PERCOBAAN VI

Judul : ESTERIFIKASI

Tujuan : Mengetahui reaksi esterifikasi asam karboksilat dengan

alkohol.

Hari/ Tanggal : Selasa/ 14 Desember 2010

Tempat : Laboraturium Kimia FKIP Unlam Banjarmasin

I. DASAR TEORI

Suatu ester asam karboksilat ialah suatu senyawa yang mengandung gugus

–CO2R dengan R dapat berbentuk alkil maupun aril. Suatu ester dapat dibentuk

dengan reaksi langsung antara suatu asam karboksilat dengan suatu alkohol, suatu

reaksi yang disebut reaksi esterifikasi. Esterifikasi berkataliskan asam dan

merupakan reaksi reversibel. Persamaan reaksi :

Laju esterifikasi suatu asam karboksilat tergantung terutama pada

halangan sterik dalam alkohol dan asam karboksilatnya. Kuat asam dari asam

karboksilat hanya memainkan peranan kecil dalam laju pembentukan ester.

Kereaktifan alkohol terhadap laju reaksi :

Kereaktifan asam karboksilat terhadap esterifikasi :

Esterifikasi suatu asam karboksilat berlangsung melalui serangkaian tahap

protonasi dan deprotonasi. Oksigen karbonil diprotonasi, alkohol nukleufilik

menyerang karbon positif dan eliminasi air akan menghasilkan ester yang

dimaksud.

Mekanisme ini dapat diringkas sebagai berikut :

Dalam suatu reaksi esterifikasi, ikatan yang terputus adalah ikatan C-O dari

asam karboksilat dan bukan ikatan O-H dari alkohol. Bukti untuk mekanisme ini

ialah reaksi suatu alkohol bertanda seperti CH318OH dengan suatu asam

karboksilat. Dalam kasus ini, 18O tetap bersama gugus metil.

Ester adalah senyawa karbon yang mengandung gugus fungsi ─COO─

yang terikat pada dua gugus alkyl, R dan R’. Ester yang dianggap berasal dari

senyawa alkana yang disebut alkil alkanoat. Rumus umum dari alkil alkanoat

dinyatakan sebagai :

CnH2nO.

Ester dibuat dari asam karboksilat dan alkohol melalui reaksi esterifikasi

dengan bantuan katalis H2SO4 pekat. Reaksi esterifikasi sebenarnya merupakan

reaksi kesetimbangan.

Reaksi esterifikasi bersifat reversible. Untuk memperoleh rendemen

tinggi dari ester itu, kesetimbanghan harus di geser kearah sisi ester. Suatu teknik

untuk mencapai ini adalah menggunakan salah satu zat pereaksi yang murah

secara berlebihan . teknik lain adalah membuang salah satu produk dari dalam

campuran reaksi (misalnya dengan destilasi air secara azeotrop).

Esterifikasi adalah suatu reaksi ionik, yang mana gabungan dari reaksi

adisi dan reaksi penataan ulang eliminasi (Davidek,1990).

Laju esterifikasi suatu asam karboksilat tergantung terutama pada

rintangan sterik dalam alkohol dan asam karboksilatnya. Kuat asam dari asam

karboksilat hanya memeainkan peranan kecil dalam laju pembentukan ester.

II. ALAT DAN BAHAN

Alat yang digunakan :

1. Alat destilasi : 1 set

2. Alat refluks : 1 set

3. Corong pisah : 1 buah

4. Gelas ukur 50 mL : 1 buah

5. Gelas ukur 100 mL : 1 buah

6. Gelas kimia 1000 mL : 1buah

7. Gelas kimia 500 mL : 1 buah

8. Gelas kimia 200 mL : 1 buah

9. Pipet tetes : 1 buah

10. Neraca analitik : 1buah

11. Termometer : 1 buah

12. Labu bundar : 1buah

13. Hotplate : 1 buah

Bahan yang digunakan :

1. Isoamyl alkohol

2. Asam cuka glasial

3. H2SO4 pekat

4. NaHCO3 jenuh

5. Aquadest

6. Na2SO4 anhidrat

7. Es

8. Vaselin

9. Batu didih

10. Kertas saring

III. PROSEDUR KERJA

1. Menempatkan 130,5 ml isoamyl alcohol + batu didih dan 24 ml asam

asetat dalam labu yang telah dilengkapi pendingin refluks.

