LAPORAN PRAKTIKUM

KIMIA ORGANIK II

SINTESIS ASAM SULFANILAT

Oleh:

S A H R U N

G1C008023

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS MIPA

UNIVERSITAS MATARAM

2010

SINTESIS ASAM SULFANILAT

PELAKSANAAN PRAKTIKUM

Tujuan praktikum:Mempelajari teknik sulfonasi terhadap amina aromatikMempelajari mekanisme substitusi kedua dengan pengarah orto dan para pada suatu benzena tersubstitusi.Hari, tanggal praktikum: Senin, 19 April 2010Tempat praktikum: Laboratorium Kimia Dasar lantai 2 Fakultas MIPA Universitas Mataram.

LANDASAN TEORI

Benzena merupakan senyawa aromatik yang paling sederhana. Sifat-sifat fisika dari benzena; cair, tidak berwarna, tidak larut dalam air, kebanyakan benzena larut dalam pelarut organik tetapi tidak seperti senyawa-senyawa yang lain yang mengandung ikatan rangkap lainnya. Benzena lebih mudah mengalami reaksi substitusi daripada reaksi adisi, sedangkan sifat-sifat kimianya; stabil, panas, bereaksi sangat lambat dengan asam sehingga jika dilihat dari sifat ini menunjukkan beberapa reaksi adisi maupun reaksi substitusi (Riawan, 1980).

Reaksi-reaksi yang umum terjadi pada benzena dan turunanya adalah reajsi substitusi elektrofilik. Hal ini karena cincin benzena memiliki awan elektron (pi) yang merupakan sumber elektronbagi pereaksi elekrtrofil. Reaksi substitusi elektrofilik pada benzena berlangsumg pada 3 tahap yaitu: 1.pembentukan elektrofil,2. Serangan elektrofil pada inti benzena membentuk zat antar kation benzenonium ,3. Pelepasan proton menghasilkan produk. Salah satu reaksi pada benzena adalah reaksi sulfonasi. Sulfonasi pada benzena terjadi jika benzena direaksikan dengan H2SO4 yang mengandung SO3 yang terlarut. Reaksi sulfonasi pada benzena merupakan reaksi yang dapat balik dan dituliskan dengan persamaan reaksi:

C6H6 + HO SO3H C6H5SO3H + H2O

Reaksi sulfonasi pada hidrokarbon aromatik berlangsung dengan cepat . hal ini berlawanan

Dengan cepat. Hal ini berlawanan dengan hidrokarbon arlifatik yang pada umumnya tahan terhadap pengaruh asam sulfat (parlan,2005:82-83).

Aromatis benzena menunjukkan kestabilan yang unik dan benzena tidak mengalami banyak reaksi yang khas terutama bagi alkena. Meskipun demikian tidaklah berkali-kali lamban, pada kondisi yang tepat benzena mudah bereaksi dengan cara substitusi elektrofilik. Salah satu contohnya adalah sulfonasi benzena dengan asam sulfat berasap, benzena tersubstitusi dapat mengalami substitusi gugus kedua. Beberapa benzena tersubstitusi bereaksi lebih mudah daripada benzenanya sendiri. Sementara benzena tersubstitusi lain lebih sukar bereaksi seperti nitrobenzena (Fessenden, 1990).

Sulfonasi benzena dengan asam sulfat berasap menghasilkan asam benzena sulfonat. Sulfonasi tidak seperti substitusi, sulfonasi lebih mudah digantikan dengan keanekaragaman gugus lain. Oleh karena itu asam sulfanilat diperoleh dari sintesis suatu senyawa. Asam sulfanilat bisa juga diperoleh dengan mereaksikan anilin dan asam sulfat pekat berlebih dan dipanaskan. Tahap awal terjadi substitusi elektrofilik yakni protonasi pada pasangan elektron bebas nitrogen dari anilin kemudian dipanaskan sehingga terjadi perpindahan dan menghasilkan para anilin benzena sulfonat atau asam sulfanilat (Petrucci, 1987).

