BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Halogenasi diambil dari kata halogen yaitu anggota golongan unsur yang sangat aktif, terdiri dari fluorin, bromin, iodin, klorin, atau astatin, yang mempunyai sifat kimia sama. Sedangkan halogenasi tersebut merupakan prosesnya yaitu pemasukan halogen ke dalam senyawa organik, baik secara penambahan (adisi) maupun secara penggantian (substitusi).

Halogenasi merupakan reaksi yang terjadi antara ikatan karbon-karbon rangkap (C=C) pada senyawa-senyawa alkena seperti etena dengan unsur-unsur halogen seperti klorin, bromin dan iodin.Proses halogenasi banyak digunakan dalam industry, yaitu : pembuatan industrial solvent trichloro ethylene, intermediate penting seperti chloro benzene, vinyl chloride, sebagar refrigerant hidrochloro carbon, dan masih banyak lagi kegunaannya.

1.2 Rumusan Masalah

Dalam penulisan makalah ini penulis merumuskan beberapa masalah sebagai berikut.

1.1.1 Apa yang dimaksud dengan Halogenasi?1.1.2 Apa saja zat-zat yang dapat dihalogenasi?1.1.3 Apa saja tipe-tipe reaksi halogeasi?

1.1.4 Bagainana kinetika mekasme reaksi halogenasi?1.1.5 Apa saja faktor yang mempengaruhi proses halogenasi?1.1.6 Bagaimana penerapan proses halogenasi di industri? 1.3 Tujuan Penulisan

Dalam penulisan makalah ini,penulis mempunyai beberapa tujuan yaitu sebagai berikut.

1.3.1 Mengetahui pengertian pengertian halogenasi1.3.2 Mengetahui zat-zat yang dapat digunakan dalam proses halogenasi

1.3.3 Mengetahui tipe-tipe reaksi halogenasi

1.3.4 Mengetahui kinetika mekanisme reaksi halogenasi

1.3.5 Mengetahui faktor yang mempengaruhi proses halogenasi

1.3.6 Mengetahu aplikasi proses halogenasi di industri1.4 Metode Penulisan

Dalam penulisan makalah ini, penulis menggunakan metode pustaka. Metode pustaka adalah metode penulisan karya ilmiah dengan mengumpulkan bahan-bahan,materi-materi,data-data dan informasi-informasi yang diperoleh dari buku-buku, jurnal, dan web yang tersedia.

BAB II

PEMBAHASAN HALOGENASI2.1 PENGERTIANHalogenasi yaitu proses memasukkan 1 gugus halogen atau lebih. Cara penggantian gugus halogen ada beberapa cara, yaitu:1. Mengganti H

Reaksi: RH + X2( RX + HX

C5H12 + Cl2 (C5H11Cl + HCl

2. Addisi

Reaksi: RCH = CHR + X2( RCHX CHXR

CH3 CH = CH2 + Br2 (CH3 CHBr CH2Br

3. Mengganti suatu gugus (substitusi)

Reaksi: RCH2OH + HX (RCH2X + H2O

Halogenasi terdapat dalam proses:

1. Pembuatan insektisida, misal DDT.

2. Pembuatan hasil akhir dengan hasil antaranya adalah halogen, misal C6H6Cl dan C5H11Cl

3. Pembuatan obat-obatan (banyak digunakan bromide dan iodida) dan zat warna. 4. Sebagai bahan pendingin (Freon 12) dan bahan bakar roket (sebab F stabil dan

pada suhu tinggi cepat terbakar dengan panas yang tinggi).

2.2 ZAT-ZAT PEREAKSI2.2.1 Zat-zat pereaksi untuk halogenasi:1. Cl2, Br2, I2 dan F2I2 reaksinya lambat karena reaksinya adalah reaksi setimbang. F2 reaksinya hebat sekali karena itu sangat berbahaya.

2. HX

Digunakan untuk mengganti gugus O3. NaOXBiasa dipakai untuk memperlambat reaksi. Bahan ini harganya mahal maka hanya digunakan untuk keperluan tertentu saja.

4. Ca(OX)2, harganya lebih murah

2.2.1 Zat-zat yang dapat di halogenasi

1. Alkana secara substitusi, biasanya sebagai hasil antara untuk memperoleh

hasil akhir.

