Laporan Praktikum Esterifikasi Metil Benzoat [PDF]

Citation preview

I. TUJUAN 1. Melaksanakan reaksi esterifikasi dengan hasil cairan (BJ>1) 2. Melaksanakan proses pendinginan balik (refleksi) dan destilasi sederhana



II. PRINSIP 1.Esterifikasi Fischer Mereaksikan asam karboksilat dan alkohol dengan katalis asam membentuk senyawa ester (Fessenden, 1982). 2.Protonasi Memprotonasi senyawa untuk meningkatkan elektrofilitas yang membuat suatu senyawa lebih mudah mengikat atau memutus gugus atom (Silberberg, 2006). 3.Reaksi endoterm Memanaskan campuran senyawa untuk mempercepat reaksi (Chang, 2005). 4.Destilasi Menggunakan perbedaan titik didih untuk memisahkan campuran senyawa. (Rusli, 2013). 5.Like dissolve like Memisahkan senyawa nonpolar dengan polar. (Gillespie, 2001). 6.Distribusi kalor Menggunakan batu didih untuk mencegah overheating.(Chang, 2005). 7.Indeks bias Menggunakan perbandingan indeks bias untuk menguji kemurnian senyawa (Lando, 1974).



III.



REAKSI



IV.



TEORI DASAR Penamaan ester hampir menyerupai dengan penamaan basa; walaupun tidak benar-



benar mempunyai kation dan anion, namun memiliki kemiripan dalam sifat lebih elektropositif dan keelektronegatifan. Suatu ester dapat dibuat sebagai produk dari suatu reaksi pemadatan pada suatu asam (pada umumnya suatu asam organik) dan suatu alkohol ( atau campuran zat asam karbol), walaupun ada cara-cara lain untuk membentuk ester. Pemadatan adalah suatu jenis reaksi kimia di mana dua molekul bekerja sama dan menghapuskan suatu molekul yang kecil, dalam hal ini dua gugus OH yang merupakan hasil eliminasi suatu molekul air(Clark, 2002). Reaksi esterifikasi merupakan reaksi pembentukan ester dengan reaksi langsung antara suatu asam karboksilat dengan suatu alkohol (Fessenden, 1982). Suatu ester asam karboksilat mengandung gugus –CO2R dengan R dapat berbentuk alkil maupun anil (Poedjiadi, 1994). Suatu reaksi pemadatan untuk membentuk suatu ester disebut esterifikasi. Esterifikasi dapat dikatalis oleh kehadiran ion H+. Asam belerang sering digunakan



sebagai sebagai suatu katalisator untuk reaksi ini. Nama ester berasal dari Essig-Äther Jerman, sebuah nama kuno untuk menyebut etil asam cuka ester (asam cuka etil) (Anshory, 2003). Ester dapat terhidrolisis dengan pengaruh asam membentuk alkohol danasam karboksilat. Reaksi hidrolisis tersebut merupakan kebalikan daripengesteran. Disini senyawa karbon mengikat gugus fungsi –COOR adalah alkilalkanoat . Ester diturunkan dari alkohol dan asam karboksilat. Untuk ester turunan dari asam karboksilat paling sederhana, nama-nama tradisional digunakan, sepertiformate, asetat,dan propionate. (Harold, 1983 ). Ester yang terrdiri dari asam-asam yang berat molekul rendah dan alkohol merupakan senyawa-senyawa cair yang tidak berwarna, sedikit larut dalam air dengan bau semerbak, dan mudah menguap. Ester dari beberapa asam karboksilat dengan rantai panjang terdapat secara alamiah di dalam lemak,lilin, dan minyak.(keenan, 1980) Esterifikasi Fischer yaitu jika asam karboksilat dan alkohol dan katalis asam (biasanya HCl atau H2SO4) dipanaskan, terdapat kesetimbangan dengan ester dan air. Esterifikasi Fischer berdasarkan nama Emil Fischer, kimiawan organik abad 19 yang mengembangkan metode ini. Walaupun reaksi ini adalah reaksi kesetimbangan, dapat juga digunakan untuk membuat ester dengan hasil yang tinggi dengan menggeser kesetimbangan ke kanan. Hal ini dapat dicapai dengan beberapa teknik. Jika harga alkohol atau asam, murah, dapat digunakan jumlah berlebihan. Cara lain ialah dengan memisahkan ester dan/atau air yang terbentuk (dengan penyulingan), sehingga menggeser reaksi ke kanan. (Sastrohamidjojo, 2011). Mekanisme reaksi esterifikasi merupakan reaksi substitusi asil nukleofil dengan katalisator asam. Gugus karbonil dari asam kaboksilat tidak cukup kuat sebagai elektrofil untuk diserang olah alkohol. Katalisator asam akan memprotonasi gugus karbonil dan mengaktivasinya ke arah penyerangan nukleofil. Pelepasan proton akan menghasilkan hidrat dari ester, kemudian terjadi transfer proton. (Hart, 1983). Dalam reaksi esterifikasi maupun tranesterifikasi dibutuhkan suatu katalis untuk mempercepat reaksi. Tanpa adanya katalis, konversi produk yang dihasilkan bisa mencapai maksimum tetapi reaksi berjalan lambat. (Arfah,dkk,2015).



