Paper Sintesis Asetanilida Menggunakan Asam Asetat Glasial Dan Anilin [PDF]

Citation preview

Sintesis Asetanilida Dari Anilin dan Asam Asetat Glasial Menggunakan Metode Refluks Abdi Naufal Ramadhan,1 Sendy Kurniawan,2 dan Zuhrotul Aini,3 Jurusan Kimia FMIPA Universitas Brawijaya Jalan Veteran Telp. (0341) 575838, Fax. (0341) 575835 Malang 65145 E-mail : [email protected]



Abstrak Paper ini merupakan hasil percobaan praktikum sintesis asetanilida pada anilin yang direaksikan dengan asam asetat glacial. Percobaan ini bertujuan untuk mempelajari reaksi substitusi nukleofilik pada gugus karbonil serta mempelajari proses pemurnian senyawa organic padat. Metode percobaan sintesis asetanilida ini menggunakan metode refluks untuk mereaksikan asam asetat glacial dan anilin yang kemudian dimurnikan dengan pemisahan dan rekristalisasi. Proses pemisahan menggunakan proses penyaringan Corong Buchner. Asetanilida yang dihasilkan di uji secara fisik dan kimia. Uji fisik meliputi warna dan bentuk. Sedangkan uji kimia meliputi reaksi asetanilida dengan asam (HCl) dan basa (NaOH). Asetanilida yang dihasilkan berupa kristal dengan warna putih kecoklatan (rendemen 23,87%). Kata Kunci : Sintesis, Asetanilida, Anilin, Asam Asetat Glasial, Rekristalisasi, Refluks



Abstract This paper is a result from experiment of synthesis acetanilide using aniline and glacial acetic acid. Purpose of this experiment is to study substitution reaction nukleofilik in carbonyl group and learn the process purifying solid organic compounds. Experiment of synthesis acetanilide using reflux method for reacting glacial acetic acid and aniline which be purified with separation and recrystallization. Process of separation use funnel Buchner. Product acetanilide be given physical test and chemical test. Physical test include color and shape. While chemical test include acetanilide reactionwith acid (HCl) and base (NaOH). Acetanilde from this experiment have brownish white crystals with yield 23,87% Keywords : Synthesis, Acetanilide, Aniline, Glacial acetic acid, Recystallization, Reflux



1. PENDAHULUAN Asetanilida yang memiliki beragam manfaa t, baik sebagai bahan baku maupun bahan penunjang industri kimia merupakan salah satu bahan yang paling banyak di impor di Indonesia [1]. Dari tahun ke tahun jumlah impor asetanilida di Indonesia semakin meningkat yang dapat dilihat pada data impor di bawah ini [2] : Tabel 1 Data impor asetanilida di Indonesia hingga 2008



Dengan mengetahui tahapan proses sintesis asetanilida diharapkan mampu mengurangi jumlah asetanilida yang diimpor Indonesia.Senyawa asetanilida merupakan senyawa amida. Senyawa amida adalah turunan asam karboksilat yang gugus –OH diganti dengan gugus amina. Amida dapat diklasifikasikan menjadi primer (1°), sekunder (2°) dan tersier (3°) tergantung pada banyaknya atom hydrogen yang menempel pada atom nitrogen.



Gambar 1 (a) amida primer (b) amida sekunder (c) amida tersier Amida primer adalah amida yang dua atom hidrogennya terikat pada atom nitrogen amida. Amida sekunder adalah amida yang atom nitrogennya tersubstitusi sebuah gugul alkil/aril. Amida tersier adalah amida yang atom nitrogennya tersubstitusi dua gugus alkil/aril.Amida primer, sekunder dan tersier dapat dibuat dari asam karboksilat dengan mekanisme sebagaimana tercantum dalam Gambar 3 [3] :