Reaksi: RH + Cl2 (RCl + HCl

CH4 + Cl2( CH3Cl + CH2Cl2 + HCl

2. Olefin, secara addisi dan substitusi

Reaksi: RCH = CH2 + X2 (RCHX CH2X

RCH = CH2 + HX( RCH2 CH2X

3. Alkohol

Reaksi: ROH + HX( RX + H2O

RCH2OH + X2( RCHXOH + HX

6. Senyawa aromatik, secara addisi atau substitusiReaksi:

7. Senyawa aromatik yang mempunyai rantai cabang

Halogenasi bisa terhadap inti dan bisa terhadap cabang.

a. Substitusi pada inti, secara katalitik

Reaksi:

XKat. AlCl3H3C+ X2

H3C+ HX TCH2X + HXAdisi sukar terjadi sebab inti lebih sukar diserang halogen.

8. Naphtalin, secara addisi akan diperoleh octachlor naphtalen

Reaksi:

ClClClCl+ Cl2ClCl + 8HClClCl9. Karbon disulfida

Reaksi:CS2 + 3Cl2 (CCl4 + S2Cl2

10.Antroquinon

Reaksi:

ONH2Katalisator + Cl2

nitrobzenONH2

ONH2ClClONH22.3 KINETIKA DAN MEKANISME REAKSI2.3.1.Reaksi-reaksi antara Alkena dengan Unsur-unsur Halogen

1. Etena dengan fluorin

Etena bereaksi ledakan (eksplosif) dengan fluorin menghasilkan karbon dan gas hidrogen fluoride. Reaksi ini bukan merupakan reaksi yang bermanfaat, dan jarang dibahas pada pembahasan tingkat dasar.

2. Etena dengan klorin atau bromin atau iodinReaksi yang terjadi antara etena dengan klorin atau bromin atau iodin adalah reaksi adisi.

Sebagai contoh, bromin ditambahkan membentuk 1,2-dibromoetana.

Reaksi dengan bromin terjadi pada suhu kamar.

Klorin bereaksi lebih cepat dibanding bromin, tapi sifat kimia reaksi cukup mirip.

Iodin bereaksi jauh lebih lambat, tapi sifat kimia reaksi juga mirip.

Reaksi dengan bromin jauh lebih mungkin ditemui dibanding reaksi dengan klorin dan iodin.

Penggunaan air bromin sebagai sebuah reaksi uji untuk alkenaJika menggoncang sebuah alkena dengan air bromin atau menggelembungkan sebuah alkena wujud gas (seperti etena) melalui bromin cair murni atau melalui sebuah larutan bromin dalam sebuah pelarut organik seperti tetraklorometana, maka bromin yang berwarna coklat kemerah-merahan akan berubah warna (tidak berwarna).

Sifat kimia reaksi ujiReaksi uji ini menjadi rumit dengan adanya fakta bahwa produk utama yang dihasilkan bukan 1,2-dibromoetana. Air juga terlibat dalam reaksi, dan kebanyakan hasil reaksi adalah 2-bromoetanol.

2.3.2 Reaksi-reaksi antara Alkana dengan Unsur-unsur Halogen 1. Alkana dengan fluorinReaksi ini menimbulkan ledakan (eksplosif) bahkan pada suhu dingin dan ruang gelap, dan cenderung dihasilkan karbon dan hidrogen fluoride.

Sebagai contoh:

2. Alkana dengan iodinIodin tidak bereaksi dengan alkana sekurang-kurangnya pada kondisi laboratorium yang normal.

3. Alkana dengan klorin atau brominTidak ada reaksi yang terjadi dalam kondisi gelap (tanpa cahaya).

Jika terdapat cahaya, reaksi yang terjadi sedikit mirip dengan fluorin, yakni menghasilkan sebuah campuran karbon dan hidrogen halida. Keagresifan reaksi berkurang tajam semakin ke bawah golongan mulai dari fluorin sampai klorin sampai bromin.

Reaksi-reaksi yang menarik terjadi dengan adanya sinar ultraviolet (begitu juga sinar matahari). Reaksi-reaksi ini disebut reaksi fitokimia, dan terjadi pada suhu kamar.

Metana dengan klorinReaksi substitusi terjadi dengan mekanisme dimana atom-atom hidrogen dalam metana digantikan oleh atom-atom klorin. Hasil reaksi adalah campuran klorometana, diklorometana, triklorometana dan tetraklorometana.

Campuran antara gas tidak berwarna dengan sebuah gas berwarna hijau ini akan menghasilkan hidrogen klorida dalam bentuk uap asap dan kabut cairan-cairan organik. Semua produk organik berbentuk cair dalam suhu kamar terkecuali klorometana yang merupakan sebuah gas.