V.



ALAT DAN BAHAN 5.1. Alat a. Beaker glass



f. Labu alas bundar



b. Corong pisah



g. Labu destilasi leher panjang



c. Corong tangkai panjang



h. Penangas minyak



d. Erlenmeyer



i. Pendingin balik



e. Kertas saring



j. Refraktometer abbe



5.2. Bahan a. Aquadest



e. Kloroform



b. Asam benzoat



f. Methanol



c. Batu didih



g. MgSO4



d. H2SO4 pekat



h. NaHCO3



5.3. Gambar a. Beaker glass



d. Erlenmeyer



b. Corong pisah



e. Kertas saring



c. Corong tangkai panjang



f. Labu alas bundar



VI.



g. Labu destilasi leher panjang



i. Pendingin balik



h. Penangas minyak



j. Refraktometer abbe



PROSEDUR Ke dalam labu alas bundar 250 ml masukkan campuran 15 g asam benzoate, 40 g (50,5ml) methanol absolut dan 2,5 g (1,35 ml) asam sulfat pekat. Tambahkan sejumlah batu didih, pasang pendingin balik dan didihkan selama 3 jam.Lakukan destilasi untuk menghilangkan sisa methanol, kemudian biarkan mendingin. Tuang residu ke dalam gelas beker yang berisi 62,5 ml air, masukkan campuran ke dalam corong pisah. Bila tidak ada batas yang jelas antara ester dengan air, tambahkan 15 ml CCl4, kemudian dikocok.Diamkan sampai kedua lapisan terpisah jelas.Keluarkan lapisan bawah (metil benzoate yang bercampur dengan CCl4), tamping dalam labu Erlenmeyer.Buang lapisan air (atas).Masukkan kembali campuran ke dalam corong pisah, tambahkan natrium bikarbonat, kocok sampai netral (tidak terlihat adanya gelembung gas CO2).Pisahkan darilapisan air.Masukkan kembali ke dalam corong pisah, cuci sekali lagi dengan menambahkan air, diamkan kemudian pisahkan.Tamping dalam labu Erlenmeyer 100 ml yang telah dikeringkan. Tambahkan MgSO4 anhidrat secukupnya, kocok selama 3-5 menit, diamkan selama 30 menit dengan sekali-kali dikocok. Saring cairan metil benzoat dengan corong tangkai panjang melalui kertas saring ke dalam labu destilasi leher pendek 100 ml, beri



batu didih, hubungkan dengan pendingin udara, pasang thermometer. Destilasi dengan penangas minyak. Panaskan pelan-pelan sampai CCl4 habis terdestilasi, kemudian panaskan sampai temperature mencapai 2000 C. Tampung destilat metil benzoat pada temperature 198-2000 C, tentukan indeks biasnya. VII.



DATA PENGAMATAN No. Perlakuan 1. 15 gram asam benzoat, 50,5 ml methanol dan 13,5 asam sulfat dimasukkan kedalam labu alas bundar dan ditambah batu didih



Hasil Larutan berisi asam benzoate, methanol asam sulfat, batu didih



2.



Merangkai alat untuk Alat refluks proses refluks terpasang pada statif



3.



Pasang labu alas Larutan bebas dari bundar pada alat asam sulfat refluks. Dipanaskan selama 45 menit dan didiamkan selama 15 menit



Gambar



4.



5.



Menambah aquadest Terbentuk dua fase 62,5 ml ke dalam labu dalam larutan alas bundar bewarna putih keruh dan berbau wangi Menambah CCl4 15 Larutan terbisah ml dan kocok selama menjadi dua fase 5 menit dalam corong pisah



6.



Memisahkan kedua Kedua larutan fase dengan terpisah menampung residu ke dalam Erlenmeyer, dan air ke dalam Erlenmeyer lain.



7.



Memasukkan Terbentuk dua fase kembali residu ke corong pemisah, tambah natrium bikarbonat lalu kocok



8.



Memisahkan larutan



Didapatkan larutan ester



9.



