Praktikumkokimia i 2011-2

PENUNTUN PRAKTIKUM  KIMIA ORGANIK (KI2152)  K I M I A 

        LABORATORIUM KIMIA ORGANIK  PROGRAM STUDI KIMIA  FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM  INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG  2 0 1 1  ByDW2011 

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

DAFTAR ISI  DAFTAR ISI .................................................................................................................................................. i  JADWAL PRAKTIKUM ................................................................................................................................. ii  PERATURAN UMUM: TUGAS DAN KEWAJIBAN PRAKTIKAN .................................................................. iii  BEBERAPA PERALATAN LABORATORIUM ................................................................................................ 1  PRINSIP DAN TEKNIK DASAR PEMISAHAN DAN PEMURNIAN ................................................................ 5  A. DISTILASI ........................................................................................................................................... 5  B. REKRISTALISASI & SUBLIMASI ......................................................................................................... 10  C. EKSTRAKSI........................................................................................................................................ 16  D. KROMATOGRAFI KOLOM DAN KROMATOGRAFI LAPIS TIPIS (KLT) ................................................ 18  Percobaan 1  PEMISAHAN DAN PEMURNIAN ZAT CAIR: Distilasi & Titik Didih ................................... 31  Percobaan 2 PEMISAHAN & PEMURNIAN ZAT PADAT: Rekristalisasi & Titik Leleh ............................ 33  Percobaan 3  PEMISAHAN SENYAWA ORGANIK: Ekstraksi ................................................................... 35  Percobaan 4  KROMATOGRAFI KOLOM & KROMATOGRAFI LAPIS TIPIS: Pemisahan Senyawa  Nitrofenol dan Pemisahan Zat Pewarna Makanan ............................................................................... 37  Percobaan 5  KEISOMERAN GEOMETRI: Pengubahan Asam Maleat menjadi Asam Fumarat ............ 40  Percobaan 7 Hidrokarbon: Sifat dan Reaksi Kimia ................................................................................ 44  Percobaan 8  PEMBUATAN TERS‐BUTILKLORIDA: Reaksi Substitusi Nukleofilik Alifatik ..................... 50  Percobaan 9 Alkohol dan Fenol: Sifat dan Reaksi Kimia ....................................................................... 52  Percobaan 10 Esterifikasi Fenol: Sintesis Aspirin .................................................................................. 56  Percobaan 11 PEMBUATAN SIKLOHEKSANON ...................................................................................... 59  Percobaan 12 Aldehid dan Keton: Sifat dan Reaksi Kimia .................................................................... 61  Percobaan 13 REAKSI SIKLO ADISI DIELS ALDER DAN RETRO DIELS‐ALDER ......................................... 65  Percobaan 14  ISOLASI ETIL‐p‐METOKSI SINAMAT DARI KENCUR (Kaemferia galanga L.) DAN  SINTESIS ASAM p‐METOKSISINAMAT: Sintesis Turunannya dan Penetapan Struktur ........................ 67  Percobaan 15 Isolasi Kafein dari Teh ..................................................................................................... 69  Percobaan 16 Isolasi Kurkumin dari Kunyit (Curcuma longa) ............................................................... 72 

ByDW2011 

i

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

JADWAL PRAKTIKUM    Percobaan 1: PEMISAHAN DAN PEMURNIAN ZAT CAIR: Distilasi & Titik didih 

Minggu I  Percobaan 2: PEMISAHAN & PEMURNIAN ZAT PADAT: Rekristalisasi dan Titik Leleh 

Minggu II 

Percobaan 3: PEMISAHAN SENYAWA ORGANIK: Ekstraksi 

Minggu III 

Percobaan 4: KROMATOGRAFI KOLOM & KROMATOGRAFI LAPIS TIPIS: PEMISAHAN  SENYAWA NITROFENOL DAN PEMISAHAN ZAT PEWARNA MAKANAN 

Minggu IV 

Percobaan 5: KEISOMERAN GEOMETRI: Pengubahan Asam Maleat menjadi Asam  Fumarat 

  Percobaan 13: Reaksi Siklo Adisi Diels‐Alder dan Retro Diels‐Alder 

Minggu V 

 

Percobaan 6: PEMBUATAN SIKLOHEKSENA   Percobaan 7: HIDROKARBON: Sifat dan Reaksi Kimia   Percobaan 8: PEMBUATAN TERS‐BUTIL KLORIDA: Reaksi Substitusi Nukleofilik Alifatik 

Minggu VI  Percobaan 9: ALKOHOL DAN FENOL: Sifat dan Reaksi Kimia  

Minggu VII   

Percobaan 11: PEMBUATAN SIKLOHEKSANON  Percobaan 12: ALDEHID DAN KETON: Sifat dan Reaksi Kimia  Percobaan 10: ESTERIFIKASI FENOL: Sintesis Aspirin 

Minggu VIII  Percobaan 15: Isolasi Kafein dari Teh 

Minggu IX 

Percobaan 14: ISOLASI ETIL p‐METOKSISINAMAT DARI KENCUR (Kaempferia galanga  L.) DAN SINTESIS ASAM p‐METOKSI SINAMAT   Percobaan 16: Isolasi Kurkumin dari Kunyit (Curcuma longa) 

Minggu X 

ByDW2011 

Ujian Praktikum 

ii

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

PERATURAN UMUM: TUGAS DAN KEWAJIBAN PRAKTIKAN   

Selamat datang di Laboratorium Pendidikan Kimia Organik!      Sebelum  Anda  memulai  bekerja  di  Laboratorium  Kimia  Organik,  sudah  menjadi  keharusan  bagi  Anda  untuk  mengenal  dan  memahami  lebih  dahulu  segala  sesuatu yang berhubungan  dengan tempat  ini,  terutama  yang  erat  kaitannya  dengan  praktikum  atau  percobaan.    Hal  pertama  yang  harus  ditekankan  adalah  bahwa  lingkungan  laboratorium  kimia  organik  sangat  berbeda  dengan  laboratorium  kimia  lainnya.    Di  sini  hampir  semua  zat  bersifat  racun  dan  mudah  terbakar.    Banyak  reaksi  yang  prosesnya  sangat  cepat  (eksplosif);  tetapi  banyak  pula  yang  reaksinya  sangat  lambat  sehingga  memerlukan  kondisi  tertentu,  misalnya  pemanasan  atau  pengadukan.  Beberapa hal yang perlu Anda ingat dan pahami antara lain:  - Reaksi  kimia  organik  pada  umumnya  lambat,  karena  yang  terlibat  adalah  molekul;  bagaimana  cara  mempercepatnya?  - Untuk  suatu  reaksi  yang  diharapkan  lebih  sempurna  (rendemennya  banyak),  sering  diperlukan  jumlah  pereaksinya  yang  berlebih;  bagaimana  pengaruh  kelebihan  pereaksi  tersebut  terhadap  proses  dan  bagaimana cara menghilangkannya setelah reaksi berakhir?  - Setiap  reaksi  memerlukan  kondisi  reaksi  tertentu,  misalnya  suhu,  yang  sangat  menentukan  keberhasilan  proses reaksi tersebut; bagaimana caranya?  - Melibatkan  banyak  teknik‐teknik  laboratorium  yang  khas,  misalnya  ekstraksi,  distilasi,  koagulasi,  rekristalisasi  dsb.,  dan  juga  ketrampilan  yang  memadai  untuk  menjalankannya;  bagaimana  supaya  terampil?  - Mengerti dan memahami segi bahayanya bekerja di lingkungan yang terdapat banyak zat‐zat yang beracun,  mudah terbakar atau tidak stabil; bagaimana cara untuk mengetahuinya?  - Mutlak  diperlukan  kebersihan,  keterampilan,  ketenangan,  penguasaan  teori,  dan  yang  penting  Anda  bekerja tanpa ragu‐ragu dan selalu menggunakan logika.    Selamat bekerja !    1. HAL‐HAL PENTING UNTUK DIINGAT   Tidak ada praktikum susulan   Di laboratorium dilarang untuk makan, minum, merokok, menerima tamu serta mengobrol.   Laboratorium  hanya  untuk  mengerjakan  percobaan  sesuai  dengan  prosedur  yang  diterangkan  oleh  Pemimpin  Praktikum  (dosen  praktikum  atau  asisten  praktikum  yang  sudah  diberikan  mandat  oleh  dosen yang bersangkutan).   SECEPATNYA  MENYELESAIKAN  PENGGANTIAN  ALAT,  BILA  TERLAMBAT  NILAI  PRAKTIKUM  ANDA  MENJADI T atau E.    2. KESELAMATAN KERJA DI LABORATORIUM  Kesadaran ‐ Komunikasi  KENALI  lokasi‐lokasi  dan  cara  pengoperasian  fasilitas  keselamatan  kerja  dan  keadaan  darurat,  seperti  pemadam kebakaran, kotak P3K, alarm kebakaran, pintu darurat, dsb.  WASPADA Terhadap berbagai kondisi yang tidak aman.  SEGERA LAPORKAN kondisi‐kondisi tak aman kepada Pemimpin Praktikum atau Asisten Praktikum.    Keselamatan Kerja Pribadi   Pakailah pakaian kerja yang sesuai dengan pekerjaan di laboratorium.  Gunakan selalu jas laboratorium  lengan panjang.     Gunakan sepatu tertutup yang layak untuk keamanan bekerja di laboratorium.  Sepatu terbuka, sandal  atau sepatu hak tinggi TIDAK BOLEH digunakan di laboratorium.   Gunakan selalu kaca mata pelindung dan sarung tangan ketika bekerja dengan zat‐zat yang berbahaya  dan iritan.   JANGAN PERNAH MENGGUNAKAN KONTAK LENSA ketika bekerja di laboratorium kimia organik.   Rambut yang panjang harus sealalu diikat dan dimasukkan ke dalam jas lab untuk menghindari kontak  dengan zat‐zat berbahaya, mesin yang bergerak dan nyala api.   Selalu cuci tangan dan lengan Anda sebelum meninggalkan laboratorium.    Melakukan Percobaan   JANGAN  PERNAH  melakukan  pekerjaan,  penyiapan  sampel  atau  percobaan  TANPA  ADANYA  PENGAWASAN supervisor laboratorium (dosen pemimpin praktium dan asisten praktikum).   Selalu persiapkan prosedur keselamatan kerja SEBELUM bekerja di laboratorium.  Anda harus mengacu  pada Material Safety Data Sheets (MSDS) setiap kali bekerja dengan zat‐zat kimia tertentu. 

ByDW2011 

iii

Praktikum Kimia Organik

      

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Cek semua peralatan sebelum digunakan.  Apabila terdapat kerusakan, segera laporkan kepada petugas  laboratorium untuk segera diganti/diperbaiki.  Pilihlah tempat yang tepat untuk melakukan percobaan.  Percobaan yang melibatkan zat‐zat berbahaya  dan beracun harus dilakukan di dalam lemari asam.  DISKUSIKAN  selalu  setiap  perkembangan  dalam  percobaan  kepada  asisten  atau  dosen  pemimpin  praktikum.  JANGAN  meninggalkan  suatu  percobaan  tanpa  pengawasan,  terutama  percobaan  yang  menggunakan  bahan‐bahan yang mudah meledak atau mudah terbakar.  Jika  perlu,  TEMPATKAN  TANDA  BERHATI‐HATI  DAN  NAMA  ANDA  di  tempat  percobaan  sedang  dilakukan, jika percobaan yang dilakukan cukup beresiko dan berbahaya.  Kenakan label nama dan NIM di jas laboratorium Anda agar mudah untuk dikenali dan dihubungi.  Lakukan  selalu  pengecekan  terhadap  hal‐hal  yang  menunjang  keselamatan  kerja  setiap  kali  selesai  percobaan.  PASTIKAN semua kran gas, kran air, saluran listrik, saluran vakum telah dimatikan. 

  Penanganan Khusus Zat‐zat Beracun dan Berbahaya   Anda harus mengetahui sifat fisik dan kimia zat‐zat yang akan digunakan dalam setiap percobaan.  Baca  dan pahami MSDS tiap‐tiap zat!   Beri label reagen dan sampel yang Anda gunakan.   Simpan zat‐zat kimia di lokasi yang sesuai.   JANGAN MEMBUANG zat‐zat kimia ke wasbak!   Pindahkan zat‐zat kimia sisa, residu atau zat tak terpakai ke botol‐botol atau jerigen yang khusus untuk  zat‐zat sisa, yang tersedia di laboratorium.   JANGAN PERNAH memipet sesuatu dengan mulut!.   Segera bersihkan setiap tumpahan zat kimia maupun air dengan lap kering.   Laporkan setiap kejadian  kepada pemimpin praktikum atau asisten bila Anda ragu cara menaggulanginya!    BAHAN KIMIA   Bahan‐bahan  kimia  di  laboratorium  kimia  organik  harus  dianggap  beracun  dan  berbahaya.    JANGAN  MAKAN  DAN  MINUM  DI  LABORATORIUM!    Cucilah  tangan  Anda  setiap  akan  meninggalkan  laboratorium!    Selalu  nyalakan  lemari  asam  ketika  bekerja  di  laboratorium.    Kerjakan  reaksi‐reaksi  yang  melibatkan  senyawa yang mudah menguap dan mudah terbakar di dalam lemari asam!   Jika  Anda  menyimpan  zat‐zat  yang  mudah  menguap  di  meja  Anda,  tutuplah  selalu  wadah  yang  digunakan untuk menyimpan zat tersebut!   Jika  Anda  menumpahkan  zat  kimia  di  meja  Anda,  segera  bersihkan  dengan  lap  kering  atau  tissue.   Buanglah tissue atau lap kotor di tempat sampah yang disediakan di dalam lemari asam.  Jangan buang  sampah di dalam wasbak!!   Jika Anda terkena zat kimia, segeralah cuci dengan sabun dan bilaslah dengan air yang banyak. KECUALI  APABILA  ANDA  TERKENA  TUMPAHAN/CIPRATAN  BROM,  FENOL  ATAU  ASAM  SULFAT  PEKAT  (H2SO4  PEKAT), HINDARI MEMBILAS DENGAN AIR!!!    Jika  terkena  brom,  segeralah  bilas  dengan  anti  brom  yang  disediakan  di  laboratorium.    Kemudian  setelah beberapa saat, bilaslah dengan air yang banyak.   Jika  terkena  fenol,  segeralah  bilas  dengan  anti  fenol  yang  disediakan  di  laboratorium.    Kemudian  setelah beberapa saat, bilaslah dengan air yang banyak.   Jika terkena asam sulfat pekat, laplah bagian tubuh Anda yang terkena asam sulfat pekat dengan tissue  kering atau lap kering.  Kemudian setelah beberapa saat, cucilah bagian tubuh Anda dengan air sabun  dan air yang banyak.   Zat‐zat kimia berikut sangat iritan, kecuali jika dalam konsentrasi encer: asam sulfat, asam nitrat, asam  hidroklorida (HCl), asam asetat, larutan kalium hidroksida dan natrium hidroksida.  Berhati‐hatilah!   Dimetilsulfoksida, walaupun tidak iritan, tapi cepat sekali terserap oleh kulit.  Berhati‐hatilah!    KECELAKAAN    Jika  Anda  terluka  atau  mengalami  kecelakaan  di  laboratorium,  beritahu  segera  dosen  pemimpin  praktikum.  Segera hubungi pihak medis jika lukanya cukup serius.    BERSIAP‐SIAPLAH:   Kenali lokasi alat pemadam kebakaran, showers, selimut api (jika tersedia) dan kran air bersih.   Baca  dan  pahami  prosedur  percobaan  sebelum  Anda  bekerja  di  laboratorium.    Jka  Anda  tidak  mengerti, bertanyalah pada asisten atau dosen pemimpin praktikum.  Bekerja tanpa memahami akan  mengakibatkan kecelakaan fatal!!    

ByDW2011 

iv

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

3. TATA ALIRAN KERJA DAN PENGATURAN LABORATORIUM    Semua praktikan pada hari pelaksanaan praktikum, menunggu waktu masuk ke dalam laboratorium di  selasar  depan  laboratorium,  kemudian  masuklah  dengan  tertib  sambil  menandatangani  daftar  hadir  yang tersedia di meja dekat pintu masuk.    Waktu  masuk  laboratorium  adalah  tepat  pada  pukul  08.00  (sesi  pagi)  atau  jam  13.00  (sesi  siang).   Praktikan langsung masuk dan mengisi daftar hadir, kemudian menuju meja masing‐masing.   Diwajibkan mengikuti penjelasan dari pemimpin kelompok atau asisten yang ditunjuk (sekitar 15 menit)   Mengajukan  bon  peminjaman  peralatan  yang  diperlukan,  misalnya  termometer,  buret,  dll.,  kepada  petugas di lab.  Labset adalah salah satu peralatan yang bisa dipinjam harian, artinya selesai pratikum  harus dikembalikan.  Kekurangan alat lain, peminjamannya dimasukkan ke dalam daftar inventaris.   Asisten  akan  membantu  untuk  mengatur  permintaan  keperluan  zat/pereaksi  yang  diperlukan  untuk  percobaan pada hari tersebut.    Selesai  menerima  penjelasan  praktikum  oleh  dosen  pemimpin  praktikum  ayau  asisten,  praktikan  kembali  ke  meja  masing‐masing,  dilanjutkan  dengan  peminjaman  alat  yang  tidak  ada  di  lemari,  dan  pengambilan  bahan‐bahan  kimia  yang  diperlukan  di  tempat  yang  disediakan  secara  bergiliran.  Kemudian pemasangan peralatan, yang terlebih dahulu dibersihkan atau dikeringkan.   Bekerjalah dengan tenang, cepat dan tanpa ragu‐ragu.   Bilamana menghadapi kesulitan atau keraguan, janganlah segan‐segan untuk menanyakan  kepada asisten kelompoknya.   Ada beberapa peralatan yang dipakai bersama dan akan diletakkan (oleh petugas) hanya pada tempat‐ tempat yang telah ditentukan, antara lain :      Timbangan /Neraca    Vaselin    Melting‐point apparatus      Refraktometer      selang     Kertas saring      Gelas kapiler      batu didih  Pompa vakum      Oven/alat pengering    hair‐dryer  Klem dan statif   Melaporkan  dan  menyerahkan  hasil  percobaan  (sintesis),  yang  ditempatkan  dalam  botol  kecil  (lihat  contoh)  yang  bersih  dan  diberi  label  yang  berisi  nama,  NIM,  kelompok,  nama  zat,  beratnya  dan  data  fisik.  Ini dilaporkan sambil membawa buku catatan pengamatan, dan diketahui oleh asisten.   Pengembalian  semua  alat  yang  dipinjam  pada  hari  tersebut  (misalnya  labset)  harus  dalam  keadaan  bersih  dan  kering;  asisten/petugas  lab  akan  memeriksa  keutuhan,  kebersihan  dan  jumlah  alat‐alat  tersebut.   Apabila  ada  percobaan  yang  belum  selesai  dan  perlu  dilanjutkan    minggu  berikutnya  (harus  dengan  persetuajuan  dosen  pemimpin  praktikum  dan  asisten),  campuran  reaksi/zat  harus  dipindahkan  ke  tempat/labu  kepunyaan  sendiri,  tutup  dengan  baik  dan  diberi  tulisan/peringatan  dan  label  nama.  Jagalah dari kemungkinan tertumpah atau terbakar.   Waktu untuk pulang, paling lambat pukul 12.00 (sesi pagi) atau pukul 17.00 (sesi siang).  Bersihkanlah  meja dan lantai tempat anda bekerjasebelum Anda pulang.   Sekali lagi, selesai pratikum Anda harus sudah mengecek:  - Apakah alat‐alat yang dipinjam pada hari itu sudah dikembalikan ke gudang?  - Apakah tempat/meja kerja Anda (dan lantai) sudah bersih kembali?  - Apakah buku catatan praktikum Anda sudah ditandatangani oleh asisten?  - Apakah kran gas, air dan listrik di meja Anda sudah dimatikan?   Kalau sudah beres,dipersilakan meninggalkan lab.      4. PERLENGKAPAN PRAKTIKAN  Perlengkapan di  bawah  ini  harus  disediakan  dan dibawa setiap  kali  melakukan  praktikum.  Jangan  sampai  lupa!   Buku catatan pratikum atau jurnal praktikum:  - Berupa  buku  pertunjuk  praktikum  atau  buku  kuliah,  ukuran  A4,  bergaris,  dan  disampul  dengan  warna  yang  telah  ditentukan  berdasarkan  pembagian  kelompok  yang  diumumkan  sebelum  pelaksanaan praktikum (SELALU LIHAT PAPAN PENGUMUMAN DI DEPAN LABORATORIUM!)  - Berilah nama, NIM, nomor kelompok, nomor meja/lemari dan identitas lainnya.   - Dii  halaman  sampul  belakang  sebelah  dalam,  rekatkan  satu  lembar  formulir  yang  menyatakan  bahwa Anda telah menyerahkan laporan yang sudah ditandatangani asisten Anda.   Tugas pendahuluan (ditulis tangan, diberi nama, NIM, dan nomor kelompok).   Memakai jas lab, warna putih, terbuat dari bahan sederhana, dan bertangan panjang.   Berpakaian  rapi  dan  sopan,  bersepatu  (tidak  boleh  pakai  sandal),  dan  selalu  memakai  kacamata  pelindung (dapat dipinjam di laboratorium).   Perlengkapan lainnya yang akan banyak membantu kelancaran kerja Anda, antara lain: alat tulis, korek  api, lap kain, tissue, sabun/detergen, pisau lipat, gunting kecil.    5. BUKU CATATAN PRAKTIKUM  Sebelum  melakukan  praktikum,  buku  catatan  praktikum  harus  sudah  diisi  dengan  catatan  persiapan  percobaan yang akan dilakukan hari itu (dikerjakan sebelum datang ke laboratorium).  Buku persiapan ini akan  diperiksa oleh asisten yang bersangkutan dan akan diberi nilai.  ByDW2011 

v

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Buku catatan pratikum, harus berisi:   Nomor percobaan dan judul percobaan   Tujuan percobaan   Teori/prinsip percobaan, cukup berupa beberapa kalimat singkat yang meliputi garis besar percobaan,  misalnya  persamaan  dan  mekanisme  reaksi,  hal‐hal  yang  khusus  mengenai  percobaan  tersebut,  dan  lain‐lain.   Data  fisik  dan  kimia  mengenai  zat‐zat  kimia  yang  digunakan  pada  percobaan  saat  itu.    Carilah  data  tersebut  di  berbagai  Handbook  dan  buku  teks,  jangan  lupa  cantumkan  sumber  tersebut  di  referensi  atau daftar pustaka.   Pereaksi  dan  peralatan  yang  diperlukan.  Pereaksi  di  kiri,  peralatan  di  kanan,  dengan  cara  diurut  dari  atas ke bawah. Bila perlu, sertai dengan gambar rangkaian peralatan.   Diagram  percobaan.  Tujuannya  untuk  mempermudah  urutan  kerja  yang  akan  dilakukan  dan  sebagai  gambaran percobaan keseluruhan.  Membuat diagram yang baik memerlukan pengalaman dan latihan.   Cara kerja dan pengamatan.    Merupakan  singkatan  prosedur  kerja  yang  berbentuk  kalimat  pendek  berupa  poin‐poin  pengerjaan.  Bagian buku dibagi dua, sebelah kiri untuk cara kerja, dan bagian kanannya untuk pengamatan. Berilah  cukup spasi supaya catatan pengamatan jelas pemisahannya.  Contoh :     

             Cara Kerja           ‐ Campur 5 g sikloheksanol + 10 mL H2SO4 pkt                        ‐ Refluks 30 menit          ‐ pindahkan ke corong pisah,ekstraksi dengan eter    ‐ dst,dst            

         

Pengamatan  ……………….   warna jadi hijau   dua lapis   ………………. 

   

Hasil perhitungan  Daftar pustaka.  Tuliskan semua sumber referensi tempat Anda mengambil berbagai informasi yang  penting yang Anda jadikan rujukan untuk percobaan yang bersangkutan. 

 

 

Contoh Diagram Percobaan:                                           

             

             

PEMBUATAN SIKLOHEKSANON      Sikloheksanol + H2SO4 pekat         ‐ Refluks       ‐ distilasi 90oC 

               

             

    Distilat               

            ‐ Jenuhkan dgn NaCl  ‐ + lar Na2CO3  ‐ test lakmus, netral  ‐ diekstraksi 

     

Residu  dibuang   

                                    Lapisan Air                                                                                                         

 

 

Lapisan Organik 

   

   

   

‐ Keringkan dengan CaCl2  ‐ distilasi pada 80 – 85oC 

  Sikloheksanon    6. LAPORAN PRAKTIKUM   Ditulis dengan rapi dan terbaca pada kertas ukuran A4 tak bergaris.   Isi laporan, seperti urutan pada buku catatan praktikum, meliputi semua catatan pratikum, ditambah  dengan:  ‐ Sedikit lebih banyak pembahasan teorinya (lebih lengkap)  ‐ Diskusi  ‐ Kesimpulan   Titik berat penilaian laporan adalah pada bagian pembahasan diskusi Anda. 

ByDW2011 

vi

Praktikum Kimia Organik

  

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Yang dibahas pada diskusi adalah pembahasan mengenai hasil percobaan sendiri, misalnya mengenai  hasil  data  percobaan  yang  dilakukan  dibandingkan  dengan  hasil  data  pada  literatur.  Bila  mengalami  kegagalan, dibahas faktor‐faktor apa yang menyebabkan kegagalan tersebut.  Laporan diserahkan satu minggu setelah percobaan dilakukan. Keterlambatan menyerahkan laporan  akan mempengaruhi nilai laporan dan nilai keseluruhan praktikum Anda, jadi jangan terlambat!  Setiap penyerahan laporan harus disertai bukti penerimaan oleh asisten. Untuk ini formulirnya sudah  disediakan (diminta asisten), dan ditempelkan pada halaman terakhir buku catatan pratikum. 

  7. SISTEM PENILAIAN    Setiap  dosen  pemimpin  praktikum  diberi  kebebasan  untuk  menentukan  cara/bobot  penilaian.  Sebagai  gambaran,  contoh  bobot  penilaian  meliputi:  persentase  dari  nilai  rata‐rata:  persiapan  10%,  hasil  kerja  35%,  laporan  35%,  tes  20%.    Ujian  praktikum  pada  akhir  semester  setelah  pelaksanaan  seluruh  materi  praktikum  berkontribusi 25% dari nilai total praktikum.    8. HAL‐HAL PENTING LAINNYA   Sebelum  praktikum  dimulai,  1‐2  minggu  sebelumnya  (sesuai  jadwal)  diharuskan  sudah  mulai  mengambil  inventaris lemari.  Setiap praktikan akan mendapat nomor lemari, kemudian secara bersama‐sama petugas  lab  melakukan  pengecekan  dan  mencatatnya  dalam  daftar  inventaris.    Pada  kesempatan  ini  sebaiknya  digunakan untuk mengenali nama dan bentuk peralatan (gelas) yang biasa digunakan dalam laboratorium  kimia  organik.    Hal  ini  penting  karena  baik  nama  maupun  bentuk  peralatannya  banyak  dan  khas.    Anda  harus mengecek jumlah dan keutuhan alat‐alat yang tersedia, karena kalau sudah Anda tanda tangan pada  daftar inventaris dan diketahui oleh petugas maka selanjutnya sudah menjadi tanggung jawab Anda sendiri.   Kunci  lemari  tidak  boleh  dibawa  pulang.    Setiap  kali  Anda  praktikum/pulang  Anda  bisa  minta/mengembalikan kunci kepada petugas laboratorium.    Pada setiap pelaksanaan praktikum akan disediakan lembar kerja praktikum yang harus diisi dan pada akhir  praktikum harus diserahkan kepada asisten sebagai dasar penilaian laporan praktikum Anda.  Jika lampiran  lembar  data  dengan  data  pada  laporan  berbeda,  maka  asisten  berhak  memberikan  nilai  nol  (0)  untuk  praktikum Anda.   Pada  akhir  program  praktikum  maka  inventaris  di  dalam  lemari  harus  dikembalikan.    Pengecekan  akan  dilakukan  terhadap:  jumlah  dan  jenis  alat  (dicocokan  dengan  daftar  inventaris),  mencatat  kekurangan,  kerusakan  dan  pemecahan  alat  yang  diganti.    Pada  prinsipnya,  penggantian  alat  dilakukan  dengan  mengganti jenis dan kualitas alat yang sama.   Mohon  diingat,  penggantian  alat  yang  rusak  harus  segera  dilakukan  begitu  praktikum  yang  bersangkutan  selesai.    Jangan  menunggu  sampai  akhir  keseluruhan  program  praktikum  berakhir!    Keterlambatan  penyelesaian masalah  penggantian  alat yang pecah  atau  rusak  akan mempengaruhi  nilai  akhir  praktikum,  sebab jika sampai batas penyerahan nilai belum selesai, Anda bisa dinyatakan tidak lulus atau diberi nilai T. 

