Praktikum Asam Karboksilat Fix [PDF]

Citation preview

I. Judul Percobaan : Asam Karboksilat II.Hari/ Tanggal Percobaan : Rabu/ 07 Oktober 2015 pukul 13.00 WIB III. Selesai Percobaan : Rabu/ 07 Oktober 2015 pukul 16.30 WIB IV. Tujuan Percobaan : 1. Membuat asam karboksilat yang paling sederhana di laboratorium, misalnya asam formiat 2. Memahami azas-azas reaksi asam karboksilat seperti dekarboksilasi, oksidasi, dan esterifikasi V. Dasar Teori Suatu asam karboksilat adalah suatu senyawa organik yang mengandung gugus karboksil, –COOH.Gugus karboksil mengandung gugus karbonil dan sebuah gugus hidroksil; antar aksi dari kedua gugus ini mengakibatkan suatu kereaktifan kimia yang unik dan untuk asam karboksilat. Asam karboksilat yang paling sederhana adalah asam formiat (asam semut), HCOOH. Senyawa tersebut dapat dibuat dari hasil reaksi dekarboksilasi asam oksalat. Persamaan reaksinya :



Asam formiat mudah mengalami reaksi oksidasi menghasilkan CO2. Jika direaksikan dengan oksidasi seperti KMnO4. Asam asetat (asam cuka) merupakan asam karboksilat dengan dua karbon. Seperti hal nya asam karboksilat lainnya, zat ini dapat mengalami reaksi esterifikasi jika direaksikan dengan alcohol menggunakan asam sebagai katalisator, menghasilkan ester yang berbau harum. Persamaan reaksinya : RCOOH



+



Asam karboksilat







Ciri-ciri asam karboksilat



R’OH Alkohol



→



RCOOR’ + H2O Ester



1. Mengandunggugus COOH yang terikat pada gugus alkil (R-COOH) maupun gugus aril (Ar-COOH) 2. Kelarutansamadenganalkohol Asam dengan jumlah C 1 – 4 : larut dalam air Asam dengan jumlah C = 5



: sukar larut dalam air



Asam dengan jumlah C > 6



: tidak larut dalam air



3. Larut dalam pelarut organik seperti eter, alkohol, dan benzen 4. TD asam karboksilat > TD alkohol dengan jumlah C sama. 5. Asam alkanoat yang mengandung atom C 1 s.d. 4 berbentuk cairan encer, sedangkan atom C yang jumlahnya 5 s.d. 9 berbentuk cairan kental, dan atom C yang lebih dari 10 adalah berupa padatan. Suatu sifat yang perklu dicatat dari asam karboksilat berbobot molekul rendah ialah baunya. Sejumlah besar jalur sintetik untuk mendapatkan asam karboksilat,



dapat



dikelompokkan dalam tiga tipe reaksi,



yaitu (1) hidrolisis



derivate asam karboksilat, (2) reaksi oksidasi, (3) reaksi Gregnard. Hidrolisis derivate asam karboksilat terjadi dari serangan air atau OH -



pada karbon



kabonil dari derivate itu. Hidrolisis ester yang menghasilkan suatu asam karboksilat dan alcohol adalah khas dari kelompok reaksi ini. Sifat-sifat yang dimiliki oleh asam karboksilat adalah: 1. Reaksi Pembentukan Garam Garam organik yang membentuk dan memiliki sifat fisik dari garam anorganik padatannya, NaCl dan KNO3 adalah garam organik yang meleleh pada temperatur tinggi, larut dalam air dan tidak berbau. Reaksi yang terjadi adalah: HCOOH + Na+ → HCOONa + H2O 2. Reaksi Esterifikasi Ester asam karboksilat ialah senyawa yang mengandung gugus –COOR dengan R dapat berbentuk alkil.Ester dapat dibentuk berkat reaksi langsung antara asam karboksilat dengan alkohol. Secara umum reaksinya adalah: RCOOH + R’OH → RCOOR + H2O Banyak ester memiliki bau seperti bau buah-buahan, sehingga banyak senyawanya dijadikan perasa dan aroma buatan. 3. Reaksi Oksidasi



