wahyudi

SK 091341

KIMIA ORGANIK I

PETUNJUK PRAKTIKUM

Tim Pembina Kimia Organik I

Taslim Ersam

Mardi Santoso

Yulfi Zetra

Agus Wahyudi

Sri Fatmawati

Arif Fadlan

Jurusan Kimia

Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

2014

Petunjuk Praktikum Kimia Organik I SK 091341 Semester Genap 2013/2014

2


3

Kata Pengantar

Petunjuk pelaksanaan praktikum Kimia Organik I disiapkan untuk mendampingi pelaksanaan

perkuliahan Kimia Organik I melalui pembelajaran di laboratorium. Praktikum didesain dan

dilaksanakan secara sinergis berdasarkan materi tatap muka di dalam kelas. Petunjuk

praktikum digunakan sebagai buku instruksi bagi mahasiswa, asisten, analis, dan pembina

dalam menjalankan dan memahami setiap percobaan. Percobaan dibagi menjadi tiga:

hidrokarbon, alkil halida, dan nitrasi senyawa aromatik. Identifikasi secara umum dilakukan

melalui reaksi-reaksi khas senyawa-senyawa tersebut.


4


5

Daftar Isi

Kata pengantar..................................................................................................................... 3

Daftar isi.............................................................................................................................. 5

Deskripsi singkat mata kuliah Kimia Organik I.................................................................. 7

Petunjuk Keselamatan Dalam Laboratorium....................................................................... 9

Petunjuk Penyusunan Jurnal dan laporan............................................................................. 11

Kinerja Laboratorium........................................................................................................... 13

Eksperimen

Percobaan 1. Hidrokarbon.................................................................................................... 15

Percobaan 2. Alkil Halida.................................................................................................... 19

Percobaan 3. Nitrasi Senyawa Aromatis.............................................................................. 23


6


7

Deskripsi Singkat

Mata Kuliah Kimia Organik I

Semester Genap 2013/2014

Kelas A; Rabu/11.00 & Kamis/11.00

Kelas B; Selasa/13.30 & Rabu/13.30

Praktikum Kelas A, B; Jumat/07.50

Kompetensi

Mahasiswa mampu menunjukkan mekanisme reaksi senyawa organik berdasarkan sifat,

ikatan, dan strukturnya.

Sub Kompetensi

1. Mahasiswa mampu menjelaskan sifat senyawa organik berdasarkan struktur molekul dan ikatan yang ada dalam molekul.

2. Mahasiswa mampu mengklasifikasikan jenis reaksi dan intermediate dalam kimia organik, dan menjelaskan hubungan struktur dengan kestabilan intermediate dan reaksi.

3. Mahasiswa mampu menjelaskan struktur, geometri, susunan atom/gugus dalam molekul. 4. Mahasiswa mampu menjelaskan mekanisme reaksi senyawa organik.

Materi

1. Ikatan dan sifat molekul 2. Pengenalan mekanisme reaksi organik 3. Struktur dan sifat alkana, alkena, hidrokarbon aromatik dan alkuna 4. Pengenalan stereokimia organik 5. Reaksi adisi alkena dan alkuna 6. Reaksi substitusi nukleofilik alkil halida dan alkohol 7. Reaksi eliminasi alkil halida 8. Reaksi substitusi elektrofilik dan nukleofilik benzena

Tim Pembina

1. Prof. Dr. Taslim Ersam

2. Prof. Dr. Mardi Santoso

3. Dra. Yulfi Zetra, M.S.

4. Drs. Agus Wahyudi, M.S.

5. Dr. Sri Fatmawati, S.Si., M.Sc.

6. Arif Fadlan, M.Si.


8


9

Petunjuk Keselamatan Dalam Laboratorium

Bekerja di laboratorium melibatkan berbagai macam pelarut, molekul organik, asam-

asam, dan basa-basa yang dapat berbahaya apabila terjadi kontak langung. Petunjuk berikut

wajib diikuti tanpa perkecualian:

a) Ketahui letak pintu masuk, pintu keluar, kotak pertolongan pertama pada kecelakaan

(P3K), perlengkapan darurat dan pengaman, dan alat pemadam kebakaran.

b) Selalu gunakan kacamata pengaman (safety glasses) selama bekerja di

laboratorium.

c) Gunakan jas laboratorium dengan benar (semua kancing baju tertutup) selama

bekerja di laboratorium.

d) Gunakan sepatu tertutup selama bekerja di laboratorium. Jangan menggunakan

sandal, sepatu terbuka, dan sepatu hak tinggi. Praktikan yang menggunakan atribut

tersebut akan dikeluarkan dari laboratorium untuk mengganti.

e) Jangan menggunakan kaos, rok pendek, pakaian dengan lengan pendek.