ALAT DAN BAHAN

AlatSatu set alat refluksSatu set alat penyaring buchnerPipet tetesPipet volumGelas ukurGelas kimia

BahanAnilinH2SO4 pekatAirEsNaOH 2 NAquadesNorit

SKEMA KERJA

20 mL anilin

dimasukkan

Labu alas bulat 250 mL

+ 40 mL H2SO4 pekat setetes demi setetes

Larutan 1

Dinginkan

Refluks 1,5 jam

Larutan 2

3 4 mL NaOH 2 N

+ 2 tetes larutan 2

Bila jernih

Sulfonasi sempurna

Larutan 2

Didinginkan hingga 50 oC

Dituang ke 400 mL aquades

Diaduk kuat-kuat

Larutan 3

Didiamkan 10 menit

Disaring dengan penyaring buchner

Sambil dicuci dengan aquades

Bila larutan masih berwarna

+ norit 4 gram

Didihkan 10 15 menit

Larutan 4

Disaring

Endapan yang terbentuk

Ditimbang

HASIL PENGAMATAN

No

Percobaan

Hasil pengamatan

1

Proses penambahan anilin dengan H2SO4 pekat (40mL; setetes demi setetes) dalam labu alas bulat, yang dilakukan secara bersamaan dengan proses pendinginan campuran dengan air dan es

Anilin (berwarna merah darah), setelah ditambahkan dengan H2SO4 setettes demi setetes (dalam labu alas bulat yang didinginkan dengan es) akan menimbulkan asap dengan jumlah banyak.Warna larutan H2SO4 pada pengambilan pertama bening, akan tetapi pada pengambilan kedua dan seterusnya berwarna pink (merah muda).Warna anilin setelah diteteskan dengan H2SO4 berubah menjadi berwarna kuning kecoklatan, yang beberapa saat kemudian menimbulkan adanya endapan putih pada dindidng tabung.Selang waktu sebentar maka akan timbul perubahan pada dinding tabung terdapat endapan berwarna kuning dan bagian bawah terdapat endapan berwarna coklat kehitaman yang mulai terbentuk (seperti warna pada tape).Setelah proses penambahan H2SO4 selesai, larutan yang terdapat dari hasil reaksi berwarna hitam, dengan endapan yang seperti karang berwarna coklat keunguan, dan dibagian dasar pada dinding masih ada endapan coklat muda dan putih kehijauan.

2

Campuran (anilin + H2SO4) direfluks

Pada saat direfluks, karena panas yang meningkat karang yang terbentuk lama-kelamaan mulai melebur.Ketika suhu makin meningkat (mendidih) keluar asap yang banyak. Dan timbul endapan berwarna putih di sekitar mulut dinding tabung akibat uap yang dihasilkan.

3

Campuran (hasil refluks) dites dengan memasukkan 2 tetes campuran ke dalam 4mL NaOH.

Pada saat campuran diteteskan ke dalam larutan NaOH, timbul perubahan warna yang lebih jernih dari sebelumnya (akan tetapi masih berwarna), di mana bagian atas berwarna hitam pekat dan bawah berwarna ungu kehitaman.

4

Campuran ditambahkan dengan aquades dingin 400mL dan diaduk kuat-kuat

Setelah dituangkan dengan aquades 400mL volume larutan pada labu alas bulat menjadi 450mL.

5

Campuran didiamkan 10 menit dan disaring dengan penyaring Buchner (sambil dicuci dengan aquades)

Setelah didiamkan, larutan di bagian atas berwarna hitam (coklat tua) dan di bagian bawah berwarna coklat keabuan. Setelah disaring, filtrat yang diperoleh berwarna hitam pekat, sedangkan endapan yang telah terpisah berwarna abu gelap. Terdapat dua endapan yang diperoleh karena menggunakan 2 kertas saring dalam proses penyaringan.

6

Hasil berupa larutan berwarna ditambahkan dengan 4gram norit dan didihkan 10-15 menit dan kemudian disaring

Setelah dipanaskan volume larutan turun menjadi 380mL.

7

Filtrat didinginkan, dan endapan disaring dengan penyaring buchner

Filtrat yang diperoleh berwarna hitam dan terdapat pula kristal bening yang berbentuk bulat. Karena filtrat yang diperoleh masih berwarna hitam setelah dilakukan penyaringan maka dilakukan proses pengaringan sekali lagi. Sehingga dihasilkan 2 endapan pada proses penyaring 1 dan ke-2 dengan jenis kertas saring yang digunakan berbeda.Pada penyaringan kedua terdapat endapan berwarna hitam, yang kemungkinan kristal putih yang terdapat di dalamnya hayalah sedikit sekali.