ByDW2011 

vii

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

BEBERAPA PERALATAN LABORATORIUM 

 

ByDW2011 

1

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

 

ByDW2011 

2

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Beberapa Peralatan Laboratorium Kimia Organik

Labu bundar

Labu leher dua penghubung labu ke kondensor

Labu leher tiga

Adaptor yang bisa dihubungkan ke vakum

penghubung Claissen Penghubung umum Labu isap

Kondensor

Corong Pisah

kolom untuk kromatografi

Corong Buchner (terbuat dari keramik porselain) atau Corong Hirsch (terbuat dari kaca) Pemanas listrik dengan pengaduk bermagnet (magnetic stirrer hotplate)

ByDW2011 

3

Labu takar/Labu volumetrik

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

PERHITUNGAN DATA HASIL PERCOBAAN DI LABORATORIUM Analisis  kuantitatis  suatu  hasil  percobaan  di  laboratorium  sangat  diperlukan.    Metode  kuantitatif  yang  umum  digunakan  di  laboratorium  kimia  organik  adalah  penentuan  persen  kesalahan,  persen  kemurnian,  persen  perolehan  kembali (recovery), dan persen rendemen/hasil (yield).    Perhitungan  persen  kesalahan  digunakan  sebagai  perbandingan  antara  suatu  data  fisik  yang  teramati  di  percobaan  (misalnya  titik  leleh  atau  titik  didih)  dengan  data  yang  diperoleh  dari  literatur.    Persen  kesalahan  menunjukkan  seberapa  dekat  hasil  percobaan  yang  telah  dilakukan  dengan  nilai  yang  diharapkan.    Sebagai  patokan  umum,  jika  persen  kesalahan  untuk  data  fisik  yang  diperoleh  dari  hasil  percobaan  melebihi  5%,  maka  identitas  senyawa  yang  diperoleh harus dipertanyakan.  Perhitungan persen kesalahan menggunakan persamaan berikut:     nilai dari literatur - nilai dari percobaan  % Kesalahan =   x100   nilai dari literatur     Perhitungan  persen  kemurnian  digunakan  untuk  menentukan  kemurnian  senyawa  yang  dihasilkan  dari  percobaan.   Persen kemurnian bersinonim dengan persen persen komposisi.  Data kemurnian kuantitatif sering kali diperoleh dari  data  hasil  pengukuran  menggunakan  metode  kromatografi  (misalnya  GC  atau  HPLC).    Perbandingan  antara  jumlah  suatu  senyawa  berdasarkan pengukuran kromatografi dengan  jumlah  semua  senyawa  dalam  sampel  yang  sama dari  pengukuran kromatografi yang sama merupakan dasar dari persen kemurnian.  Jika kemurnian produk kurang dari ada  85% maka produk tersebut harus dimurnikan lebih lanjut.  Perhitungan persen kemurnian menggunakan persamaan  berikut:   

 jumlah senyawa yang diharapkan dalam sampel   x100    jumlah semua senyawa yang terdapat dalam sampel 

% Kemurnian = 

  Perhitungan  persen  perolehan  kembali  (recovery)  digunakan  untuk  membandingkan  massa  material  yang  ada  pada  saat  awal  prosedur  percobaan  (belum  dimurnikan,  masih  campuran)  terhadap  massa  material  setelah  proses  pemisahan/pemurnian  dilakukan.    Persen  perolehan  kembali  memberikan  indikasi  ketelatenan  dan  ketelitian  seseorang  dalam  melakukan  percobaan.    Dalam  sebagian  besar  prosedur,  Anda  akan  kehilangan  beberapa  material  dikarenakan  tumpah,  adhesi  material  pada  peralatan  gelas,  atau  hilang  karena  hal‐hal  mekanik  lainnya.    Pada  praktikum  kimia  organik,  jika  persen  perolehan  kembali  kurang  daripada  85%,  maka  diasumsikan  terjadi  kesalahan  prosedur  atau  kelalaian  yang  dilakukan  oleh  Anda  sebagai  praktikan.    Tetapi  Anda  harus  memperhitungkan  terlebih  dahulu kemurnian material sebelum mengambil kesimpulan terhadap berhasil atau tidaknya proses perolehan kembali  atau pemurnian yang Anda lakukan.   

 berat senyawa yang diperoleh kembali setelah pemisahan   x100   berat awal senyawa sebelum pemisahan  

% Perolehan kembali = 

  Perhitungan  persen  rendemen/hasil  (yield)  diguankan  untuk  menentukan  efesiensi  atau  tidaknya  suatu  reaksi  kimia.   Perhitungan persen rendemen mengharuskan Anda untuk dapat menuliskan persamaan reaksi yang setara dari reaksi  yang berlangsung.  Anda harus mengubah massa atau volume semua pereaksi awal menjadi mol, sehingga Anda dapat  menghitung rendemen/hasil teoritisnya.  Perhitungan akhir adalah merupakan perbandingan antara rendemen produk  yang  diperoleh  berdasarkan  hasil  percobaan  dengan  rendemen  teoritis.    Dalam  praktikum  kimia  organik,  jka  persen  renemen  di  bawa50%,  maka  hal  tersebut  menunjukkan  adanya  masalah  dalam  pengerjaan  prosedur  percobaan.   Namu, sekali lagi Anda harus mempertimbangkan terlebih dahulu kemurnian material sebelum menyimpulkan berhasil  atau tidaknya pengerjaan prosedur percobaan yang Anda lakukan.    % Rendemen/hasil =

 rendemen/hasil yang diperoleh pada percobaan    x100    rendemen/hasil berdasarkan perhitungan (teoritis) 

 

ByDW2011 

4

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

PRINSIP DAN TEKNIK DASAR PEMISAHAN DAN PEMURNIAN  A. DISTILASI     Distilasi merupakan metode yang sangat baik untuk memurnikan zat cair.  Suatu zat cair mengandung atom‐ atom  atau  molekul  yang  tersusun  berdekatan  namun  masih  dapat  bergerak  bebas  dengan  energi  yang  berlainan.   Ketika  suatu  molekul  zat  cair  mendekati  perbatasan  fasa  uap‐cair,  maka  molekul  tersebut,  jika  memiliki  energi  yang  cukup,  dapat  berubah  dari  fasa  cair  menjadi  fasa  gas.  Hanya  molekul‐molekul  yang  memiliki  energetika  yang  cukup  yang dapat mengatasi gaya yang mengikat antarmolekul dalam fasa cair sehingga dapat melepaskan diri ke dalam fasa  gas.  Beberapa molekul yang berada dalam fasa uap di atas zat cair, ketika mendekati permukaan zat cair tersebut,  dapat memasuki fasa cair kembali sehingga menjadi bagian dari fasa yang terkondensasi.  Pada saat proses ini terjadi,  molekul‐molekul tersebut memperkecil energi kinetiknya, sehingga gerakannya lebih lambat.  Pemanasan terhadap zat  cair menyebabkan banyak molekul memasuki fasa uap; proses pendinginan uap merupakan kebalikan dari proses ini.  Ketika  sistem  berada  dalam  kesetimbangan,  karena  banyak  molekul  zat  cair  yang  memasuki  fasa  uap  dan  kemudian  kembali  lagi  dari  fasa  uap  menjadi  cair,  maka  dapat  terukur  tekanan  uapnya.    Jika  sistem  tetap  bertahan  dalam kesetimbangan, bahkan ketika energinya dinaikkan, banyak molekul dalam fasa cair akan memiliki energi yang  mencukupi untuk berubah menjadi fasa uap.  Walaupun banyak molekul yang juga kembali dari fasa uap ke dalam fasa  cair, namun jumlah molekul dalam fasa uap bertambah dan tekanan uap akan naik.  Jumlah molekul dalam fasa uap  sangat bergantung pada suhu, tekanan dan kekuatan gaya tarik antarmolekul di dalam fasa cair dan volume sistem.  Jika  dua  komponen  berbeda  (A  dan  B)  terdapat  dalam  fasa  cair,  uap  di  atas  permukaan  fasa  cair  akan  mengandung beberapa  molekul  setiap  komponen.    Jumlah  molekul  A  dalam  fasa  uap  akan  ditentukan  oleh  tekanan  uap  A  dan  fraksi  mol  A  dalam  campuran.    Dengan  kata  lain,  jumlah  relatif  komponen  A  dan  B  dalam  fasa  uap  akan  berhubungan  erat  dengan  tekanan  uap  tiap  zat  cair  murni.    Hubungan  ini  secara  matematis  diungkapkan  menurut  hukum Raoult:    Ptotal = PA + PB, dimana PA = PºAXA dan PB = PºBXB  PA = tekanan parsial A  PB = tekanan parsial B  PºA = tekanan uap murni A  PºB = tekanan uap murni B  XA = fraksi mol A dalam fasa cair  XB = fraksi mol B dalam fasa cair    Tekanan uap total di atas permukaan campuran zat cair adalah penjumlahan kedua tekanan parsial antara komponen  A  dan  B.    Ketika  suhu  naik,  tekanan  uap  masing‐masing  komponen  bertambah,  sehingga  secara  proporsional  meningkatkan tekanan uap total di atas permukaan campuran cair.  Pada beberapa suhu, jumlah tekanan parsial sama  dengan 760 torr (1 atm) dan pada saat ini larutan mulai mendidih.  Secara umum, titik didih didefinisikan sebagai suhu  ketika  jumlah  tekanan  parsial  di  atas  fasa  cair  sama  dengan  tekanan  luar  yang  dikenakan  pada  sistem.    Penurunan  tekanan  luar  menyebabkan  larutan  akan  mendidih  pada  suhu  lebih  rendah  –  penaikan  tekanan  luar  menyebabkan  larutan akan mendidih pada suhu lebih tinggi.  Hukum Raoult juga memberikan informasi tentang komposisi fasa uap  di atas permukaan zat cair:  X’A = fraksi mol A dalam fasa uap = PA/Ptotal  X’B = fraksi mol B dalam fasa uap = PB/Ptotal    Ilustrasi  teori  dasar  distilasi  berdasarkan  hukum  Raoult  dan  hukum  Dalton  tentang  tekanan  parsial  adalah  sebagai berikut: 

A. Sampel Zat Cair Murni  E Kinetik zat cair bertambah                                                        Banyak molekul mencapai “kecepatan melepaskan diri” 

 

  ByDW2011 

5

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

 

Gambar 1  Ilustrasi proses distilasi sampel murni 

  Hukum  Dalton  tentang  tekanan  parsial:  tekanan  total  (di  atas  permukaan  fasa  cair):  PT    =  Pair  +  Psampel    dan   Psampel  menjadi lebih jelas pada T tinggi.  Teori Distilasi (keterangan gambar):    Ketika T naik, jumlah molekul yang melepaskan diri dari fasa cair menuju fasa gas akan bertambah.  Tekanan  uap akan bertambah dengan penambahan jumlah sampel pada fasa uap.   Pengaruh  total  adalah  bahwa  jumlah  pertambahan  molekul  udara  akan  digantikan  sampai  semua  molekul  udara digantikan oleh fasa uap sampel.  Pada saat ini PT secara khusus merujuk pada Psampel.    

Fasa cair mulai mendidih (terbentuk gelembung) ketika PT = Psampel.  Pada posisi ini, molekul akan masuk ke fasa gas dari fasa cair sampel dan akan menggantikan molekul‐molekul  yang sudah ada dalam fasa tersebut.  Tekanan parsial molekul sampel tidak akan bertambah lagi.  Penguapan bertambah dengan cepat dan pendidihan dimulai (= b.p.= titik didih)  

 

B. Campuran Dua‐Komponen     Hukum Dalton:     Kita harus mempertimbangkan berapa banyak tiap komponen terdapat dalam campuran.  Fraksi mol (X)  merupakan  fraksi suatu komponen tertentu yang terdapat dalam keseluruhan sampel; komponen ini harus saling campur dengan  komponen lainnya: 

 

Hukum Raoult:    

  Awalnya: 

 

                    

komponen dengan titik didih lebih rendah kontribusinya lebih banyak pada PT, jika campuran awal 1:1  maka 

. 

Kemudian:     tetapi ketika distilasi berlanjut,   akan bertambah karena banyak senyawa dengan titik didih  lebih rendah telah menguap.    Dengan demikian, komponen dengan titik didih lebih rendah yang proporsinya lebih tinggi akan terdistilasi pertama  kali, selanjutnya diikuti oleh peningkatan jumlah komponen dengan titik didih lebih tinggi.   ByDW2011 

6

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

 

C. Pengaruh Zat Pengotor  Contoh:  gula  dilarutkan  dalam  air.  Zat  pengotor  yang  non‐volatile  (tidak  menguap)  seperti  gula  dapat  menurunkan  tekanan  uap  air  murni  karena  pelarutan  gula  menurunkan  konsentrasi  komponen  yang  volatile  (dapat  menguap,  seperti  air)  di  dalam  fasa  cair.    Karena  tekanan  uap  rendah,  suhu  yang  lebih  tinggi  dibutuhkan  untuk  mencapai  pendidihan.    Pada  proses  distilasi,  ketika  proses  pendidihan  tercapai,  suhu  di  atas  permukaan  campuran  akan masih berada pada 100oC pada 1 atm karena zat cair yang terkondensasi di ujung bawah termometer adalah air  murni  (tidak  terkontaminasi  oleh  gula).    Tetapi  suhu  di  dalam  campuran  pada  fasa  cair  (dalam  labu)  akan  secara  bertahap  naik  selama  proses  distilasi  berlangsung  seiring  dengan  bertambahnya  konsentrasi  gula  (ingat:  air  telah  menguap).  Pengaruh zat pengotor terhadap naiknya suhu pada proses distilasi dapat dilihat pada grafik hubungan antara  tekanan luar dengan suhu sistem (Gambar 2).  Untuk pemisahan terbaik sehingga mendapatkan komponen‐komponen  yang murni, distilasi bertingkat merupakan alternatif yang baik, terutama untuk campuran dua komponen atau lebih  dan  campuran  yang  mengandung  zat  pengotor  non‐volatil.    Ilustrasi  proses  pemisahan  dengan  distilasi  bertingkat  dapat dilihat pada Gambar 3.   

  Gambar 2 Grafik pengaruh zat pengotor pada campuran    Distilasi  Sederhana:  Distilasi  sederhana  (lihat  Gambar  6)  adalah  proses  distilasi  yang  tidak  melibatkan  kolom  fraksinasi atau proses yang biasanya untuk memisahkan salah satu komponen zat cair dari zat‐zat non‐volatil atau zat  cair lainnya yang perbedaan titik didihnya paling sedikit 75  oC.  Kondensat pada dasarnya akan memiliki perbandingan  mol  fasa  cair  yang  sama  dengan  fasa  uap  pendidihan  dari  fasa  cairnya.    Distilasi  sederhana  tidak  efektif  untuk  memisahkan komponen‐komponen dalam campuran yang perbedaan titik didihnya tidak terlalu besar.   

  Gambar 3 Ilustrasi proses distilasi bertingkat pada sampel campuran dua komponen atau lebih atau yang  mengandung zat pengotor  ByDW2011 

7

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Distilasi  Bertingkat:  Jika  suatu  kolom  fraksinasi  digunakan  dalam  perangkat  distilasi  (lihat  Gambar  7),  maka  pemisahan  senyawa‐senyawa  yang  memiliki  titk  didih  berdekatan  dapat  dipisahkan  dengan  baik.    Kolom  fraksinasi  biasanya diisi dengan material berposri yang menyediakan luas permukaan yang lebih besar untuk proses kondensasi  berulang.  Pengembunan  uap  bertitik  didih  lebih  tinggi  melepaskan  kalor  yang  menyebabkan  penguapan  zat  cair  bertitik didih lebih rendah pada kolom, sehingga komponen bertitik didih rendah ini bergerak ke atas menuju kolom,  sementara  komponen bertitik  didih  tinggi bergerak  ke  bawah  ke  arah kondensor,  walaupun  sebagian  kecil  ada yang  kembali turun ke dalam labu distilasi.  Setiap proses siklus pengembunan/penguapan menghasilkan fasa uap akan lebih  kaya dengan fraksi uap komponen yang lebih volatile.    Contoh: campuran 60:40 sikloheksana (t.d. 81 oC) dan toluen (t.d. 110oC).  Campuran ini akan mendidih pada  o 88  C menghasilkan uap di atas campuran yang mendidih terdiri dari campuran sikloheksana – toluen = 83:17.  Proses  kondensasi berulang pada kolom fraksinasi menghasilkan fasa uap dengan komposisi 95:5 sikloheksana : toluen. Proses  ini  dapat  dilihat  pada  Gambar  4.    Kurva  di  bawah  menunjukkan  komposisi  fasa  cair  dan  kurva  di  atas  menunjukkan  komposisi fasa uap.  Proses pengembunan ditandai dengan garis horizontal yang menghubungkan kedua kurva.  Setiap  pengulangan siklus pengembunan dan penguapan akan menghasilkan sikloheksana yang lebih murni.  Setiap siklus ini  disebut pelat teoritis.  Kolom fraksinasi yang biasa digunakan di laboratorium organik memiliki 3 – 5 pelat teoritis.   

  Gambar 4 Kurva Distilasi Uap/Cair antara Suhu – Komposisi untuk campuran sikloheksana‐toluen    Kurva Distilasi: Jika proses distilasi sederhana dan bertingkat dialurkan dalam satu grafik (menggunakan pembacaan  suhu  terkoreksi),  maka  akan  terlihat  fenomena  seperti  pada  Gambar  5.    Kurva  ini  memberikan  informasi  efisiensi  pemisahan komponen suatu campuran.  Kelebihan distilasi bertingkat daripada distilasi sederhana dapat dilihat pada  datarnya kurva yang berarti titik didih lebih akurat dan dapat digunakan untuk mengidentifikasi titik didih fraksi tiap  komponen.   Azeotrop:  Tidak  semua  campuran  zat  cair  mengikuti  hukum  Raoult.    Contoh:  etanol  dan  air,  disebabkan  adanya interaksi antarmolekul, membentuk sistem azeotrop. Campuran 95,5% etanol dan 4,5% air mendidih di bawah  titik didih etanol murni, sehingga etanol 100% tak dapat dibuat secara distilasi biasa. Suatu campuran zat cair dengan  komposisi tertentu yang mengalami distilasi pada suhu konstan tanpa adanya perubahan dalam komposisinya disebut  azeotrop.  Kalibrasi  termometer:    Mengkalibrasi  titik  nol  termometer,  dilakukan  dengan  cara  mencelupkan  termometer pada  campuran air‐es yang diaduk homogen,  sedangkan  untuk  titik skala 100 termometer dilakukan  sebagai  berikut:  isikan  kedalam  tabung  reaksi  besar  10  mL  aquades,  masukkan  sedikit    batu    didih.  Klem  tabung  tersebut tegak lurus, panaskan  perlahan sampai mendidih. Posisikan termometer pada uap diatas permukaan air yang  mendidih tersebut. Untuk  menentukan titik didih yang sebenarnya dari air, harus diperiksa tekanan barometer.   

Gambar 5 Kurva distilasi sederhana vs bertingkat  ByDW2011 

8

 

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

 

termometer

klem statif

statif manice/bose head

air keluar air masuk

manice /bose  head klem

kondensor labu bundar

Adaptor

batang  pengaduk  magnet

gelas ukur  atau  wadah  penampung  distilat

pemanas listrik berpengaduk magnet (hotplate magnetic stirrer)

 

Gambar 6 Rangkaian alat distilasi sederhana 

air keluar air masuk

kondensor (tanpa dialiri air!)

Gambar 7 Rangkaian alat distilasi bertingkat  ByDW2011 

9

 

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

B. REKRISTALISASI & SUBLIMASI      Apabila pada percobaan terdahulu Anda telah diajarkan cara pemisahan dan pemurnian dari campuran cairan  dengan  teknik  distilasi,  pada  bagian  ini  Anda  diperkenalkan  dengan  cara  pemurnian  zat  padat  dengan  teknik  kristalisasi.    Prinsip  pemisahaan  atau  pemurnian  dengan  teknik  ini  didasarkan  pada:  pertama,  adanya  perbedaan  kelarutan zat‐zat padat dalam pelarut tertentu, baik dalam pelarut murni atau dalam pelarut campuran; dan kedua,  suatu  zat  padat  akan  lebih  larut  dalam  pelarut  panas  dibandingkan  dengan  pelarut  dingin.  Sebagai  contoh,  jika  zat  padat  A  sukar  larut,  sementara  zat  padat  B  sangat  mudah  larut  dalam  pelarut  X,  maka  adalah  logis  apabila  Anda  memisahkan A dari B dengan mencampurkan A dan B dengan pelarut X, zat A akan tertinggal sebagian, sedangkan zat  B akan larut semuanya. Contoh lain adalah zat A dan B sama‐sama sukar larut dalam pelarut X, tetapi perbandingan  jumlah A jauh lebih banyak dari B. Dengan demikian apabila Anda menggunakan jumlah pelarut tertentu X Anda dapat  melarutkan  seluruhnya  B,  sedangkan  A  sebagian,  sehingga  A  dapat  dipisahkan  dari  B.  Kedua  contoh  di  atas  belum  menjelaskan  proses  kristalisasi,  karena  proses  ini  menuntut  adanya  perubahan  fasa  zat  padat  yang  terlarut  dalam  larutan menjadi kristal, yang dijelaskan oleh prinsip ‘kedua’ di atas, yaitu Anda harus membuat larutan jenuh A dan B  dalam  pelarut  X  panas  (yaitu  pada  titik  didih  pelarut  X)  dan  mendinginkannya  kembali  sehingga  A  mengkristal,  sedangkan  B  ‘tidak’  mengkristal  (karena  mudah  larut  atau  karena  jumlahnya  sangat  sedikit).  Zat  A  selanjutnya  dipisahkan  dari  zat  B  yang  larut  dengan  cara  penyaringan  dengan  saringan  isap.  Proses  melarutkan  zat  padat  tidak  murni  dalam  pelarut  panas,  yang  dilanjutkan  dengan  pendinginan  larutan  tersebut  untuk  membiarkan  zat  tersebut  mengkristal, adalah teknik kristalisasi.    Sesuai  dengan  prinsip dan teknik  kristalisasi  tersebut di  atas,  hal yang menentukan  keberhasilannya  adalah  memilih  pelarut  yang  tepat.  Pelarut  yang  tepat  adalah  pelarut  yang  sukar  melarutkan  senyawa  pada  suhu  kamar,  tetapi  dapat  melarutkan  dengan  baik  pada  titik  didihnya.  Kadang‐kadang,  atau  bahkan  seringkali,  Anda  tidak  mendapatkan pelarut yang sesuai dengan patokan tersebut. Banyak zat padat larut baik dalam dalam keadaan panas  maupun dalam keadaan dingin, atau kalau pun ada pelarut yang sukar melarutkan dalam keadaan dingin, ia juga tidak  mampu melarutkan dalam keadaan panas. Jika Anda menghadapi kenyataan tersebut, maka Anda dapat melakukan  kristalisasi  dengan  sistem  dua  campuran  pelarut,  yaitu  salah  satu  pelarut  (X)  adalah  yang  sangat  melarutkan,  sementara yang lainnya (Y) yang tidak melarutkan sama sekali. Caranya adalah Anda larutkan zat padat tidak murni  tersebut  dalam  pelarut  X  sesedikit  mungkin  (beberapa  mL)  dalam  keadaan  panas,  kemudian  masih  dalam  keadaan  panas  tersebut  Anda  tambahkan  sedikit  demi  sedikit  pelarut  Y  sehingga  diperoleh  larutan  jenuh,  dan  selanjutnya  didinginkan. Apabila zat padat tersebut telah mengkristal dalam keadaan dingin, maka Anda memisahkannya dengan  cara penyaringan isap.   

A. Proses pelarutan zat padat     Jumlah  terkecil  pelarut  yang  digunakan  dalam  melarutkan  sejumlah  padat,  disebut  larutan  jenuh.  Tidak  banyak zat padat dapat larut dalam keadaan ini karena dalam keadaan kesetimbangan. Sedikit saja suhu didinginkan  akan terjadi pengendapan. Sejumlah energi diperlukan untuk melarutkan zat padat, yaitu untuk memecahkan struktur  kristalnya (= energi kisi) yang diambil dari pelarutnya.   

B. Kristalisasi    Proses kristalisasi adalah kebalikan dari proses pelarutan. Mula‐mula molekul zat terlarut membentuk agregat  dengan molekul pelarut, lalu terjadi kisi‐kisi diantara molekul zat terlarut yang terus tumbuh membentuk kristal yang  lebih  besar  diantara  molekul  pelarutnya,  sambil  melepaskan  sejumlah  energi.  Kristalisasi  dari  zat  murni  akan  menghasilkan  kristal  yang  identik  dan  teratur  bentuknya  sesuai  dengan  sifat  kristal  senyawanya.  Dan  pembentukan  kristal ini akan mencapai optimum bila berada dalam kesetimbangan.   

C. Pemilihan Pelarut untuk rekristalisasi    Pelarut  yang  paling  banyak  digunakan  dalam  proses  rekristalisasi  adalah  pelarut  cair,  karena  tidak  mahal,  tidak reaktif dan setelah melarutkan zat padat organik bila dilakukan penguapan akan lebih mudah memperolehnya  kembali. Kriteria pelarut yang baik:   Tidak bereaksi dengan zat padat yang akan di rekristalisasi.   Zat  padatnya  harus  mempunyai  kelarutan  terbatas  (sebagian)  atau  relatif  tak  larut  dalam  pelarut,  pada  suhu  kamar atau suhu kristalisasi.   Zat padatnya mempunyai kelarutan yang tinggi (larut baik) dalam suhu didih pelarutnya.   Titik didih pelarut tidak melebihi titik leleh zat padat yang akan direkristalisasi.    Zat pengotor yang tak diinginkan harus sangat larut dalam pelarut pada suhu kamar atau tidak larut dalam pelarut  panas.   Pelarut  harus  cukup  volatile  (mudah  menguap)  sehingga  mudah  untuk  dihilangkan  setelah  zat  padat  yang  diinginkan telah terkristalisasi.    Jika  data  kelarutan  tidak  diperoleh  dalam  literatur,  harus  dilakukan  penentuan  kelarutan  zat  padat  tersebut  dalam  sejumlah pelarut, dengan cara mengurut kepolaran pelarut‐pelarut tersebut. Urutan kepolaran (titik didih, dalam  oC)  beberapa pelarut:  air (100) > metanol (65) > etanol (78) > aseton (56) > metilen klorida (40) > etileter (35) > kloroform (61) > benzena (80)  > CCl4 (76) > ligroin (90‐115) > heksana (68) > petroleum eter (35‐60) > pentana (36).   ByDW2011 

10

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

D. Cara Rekristalisasi   

Secara umum, rekristalisasi dilakukan sesuai dengan tahapan berikut ini: 

Pelarut Zat terlarut (larutan) Zat padat + pelarut panas penyaringan biasa

pendinginan & penyaringan dengan diisap

Kristal

Pengotor (tidak larut)

    Apabila larutan yang akan dikristalkan ternyata berwarna, padahal kita tahu zat padatnya tak berwarna, maka  kedalam  larutan  panas  sebelum  disaring  ditambahkan  norit  (arang  halus)  atau  arang  aktif.  Tidak  semua  zat  warna  dapat diserap arang dengan baik. Zat warna yang tidak terserap ini akan tetap tinggal dalam induk lindi tetapi akan  hilang  pada  waktu  pencucian  dan  penyaringan.    Penggunaan  norit  ini  tidak  boleh  diulang  apabila  larutannya  masih  berwarna. Penggunaan norit jangan berlebihan sebab bisa menyerap senyawanya.    Pembentukan  kristal  biasanya  memerlukan  waktu  induksi  yang  berkisar  beberapa  menit  sampai  satu  jam.  Kadang‐kadang didapati suatu keadaan yang disebut lewat jenuh (supersaturation), dimana  kristal‐kristal baru mau  keluar  bila  dipancing  dengan  sebutir  kristal  murni.  Keadaan  ini  kadang‐kadang  sangat  menguntungkan  dalam  pemisahan  campuran  dua  atau  lebih  zat  yang  mempunyai  kelarutan  yang  sama  dalam  suatu  pelarut  tertentu  dan  jumlah komponen komponen campuran berbeda banyak satu dari yang lain.  Agar pemisahan dapat dilakukan,maka  keadaan  jenuh  jangan  diganggu,  yaitu  dengan  menghindarkan  pengadukan  dan  goncangan  berlebihan  ataupun  pendinginan yang terlalu cepat.     Kekuatan  melarutkan  suatu  pelarut,  pada  umumnya    bertambah  dengan  bertambahnya  titik  didih.  Umpamanya  etanol  dapat  melarutkan  dua  kali  lebih  banyak  dari  pada  metanol.    Kadang‐kadang  diperlukan  pasangan/campuran pelarut. Dua pelarut yang dapat bercampur satu sama lain, dengan kemampuan melarutkan yang  berbeda, adalah pasangan pelarut yang sangat berguna. Di bawah ini diberikan beberapa pasangan pelarut yang sering  digunakan:  metanol‐air,  etanol‐air,  asam  asetat‐air,  aseton‐air,  eter‐aseton,  eter‐metanol,  eter‐petroleum  eter,  benzen‐ligroin, metilklorida ‐ metanol.   Bila tes kelarutan dilakukan terhadap sekitar 10 mg cuplikan yang akan dikristalkan di dalam 2 pelarut (A dan  B) menunjukkan bahwa zat tersebut segera larut dalam pelarut A dalam suhu kamar, tetapi tidak larut dalam pelarut B  dalam  keadaan  panas,  maka  pasangan  pelarut  tersebut  dapat  digunakan  untuk  rekristalisasi.  Caranya  yaitu  dengan  melarutkan cuplikan dalam pelarut B panas, kemudian ditambahkan tetes demi tetes pelarut A pada kondisi yang sama  sampai  tepat  jenuh  (ditandai  dengan  kekeruhan  yang  bersifat  permanen  walaupun  dipanaskan).    Selanjutnya,  tambahkan  beberapa  tetes  pelarut  A  panas  sampai  terbentuk  larutan  jernih,  lalu  disaring  dalam  keadaan panas  dan  filtratnya didinginkan untuk pembentukan kristal.     