Praktikan dengan atribut tersebut akan dikeluarkan dari laboratorium untuk

mengganti.

f) DILARANG MAKAN DAN MINUM di dalam laboratorium.

g) DILARANG MEROKOK di dalam laboratorium.

h) DILARANG BERSENDA GURAU di dalam laboratorium.

i) Perangkat telepon selular diseting senyap/silent selama di laboratorium.

j) Tidak diijinkan mendengarkan musik dengan headphone selama di

laboratorium.

k) Jangan meninggalkan reaksi tanpa pengawasan.

l) Buang limbah percobaan pada tempat yang telah disediakan. Jangan buang limbah

di wastafel.

m) Selalu waspada terhadap resiko bahaya dan keadaan darurat. Apabila tidak yakin

dengan keselamatan dan keamanan, tanyakan asisten atau pembina.


10


11

Petunjuk Penyusunan Jurnal dan Laporan

Jurnal dan laporan individual dikerjakan dengan tulisan tangan menggunakan bolpoin

tinta hitam pada buku tulis ukuran A5.

Format dan Penilaian Jurnal dan Laporan

Jurnal (100 poin)

Halaman awal

SK 091341

KIMIA ORGANIK I

Nomor Percobaan :

Judul Percobaan :

Hari/Tanggal :

Nama :

NRP :

Kelompok :

Asisten :

Isi

a. Pendahuluan b. Reaksi-reaksi c. Tabel Konstanta Fisik

Nama

Bahan Struktur

Berat

Molekul

Titik

Didih

Titik

Leleh Densitas

Potensi

Bahaya

d. Prosedur e. Diagram Alir/Skema kerja

Laporan (100 poin)

Halaman awal (Format sesuai jurnal)

Isi

a. Pengamatan Perubahan Fisik b. Lembar Pengamatan (lampiran yang telah di-acc asisten disertakan) c. Hasil, Diskusi, Kesimpulan


12

Pendahuluan Jurnal

Pendahuluan memuat penjelasan latar belakang teori

secara singkat, tujuan percobaan, manfaat prosedur yang

digunakan.

Reaksi-reaksi Jurnal Pernyataan reaksi yang akan dilakukan dan bagaimana

mengenali reaksi tersebut.

Data Fisik Jurnal Daftar data fisik setiap bahan kimia yang digunakan dalam

percobaan berupa berat molekul, titik leleh, titik didih,

rapatan, bahaya yang mungkin ditimbulkan.

Prosedur Jurnal

Rangkuman singkat prosedur yang akan dilakukan dalam

percobaan. Prosedur bukan kalimat lengkap dan bukan

salinan langsung dari petunjuk praktikum. Prosedur

berupa daftar singkat tetapi menyeluruh dari semua hal

yang akan dikerjakan.

Diagram Alir Jurnal

Diagram alir dapat berupa skema kerja yang menjelaskan

tahapan yang akan dilakukan dalam percobaan, prosedur

yang ditulis dalam bentuk lebih singkatan. Diagram alir

menjadi referensi cepat selama percobaan berlangsung

sehingga percobaan diharapkan dapat berjalan dalam

waktu lebih singkat.

Pengamatan

Perubahan Fisik Laporan

Perubahan fisik dapat terjadi atau tidak selama percobaan

berlangsung. Pangamatan merekam semua perubahan

yang dapat diamati; perubahan warna, pembentukan

endapan, perubahan suhu, adanya percikan/letupan,

timbulnya bau dan lainnya. Pengamatan dapat dituli dalam

bentuk dua kolom terpisah antara prosedur yang dilakukan

dan pengamatan perubahan yang bersesuaian.

Lembar Pengamatan Laporan Tuliskan kembali semua data sebagaimana pada lembar

pengamatan dalam petunjuk praktikum. Lembar

pengamatan yang telah disetujui oleh asisten dilampirkan.

Hasil, Diskusi,

Kesimpulan Laporan

Bagian ini memuat interpretasi data yang diperoleh selama

percobaan berlangsung. Pernyataan bahwa prosedur yang

telah dilakukan adalah metoda yang benar atau tidak dapat

dinyatakan pada bagian ini. Apabila tidak, berikan saran

perbaikan. Bagian ini memuat diskusi kemungkinan

kesalahan yang terjadi dan bagaimana kesalahan

mempengaruhi hasil secara keseluruhan. Penjelasan

terhadap setiap perubahan yang telah dicatat pada

pengamatan, kesesuaian capaian percobaan dengan tujuan

percobaan, dan bukti-bukti pendukung berupa reaksi-

reaksi diberikan pada bagian ini. Kualitas sebuah laporan

tidak tergantung pada jumlah lembar tulisan tetapi pada

substansi dan kejelasan hal yang dibahas.