Gambar 2 Pembentukan amida Asetanilida merupakan senyawa turunan asetil amina aromatis yang digolongkan sebagai amida primer dimana satu atom hydrogen pada anilin digantikan dengan satu gugus asetil. Asetanilida berbentuk butiran berwarna putih (kristal) tidak larut dalam minyak paraffin dan larut dalam air dengan bantuan kloral anhidrat. Asetanilida atau sering disebut



phenilasetamida mempunyai rumus molekul C6H5NHCOCH3 dan berat berat molekul 135,16 g/mol [1]. Pembuatan asetanilida dapat dilakukan dengan 3 cara yaitu [1]:  Pembuatan asetanilida dari asam asetat anhidrid dan aniline. Larutan benzene dalam satu bagian anilin dan 1,4 bagian asam asetat anhidird berlebih 150% dengan konversi 90% dan yield 65%, direfluks hingga tidak ada aniline yang tersisa dengan temperature reaksi 30-110° C. Campuran reaksi disaring, kemudian kristal dipisahkan dari air panasnya dengan pendinginan sedangkan filtratnya di recycle kembali. Pemakaian asam asetat anhidrid dapat digantikan dengan asetil klorida [1].











Gambar 3 Reaksi anilin dengan asam asetat anhidrid. Pembuatan asetanilida dari aniline dan asam asetat merupakan metode pembuatan asetanilida yang paling ekonomis. Anilin dan asam asetat direaksikan dalam sebuah tangki yang dilengkapi dengan pengaduk. Reaksi berlangsung selama 8 jam pada suhu 150-160° C dan tekanan 2,5 atm dengan yield mencapai 98% dan konversi mencapai 99,5%. Produk dalam keadaan panas dikristalisasi dengan menggunakan kristalizer untuk membuat butiran (kristal) asetanilida [1].



Gambar 4 Reaksi aniline dengan asam asetat. Pembuatan asetanilida dari ketene dan anilin dengan cara ketene (gas) dicampur ke dalam aniline di bawah kondisi yang diperkenankan akan menghasilkan akan menghasilkan asetanilida dengan konversi 90%. Ketena direaksikan dengan anilin di dalam reactor packed tube pada temperatur 400-625° C dan pada tekanan 2,5 atm [1].



Gambar 5 Reaksi aniline dengan Ketene. Senyawa amida dapat bereaksi dengan asam dan basa dalam reaksi hidrolisis seperti di bawah ini [3] :



Gambar 6 Reaksi hidrolisis amida. Asetanilida banyak dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan obat-obatan seperti parasetamol, lidokain, obat sulfa dan penisilin. Senyawa ini juga dapat digunakan sebagai bahan pembantu dalam industri cat dan karet, bahan intermediet pada sulfon dan asetilklorida, inhibitor dalam industry peroksida, serta stabilizer pada selulosa ester varnish