Reaksi terjadi pada pembakaran atau oleh reagen yang sangat kokoh dan kuat seperti asam sulfat, CrO3, panas.Gugus asam karboksilat teroksidasi sangat lambat. 4. Pembentukan Asam Karboksilat Beberapa cara pembentukan asam karboksilat dengan jalan sintesa dapat dikelompokkan dalam 3 cara yaitu: reaksi hidrolisis turunan asam karboksilat, reaksi oksidasi, reaksi Grignat. 5. Alkanoat - Asam alkanoat yang mengandung C1-C4 berbetuk cairan encer dan larut -



sempurna dalam air. Asam alkanoat yang mengandung C5-C9 berbentuk cairan kental dan sedikit larut



-



dalam air. Asam alkanoat yang mengandung C10 atau lebih berbetuk padatan dan sukar larut



dalam air. 6. Titik didih asam alkanoat lebih tinggi dibandingkan titik didih alcohol yang memiliki jumlah atam C yang sama 7. Bersifat asam lemah. Semakin panjang rantai karbonnya, maka keasamannya semakin kecil Sifat kimia yang paling menonjol (dari) asam karboksilat ialah keasamannya. Dibandingkan dengan asam mineral seperti HCl dan HNO 3 (pKa sekitar 1 atau lebih rendah). Asam karboksilat adalah asam lemah (pKa yang khas adalah sekitar 5). Namun asam karboksilat lebih bersifat asam daripada alcohol atau fenol, terutama karena stabilisasi resonansi anion karboksilatnya, RCO 2-. Sedangkan sifat fisis asam karboksilat secara ideal struktur gugus karbonil sesuai untuk membentuk dua ikatan hidrogen antara sepasang molekul. Sepasang molekul asam karboksilat yang saling berikatan, hidrogen seringkali dirujuk sebagai dimer asam karboksilat. Karena kuatnya ikatan hydrogen ini (kira-kira 10kkal/mol untuk dua ikatan hidrogen). Asam karboksilat dijumpai dalam bentuk dimer, bahkan dalam fase uap. VI.



Alat dan Bahan Alat 1)



Tabung reaksi



2 buah



2)



Labu dasar bulat



1 buah



3)



Pipa bengkok



1 buah



4)



Sumbat gabus/karet



1 buah



5)



Statif



1 buah



6)



Klem



1 buah



7)



Pipet tetes



4 buah



8)



Gelas kimia



1 buah



9)



Gelas ukur



1 buah



10) Kaki tiga



1 buah



11) Kassa



1 buah



12) Pembakar spirtus



1 buah



13) Korek api



1 buah



b. Bahan 1) Asam oksalat 2) Gliserol 3) Asam asetat glasial 4) Etanol 96 % 5) Larutan Ca(OH)2 6) Larutan CH3COONa 10% 7) Larutan KMnO41N 8) Larutan FeCl3 5% 9) Larutan K4FeCN6 1M 10) Asam sulfat pekat



Kristal asam oksalat 5 gram + gliserol 5 gram Dimasukkan ke dalam labu distilasi Dipanaskan diatas api kecil sampai keluar gas VII. ALUR KERJA Gas dilewatkan melalui air kapur Diamati perubahan yang terjadi



1. Pembuatan dan reaksi-reaksi asam formiat



Perubahan yang terjadi Dimasukkan 2,5 gram asam oksalat Dipanaskan sampai keluar distilat Diukur volume distilat yang dihasilkan



Distilat



Distilat 5 ml



Cuka 5 ml



Dimasukkan ke dalam tabung reaksi Dimasukkan ke dalam tabung reaksi Ditambah 3 ml KMnO4 Ditambah 3 ml KMnO4 Diamati Diamati



2. Reaksi cuka Endapan



Endapan



5 ml Natrium asetat encer 10 % Perbedaan Dimasukkan ke dalam tabung reaaksi Ditambah 3 ml FeCl3 5 % sampai warna menjadi merah Dipanaskan sampai terjadi endapan bergumpal merah coklat Disaring



Filtrat Residu Filtrat Diuji dengan pereaksi K4FeCN6 Dibandingkan warna hasil pengamatan dengan warna ferri klorida dalam jumlah yang sama



