memiliki tiga anggota. Struktur dasar dari sebuah epoksida memiliki sebuah atom oksigen yang diikat oleh dua atom karbon berdekatan yang berasal dari hidrokarbon. Tegangan dari cincin dengan tiga anggota ini membuat senyawa epoksida menjadi lebih reaktif daripada eter asiklik. 

Berikut gugus efoksida :  

 

5. Bila fenol dikatakan lebih asam dari pada alkohol temukan contoh suatu alkohol jauh lebih asam dari pada fenol!

Jelaskan mengapa demikian! 

      Fenol adalah senyawa hidrokarbon yang memiliki gugus hidroksil (-OH) yang terikat pada cincin benzena.

      Jawaban :

Fenol memiliki sifat asam yang lebih kuat dibandingkan alcohol. Fenol memiliki nilai pKa = 10 sedangkan alcohol memiliki nilai pKa ~15. Jika ditinjau dari nilai pH yaitu ukuran kecenderungan terurainya ion hidrogen dalam system, maka senyawa dengan nilai pKa besar akan memiliki harga pH kecil. Dan dapat diketahui walaupun fenol dan alcohol dikatakan asam, keduanya tergolong ke dalam asam lemah, karena keduanya memiliki nilai pKa.

Suatu asam lemah memiliki derajat ionisasi yang ditentukan oleh stabilitas dari senyawa tak terionkan dan dari anionnya. Lalu, mengapa fenol  bersifat asam dibandingkan dengan alcohol, 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 sedangkan pada alkohol, karena elektron tak mengalami delokalisasi membuat ion H⁺ yang telah dilepaskan dapat dengan mudah kembali lagi.

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

Alkanatiol atau disebut tiol adalah senyawa dengan analog belerang dari suatau alkohol. Tiol memiliki gugus R–SH. Berdasarkan data diketahui bahwa tiol memiliki pKa = ~8 yang apabila dibandingkan dengan fenol yang memiliki pKa = 10, memiliki sifat lebih asam dan tiol juga lebih asam dari alkohol sendiri.   

6. 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 :

Etanol dapat digunakan sebagai bahan bakar disebabkan etanol dapat dioksidasi menghasilkan gas CO₂ dan uap air serta membebaskan energi. Turunan alcohol lain yang dapat memungkinkan untuk  digunakan sebagai bahan bakar yaitu metanol, proponol dan butanol. Ketiga senyawa ini memiliki sifat yang hampir sama dengan etanol. Ketiga senyawa ini dapat dibuat baik secara kimiawi maupun biologi. Keuntungan yang dimiliki oleh jenis alkohol ini yaitu angka oktan yang tinggi. Angka oktan yang tinggi dapat membuat efisiensi bahan bakar meningkat.  

Namun, methanol dan etanol membawa sifat korosif karena mengandung ion-ion yang tidak dapat larut seperti ion halida. Sedangkan propanol dan butanol lebih aman karena lebih mudah menguap atau dikatakan memiliki volatilitas bahan bakar atau kecendrungan cairan bahan bakar untuk menguap.  Pada motor bensin, campuran bahan bakar dan udara yang masuk dalam silinder sebelum dan sesudah selama proses pembakaran diusahakan sudah dalam keadaan campuran uap bahan bakar dan udara, sehingga memudahkan proses pembakaran. Oleh karena itu kemampuan menguapkan bahan bakar untuk motor bensin sangat penting. 

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

1.       Dapat dioksidasi menghasilkan energy yang cukup untuk menjalankan mesin kendaraan

2.       Tidak bersifat higrokopis jadi tidak mudah menyerap uap air diudara yang menyebabkan bahan bakar sulit dibakar

3.       Tidak membawa ion yang tidak dapat larut yang dapat menyebabkan korosi

4.       Pada suhu ruangan tidak mudah terbakar sehingga senyawa turunan alcohol ini sebaiknya dipilih yang memiliki titik nyala diatas 30^o

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

6.       Dan sebaiknya mudah diperoleh baik melalui proses kimia, dari minyak bumi maupun perolehan secara biologi dari bahan-bahan alam yang melibatkan organism yang dapat diproduksi secara massal