13

Kinerja Laboratorium

Penilaian dilakukan terhadap kinerja selama berada di laboratorium. Komponen kinerja

laboratorium meliputi:

a) Persiapan: penilaian ini didasarkan pada tes praktikum, jurnal, sikap dan kelengkapan memasuki laboratorium, dan pengamatan organisasi selama praktikum.

b) Keterampilan laboratorium: penilaian ini diberikan berdasarkan sikap selama percobaan berlangsung dengan mengamati teknik, keinginan untuk membantu

anggota kelompok, bekerja dengan petunjuk keselamatan, dan kemampuan untuk

mengatasi kegagalan dalam percobaan.

c) Hasil: pengamatan hasil dapat berupa persentase rendemen produk, kemurnian produk, identifikasi reaksi-reaksi khas suatu senyawa, pengamatan hasil reaksi.


14


15

PERCOBAAN 1

HIDROKARBON

Hidrokarbon merupakan senyawa organik yang tersusun hanya oleh karbon (C) dan

hidrogen (H). Hidrokarbon terbagi menjadi tiga jenis utama yaitu hidrokarbon jenuh,

hidrokarbon tak jenuh, dan hidrokarbon aromatik. Hidrokarbon jenuh hanya mempunyai

ikatan C-C tunggal, sementara hidrokarbon tak jenuh mempunyai ikatan C-C rangkap 2 atau

rangkap 3. Hidrokarbon aromatik merupakan senyawa siklik yang mempunyai sifat kimia

berkaitan dengan benzena.

Hidrokarbon jenuh (alkana dan sikloalkana) bersifat relatif inert dan tidak mudah

bereaksi dengan pereaki-pereaksi umum. Hidrokarbon tak jenuh (alkena dan sikloalkena)

dapat mengalami reaksi adisi dan reaksi oksidasi. Benzena dan senyawa aromatik lainnya

tidak bereaksi secara adisi tetapi dapat mengalami reaksi substitusi dengan penggantian atom

hidrogen oleh satu atom atau sekelompok atom lainnya.

Contoh-contoh reaksi:

1. Reaksi Pembakaran Komponen utama gas alam adalah hidrokarbon metana. Hidrokarbon lainnya yang

digunakan untuk pemanasan atau memasak adalah propana dan butana. Hasil reaksi

pembakaran adalah karbon dioksida dan air disertai dengan pelepasan panas.

2. Reaksi dengan Bromin Hidrokarbon tak jenuh bereaksi secara cepat dengan bromin dalam larutan karbon

tetraklorida atau sikloheksana. Reaksi berupa adisi bromin pada ikaran rangkap

karbon. Alkena (bukan alkana atau hidrokarbon aromatik) berekasi dengan Br2

menghasilkan alkil bromida yang sesuai (atau dibromoalkana). Warna kuning/oranye

Br2 akan hilang apabila Br2 bereaksi dengan alkena; hasil reaksi bromoalkana

biasanya jernih tak berwarna. Alkana tidak bereaksi dengan Br2 karena hanya

mempunyai ikatanC-C tunggal; warna kuning/oranye Br2 akan tetap ada.

Senyawa aromatik tahan terhadap reaksi adisi karena sifat aromatisitasnya. Senyawa ini bereaksi dengan bromin dengan adanya katalis seperti alumunium klorida.

3. Reaksi dengan Asam Sulfat Pekat (H2SO4 p) Alkena bereaksi dengan H2SO4 pekat melalui adisi menghasilkan asam alkil sulfonat

yang larut dalam H2SO4.

CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O + panas

CH3CH2CH3 + 5O2 3CO2 + 4H2O + panas

R C C R

H H

+ Br2 R C C R

H H

Br Brkuning/oranye jernih tak berwarna

atau R C C R

H H

H H

+ Br2 tak bereaksi

R C C R

H H

+ R C C R

H H

H OSO2OH

HOSO2OH


16

Hidrokarbon jenuh tidak reaktif (reaksi adisi tidak mungkin terjadi); alkuna bereaksi

secara lambat dan membutuhkan katalis (HgSO4); senyawa aromatik juga tidak reaktif

karena reaksi adisi sukar terjadi.

4. Reaksi dengan Kalium Permanganat Aqueous (KMnO4) Kalium permanganat merupakan agen pengokidasi yang dapat bereaksi dengan

hidrokarbon tak jenuh, tetapi tidak bereaksi dengan alkana atau hidrokarbon aromatik.

Larutan KMnO4 encer berwarna ungu tua, tidak akan berubah apabila tidak terjadi

reaksi. Endapan coklat MnO2 terbentuk apabila KMnO4 bereaksi dengan hidrokarbon

tak jenuh.