E. Titik leleh dan cara penentuannya  Ketika suatu zat padat dipanaskan, maka zat padat akan meleleh, dengan kata lain, pada suhu tertentu zat  padat  mulai  meleleh  dan  dengan  kenaikan  sedikit  suhu  semua  zat  padat  akan  berubah  fasa  menjadi  cair.  Suatu  zat  padat  mempunyai  molekul‐molekul  dalam  bentuk  kisi  yang  teratur,  dan  diikat  oleh  gaya‐gaya  gravitasi  dan  elektrostatik.  Bila  zat  tersebut  dipanaskan,  energi  kinetik  dari  molekul‐molekul  tersebut  akan  naik.  Hal  ini  akan  mengakibatkan  molekul  bergetar,  yang  akhirnya  pada  suatu  suhu  tertentu  ikatan‐ikatan  molekul  tersebut  akan  terlepas, maka zat padat akan meleleh. Titik leleh (sebenarnya trayek titik leleh) adalah suhu yang teramati ketika zat  padat  mulai  meleleh  sampai  semua  partikel  berubah  menjadi  cair.    Contoh:  gula  sukrosa  memiliki  titik  leleh  185o‐ 186oC. Ini berarti, sejumlah kecil sampel sukrosa akan mulai meleleh pada 185oC dan semua kristal menjadi cair pada  186oC.     Titik  leleh  senyawa  murni  adalah  suhu  dimana  fasa  padat  dan fasa  cair  senyawa  tersebut,  berada  dalam  kesetimbangan pada tekanan 1 atm. Kalor diperlukan untuk transisi dari bentuk kristal, pemecahan kisi kristal, sampai  semua  berbentuk  cair.  Proses  pelelehan  ini  dalam  kesetimbangan  atau  reversibel.  Untuk  melewati  proses  ini  memerlukan waktu dan sedikit perubahan suhu. Makin murni senyawa tersebut, trayek (range) suhu lelehnya makin  sempit,  biasanya  tidak  lebih  dari  1  derajat.  Adanya  zat  asing  di  dalam  suatu  kisi  akan  mengganggu  struktur  kristal  keseluruhannya,  dan  akan  memperlemah  ikatan‐ikatan  di  dalamnya.  Akibatnya  titik  leleh  senyawa  (tidak  murni)  ini  akan lebih rendah dari senyawa murninya, dan yang paling penting adalah trayek lelehnya yang makin lebar.   

ByDW2011 

11

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB termometer

121

-------------------------------------------------------------------------------

120 -------kapiler

padat

cair o

daerah TL 120 - 121 C

  Gambar 1 Proses pelelehan sampel dalam alat pengukur titik leleh   

  Penentuan  titik  leleh  suatu  senyawa  murni  ditentukan  dari  pengamatan  trayek  titik  lelehnya,  dimulai  saat  terjadinya  pelelehan  (sedikit),  transisi  padat‐cair,  sampai  seluruh  kristal  mencair.  Hal  ini  dilakukan  terhadap  sedikit  kristal  (yang  sudah  digerus  halus)  yang  diletakkan  dalam  ujung  bawah  pipa  gelas  kapiler,  lalu  dipanaskan  secara  merata dan perlahan di sekitar kapiler ini. Pengukuran suhu harus tepat di tempat zat tersebut meleleh. 

  Titik Leleh Campuran: Pengaruh Zat Pengotor  Penentuan  titik  leleh  dapat  merupakan  cara  yang  baik  untuk  mengetahui  kemurnian  suatu  sampel.    Suatu  senyawa murni biasanya memiliki titik leleh yang tajam, yaitu trayek titik lelehnya sempit yaitu 2o atau kurang. Adanya  zat pengotor dalam sampel memiliki 2 pengaruh terhadap pengukuran titik leleh: (a) suhu titik lilih lebih rendah; dan  (b)  melebarnya  trayek  titik  leleh  (>  3oC).    Nilai  dan  trayek  titik  leleh  yang  teramati,  apabila  dibandingkan  dengan  senyawa  murni,  merupakan  informasi  tentang  indikasi  kemurnian  suatu  sampel.    Jika  suatu  sampel  mengandung  campuran  2  senyawa  atau  lebih,  setiap  komponen  dalam  campuran  akan  menurunkan  titik  leleh  komponen  lainnya  (mengikuti  hukum  Raoult  untuk  campuran  ideal),  sehingga  titik  leleh  sampel  akan  lebih  rendah  dan  trayeknya  lebih  lebar  daripada  titik  leleh  masing‐masing  komponen.    Fenomena  ini  diilusrasikan  dalam  diagram  komposisi  titik  leleh  untuk campuran dua komponen (Gambar 2).  

    Gambar 2  Diagram titik leleh untuk campuran dua komponen     Berdasarkan diagram di atas, senyawa A memiliki titik leleh 120  oC.  Jika sejumlah kecil senyawa B tercampur dengan  sampel murni senyawa A, maka senyawa B bertindak sebagai zat pengotor dalam sampel dan akan menurunkan titik  leleh  menjadi  di  bawah  120  oC.    Semakin  banyak  komponen  B  yang  ditambahkan  ke  dalam  sampel,  titik  lelehnya  semakin menurun. Kurva titik leleh akan mencapai suatu titik leleh minimum (pada suhu sekitar 100oC, lihat Gambar 2)  untuk  campuran  biner.    Titik  leleh  minimum  untuk  sistem  ini  disebut  eutectic  point/titik  eutektik.    Titik  eutektik  ini  merupakan  titik  leleh  untuk  kombinasi  spesifik  antara  senyawa  A  dan  B  dalam  campuran  yang  akan  melelh  secara  bersamaan.  Komposisi pada titik eutektik ini tidak selalu terdiri dari campuran 50:50 antara dua komponen, karena  komposisi ini bergantung kepada perilaku pelelehan masing‐masing komponen dalam campuran.  Ketika konsentrasi  senyawa  B  semakin  banyak  dan  melewati  komposisi  eutektik,  maka  senyawa  A  sekarang  bertindak  sebagai  zat  pengotor.  Ketika konsentrasi komponen A dalam campuran menjadi nol, sampel hanya mengandung komponen B dan  akan meleleh dengan tajam pada 130oC, yang merupakan titik leleh senyawa B.   Pengaruh  kedua  akibat  adanya  zat  pengotor  adalah  melebarnya  trayek  titik  leleh.    Pada  diagram  titik  leleh  berikut  (Gambar  3),  kurva  dengan  garis  putus‐putus  menunjukkan  suhu  pada  saat  titik  leleh  pertama  kali  teramati  untuk suatu campuran senyawa A dan B, sedangkan kurva dengan garis tebal menunjukkan suhu ketika semua sampel  telah meleleh dengan sempurna.    

ByDW2011 

12

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

    Gambar 3 Diagram fasa titik leleh untuk campuran dua komponen     Berdasarkan diagram tersebut, suatu sampel yang mengandung 80% mol A dan 20% mol B akan terlihat mulai melelh  pada 109oC (Tl) dan akan meleleh semuanya pada 116oC (Th).  Diagram ini menunjukan adanya trayek titik leleh yang 

lebar  (Th  –  Tl),  yaitu  sekitar  7oC,  sehingga  sampel  ini  dikatakan  bukan  suatu  senyawa  murni.  Hanya  sampel  yang  mengandung senyawa murni A, senyawa murni B, atau campuran yang mengandung eutektik antara komponen A dan  B yang akan memberikan trayek titik leleh yang sempit dan tajam.   

Cara Penentuan Titik Leleh    Sejumlah  kecil  kristal  ditempatkan  dalam  kaca  arloji.  Gerus  sebagian  sampai  sehalus  mungin. Ambil  tabung  kapiler  (kaca)  yang  ujung  satunya  tertutup.  Balikkan  ujung  yang  terbuka,  lalu  tekan‐tekan  kedalam  serbuk  kristal  sampai serbuk masuk ke dalam tabung kapiler. Balikkan lagi tabung dan ketuk‐ketuk sampai serbuk kristal bisa turun  kedasar kapiler. Ulangi pengambilan dengan cara di atas sampai serbuk yang ada di kapiler tingginya sekitar 0,5 cm.  Pasang kapiler ini di tempat atau alat penentuan titik leleh, alat Thiele atau melting‐block. Lihat gambar dan pelajari  semua  alat  dan  teknik‐teknik  penentuan  titik  leleh  dengan  seksama.  Pemanasan  harus  dilakukan  dengan  api  kecil  (elektrik) agar naiknya suhu kelihatan berjalan secara perlahan. Perhatikan dan catat suhu saat dimana kristal dalam  pipa kapiler mulai ada yang leleh sampai persis semuanya meleleh (=trayek pelelehan).  Peralatan untuk menentukan titik leleh, didasarkan kepada besarnya titik leleh atau interval leleh zat padat.  Alat  Thiele  (Gambar  4)  digunakan  untuk  titik  leleh  25‐180  oC  dengan  menggunakan  minyak  parafin  atau  oli  sebagai  pemanas.  Alat  Thomas‐Hoover  (Gambar  5)  untuk  titik  leleh  25‐300  oC  menggunakan  silikon  oli.  Alat  Mel‐Temp  (Gambar 7) untuk titik leleh 25‐400  oC menggunakan melting‐block. Alat Fisher‐Johns (Gambar 6) untuk titik leleh 25‐ 300  oC menggunakan heating‐block (elektrik) dan kaca objek untuk menyimpan zatnya. Yang banyak digunakan di lab  adalah alat Thiele dan melting‐block yang dipanaskan dengan bunsen kecil. Perhatikan gambar terlampir, dan pelajari  cara menggunakannya. 

Gambar 4 Alat Thiele 

ByDW2011 

                          Gambar 5 Thomas‐Hoover Apparatus 

13

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

               

Gambar 6 Melt‐Temp Apparatus   

 

Gambar 7 Alat Melting Block 

 

 

Gambar 8 Alat Fisher‐Johns Apparatus   

Sublimasi    Sublimasi zat padat adalah analog dengan proses distilasi dimana zat padat berubah langsung menjadi gasnya  tanpa melalui fasa cair, kemudian terkondensasi menjadi padatan. Jadi sublimasi termasuk dalam cara pemisahan dan  sekaligus  pemurnian  zat  padat.  Untuk  bisa  menyublim,  suatu  zat  padat  harus  mempunyai  tekanan  uap  relatif  tinggi  pada  suhu  dibawah  titik  lelehnya.  Diperlukan  zat  padat  1  ‐  2  gram.  Sublimasi  bisa  dilakukan  lebih  efektif  lagi  bila  dilakukan pada tekanan vakuum.     

ByDW2011 

14

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Cara Rekristalisasi Sampel Zat Padat 

 

ByDW2011 

15

 

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

C. EKSTRAKSI     

Kelarutan senyawa dalam suatu pelarut dinyatakan sebagai jumlah gram zat terlarut dalam 100 mL pelarut  pada  25  oC.  Senyawa  akan  larut  dalam  suatu  pelarut  jika  kekuatan  atraktif  antara  kedua  molekul  (zat  terlarut  dan 

pelarut) adalah sesuai atau disukai. Yang polar larut dalam pelarut polar, dan sebaliknya. Jadi sifat kepolaran senyawa,  zat  terlarut  maupun  pelarut,  merupakan  dasar  paling  penting  dalam  proses  pelarutan.  Kepolaran  ditentukan  oleh  perbedaan  keelektronegatifan  unsur‐unsurnya.  Senyawa  non‐polar  terjadi  karena  perbedaan  kelektronegatifannya  kecil  atau  sama,  misalnya  C‐C,  C‐H;  sedangkan  senyawa  polar  terdapat  perbedaan  keelektronegatifan  besar  seperti  pada  C‐O,  C‐N,  C‐X.  Demikian  pula  diantara  molekul  yang  mengandung  O‐H  atau  N‐H  akan  terjadi  ikatan  hidrogen  (antar molekul) sangat menentukan kelarutan.    Ekstraksi adalah metode pemisahan yang melibatkan proses pemindahan satu atau lebih senyawa dari satu  fasa  ke  fasa  lain  dan  didasarkan  kepada  prinsip  kelarutan.  Jika  kedua  fasa  tersebut  adalah  zat  cair  yang  tidak  saling  bercampur,  disebut  ekstraksi  cair‐cair.  Dalam  sistem  ini  satu  atau  lebih  senyawa  berpartisi  di  antara  kedua  pelarut,  yaitu  sebagian  kecil  senyawa  akan  berada  dalam  salah  satu  pelarut,  dan  sebagian  besar  lainnya  akan  berada  dalam  pelarut  yang  kedua.  Partisi  adalah  keadaan  kesetimbangan.  Keberhasilan  pemisahan  sangat  tergantung  pada  perbedaan  kelarutan  senyawa  tersebut  dalam  kedua  pelarut.  Secara  umum  prinsip  pemisahannya  adalah  senyawa  tersebut  kurang  larut  dalam  pelarut  yang  satu  dan  sangat  larut  di  pelarut  lainnya.  Air  banyak  dipakai  dalam  sistem  ekstraksi  cair‐cair  senyawa  organik,  karena  banyak  senyawa  organik  yang  bersifat  ion  atau  sangat  polar  yang  cukup  larut  dalam  air.  Pelarut  lainnya  adalah  pelarut  organik  yang  tidak  bercampur  dengan  air  (yaitu  bukan  dari  golongan  alkohol  dan  aseton).  Dalam  sistem  ekstraksi  ini  akan  dihasilkan  dua  fasa  yaitu  fasa  air  (aqueous)  dan  fasa  organik.  Selain  syarat  kelarutan  yang  harus  berbeda  jauh  perbedaannya  di  kedua  pelarut  tersebut,  juga  syarat  lain  adalah  pelarut  organik  harus  mempunyai  titik  didih  jauh  lebih  rendah  dari  senyawa  terektraksi  (biasanya  dibawah  100  oC),  tidak mahal dan tidak bersifat racun.   Dasar metode ekstraksi cair‐cair adalah distribusi senyawa diantara dua fasa cair yang berada dalam keadaan  kesetimbangan.  Perbandingan  konsentrasi  di  kedua  fasa  cair  disebut  koefisien  distribusi,  K,  yaitu    K  =  Ca/Cb.  Perpidahan senyawa terlarut dari satu fasa ke fasa lain akhirnya mencapai keadaan setimbang (pada suhu tertentu),  maka  K  bisa  ditentukan.  Efisiensi  proses  ekstraksi  ini  tergantung  pada  jumlah  ekstraksi  dilakukan,  bukan  volume  pelarut. Hal ini dinyatakan dengan perhitungan konsentrasi zat terlarut :    Cn  =  Co [ KV1/(KV1+V2)]n    dimana  Co  adalah  konstrensi  semula,  V1  volume  semula,  K  koefisien  distribusi  dan  V2  volume  pengekstrak.  Dengan  persamaan ini kelihatan akan lebih efektif n kali ekstraksi dari pada satu kali ekstraksi (buktikan!). Lebih baik dilakukan  beberapa kali ekstraksi dari pada satu kali dengan jumlah volume yang sama.    Tabel 1 Beberapa pelarut yang biasa digunakan dalam ekstraksi    Titik Didih,  Kerapatan Sifat dan penggunaannya Jenis Pelarut  Nama & Struktur  oC  (g/mL)  Air, H2O  Dietil eter, C2H5‐O‐C2H5 

100

1,000

Sangat luas, polar, ionik 

35

0,714

Sangat luas, mudah terbakar

Heksan, C6H12  Benzen, C6H6 

61

0,659

Hidrokarbon/nonpolar, terbakar

80

0,879

Aromatik, mudah terbakar, racun

Toluen, C6H5CH3  Pentan, C5H12 

111

0,867

Seperti benzen 

36

0,626

Non polar, mudah terbakar 

Metanol, CH3OH    Kloroform, CHCl3 

65 61

1,492

Sangat polar 

Metilen klorida, CH2Cl2  Karbontetraklorida, CCl4

41

1,335

Polar, beracun 

77

1,594

Hidrokarbon, non polar, racun

Mudah terbakar, racun 

     Ekstraksi  asam‐basa,  adalah  termasuk  jenis  ekstraksi  yang  didasarkan  pada  sifat  asam  dan  basa  senyawa  organik,  disamping  kelarutannya.  Senyawa  asam  atau  basa  organik  direaksikan  dengan  basa  atau  asam  sehingga  membentuk  garamnya.  Garam  ini  tidak  larut  dalam  pelarut  organik  (non  polar)  tetapi  larut  baik  dalam  air.  Ekstraksi  basa, dikembangkan untuk isolasi kopalen asam organik dari campurannya, juga kovalen basa organik (alkaloid) yang  diekstraksi dengan asam mineral dengan cara titrasi.    Ekstraksi  padat‐cair,  adalah  juga  termasuk  cara  ekstraksi  yang  lazim  disebut  ekstraksi  pelarut,  dimana  zat  yang akan diekstraksi (biasanya zat padat) terdapat dalam fasa padat. Cara ini banyak digunakan dalam isolasi senyawa  organik (padat) dari bahan alam. Efesiensi ekstraksi padat cair ini ditentukan oleh besarnya ukuran partikel zat padat  yang mengandung zat organik, dan banyaknya kontak dengan pelarut. Maka dari itu dalam praktek isolasi bahan alam  harus menggunakan peralatan ekstraksi kontinu yang biasa disebut soxhlet.    ByDW2011 

16

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Penyaringan  dan  corong  pisah.  Corong  pisah  adalah  alat  untuk  melakukan  ekstraksi  cair‐cair,  yaitu  proses  pengocokan sistem dua pelarut, agar supaya proses partisi bisa berjalan lebih cepat. Setelah dibiarkan beberapa lama  sampai kedua pelarut terpisah dengan baik, baru dilakukan pemisahan salah satu pelarut. Identifikasi pelarut bagian  atas dan bawah, ditentukan atas dasar perbedaan kerapatannya (g/mL). Kerapatan yang besar ada dibagian bawah.  Proses  penyaringan,  merupakan  bagian  penting  dalam  pemisahan  zat  padat  dari  larutan  atau  zat  cair.  Dilakukan  dengan menggunakan kertas saring yang dipasang dalam corong. Ada dua macam cara penyaringan yaitu penyaringan  gaya  berat  (biasa)  dan  penyaringan  dengan  pengisapan  (suction).  Penyaringan  biasa,  digunakan  untuk  mengumpulkan  cairan  dari  zat  padat  yang  tak  larut.  Kertas  saring  yang  digunakan  adalah  jenis  lipat  (fluted).  Penyaringan  cara  ini  sering  dilakukan  pada  kondisi  suhu  panas  (penyaringan  panas),  misalnya  untuk  memisahkan  karbon  aktif  setelah  proses  penghilangan  warna  larutan  (decolorizing).  Cara  penyaringan  lain  adalah  penyaringan  dengan  pengisapan  (suction),  yaitu  cara  penyaringan  yang  memerlukan  kecepatan  dan  kuat  dan  digunakan  untuk  memisahkan padatan kristal dari cairannya dalam rekristalisasi. Pengisapan dilakukan dengan menggunakan aspirator‐ air  atau  pompa  vakum  dengan  desain  khusus.  Dan  corongnya  yang  digunakan  adalah  corong  Büchner  atau  corong  Hirsch. Untuk jelasnya, cara‐cara penyaringan dan penggunaan corong pisah, bisa dilihat pada gambar lampiran cara  menyaring dan ekstraksi.    Pengeringan ekstrak. Ekstraksi yang melibatkan air sebagai pelarut, umumnya air akan sedikit terlarut dalam  sejumlah  pelarut  organik  seperti  kloroform,  benzen  dan  eter.  Air  ini  harus  dikeluarkan  sebelum  dilakukan  distilasi  pelarut.  Ada  dua  tahap  pengeringan,  pertama  ekstrak  ditambahkan  larutan  jenuh  natrium  klorida  (garam  dapur)  sejumlah  volume  yang  sama.  Garam  akan  menaikkan  polaritas  air,  berarti  menurunkan  kelarutannya  dalam  pelarut  organik.  Kemudian  tambahkan  zat  pengering  garam  anorganik  anhidrat  yang  betul‐betul  kering  atau  baru.  Zat  pengering ini adalah anhidrat dari garam berair kristal, yang kapasitasnya sebanding dengan jumlah air kristalnya. Yang  umum digunakan adalah MgSO4, Na2SO4 dan CaCl2. Magnesium sulfat adalah pengering paling efektif (air kristalnya  sampai dengan 7H2O) akan tetapi sangat mahal. Kalsium klorida lebih murah, akan tetapi sering membentuk komplek  dengan beberapa senyawa organik yang mengandung oksigen (misalnya etanol).    

Cara Ekstraksi

buka waktu dikeluarkan

ring fasa ringan batas fasa berat

sekali-kali dibuka diputar

kran

atau dikocok erlenmeyer

Air

Cara menggunakan corong pisah buka waktu mengeluarkan cairan

keluar

kondensor Air masuk

pelarut turun

mantel kertas berisi

klem bundar + karet

sampel batas

pelarut naik

larutan turun

penampung

SOXHLET Ekstraktor Kontinu

ByDW2011 

17

 

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

D. KROMATOGRAFI KOLOM DAN KROMATOGRAFI LAPIS TIPIS (KLT)    Kromatografi  adalah  suatu  metode  yang  digunakan  ilmuwan  untuk  memisahkan  senyawa  organik  dan  anorganik sehingga senyawa tersebut dapat dianalisis dan dipelajari.  Dengan menganalisis senyawa, seorang ilmuwan  dapat mengetahui apa yang membangun senyawa tersebut.  Kromatografi adalah suatu metode fisik yang baik sekali  untuk  mengamati  dan  menyelidiki  suatu  campuran  dan  pelarutnya.    Kata  kromatografi  berarti  “tulisan  berwarna”,  artinya  suatu  cara  seorang  kimiawan  dapat  menguji  campuran  zat  cair.    Ketika  mempelajari  material  zat  warna  dari  tumbuhan, seorang botanis Rusia menemukan kromatografi pada tahun 1903.  Namanya adalah M.S. Tswett.   Kromatografi  digunakan  oleh  berbagai  orang  dan  disiplin  ilmu  di  dalam  berbagai  bidang.    Sebagian  orang  menggunakan kromatografi untuk mengetahui komponen apa saja yang terdapat dalam suatu zat padat atau zat cair.   Metode  ini  digunakan  juga  untuk  mengetahui  zat‐zat  yang  tak  dikenal  dalam  suatu  sampel.    Polisi,  FBI,  dan  agen  detektif lainnya menggunakan kromatografi ketika mengusut suatu kasus kriminal.  Metode ini digunakan pula untuk  menguji  keberadaan  kokain  dalam  urin,  alkohol  dalam  darah,  PCB  (polychlorinated  benzene)  dalam  ikan,  dan  kandungan timbale dalam sistem perairan.   Metode kromatografi adalah cara pemisahan dua atau lebih senyawa atau ion berdasarkan pada perbedaan  migrasi  dan  distribusi  senyawa  atau  ion‐ion  tersebut  di  dalam  dua  fasa  yang  berbeda.    Dua  fasa  ini  bisa  berwujud  padat‐cair, cair‐cair, atau gas‐cair. Zat terlarut di dalam suatu fasa gerak  mengalir pada suatu fasa diam. Zat terlarut  yang memiliki afinitas terhadap fasa gerak yang lebih besar akan tertahan lebih lama pada fasa gerak, sedangkan zat  terlarut yang afinitasnya terhadap fasa gerak lebih kecil akan tertahan lebih lama pada fasa diam.  Dengan demikian  senyawa‐senyawa dapat dipisahkan komponen demi komponen akibat perbedaan migrasi di dalam fasa gerak dan fasa  diam.   Dalam  semua  metode  kromatografi  terdapat  fasa  gerak  dan  fasa  diam.    Fasa  diam  adalah  fasa  yang  tidak  bergerak,  sedangkan  fasa  gerak  adalah  fasa  yang  bergerak  melalui  fasa  diam  dan  membawa  komponen‐komponen  senyawa yang akan dipisahkan.  Pada posisi yang berbeda‐beda, senyawa‐senyawa  yang berbeda akan tertahan dan  terabsorbsi pada fasa diam, dan kemudian satu demi satu senyawa‐senyawa ini akan terbawa kembali oleh fasa gerak  yang melaluinya. Dalam kromatografi kertas dan kromattografi lapis tipis, fasa gerak adalah pelarut.  Fasa diam pada  kromatografi  kertas  adalah  kertas  yang  menyerap  pelarut  polar,  sedangkan  fasa  diam  pada  kromatografi  lapis  tipis  adalah  pelat  yang  dilapisi  adsorben  tertentu.    Kedua  jenis  kromatografi  ini  menggunakan  aksi  kapilaritas  untuk  menggerakkan pelarut melalui fasa diam.   Terdapat empat jenis utama kromatografia: kromatografi Cair, Kromatogrfi Gas, kromatografi lapis Tipis dan  kromatografi kertas. Keempat jenis kromatografi ini beserta aplikasinya dapat dilihat pada Tabel 1.  Keakuratan hasil  pemisahan dengan metode kromatografi bergantung pada beberapa faktor berikut:  1. Pemilihan adsorben sebagai fasa diam  2. Kepolaran pelarut atau pemilihan pelarut yang sesuai sebagai fasa gerak   3. Ukuran kolom (panjang dan diameter) relatif terhadap jumlah material yang akan dipisahkan.   4. Laju elusi atau aliran fasa gerak.  Dengan  pemilihan  kondisi  yang  sesuai,  hampir  semua  komponen  dalam  campuran  dapat  dipisahkan.  Dua  pemilihan mendasar untuk pemisahan secara kromatografi adalah pemilihan jenis adsorben dan sistem pelarut. Pada  umumnya,  senyawa  non  polar  melewati  kolom  lebih  cepat  daripada  senyawa  polar,  karena  senyawa  non  polar  memiliki afinitas lebih kecil terhadap adsorben.  Jika adsorben yang dipilih mengikat semua molekul yang terlarut (baik  polar maupun non polar) dengan kuat, maka senyawa‐senyawa tersebut tidak akan bergerak turun keluar dari kolom.   Sebaliknya,  jika  pelarut  yang  dipilih  terlalu  polar,  semua  zat  terlarut  (polar  maupun  non  polar)  akan  dengan  mudah  tercuci  keluar  kolom,  tanpa  adanya  pemisahan.  Adsorben  dan  pelarut  sebaiknya  dipilih  sedemikian  rupa  sehingga  kompetisi molekul‐molekul terlarut di antara kedua fasa terjadi dalam kesetimbangan. Koefisien partisi, k, yang mirip  dengan koefisien distribusi untuk ekstraksi, merupakan tetapan kesetimbangan untuk distribusi molekul‐molekuk atau  ion terlarut di antara fasa gerak dan fasa diam. Kesetimbangan ini lah yang dapat memisahkan komponen‐komponen  dalam campurannya.    

Fasa Diam   Silika  gel,  fasa  diam  yang  paling  umum  digunakan  sebagai  fasa  diam,  memiliki  rumus  empiris  SiO2.  Tetapi,  pada permukaan partikel silika gel, terdapat atom‐atom oksigen yang terikat pada proton.  Adanya gugus hidroksil ini  mengakibatkan permukaan silika gel sangat polar, sehingga analit organik yang memiliki gugus fungsi polar akan terikat  dengan kuat pada permukaan partikel silika gel dan senyawa yang non polar hanya berinteraksi lemah dengan silika  gel.  Molekul yang memiliki gugus fungsi polar dapat terikat pada silika gel dalam dua cara: melalui ikatan hidrogen  dan melalui interaksi dipol‐dipol. Pada Gambar 1 diperlihatkan model interaksi analit senyawa oraganik dengan silika  gel. Fasa diam lain yang juga biasa digunakan untuk kromatografi kolom dan lapis tipis adalah alumina, yang memiliki  rumus empiris Al2O3.  Model interaksi senyawa organik dengan alumina dapat dilihat pada Gambar 2. 