Menambahkan air ke Terbentuk dua fase corong pemisah yang berisi air dan kocok, lalu diamkan



10.



Fasea air dipisahkan



Terdapat fase bawah saja



11.



Ditambah MgSO4 Larutan terpisah lalu dikocok dan dari endapan didiamkan 30 menit lalu disaring



12.



Larutan di destilasi



13.



CCl4 dalam larutann habis dan dihasilkan metil benzoat Hasil dari esterifikasi Endapan atau dimasukkan ke dalam gumpalan bewarna vial putih berada di dalam vial



VIII. PEMBAHASAN Pada praktikum kali ini yang bertujuan untuk Melaksanakan proses pendinginan balik (refleksi) dan destilasi sederhana. . Esterifikasi adalah suatu reaksi antara asam karboksilat dengan alkohol membentuk senyawa ester. Reaksi ini bersifat bolak balik (reversibel) dan umumnya sangat lambat sehingga memerlukan katalis agar diperoleh ester. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses esterifikasi salah satunya adalah suhu. R-COOH + HO-R* ↔ R -COOR* + H2O Ester merupakan salah satu dari derivat asam karboksilat. Maksud dari derivat asam karboksilat ialah bila direaksikan dengan air akan menghasilkan asam karboksilat. Pada derivat Asam karboksilat terdapat karbonil pada gugus asil yang menyebabkan ada beberapa sifat kimia yang serupa. Juga mengandung gugus pergi yang terikat pada karbon asil. Biasanya akan terjadi adisi pada gugus karbonil dari



keton atau aldehid. Ester dapat dibuat dengan mereaksikan asam karboksilat dan alkohol yang dipanaskan dengan katalis asam (HCl atau H2SO4) dan pada percobaan kali ini digunakan asam sulfat pekat. Reaksi keseimbangan yang terjadi dapat digeser kekanan dengan beberapa cara yaitu penambahan alkohol atau asam karboksilatnya dan ester atau air yang terbentuk dipindahkan segera melalui penyulingan. Cara lain dengan mempertinggi suhu dan katalisator ( HCl atau H2SO4 ) untuk mempercepat terjadinya keseimbangan. Pertama siapkan alat yang akan digunakan, pastikan alat dalam keadaan bersih dan kering, lebih baik dibersihkan kembali untuk mencegah adanya zat yang tertinggal dari praktikum yang sebelumnya. Bahan yang dibutuhkan dalam praktikum ini yaitu Aquadest, Asam benzoate, Batu didih, H2SO4 pekat, kloroform, methanol, NaHCO3, MgSO4. Digunakannya asam sulfat sebagai katalis, asam benzoate sebagai asam karboksilat dan methanol sebagai alcohol, karena dalam pembuatan ester direaksikan antara asam karboksilat dan alcohol dengan katalis asam yang akhirnya akan membentuk senyawa ester. Pada saat akan di refluks dimasukkan beberapa batu didih yang berfungsi sebagai distribusi kalor, yang berfungsi untuk mencegah overheating, karena bisa saja saat dipanaskan terjadi pemanasan di suatu tempat dan membuat letupan atau membuat labu alas bundar pecah, maka dengan adanya batu didih panas dapat disebarkan secara merata. Mekanisme batu didih dapat menghindari letupan yaitu karena dalam batu didih terdapat pori – pori yang bekerja dengan menangkap udara pada larutan dan melepaskannya ke permukaan larutan yaitu dengan mengeluarkan atau munculnya gelembung – gelembung udara. Asam sulfat yang sebagai katalis mendonorkan H+ yang akan diikat oleh oksigen yang berikatan rangkap dengan karbon. Dalam reaksi esterifikasi digunakan katalisator karena reaksi esterifikasi ini cenderung untuk bergeser ke kiri. Prinsipnya, apabila dalam suatu reaksi pergerakan yang terjadi cenderung bergerak ke kiri maka akan sulit untuk didapatkan atau terbentuknya produk reaksi. Maka dari itu ditambahkan katalis berupa H2SO4 (asam sulfat) dalam reaksi tersebut. Mekanisme dari penggunaan asam sulfat dalam reaksi antara asam