17

EKSPERIMEN

A. PETUNJUK UMUM

Percobaan memberikan informasi mengenai sifat-sifat hidrokarbon dan reaktivitas kimia berdasarkan jenis hidrokarbon (jenuh, tak jenuh, aromatik). Percobaan dilakukan

terhadap n-heksana, sikloalkena, toluena, dan senyawa unknown A-D. Senyawa

unknown A-D dapat berupa alkana/sikloalkana atau alkena/alkuna.

BUANG SEMUA LIMBAH PERCOBAAN PADA TEMPAT YANG TELAH DISEDIAKAN.

JANGAN BUANG LIMBAH DI WASTAFEL.

Catat semua data dan pengamatan pada lembar pengamatan yang tersedia dalam dokumen percobaan.

B. ALAT DAN BAHAN Alat Bahan

- Tabung reaksi - Pipet tetes - Kaca arloji - Korek api

- n-Heksana - Sikloheksena - Toluena - Senyawa unknown A-D - Aquades - Ligroin - Larutan 1% bromin dalam sikloheksana - Larutan 1% KMnO4 aqueous - H2SO4 pekat

C. PROSEDUR

SIFAT FISIK HIDROKARBON

1. Kelarutan dan Densitas Dalam Air Beri label tabung reaksi dengan nama senyawa yang akan diuji. Masukkan kedalam

masing-masing tabung 5 tetes hidrokarbon yang sesuai: n-heksana, sikloheksena,

toluena, senyawa A-D. Tambahkan 5 tetes aquades kedalam masing-masing tabung.

Apakah terjadi pemisahan?komponen manakah yang berada di atas atau di bawah?.

Kocok tabung untuk mencampur isinya. Apakah yang terjadi ketika campuran

didiamkan?bagaimana densitas hidrokarbon yang diuji?apakah hidrokarbon lebih rapat

atau kurang rapat dari pada air. Amati dan catat pada lembar pengamatan.

Simpan tabung untuk dibandingkan dengan percobaan berikutnya.

2. Kelarutan dan Densitas Dalam Ligroin Beri label tabung reaksi dengan nama senyawa yang akan diuji. Masukkan kedalam


toluena, senyawa A-D. Tambahkan 5 tetes ligroin kedalam masing-masing tabung.

Ligroin adalah pelarut nonpolar. Apakah terjadi pemisahan?komponen manakah yang

berada di atas atau di bawah?.

Kocok tabung untuk mencampur isinya. Apakah terjadi perubahan kenampakan

campuran sebelum dan sesudah pencampuran?bandingkan tabung-tabung pada

percobaan ini dengan percobaan sebelumnya. Amati dan catat pada lembar

pengamatan.


18

SIFAT KIMIA HIDROKARBON

1. Pembakaran Masukkan masing-masing 5 tetes hidrokarbon yang sesuai: n-heksana, sikloheksena,

toluena, senyawa A-D pada kaca arloji. Bakar dengan korek api. Amati api yang

terbentuk dan warna asap masing-masing senyawa uji. Catat pada lembar pengamatan.

2. Uji Bromin Beri label tabung reaksi dengan nama senyawa yang akan diuji. Masukkan kedalam


toluena, senyawa A-D. Tambahkan tetes demi tetes larutan 1% bromin dalam

sikloheksana disertai pengocokan setiap penetesan. Hitung jumlah tetesan larutan 1%

bromin dalam sikloheksana hingga warnanya tetap ada dan tidak hilang; jangan

menambahkan lebih dari 10 tetes. Catat pada lembar pengamatan.

3. Uji KMnO4 Beri label tabung reaksi dengan nama senyawa yang akan diuji. Masukkan kedalam


toluena, senyawa A-D. Tambahkan tetes demi tetes larutan 1% KMnO4 aqueous

disertai pengocokan setiap penetesan. Hitung jumlah tetesan larutan 1% KMnO4

aqueous hingga warnanya tetap ada dan tidak hilang; jangan menambahkan lebih dari

10 tetes. Catat pada lembar pengamatan.

4. Uji H2SO4 Beri label tabung reaksi dengan nama senyawa yang akan diuji. Masukkan kedalam


toluena, senyawa A-D. Lakukan percobaan satu per satu tiap tabung. Tambahkan 3

tetes H2SO4 pekat pada tabung. Pegang tabung dan rasakan apakah terjadi perubahan

suhu. Amati apakah larutan menjadi homogen dan bercampur atau terjadi perubahan

warna. (perubahan suhu atau pembentukan larutan homogen atau perubahan warna

merupakan indikasi terjadinya reaksi). Catat pada lembar pengamatan.

Identifikasi senyawa A-D berdasarkan uji yang telah dilakukan.