seperti tinner. Namun sebagian besar asetanilida digunakan untuk pewarna buatan dan intermediet pada pembuatan pewarna buatan [1]. Pada proses sintesis asetanilida menggunakan metode refluks. Prinsip metode refluks adalah pelarut volatil yang digunakan akan menguap pada temperatur tinggi tetapi kemudian dilakukan pendinginan sehingga pelarut yang semula berbentuk uap akan mengembun dan turun lagi ke dalam labu sehingga pelarut akan tetap ada selama reaksi serta reaksi dapat berjalan lebih cepat [4]. Metode penyaringan yang digunakan merupakan metode penyaringan dengan corong Buchner. Metode penyaringan corong Buchner ini menggunakan prinsip tekanan vakum. Pada erlenmeyer Buchner dibuat vakum sehingga terjadi perbedaan tekanan dengan kondisi di luar Erlenmeyer.Hal ini menyebabkan penyaringan lebihcepat daripada penyaringan biasa. Setelah selesai penyaringan, lepaskan pemakuman [5]. Pemurnian asetanilida menggunakan metode rekristalisasi. Rekristalisasi adalah teknik pemurnian suatu zat padat dari campurannya yang dilakukan dengan cara mengkristalkan kembali zat tersebut setelah dilarutkan dalam pelarut yang sesuai. Prinsip rekristalisasi adalah perbedaan kelarutan antara zat yang akan dimurnikan dengan kelarutan zat-zat pengotornya [6]. Sedangkan kristalisasi sendiri adalah proses pembentukkan Kristal padat dari suatu larutan induk yang homogeny. Prinsip pembentukkan kristal adalah kondisi lewat jenuh dan kondisi lewat dinginnya. Faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan Kristal adalahkondisi supersaturasi, kondisi lewat dingin, temperatur, sumber inti kristal,viskositas, kecepatan pendingin, kecepatan agitasi, densitas dan bahan pengotor [7]. 3.Eksperimen 3.1 Alat Alat-alat yang digunakan dalam percobaan sintesis asetanilida adalah seperangkat alat reflus, gelas beaker, erlenmeyer, corong buchner, tabung reaksi, mantel pemanas, batang pengaduk, oven, gelas arloji, gelas ukur, pipet tetes, corong gelas, botol semprot, dan kertas saring. 3.2 Bahan Bahan-bahan yang digunakan adalah asam asetat glasial, anilin, larutan FeCl 3, etanol, natrium hidroksida, asam klorida dan akuades. 3.3 Metode Percobaan Pada proses sintesis asetanilida, langkah pertama adalah memipet 10 mL anilin menggunakan pipet ukur lalu memasukkannya ke dalam labu alas bulat leher tiga. Kemudian memipet 10 mL asam asetat glasial menggunakan pipet ukur lalu memasukkannya ke dalam labu alas bulat leher tiga. Lalu memasukkan batu didih ke dalam labu alas bulat leher tiga. Kemudian merangkai alat refluks dan melakukan refluks selama 1 jam setelah tetesan pertama. Campuran hasil refluks didinginkan di dalam baskom yang terisi air es. Setelah itu menyaring kristal asetanilida yang terbentuk menggunakan penyaring corong Buchner. Kemudian mengeringkan kristal hasil saringan di dalam oven selama 20 menit, lalu menimbang massanya menggunakan neraca analitik. Langkah selanjutnya adalah memurnikan kristal asetanilida tersebut menggunakan metode rekristalisasi. Langkah pertama rekristalisasi yakni melarutkan kembali kristal tersebut di dalam air panas yang dicampur dengan 5 mL etanol. Setelah itu menyaring larutan dalam keadaan panas menggunakan corong Buchner, lalu mendinginkan filtrat yang didapatkan di dalam baskom yang berisi air es. Kemudian dilakukan penyaringan kembalimenggunakan corong Buchner. Kristal yang



didapatkan kemudian dikeringkan ke dalam oven. Setelah kering, kristal ditimbang menggunakan neraca analitik. Kemudian dilakukan uji fisik dan kimia terhadap kristal asetanilida tersebut. Uji fisik meliputi warna dan bentuk. Uji kimia yakni mereaksikan kristal asetanilida dengan basa (natrium hidroksida) dan asam (asam klorida).



4. Hasil dan Pembahasan Dari percobaan yang telah dilakukan, diperoleh kristal belum murni berwarna kecoklatan pada saat belum dilakukan pemurnian. Massa kristal yang didapatkan sebesar 7,23 gram. Namun pada saat setelah dilakukan rekristalisasi kristal yang didapatkan berwarna abu-abu mengkilap dengan massa sebesar 3,55 gram.dengan rendemen sebesar 23,87%. Rendemen didapatkan dari perhitungan sebagai berikut: ρ anilin = 1,0216 gram/ml ρ



asam asetat glasial = 2,1 g/ml



Massa anilin = 10 ml X 1,0216 gram/ml = 10,216 gram Massa asam asetat glasial = 2,1 g/ml X 10 ml = 21 gram Mol asam asetat glasial =



21 gram 60,053 gram/ mol



= 0,35 mol



Mol anilin =



10,216 gram gram 93 mol



= 0,11 mol



Berdasarkan reaksi yang terjadi maka didapatkan : Mol asetanilida = 0,11 mol Massa asetanilida teoritis = 0,11 mol X 135,17 gram /mol = 14,87 gram Rendemen =