ByDW2011 

18

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Tabel 1 Berbagai jenis kromatografi dan aplikasinya    Jenis Kromatografi

Aplikasi dalam Dunia Nyata

Apa dan Mengapa 

Kromatografi Cair 

Menganalisis sampel air untuk  mengetahui adanya polutan dalam  ekosistem perairan 

Digunakan untuk menganalisis ion  logam dan senyawa oraganik dalam  larutan. Metode ini menggunakan zat  cair yang akan mengikat molekul  hidrofilik yang tak larut.  

Kromatografi Gas 

Mendeteksi bom dan juga digunakan  dalam bidang forensik.  Metode ini  digunakan pula untuk menganalisis  serat pada suatu bagian tubuh  seseorang dan juga menganalisis  darah yang ditemukan di tempat  kejadian perkara kriminal. 

Digunakan untuk menganalisis gas‐as  volatile (mudah menguap), seperti  minyak atsiri. Gas helium digunakan  untuk menggerakkan campuran gas  agar dapat melalui kolom yang berisi  material adsorben sebagai fasa diam. 

Kromatografi Lapis  Tipis 

Metode ini digunakan pula untuk  mendeteksi residu pestisida atau  insektisida di dalam makanan.   Kromatografi lapis tipis digunakan  pula  dalam bidang forensik untuk  menganalisis komposisi zat pewarna  pada serat kain. 

Menggunakan suatu material adsorben  pada pelat kaca, plastik atau  alumunium tipis.  Metode ini  merupakan cara yang sederhana dan  cepat untuk menguji kemurnian suatu  senyawa organik.  .  

Memisahkan asam amino dan anion,  sidik jari RNA, pemisahan dan  pengujian histamin, antibiotik.  

Salah satu jenis kromatografi yang  paling umum digunakan.  Metode ini  menggunakan potongan kertas sebagai  fasa diam.  Aksi kapilaritas pada serat  kertas digunakan untuk menarik  pelarut naik melaui kertas dan  kemudian memisahkan zat terlarut  pada suatu sampel. 

Kromatografi Kertas 

      

  Gambar 1 Model interaksi Analit senyawa Organik dengan Silika Gel   

ByDW2011 

19

 

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Gambar 2 Model interaksi senyawa organik dengan alumina 

 

  Fasa Gerak  Pada  kromatografi  yang  menggunakan  silika  gel  sebagai  fasa  diam,  fasa  gerak yang digunakan  adalah  suatu  pelarut organik atau campuran beberapa pelarut organik.  Ketika fasa gerak melalui permukaan silika gel, fasa gerak ini  membawa analit organikkmelalui partikel‐partikel pada fasa diam.  Tetapi, molekul analit hanya bebas bergerak oleh  adanya pelarut apabila molekul tersebut tidak terikat pada permukaan silika gel.  Kemampuan suatu analit terikat pada  permukaan  silika  gel  dengan  adanya  pelarut  tertentu  dapat  dilihat  sebagai  penngabungan  2  interaksi  yang  saling  berkompetisi.  Pertama, gugus polar dalam pelarut dapat berkompetisi dengan analit untuk terikat pada permukaan  silika gel.  Dengan demikia, jika pelarut yang sangat polar digunakan, pelarut akan berinteraksi kuat dengan permukaan  silika gel dan hanya menyisakan sedikit tempat bagi analit untuk terikat pada silika gel.  Akibatnya, analit akan bergerak  cepat melewati fasa diam dan keluar dari kolom tanpa pemisahan. Dengan cara yang sama, gugus polar pada pelarut  dapat  berinteraksi  kuat  dengan  gugus  polar  dalam  analit  dan  mencegah  interaksi  analit  pada  permukaan  silika  gel.   Pengaruh  ini  juga  menyebabkan  analit  dengan  cepat  meninggalkan  fasa  diam.    Kepolaran  suatu  pelarut  yang  dapat  digunakan  untuk  kromatografi  dapat  dievaluasi  dengan  memperhatikan  tetapan  dielektrik  (ε)  dan  momen  dipol  (δ)  pelarut.    Semakin  besar  kedua  tetapan  tersebut,  semakin  polar  pelarut  tesebut.    Sebagai  tambahan,  kemampuan  berikatan hidrogen pelarut dengan fasa diam harus dipertimbangkan.   Semua  jenis  kromatografi  melibatkan  proses  kesetimbangan  molekul‐molekul  yang  dinamis  dan  cepat  diantara 2 fasa (diam dan gerak).  Kesetimbangan di antara kedua fasa tersebut bergantung pada 3 faktor:   • Kepolaran dan ukuran molekul yang akan dipisahkan  • Kepolaran fasa diam  • Kepolaran fasa gerak  Kepolaran molekul ditentukan oleh strukturnya.  Dengan pemilihan fasa gerak dan fasa diam, seseorang dapat  mengubah  kesetimbangan  di  antara  kedua  fasa,  dimana  molekul‐molekul  yang  akan  dipisahkan  berada  dalam  kesetimbangan distribusi di antara kedua fasa ini (Gambar 3). Pada Gambar 4, molekul A terabsorbsi lemah pada fasa  diam,  maka  kesetimbangannya  pada  arah  konsentrasi  yang  lebih  tinggi  di  dalam  fasa  gerak.    Molekul  B,  sebaliknya,  terabsorbsi kuat pada fasa diam, sehingga konsentrasinya lebih tinggi pada fasa diam.    

  Gambar 3  Campuran senyawa A dan B yang berada dalam kesetimbangan pada fasa gerak dan terabsorbsi pada  fasa diam   

  Gambar 4  Kesetimbangan dinamis antara senyawa A dan B di antara fasa gerak dan fasa diam  ByDW2011 

20

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Proses  pemisahan dapat  dilihat  pada  Gambar  5.   Pada  proses  ini,  molekul  A yang terabsorbsi  lebih lemah  pada  fasa  diam akan bergerak keluar lebih dulu terbawa oleh pelarut (fasa gerak). 

  Gambar 5  Campuran A dan B dipisahkan oleh pergerakan fasa gerak ketika sebagian molekul terabsorbsi pada fasa  diam  Pada  Gambar  6  dapat  dilihat  struktur  silika  gel  dan  beberapa  struktur  fasa  diam  yang  juga  biasa  digunakan  dalam  kromatografi  cair.  Pada  Gambar  7  dapat  dilihat  daftar  beberapa  fasa  diam  yang  digunakan  dalam  kromatografi  berdasarkan urutan kepolarannya.   

KEPOLARAN BERTAMBAH

              Gambar 6 Struktur silika gel (SiO2) (kiri); polimer polimetilsiloksan, polimer carbowax dan fasa diam terbalik C‐18  (fasa diam yang non polar)   

Polydimethyl  siloxane* Methyl/Phenylsiloxane* Cyanopropylsiloxane* Carbowax (polietilenglikol)* Reverse Phase (hydrocarbon‐coated silica, C‐18) Kertas Selulosa Pati Kalsium sulfat Silika (silika gel) Florisil (magnesium silikat) Magnesium oksida Alumina (aluminium oksida; asam, basa atau netral) Karbon teraktifkan (charcoal; Norit) *fasa diam untuk GC (Gas Chromatography)

  Gambar 7  Beberapa jenis fasa diam untuk kromatografi berdasarkan urutan kepolaran   

ByDW2011 

21

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Berdasarkan  gambar  di  atas  kita  dapat  memilih  fasa  diam  yang  sesuai  dengan  pemisahan  yang  diinginkan.   Semakin  polar  senyawa  yang  akan  dipisahkan,  maka  jika  digunakan  fasa  diam  yang  polar  seperti  silika  gel,  senyawa  tersebut  akan  terikat  kuat  pada  fasa  diam  dan  akan  terpisah  pada  urutan  terakhir.  Pada  Gambar  8  terdapat  daftar  urutan golongan gugus fungsi senyawa yang akan keluar lebih dulu dari fasa diam silika gel dan alumina yang polar.   

Meningkatnya Kepolaran Gugus Fungsi

Yang terelusi paling cepat oleh fasa gerak nonpolar Hidrokarbon Alkana Alkil halida Alkena (olefin) Diena Hidrokarbon Aromatik Aromatik halida Eter Ester Keton Aldehid Amina Alkohol Fenol Asam Karboksilat Asam Sulfonat Yang terelusi paling lambat (perlu fasa gerak polar untuk mengelusinya)

Meningkatnya Kepolaran dan "Kekuatan Pelarut"  terhadap Gugus Fungsi Polar

  Gambar 8  Urutan elusi (terbawa keluar oleh fasa gerak) senyawa organik dari fasa diam silika atau alumina pada  KLT (Kromatografi lapis Tipis) maupun kromatografi kolom    Karakter  elektropositif  yang  dimiliki  alumiunium  atau  silikon  dan  karakter  elektronegatif  oksigen  menyebabkan alumina dan silika merupakan fasa diam yang sangat polar.  Oleh karena itu, semakin polar molekul yang  akan  dipisahkan,  semakin  kuat  interaksinya  dengan  fasa  diam,  akibatnya  molekul  tersebut  akan  tertahan  lebih  lama  dalam  fasa  diam.    Sebaliknya,  molekul  non  polar  yang  afinitasnya  lebih  kecil  terhadap  fasa  diam  akan  cenderung  berada dalam fasa gerak lebih lama dan akan terelusi lebih dahulu. Pada Gambar 9 terdapat daftar urutan kepolaran  pelarut yang biasa digunakan dalam kromatografi.  Seperti telah dikemukakan sebelumnya bahwa kepolaran fasa gerak  dapat  mempengaruhi  proses  pemisahan,  sehingga  informasi  pada  Gambar  9  cukup  membantu  pemilihan  fasa  gerak  yang sesuai untuk pemisahan yang diinginkan. 

Helium Nitrogen Petroleum Eter (pentana) Ligroin (heksana) Sikloheksana Karbon tetraklorida* Toluena Kloroform* Diklorometana (metilen klorida) t‐Butil metil eter Dietil eter Etil asetat Aseton 2‐Propanol Piridin Etanol Metanol Air Asam asetat *(diduga bersifat karsinogen)

  Gambar 9  Daftar urutan kepolaran fasa gerak untuk kromatografi    Secara umum, jika pada kromatografi digunakan fasa diam yang polar, pertama kali pilihlah pelarut yang non  polar  sebagai  fasa  gerak  untuk  mengelusi  komponen  dalam  campuran.    Selanjutnya,  lakukan  proses  elusi  dengan  penggantian  fasa  gerak  dengan  pelarut  yang  semakin  lebih  polar,  sampai  akhirnya  semua  komponen  terpisah  dan  keluar dari fasa diam. 

ByDW2011 

22

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

D.1 Cara Penyiapan Kromatografi Kolom Skala Makro   

  Gambar 10.  Penyiapan kolom (kiri); Proses pemisahan sampel (kanan) 

 

 

D.2 Cara Penyiapan Kromatografi Kolom Berskala Mikro  D.2.1 Kolom Berskala Mikro dengan Pipet Tetes  Dalam  kromatografi  kolom  berskala  mikro,  tidak  dibutuhkan  kolom  yang  berkeran.    Sebagai  gantinya,  digunakan pipet tetes yang berujung lancip, dan keluarnya pelarut diatur menggunakan prop karet pipet.     (1) Penyiapan kolom. 

 

 

  Ujung pipet diisi dengan sedikit kapas. Gunakan batang lidi untuk mendorong dan menekan kapas untuk tetap dalam posisinya di dalam pipet.   ByDW2011 

23

Masukkan  adsorben  silika  gel,  230‐400  mesh.  Salah  satu  cara ialah dengan mencelupkan ujung bagian atas pipet ke  dalam wadah berisi silika gel. 

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

 

  Kemudian posisikan pipet dengan ujung pipet di bawah.

Cara lain adalah mengisinya langsung menggunakan gelas  kimia 10 mL, sedangkan pipetnya diklem pada statif.   

 

 

Cara apapun yang dipilih untuk mengisi kolom, lakukanlah selalu  untuk  mengetukkan  pipet  di  atas  meja  untuk memadatkan  silika  gel  dan  agar  udara  keluar  dari  dalam pipet. 

Setelah  terisi  baik,  biarkan  ruang  sekitar  4  – 5  cm  di  atas  permukaan silika.  Klem pipet pada statif.  

(2) Pre‐elusi Kolom.  Prosedur  ini  umum  untuk  mengembangkan  adsorben  agar  siap  untuk  untuk  mengabsorbsi  pelarut  beserta  sampel  yang  akan  dipisahkan.    Pelarut  non  polar  seperti  heksan  merupakan  pilihan  yang  umum  dipilih  untuk  melakukan pre‐elusi.      

 

 

    Tambahkan  pelarut  heksan  (atau  pelarut  khusus Monitor laju turunnya pelarut melewati kolom secara gravitasi.  lainnya), biarkan turun melewati silika. 

ByDW2011 

24

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

  Percepat  proses  turunnya  pelarut  menggunakan  prop Ketika  pelarut  telah  mencapai  bagian  dasar  pipet,  proses  pre‐ karet  pipet.    Tempatkan  prop  karet  pada  bagian  atas elusi telah selesai dan kolom siap untuk diisi sampel.  pipet, lalu tekan sampai pelarut turun melalui silika gel. Untuk  menambah  pelarut,  lepaskan  prop  karet  dari pipet dalam keadaan masih kempes (tertekan) lalu isi  kembali pipet dengan pelarut.  

Jika  Anda  belum  siap  mengisi  sampel  ke  dalam  kolom,  kolom  boleh  dibiarkan  pada  posisi  ini,  tapi  jangan  biarkan  kolom  kering!  Selalu  ingat  untuk  menambahkan  pelarut  seperlunya  agar kolom tidak kering.  

  (3) Pengisian sampel ke dalam kolom.  Terdapat dua metode berbeda untuk mengisikan sampel ke dalam kolom: metode basah dan metode kering.   Dalam metode basah, sampel yang akan dimurnikan (dipisahkan) dilarutkan dalam sedikit pelarut.  Larutan ini langsung  dimasukkan ke dalam kolom.     Metode Pengisian basah  Kolom  pada  gambar  diisi  oleh  larutan  berisi  sampel.   Biarkan  sampel  perlahan  melarut  ke  dalam  silika,  kemudian  isilah  kolom  dengan  pelarut  dan  proses  pemisahan siap dimulai.     

Terkadang pelarut yang dipilih untuk mengisikan sampel ke dalam kolom lebih polar daripada pelarut yang digunakan  sebagai  fasa  gerak.  Untuk  kasus  seperti  ini,  ketika  Anda  menggunakan  metode  basah,  gunakan  pelarut  sesedikit  mungkin,  karena  apabila  terlalu  banyak  akan  mempengaru  proses  pemisahan  campurn.    Untuk  menghindari  hal  tersebut, metode kering lebih baik dilakukan untuk menggantikan metode basah.  

ByDW2011 

25

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

   

 

Metode kering

   

Pertama  kali,  larutkan  sampel  yang  akan  dianalisis  di  dalam  jumlah  pelarut  seminimum  mungkin,  kemudian  tambahkan  sekitar  100  mg  silika  gel.    Aduk  campuran  sampai  pelarutnya  menguap  dan  tertinggal  serbuk  yang  mengandung  sampel.    Tempatkan  serbuk  pada  kertas,  lalu  masukkan  serbuk  ke  dalam  kolom  yang  telah  disiapkan.  Tambahkan  pelarut  perlahan,  dan  proses  kromatografi  siap dimulai.  

 

(4) Mengelusi kolom.  Laju pelarut dipercepat dengan mendorong pelarut menggunakan prop karet.  Jangan biarkan silika kering!!   Selalu tambahkan pelarut setiap saat.     Gambar  di  samping  menunjukkan  pelarut  didorong  turun  oleh  prop  karer.  Serangkaian  gambar  di  bawah  menunjukkan  senyawa berwarna bergerak turun melalui kolom dan kemudian  di tampung.  Ketika fraksi berbeda warna keluar, gantilah wadah  penampung dengan wadah lain.  Selalu beri label wadah tempat  hasil pemisahan untuk analisis berikutnya. 

   

      (5) Mengelusi kolom dengan pelarut kedua dan seterusnya.  Jika  Anda  memisahkan  dua  atau  lebih  komponen,  Anda  perlu  mengganti  pelarut  dengan  pelarut  yang  lebih  polar daripada pelarut pertama.  Proses elusi dilanjutkan seperti tahap (4) di atas.     (6) Analisis fraksi eluat  Jika fraksi yang keluar dari kolom berwarna, Gabungkanlah fraksi‐fraksi yang berwarna.  Jika fraksi‐fraksinya  tak  berwarna,  biasanya  lakukan  analisis  dengan  KLT,  sehingga  fraksi  yang  mengandung  noda  sama  kemudian  digabungkan.  

ByDW2011 

26

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

D.2.2 Kolom Berskala Mikro dengan Syringe suntik plastik  Berikut adalah cara penyiapan kolom berskala mikro menggunakan syringe suntik plastik.   b. Pemasangan syringe 10 cc pada penyangga: a. Penyangga kolom dari karton/dus bekas yang  dilubangi secukupnya: 

  c.

  e.

  d.

Pemasukan silika gel pada syringe: 

 

Penempatan vial di bawah syringe: 

 

  f.

Penambahan eluen pada silika:   

Pemadatan kolom silika oleh eluen menggunakan  dorongan dari pendorong syringe: 

 

  g.

 

  h.

Posisi eluen pada kolom sebelum dimasukkan  sampel: 

   

ByDW2011 

  

  Proses pemasukan sampel ke dalam kolom:

 

27

Praktikum Kimia Organik

i.

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Proses pemisahan: 

 

   

Gambar 11 Contoh hasil kromatografi kolom sampel       

D.3 Cara Penyiapan Kromatografi Lapis Tipis    (1) Penotolan sampel pada pelat KLT    Tandai  pelat  mengunakan  pensil  dan  penggaris  untuk  posisi  tempat  sampel  ditotolkan,  sekitar  1  cm  dari  bagian bawah pelat.  Gunakanlah selalu pensil untuk memberi label sampel. Kemudian totolkan sampel di atas pelat  menggunakan pipa kapiler sampai noda cukup tebal tetapi tidak melebar.   

  Gambar 12 Pelat siap ditotoli sampel (kiri) dan cara menotol sampel (kanan)    (2) Proses Elusi pelat KLT   Setelah  noda  pada  pelat  kering,  masukkan  pelat  ke  dalam  wadah  bertutup  yang  telah  berisi  pelarut  yang  sesuai.    Sebelumnya  pelarut  dalam  wadah  dijenuhkan  terlebih  dahulu  dengan  menempatkan  kertas  saring  di  dalam  wadah dan wadah harus tertutup.  Kemudian biarkan pelarut menaiki pelat di dalam wadah perlahan sampai mencapai  sekitar 0,5 cm dari bagian atas pelat.  Selanjutnya keluarkan pelat dan biarkan pelarut mengering di udara. 

ByDW2011 

28

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

   Gambar 13 Pelat KLT siap dielusi di dalam wadah bertutup berisi pelarut yang dijenuhkan    (3) Penampakan Noda  Beberapa  senyawa  organik  berwarna.    Jika  Anda  beruntung  memisahkan  sampel  yang  berwarna,  maka  penampakan  noda  dengan  mudah  terlihat.    Namun  sebagian  besar  senyawa  organk  tak  berwarna,  oleh  karena  itu  untuk  penampakan  noda  diperlukan  alat  Bantu.    Biasanya  pelat  KLT  menggunakan  bahan  indicator  fluoresens  yang  dapat  memancarkan  warna  biru  keunguan  di  bawah  lampu  UV  pada  panjang  gelombang  254  nm.    Senyawa  yang  menyerap sinar UV pada panjang gelombang tersebut akan memberikan penampakan noda di bawah lampu UV.  Cara  lain untuk penampakan noda adalah memasukkan pelat KLT ke dalam wadah berisi iod padat yang akan menyublim  dan  mengabsorbsi  molekul  organik  pada  fasa  gas,  sehingga  akan  terbentuk  noda  kecoklatan.    Selain  itu  terdapat  beberapa larutan penampak noda lain seperti serium sulfat, dan fosfomolibdat .   

Gambar 14 Penampakan noda di bawah sinar UV. 

 

  (4) penentuan nilai Rf   Selain berfungsi sebagai analisis kualitatif, KLT menyediakan gambaran kuantitatif kromatografik yang disebut  nilai Rf. Nilai Rf adalah “retardation factor” atau nilai “ratio‐to‐front” yang diekspresikan sebagai fraksi desimal.  

Rf =

ByDW2011 

Jarak yang ditempuh sampel Jarak noda dari batas bawah   = Jarak yang ditempuh pelarut Jarak tempuh pelarut dari batas bawah

29

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Gambar 15  Cara penentuan nilai Rf 

 

  Pustaka  http://ochem.jsd.claremont.edu/lab.htm#, The Virtual Lab Tutor, Organic Chemistry, diunduh pada Agustus 2006  Mayo, D.W., Pike, R.M., Forbes, D.C. (2011), Microscale Organic Laboratory: with Multistep and Multiscale Synthesis,  5th edition, John Wiley & Sons, New York, p.61 ‐ 100; 111 – 114; 129 ‐ 149  Pasto, D., Johnson, C., Miller, M. (1992), Experiments and Techniques in Organic Chemistry, Prentice Hall Inc., New  Jersey, p. 5; 43 –  81; 387 –406  Williamson (1999), Macroscale and Microscale Organic Experiments, 3rd edition, Boston, p. 39 – 65; 82 – 155; 160 ‐ 166; 704 – 706 

 

ByDW2011 

 

30

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Percobaan 1  PEMISAHAN DAN PEMURNIAN ZAT CAIR: Distilasi & Titik  Didih   

Sasaran Percobaan  Pada  akhir  pecobaan  mahasiswa  diharapkan  memahami:  1)  prinsip  distilasi  dan  2)  pengertian  campuran  azeotrop.    Selain  itu,  mahasiswa  juga  diharapkan  terampil  dalam:  1)  mengkalibrasi  termometer,  2)  merangkai  peralatan distilasi dan 3) melakukan distilasi untuk pemisahan dan pemurnian.   

I.  Pendahuluan  Distilasi  merupakan  metode  yang  sangat  baik  untuk  memurnikan  zat  cair.    Pada  percobaan  ini  Anda  akan  melakukan pemisahan campuran zat cair dengan cara distilasi biasa, distilasi bertingkat dan distilasi azeotrop.  Teori  dan prinsip dasar silakan dipelajari pada bab Prinsip dan Teknik Pemisahan dan Pemurnian, sub bab Distilasi   

II. Peralatan dan zat  Cari dan susunlah sendiri peralatan dan zat yang digunakan sesuai dengan eksperimen yang dilakukan   

III. Cara kerja 

PERHATIAN: o Dalam  setiap  pengerjaan  distilasi,  labu  tidak  boleh  terisi  oleh  campuran  senyawa  yang  akan  dipisahkan lebih dari ½ isi labu!!!!   o Jangan sampai Anda melakukan distilasi sampai kering!!   o Akan  selalu  ada  kemungkinan  terdapat  zat  cair  tertentu  yang  bersifat  eksplosif  dan  mudah  terbakar, jadi, berhati‐hatilah, jangan biarkan ada api terbuka di sekitar zat‐zat tersebut!   o Bekerjalah dengan hati‐hati dan tidak bermain‐main! 

A. Kalibrasi Termometer.   Isi  gelas  kimia  400  mL  dengan  bongkahan  kecil  es  hingga  kedalaman  10  cm.    Tambahkan  sedikit  air  dingin  sampai  sebagian  bongkahan  mengambang  di  permukaan  air.    Celupkan  termometer  ke  dalam  air  es  ini  hingga  kedalaman 7 atau 8 cm.  Aduk air es pelan‐pelan dengan termometer dan amati penurunan suhu yang teramati pada  skala  termometer.    Ketika  suhunya  sudah  tidak  turun  lagi,  dan  stabil  selama  10  –  15  detik,  catat  skala  termometer  tanpa mengangkat termometer dari dalam air es.  Jika pembacaan skala berada dalam trayek 1  oC di bawah/di atas 0  o C,  maka  termometer  tersebut  layak  pakai.    Jika  pembacaan  melebihi  trayek  tersebut,  tukarkan  termometer  Anda  dengan yang baru, lalu kalibrasi lagi.  Keringkan termometer dengan kertas tissue. 

B. Distilasi biasa     Pasang  peralatan  distilasi  sederhana  (lihat    Gambar  6  pada  sub  bab  Distilasi).    Masukkan  40  mL  campuran  aseton‐air  (1:1)  ke  dalam  labu  (jumlah  maksimum  setengah  volume  labu).    Masukkan  batang  pengaduk  magnet  ke  dalam  labu  (catatan:  jika  tak  ada  batang  pengaduk  magnet,  masukkanlah  beberapa  potong  batu  didih  ke  dalam  labu).    Mulai  lakukan  pemanasan  dengan  pemanas  listrik  sambil  dilakukan  pengadukan  secara  magnetik  hingga  mendidih.  Atur pemanasan agar supaya distilat menetes secara teratur dengan kecepatan satu tetes per detik.  Amati  dan  catat  suhu  dimana  tetesan  pertama  muai  jatuh.    Penampung  diganti  dengan  yang  bersih,  kering  dan  berlabel  untuk menampung distilat murni, yaitu distilat yang suhunya sudah mendekati suhu didih sebenarnya sampai suhunya  konstan.    Catatlah  suhu  dan  volume  distilat  secara  teratur  setiap  selang  jumlah  penampungan  distilat  tertentu,  misalnya setiap 5 mL penampungan distilat, sampai sisa yang didistilasi tinggal sedikit (jangan sampai kering). 

C. Distilasi bertingkat   Pasang peralatan distilasi bertingkat (lihat Gambar 7).  Masukkan 40 mL campuran aseton‐air (1:1) ke dalam  labu (jumlah maksimum setengah volume labu).  Masukkan batang pengaduk magnet ke dalam labu (catatan: jika tak  ada  batang  pengaduk  magnet,  masukkanlah  beberapa potong  batu didih  ke dalam labu).   Lakukan  proses  distilasi  sampai seperti proses pengerjaan distilasi sederhana. 

D. Distilasi azeotrop terner    Masukkan kira‐kira 25 mL metanol‐air (1:1) ke dalam labu bundar 100 mL dan tambahkan benzen sebanyak  setengah  dari  volume  tersebut.    Pasang  peralatan  untuk  distilasi  bertingkat,  lalu  lakukan  distilasi  secara  teratur,  dengan mencatat suhu dan volume distilat.  Ganti penampung setiap saat anda mengira sudah mencapai titik didih zat  ByDW2011 

31

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

murni.dan hentikan distilasi apabila sisa campuran dalam labu tinggal 3 ‐ 4 mL lagi.  Jangan sampai kering!  Catatan:  jika  distilat  yang  Anda  tampung  membentuk  dua  fasa,  pisahkan  fasa  atas  dari  fasa  bawah  dengan  cara  memipet  keluar secara perlahan fasa bagian atas dan tampung di wadah yang bersih dan kering.  Ukur volume masing‐masing  fasa setelah terpisah.    TUGAS:  Lakukan  pengukuran  indeks  bias  untuk  semua  senyawa  murni  dan  semua  hasil  distilasi.    Bandingkan!  Bandingkan pula dengan data indeks bias masing‐masing senyawa murni dari literatur! 

  Tugas post‐lab: buatlah kurva distilasi (lihat Gambar 5 pada sub bab Distilasi) hasil tiap percobaan di atas.  Diskusikan  hasilnya.  Mana yang memberikan hasil pemisahan lebih baik?   

IV. Tugas Pendahuluan (Pre‐Lab)  1.

Suatu campuran 10 mL isoamil asetat (MW=130,2 g/mol dan kerapatan=0,88 g/mL) dan 15 mL metil benzoat  (MW=136,2 g/mol dan kerapatan=1,09 g/mL) didistilasi.  Hitunglah % mol tiap komponen.  Gunakan % mol ini  beserta gambar di bawah untuk menjawab pertanyaan berikut:  a. Berapa titik didih awal campuran tersebut?  Jelaskan!  b. Berapa komposisi fasa uap ketika dalam kesetimbangan dengan fasa cair? 

  Cari dan gambarkan rangkaian alat distilasi uap dan vakum.  Jelaskan pula prinsip dan tujuan kedua metode  distilasi tersebut!  Cari  minimal  4  contoh  campuran  yang  bisa  membentuk  sistem  azeotrop  biner  beserta  komposisi  dan  titik  didih azeotropnya. Jelaskan bagaimana sistem azeotrop ini bisa dipisahkan! 

2. 3.  