3. Reaksi esterifikasi Warna Asam asetat glacial 2 ml + etanol 96 % 2 ml + Asam sulfat pekat 8 ml



Dimasukkan ke dalam tabung reaksi Dipanaskan dengan penangas air dan ditutup rapat Didinginkan Etanol 96 % 2 ml + Asam sulfat pekat 8 ml Etil asetat Dimasukkan ke dalam tabung reaksi Dipanaskan dengan penangas air dan ditutup rapat Didinginkan Hasil reaksi



VIII. HASIL PENGAMATAN No. 1.



Prosedur Percobaan Pembuatan dan reaksi-



Hasil Pengamatan



Dugaan / Reaksi



Sebelum : H2C2O4(aq) → Kristal asam oksalat HCOOH(aq) + Kristal asam oksalat 5 gram + gliserol 5 gram : tidak berwarna CO2(g) Gliserol : tidak reaksi asam formiat



Dimasukkan ke dalam labu distilasiberwarna kapurgas : tidak Dipanaskan diatas api kecil sampaiAir keluar Gas dilewatkan melalui air kapur berwarna Diamati perubahan yang terjadi



Perubahan yang terjadi



Dimasukkan 2,5 gram asam oksalat Dipanaskan sampai keluar distilat Diukur volume distilat yang dihasilkan Distilat 5 ml - Dimasukkan ke dalam tabung reaksi Sebelum : - Ditambah 3 Distilat : tidak ml KMnO4 Endapa berwarna - Diamati n KMnO4 : ungu Distilat



Cuka : tidak



-



ke dalam tabung reaksi Ditambah 3 ml KMnO4 Diamati



Ca(OH)2(aq) → CaCO3(s) putih +



Sesudah ; H2O(l) Kristal asam oksalat HCOOH(aq) + + gliserol didistilasi 2KMnO4(aq) → : distilat tidak 3CO2(g) + berwarna, timbul 2MnO2(s)coklat + gas CO2 Gas dilewatkan air 2KOH(aq) + kapur : putih keruh



Cuka 5 ml- Dimasukkan



CO2(g) +



berwarna



Sesudah : Distilat + KMnO4 :



2H2O(l)



Kesimpulan Terbentuk asam formiat, dan asam formiat tersebut mengalami oksidasi saat direaksikan dengan KMnO4



endapan berwarna coklat Cuka + KMnO4 :



Endapa n



larutan berwarna ungu 2. Reaksi Cuka



Sebelum : Natrium asetat :



tidak berwarna 5 ml Natrium asetat encer 10 %FeCl3 : larutan berwarna kuning K4Fe(CN)6 : larutan



3CH3COONa(aq) +



Terjadi reaksi



FeCl3(aq) →



pengompleks



3NaCl(aq) + 3



an antara



CH3COO-(aq) +



CH3COONa



Dimasukkan ke dalam tabung reaaksi Fe3+(aq) Ditambah 3 ml FeCl3 5 % sampai warna menjadi merah berwarna hijau coklat Dipanaskan sampai terjadi endapan bergumpal merah 3CH3COO- + Disaring



Sesudah : Filtrat + K4Fe(CN)6 : larutan berwarna hijau muda



3Fe3+ + 3H2O(l) → [Fe(OH)2 + (CH3COO)6]Cl +



dan FeCl3 yang tidak lagi mengandung ion ferri dibuktikan



HCl



dengan 4



3[Fe(CN)6] +



Filtrat



2+



4Fe →



terbentuknya warna hijau



Diuji dengan pereaksi K4Fe(CN)6 Fe4[Fe(CN)6] Dibandingkan warna hasil pengamatan dengan warna ferri klorida dalam jumlahsetelah yang sama Residu Filtrat



ditambahkan K4Fe(CN)6



3.



Reaksi Esterifikasi



Asam asetat glacial 2 ml + etanol 96 % 2 Sebelum ml + Asam 8 ml (aq) + : sulfat pekat CH3COOH Warna



Asam asetat



glasial : tidak



CH3CH2OH(aq) H2SO4



berwarna Dimasukkan ke dalam tabung Etanol reaksi : tidak



CH3COOCH2CH3(



Didinginkan



Asam sulfat pekat :



H2SO4(aq) →



tidak berwarna



CH3CH2OSO4(aq) +



Sesudah :



H2O(l)



+ H2O(l) CH3CH2OH(aq) + Dipanaskan dengan penangasberwarna air dan ditutup rapat



Etil asetat



aq)