Simpulkan identitas senyawa A-D (alkana/sikloalkana atau alkena/alkuna).

Catat pada lembar pengamatan.


19

LEMBAR PENGAMATAN

SIFAT FISIK HIDROKARBON

Air Ligroin

Sampel

Hidrokarbon Kelarutan Densitas Kelarutan Densitas

n-Heksana

Sikloheksena

Toluena

Senyawa A

Senyawa B

Senyawa C

Senyawa D

SIFAT KIMIA HIDROKARBON

Sampel

Hidrokarbon Pembakaran Uji Bromin Uji KMnO4 Uji H2SO4 Uji HNO3

n-Heksana

Sikloheksena

Toluena

Senyawa A

Senyawa B

Senyawa C

Senyawa D

Senyawa A adalah _____________________________________________

Senyawa B adalah _____________________________________________

Senyawa C adalah _____________________________________________

Senyawa D adalah _____________________________________________


20


21

PERCOBAAN 2

ALKIL HALIDA

Alkil halida dapat diperoleh dari alkohol melalui reaksi substitusi alifatik nukleofilik.

Reaksi dapat terjadi melalui mekanisme SN1 atau SN2 yang bergantung pada struktur alkil

halida dan kondisi reaksi. Tahap pertama masing-masing reaksi adalah protonasi alkohol

membentuk ion oksonium yang mengubah gugu sOH menjadi gugus pergi yang bagus. Tahap

berikutnya tergantung pada sifat gugus alkil; apabila gugus alkil lebih mudah membentuk

karbokation maka tahap lambat penentu laju reaksi adalah tahap pelepasan molekul air dari

ion oksonium. Karbokation selanjutnya bereaksi secara ccepat dengan ion halida

menghasilkan alkil halida.

Mekanisme reaksi SN1 melibatkan protonasi alkohol pada tahap 1 yang diikuti

pembentukan karbokation pada tahap 2 melalui ion oksonium. Tahap ke-2 adalah tahap

penentu laju reaksi. Serangan ion halida pada karbokation planar terjadi pada tahap ke-3.

Mekanisme ini umumnya terjadi apabila gugus alkil berupa alkil tersier, alkil sekunder atau

gugus alkil dengan karbokation terstabilkan resonansi seperti kation alil atau benzil dapat

mengikuti mekanisme yang sama (semakin stabil karbokation, semakin mungkin mengikuti

mekanisme SN1).

Reaksi substitusi dapat juga terjadi tanpa melalui pembentukan karbokation. Mekanisme

reaksi ini dikenal dengan mekanisme SN2 dan umumnya dialami oleh gugus alkil primer. Ion

halida menyerang atom karbon primer ion oksonium pada tahap penentu laju reaksi dan alkil

halida terbentuk secara langsung. Gugus alkil sekunder dapat melewati reaksi substitusi

melalui mekanisme SN1 atau SN2 bergantung pada kondisi reaksi. Mekanisme reaksi SN1 dan

SN2 ditunjukkan sebagai berikut:

SN1

SN2

Uji klasifikasi alkil halida dilakukan dengan memperhatikan substituen halogen dan

kestabilannya. Dua uji alkil halida yang umum berupa uji perak nitrat dan uji natrium iodida

saling melengkapi; satu uji sangat bagus untuk alkil halida tersier sedangkan yang lainnya

bagus untuk alkil halida primer.

Uji perak nitrat alkoholik bergantung pada reaksi yang cepat dan kuantitatif perak nitrat

alkoholik dengan ion halida menghasilkan perak halida yang tak larut (kecuali fluorida).

Perak dan logam berat lainnya mengkatalisis reaksi SN1 alkil halida melalui pembentukan


22

kompleks dengan pasangan elektron bebas halida. Laju penegndapan perak halida tergantung

pada gugus pergi, I>Br>Cl, dan pada struktur gugus alkil. Semua faktor struktural yang

menstabilkan ion karbonium yang kekurangan elektron akan mempercepat reaksi;

benzilalil>3>2>1>metil>vinilaril. Uji natrium iodida dalam aseton dilakukan dengan mencampurkan alkil halida dengan

antrium iodida dalam aseton. Laju pembentukan endapan NaX (X= Cl atau Br) diamati dan

digunakan untuk menentukan reaktivitas alkil halida melalui mekanisme SN2. Uji ini

didasarkan pada prinsip bahwa natrium iodida lebih larut dalam aseton sedangkan natrium

bromida dan natrium klorida tidak larut dalam aseton. Reaksi SN2 berlangsung secara

serentak dan menghasilkan produk inversi. Secara keseluruhan reaksi alkil halida pada uji

natrium iodida mengikuti urutan metil>primer>sekunder>tersier.