=



massa asetanilida percobaan massa asetanilidateoritis 3,55 gram 14,87 gram



= 23,87%



X 100%



Pada saat pengujian sifat kimia, dilakukan uji terhadap asam dan terhadap basa. Uji dengan asam menggunakan HCl. Kristal asetanilida larut dalam larutan HCl dengan larutan tidak berwarna. Saat ditambahkan larutan FeCl3 lartan menjadi berwarna kekuningan. Perubahan warna ini menunjukkan bahwa kristal astenilida berubah menjadi anilin, menurut literatur larutan anilin berwarna kuning [8].pada saat penambahan basa (NaOH) diperoleh endapan putih pada permukaan larutan dengan larutan tidak berwarna. Endapan tersebut menunjukkan bahwa reaksi asetanilida dengan basa menghasilkan garam. Reaksi yang terjadi pada saat uji kimia serta saat penambahan kedua reaktan sebagai berikut:  Reaksi antara anilin dan asam asetat glasial







Reaksi antara asetanilida dengan asam klorida







Reaksi antara asetanilida dengan natrium hidroksida



Dari reaksi antara anilin dan asam asetat terjadi reaksi substitusi nukelofilik, anilin menjadi nukleofilik pada atom N karena mempunyai satu pasang elektron bebas yang dapat berikatan dengan atom lain,sedangkan asam asetat glasial menjadi elektrofilik pada atom C karena atom C keelektronegatifannya lebih kecil daripada N sehingga dapat diikat oleh atom N Pemurnian kristal asetanilida dapat dilakukan dengan metode rekristalisasi. Rekristalisasi adalah suatu metode yang diguanakn untuk memisahkan zat analit yang diinginkan dari zat pengotor dalam keadaan panas.Pada saat pembentukan kristal selalu dipengaruhi oleh oleh beberapa faktor. Faktor yang mempengaruhi adalah  Temperatur Penurunan temperatur akan menginduksi pembentukan kristal secara cepat  Kecepatan pendinginan Pendinginan yang cepat akan menghasilkan initi kristal yang lebih banyak daripada pendinginan lambat  Viskositas Pada saat viskositas meningkat karena penurunan temperatur dan meningkatnya konsentrasi larutan ,proses pembentukan inti kristal akan dibatasi. Hal ini karena



 



berkurangnya pergerakan molekul pembentuk inti kristal dan terhalanginya perpindahan panas sebagai energi pembentukan inti kristal Densitas massa kristal Jumlah kristal yg terdapat dalam satu unit volume yg terdapat dalam larutan akan berpengaruh pada tingkat pertumbuhan setiap kristal. Zat pengotor Zat pengotor ini akan berperan sebagai zat yang akan mempercepat atau menghambat pembentukan inti kristal



Kesimpulan Dari percobaan yang telah dilakukan dapat diketahui bahwa anilin bertindak sebagai nukleofilik sedangkan asam asetat bertindak sebagai elektrofilik. Kristal asetanilida yangtelah didapatkan berwarna agak putih mengkilap serta dimurnikan dengan metode rekristalisasi sehingga didapatkan berat sebesar 3,55 gram dan rendemen 23,87 % .



Daftar Pustaka [1] Delvira, Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asetanilida Dari Anilin dan Asam Asetat Dengan Kapasitas Produksi 25.000 Ton/Tahun, Universitas Sumatera Utara, Medan, 2011. [2] BPS, Data Impor Asetanilida, Bdan Pusat Statistik, 2008. [3] Stoker, H. Stephen, General, Organic, and Biological Chemistry Sixth Edition, 2012, Cengage Learning, USA [4] Rudyanto, M, Suzana, G. N, Astika, Sintesis N-Metilsalisilamida, N,NDimetilsalisilamida dan Salisilpiperidida, 2005, Jurnal Akta Kimia Indonesia 1, 1, 27-34, [5] Firdaus, Kimia Organik Sintesis 1, 2012, Universitas Hasanuddin, Makassar. [6] Agustina, L. R, Citra, M. T, Danny, S, Rekristlisasi Garam Rakyat Dari Daerah Demak Untuk Mencapai SNI Garam Industri, 2013, Jurnal Teknologi Kimia dan Industri, 2, 4, 217-225. [7] Shinta, R. D, Kristalisasi, 2012, Universitas Brawijaya, Malang. [8] Smith, R. D, MSDS of Aniline, 2013.