 

Pustaka  Mayo, D.W., Pike, R.M., Forbes, D.C. (2011), Microscale Organic Laboratory: with Multistep and Multiscale Synthesis,  5th edition, John Wiley & Sons, New York, p.61 ‐ 67; 129 ‐ 140  Pasto, D., Johnson, C., Miller, M. (1992), Experiments and Techniques in Organic Chemistry, Prentice Hall Inc., New  Jersey, p.47 – 55; 396 – 398  Williamson (1999), Macroscale and Microscale Organic Experiments, 3rd edition, Boston, p. 82 – 121 

ByDW2011 

32

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Percobaan 2 PEMISAHAN & PEMURNIAN ZAT PADAT: Rekristalisasi &  Titik Leleh   

Sasaran Percobaan    Pada  akhir  percobaan  ini  mahasiswa  diharapkan  dapat  menjelaskan  konsep  dan  tujuan  kristalisasi  dan  terampil  dalam:  1)  melakukan  rekristalisasi  dengan  baik;  2)  memilih  pelarut  yang  sesuai  untuk  rekristalisasi;  3)  menjernihkan  dan  menghilangkan  warna  larutan;  dan  4)  memisahkan  dan  memurnikan  campuran  dengan  rekristalisasi.   

I. Pendahuluan    Prinsip pemisahaan atau pemurnian zat padat dengan teknik rekristalisasi didasarkan pada adanya perbedaan  kelarutan zat‐zat padat dalam pelarut tertentu, baik dalam pelarut murni atau dalam pelarut campuran; serta bahwa  suatu zat padat akan lebih larut dalam pelarut panas dibandingkan dengan pelarut dingin.  Prinsip dan teknik dasar  lebih  detail  dapat  dipelajari  pada  bab  Prinsip  dan  Teknik  Pemisahan  dan  Pemurnian,  sub  bab  Reksristalisasi  &  Sublimasi.     

II. Peralatan dan zat     

Cari dan susunlah sendiri peralatan dan zat yang digunakan sesuai dengan eksperimen yang dilakukan. 

III. Cara kerja  A. Kalibrasi Termometer  Mengkalibrasi titik skala 100 termometer dilakukan sebagai berikut: isikan ke dalam tabung reaksi besar 10  mL  aquades,  masukkan  sedikit  batu  didih  atau  batang  magnet  untuk  pengadukan  magnetik.    Klem  tabung  tersebut  tegak  lurus,  panaskan  perlahan  sampai  mendidih.    Posisikan  termometer  pada  uap  di  atas  permukaan  air  yang  mendidih tersebut.  Untuk menentukan titik didih yang sebenarnya dari air, harus diperiksa tekanan barometer. 

B. Kristalisasi Asam Benzoat dalam air    Siapkan  pelarut  (air)  panas.   Timbang 1,5 g  asam  benzoat  kotor,  masukkan  dalam gelas  kimia  100 mL  yang  dilengkapi  batang  pengaduk  magnet,  lalu  masukkan  sedikit  demi  sedikit  sambil  diaduk  pelarut  (air)  dalam  keadaan  panas sampai semua asam benzoat tepat larut.  Setelah semua senyawa larut, tambahkan sedikit berlebih beberapa  mL pelarut panas.  Didihkan campuran ini di atas pemanas listrik.  Ke dalam campuran panas tambahkan sedikit demi  sedikit,  hati‐hati,  sambil  diaduk  dengan  kaca  pengaduk,  sekitar  0,25  g  karbon  (charcoal)  atau  norit  untuk  menghilangkan warna.  Didihkan beberapa saat supaya penyerapan warna lebih sempurna.  Siapkan corong penyaring  kaca tangkai pendek, lengkapi dengan kertas saring lipat (lihat gambar dan pelajari cara membuatnya!).  Tempatkan  labu  Erlenmeyer  bersih  untuk  menampung  filtrat  panas  di  atas  pemanas  listrik  bersebelahan  dengan  gelas  berisi  larutan  asam  benzoat.    Pasang  corong  yang  telah  dilengkapi  kertas  saring  pada  labu  Erlenmeyer  tersebut.    Dalam  keadaan panas, tuangkan larutan asam benzoate ke labu Erlenmeyer melalui corong secepat mungkin (jangan sampai  dingin,  ?).    Jika  larutan  menjadi  dingin  dan  mengkristal,  ulangi  pemanasan,  dan  ulangi  penyaringan,  sampai  semua  larutan  tersaring.    Bilas  sisa  larutan  asam  benzoat  dalam  gelas  kimia  dengan  sesedikit  mungkin  air  panas,  tuangkan  bilasannya  ke  dalam  labu  Erlenmeyer  penampung  filtrate  melalui  corong.    Jika  semua  sudah  tersaring  sempurna,  angkat labu Erlenmeyer dari pemanas listrik, biarkan filtrat dingin dengan penurunan suhu secara perlahan (di udara  terbuka) dan jangan diganggu atau diguncang.  Jika sudah lama belum terbentuk kristal, bisa didinginkan Erlenmeyer  disiram di bawah curahan air kran atau direndam dalam air es.  Bila di dalam air es belum juga terbentuk kristal berarti  larutannya  kurang  jenuh,  maka  jenuhkan  dengan  cara  penguapan  sebagian  pelarutnya.    Pembentukan  kristal  dapat  dibantu  dengan  cara  menggores‐gores  bagian  dalam  labu  Erlenmeyer  berisi  filtrate  dengan  batang  kaca  pengaduk  hingga  terbentuk  kristal.    Jika  semua  kristal  sudah  terbentuk  dan  terpisah,  lakukan  penyaringan  kristal  dengan  menggunakan  corong  Büchner  yang  dilengkapi  dengan  peralatan  isap  (suction).    Lihat  gambar  dan  pelajari  cara  menggunakan penyaringan Büchner dengan suction. Ingat, kertas saring yang digunakan harus tepat seukuran corong  Büchner, tepat menutup lubang (?).  Cuci kristal dalam corong Büchner dengan sedikit pelarut dingin, satu sampai dua  kali.    Tekan  kristal  dengan  spatula,  sekering  mungkin.    Tebarkan  kristal  diatas  kertas  saring  lebar  (kering),  tekan  sekering  mungkin.  Timbang  kristal  kering  dan  tentukan  titik  leleh  dengan  menggunakan  cara  kapiler  (gunakan  alat  pengukur titik leleh yang ada di laboratorium.  Minta bantuan asisten untuk mengajarkan Anda cara mengukur titik  leleh).    Hitung  perolehan  kembali  asam  benzoat  murni.    Jika  trayek  leleh  masih  lebar  (lebih  dari  1  atau  2  derajat),  ulangi rekristalisasi.   

C.  Sublimasi    Tempatkan dalam cawan porselen sekitar 1 g serbuk kamper kotor.  Letakkan cawan di atas pemanas listrik,  kemudian  tutup  cawan  dengan  kaca  arloji  yang  di  atasnya  diletakkan  bongkahan  es  sebagai  pendingin.    Lakukan  pemanasan secara perlahan hingga semua padatan kamper menyublim.  Kumpulkan kristal yang menempel pada kaca  arloji,  dengan  cara  sebelumnya  cairan  es  di  atas  arloji  dihilangkan  dulu  menggunakan  pipet  tetes.    Timbang  dan  tentukan titik lelehnya dan bandingkan dengan titik leleh kamper semula.  

  ByDW2011 

33

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

IV. Tugas Pendahuluan (Pre‐Lab)    1. 2. 3. 4.

Sifat‐sifat apakah yang harus dipunyai oleh suatu pelarut agar dapat digunakan untuk rekristalisasi suatu senyawa  organik tertentu?  Sebutkan minimal lima tahap yang harus dilakukan dalam pengerjaan rekristalisasi.  Jelaskan prinsip dasar rekristalisasi.  Carilah  5  pasangan  pelarut  yang  biasa  digunakan  untuk  rekristalisasi  dalam  2  pelarut  (pasangan  pelarut),  lalu  tuliskan pula data fisik dan sifat‐sifat pelarut tersebut dalam suatu tabel! 

 

Pustaka    Mayo, D.W., Pike, R.M., Forbes, D.C. (2011), Microscale Organic Laboratory: with Multistep and Multiscale Synthesis,  5th edition, John Wiley & Sons, New York, , p.85 ‐ 91; 111 ‐ 114  Pasto, D., Johnson, C., Miller, M. (1992), Experiments and Techniques in Organic Chemistry, Prentice Hall Inc., New  Jersey, p. 43 – 46; 5; 387 – 395  Williamson (1999), Macroscale and Microscale Organic Experiments, 3rd edition, Boston, p. 122 ‐126; 39 – 65 

ByDW2011 

34

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Percobaan 3  PEMISAHAN SENYAWA ORGANIK: Ekstraksi    Sasaran Percobaan    Pada  akhir  percobaan  diharapkan  mahasiswa  dapat  memahami  konsep  dan  jenis  ekstraksi,  yaitu  ekstraksi  padat‐cair, cair‐cair dan asam‐basa, serta terampil dalam melakukan teknik‐teknik tersebut.  Selain itu juga, mahasiswa  diharapkan memahami tujuan penggaraman dan pengeringan larutan. 

  I. Pendahuluan    Ekstraksi adalah metode pemisahan yang melibatkan proses pemindahan satu atau lebih senyawa dari satu  fasa ke fasa lain dan didasarkan kepada prinsip kelarutan.  Dasar metode ekstraksi cair‐cair adalah distribusi senyawa  diantara  dua  fasa  cair  yang  berada  dalam  keadaan  kesetimbangan.    Prinsip  dan  teknik  dasar  lebih  detail  dapat  dipelajari pada bab Prinsip dan Teknik Pemisahan dan Pemurnian, sub bab Ekstraksi.    

II. Peralatan dan Zat  Cari dan susunlah sendiri peralatan dan zat yang digunakan sesuai dengan eksperimen yang dilakukan 

III. Cara kerja  A. Ekstraksi cair‐cair (kelarutan)    Masukkan  5  mL  larutan  asam  asetat  glasial  (5  mL  dalam  110  mL  air)  dalam  corong  pisah  100  mL,  ekstraksi  dengan satu kali 15 mL eter. Hati‐hati dengan eter karena mudah sekali terbakar dan tekanan uapnya tinggi. Setelah  dikocok 1‐2 kali pada awal, buka kran corong pisah dengan posisi terbalik. Kran dipegang dengan tangan kiri. Pelajari  dan latihlah cara mengekstraksi yang benar. Simpan corong pada klem bundar. Jika sudah terpisah, keluarkan bagian  bawah  ke  dalam  Erlenmeyer  dengan  hati‐hati  (Ingat,  waktu  mengeluarkan  cairan  agar  tutup  corong  pisah  sedikit  terbuka).  Titrasi  larutan  dalam  fasa  air  dengan  larutan  NaOH  0,3  M  dan  indikator  fenolftalein.  Sebelumnya,  lakukan  titrasi lebih dulu terhadap 5 mL larutan asam asetat awal. Lakukan perhitungan konsentrasi terhadap: a). larutan asam  asetat awal, b). jumlah asam asetat dalam lapisan air, c). persentase asam asetat dalam fasa air dan fasa eter. Dengan  cara yang sama seperti diatas, akan tetapi ekstraksi terhadap 5 mL larutan asam asetat dalam air dilakukan 3 (tiga) kali  masing‐masing dengan 5 mL eter. Titrasi larutan asam asetat dalam fasa air. Lakukan perhitungan seperti diatas, dan  bandingkan hasilnya.    

B. Ekstraksi Asam‐Basa: Pemisahan campuran senyawa organik asam, basa dan netral    Timbang  0,2  g  campuran  padatan  yang  mengandung  sejumlah  yang  sama  senyawa  (1)  asam  benzoat  (C6H5CO2H); (2) p‐nitroanilin (NO2‐C6H4NH2); dan (3) naftalen (C10H8), kemudian larutkan dalam 2 mL diklorometana di  dalam  tabung  reaksi  bertutup,  hangatkan  di  atas  pemasnas  listrik  jika  perlu  untuk  penyempurnaan  pealrutan.   Tambahkan 2 mL larutan NaOH 6M ke dalam tabung reaksi tersebut, tutup tabung reaksi, guncangkanlah tabung reaksi  dengan  kuat.    Buka  perlahan  tutup  tabung  reaksi  untuk  mengeluarkan  tekanan  dari  dalam  tabung  akibat  proses  pengguncangan.  Ulangi pengguncangan beberapa kali.  Simpan tabung reaksi pada rak dan biarkan terjadi pemisahan  2 fasa secara sempurna.  Pindahkan fasa organik (?) secara perlahan menggunakan pipet tetes ke dalam tabung reaksi  kosong dan bersih, beri label.  Pindahkan pula fasa larutan basa (?) ke dalam tabung reaksi lain yang kosong dan bersih,  beri  label.    Pindahkan  kembali  fasa  organik  ke  dalam  tabung  reaksi  semula  dan  ulangi  proses  ekstraksi  dengan  sebelumnya menambahkan 2 mL larutan NaOH 6 M ke dalam fasa organik.  Lakukan pemsahan fasa, gabungkan fasa  larutan basa dengan larutan basa yang dihasilkan dari proses sebelumnya.  Tambahkan 2 mL larutan HCl 6 M ke dalam fasa organik di dalam tabung reaksi dan lakukan ekstraksi seperti  proses sebelumnya.  Pisahkan fasa larutan asam ke dalam tabung reaksi kosong dan bersih.  Ulangi ekstraksi dengan  menambahkan 2 mL larutan HCl 6 M ke dalam fasa organik.  Gabungkan fasa larutan asam yang dihasilkan pada proses  ini dengan fasa larutan asam dari proses ekstraksi sebelumnya.  Pindahkan fasa organik ke dalam tabung reaksi kosong  dan bersih.  Tambahkan 1 mL diklorometana ke dalam fasa organik pada tabung reaksi, kemudian tambahkan sedikit  garam  natrium  sulfat  anhidrat  untuk  menghilangkan  sisa  air  yang  mungkin  ada,  goyangkan  tabung  perlahan  hingga  tidak lagi terbentuk emulsi.  Pisahkan cairan fasa organik dari padatan garam menggunakan pipet tetes yang bagian  bawahnya disumbat dengan sedikit kapas, masukkan fasa organik tersebut ke dalam tabung reaksi kosong dan bersih.   Sekarang Anda memiliki tiga fasa yang berbeda: (1) fasa larutan basa (?); (2) fasa larutan asam (?); dan (3) fasa organik  (?).    Dinginkan  fasa  larutan  basa  dan  kemudian  netralkan  dengan  penambahan  larutan  HCl  6  M  tetes  demi  tetes  sampai kertas lakmus berwarna merah (atau terbentuk banyak endapan, sekitar 2‐4 mL HCl).  Saring padatan secara  vakum  menggunakan  corong  Hirsch  atau Buchner  dan  labu  isap,  bilas  dengan  sedikit  air  dingin.    Pindahkan  padatan  pada kertas saring lain untuk dikeringkan, ditimbang dan ditentukan titik lelehnya.  Ulangi cara yang sama terhadap  fasa  larutan  asam,  hanya  untuk  penetralan  digunakan  larutan  NaOH  6  M.    Padatan  yang  terbentuk  disaring  vakum,  dikeringkan,  ditimbang  dan  ditentukan  titik  lelehnya.    Untuk  fasa  organik,  lakukan  penguapan  diklorometana  pada  penangas air di atas pemanas listrik hingga volumenya berkurang (jangan sampai kering!!).  Angkat tabung reaksi dari  penangas air, dinginkan  pada suhu kamar, lalu masukkan ke dalam penanagas es agar terbentuk kristal.  Saring vakum  kristal,  kemudian  keringkan,  timbang  dan  tentukan  titik  lelehnya.    Catat  semua  data  pada  buku  catatan  paraktikum  Anda dan pada lembar data yang tersedia.      ByDW2011 

35

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

C. Ekstraksi pelarut: Isolasi Trimiristin dari pala (Demonstrasi oleh Asisten)    Timbang  10  g  pala  yang  sudah  dipotong‐potong  atau  diserbukkan  dan  bungkus  dengan  kertas  saring  menyerupai  silinder  dan  diikat  dengan  tali  benang  kasur.  Masukkan  bungkusan  serbuk  pala  itu  ke  dalam  tabung  Soxhlet. Perhatian: ukuran bungkusan pala tidak boleh melampaui tinggi dari saluran pelarut pada tabung Soxhlet!!   Masukkan sekitar 40 mL eter ke dalam labu bundar. Hati‐hati: eter tekanan uapnya sangat tinggi dan mudah sekali  terbakar.  Jauhkan  dari  api!!  Pasang  tabung  Soxhlet  di  atas  labu  berisi  eter  dan  pasang  kondensor  di  atas  tabung  Soxhlet (lihat gambar!!). Siapkan air panas di tempat lain dan tidak boleh ada api di sekitar eter!!! Pasang penangas air  berisi air panas/mendidih pada alat Soxhlet yang telah terpasang. Jangan lupa pasang selang air dan nyalakan aliran air  ke  dalam  kondensor  yang  sebaiknya  dibalut  dengan  selimut  berisi  es.  Lakukan  proses  Soxhletasi  selama  30  menit.  Jangan lupa ganti selalu air panas di dalam penangas. Setelah Soxhletasi, tuangkan ekstrak dalam labu bundar ke dalam  labu bundar lain untuk didistilasi lebih lanjut (Anda harus sudah merangkai peralatan distilasi pada saat menunggu  proses Soxhletasi).  Lakukan distilasi dengan penangas air panas tanpa api!! Larutan ekstrak dikisatkan dengan cara  distilasi sampai kira‐kira 15 mL. (Perhatian: distilasi eter harus menggunakan pemanasnya adalah air panas tanpa api,  pendingin  kondensor  harusnya  pakai  air  es,  dan  dilakukan  dalam  lemari  asam.  Eter  sangat  mudah  terbakar,  titik  didih  rendah,  uapnya  lebih  berat  dari  udara,  dan  bersifat  membius).  Setelah  didistilasi,  ke  dalam  ekstrak  eter  tambahkan sedikit demi sedikit sambil diaduk sekitar 40 mL metanol, sampai endapan mulai terlihat dan mengendap  semua.  Pisahkan  endapan  dengan  penyaringan  Büchner  yang  dilengkapi  pengisapan,  cuci  sekali  dengan  campuran  eter‐metanol  (1:1),  lalu  biarkan  kristal  kering.  Timbang  hasil  yang  diperoleh,  tentukan  titik  leleh  dan  hitung  rendemennya dalam pala.   

IV. Tugas Pendahuluan (Pre‐Lab)  1. Termasuk metode ekstraksi apa yang digunakan dalam pemisahan asam benzoat dalam toluen yang diekstrak  ke fasa air? Jelaskan mengapa cara ini yang dilakukan, dan penjelasan harus didasarkan pada data fisik asam  benzoat!  2. Buatlah diagram alir cara pemisahan: asam benzoat, fenol, anilin dan naftalen pada percobaan ekstraksi cair‐ cair!    Jelaskan  prinsip  dasar  pemisahan  keempat  senyawa  tersebut  dan  fungsi  penambahan  reagen‐reagen  pada waktu ekstraksi!  3. Gambarkan struktur trimiristin yang diisolasi dari pala!   

Pustaka    Mayo, D.W., Pike, R.M., Forbes, D.C. (2011), Microscale Organic Laboratory: with Multistep and Multiscale Synthesis,  5th edition, John Wiley & Sons, New York, p.67 ‐ 84; 141 ‐ 149  Pasto, D., Johnson, C., Miller, M. (1992), Experiments and Techniques in Organic Chemistry, Prentice Hall Inc., New  Jersey, p.56‐59;399 – 404  Williamson (1999), Macroscale and Microscale Organic Experiments, 3rd edition, Boston, p. 127 ‐155     

ByDW2011 

36

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Percobaan 4  KROMATOGRAFI KOLOM & KROMATOGRAFI LAPIS TIPIS:  Pemisahan Senyawa Nitrofenol dan Pemisahan Zat  Pewarna Makanan    Sasaran Percobaan  Pada akhir percobaan mahasiswa harus dapat:     1. Melakukan dan menjelaskan teknik‐teknik dasar kromatografi kolom dan kromatografi lapis tipis  2. Menjelaskan Prinsip dasar kromatografi.  3. Melakukan isolasi campuran senyawa sampai pemurniannya secara kromatografi kolom. 

I. Pendahuluan  Kromatografi  adalah  suatu  metode  untuk  memisahkan  senyawa  organik  dan  anorganik  sehingga  senyawa  tersebut dapat dianalisis dan dipelajari.  Kromatografi adalah suatu metode fisik yang baik sekali untuk mengamati dan  menyelidiki suatu campuran dan pelarutnya.  Prinsip dan teknik dasar lebih detail dapat dipelajari pada bab Prinsip dan  Teknik Pemisahan dan Pemurnian, sub bab Kromatografi Kolom dan Kromatografi latis Tipis (KLT).    

II. Peralatan dan Zat     

Cari dan susunlah sendiri peralatan dan zat yang digunakan sesuai dengan eksperimen yang dilakukan. 

III. Cara kerja  A. Pemisahan dan Pemurnian Nitrofenol  Pada percobaan ini akan dilakukan pemisahan dengan cara kromatografi kolom dari suatu campuran mono,  di  dan  trinitrofenol  yang  berasal  dari  percobaan  hasil  nitrasi  terhadap  fenol.    Pemisahan  ini  kemudian  diikuti  oleh  pemeriksaan  secara  kualitatif  dengan  kromatografi  lapis  tipis.  Jadi  pemeriksaan  yang  terakhir  ini  merangkap  pula  sebagai cara untuk memonitor apakah pemisahan dengan cara kromatografi kolom berhasil atau tidak.  Pada senyawa  fenol, gugus ‐OH mengaktifkan cincin  benzen.  Oleh karena itu pada nitrasi fenol dengan asam nitrat pekat, dihasilkan  campuran  yang  terdiri  dari  o‐nitrofenol  sebagai  hasil  utama,  p‐nitrofenol  dalam  jumlah  yang  lebih  sedikit,  dan  2,4‐ dinitrofenol  serta  2,4,6‐trinitrofenol  yang  lebih  sedikit  lagi.    Bila  campuran  hasil  nitrasi  yang  masih  kotor  ini  dimasukkan ke dalam kolom yang berisi alumina, Al2O3, atau silika gel dan dielusi (dilalukan) dengan metilenklorida,  maka fraksi‐fraksi eluen dapat dikumpulkan, dimana akhirnya masing‐masing fraksi mengandung satu komponen yang  identitasnya ditentukan dengan cara  kromatografi lapis tipis.     a. Nitrasi fenol    Masukkan 3 mL HNO3 pekat ke dalam 7 mL air pada gelas kimia 50 mL dalam penangas es, dinginkan sampai  5oC.  Tambahkan campuran ini kepada 3 g fenol yang ditempatkan dalam labu Erlenmeyer 50 mL.  Sambil diaduk, atur  suhu campuran antara 20 ‐ 25  oC selama kira‐kira 15 menit, kemudian antara 30 ‐ 35  oC  selama 15 menit, dengan  cara mendinginkannya dalam air.  Tambahkan kira‐kira 7 mL air es, lalu ekstrak dua kali, masing‐masing dengan 10 mL  metilenklorida (diklorometana). Cuci fasa organik yang telah digabung dua kali dengan air, keringkan dengan natrium  sulfat anhidrat, dan uapkan pelarutnya di atas  penangas air.    b. Kromatografi kolom    Siapkan kolom gelas yang bagian bawahnya telah dilengkapi dengan kran teflon, berisi penyumbat glass wool  atau  kapas,  dan  isikan  ke  dalamnya  10%  etil  asetat  dalam  n‐heksan  (sudah  disiapkan)  secukupnya.    Tuangkan  perlahan‐lahan  15  g  alumina,  Al2O3,  atau  silika  gel  yang  sudah  berupa  bubur/slurry  dalam  pelarut  10%  etil  asetat  dalam n‐heksan, ke dalam kolom, sedikit demi sedikit (perhatian: usahakan jangan ada gelembung udara!).  Setelah  bubur alumina atau silika gel tertuangkan semuanya ke dalam kolom, turunkan permukaan pelarut hingga mencapai  permukaan  alumina/silika  gel  dalam  kolom.    Usahakan  kolom  bebas  dari  gelembung  gas  dan  kolom  tidak  patah.   Seluruh campuran reaksi nitrasi di atas (hasil percobaan (a)), dengan berat 1/50 – 1/30 dari berat alumina/silika gel  yang digunakan ( 0,3 – 0,5 g sampel), larutkan sedikit dalam metilenklorida, lalu tuangkan menggunakan pipet tetes  secara perlahan di atas permukaan kolom alumina/silika gel (jangan sampai permukaan kolom teraduk).  Tambahkan  eluen 10% etil asetat dalam n‐heksan ke dalam kolom menggunakan pipet perlahan‐lahan, mulai buka keran kolom.   Lakukan elusi dengan eluen 10% etil asetat dalam n‐heksan.  Atur pengeluaran eluen (=kecepatan elusi) kira‐kira 3‐5  mL/menit.  Satu pita kuning akan terlihat dengan jelas yang merupakan komponen campuran reaksi yang bergerak  menuruni kolom.  Bila tetes‐tetes kuning sudah mulai keluar dari kolom, mulailah tampung setiap fraksi eluen dengan  tabung reaksi.  Penampungan diganti setiap 10 mL (setara dengan 1 tabung reaksi ¾ penuh), hingga 8 sampai 10 fraksi  dapat terkumpul.  Pisahkan penampung setiap fraksinya.    Catatan: ‐ alternatif eluen/pelarut yang digunakan adalah metilenklorida/diklorometana (CH2Cl2).     ‐  Lakukan  terlebih  dahulu  KLT  terhadap  prosuk  campuran  reaksi  sebelum  dilakukan  kromatografi  kolom  (lakukan caranya sesuai prosedur bagaian (c)).    ByDW2011 

37

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

c. Kromatografi Lapis Tipis (KLT)     Masing‐masing fraksi yang diperoleh di atas, ditotolkan dengan pipa kapiler pada pelat‐pelat lapis tipis silika  gel yang sudah tersedia (Catatan: pelat lapis tipis dapat disiapkan dengan cara mencelupkan kaca objek 5 x 20 cm ke  dalam  bubur  silika  gel  [35  g  silika  gel  G  dalam  100  mL  kloroform:metanol  perbandingan  2:1]  dikeringkan  dan  diaktifkan dalam oven 100  oC sekitar 30 menit).  Pelat lapis tipis yang telah ditotoli fraksi tersebut lalu ditempatkan  berdiri  di  dalam  wadah  pengembang  KLT  yang  telah  berisi  benzena  setinggi  kira‐kira  0,7  cm  (sebagai  eluen),  lalu  lakukan elusi.  Perhatian: jangan sampai noda sampel pada batas bawah KLT terendam.  Setelah selesai elusi (kira‐kira  eluen  mencapai  1  cm  dari  tepi  atas  pelat  KLT),  keringkan  di  udara,  dan  bercak‐bercak  noda  hasil  pemisahan  bisa  dilihat  di  bawah  lampu  UV  atau  dengan  cara  memasukkan  pelat  KLT  ke  dalam  botol  yang  sudah  berisi  uap  iodium  jenuh.  Tentukan nilai Rf dari noda‐noda yang diperoleh!  Diketahui: nilai Rf standar o‐nitrofenol = 0,9; p‐nitrofenol =  0,4; 2,4‐dinitrofenol  =  0,2; dan 2,4,6‐trinitrofenol = 0,05.    B. Pemisahan Zat Pewarna Makanan  a. Penyiapan sampel  Sedikit  sampel  zat  pewarna  makanan  (0,5  g)  dilarutkan  dalam  sedikit  larutan  25  %  isopropanol  (atau  95%  etanol).   Sampel disimpan untuk dilakukan kromatografi kolom dan KLT.  Berikut beberapa contoh zat pewarna makanan yang  diakui FDA. 

Gambar 1 Struktur zat pewarna makanan (A: Sunset Yellow; B: Ponceau; C: Tartrazine; D: Brilliant Blue)    b. Kromatografi kolom  Buatlah kolom kromotografi skala mikro dengan adsorben silika gel menggunakan kolom dari pipet tetes atau  syringe platik (pilih salah satu).  Gunakan sekitar 1 – 1,5 g silika gel untuk kolom syringe plastik; sedangkan untuk kolom  pipet tetes gunakan silika gel secukupnya (hanya mengisi sekitar ¾ panjang kolom).  Gunakan pelarut  isopropanol 25%  (atau  etanol  95%)  untuk  ‘membasahi’/mengembangkan  silika  gel  dalam  kolom.    Kemudian  teteskan  (sekitar  5  –  10  tetes) sampel zat pewarna pekat yang telah dilarutkan dengan sedikit pelarut isopropanol 25% (atau etanol 95%)  ke  dalam  kolom.    Tambahkan  pelarut  isopropanol  25%  (atau  etanol  95%)  perlahan‐lahan  sampai  memenuhi  kolom.   Lakukan penambahan pelarut sampai terlihat pemisahan pita‐pita berwarna.  Setiap warna yang keluar, tampunglah  dalam wadah yang berbeda.  Setelah pita pertama keluar, untuk mengeluarkan pita‐pita berikutnya, gunakan urutan  pelarut (setelah isopropanol 25% atau etanol 95%) adalah isopropanol 5% (atau etanol 70%), kemudian terakhir aqua  dm (air).  Fraksi eluat yang keluar kemudian disimpan untuk dianalisis dengan KLT.     c. Kromatografi Lapis Tipis (KLT)  Lakukan  KLT  terhadap  sampel  zat  pewarna  sebelum  dan  sesudah  kromatografi  kolom.    Gunakan  pelarut  isopropanol 25% atau etanol 95% sebagai eluen untuk KLT..  Hitunglah setiap Rf noda yang muncul. 