Jika klorin diganti dengan bromin, kita bisa mencampur metana dengan uap bromin, atau menggelembungkan metana melalui cairan bromin paparkan kedua prosedur ini terhadap sinar UV. Campuran gas yang terbentuk akan berwarna merah-coklat dan bukan hijau.

Reaksi-reaksi ini tidak bisa digunakan untuk membuat senyawa-senyawa organik yang dihasilkan dalam laboratorium karena campuran hasil reaksinya sangat sulit dipisahkan.

Reaksi alkana-alkana yang lebih besar dengan klorinSebagai contoh, dengan propana, akan diperoleh salah satu dari dua isomer berikut:

Jika salah satu dari dua isomer yang terbentuk ini hanya secara kebetulan tanpa ada faktor lain, maka bisa diperoleh jumlah isomer yang tiga kali lebih banyak dengan klorin pada atom karbon ujung. Ada 6 hidrogen yang bisa terganti pada atom-atom karbon ujung dan hanya 2 pada atom karbon tengah.

Sebenarnya, jumlah setiap dari dua isomer ini yang diperoleh hampir sama.

Jika digunakan bromin, kebanyakan hasil reaksi adalah isomer dimana bromin terikat pada atom karbon tengah, bukan pada atom karbon ujung.

2.3.3 Reaksi-reaksi antara Sikloalkana dengan Unsur-unsur HalogenDibawah sinar UV, siklopropana akan mengalami reaksi substitusi dengan klorin atau bromin. Akan tetapi, sikloalkana juga memiliki kemampuan untuk bereaksi dalam kondisi tanpa cahaya.

Dengan adanya sinar UV, siklopropana bisa mengalami reaksi adisi dimana cincinnya terputus. Sebagai contoh, dengan bromin, siklopropana menghasilkan 1,3-dibromopropana.

Reaksi ini masih bisa terjadi dengan adanya sinar biasa tetapi reaksi substitusi juga terjadi pada kondisi ini.

Struktur cincin terputus karena siklopropana mengalami regangan cincin. Sudut-sudut ikatan dalam cincin menjadi 60 dan tidak normal lagi yaitu sekitar 109.5 ketika karbon membentuk empat ikatan tunggal.

Timpang tindih antara orbital-orbial atom dalam pembetukan ikatan C-C tidak lagi seperti pada keadaan normal, dan terjadi tolak-menolak yang cukup besar antara pasangan-pasangan elektron ikatan. Sistem akan menjadi lebih stabil jika cincin terputus.2.4. Kecepatan Reaksi Halogenasi

Kecepatan reaksi dinyatakan oleh besarnya tenaga aktivasi yang biasa dinyatakan sebagai berikut:

k = RH + X2 RX +HX dan r = k [RH][X2]

dengan:k = konstanta kecepatan reaksi

E = tenaga aktivasi

A = tetapan = konstanta tumbukan

Makin kecil harga E maka reaksi akan makin cepat. Harga E ini merupakan fungsi yang kompleks dari tenaga pemecahan ikatan dan tenaga pembentukan dalam reaksi. Sehingga untuk kebanyakan reaksi harga E diperoleh secara eksperimental.

Pada umumnya reaksi halogenasi adalah reaksi berantai. Ada tiga bentuk mekanisme reaksi yaitu:

1. CH4 + X2 CH3X + HXq1 kalori

Reaksi ini berjalan cepat karena reaksinya berantai dan berjalan secara termis dan yang bereaksi adalah radikal bebas.

2. a. X2 Xq2 kalori

b. CH3 : H + X H3C + HX

c. H3C + X2 CH3X + X

Radikal bebas X akan menarik elektron lagi dari CH4, terjadi radikal bebas CH3, yang bereaksi lagi dengan X2, terbentuk radikal bebas X dan seterusnya, terjadi reaksi berantai.

3. a. X2 Xq3 kalori

b. CH3 : H + XCH3X + H

c. H + X2HX + X

Dari ketiga reaksi 1, 2 dan 3, reaksi yang paling cepat akan mengalahkan yang lainnya.

Dari persamaan k = A. e-E/RT; untuk E positif maka reaksi yang paling cepat adalah yang memerlukan tenaga aktivasi paling kecil.

Melihat dari panas reaksinya, misalkan nilai q2