2. Menambahkan 2 ml H2SO4 pekat.

3. Merefluks campuran selama 2 jam kemudian mendestilasi.

4. Memasukan hasil destilasi ke dalam corong pisah, menambahkan 70

ml akuades dan mengocok.

5. Menambahkan 15 ml NaHCO3 pada lapisan atas dan mengocok.

6. Mencampurkan 10 ml akuades kedalam destilat, dan mendiamkan

selama 5 menit kemudian mengocok(melakukan sebanyak 3 kali).

7. Mendiamkan campuran selama semalam.

8. Memisahkan campuran yang terdapat 2 lapisan dalam corong pisah.

9. Menimbang gelas kimia 200 ml dan 1 gram natrium sulfat.

Memasukan natrium sulfat kedalam larutan ester dan mendiamkan 20

menit.

10. Menyaring larutan , menimbang filtrat, mencatat massanya.

11. Memasukan filtrate ke dalam gelas ukur, mencatat volumenya.

IV. DATA PENGAMATAN

No Variabel yang diamati Hasil pengamatan

1.

2.

3.

4.

5.

6.

1.

7.

8.

9.

130,3 mL isoamyl alkohol + 6 buah

batu didih + 24 mL asam asetat

Menambahkan 2 mL H2SO4 pekat

Merefluks campuran selama 2 jam

Mendestilasi

Memasukkan hasil destilasi

kedalam corong pisah + 70 mL

akuadest

Larutan destilat + 15 mL NaHCO3

Campuran + 10 mL air,

mendiamkan selama 5 menit dan

mengocok

Campuran + 10 mL air,

mendiamkan selama 5 menit dan

mengocok

Lapisan atas sedikit keruh dan

lapisan bawah bening,

Larutan bening dan terasa hangat,

ada gelembung

Terbentuk 2 lapisan

Larutan tetap bening, 90°C

- Suhu saat tetes pertama = 110°C

- Terbentuk endapan putih

- Suhu akhir 130°C dengan

volume destilat = 89 mL

Terbentuk 3 lapisan :

- Lapisan bawah : jernih

- Lapisan tengah : ada gelembung

- Lapisan atas : keruh

Terbentuk 2 lapisan :

- Lapisan bawah : keruh

- Lapisan atas : agak bening

Lapisan atas sedikit keruh dan

lapisan bawah bening, menimbulkan

aroma

Lapisan atas sedikit keruh dan

lapisan bawah bening, menimbulkan

aroma

Lapisan atas sedikit keruh dan

lapisan bawah bening, menimbulkan

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

menimbulkan aroma

Mendiamkan selama 1 hari

Memisahkan larutan

Menimbang gelas kimia

Menambahkan 1,0078 gram Na2SO4

kedalam larutan ester, mengaduk

Mendiamkan selama 20 menit

Menimbang gelas kimia + larutan

ester

Memasukkan dalam gelas kimia

aroma

Terdapat 2 lapisan

- Lapisan atas : ester

- Lapisan bawah : air

- Lapisan bawah (air) dikeluarkan

dan diletakkan dalam gelas

kimia

- Lapisan atas (ester) memiliki

aroma yang khas

Massa gelas = 95, 0636 gram

Larutan tidak larut

Tidak ada perubahan

- Massa = 160,3277 gram

- Massa ester = 160,3277 gram –

95,0636 = 65,2641 gram

Volume ester = 77 mL

V. ANALISIS DATA

Pada percobaan ini membuat ester yang berasal dari asam karboksilat

(asam asetat) dan alkohol. Dalam percobaan ini, asam asetat direaksikan dengan

isoamil alkohol yang ditambahkan 6 buah batu didih menghasilkan larutan bening

homogen. Kemudian ditambahkan H2SO4 ke dalam larutan tersebut. Penambahan

asam sulfat ini berfungsi sebagai katalis asam dan juga berfungsi sebagai sumber

proton untuk terjadinya protonasi terhadap atom oksigen pada gugus karbonil.