23

EKSPERIMEN

A. PETUNJUK UMUM

Percobaan memberikan informasi mengenai sifat-sifat dan reaktivitas alkil halida. Percobaan dilakukan terhadap etanol (etil alkohol), 2-propanol (isopropil alkohol), 1-

butanol (n-butil alkohol), 2-butanol (sec-butil alkohol), 2-metil-2-propanol (tert-

butilalkohol), dan sikloheksanol.




B. ALAT DAN BAHAN Alat

- Tabung reaksi - Penutup Karet - Pipet tetes - Pengaduk kaca - Gelas piala

Bahan

- Etanol (etil alkohol) - 2-Propanol (isopropil alkohol) - 1-Butanol (n-butil alkohol) - 2-Butanol (sec-butil alkohol) - 2-Metil-2-propanol (tert-butilalkohol) - Sikloheksanol - Aquades

- Pereaksi Lucas (ZnCl2 dalam HCl) - AgNO3 0,1 M dalam 95% etanol - HNO3 1M - Larutan natrium Iodida 15% dalam aseton

kering

- Aseton - Larutan NaOH 0,5 M - Indikator Fenolftalein (PP)

C. PROSEDUR

1. Reaksi Lucas Beri label tabung reaksi dengan nama senyawa; etanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-

butanol, 2-metil-2-propanol, sikloheksanol. Masukkan kedalam masing-masing tabung

2 mL pereaksi Lucas dan masing-masing 4-5 tetes senyawa uji yang sesuai. Aduk

campuran dan catat waktu yang dibutuhkan hingga campuran menjadi keruh atau

membentuk dua fasa terpisah. Catat pada lembar pengamatan. Simpan Hasil Reaksi

Untuk Percobaan Berikutnya.

2. Uji Perak Nitrat Beri label tabung reaksi dengan nama senyawa; etanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-

butanol, 2-metil-2-propanol, sikloheksanol. Lakukan percobaan satu per satu tiap

tabung. Masukkan 1 tetes hasil reaksi Lucas yang bersesuaian dari percobaan 1

kedalam masing-masing tabung yang telah berisi 2 mL pereaksi perak nitrat. Tutup

tabung dengan penutup karet. Catat waktu mulai penambahan. Amati dan catat dengan

tepat waktu campuran menjadi keruh dan waktu pembentukan endapan di dasar atau di

dinding tabung. Apabila tidak terjadi perubahan dalam waktu 5 menit, hangatkan


24

campuran dalam penangas air panas dan amati perubahan yang terjadi. Tambahkan

beberapa tetes HNO3 1M dan amati. Catat pada lembar pengamatan.

3. Uji Natrium Iodida Beri label tabung reaksi dengan nama senyawa; etanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-

butanol, 2-metil-2-propanol, sikloheksanol. Lakukan percobaan satu per satu tiap

tabung. Masukkan 2 tetes hasil reaksi Lucas yang bersesuaian dari percobaan 1

kedalam masing-masing tabung yang telah berisi 1 mL larutan natrium Iodida 15%

dalam aseton kering. Tutup tabung dengan penutup karet. Catat waktu mulai

penambahan. Amati dan catat dengan tepat waktu campuran menjadi keruh dan waktu

pembentukan endapan.

4. Reaktivitas: Pelarut Beri label tiga tabung reaksi kering dengan campuran pelarut yang digunakan (aseton:

air; 55:45, 60:40, 65:35). Masukkan 2 mL masing-masing campuran pelarut tersebut

kedalam tabung yang sesuai, tambahkan 2 tetes larutan NaOH 0,5 M dan 2-3 tetes

indikator fenolftalein. Tutup tabung dengan penutup karet dan masukkan tabung

kedalam penangas air hangat selama 3-4 menit. Masukkan 3 tetes hasil reaksi Lucas

untuk 2-metil-2-propanol dari percobaan 1 kedalam masing-masing tabung. Catat

waktu mulai penambahan. Aduk, amati dengan teliti dan catat dengan tepat waktu

warna merah muda indikator hilang.


25

LEMBAR PENGAMATAN

Reaksi Lucas

Senyawa Uji

Waktu Mulai

Penambahan

Pereaksi Lucas

Waktu Terjadi

Kekeruhan/Terbentu

k Dua Fasa

Waktu Total

Etanol

2-Propanol

1-Butanol

2-Butanol

2-Metil-2-propanol

Sikloheksanol

Uji Perak Nitrat & Uji Natrium Iodida

Senyawa Uji

Uji Perak Nitrat Uji Natrium Iodida

Waktu

Mulai

Waktu

Keruh

Waktu

Endap

Waktu

Total

Waktu

Mulai

Waktu

Keruh

Waktu

Endap

Waktu

Total

Etanol

2-Propanol

1-Butanol

2-Butanol

2-Metil-2-propanol

Sikloheksanol

Reaktivitas: Pelarut

Campuran

Pelarut Waktu Mulai

Waktu Warna

Indikator Hilang Waktu Total

aseton: air 55:45

aseton: air 60:40

aseton: air 65:35


26


27

PERCOBAAN 3

NITRASI SENYAWA AROMATIS

Reaksi-reaksi substitusi pada atom karbon alifatik umumnya bersifat nukleofilik. Reaksi

