HALOGENASI

A. PENGERTIAN

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

Reaksi: RH + X2 RX + HX

C5H12 + Cl2 C5H11Cl + HClAddisi

Reaksi: RCH = CHR + X2 RCHX CHXR

CH3 CH = CH2 + Br2 CH3 CHBr CH2Br Mengganti suatu gugus (substitusi)

Reaksi: RCH2OH + HX RCH2X + H2O

Halogenasi terdapat dalam proses:Pembuatan insektisida, misal DDT. Pembuatan hasil akhir dengan hasil antaranya adalah halogen, misal C6H6Cl dan C5H11Cl.Pembuatan obat-obatan (banyak digunakan bromide dan iodida) dan zat warna. Sebagai bahan pendingin (Freon 12) dan bahan bakar roket (sebab F stabil dan pada suhu tinggi cepat terbakar dengan panas yang tinggi).

B. ZAT-ZAT PEREAKSI

Zat-zat pereaksi untuk halogenasi:

Cl2, Br2, I2 dan F2

I2 reaksinya lambat karena reaksinya adalah reaksi setimbang. F2 reaksinya hebat sekali karena itu sangat berbahaya. HX

Digunakan untuk mengganti gugus OH

NaOX

Biasa dipakai untuk memperlambat reaksi. Bahan ini harganya mahal maka hanya digunakan untuk keperluan tertentu saja.

Ca(OX)2, harganya lebih murah

Zat-zat yang dapat dihalogenasi:

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

Aldehid, keton dan asam Reaksi:

O

OH

H2

R C H + HX

R CH X

R CH2X + H2O

O

O

R C H + X2 R C X + HX

5. Halogenida

Reaksi:

R CH2 CH2X + X2

R CH = CHX + 2HX

dihalogenasi

R CH = CH2 + HX

Bahan Ajar Proses Industri Kimia II - 70

Senyawa aromatik, secara addisi atau substitusi Reaksi:

Addisi

+ X2

HXHXHXHXHX

HX

XXX

+ X2 Subtitusi

XX + 6HX

X

Senyawa aromatik yang mempunyai rantai cabang Halogenasi bisa terhadap inti dan bisa terhadap cabang.

Substitusi pada inti, secara katalitik Reaksi:

X

Kat. AlCl3

H3C+ X2

H3C+ HX

T

Adisi sukar terjadi sebab inti lebih sukar diserang halogen.

Naphtalin, secara addisi akan diperoleh octachlor naphtalen Reaksi:

ClCl

ClCl+ Cl2ClCl + 8HCl

ClCl

9. Karbon disulfida

Reaksi:CS2 + 3Cl2 CCl4 + S2Cl2

Bahan Ajar Proses Industri Kimia II - 71

Antroquinon Reaksi:

ONH2ONH2

Katalisator

Cl

+ Cl2

Cl

nitrobenzen

ONH2ONH2

C. KINETIKA DAN MEKANISME REAKSI

Kecepatan reaksi dinyatakan oleh besarnya tenaga aktivasi yang biasa dinyatakan sebagai berikut:k A e E RT

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

CH3 : H + X H3C + HX

H3C + X2 CH3X + X

Bahan Ajar Proses Industri Kimia II - 72

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

X

q3 kalori

b. CH3 : H + X

CH3X + H

c. H + X2

HX + 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