Adapun syarat reaksi esterifikasi ini adalah adanya katalis asam (asam sulfat),

adanya kalor dan juga alkohol yang berlebih, yaitu isoamil alkohol sebanyak

130,3 mL.

Reaksi esterifikasi antara asam asetat dengan isoamil alkohol terjadi dengan

proses pemanasan melalui perefluksan. Tujuan dilakukan perefluksan yaitu agar

senyawa-senyawa yang stabil tidak keluar dari sistem maka diperlukan

pendinginan untuk menjaga agar uap yang terbentuk akan terkondensasi dan

kembali lagi ke dalam campuran reaksi.

Esterifikasi asam asetat berlangsung melalui tahap protonasi dan

deprotonasi. Oksigen karbonil diprotonasi, alkohol nukleofilik menyerang karbon

positif dan eliminasi air akan menghasilkan ester yang dimaksud .

Mekanisme reaksinya adalah :

CH3C OH CH3C OH

CH3CHCH2CH2 O H

H+

-H+

OH

OHCH3C

+CH3

(CH3)2CHCH2CH2OH

OHHOH+

+

CH3C

OH

OH

CH3CHCH2CH2O

CH3C

OH

OH2

+

CH3

CH3CHCH2CH2O

-H2OCH3C+

OH

CH3CHCH2CH2O

CH3

OCH2CH2CHCH3

OH

OH

Mekanisme ini diringkas sebagai berikut :

CH3COH + CH3CHCH2CH2OH

CH3COCH2CH2CHCH3 + H2O

Alkohol yang digunakan dalam percobaan ini adalah isoamil alkohol yang

merupakan alkohol primer. Dalam reaksi esterifikasi ini, ikatan yang terputus

Isoamyl alkohol

Asam asetat CH3

CH3

O

CH3

CH3CH+

Isoamyl asetat

-H+

••: O :

adalah ikatan C-O dari asam karboksilat bukan ikatan O-H dari asam atau ikatan

C-O dari alkohol. Bila asam karboksilat diesterifikasikan digunakan alkohol

berlebih, reaksi esterifikasi dapat digeser kea rah lebih sempurna jika yang

digunakan adala salah satu pereaksi baik itu asam atau alkohol dengan

penambahan secara berlebihan atau pada air yang terbentuk dari campuran reaksi

tersebut.

Setelah larutan isoamil alkohol dan asam asetat direaksikan dan

ditambahkan H2SO4 sebagai katalis asam kemudian campuran tersebut direfluks

selama 2 jam. Sebelum direfluks menghasilkan campuran dengan 2 lapisan dan

terasa hangat. Campurran terasa hangat karena telah terjadi reaksi pelepasan kalor

(eksoterm). Pendinginan yang dilakukan adalah pendinginan refluks, sedangkan

untuk keperluan destilasi diperlukan pendingin produk yang berfungsi untuk

mengeluarkan uap yang terkondensasi.

Setelah campuran tersebut direfluks selama 2 jam menjadi larutan bening

yang homogen dan menghasilkan campuran yang mengandung ester dengan suhu

90oC kemudian melakukan proses destilasi untuk memurnikan zat cair yang

didasarkan atas perbedaan titik didih cairan. Ester memiliki titik didih yang paling

rendah di antara semua zat yang ada. Titik didih ester (isoamil asetat) adalah

142oC. ester merupakan satu-satunya zat dalam campuran yang tidak membentuk

ikatan hidrogen, sehingga memiliki gaya antar molekul yang paling lemah.

Pada destilasi ini, dihasilkan ester murni dengan volume destilat 89 mL.

kemudian hasil destilat tersebut ditambahkan air sebanyak 70 mL untuk

penyempurnaan pembentukan ester. Kemudian destilat yang ditambahkan air tadi

dikocok dalam corong pisah sehingga terpisah menjadi 2 lapisan. Asam dan

alkohol yang berlebih akan larut dan terpisah di bawah lapisan ester. Kemudian

lapisan bagian atas yang merupakan larutan ester ditambahkan NaHCO3 untuk

mendeteksi kemurnian yang dihasilkan.