substitusi aromatik bersifat elektrofilik akibat rapatan elektron pada cincin benzena yang

tinggi. Spesi yang bereaksi dengan cincin aromatik dapat berupa ion positif atau dipol dengan

ujung positif. Spesi yang kekurangan elektron ini, elektrofil, dapat dihasilkan melalui

berbagai cara, tetapi reaksi antara elektrofil dan cincin aromatik pada dasarnya sama.

Mekanisme reaksi substitusi aromatik elektrofilik, mekanisme ion arenium, dapat dilihat

sebagai berikut:

Tahap 1

Tahap 2

Reaksi tahap 1 menunjukkan benzena mendonorkan pasangan elektron bebas pada spesi

elektrofilik , E+, menghasilkan intermediat karbokation, ion arenium. Meskipun ion arenium

terstabilkan oleh keadaan resonansi, intermediat ini kehilangan stabilitas aromatisnya sebesar

36 kkal/mol. Stabilitas ini didapatkan kembali pada reaksi tahap 2 melalui eliminasi sebuah proton dari ion arenium menghasilkan benzena tersubstitusi. Proses ini dikenal sebagai re-

aromatisasi.

Reaksi substitusi aromatik elektrofilik pada benzena monosubstitusi dipengaruhi

beberapa faktor, satu faktor tersebut adalah laju reaksi relatif. Gugus pensubstitusi pada

cincin dapat menyebabkan reaksi substitusi berjalan lambat atau cepat dibandingkan reaksi

dengan benzena. Gugus pensubstitusi yang meningkatkan laju reaksi relatif terhadap laju

reaksi dengan benzena disebut gugus pengaktivasi. Gugus ini mendonorkan elektron,

meningkatkan rapatan eelktron cincin aromatik dan menstabilkan ion arenium. Gugus

pengaktivasi ini mendonorkan elektron pada cincin aromatik melalui dua cara, resonansi dan

hiperkonjugasi. Gugus pengaktivasi tipe resonansi mempunyai pasangan elektron bebas pada

atom yang terikat langsung pada cincin. Elektron ini overlap dengan awan elektron phi () sistem aromatik. Gugus N(CH3)2 dan OH merupakan dua contoh gugus tipe ini. Gugus

pengaktivasi tipe hiperkonjugasi menstabilkan ion arenium melalui overlap ikatan sigma () dengan sistem aromatik. Substituen alkil adalah contoh umum aktivator jenis ini. Bentuk resonansi ion arenium dapat dilihat sebagai berikut:

E+H

E+

H

E+

H

E

+

benzena ion arenium

H

E

+E

benzena tersubstitusi


28

Gugus pensubstitusi yang menurunkan laju reaksi relatif terhadap laju reaksi dengan

benzena adalah gugus pendeaktivasi. Gugus ini menarik elektron dan menurunkan rapatan

elektron cincin aromatik sehingga stabilitas ion arenium turun. Gugus pensubstitusi dapat

emnarik elektron dari cincin melalui resonansi atau induksi. Ikatan yang dapat terjadi melalui overlap orbital p substituen dengan sistem cincin aromatik menyebabkan efek penarikan elektron secara resonansi. Gugus penarik elektron tipe resonansi umumnya

mempunyai atom positif atau atom parsial positif yang terikat langsung dengan cincin. Gugus

-CN dan NO2 merupakan contoh gugus penarik elektron tipe resonansi. Efek induksi dihasilkan dari perbedaan elektronegativitas atom-atom ikatan. Atom-atom elektronegatif

menarik elektron cincin aromatik melalui ikatan . Gugus penarik elektron tipe induksi dicontohkan oleh halogen.

Sifat elektronik alami substituen juga mempengaruhi posisi terjadinya reaksi elektrofilik.