Terjadi reaksi esterifikasi yang ditandai dengan adanya bau balon



Asasm asetat glasial + etanol + asam Etanol 96 % 2 ml + Asam sulfat pekat 8 ml



sulfat pekat : tidak berwarna, bau



Dimasukkan ke dalam tabung reaksi seperti balon Dipanaskan dengan penangas air dan ditutup rapat (pekat) Didinginkan



Etanol + asam



sulfat pekat : tidak berwarna, bau seperti balon



Hasil reaksi



IX. Pembahasan Pada percobaan pertama yaitu pembuatan dan reaksi-reaksi asam formiat, prosedur yang dilakukan adalah menyiapkan 5 gram H2C2O4 (asam oksalat) yang berupa kristakl tidak berwarna dan 5 gram gliserol berupa gel yang dimasukkan dalam labu distilasi, setelah dicampurkan terjadi larutan yang tidak berwarna. Larutan tersebut kemudian dipanaskan dan gas yang terbentuk dilewatkan pada air kapur melalui selang hingga menyebabkan air kapur menjadi keruh. Keruhnya air kapur tersebut menandakan bahwa di dalam proses pemanasan larutan tersebut menghasilkan gas CO 2 (karbondioksida). Persamaan reaksinya yaitu : CO2(g) + Ca(OH)2(aq) → CaCO3(s) putih + H2O(l) Pada reaksi tersebut juga terbentuk asam formiat yaitu HCOOH. Prosedur selanjutnya, dilakukan kembali penambahan asam oksalat sebanyak 2,5 gram dan dipanaskan kembali hingga keluar distilat. Distilat yang didapat sebanyak 1 mL dan ditampung pada tabung reaksi, kemudian distilat tersebut diuji dengan menambahkan 1 mL larutan KMnO4 1N yang jernih berwarna ungu, maka setelah ditambahkan distilat tersebut terjadi endapan berwarna coklat. Warna coklat tersebut endapan dari senyawa MnO2 dan menghasilkan gas CO2. Persamaan reaksinya yaitu :



3HCOOH(aq) + 2KMnO4(aq) → 3CO2(g) + MnO2(s) coklat + 2KOH(aq) + 2H2O(l) Penambahan KMnO4 ini dikarenakan KMnO4 bertindak sebagai oksidator. Sebagai pembanding, 1 mL asam cuka dimasukkan dalam tabung reaksi kemudian ditambahkan 1 mL KMnO4 yang berwarna ungu. Setelah ditambahkan KMnO4 warna larutan tetap ungu. Pada percobaan kedua yaitu reaksi asam asetat, prosedur yang dilakukan adalah memasukkan 5 mL larutan CH 3COONa 10% yang jernih dan tak berwarna ke tabung reaksi, lalu menambahkan 3 mL larutan FeCl 3 5% yang berwarna kuning sampai terjadi perubahan warna menjadi warna merah. Adanya perubahan warna merah ini dikarenakan terbentuknya senyawa kompleks [Fe 3(OH)2(CH3COO)6]+, sesuai dengan persamaan reaksi sebagai berikut : 3CH3COO- + 3Fe3+ → [Fe3(OH)2(CH3COO)6]+ + 2H+ Prosedur diatas menunjukkan adanya ion asetat pada larutan. Prosedur selanjutnya, larutan dipanaskan sampai terbentuk endapan merah coklat lalu disaring untuk mendapatkan filtratnya. Setelah disaring, didapatkan filrat yang tidak berwarna. Adanya endapan coklat yang merupakan senyawa Fe(OH)3CH3COO, sesuai dengan persamaan reaksi yang terjadi [Fe3(OH)2(CH3COO)6]+ + 4H2O → 3Fe(OH)2CH3COO(s) + 3 CH3COOH(aq) + H+ Kemudian filtrat yang didapatkan, ditetesi dengan 3 tetes pereaksi K 4FeCN6 yang berwarna hijau muda, maka larutan menjadi berwarna hijau. Hal ini menandakan sudah tidak adanya ion ferri (Fe3+) dalam filtrat. Selain itu, hasilnya juga dibandingkan dengan larutan FeCl3 dengan volume sama yang berwarna kuning. Jika filtrat mengandung ion ferri, ketika ditetesi