Karena asam karboksilat lebih bersifat asam daripada asam karbonat maka

asam karboksilat dapat bereaksi dengan Natrium bikarbonat. Reaksinya adalah :

RCO2H RCO2- + CO2 + H2O

(CH3)2CHCH2CH2OH + NaHCO3

O

CH3C + NaHCO3 NaCO2H + H2O + CO2

OH

Kemudian dilakukan lagi penambahan air sebanyak 30 mL, masing -

masing 10 mL dengan perlakuan mengocok dan mendiamkan selama 5 menit,

menghasilkan campuran larutan 2 lapisan dan menimbulkan aroma. Campuran

tersebut kemudian didiamkan selama 1 hari dan menghasilkan larutan dengan 2

lapisan. Lapisan atas berupa ester dan lapisan bawah adalah air. Kemudian

campuran tersebut dipisahkan dengan corong pisah dengan cara mengeluarkan air

dari campuran tersebut dan ditampung dalam gelas kimia. Air yang dipisahkan

tersebut kemudian ditambahkan air untuk memastikan bahwa tidak ada

terkandung ester di dalamnya.

Larutan ester yang dihasilkan kemudian ditambahkan dengan Na2SO4

anhidrat sebanyak 1,0078 gram ke dalam gelas kimia. Hal ini bertujuan untuk

pengeringan karena sifatnya yang berfungsi sebagai zat pengering yang bagus dan

bersifat netral, bekerja secara cepat serta tidak bereaksi secara kimia. Sangat

efisien digunakan untuk senyawa yang tidak dapat dikeringkan oleh kalsium

klorida, ester, aldehid, dan keton. Penambahan Na2SO4 anhidrat dalam larutan

ester menghasilkan larutan ester menghasilkan larutan tersebut tidak larut

(terdapat endapan) dan setelah didiamkan selama 20 menit tetap tidak ada

perubahan. Setelah dilakukan penyaringan terhadap larutan ester didapatkan

massa ester sebesar 65,2641 gram dengan volume ester 77 mL. percobaan ini

menghasilkan aroma pisang yang merupakan ciri dari ester yang dihasilkan

(isoamil asetat) yaitu menghasilkan bau yang khas. Rendemen yang dihasilkan

sebesar 41,8586 %.

V. KESIMPULAN

1. Proses esterifikasi, mereaksikan isoamyl alkohol dengan asam asetat,

menggunakan katalias asam (H2SO4).

2. Dalam proses esterifikasi ada proses merefluks yang bertujuan untuk

meningkatkan jumlah produk serta menahan pereaksi untuk menguap.

3. Isoamyl alkohol merupakan nukleofil lemah sehingga tidak langsung dapat

bereaksi, sehingga harus menggunakan katalis berupa asam (H2SO4)

4. Destilasi di lakukan untuk mendapatkan ester yang murni dan bebas dari

air.

5. Dari hasil percobaan diperoleh ester murni seberat 65,2641 gram dan

volumenya 77 ml serta persen hasil sebesar 41,8586%.

VI. DAFTAR PUSTAKA

Fessenden dan Fessenden.1994.Kimia Organik Jilid I Edisi Ketiga. Jakarta :

Erlangga.

Fessenden dan Fessenden.1994.Kimia Organik Jilid II Edisi Ketiga. Jakarta:

Erlangga.

Syahmani, Leny.2010. Petunjuk Praktikum Kimia Organik. FKIP UNLAM :

Banjarmasin.

LAMPIRAN

PERHITUNGAN

Diketahui : Mr HOAc Glasial : 60 g/mol

Mr Isoamyl alkohol : 88 g/mol

Massa jenis isoamyl alkohol : 0.81 g/mol

V isoamyl alkohol : 130,3 ml

Massa ester : 65, 2641 g

Mr CH3CH2CH2CH2CH2OH : 130 g/mol

Ditanya : % rendemen ?