benzoat dengan metanol absolut adalah dengan penggunaan asam sulfat ini, H+ yang berasal dari asam sulfat (H2SO4 ) dapat menyerang mekanisme reaksi sehingga reaksi dapat bergerak kekanan sehingga produk dapat dengan mudah terbentuk. Pada saat ditambahkan methanol, oksigen yang berikatan pada hydrogen akan berikatan dengan karbon pada asam benzoate dan memutus ikatan rangkapnya untuk berikatan dengan oksigen. Setelah itu larutan dipanaskan utnuk mempercepat reaski, reaksi ini merupakan reaksi endoterm, karena reaksi ini membtuhkan energi agar reaksi cepat terjadi. Fungsi dari masing masing alat di refluks yaitu, labu alas bulat sebagai wadah penyimpanan sampel yang akan di destilasi. Kondensor atau pendingin yang berfungsi untuk mendinginkan uap destilasi yang melewati kondensor sehingga menjadi cair. Kondensor atau pendingin yang digunakan menggunakan pendinginan air dimana air yang masuk berasal dari bawah dan keluar dari atas. Karena jika airnya berasal masuk dari atas maka air dalam pendingin atau kondensor tidak akan memenuhi isi pendinginan sehingga tidak dapat digunakan untuk mendinginkan uap yang mengalir lewat kondensor tersebut. Oleh karena itu, pendingin atau kondensor air masuknya harus dari bawah sehingga pendinginan atau kondensor akan terisi dengan air maka akan dapat digunakan untuk mendinginkan komponen zat yang melewati kondensor tersebut dari wujud uap menjadi wujud cair. Penambahan CCl4 jika tidak terlihat jelas antara fase air dan fase ester. Karena CCl4 merupakan senyawa non-polar dan air merupakan senyawa polar, makan akan terlihat air tidak akan larut dalam CCl4 dan akan terlihat dua fase yang lebih jelas. Mataetil benzoat sendiri tidak dapat larut dalam air, ia hanya dapat larut dalam pelarut organik. Setelah itu ditambah natrium bikarbonat yang berfungsi untuk menghilang sisa-sisa asam pada larutan ester, dikocok hingga karbondioksida hilang dengan tanda sudah tidak ada lagi gelembung-gelembung dalam corong pemisah. Hasil



pengocokan yaitu air pada fase bagian bawah dan ester pada bagian bawah, bagian bawah, yaitu ester, ditambahkan magnesium sullfat, yang berfungsi menghilangkan zat pengotor dari ester, zat pengotor ini adalah air yang masih ada di dalam ester, karena magnesium sulfat dapat mengikat air yang masih ada di dalam ester. Selanjutnya, setelah menunggu 30 menit melakukan destilasi kembali hingga suhu 60 derajat setelah memindahkan larutan yang berada di Erlenmeyer dengan labu alas bundar. Setelah selesai proses destilasi mengangkat labu alas bundar tersebut dari rangkaian destilasi dan menunggu hingga larutan tersebut dingin. Setelah dingin, masukkan kedalam botol kaca kecil untuk menampung larutan metil benzoat yang terbentuk.



IX.



KESIMPULAN Dari praktikum ini didapatkan hasil esterifikasi metil benzoate melalui proses pendingin balik (refluks) dan destilasi sederhana berupa larutan bening dengan bau yang sedikit menyengat.



DAFTAR PUSTAKA Anna Poedjiadi, (1994), Dasar-dasar Biokimia, UI Press, Jakarta. Anshory, H. Irfan. 2003. Acuan Pelajaran Kimia. Jakarta.: Erlangga. Arfah, Muh. dkk. 2015. Optimasi Reaksi Esterifikasi Asam Laurat dengan Metanol Menggunakan Katalis Asam Sulfat Pekat. Online Jurnal of Natural Science Vol 4(1) :46-55 Chang, Raymond. 2005. Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti. Jakarta : Erlangga Clark, Jim, 2002 (modified 2004). The Mechanism for the Esterification Reaction. http://www.chemguiede.co.us/organicprops/estermenu.html1#top (d iakses pada 7 Juni 2013 pukul 19.43) Fessenden, Ralph J. 1982. Kimia Organik Edisi Ketiga. Jakarta : Erlangga Gillespie, Ronald James. 2001. Chemical Bonding and Molecular Geometry. New York : Oxford University Press. Hart,harold.1983.Kimia Organik Suatu Kuliah Singkat edisi Keenam.Jakarta.Erlagga Keenan, C.W., Donal, C.K., dan Jaesse, H.W. (1980). Kimia Untuk Universitas. Edisi keenam Jilid 2. Jakarta: Penerbit Erlangga. Lando, J. B. 1974. Fundamentals of Physical Chemistry. New York: Macmillan Publising Rusli, 2013. Pemisahan Kimia Untuk Universitas. Bandung : Erlangga. Sastrohamidjojo,hardjono.2011.Kimia



Organik



Dasar.Bulaksumur



Yogyakarta.Gadjah Mada University Press Silberberg, M. S. 2006. Chemistry The Molecular Nature of Matter and Change 4th Edition. New York: McGraw-Hill