8

Hasil berupa endapan dikeringkan, dan ditimbang.

Pada proses ini, diperoleh berat masing-masing endapan yaitu untuk penimbangan endapan pertama berwarna abu gelap beratnya 30, 31 gram dan 31, 51 gram (ditambah dengan kedua kertas saring).Penimbangan untuk ensdapan hitam dan kristal yang terbentuk sebesar 6,72 dan 1,70 (ditambah dengan kertas saring).Kertas saring yang digunakan dalam proses penyaringan ini terdapat dalam 3 jenis yaitu untuk endapan abu-abu kehitaman menggunakan kertas saring dengan berat 0, 95 gram, untuk endapan berwarna hitam menggunakan kertas saring dengan berat 1,22 gram, untuk kristal putih menggunakan kertas saring dengan berat 0,10 gram.

Analisis DataPersamaan reaksi

N

H

2

H

2

S

O

4

N

H

3

+

H

S

O

4

-

-

H

2

O

N

H

.

S

O

3

H

N

H

3

+

S

O

3

-

N

H

2

S

O

3

H

+

+

migrasi

180'C

Perhitungan

Diketahui: Berat jenis anilin () = 1,03mg/mL

Mr anilin () = 93 mg/mmol

Berat jenis H2SO4= 1,84mg/mL

Mr H2SO4= 98mg/mmol

Volume anilin= 20mL

Volume H2SO4= 40mL

Mr asam sulfanilat= 173 mg/mmol

mg anilin: endapan kotor ke-1= 30.310 gram

endapan kotor ke-1= 30.510 mg

endapan hasilke-2= 6.720 mg

endapan hasil ke-3= 1.700 mg

mg kertas saring: ke-1 = 0,95 gram

= 950 mg

ke-2= 0,10 gram

= 100 mg

ke-3= 1,22 gram

= 1220 mg

Ditanya: % rendemen=.?

Penyelesaian:

Perhitungan endapan

Untuk endapan kotor= mg endapan kotor mg kertas saring

= mg endapan kehitaman 2x mg kertas saring ke-1

= 62.820 mg 2(920) mg

= 62.820 mg 1840 mg

= 60.980 mg

Untuk endapan sulfanilat= mg endapan sulfonat mg kertas saring

= (mg endapan 1+ mg endapan 2) (mg kertas saring 2 + kertas saring 3)

= (6720 + 1700)mg - (1000 + 1220) mg

= 8420mg 2220 mg

= 6200 mg

Untuk perhitungan anilin

Massa anilin=

1000

anilin

anilin

V

r

= 1, 03 mg/mL x 20mLx1000

= 20.600 mg

Mmol anilin=

anilin

anilin

Mr

mg

=

mmol

mg

mg

/

93

20600

= 221,5053763 mmol

= 221,5 mmol

0, 222 mol

Untuk perhitungan H2SO4

Massa H2SO4=

4

2

4

2

SO

H

SO

H

V

r

1000

= 1, 84 mg/mL x 40 mL x 1000

= 73.600 mg

Mmol H2SO4=

4

2

4

2

SO

H

SO

H

Mr

mg

=

mmol

mg

mg

/

98

73600

= 751,0204082 mmol

= 0,751 mol

0,751mol

Reaksi yang terjadi

C6H5NH2+ H2SO4 C6H10NH2SO3H + H2O

Mmol mula-mula:0,222mol0,751mol--

Mmol bereaksi: 0,222mol0,222mol0,222mol0,222mol

Mmol setimbang:-0,529mol0,222mol0,222mol

Menurut teori massa asam sulfanilat

Berat asam sulfanilat= mol x Mr

= 0,222 mol x 173mg/mmol

= 38,406 g

= 38.406 mg

% rendemen=

teori

praktikum

mg

mg

=

%

100

38406

6200

mg

mg

= 16. 14331094 %

%

14

,

16

PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini, dipelajari tentang teknik sulfonasi terhadap amina aromatik juga tentang mekanisme substitusi kedua dengan pengarah orto dan para pada suatu benzena tersubstitusi.