IV. Tugas Pendahuluan  1. 2. 3. 4. 5.

Tuliskan reaksi dan mekanisme reaksi pembentukan 2‐nitrofenol, 4‐nitrofenol dan 1,4‐benzokuinon dari reaksi  nitrasi fenol ini!  Jelaskan mengapa 2‐nitrofenol kurang polar daripada 4‐nitrofenol!  Jelaskan dengan mekanisme reaksi mengapa produk 3‐nitrofenol tidak terbentuk!  Jelaskan mengapa reaksi nitrasi sulit atau tidak terjadi jika dilakukan pada cincin aromatik tanpa gugus  hidroksi!  Cari dan gambarkan struktur senyawa zat pewarna lainnya yang diperbolehkan oleh FDA! 

ByDW2011 

38

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Pustaka  Mayo, D.W., Pike, R.M., Forbes, D.C. (2011), Microscale Organic Laboratory: with Multistep and Multiscale Synthesis,  5th edition, John Wiley & Sons, New York, p.92‐ 100  Pasto, D., Johnson, C., Miller, M. (1992), Experiments and Techniques in Organic Chemistry, Prentice Hall Inc., New  Jersey, p. 60 – 81; 404 – 406   Williamson (1999), Macroscale and Microscale Organic Experiments, 3rd edition, Boston, p. 160 ‐166; p.704 – 706 

 

ByDW2011 

 

39

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Percobaan 5  KEISOMERAN GEOMETRI: Pengubahan Asam Maleat  menjadi Asam Fumarat  Sasaran Percobaan    1. 2.

Pada akhir percobaan mahasiswa diharapkan dapat menjelaskan:  Azas dasar konfigurasi ruang, khususnya isomer geometri.  Perbedaan kofigurasi cis dan trans secara kimia dan fisika. 

I. Pendahuluan  Struktur  ruang  atom‐atom  dalam  molekul  seringkali  sangat  menentukan  sifat‐sifatnya.  Bila  dua  gugus  yang  reaktif adalah cis dan trans satu terhadap yang lainnya, maka perbedaan geometri kadang‐kadang mudah ditunjukkan  secara  kimia,  seperti  halnya  asam  maleat  dan  asam  fumarat,  yaitu  masing‐masing  cis‐asam  butenadioat  dan  trans‐ asam butenadioat.  Bila asam maleat dipanaskan dalam suatu tabung tertutup di atas titik lelehnya 1300C, maka akan  dihasilkan anhidrida maleat dan 1 mol molekul air.    O OH HO OH O HO O O Asam fumarat (trans) Asam maleat (cis) Sebaliknya,  asam  fumarat  tidak  meleleh,  akan  tetapi  menyublim  pada  suhu  287oC,  dan  membentuk  anhidrida  polimerik, atau pada suhu yang tinggi berubah menjadi anhidrida maleat.  Perubahan  isomer–isomer  geometri,  seperti  asam  maleat  menjadi  asam  fumarat,  dapat  terjadi  melalui  penentuan ikatan rangkap C=C yang untuk sementara waktu diubah menjadi ikatan tunggal C–C. Melalui ikatan tunggal  inilah  perputaran  dapat  berlangsung  dengan  bebas.    Seringkali,  walaupun  tidak  selalu,  isomer  trans  lebih  stabil  daripada isomer cis, dan merupakan bagian terbanyak dalam kesetimbangan.    Pengubahan  isomer‐isomer  geometri  dari  yang  satu  ke  yang  lain,  boleh  dijalankan  melalui  pembentukan  senyawa antara yang bersifat ion atau radikal bebas.  Pada percobaan ini, asam maleat direfluks dengan asam khlorida  yang akan mengubahnya menjadi asam fumarat yang lebih stabil. Asam fumarat jauh lebih sedikit larut dalam air dari  pada  asam  maleat,  sehingga  menyebabkan  mudah  mengkristal  dari  larutan  selama  reaksi  berjalan.  Mekanisme  reaksinya sudah disarankan sebagai berikut:   

OH

OH +OH

O HO

OH

+

H+ HO

O

OH

O

HO

O rotasi

Asam maleat (cis)

+OH

.. :OH

-H+

HO

+

HO

HO OH

OH

OH O

O

O

O Asam fumarat (trans)  

     

II. Peralatan dan zat     

Cari dan susunlah sendiri peralatan dan zat yang digunakan sesuai dengan eksperimen yang dilakukan.   

III. Cara kerja    Didihkan  20  mL  air  suling  dalam  labu  Erlenmeyer  125  mL  dan  tambahkan  15  g  anhidrida  maleat.  Anhidrida  maleat  mula‐mula  akan  melebur/meleleh  (t.l.  53oC),  kemudian  bereaksi  dengan  air  menghasilkan  asam  maleat  yang  sangat  larut  dalam  air  panas  (400  g/100  mL  air  panas)  bahkan  mudah  larut  dalam  air  dingin  (79  g/100  mL  air  pada  250C).  Setelah  larutan  menjadi  jernih,  dinginkan  labu  di  bawah  pancaran  air  kran  sampai  sejumlah  maksimum  asam  maleat  mengkristal  dari  larutan.  Kumpulkan  asam  maleat  di  atas  corong  Buchner,  keringkan  dan  tentukan  titik  lelehnya. Jangan dibuang filtrat yang mengandung banyak maleat terlarut!  ByDW2011 

40

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

  Pindahkan  larutan  filtrat  ke  dalam  labu  bundar  100  mL,  tambahkan  15  mL  HCl  pekat  dan  refluks  perlahan‐ lahan selama 10 menit. Kristal asam fumarat akan segera mengendap dari larutan panas (kelarutannya dalam air 9,8  g/100  mL  pada  1000C  dan  0,7  g/100  mL  pada  250C).  Dinginkan  larutan  pada  suhu  kamar,  kumpulkan  asam  fumarat  dalam corong Buchner, dan rekristalisasi dalam air. Tentukan titik lelehnya dengan menggunakan melting block atau  melting point apparatus (yang tersedia di laboratorium).  Bandingkan titik leleh asam maleat dan asam fumarat!  Ukur  spektrum UV‐Vis asam maleat dan asam fumarat, bandingkan hasilnya!    IV. Tugas Pendahuluan  1. Apakah  cis  1,2–dikloroetan  boleh  saling  bertindih  dengan  isomer  trans?  Apakah  yang  menghalangi  terjadinya  perubahan yang leluasa dari bentuk yang satu ke bentuk yang lain?  2. Apakah  syarat  yang  terpenting  agar  suatu  alkena  dapat  berada  dalam  bentuk  isomer  cis  dan  trans?  Manakah  antara  alkena  berikut  yang  dapat  berada  dalam  bentuk  isomer  cis,  trans?  1–kloropropena,  2‐kloropropena,  2‐ butena. Gambarkan struktur senyawa tersebut untuk menunjukan jawaban anda.  3. Bagaimanakah  struktur  anhidrida  maleat?  Terangkan  mengapa  anhidrida  maleat  sangat  baik  sebagai  dienofil  dalam reaksi Diels‐Alder?    Pustaka  Mayo, D.W., Pike, R.M., Forbes, D.C. (2011), Microscale Organic Laboratory: with Multistep and Multiscale Synthesis,  5th edition, John Wiley & Sons, New York, p.163 ‐ 173  Pasto, D., Johnson, C., Miller, M. (1992), Experiments and Techniques in Organic Chemistry, Prentice Hall Inc., New  Jersey, p. 488 – 490  Williamson (1999), Macroscale and Microscale Organic Experiments, 3rd edition, Boston, p. 706– 707 

ByDW2011 

41

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Percobaan 6 PEMBUATAN SIKLOHEKSENA Sasaran Percobaaan    Pada  akhir  percobaan  ini  mahasiswa  harus  dapat  menjelaskan  mengenai:  1)  teknik‐teknik  dasar  dalam  pemisahan dan pemurnian zat cair, seperti penyaringan, pengeringan dan distilasi, 2) azas‐azas dehidrasi alkohol, dan  3) azas‐azas ketakjenuhan dan reaksi‐reaksi untuk menunjukkan adanya ketakjenuhan senyawa olefin.   

I. Pendahuluan      Salah satu contoh pembuatan olefin dari alkohol adalah dehidrasi sikloheksanol menjadi silokhesena dan air.  Dehidrasi dapat dilakukan dengan cara memanaskan alkohol dengan suatu asam, pada suhu tidak terlalu tinggi. Dalam  percobaan  ini,  sebagai  katalis  dipilih  asam  fosfat.  Hasil  reaksi  segera  dikeluarkan  begitu  ia  terbentuk,  dengan  cara  distilasi.   

OH

H+ + H2O  

 

Campuran reaksi akan terdiri dari campuran azeotrop dari sikloheksena, air dan sedikit bahan‐bahan lain yang  bertitik  didih  tinggi.  Asam  fosfat  yang  ikut  serta  waktu  didistilasi,  dihilangkan  dengan  mencucinya  berturut‐turut  dengan  air  dan  larutan  NaHCO3.  Pada  pencucian  ini  bahan  organik  dan  air  tidak  saling  bercampur,  sehingga  lapisan  organik bisa dipisahkan dengan corong pisah. Sikloheksena yang dihasilkan dikeringkan dengan CaCl2 kering sehingga  air terikat sebagai hidrat dan sebagian sikloheksanol sisa membentuk kompleks yang sejenis dengan hidrat tersebut.  Sikloheksena  yang  bebas  air  ini  mungkin  masih  bercampur  dengan  sedikit  sikloheksanol  sisa  dan  diskloheksil.  Pemurnian sikloheksena dilakukan dengan cara distilasi. Kemurniannya ditentukan oleh identifikasi indeks biasnya.   

II. Peralatan dan Zat       

Cari dan susunlah sendiri peralatan dan zat yang digunakan sesuai dengan eksperimen yang dilakukan.   

III. Cara Kerja      Tempatkan 20 g sikloheksanol dalam labu bundar 100 mL. Tambahkan hati‐hati 5 mL larutan 85% H3PO4 pekat,  dikocok  dengan  baik.  Pasang  kolom  bertingkat  dan  kondensor  refluks  pada  labu,  pasang  juga  adaptor  pada  ujung  kondensor yang dihubungkan dengan tabung reaksi di dalam Erlenmeyer 125 mL berisi potongan es (lihat Gambar 1).  Panaskan  labu  dengan  api  kecil  sampai  mendidih  (jangan  lupa  tambahkan  batu  didih  atau  masukkan  batang  pengaduk magnet lalu lakukan pengadukan!), dan lakukan distilasi sampai volume residu dalam labu sekira 5 – 10 mL  dan hanya sedikit sekali distilat yang terbentuk (amati perubahan suhu!).  Kemudian biarkan perangkat distilasi sampai  dingin  sebentar.    Lepaskan  termometer  dengan  cepat  dan  tuangkan  20  mL  toluen  ke  dalam  labu  distilasi  tersebut  menggunakan  corong  panjang.  Perhatikan  jumlah  lapisan  campuran  reaksi  bagian  atas  di  dalam  labu,  lalu  distilasi  kembali  sampai  volume  lapisan  berkurang  setengahnya.    Tuangkan  isi  distilat  dalam  tabung  reaksi  ke  dalam  corong  pisah  dan  bilaslah  dengan  sedikit  toluen;  gunakan  pelarut  ini  untuk  setiap  proses  pencucian  dalam  percobaan  selanjutnya.  Cuci campuran reaksi dengan larutan NaCl jenuh dalam jumlah volume yang sama.  Lakukan ekstraksi, lalu  pisahkan lapisan air.  Lapisan organik dipindahkan ke dalam wadah yang bersih, tambahkan 5 g CaCl2 anhidrat (?), lalu  saring.  Lakukan distilasi bertingkat pada filtrat yang diperoleh, kumpulkan fraksi distilat pada suhu antara 80 ‐ 85oC  (jangan lupa tambahkan batu didih atau masukkan batang pengaduk magnet lalu lakukan pengadukan!). Timbang  distilat yang diperoleh (rendemen: 13,2 g) dan tentukan indeks biasnya!    Simpan produk sikloheksena Anda dalam botol/vial tertutup untuk digunakan pada percobaan minggu depan!   Beri nama, NIM dan no. Kelompok Anda pada botol/vial tersebut!   Perhatian: susunan alat distilasi bertingkat yang digunakan pada tahap pertama tidak perlu dibongkar.  Anda hanya  cukup mengganti labunya saja pada saat akan melakukan distilasi tahap kedua. 

ByDW2011 

42

 

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Gambar 1  Rangkaian alat untuk distilasi sikloheksena 

 

   

IV. Tugas Pendahuluan (Pre‐Lab)    1. 2. 3.

Tulis persamaan reaksi dan mekanisme reaksi pembuatan sikloheksena dari sikloheksanol.  Bedasarkan cara kerja di atas, pada tahap mana pengotor‐pengotor berikut dipisahkan: a. Sikloheksanol; b. Asam  fosfat; dan c. Air.  Melihat mekanisme reaksi di atas, reaksi pembentukan sikloheksena merupakan reaksi kesetimbangan. Mengapa  dengan cara di atas ternyata reaksinya bisa dilakukan secara sempurna? Jelaskan! 

  Pustaka    Mayo, D.W., Pike, R.M., Forbes, D.C. (2011), Microscale Organic Laboratory: with Multistep and Multiscale Synthesis,  5th edition, John Wiley & Sons, New York, p.409‐420  Pasto,  D.,  Johnson,  C.,  Miller,  M.  (1992),  Experiments  and  Techniques  in  Organic  Chemisty,  Prentice  Hall  Inc.,  New  Jersey, , p.417‐418  Williamson (1999), Macroscale and Microscale Organic Experiments, 3rd edition, Boston, p. 278‐283 

ByDW2011 

43

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Percobaan 7 Hidrokarbon: Sifat dan Reaksi Kimia    Sasaran Percobaan  a. b.  

Pada akhir percobaan mahasiswa diharapkan dapat menjelaskan mengenai:  perbedaan sifat‐sifat senyawa hidrokarbon  jenis‐jenis pereaksi untuk membedakan senyawa‐senyawa hidrokarbon. 

I. Pendahuluan    Kimia organik adalah ilmu kimia tentang senyawa karbon.  Hingga saat ini, terdapat lebih dari 20 juta senyawa  yang  dilaporkan  di  dalam  berbagai  literatur;  sekitar  90%  di  antaranya  adalah  senyawa  organik,  yaitu  senyawa  yang  mengandung  karbon.    Sisanya  adalah  senyawa  anorganik  dan  senyawa  lain  yang  terbentuk  dari  unsur‐unsur  lain,  sekitar  100.    Senyawa  karbon  begitu  mendominasi  pembentukan  berbagai  senyawa  merupakan  fakta  dari  keunikan  karbon dalam kemampuannya membentuk rantai panjang dengan sesame atom karbon. Tetangga karbon dalam satu  golongan dalam system periodic unsur, yaitu silicon, dapat juga membentuk rantai panjang dengan sesamanya, namun  jarang terjadi).  Rantai karbon yang terbentuk dapat berbentuk rantai lurus, bercabang, bahkan lingkar/siklik.  Sebagai  contoh,  salah  satu  golongan  senyawa  karbon  disebut  senyawa  hidrokarbon  karena  ikatannya  hanya  terdiri  dari  karbon  dan  H2 H2 H2 hidrogen.  Senyawa  hidrokarbon  terbagi  lagi  menjadi  nbeberapa  CH3 C C C kelompok  senyawa  berdasarkan  ikatan  antara  atom  karbonnya.   Jika  semua  ikatan  karbon‐karbon  adalah  tunggal,  golongan  H3C C C H2 H2 senyawa  ini  disebut  alkana.    Jika  paling  sedikit  terdapat  satu  Oktana - tak bercabang (rantai lurus) ikatan  rangkap  dua  pada  karbon‐karbon,  sedangkan  sisa  ikatan  lainnya  merupakan  ikatan  tunggal,  maka  kelompok  senyawa  ini  CH3 disebut  alkena.  Sedangkan  jika  terdapat  paling  sedikit  satu  H3C CH ikatan  rangkap  tiga  pada  karbon‐karbon,  maka  kelompok  senyawa  ini  disebut  alkuna.  Jika  suatu  senyawa  mengandung  CH2 cincin  beraatom  karbon  6  yang  terdiri  dari  ikatan  tunggal  dan  rangkap  berselang‐seling,  maka  golongan  senyawa  ini  disebut  H2C CH H2C CH3 aromatik.  Sepintas,  senyawa  aromatik  terlihat  seperti  senyawa  alkena dengan 3 buah ikatan rangkap membentuk cincin lingkar  H3C H2C CH2 enam.  Namun, ikatan yang sebenarnya pada aromatik berbeda  sama  sekali  dengan  alkena,  sehingga  sebagai  konsenuensinya  4-etil-2-metiloktana - bercabang banyak  sifat  kimia  senyawa  aromatik  yang  berbeda  dari  alkena.Oleh  karena  itu,  senyawa  ini  ditempatkan  dalam  H2C CH2 H3C golongan yang berbeda.   Senyawa  hidrokarbon  terbagi  menjadi  sub  kelompok:  CH2 H2C CH jenuh  dan  tak  jenuh.  Hidrokarbon  jenuh  adalah  menunjukkan  jumlah  hidrogen  yang  terikat  dalam  total  jumlah  karbon  yang  H2C CH2 terdapat  dalam  senyawa  sedemikian  rupa  sehingga  tidak  mungkin  menambahkan  atom  hidrogen  lain  dari  luar  untuk  etilsikloheksana - siklik terikat  dengan  karbon  dalam  senyawa.    Senyawa  alkana  asiklik  (rantai terbuka, lurus maupun bercabang), termasuk hdrokarbon  jenuh.  Alkena, alkuna dan alkana siklik termasuk hidrokarbon  Gambar 1  Senyawa hidrokarbon rantai lurus,  tak  jenuh  karena  atom  hidrogen  masih  bisa  ditambahkan  ke  bercabang dan siklik  dalam struktur senyawa tersebut untuk menjadikan senyawa  tersebut menjadi golongan alkana.  Beberapa contoh reaksi pengubahan hidrokarbon tak jenuh menjadi jenuh terlihat  pada Gambar 2. 

ByDW2011 

44

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

katalis H3C

C H

C H

CH3

+ H2

H3C

katalis H3C

C

C

CH3

+ 2H2

H3C

H H

H C

H C

H H

H H

C

C

H

H

CH3

CH3

H

H

H 3H2

H

katalis

H2 C H2C H2C

CH2 C H2

CH2

+ H2

menurut teori bisa, dalam prakteknya tidak mudah

H2 C H2C H2C

CH2 CH3

CH3

Senyawa Jenuh

Senyawa Tak Jenuh

Gambar 2.  Reaksi perubahan hidrokarbon tak jenuh menjadi jenuh 

 

  Sifat Fisik  Kepolaran dan kelarutan. Beberapa molekul memiliki muatan listrik karena terdapat perbedaan antara jumlah  electron  (masing‐masing  dengan  muatan  ‐1)  dengan  jumlah  proton  (masing‐masing  bernmuatan  +1)  dalam  molekul.   Molekul‐molekul ini disebut tipe ion.  Contoh, ion ammonium, NH4+, memiliki muatan +1 karena memiliki 11 proton (7  dari  nitrogen  dan  4  dari  hidrogen)  dan  10  elektron  (2  dari  kulit  pertama  nitrogen,  dan  8  dari  kulit  keduanya,  yang  dipakai  untuk  membentuk  ikatan  antara  hidrogen  dengan  nitrogen).    Dengan  demikian,  muatan  plus  11  ditambah  muatan  minus  10  menghasilkan  muatan  total  ion  ammonium  +1.    Sebagian  besar  molekul  bukanlah  ion,  sehingga  secara  muatan  listrik  netral,  dan  muatan  totalnya  0  karena  jumlah  proton  dan  elektronnya  sama.  Dalam  beberapa  molekul, walaupun muatan totalnya 0, namun distribusi muatan positif (proton) dan muatan negative (electron) dalam  molekul tidak sama.  Molekul seperti ini memiki distribusi muatan yang tidak berimbang – di satu sisi molekul tersebut  kaya  electron  (memiliki  muatan  parsial  negative)  dan  di  sisi  lain  kaya  akan  proton  (muatan  parsial  positif).    Molekul  seperti ini disebut molekul polar atau memiliki momen dipole. Semakin tidak berimbang distribusi muatan ini, semakin  besar momen dipole dan molekul tersebut semakin polar.  Di dalam beberapa molekul distribusi muatan positif dan  negatifnya  sama,  dan  molekul  ini  dikatakan  tidak  memiliki  momen  dipole  atau  non  polar.  Ketika  molekul  organik  bersifat  non  polar  biasanya  disebabkan  adanya  satu  atu  lebih  atom  yang  lebih  elektronegatif  daripada  karbon  terikat  pada  salah  satu  sisi  molekul.   Atom‐atom elektronegatif adalah atom yang dapat menarik electron,  di antaranya: nitrogen,oksigen, dan halogen, terutama fluor dan klor.   Molekul  polar  saling  tarik  menarik  satu  sama  lain  akibat  adanya  sisi  negative satu molekul menarik sisi positif molekul lainya.  Molekul non  polar  gaya  saling  tarik  antarmolekulnya  tidak  sekuat  pada  molekul  polar,  sedangkan  molekul  polar  sama  sekali  tidak  salin  berantaraksi  dengan  molekul  non  polar.    Hidrokarbon  merupakan  molekul  yang  kurang  atau  tidak  polar  karena  kelompok  senyawa  ini  tidak  mengandung  atom  yang  elektronegatif.    Kelarutan  senyawa  ini  baik  dalam pelarut yang kepolarannya rendah dan tidak larut dalam pelarut  yang sangat polar seperti air.    Kerapatan  adalah  massa  material  dibagi  dengan  volumenya,  Gambar 3 Indeks Bias  sering  diungkapkan  dalam  satuan  g/cm3.    Sebagian  besar  senyawa  hidrokarbon lebih rendah daripada air.    Indeks  bias,n,  suatu  senyawa  adalah  kecepatan  cahaya  dalam  ruang  hampa,  Sv,  dibagi  dengan  kecepatan  senyawa  zat  yang  dilewati,  Sm.    Oleh  karena  kecepatan  cahaya  lebih  cepat  d  dalam  ruang  hampa,  maka  indeks  bias  ByDW2011 

45

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

senyawa lebih besar daripada 1.  Indeks bias senyawa dapat diukur menggunakan Abbé refractometer.  Oleh karena  terdapat  banyak  electron  di  sekitar  cincin  aromatik,  maka  senyawa  ini  biasanya  memiliki  indeks  bias  lebih  besar  daripada  senyawa  hidrokarbon  lainnya.    Biasanya  senyawa  aromatik  memiliki  indeks  bias  lebih  besar  darida  1,45,  sementara senyawa hidrokarbon lainnya memiliki nilai yang lebih kecil.   Wujud zat.  Gas alam terdiri dari alkana, mengandung 90% metana dan sedikit etana dan propana.   Metana,  etana,  propana  dan  butana  berwujud  gas  pada  suhu  kamar.    Pentana  berwujud  cair  pada  suhu  kamar,  dan  alkana  rantai lurus mulai berwujud panjang ketika jumlah atom karbonnya 16.    

Reaksi Kimia Hidrokarbon  1. Pembakaran  Semua hidrokarbon mengalami pembakaran apabila ada oksigen yang cukup.  Reaksi pembakaran sempurna  akan  mengubah  hidrokarbon  menjadi  karbon  dioksida  dan  air,  disertai  pelepasan  energi  (eksoterm).    Contoh  reaksi  pembakaran berikut adalah pembakaran propana, bahan baku LPG (bahan bakar untuk memasak).   

C3H8  + 5O2     3CO2  + 4H2O      2. Reaksi dengan brom  Hidrokarbon  dengan  ikatan  rangkap  (hidrokarbon  tak  jenuh,  kecuali  sebagian  besar  sikloalkana)  bereaksi  dengan  brom.    Tetraklorometana  (karbon  tetraklorida)  atau  sikloheksana  biasa  digunakan  sebagai  pelarut  karena  bersifat  tak  reaktif  terhadap  brom  dan  hidrokarbon  berikatan  rangkap.  Alkena  dan  alkuna  mengalami  reaksi  adisi  dengan brom.  Ikatan rangkap alkena menjadi ikatan tunggal dan salah satu atom brom terikat pada salah satu karbon  yang  asalnya  berikatan  rangkap.    Tidak  ada  produk  lain  yang  terbentuk    Ikatan  rangkap  tiga  pada  alkuna  juga  mengalami  reaksi  adisi  menjadi  ikatan  tunggal,  dengan  dua  ikatan  tunggal  baru  mengikatmasing‐masing  satu  atom  brom. Contoh reaksinya sebagai berikut.  

    Reaksi  ini  biasanya  terjadi  dengan  cepat  pada  suhu  kamar  tanpa  katalis.  Brom  berwujud  cair  berwarna  coklat  kemerahan.  Semua senyawa hidrokarbon yang akan bereaksi tidak berwarna.  Jadi, ketika brom mengadisi alkena atau  alkuna,  warna  coklat  kemerahan  memudar  dengan  cepat.    Brom  dapat  bereaksi  dengan  alkana,  namun  reaksinya  membutuhkan  panas  atau  sinar  ultraviolet  agar  reaksi  terjadi,  jenis  reaksinya  disebut  reaksi  substitusi,  bukan  adisi,  karena  satu  atom  hidrogen  pada  alkan  digantikan  oleh  satu  atom  brom  dan  terbentuk  hidrogen  bromide  sebagai  produk samping.   

    Karena reaksi ini tidak dapat terjadi apabila tak ada sinar UV, maka jika brom ditambahkan ke dalam alkana pada suhu  kamar  dan  tanpa  cahaya  matahari  atu  sumber  UV  lain,  maka  warna  brom  yang  coklat  kemerahan  akan  tetap  ada.   Cincin aromatik bereaksi dengan brom dalam suatu reaksi substitusi ; reaksi ini lebih lambat daripada reaksi adisi brom  terhadap alkena dan alkuna dan membutuhkan katalis. Besi(III)bromide merupakan katalis yang baik untuk reaksi ini.   Jika  logam  besi  dimasukkan  ke  dalam  campuran  senyawa  aromatik  dengan  brom,  maka  besi(III)bromide  akan  terbentuk.  Perhatikan bahwa gugus hidrokarbon yang terikat pada aromatik akan beeaksi seperti yang digambarkan di  atas.     

ByDW2011 

46

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

   

 

3. Reaksi dengan Asam Sulfat pekat   Alkena  bereaksi  dengan  asam  sulfat  pekat  pada  suhu  kamar  menghasilkan  suatu  asam  alkyl  sulfonat.  Asam  alkyl sulfonat sanagt polar dan larut dalam asam sulfat yang polar dengan sedikit pengadukan.  Alkena yang non polar  tidak  larut  di  dalm  asam  sulfat  yang  pekat,  tetapi  akan  larut  ketika  bereaksi  dengan  asam  ini  dan  kemudian  diaduk.   Yang kedua, alkena tidak mampu membentuk ikatan hidrogen, sedangkan asam sulfat dan asam alkyl sulfonat mampu.   Ikatan hidrogen adalah suatu ikatan khusus gaya tarik dipole‐dipol yang kuat.     

    Alkuna  bereaksi  lambat  atau  tidak  bereaksi  sama  sekali  dengan  asam  sulfat  pekat,  kecuali  apabila  terdapat  katalis  (HgSO4).  Alkuna  akan  berubah  warna  menjadi  gelap  tetapi  tidak  larut  di  dalam  asam  sulfat.    Alkana  tidak  bereaksi  dengan H2SO4 pekat.  Aromatik bereaksi agak lambat pada suhu kamar (mengalami reaksi substitusi dimana satu atom  hidrogen yang terikat pada cincin karbon aromatik digantikan oleh gugus –SO3H).     4. Reaksi dengan Kalium Permanganat   Larutan kalium permanganate encer dapat mengoksidasi alkena menghasilkan diol geminal (diol berarti dua  gugus  –OH.    Geminal  berarti  terletak  pada  dua  atom  karbon  yang  berikatan  langsung).    Alkuna  teroksidasi  menjadi  diketon geminal.  Pada proses ini, warna ungu kalium permangant tereduksi menjadi endapan coklat mangan dioksida.   Karena kalium permanganate larut dalam air, tetapi baik air maupun kalium permanganate larut dalam hidrokarbon,  maka  reaksi  berlangsung  pada  antarmuka  air‐hidrokarbon,  sehingga  berlangsung  lambat.    Sebagai  konsekuensinya,  endapan  coklat  yang  terbentuk  lebih  lama.  Alkana  dan  cincin  aromatik  tidak  bereaksi  dengan  larutan  kalium  permanganate encer. 