maka larutan akan berubah menjadi berwarna coklat, sesuai



persamaan reaksi berikut : Fe2+ + [Fe(CN)6]3- → Fe3+ + [Fe(CN)6]4Pada percobaan ketiga yaitu reaksi esterifikasi, prosedur yang dilakukan untuk tabung I adalah dengan memasukkan 2 ml asam asetat glasial yang tidak berwarna dan 2 ml etanol 96% yang tidak berwarna maka larutan yang dihasilkan tidak berwarna. Selanjutnya ditambahkan 8 ml H2SO4 pekat yang tidak berwarna, maka warna larutan menjadi tidak berwarna dan terasa panas pada dinding tabung setelah dilakukan



penambahan larutan H2SO4 pekat. Lalu larutan tersebut dipanaskan dengan mulut tabung ditutup dengan alumunium foil, maka larutan menjadi kuning jernih dan terdapat bau seperti balon. Reaksi yang terjadi merupakan reaksi esterifikasi antara asam asetat dengan etanol yang menghasilkan etil asetat (ester), adanya ester ditunjukkan dengan bau yang menyerupai balon. Penambahan larutan H 2SO4 pekat dan pemanasan pada penangas, dilakukan untuk mempercepat reaksi esterifikasi. Reaksi esterifikasi yang terjadi sesuai persamaan reksi berikut ini : CH3COOH(aq) + CH3CH2OH(aq) H SO CH3COOCH2CH3(aq) + H2O(l) 2



4



Untuk tabung II, prosedur yang dilakukan adalah memasukkan 2 ml etanol 96% yang jernih dan tak berwarna lalu ditambahkan 4 ml larutan H 2SO4 pekat, setelah penambahan terasa panas pada dinding tabung. Kemudian larutan dipanaskan dengan penangas dengan mulut tabung ditutup dengan aluminium foil, maka larutan menjadi tidak berwarna dan menghasilkan bau balon tetapi tidak sepekat bau pada etil asetat. bau balon ini karena terbentuknya etil sulfat. Persamaan untuk reaksi pada tabung II adalah : CH3CH2OH(aq) + H2SO4(aq) → CH3CH2OSO4(aq) + H2O(l) X. KESIMPULAN 1. Pembuatan asam formiat secara sederhana dapat dilakukan 2.



dengan mereaksikan asam oksalat dengan gliserol dengan cara distilasi. Asam formiat mengalami dekarboksilasi dan oksidasi jika



direaksikan dengan KMnO4 3. Asam formiat direaksikan dengan alcohol dengan katalis asam XI.



sulfat pekat mengalami reaksi esterifikasi. Jawaban Pertanyaan 1. Tulislah reaksi-reaksi yang teradi dalam percobaan di atas!  Pembuatan dan reaksi-reaksi asam formiat H2C2O4(aq) → HCOOH(aq) + CO2(g) CO2(g) + Ca(OH)2(aq) → CaCO3(s) putih + H2O(l) HCOOH(aq) + 2KMnO4(aq) → 3CO2(g) + 2MnO2(s)coklat + 2KOH(aq) + 2H2O(l)  Reaksi Cuka 3CH3COONa(aq) + FeCl3(aq) → 3NaCl(aq) + 3 CH3COO-(aq) + Fe3+(aq) 3CH3COO- + 3Fe3+ + 3H2O(l) → [Fe(OH)2 + (CH3COO)6]Cl + HCl 3[Fe(CN)6]4 + 4Fe2+ → Fe4[Fe(CN)6]  Reaksi esterifikasi CH3COOH(aq) + CH3CH2OH(aq) H SO CH3COOCH2CH3(aq) + H2O(l) CH3CH2OH(aq) + H2SO4(aq) → CH3CH2OSO4(aq) + H2O(l) 2



4



2. Jelaskan keistimewaan asam formiat dibandingkan dengan asam karboksilat lainnya! Jawaban :



Keistimewaan asam formiat dibandingkan dengan asam karboksilat lainnya yaitu asam formiat dapat dibuat dari hasil reaksi dekarboksilasi asam oksalat. Selain itu, asam formiat juga dapat dengan mudah mengalami reaksi oksidasi dan menghasilkan karbondioksida jika direaksikan dengan oksidator seperti KMnO4.