Jawab :

Massa jenis CH3CH2CH2CH2CH2OH = m/V

massa CH3CH2CH2CH2CH2OH = massa jenis .V

= 0.81 g/mL . 130,3 mL

= 105, 534 g

Mol CH3CH2CH2CH2CH2OH = massa/Mr

= 105, 543 g

88 g/mol

= 1,19935 mol

Mol CH3CH2CH2CH2CH2OH ~ mol ester

Massa ester = mol ester . Mr ester

= 1,19935 mol . 130 g/mol

= 155, 9155 g

% rendemen = berat nyata x 100%

berat teoritis

= 65, 2641 x 100%

155, 9155 g

= 41,8586 %

Jadi, persen rendemennya adalah 41, 8586 %

CH3

OCH2CH2CHCH3

OH

OH

PERTANYAAN DAN JAWABAN

Pertanyaan :

1. Tuliskan mekanisme reaksi dari percobaan ini

2. Tergolong reaksi apakah percobaan ini?

3. Apakah fungsi dari asam sulfat ?

4. Apakah asam sulfat dapat diganti dengan zat lain? mengapa?

Jawaban :

1. Mekanisme reaksi percobaan ini :

CH3COH + CH3CHCH2CH2OH

CH3COCH2CH2CHCH3 + H2O

2. Reaksi yang terjadi dalam esterifikasi adalah reaksi reversible (bolak-balik),

terjadi pada asam karboksilat yang dipanaskan dengan alkohol

primer/sekunder dengan menambahkan asam mineral sebagai katalis, dimana

terjadi protonasi dan deprotonasi oksigen karbonil untuk mendapatkan ester.

3. Fungsi asam sulfat adalah sebagai katalis untuk mempercepat protonasi atom

O pada gugus karbonil sehingga ikatan C=O menjadi lebih dan alcohol dapat

menyerang gugus karbonil tersebut,yang diikuti dengan diprotonasi hingga

menghasilkan ester.

4. Asam sulfat dapat diganti dengan zat lain , yaitu bias menggunakan senyawa

basa, sehingga reaksi berlangsung dalam keadaan basa. Dalam larutan basa, C

Isoamyl alkohol

Asam asetat CH3

CH3

O

CH3H+

CH3C

Isoamyl asetat

karbonil suatu ester dapat diserang oleh suatu nukleofil yang baik tanpa

protonasi sebelumnya. Reaksinya :

R C OR +

R C +

Pertanyaan tambahan :

Apa tujuan dilakukan refluks pada proses esterifikasi ini/senyawa apa yang

termasuk senyawa stabil dan senyawa tidak stabil dalam percobaan esterifikasi

ini?

Jawab:

Tujuan merefluks yaitu agar senyawa-senyawa yang stabil tidak keluar dari

sistem, serta untuk menghomogengan larutan dan menaikan energi atau tenaga

kinetik larutan. Senyawa yang termasuk senyawa stabil adalah ester.

••: O

↻ ••: O :

adisi ••Nu

R C

••: O :

Nu

eliminasi ••OR ••

••OR ••

Nu

FLOW CHART

- Mengocok- Mendiamkan selama 5 menit

- Mengocok- Mendiamkan selama 5 menit

- Mengocok- Mendiamkan selama 5 menit

- Mengocok

- Memasukkan ke dalam corong pisah

- Merefluks selam 2 jam - Mendestilasi

- Memasukkan ke dalam labu 500 mL yang telah dilengkapi pendingin refluks

130,3 mL etanol + 24 mL CH3COOH glasial + 6 batu didih

Campuran + 2 mL H2SO4 pekat

Destilat + 70 mL akuadest

Campuran + 15 mL NaHCO3 jenuh

Campuran + 10 mL air

Campuran + 10 mL air

Campuran + 10 mL air

Campuran

Keterangan : menimbang larutan ester yang dihasilkan.

- Mendiamkan selama 20 menit

- Menambahkan 1 gr Na2SO4

- Mengocok

- Memisahkan

Campuran

Lapisan atas (ester)

Campuran

Lapisan bawah (air) (ester)

Campuran