ByDW2011 

47

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

   

 

II. Peralatan dan zat  Cari dan susunlah sendiri peralatan dan zat yang digunakan sesuai dengan eksperimen yang dilakukan.   

III. Cara kerja  Tersedia di laboratorium:  1.  Hidrokarbon:  heksana  atau  sikloheksana  (alkana),  sikloheksena  (alkena;  diperoleh  dari  Percobaan  6),  dan  toluena  (aromatik)  2. Reagen penguji: 1% brom dalam sikloheksana, 1% larutan kalium permanganat, dan asam sulfat pekat.  3. Zat tak dikenal dalam botol berlabel A, B, C, dan D. Salah satu dari senyawa dalam botol bisa alkana, alkena, alkuna  atau aromatik.  4.  Catat  pengamatan  Anda.    Jika  Anda  tidak  mencatatnya,  maka  sama  dengan  Anda  tak  pernah  melakukan  percobaan ini!  

  a. Sifat Fisik  1. 2. 3. 4. 5. 6.

beri nama 4 tabung reaksi dengan nama senyawa hidrokarbon di atas.  Masukkan 10 tetes masing‐masing senyawa ke dalam tabung reaksi.  Uji  kelarutan  keempat  senyawa  tersebut  dalam  air  dan  kerapatan  tiap  senyawa  relatif  terhadap  air,  dengan  menambahkan masing‐masing 10 tetes air ke dalam tiap tabung reaksi.  Ulangi tahap no.2.  Uji  kelarutan  keempat  senyawa  dalam  heksana  dan  kerapatan  relatif  terhadap  heksana, dengan  menambahkan  10 tetes heksana ke dalam tiap tabung reaksi.   Ukur indeks bias keempat senyawa dengan refraktometer (dengan bimbingan asisten!). 

  b. Reaksi Kimia   1. Reaksi dengan Brom  Hati‐hati bekerja dengan brom, jangan sampai mengenai anggota tubuh Anda dan jangan dibilas dengan air!!! Cari  dan temukan lokasi Anti Brom untuk menjaga kemungkinan terkena brom.  Segera celupkan bagian tubuh yang  terkena brom ke dalam larutan Anti Brom (larutan natrium bikarbonat)!    1. 2. 3.

 

Beri label 4 tabung reaksi sesuai dengan senyawa yang akan diuji.  Masukkan 10 tetes tiap senyawa ke dalam masing‐masing tabung reaksi.  Tambahkan 15 tetes larutan brom 1% dalam sikloheksana.  Goyangkan tabung.  Catat waktu (dalam detik) ketika  terjadi perubahan warna brom (jika ada)  Beri label 4 tabung reaksi dengan A, B, C dan D.  Ulangi tahap no. 2. dengan menggunakan senyawa pada botol A, B, C, dan D.  Ulangi tahap no. 3 terhadap zat tak dikenal A, B, C dan D. 

4. 5. 6.   2. Reaksi dengan Kalium Permanganat.   

Hati‐hati bekerja dengan kalium permanganat, jangan sampai mengenai anggota tubuh Anda! Kalium permanganate  adalah oksidator kuat!   1. 2. 3. 4. 5. 6.

  Beri label 4 tabung reaksi sesuai dengan senyawa yang akan diuji.  Masukkan 10 tetes tiap senyawa ke dalam masing‐masing tabung reaksi.  Tambahkan 10 tetes larutan 1% kalium permangant.  Goyangkan tabung.  Catat waktu (dalam detik sampai menit)  ketika terjadi perubahan warna kalium permanganat (jika ada)  Beri label 4 tabung reaksi dengan A, B, C dan D.  Ulangi tahap no. 2. dengan menggunakan senyawa pada botol A, B, C, dan D.  Ulangi tahap no. 3 terhadap zat tak dikenal A, B, C dan D. 

ByDW2011 

48

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

  3. Reaksi dengan Asam Sulfat pekat    Hati‐hati bekerja dengan asam sulfat pekat, jangan sampai mengenai anggota tubuh Anda! Jangan langsung  membilas anggota tubuh Anda dengan air apabila terkena asam sulfat pekat!  Lap dulu dengan kain/kertas kering,  barulah bilas dengan air sebanyak‐banyaknya!    1. 2. 3.

  Beri label 4 tabung reaksi sesuai dengan senyawa yang akan diuji.  Masukkan 10 tetes tiap senyawa ke dalam masing‐masing tabung reaks dan tempatkan keempat tabung reaksi did  lam air es.  Jangan sampai air es masuk ke dalam tabung!  Tambahkan 5 tetes asam sulfat pekat.  Aduk hati‐hati dengan batang pengaduk kaca dan tabung reaksi masih di  dalam air es. Apakah terjadi pelepasan kalor? Apakah terjadi perubahan warna?  Apakah campuran homogen atau  terbentuk dua lapisan?  Catat hasil pengamatan Anda.  Beri label 4 tabung reaksi dengan A, B, C dan D.  Ulangi tahap no. 2. dengan menggunakan zat tak dikenal A, B, C, dan D.  Ulangi tahap no. 3 terhadap zat tak dikenal A, B, C dan D. 

4. 5. 6.   4.  Reaksi Nitrasi terhadap Senyawa Aromatik    1. Isilah tabung reaksi sebagai berikut:   

2.  

Tabung reaksi 1

1 mL larutan toluena dalam etanol 

Tabung reaksi 2

1 mL larutan fenol dalam etanol

Tabung reaksi 3

1 mL larutan 2‐naftol dalam etanol 

  Tambahkan 10 tetes (tetes demi tetes) HNO3 ke dalam tiap tabung reaksi.  Amati dan catatlah apa yang terjadi! 

IV. Tugas Pendahuluan (Pre‐Lab)  1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Bila dianggap bahwa heptana (C7H16  ) adalah salah satu komponen dari ligroin, tulislah persamaan reaksinya  dengan brom!?  Tulislah persamaan untuk reaksi antara sikloheksena dengan brom! Apakah jenis reaksi ini?  Tulislah persamaan reaksi antara sikloheksena dengan kalium permanganat!  Bedasarkan  reaksi‐reaksi  di  atas,  bagaimanakah  dengan  mudah  dibedakan  antara  siklopentana  dan  siklopentena?  Tulislah persamaan untuk reaksi antara sikloheksena dengan asam sulfat pekat!  Bagaimanakah hidrokarbon tak jenuh dapat dihilangkan/dipisahkan dari bensin yang mengandungnya?  Apakah  reaksi  yang  sederhana  yang  dapat  digunakan  untuk  membedakan  benzena  dari  sikloheksena,  dan  bensin dari ligroin?  Apakah peranan dari potongan‐potongan besi dalam reaksi benzena dengan brom?  Tulislah mekanisme reaksi untuk brominasi benzena ? Tulislah pula mekanisme reaksi  dan adisi brom pada  propilen !   

   

Pustaka  Mayo, D.W., Pike, R.M., Forbes, D.C. (2011), Microscale Organic Laboratory: with Multistep and Multiscale Synthesis,  5th edition, John Wiley & Sons, New York, p.644‐645  Pasto,  D.,  Johnson,  C.,  Miller,  M.  (1992),  Experiments  and  Techniques in  Organik  Chemisty,  Prentice  Hall  Inc.,  New  Jersey,   Williamson (1999), Macroscale and Microscale Organik Experiments, 3rd edition, Boston,  

ByDW2011 

49

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Percobaan 8  PEMBUATAN TERS‐BUTILKLORIDA: Reaksi Substitusi  Nukleofilik Alifatik    Sasaran Percobaan  Pada akhir percobaan mahasiswa harus mahir mengenai hal‐hal berikut: 1) cara penyusunan dan penggunaan    alat  yang  diperlukan  dalam  pembuatan  senyawa  organik  berwujud  cair  sepeti  merefluks,  ekstraksi  pelarut,  menggunakan  corong  pisah,  pengeringan,  penyaringan  dan  distilasi;  2)  azas‐azas  reaksi  substitusi  nukleofilik  alifatik;  dan 3) perbedaan yang khas antara reaksi substitusi jenis SN1 dan SN2. 

  I. Pendahuluan    Gugus hidroksil dalam tersier alkohol adalah gugus yang paling mudah disubstitusi, dan hal ini menyebabkan  alkohol tersebut dapat bereaksi dengan HCl pekat pada suhu kamar. Reaksi tersebut adalah reaksi substitusi nukleofilik  tipe SN1 yang melibatkan pembentukan senyawa antara, yaitu ion karbonium yang relatif stabil.   

R

R

R C OH + H Cl

R C O

R

+

R

H

R

-

H2O + R C+ H

R

Cl

R C Cl R

R

      Alkohol  sekunder,  apalagi  yang  primer,  memerlukan  kondisi  yang  sangat  kuat  untuk  melakukan  reaksi  substitusi, yang biasanya memerlukan pemanasan campuran alkohol–asam dan seng klorida anhidrat. Bila alkoholnya  berupa  alkohol  alisiklik,  dianjurkan  menggunakan  CaCl2  anhidrat  sebagai  pengganti  ZnCl2.  Reaksi  yang  menggunakan  HCl‐ZnCl2 merupakan reaksi substitsusi tipe SN2, terutama untuk alkohol primer.    ZnCl 2

R OH +

HCl

R OH H Cl ZnCl2

- H 2O

R Cl + ZnCl 2 + H 2O

  Mekanisme tipe SN1 juga memungkinkan terjadi :  ZnCl 2

ROH

H

 

H +

R O+ ZnCl2

R

HO

+

ZnCl2

Cl

R Cl

+

ZnCl 2 +

H2O

    Jalur reaksi yang terakhir ini cenderung terjadi penataan ulang gugus alkil.  Penataan  ulang  dapat  dicegah  dengan  mengganti  senyawa  klorida  yang  digunakan  dengan  senyawa  tionil  klorida atau campuran tionil klorida dengan piridin. Piridin yang digunakan, dapat dalam jumlah katalitik atau ekimolar.  Bila  hanya  menggunakan  tionil  klorida  saja,  yang  pertama  kali  terbentuk  adalah  ester  klorosulfit,  yang  kemudian  terurai menjadi alkil klorida dengan mekanisme siklik (SN1).   

O R OH +

Cl

S

-Cl

O

-

R O

Cl

S

Cl

-

R Cl

Cl

SO2 + HCl

+

    Bila  menggunakan  piridin,  ion  klorida  akan  dilepaskan  pada  tahap  reaksi  pertama  (pembentukan  klorosulfit),  terjadi  reaksi substitusi SN2.   

HCl + C 5H5N

C 5H5NH

+

+

Cl

-

O Cl

-

+ R O

S

R Cl + SO2

Cl

(CH3)3C

(CH3)3C OH + HCl  

ByDW2011 

50

+ Cl

Cl + H2O

-

 

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

II. Peralatan dan Zat     

Cari dan susunlah sendiri peralatan dan zat yang digunakan sesuai dengan eksperimen yang dilakukan. 

III. Cara Kerja 

  Isi  corong  pisah  250  mL  dengan  25  g  (0,34  mol)  t‐butilalkohol  (t.d.  82‐830C)  dan  85  mL  HCl  pekat.  Kocok  campuran dari waktu ke waktu selama 20 menit. Tiap pengocokan, longgarkan kran corong pisah untuk mengurangi  tekanan.  Biarkan  campuran  selama  beberapa  menit  sampai  kedua  lapisannya  memisah  sempurna.  Ambil  dan  buang  lapisan  asam  di  bagian  bawah.  Cuci  halida  (lapisan  bagian  atas?)  dengan  20  mL  larutan  NaHCO3  5%,  lalu  pisahkan.  Lapisan  halida  disaring  menggunakan  corong  yang  dilengkapi  kertas  saring  berlipat.    Filtrat  ditampung  dalam  labu  distilasi  100  mL,  tambahkan  2‐3  potong  batu  didih,  lakukan  distilasi  (gunakan  penangas  air),  kumpulkan  fraksi  didih  pada 49  – 510C.  Fraksi  tersebut diperkirakan  t‐butil  klorida  sebanyak 28  g.    Hitung  %  rendemen  yang Anda peroleh!  Tentukan kemurniannya dengan mengukur indeks biasnya!   

Uji Alkil Halida: Reaksi SN1 atau SN2?  a. Natrium Iodida dalam Aseton    Beri nama 4 buah tabung reaksi dan masukkan masing‐masing sebanyak 0,1 mL atau 100 mg senyawa berikut:  1‐klorobutana/1‐bromobutana,  ters‐butil  klorida,  2‐bromobenzena,  dan  2‐klorobutana  (atau  senyawa  alkil  halida  alifatik  dan  aromatik  lainnya  yang  tersedia  di  laboratorium).    Ke  dalam  masing‐masing  tabung  reaksi,  tambahkan  dengan  cepat  1  mL  larutan  18%  NaI  dalam  aseton.    Tutup  masing‐masing  tabung  reaksi,  kocok  dengan  baik,  dan  perhatikan  waktu  saat  muncul  endapan  pertama  kali.    Jika  tak  ada  reaksi  dalam  waktu  5  menit,  tempatkan  tabung  reaksi dalam penagas air (suhu 50 oC) dan amati perubahan yang terjadi dalam waktu 5 atau 6 menit.    b. Larutan Perak Nitrat dalam Etanol    Masukkan ke dalam 4 buah tabung reaksi senyawa‐senyawa di atas (sama dengan prosedur a).  Tambahkan ke  dalam  tiap  tabung  reaksi  1  mL  larutan  1%  perak  nitrat  dalam  etanol,  kocok  dengan  baik,  dan  perhatikan  waktu  terbentuknya endapan pertama kali.  Jika tak ada reaksi dalam waktu 5 menit, tempatkan tabung reaksi dalam penagas  air (suhu 50 oC) dan amati perubahan yang terjadi dalam waktu 5 atau 6 menit.    Untuk  menguji  pengaruh  pelarut  terhadap  laju  kerektifan  reaksi  SN1,  bandingkan  waktu  yang  dibutuhkan  untuk terbentuknya endapan ketika 2‐klorobutana atau ters‐butil klorida direaksikan dengan larutan 1% AgNO3 dalam  etanol dan ketika 2‐klorobutana atau ters‐butil klorida direaksikan dengan larutan 1% AgNO3 dalam campuran etanol‐ air 1:1.  Bandingkan pula pengaruh struktur, gugus halida dan suhu terhadap kereaktifan reaksi SN1 dan SN2.   

c. Pengaruh pelarut terhadap kereaktifan reaksi SN1 (Solvolisis)    Perhatikan  tabel  di  bawah.    Siapkan  1  tabung  reaksi  untuk  setiap  campuran  pelarut.    Dengan  gelas  ukur,  siapkan  2  mL  campuran  pelarut  seperti  tertera  pada  tabel.    Ke  dalam  tiap  tabung  reaksi,  tambahkan  hanya  3  tetes  larutan NaOH 0,5 M yang mengandung indikator fenolftalein.  Tutup tabung reaksi dengan gabus atau alumunium foil  dan simpan di dalam penangas air bertemperatur  30±1  oC.  Ke dalam tabung reaksi, tambahkan hanya 3 tetes tert‐ butil  klorida.    Perhatikan  waktu  penambahan,  goyangkan  tabung  untuk  pencampuran,  lalu  simpan  kembali  dalam  penangas air.  Catat waktu yang diperlukan untuk hilangnya warna merah muda dari indikator.       

Perbandingan pelarut : air

  

50:50

60:40

70:30

mL pelarut 

1,0

1,2

1,4

mL air 

1,0

0,8

0,6

Pelarut 

Waktu

Etanol 

 

Metanol 

 

Aseton 

 

 

IV. Tugas Pendahuluan (Pre‐Lab)  1. 2. 3. 4.

Dapatkah  n‐butilalkohol  dan  sek‐butilalkohol    diubah  menjadi  kloridanya  dengan  cara  hanya  mengocoknya  dengan HCl pekat? Jelaskan!  Diantara HI, HBr dan HCl, manakah yang lebih mudah bereaksi dengan alkohol membentuk halidanya?  Apakah yang akan terjadi bila ters‐butilalkohol dipanaskan dengan larutan NaOH? Jelaskan!  Pada  uji  alkil  halida  di  atas,  jelaskan  apakah  reaksi  SN1  atau  SN2  yang  terjadi  ketika  alkil  halida  direaksikan  dengan NaI dalam aseton dan reaksi dengan larutan AgNO3 dalam etanol? 

 

Pustaka    Williamson, Macroscale and Microscale Organic Experiments, 3rd edition, Boston, 1999, p. 258 – 264  Moore, J.A, and Dalrymple, D.L., Experimental Methods in Organic Chemistry, 2nd edition, Saunders: Philadelphia,  1976, p. 139  ByDW2011 

51

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Percobaan 9 Alkohol dan Fenol: Sifat dan Reaksi Kimia    Sasaran Percobaan  a. b.  

Pada akhir percobaan mahasiswa diharapkan dapat menjelaskan mengenai:  perbedaan sifat‐sifat senyawa alkohol dan fenol  jenis‐jenis pereaksi untuk membedakan senyawa‐senyawa alkohol dan fenol. 

I. Pendahuluan  Hampir  lebih  dari  20  juta  senyawa  organik  telah  diketahui  dan  dipublikasikan  di  berbagai  publikasi  internasional.  Jika setiap senyawa harus dipelajari sebagai bagian yang tesendiri, maka studi kimia organik hampir tak  mungkin  dilakukan.    Untungnya,  ilmu  kimi  organik  telah  membagi‐bagi  senyawa  organik  berdasarkan  konsep  gugus  fungsi. Gugus fungsi adalah suatu atom atau kumpulan atom yang terikat bersama dengan suatu cara tertentu sebagai  bagian dari suatu molekul, dan kemudian mempengaruhi karakteristik sifat fisik dan kimia molekul secara keseluruhan.   Kelompok  gugus  fungsi  yang  akan  dipelajari  pada  percobaan  ini  adalah  gugus  fungsi  hidroksi  (atau  hidroksil),  ‐OH.   Gugus  fungsi  ini  menunjukkan  dominasinya  di  antara  senyawa‐senyawa  organik,  karena  begitu banyak dan beragam  senyawa yang memiliki gugus fungsi ini.    Gugus fungsi yang akan dipelajari dalam percobaan ini adalah alkohol dan  H H fenol.  Pada alkohol, gugus –OH terikat pada atom karbon tetrahedral.  Jika gugus  H C OH H C OH –OH terikat pada satu atom karbon yang mengikat 3 atom hidrogen maka slkohol  tersebut adalah metanol.  Jika karbon yang mengikat –OH terikat pada satu atom  H C karbon lain dan 2 atom hidrogen, alkohol ini disebut alkohol primer (1o).  Jika atom  o metanol Alkohol 1 karbon yang mengikat gugus –OH terikat pada 2 atom karbon lain, disebut alkohol  o ) dan alkohol yang mengikat 3 atom karbon lain di samping gugus – sekunder (2 H C OH  disebut  alkohol  tersier  (3o).    Semua  jenis  alkohol  ini  memiliki  beberapa  C C OH C C OH karakteristik  yang  sama  di  samping  beberapa  karakteristik  lain  yang  berbeda  akibat perbedaan dalam strukturnya. Dalam fenol, gugus –OH terikat pada karbon  C C yang  menjadi  bagian  langsung  dari  cincin  aromatik.    Alkohol  dan  fenol  memiliki  Alkohol 2o Alkohol 3o kemiripan  dalam  beberapa  hal,  tetapi  terdapat  perbedaan  yang cukup mendasar  sehingga kedua kelompok senyawa ini dianggap sebagai kelompok gugus fungsi yang berbeda.  Salah satu perbedaan  utama  adalah  bahwa  fenol  bersifat  jutaan  kali  lebih  asam  daripada  alkohol.    Penambahan  sejumlah  larutan  natrium  hidroksida ke dalam fenol akan menyebabkan gugus –OH dalam molekul terdeprotonasi; hal ini tak akan terjadi kepada  alkohol.  

  Sifat Fisik  Semakin besar struktur suatu alkohol atau fenol, maka biasanya titik didihnya semakin tinggi.  Ketika ukuran  suatu  alkohol  bertambah  besar,  maka  probabilitas  alkohol  menjadi  berwujud  padat  semakin  besar.    Sebagian  besar  senyawa  fenol  berwujud  padat.    Sebagian  kecil  alkohol  larut  dalam  air  karena  gugus  hidroksi  pada  alkohol  dapat  membentuk  ikatan  hidrogen  dengan  molekul  air.    Namun  ketika  ukuran  gugus  alkil  pada  alkohol  bertambah  besar,  kelarutannya  dalam  air  akan  berkurang.    Hal  ini  disebabkan  oleh  kemampuan  gugus  alkil  yang  dapat  mengganggu  pembentukan  ikatan  hidrogen  antara  gugus  hidroksi  dengan  air.    Jika  gangguan  ini  menjadi  cukup  besar,  akibatnya  molekul‐molekul air akan menolak molekul‐molekul alkohol untuk menstabilkan kembali ikatan hidrogen antarmolekul  air.    Jika  gugus  non  polar  (seperti  gugus  alkil)  terikat  pada  cincin  aromatik,  maka  kelarutan  fenol  dalam  air  akan  berkurang. Hal ini yang menjadi alasan mengapa gugus non polar sering disebut sebagai gugus hidrofob. 

  Sifat Kimia  Pada  percobaan  ini  focus  utamanya  adalah  reaksi‐reaksi  kimia  yang  dapat  membantu  dalam  membedakan  alkohol dengan fenol dan antara senyawa‐senyawa alkohol sendiri.     1. Uji Lucas  Uji ini dilakukan untuk membedakan alkohol‐alkohol primer, sekunder dan tersier yang dapat larut dalam air.   Reagen  Lucas  merupakan  suatu  capuran  asam  klorida  pekat  dengan  seng  klorida.    Seng  klorida  adalah  suatu  asam  Lewis, yang ketika ditambahkan ke dalam asam klorida akan membuat larutan menjadi lebih asam. Alkohol tersier yang  larut dalam air akan bereaksi dengan reagen Lucas dengan cepat membentuk alkil klorida yang tak larut dalam larutan  berair.  Pembentukan fasa cair kedua yang terpisah dari larutan semula di dalam tabung reaksi segera setelah alkohol  beeaksi  merupaka  indikasi  keberadaan  alkohol  tersier.    Alkohol  sekunder  bereaksi  lambat,  dan  setelah  sedikit  pemanasan  akan  terbentuk  fasa  cair  lapisan  kedua,  biasanya  sekitar  10  menit.    Alkohol  primer  dn  metanol  tidak  bereaksi  pada  kondisi  ini.    Pada  alkohol  tersier,  atom  klor  biasanya  terikat  pada  atom  karbon  yang  sebelumnya  mengikat gugus –OH. Pada alkohol sekunder, seringkali atom klor ini terikat pada atom karbon yang mengikat gugus  hidroksi, namun penantaan ulang dapat saja terjadi yang mengakibatkan terikatnya atom klor tidak terjadi pada atom  karbon yang sebelumnya mengikat –OH.  

ByDW2011 

52

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

 

 

2. Uji Asam Kromat (Uji Bordwell‐Wellman)  Alkohol  primer  dapat  teroksidasi  menjadi  asam  karboksilat  dengan  adanya  asam  kromat.    Bilangan  oksidasi  +6 +3 Cr   pada  asam  kromat,  yang  berwarna  merah  kecoklatan,  tereduksi  menjadi  Cr ,  yang  berwarna  hijau.  Alkohol  sekunder  teroksidasi  menjadi  keton  oleh  asam  kromat.      Alkohol  tersier  tidak  dapat  teroksidasi  oleh  asam  kromat.   Oleh karena itu reaksi ini di satu sisi dapat membedakan alkohol primer dan sekunder, dan di sisi lain membedakan  alkohol primer dan sekunder dengan alkohol trsier.  Fenol biasanya teroksidasi menjadi tar berwarna coklat oleh asam  kromat.  

    3. Uji dengan Natrium dan Larutan NaOH    Atom  hidrogen  dari  gugus  hidroksil  dalam  alkohol  dan  fenol  dapat  disingkirkan  oleh  natrium.    Fenol  lebih  asam daripada alkohol dan dapat diubah menjadi garam natrium bila direaksikan dengan larutan NaOH, dan garam ini  biasanya larut dalam air.  Berikut adalah reaksi alkohol dengan natrium: 

2 R-O- +Na

2 R-O-H + 2 Na

+ H2

alkoksida Alkoksida yang dihasilkan adalah basa kuat, yang berguna sebagai katalis dalam reaksi‐reaksi organik.    4. Keasaman Fenol  Sebagian  besar  fenol  bersifat  asam  yang  lebih  lemah  daripada  asam  karboksilat  dan  asam  yang  lebih  kuat  daripada alkohol.  Ketika fenol bereaksi dengan suatu basa, fenol akan diubah menjadi anion fenoksida, sehingga fenol  akan  terlarut  dalam  larutan  basa  (sebagai  garam  fenoksida).    Larutan  natrium  hidroksida  dan  natrium  karbonat  merupakan basa yang cukup kuat untuk dapat melarutkan hampir semua fenol yang tak larut dalam air, tetapi larutan  natrium  bikarbonat  tidak  dapat.  Tidak  satu  pun  di  antara  basa‐basa  tersebut  yang  cukup  kuat  untuk  mengubah  sejumlah tertentu alkohol menjadi ion alkoksida (yang akan dapat melarutkan alkohol yang tak larut air dalam bentuk  anion alkoksida).     Urutan  kebasaan  dari  basa‐basa  yang  terdapat  dalam  persamaan  reaksi  di  atas,  mulai  dari  yang  paling  kuat  ke  yang  kurang kuat: natrium hidroksida, NaOH > natrium karbonat, Na2CO3 > natrium bikarbonat, NaHCO3.    5. Uji Besi(III) Klorida  Penambahan  besi  (III)  klorida  yang  terlarut  dalam  kloroform  (triklorometana)  ke  dalam  suatu  larutan  fenol  dalam  kloroform,  menghasilkan  suatu  larutan  berwarna  ketika  ditambahkan  piridin.      Berdasarkan  struktur  fenol,  warna  produk  yang  dihasilkan  dapat  bervariasi  mulai  dari  merah  sampai  ungu.    Alkohol  tidak  menghasilkan  warna  apapun terhadap uji ini. 

ByDW2011 

53

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

 

II. Peralatan dan zat  Cari dan susunlah sendiri peralatan dan zat yang digunakan sesuai dengan eksperimen yang dilakukan.   

III. Cara kerja  Perhatian!! Asam kromat sangat korosif!  Jika Anda terkena zat ini, segera bilas anggota tubuh Anda yang  terkontaminasi oleh air yang banyak!  Fenol sangat korosif!  Jika ada padatan atau larutan fenol yang  mengenai Anda, segera cuci atau rendam bagian yang terkena dengan Anti Fenol, kemudian bilaslah dengan  air yang banyak!   

  A. Kelarutan Alkohol dan Fenol 

Dalam setiap percobaan Anda akan mencoba membuat kira‐kira 10% berat larutan alkohol atau fenol dalam  air  (sangat  polar)  dan  dalam  heksana  (non  polar),  untuk  melihat  apakah  senyawa  tersebut  dapat  larut  dalam  kedua  pelarut atau tidak.  1. Beri  label  tabung  reaksi  Anda  untuk  setiap  senyawa  turunan  alkohol  dan  fenol  yang  tersedia  di  laboratorium.  Masukkan  10  tetes  (=  ~0,5  mL  =  ~0,5  g)  setiap  senyawa  ke  dalam  tabung  reaksi  masing‐masing.    Untuk  fenol,  tambahkan  0,5  g.    Dengan  menggunakan  gelas  ukur  10  mL,  tambahkan  4,5  mL  (=  4,5  g)  aqua  dm  ke  dalam  tiap  tabung.  Goyangkan tabung untuk pengadukan atau aduk dengan batang pengaduk.  Catat apakah senyawa terlarut  sempurna, terlarut sebagian atau tak larut dalam air.  2. Lakukan hal yang sama seperti di atas, tetapi sebagai pelarut tambahkan 6,8 mL heksana ( ~ 4,5 g).  Aduk dan amati  kelarutannya.    