CH3COOH + 2MnO4 → 3CO2 + 2MnO2(s) coklat + 2OH- + 2H2O



3. Apa fungsi H2SO4 dalam reaksi etanol dengan asam asetat? Bagaimana mekanisme reaksinya? Jawaban : H2SO4 berperan sebagai katalisator. pada saat mereaksikan suatu asam karboksilat dengan suatu alkohol disertai dengan asam mineral yaitu H 2SO4. Reaksi ini merupakan reaksi yang dapat kembali dan dapat mencapai kesetimbangan apabila produk telah mencapai kuantitas tertentu. RCOOH + R’OH ⇄ RCOOR’ + H O 2



CH3COOH + C2H5OH + H2SO4 ⇄ CH3COOC2H5 + H2O Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa katalis H + yang berperan dalam pembentukan ester (esterifikasi) juga berperan dalam reaksi yang sebaliknya (hidrolisis eter). Mekanisme reaksi:



4. Reaksi antara etanol dengan asam sulfat dapat menghasilkan produk lain selain etil sulfat, bergantung pada suhu reaksinya. Jelaskan pernyataan tersebut! Jawaban :



Reaksi antara etanol dengan asam sulfat menghasilkan produk lain selain etil sulfat, karena reaksinyabergantung pada suhu. Hal ini dapat terjadi karena suhu mempengaruhi laju reaksi dan mempengaruhi hasil reaksi sehingga etanol dengan asam sulfat menghasilkan produk lain selain etil sulfat. Apabila alkohol dicampur dengan H2SO4 akan berlangsung reaksi resversibel dapat terjadi sebanyak 3 reaksi reversibel pada reaksi antara etanol asam sulfat yang bergantungpada suhu reaksi. Reaksi dari kedua zat tersebut dapat dituliskan sebagai berikut: 00



3CH3CH2OH + 2H2SO4



CH3CH2OSO2H + CH3CH2OSO2CH2CH3



+ 2H2O 1400 2CH3CH2OH + H2SO4



CH3CH2OCH2CH3 +H2O 0



170 CH3CH2OH + H2SO4



CH2=CH2 +H2O



DAFTAR PUSTAKA Fessenden, Ralph J. Dan Fessenden, Joan S. 1982. Kimia Organik Jilid 1, Edisi II. Jakarta: Erlangga. (diterjemahkan oleh Pudjaatmaka, A. Hadyana) Tim Dosen Kimia Organik. 2012. Penuntun Praktikum Kimia Organik I. Surabaya: UNESA Rahayu, Diana. 2011. Sifat-sifat Asam Karboksilat. Jakarta: Bina Aksara Mutiah.2012.Bagi-bagi Ilmu Tentang Kimia Organik (online). http://mutiahblogspot.co.id/2012/10/bagi-bagi-ilmutentang-kimia-organik.html?m=1 (diakses pada tanggal 28 September 2015 pukul 18.25 WIB)



LAMPIRAN 1. Pembuatan dan Reaksi-Reaksi Asam formiat



Gambar 1.3 Mendistilasi 5 gram gliserin + 5 gram kristal oksalat Gambar 1.1 Air kapur 3 ml



Gambar 1.3 Perbandingan air kapur (kiri) dengan air kapur +CO2 (kanan) 2.



Reaksi Asam Cuka



Gambar 1.4 Larutan distilat + 3 ml KMNO4(kiri) dan perbandingan larutan distilat + 3 ml KMNO4 dengan asam asetat



Gambar 2.1 Larutan natrium asetat(encer) 5 ml + FeCl3 3 ml



Gambar 2.2 Larutan natrium + FeCl yang telah dipanaskan



Gambar 2.3 Penyaringan larutan natrium + FeCl (kiri) dan filtratnya (kanan)



Gambar 2.4 Perbandingan filtrat yang terbentuk + 12 tetes K4FeCN6 (kiri)dengan FeCl3 (kanan) 3.



Reaksi Esterifikasi



Gambar 3.1 Pemanasan larutan asam cuka glasial 2 ml + asam sulfat pekat 8 ml + etanol 96% 2 ml (kanan) dan asam sulfat 2 ml + etanol 96% 4 ml