Istilah sulfonasi terutama digunakan untuk menyatakan reaksi-reaksi yang menggunakan pereaksi sulfonasi yang umum seperti asam sulfat pekat, oleum, dan pereaksi lainnya yang mengandung sulfur trioksida. Asam sulfanilat dapat di hasilkan bila aniline direaksikan dengan asam sulfatberlebih yang kemudian dipanaskan pada suhu 180 oC. Saat direaksikan, terbentuk gas berwarna putih yang terbentuk karena gugus NH2 pada benzena terprotonasi menjadi NH3+ karena penambahan H2SO4. Reksi antara aniline dengan asam sulfat termasuk dalam reaksi sulfonasi.Selain itu, karena direaksikan di dalam bejana berisi es, sebagian larutan membeku, membentuk padatan berwarna coklat kehitaman yang berbentuk seperti karang. Sementara sebagian larutan yang tidak ikut membeku berwarna hitam. Reaksi dilakukan dalam bejana berisi es karena reaksi antara asam sulfat dengan anilin adalah reaksi eksoterm yang melepas panas ke lingkungannya (Abby, 2006). Asam sulfat yang digunakan umumnya mengandung sulfur trioksida (oleum). Sama halnya dengan nitrasi dan halogenasi, sulfonasi senyawa aromatik adalah reaksi substitusi elektrofilik, tetapi merupakan reaksi yang dapat balik (reversibel).

Saat penambahan asam sulfat pekat pada anilin terbentuknya endapan dan berwarna coklat disebabkan karena asam sulfat menarik molekul air yang ada pada anilin, seperti pada gula dan juga karena terjadinya reaksi substitusi elektrofilik atau protonasi pada pasangan elektron bebas nitrogen dari anilin. Selanjutnya endapan dipanaskan atau direfluks selama 1,5 jam, lama kelamaan endapan tersebut mencair. suhu refluks dijaga agar larutan tidak menguap keseluruhan. Pemanasan yang cepat dan tinggi tidak menyebabkan perubahan suhu refluks, tetapi menyebabkan sebagian uap akan keluar dari sistem reaksi melalui puncak pendingin, selain itu pada proses refluks terjadi migrasi dan dihasilkan asam sulfanilat (p amin benzen sulfonat). Setelah refluks selesai dilakukan, larutan akan dites dengan larutan NaOH. Jika warna larutan menjadi bening, maka proses sulfonasi sempurna. Namun dalam praktikum ini, warna larutan tidak menjadi bening. Hal ini menandkan proses sulfonasi tidak berjalan sempurna. Hal ini bisa dikarenakan proses refluks yang dilakukan tidak secara berlanjut.

Pada proses penyaringan terbentuk endapan berwarna hitam, begitu juga filtrat yang dihasilkan berwarna hitam. Karena itulah ditambahkan norit untuk menyerap warna dan air. Setelah ditambahkan norit dan dipanaskan, warna larutan seperti teh pekat. Juga terbentuk endapan hitam. Penyaringan selanjutnya, dihasilkan filtrat yang masih berwarna hitam. Selain itu dihasilkan juga endapan berwarna hitam dan kristal bening dan tipis. Berat endapan akhir yang didapat adalah 9,57 gram. Namun menurut hasil perhitungan, seharusnya didapat sebanyak 38,102 gram. Sehingga persen rendemen yang didapat hanya sebesar 25,12 %. Hal ini bisa disebabkan oleh kesalahan yang terjadi selama praktikum.

KesimpulanAsam sulfanilat bisa dihasilkan dengan mereaksikan anilin dengan asam sulfat pekat yang dilanjutkan dengan proses refluks.Reaksi pembuatan asam sulfanilat pada percobaan menggunakan prinsip reaksi sulfonasi.Pada proses refluks terjadi proses migrasi selGugus NH2 merupakan pengarah orto dan paraBerat asam sulfanilat yang didapat dalam percobaan adalah sebesar 9,57 gram.

DAFTAR PUSTAKA

Fessenden. 1990. Kimia Organik Jilid II. Jakarta: Erlangga.

Parlan dan Wahjudi. 2005. Kimia organik 1. Malang : Universitas Negri Malang.

Petrucci, Ralph. 1987. Kimia Dasar Prinsip-prinsip dan Terapan. Jakarta: Erlangga.

Purwoko, Agus Abhi. 2006. Kimia Dasar I. Mataram: Unram Press.

Riawan. 1980. Kimia Organik Edisi I. Jakarta: Binarupa Aksara.