Cincin aromatik disubstitusi dapat dijumpai dalam tiga bentuk: orto (1,2-), meta (1,3-), dan

para (1,4-). Pengaruh secara keseluruhan dapat diklasifikasikan dalam 3 kelompok: gugus

pengaktivasi pengarah orto-para, gugus pendeaktivasi pengarah orto-para, gugus

pendeaktivasi pengarah meta. Semua gugus yang mengaktivasi cincin aromatik melalui

dorongan elektron adalah pengarah orto-para. Substituen penarik elektron umumnya

pengarah meta. Halogen adalah pendeaktivasi pengarah orto-para yang menunjukkan efek

induksi penarik elektron dan efek resonansi pendorong elektron. Halogen mendekativasi

cincin aromatik akibat elektronegativitasnya yang tinggi tetapi dapat menstabilkan ion

arenium melalui pemakaian bersama pasangan elektron. Klasifikasi gugus pengarah dapat

dilihat sebagai berikut:

Nitrasi merupakan satu contoh penting reaksi substitusi aromatik elektrofilik. Senyawa

aromatik nitro banyak digunakan dalam berbagai produk. Gugus elektrofil dalam nitrasi

adalah ion nitronium (NO2+) yang dihasilkan dari asam nitrat melalui protonasi dan dehidrasi

menggunakan asam sulfat sebagai agen pendehidrasi.

X

E+

E

XH

+E

XH

+E

XH

+

X

EH

+

X

EH

+

X

H E

+

X

H

E

+

X

H

E+

X

H

E+

+

orto-

para-

meta-

-NH2 -OCH3 -CH3 (alkil)

-OH -NHCOCH3

-F -Br

-Cl -I

-COH -SO3H

-COOR -COCH3

-NO2

-CN

reaktivitas

gugus pengaktivasipengarah orto- para-

gugus pendeaktivasipengarah orto- para-

gugus pendeaktivasipengarah meta-


29

EKSPERIMEN

A. PETUNJUK UMUM

Percobaan memberikan informasi mengenai sifat-sifat dan reaktivitas senyawa aromatik tersubstitusi. Percobaan dilakukan terhadap toluena, klobenzena, metil

benzoat, dan nitrobenzena.




B. ALAT DAN BAHAN Alat

- Erlenmeyer - Pipet tetes - Gelas piala - Gelas ukur - Penangas es

Bahan

- Toluena - Klorobenzena - Metil Benzoat - Nitrobenzena

- H2SO4 pekat - HNO3 pekat - Aquades - Es batu

C. PROSEDUR

1. Nitrasi Toluena Masukkan 3 mL toluena kedalam erlenmeyer 125 mL yang telah berisi 6 mL H2SO4

pekat. Dinginkan campuran reaksi dalam penangas es hingga tidak terasa panas. Aduk

campuran reaksi dengan cara menggoyangkan erlenmeyer selama 10 menit.

Tambahkan perlahan campuran 2 mL H2SO4 pekat dan 2 mL HNO3 pekat kedalam

erlenmeyer yang masih berada dalam penangas es sambil diaduk. Amati dengan teliti

dan catat setiap perubahan yang terjadi pada lembar pengamatan.

2. Nitrasi Klorobenzena Masukkan 2,25 mL klorobenzena kedalam erlenmeyer 125 mL yang telah berisi 6 mL

H2SO4 pekat. Dinginkan campuran reaksi dalam penangas es hingga tidak terasa panas.

Aduk campuran reaksi dengan cara menggoyangkan erlenmeyer selama 10 menit.

Tambahkan perlahan campuran 2 mL H2SO4 pekat dan 2 mL HNO3 pekat kedalam

erlenmeyer yang masih berada dalam penangas es sambil diaduk. Amati dengan teliti

dan catat setiap perubahan yang terjadi pada lembar pengamatan.

3. Nitrasi Metil Benzoat Masukkan 1,5 mL metil benzoat dan 4 mL H2SO4 pekat kedalam erlenmeyer 125 mL.

Dinginkan campuran reaksi dalam penangas es hingga tidak terasa panas. Tambahkan 2

mL HNO3 pekat tetes demi tetes kedalam campuran reaksi yang masih berada dalam

penangas es, aduk campuran reaksi dengan menggoyangkan erlenmeyer. Lanjutkan


30

pendinginan selama 5 menit. Amati dengan teliti dan catat setiap perubahan yang

terjadi pada lembar pengamatan.

4. Nitrasi Nitrobenzena Masukkan 2,25 mL nitrobenzena kedalam erlenmeyer 125 mL yang telah berisi 6 mL

H2SO4 pekat. Aduk campuran reaksi dengan cara menggoyangkan erlenmeyer selama

20 menit. Tambahkan perlahan campuran 2 mL H2SO4 pekat dan 2 mL HNO3 pekat

kedalam erlenmeyer sambil diaduk. Amati dengan teliti dan catat setiap perubahan

yang terjadi pada lembar pengamatan.


31

LEMBAR PENGAMATAN

Nitrasi Senyawa Aromatis

Pengamatan

Toluena

Klorobenzena

Metil

Benzoat

Nitrobenzena

wahyudi

Documents