B. Uji Kimia  Beri label tabung reaksi Anda untuk setiap senyawa turunan alkohol dan fenol yang tersedia di laboratorium  ditambah sampel senyawa tak dikenal (diberikan oleh asisten).    1. Uji Lucas  Masukkan 5 tetes tiap sampel ke dalam masing‐masing tabung sesuai label.  Tambahkan 1 mL reagen Lucas.   Tutup  tabung  reaksi  dengan  gabus  atau  alumunium  foil  dan  goyangkan  dengan  kuat  untuk  mengaduk  campuran.   Setelah benar‐benar tercampur, buka tutup tabung dan biarkan tabung beberapa saat (sekitar 5 menit).  Amati apakah  terlihat kekeruhan atau lapisan kedua pada larutan.  Apabila terdapat tabung yang larutannya masih bening, masukkan  tabung  tersebut  ke  dalam  penagas  air  bersuhu  60oC  selama  15  menit,  kemudian  amati  apakah  terdapat  kekeruhan  atau tidak.  Catat hasil pengamatan Anda.     2. Uji Asam kromat (Uji Bordwell‐Wellman)  Masukkan  5  tetes  sampel  ke  dalam  tabung  reaksi  masing‐masing,  lalu  ke  dalamya  ditambahkan  10  tetes  aseton  dan  2  tetes  asam  kromat.    Tutup  tabung  reaksi,  lalu  aduk.    Buka  tutup  tabung  dan  simpan  tabung  di  dalam  penangas air bersuhu 60oC selama 5 menit.  Amati perubahan warna yang terjadi dan catatlah hasilnya.    3. Uji dengan Natrium dan Larutan NaOH 

a. Reaksi dengan natrium  Tempatkan  2  mL  dari  masing‐masing  senyawa  berikut  dalam  tabung  reaksi:  etanol,  1‐propanol,  2‐propanol,  dan  fenol  (bila  fenol  berbentuk  kristal,  panaskan  sedikit  supaya  melebur).    Tambahkan  sepotong  kecil  logam  Na  ke  dalam  tiap‐tiap  tabung  reaksi  di  atas.    Catat  hasilnya.  Ke  dalam  larutan  yang  diperoleh,  tambahkan  beberapa  tetes  fenolftalin, catat hasilnya. (hati‐hati, natrium sangat reaktif, reaksi dengan air bisa menimbulkan ledakan!!! Buang  bekas hasil reaksi ke dalam wadah yang berlabel ”Sisa Natrium”!).   

b. Reaksi dengan alkali    Ke dalam empat tabung reaksi masukkan masing‐masing 0,5 mL senyawa : n‐butanol, sikloheksanol, fenol dan  2‐naftol.  Tambahkan 5 mL larutan NaOH 10% ke dalam tiap‐tiap tabung reaksi, aduk dan amati hasilnya!   

ByDW2011 

54

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

4. Keasaman  Masukkan 5 tetes sampel ke dalam tabung reaksi, lalu tambahkan masing‐masing 5 tetes aqua dm.  Gunakan  batang pengaduk kaca untuk mengaduk sampel kemudian sentuhkan ujung batang pengaduk pada kertas pH.  Setelah  15 detik, bandingkan warna kertas pH dengan kertas skala pH.  Catat pH tiap sampel.      5. Uji Besi(III)klorida  Masukkan 10 tetes tiap sampel ke dalam tabung reaksi berlabel, lalu tambahkan 10 tetes kloroform ke dalam  tiap tabung.  Tambahkan pula 5 tetes larutan besi(III) klorida dalam kloroform ke dalam tabung reaksi.  Tambahkan 2  tetes piridin ke dalam tiap tabung.  Aduk tabung reaksi, amati dan catat yang terjadi.     6. Reaksi fenol dengan air brom    Ke  dalam  larutan  0,1  g  fenol  dalam  3  mL  air,  tambahkan  air  brom  tetes  demi  tetes  sambil  digoncangkan  sampai warna kuning tidak berubah lagi.  Amati hasilnya!    TUGAS DI LABORATORIUM: Berdasarkan uji‐uji di atas, Anda harus dapat mengidentifikasi sampel tak dikenal (yang  akan diberikan oleh asisten Anda), apakah suatu alkohol primer, sekunder, tersier atau fenol.    

IV. Tugas Pendahuluan (Pre‐Lab)  1. 2. 3. 4.

5. 6.  

  Apakah  kesimpulan  umum  yang  dapat  diambil  mengenai  kelarutan  alkohol‐alkohol  di  dalam  air?    Jelaskan  manakah dari 1‐pentanol dan 1‐heptanol yang akan lebih sukar larut dalam air?  Tuliskan persamaan reaksi yang menunjukkan kelarutan fenol dalam larutan NaOH 10%.  Dari percobaan di atas,  jelaskan apakah sikloheksanol lebih atau kurang asam daripada fenol?  Dari  percobaan,  jelaskan  bagaimana  membedakan  secara  kimia  isopropil  alkohol  dari  benzen, dan sikloheksanol  dari fenol?  Bagaimana reaksi Lucas terhadap:  a. isobutanol  b. 1‐metilsiklopentanol  c. 2‐metilsiklopentanol  Diantara  alkohol‐alkohol  pada  soal  no.4,  manakah  yang  tidak  mengalami  oksidasi  pada  pengujian  Bordewell‐ Wellman?  Tuliskan masing‐masing reaksinya!  Tuliskan persamaan reaksi antara fenol dan air brom!   

Pustaka  Mayo, D.W., Pike, R.M., Forbes, D.C. (2011), Microscale Organic Laboratory: with Multistep and Multiscale Synthesis,  5th edition, John Wiley & Sons, New York, p.640‐642; 653  Pasto, D., Johnson, C., Miller, M. (1992), Experiments and Techniques in Organic Chemistry, Prentice Hall Inc., New  Jersey  Williamson (1999), Macroscale and Microscale Organic Experiments, 3rd edition, Boston   

ByDW2011 

55

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Percobaan 10 Esterifikasi Fenol: Sintesis Aspirin   

Sasaran Percobaan  Pada akhir percobaan mahasiswa diharapkan dapat menjelaskan dan terampil dalam melakukan sintesis  aspirin dari asam salisilat, sekaligus menentukan % rendemen hasil sintesis dan dapat menentukan kadar aspirin dalam  suatu senyawa menggunakan metode titrasi asam basa.   

I. Pendahuluan  

 

CH2OH O

glukosa

Salisin CH2OH OH Salisil alkohol O

C

H OH Salisilaldehid

O

C

OH OH Asam Salisilat

O

C

OH

O O

C

CH3

Asam Asetilsalisilat (Aspirin)

Pada  awal  tahun  1800,  seorang  Egyptologist  berkebangsaan  Jerman  bernama  Georg  Ebers  membeli    papirus  dari  seorang  pedagang  jalanan  Mesir.   Papirus  Ebers,  demikian  kemudian  dikenal,  berisi  koleksi  resep‐resep  obat  sebanyak  877  resep  Mesir  sejak  2500  SM.    Di  antara  resep  tersebut  terdapat  sebuah  rekomendasi  campuran  daun  pohon  myrtle,  yang  berdaun  hijau  dan  berbunga  putih,  untuk  penyakit  rematik  dan  sakit  punggung.    Hippocrates  dari  Kos (sekitar 400 SM), yang sering dianggap sebagai Bapak Pengobatan modern,  merekomendasikan  ekstrak  the  dari  kulit  pohon  willow  untuk  pengobatan  demam  dan  sakit  penat.    Sifat  antipyretic  (pereda  demam)  dan  analgesic  (penghilang rasa sakit) yang ditemukan dalam tanaman ini berasal dari senyawa  salicin  (dinamakan  sesuai  dengan  nama  Latin  untuk  pohon  willow  yaitu  Salix),  yang  diisolasi  oleh  Johann  Büchner  pada  tahun1828  di  University  of  Munich.  Salicin  merupakankelompok senyawa yang dikenal  sebagai  glikosida.    Glikosida  adalah  senyawa  yang  memiliki  bagian  gula  (glikosa)  yang  terikat  pada  bagian  non‐glikosa  (suatu  aglikon).    Aglikon  dalam  salisin  adalah  salicil  alkohol  yang  merupakan  bentuk  tereduksi  sempurna  dari  asam  salisilat.    Pada  tahun  1838,  Raffaele  Piria,  yang  bekerja  di  Sorbonne  Paris,  memisahkan  salicin  menjadi  glukosa  dan  salisilaldehid  melalui  proses  oksidasi  dan  hidrolisis.    Kemudian  beliau  mengubah  salisilaldehid,  secara  oksidasi,  menjadi  suatu  asam  berwujud  kristal  jarum  tak  berwarna,  yang  dinamakannya  asam  salisilat.    Asam  salisilat  memiliki  sifat  antipiretik  dan  analgesik;  sayangnya,  senyawa  ini  terlalu  keras  terhadap  bibir,  kerongkongan  dan  perut.    Pada  tanggal  10  Agustus  1897,  Felix  Hoffmann,  seorang  kimiawan  dari  pabrik  kimia  Bayer,  membuat  sampel  asam  asetilsalisilat murni untuk pertama kalinya, yang oleh Bayer diberi nama dagang  aspirin. Senyawa ini pun memiliki sifat‐sifat analgesik dan antipiretik.  Walaupun  aspirin  lebih  ringan  terhadap  perut  daripada  asam  salisilat,  namun  dapat  menyebabkan perih  lambung  dan  mual.    Semenjak  itu,  aspirin  telah  digunakan  untuk  membantu  pencegahan  penyakit  stroke  dan  kelainan  jantung.  Hal  ini  karena  aspirin  menghambat  produksi  prostaglandin,  yang  terlibat  dalam  pembentukan  zat  beku  darah  dan  penimbul  rasa  sakit.    Dalam  percobaan  ini  Anda akan mencoba melakukan sintesis aspirin dari asam salisilat dan kemudian  menentukan rendemennya. 

 

II. Peralatan dan zat  Cari dan susunlah sendiri peralatan dan zat yang digunakan sesuai dengan eksperimen yang dilakukan.   

III. Cara kerja  Bagian I: Pembuatan Aspirin  1. Panaskan air dalam wadah penangas air.   2. Timbang sekitar 1,4 g asam salisilat dalam labu Erlenmeyer 125 mL.  Tambahkan 4 mL anhidrida asam asetat  dengan  cara  sedemikian  rupa  sehingga  dapat  membilas  serbuk  asam  salisilat  yang  menempel  di  dinding  wadah.  3. Tambahkan  dengan  hati‐hati  (bekerjalah  di  ruang  asam!)  5  tetes  larutan  85%  H3PO4.    Aduk  larutan  dengan  batang pengaduk kaca.   4. Panaskan labu Erlenmeyer berisi campuran reaksi tersebut dalam penangas air yang airnya telah dipanaskan  selama 5 menit. Sebaiknya labu Erlenmeyer dipegang dengan klem.  5. Setelah 5 menit, angkat labu Erlenmeyer dari penangas air dan segera tambahkan 2 mL aqua dm.  6. Setelah  2  atau  3  m3nit,  tambahkan  lagi  20  mL  aqua  dm  dan  biarkan  labu  berisi  campuran  reaksi  mencapai  suhu kamar dan mulai mengalami kristalisasi. Pastikan bahwa kristal telah terbentuk sebelum melanjutkan ke  tahap  berikutnya.    Anda  dapat  menggores  dinding  bagian  dalam  lagu  dengan  batang  pengaduk  kaca  untuk  mempercepat pembentukan kristal, jika kristal tak juga muncul.  7. Tambahkan  50  mL  aqua  dm  dingin  dan  dinginkan  labu  beserta  isinya  dalam  wadah  penangas  berisi  es  sehingga proses pembentukan kristal sempurna.   8.  Kumpulkan kristal yang diperoleh menggunakan corong Büchner yang telah dilapisi kertas saring.  Cuci kristal  dengan sedikit air dingin. 

ByDW2011 

56

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

9.

Lakukan rekristalisasi untuk mendapatkan kristal yang lebih murni, dengan cara melarutkan kristal yang sudah  terbentuk  dalam  5  mL  etanol  (hati‐hati  alkohol  mudah  terbakar!  Jauhkan  dari  sumber  api!).  Kemudian  tambahkan  20  mL  air  hangat.  Panaskan  larutan  sampai  semua  kristal  tepat  larut,  dan  kemudian  biarkan  larutan dingin sampai kembali terbentuk kristal.  Saring kembali kristal dengan corong Büchner.  10. Timbang kristal yang terbentuk sesudah dikeringkan di udara.  Kemudian hitung rendemen hasil krstal asam  asetilsalisilat  (aspirin)  yang  diperoleh,  dengan  membandingkan  berat  hasil  percobaan  dengan  berat  hasil  teoritis (berdasarkan perhitungan stoikiometrik, sesuai persamaan reaksi di bawah ini) 

 

 

  Perhitungan persen rendemen adalah sebagai berikut: 

% Rendemen =

Hasil yang diperoleh dari percobaan Hasil teoritis berdasarkan stoikiometrik

x 100  

  Bagian II: Uji terhadap Aspirin  A. Uji Reaksi Pengkompleksan dengan Besi(III) klorida, FeCl3  1. Siapkan  3  buah  tabung  reaksi  dan  beri  label  masing‐masing:  asam  salisilat,  “my  aspirin”  yaitu  hasil  sintesis  yang  Anda  lakukan,  dan  komersial  aspirin.    Tempatkan  masing‐masing  sejumlah  sampel  dalam  tiap  tabung  reaksi sesuai dengan labelnya.  2. Tambahkan 20 tetes aqua dm ke dalam tiap tabung dan goyangkan untuk melarutkan sampel dalam tabung.  3. Tambahkan  10  tetes  larutan  10%  FeCl3  ke  dalam  tiap  tabung.    Amati  perubahan  warna  larutan  dan  catat  hasilnya.  Warna ungu menunjukkan adanya asam salisilat dalam sampel.    B. Penentuan Titik Leleh Asam Salisilat dan Aspirin  1. Siapkan dua tabung kapiler.  Satu tabung kapiler diisi dengan sampel asam salisilat, tabung kapiler yang lain  diisi dengan aspirin hasil sintesis.  2. Pasang  salah  satu  tabung  kapiler  di  lubang  pada  melting  block,  kemudian  panaskan  secara  perlahan  alat  melting block (lihat gambar di samping) di atas pemanas bunsen.  Jangan lupa pasang termometer pada alat  melting  block.    Amati  perubahan  suhu  dan  catatlah  suhu  awal  ketika  padatan  kristal  dalam  tabung  kapiler  mulai meleleh.  Catat pula suhu pada saat semua padatan telah berubah seluruhnya menjadi cair.  Kedua suhu  ini  merupakan  trayek  titik  leleh  zat  padat  yang  diukur.  Ulangi  pengerjaan  ini  pada  tabung  kapiler  yang  lain,  tapi  alat  melting  block  harus  dibiarkan  dingin  kembali  (suhu  kamar).    Titik  leleh  aspirin  menurut  literatur  adalah 136  oC.  Bandingkan hasil pengukuran titik leleh sampel aspirin Anda dengan data ini.  Semakin kecil  trayek  titik  leleh,  semakin  murni  sampel  Anda.    Semakin  dekat  hasil  pengukuran  titik  leleh  sampel  Anda  dengan data literatur, menunjukkan semakin baik dan teliti Anda bekerja.    C. Analisis Kandungan Aspirin dalam Tablet Aspirin Komersial.  1. Tempatkan  dua  tablet  aspirin  dalam  sebuah  labu  Erlenmeyer  125  mL.    Hancurkan  tablet  aspirin  dengan  batang  pengaduk  kaca  (atau  hancurkan  dulu  kedua  tablet,  baru  masukkan  ke  dalam  labu  Erlenmeyer).   Larutkan serbuk tablet aspirin dalam 10 mL etanol.  Setelah larut seluruhnya, tambahkan 3 tetes fenoftalein  dan aqua dm secukupnya sehingga volume total larutan menjadi 50 mL.  2. lakukan titrasi menggunakan larutan baku NaOH 0,1 M sampai tercapai titik akhir titrasi, yaitu ketika terjadi  perubahan  warna  indikator  dalam  larutan.    Catat  volume  NaOH  yang  digunakan.    Hitung  massa  asam  asetilsalisilat (aspirin) per tablet.  Menurut Peraturan FDA, kekuatan tablet aspirin ditentukan oleh minimal 5  grains  asam  asetilsalisilat    (1  grain  =  0.0648  gram).  Aspirin  (asam  asetilsalisilat,  HC9H7O4,  bereaksi  dengan  NaOH dengan perbandingan mol 1 : 1, sehingga jumlah mol NaOH yang digunakan dalam titrasi sama dengan  jumlah mol aspirin dalam tablet.  Apakah tablet aspirin yang Anda analisis sesuai dengan peraturan FDA?   

IV. Tugas Pendahuluan (Pre‐Lab)  1. 2. 3. 4.

Hitunglah hasil teoritis asam asetilsalisilat (dalam gram) berdasarkan persamaan reaksi yang terdapat dalam  modul “pembuatan Aspirin” (kerapatan anhidrida asetat = 1,080 g/mL)!  Jika Anda memperoleh produk hasil sintesis sebanyak 1,352 g, hitunglah persen rendemen aspirin!  Berikan  penjelasan ilmiah mengenai hasil non‐ideal ini!  Jika  Anda  memperoleh  produk  hasl  sintesis  sebanyak  1,934  g,  hitunglah  persen  rendemen  aspirin!  Berikan  pula penjelasan ilmiah terhadap hasil non‐ideal ini!  Cisplatin [Pt(NH3)2Cl2], suatu senyawa yang digunakan untuk terapi kanker, dibuat berdasarkan reaksi amonia  dengan  kalium  tetrakloroplatinat:  K2PtCl4  +  2  NH3    2  KCl  +  Pt(NH3)2Cl2.    Berapa  gram  cisplatin  yang  akan  terbentuk dari 55,8 g K2PtCl4 dan 35,6 g NH3 jika reaksi berlangsung dengan rendemen 95%? 

  ByDW2011 

57

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Pustaka  Borer L.L., and Barry, E. (2000), Experiments with Aspirin, journal of chemical education., 77(3), p.354  Pasto,  D.,  Johnson,  C.,  Miller,  M.  (1992)  Experiments  and  Techniques in  Organic  Chemistry,  Prentice  Hall  Inc.,  New  Jersey, , p.485  Wilcox,  C.F.,  and  Wilcox,  M.F.  (1998),  Experimental  Organic  Chemistry:  A  Small  Scale  Approach,  Prentice‐Hall,  Engelwood Cliffs, New Jersey, p.485  Williamson (1999), Macroscale and Microscale Organic Experiments, 3rd edition, Boston 

ByDW2011 

58

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Percobaan 11 PEMBUATAN SIKLOHEKSANON     

Sasaran Percobaan    Setelah  menyelesaikan  percobaan  ini  mahasiswa  dapat  menjelaskan  dan  terampil  dalam:  1)  melakukan  oksidasi  alkohol  sekunder  alisiklik;  dan  2)  memahami  bahwa  tidak  hanya  alkohol  sekunder  alifatik  biasa  saja  yang  dapat dioksidasi, tetapi juga alkohol sekunder alifatik.   

I. Pendahuluan    Pembuatan  sikloheksanon  ini  adalah  suatu  contoh  dari  oksidasi  alkohol  sekunder  alisiklik  menjadi  keton  alisiklik dengan oksidator kalium dikromat dalam suasana asam.   

      Walaupun  reaksi  oksidasi  alkohol  dengan  Cr(VI)  paling  banyak  digunakan,  namun  dari  sudut  pandang  lingkungan,  senyawa  Cr(VI)  bersifat  karsinogen  pada  sistem  pernafasan  dan  produk  tereduksinya,  yaitu  Cr(III),  juga  berbahaya dan beracun bagi lingkungan,terutama kalu dibuang bebas ke perairan.  Oleh karena itu, sebagai salah satu  alternatif yang lebih aman bagi lingkungan, pada percobaan ini oksidasi alkohol sekunder menggunakan larutan 5,25%  (0,75  M)  natrium  hipoklorit,  NaOCl,  di  samping  lebih  murah  harganya  dan  mudah  ditemui  di  pasaran  bebas.   Mekanisme reaksi menggunakan natrium hipoklorit ini tidak begitu jelas.  Tetapi yang jelas bukan merupakan reaksi  radikal bebas; reaksi akan berlangsung lebih cepat dalam suasana asam daripada dalam basa; molekul klor, Cl2, yang  bertidak  sebagai  oksidator;  dan  asam  hipoklorit  harus  ditambahkan  dalam  reaksi  ini.    Pada  reaksi  ini  kemungkinan  dapat membentuk senyawa antara ester alkil hipoklorit, dan melalui reaksi eliminasi E2 menghasilkan keton dan ion  klorida.  Hipoklorit berlebih dengan mudah dapat dihilangkan dengan penambahan senyawa bisulfit; produk akhirnya  adalah ion klorida yang jauh kurang toksik dibandingkan Cr(III).   

 

 

II. Peralatan dan Zat     

Cari dan susunlah sendiri peralatan dan zat yang digunakan sesuai dengan eksperimen yang dilakukan. 

III. Cara kerja  A. Sintesis Sikloheksanaon dari Sikloheksanol    Ke  dalam  labu  Erlenmeyer  250  mL  di  dalam  ruang  asam,  masukkan  8  mL  (0,075  mol)  sikloheksanol.   Masukkan  termometer,  dan  secara  perlahan  tambahkan  ke  dalam  labu,  sambil  digoyangkan  pelan,  campuran  4  mL  asam asetat dengan 115 mL larutan pemutih komersial, misalnya Bayklin(R) (atau larutan 5,25% berat NaOCl dalam air,  0,75 M).  Larutan hipoklorit yang digunakan haruslah dalam keadaan segar.   Penambahan campuran ini bisa dilakukan  dengan menggunakan corong pisah yang diklem pada ring‐nya.  Hati‐hati jangan sampai reagen mengenai kulit atau  mata  Anda!    Uji  dengan  kertas  lakmus,  dan  kalau  perlu  tambahkan  sedikit  asam  asetat  sampai  Anda  yakin  larutan  dalam suasana asam.  Selama penambahan, jaga suhu sekitar 40 – 50oC.  Siapkan sebelumnya wadah berisi es untuk  berjaga‐jaga  apabila  suhu  reaksi  melewati  50oC,  tapi  jangan  biarkan  suhu  menjadi  di  bawah  40oC,  karena  reaksi  oksidasi  tidak  berlangsung  sempurna.    Waktu  penambahan  campuran  reaksi  berkisar  antara  15  –  20  menit.   Goyangkan Erlenmeyer secara berkala selama 20 menit berikutnya agar reaksi berlangsung sempurna (total waktu ~  40  menit).    Tambahkan  beberapa  tetes  indikator  timol  biru  ke  dalam  campuran  reaksi,  dan  secara  perlahan  sambil  digoyangkan, tambahkan 15 – 20 mL larutan NaOH 6 M sampai larutan netral (ditunjukkan dengan perubahan warna  indikator).  Pindahkan campuran reaksi ke dalam labu bundar 250 mL, tambahkan batu didih atau masukkan batang  pengaduk  magnet  lalu  lakukan  pengadukan,  dan  lakukan  distilasi  sederhana  dalam  penangas  air,  sampai  tidak  ada  sikloheksanon  yang  keluar  bersama‐sama  air  (perhatikan  suhu;  sebanyak  40  mL  distilat  seharusnya  terkumpul  yang  terdiri dari dari dua lapisan, lapisan air dan lapisan sikloheksanol (organik)).  Masukkan distilat ke dalam corong pisah  yang bersih.  Jenuhkan campuran reaksi (distilat) dengan garam NaCl (bersih) – kira‐kira diperlukan 10 g – kemudian  tambahkan 15 – 20 mL pelarut eter,  pisahkan lapisan siklohesanon (atas) dari corong pisah. Lakukan ekstraksi dengan  ByDW2011 

59

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

2 x 15 mL eter. Kumpulkan fraksi sikloheksanon dalam eter, tambahkan 3 g natrium atau magnesium sulfat anhidrat ke  dalam  lapisan  sikloheksanon  (?).  Saring  larutan  kering  ini  ke  dalam  labu  distilasi  kecil,  keluarkan  pelarutnya  (eter)  dengan  cara  distilasi  di  atas  penangas  air  (tanpa  api!  Ingat:  Eter  mudah  sekali  terbakar!!).    Akhirnya,  residu  sikloheksanon  didistilasi  di  atas  penangas  udara  atau  langsung  di  atas  pemanas  listrik.  Kumpulkan  fraksi  didih  pada  154‐1560C. Tentukan kemurniannya dengan mengukur indeks biasnya. Dari data ini, hitunglah % rendemennya!     

Simpan sebagian sikloheksanon untuk Percobaan‐12!   

B. Oksidasi Sikloheksanon menjadi Asam Adipat    Masukkan 2,5 g sikloheksanon dan 7,7 g KMnO4 dalam labu Erlenmeyer 250 mL, tambahkan 32 mL air, lalu  goyangkan.  Pertahankan suhu sampai 30  oC, sampai tidak ada lagi kenaikan suhu, kemudian tambahkan 1 mL larutan  NaOH 3 M.  Kenaikan suhu diamati pada termometer.  Pada saat suhu mencapai 45 oC (15 menit), pelankan laju proses  oksidasi dengan pendinginan labu dalam air es sebentar, jaga suhu pada 45  oC selama 20 menit.  Tunggu sampai ada  sedikit  kenaikan  suhu  (47  oC)  dan  suhu  turun  kembali  (25  menit).    Kemudian  panaskan  campuran  reaksi  sambil  digoyangkan  di  atas  pemanas  untuk  menyempurnakan  reaksi  dan  mengendapkan  mangan  dioksida  (warna  coklat).   Jika  permanganat  masih  ada,  tambahkan  sedikit  natrium  bisulfit.    Kemudian  saring  campuran  reaksi  dengan  pengisapan (corong Buchner), cuci endapan coklat dengan sedikit air.  Pindahkan filtrat ke dalam gelas kimia 100 mL,  tambahkan batu didih ke dalam filtrat dan uapkan pelarut di atas api sampai volume mencapai 8 mL.  Apabila larutan  masih  berwarna,  tambahkan  sedikit  karbon  aktif,  lalu  saring  kembali,  cuci  dengan  sedikit  air.    Filtratnya  diuapkan  kembali  sampai  volume  sekitar  8  mL.    Asamkan  larutan  dengan  penambahan  HCl  pekat  sampai  pH  1  –  2  (gunakan  kertas pH universal), tambahkan sedikit asam berlebih sampai terbentuk kristal.  Saring kristal dengan corong Buchner,  cuci dengan sedikit air dingin/es, biarkan mengering.  Tentukan titik leleh asam adipat (t.l. 152 – 153 oC), berat sekitar  0,875 g.   

IV. Tugas Pendahuluan (Pre‐Lab)    1. 2. 3. 4. 5.

Bagaimanakah Anda bisa menerangkan bahwa reaksi di atas adalah suatu reaksi redoks?  Apakah sebabnya suhu reaksi tidak boleh lebih dari 60 oC ?  Dari cara kerja diatas, sebutkan dan jelaskan tiga macam teknik pemisahan percobaan kimia organik!  Tuliskan mekanisme reaksi oksidasi sikloheksanol menjadi sikloheksanon menggunakan oksidator dikromat, Cr(VI)!   Jelaskan perubahan bilangan oksidasi masing‐masing spesinya!  Tuliskan reaksi oksidasi sikloheksanol menjadi asam adipat!  Jelaskan beberapa cara identifikasi yang membedakan  sikloheksanon dan asam adipat? 

   

Pustaka    Pasto,  D.,  Johnson, C., Miller,  M.,  Experiments  and  Techniques  in Organic  Chemisty,  Prentice  Hall  Inc.,  New  Jersey,  1992, p. 438 – 439  Williamson, Macroscale and Microscale Organic Experiments, 3rd edition, Boston, 1999, p. 302 – 314 

ByDW2011 

60

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Percobaan 12 Aldehid dan Keton: Sifat dan Reaksi Kimia    Sasaran Percobaan  Pada akhir percobaan mahasiswa diharapkan dapat menjelaskan mengenai:  1. perbedaan sifat‐sifat senyawa aldehid dan keton  2. jenis‐jenis pereaksi untuk membedakan senyawa‐senyawa aldehid dan keton.   

I. Pendahuluan  Aldehid  dan  keton  memiliki  gugus  fungsi  karbonil  (‐C=O),  yaitu  atom  karbon  yang  berikatan  rangkap  dua  dengan oksigen.  Pada keton, terdapat 2 atom karbon lain yang terikat pada gugus karbonil.  Karbon yang terikat pada  gugus  karbonil  dapat  merupakan  rantai  alifatik  (bukan  merupakan  bagian  dari  cincin  aromatik)  atau  aromatik  (merupakan  bagian  dari  cincin  aromatik).    Aldehid  dan  keton  sama‐sama  mengalami  reaksi  yang  disebut  adisi  nukleofilik.  Pada kondisi kurang asam, pada reaksi ini suatu nukleofil (suatu spesi yang dapat mendonorkan sepasang  elektron,  atau  disebut  sebagai  basa  Lewis)  memberikan  pasangan  elektronnya  kepada  karbon  karbonil  untuk  membentuk  suatu  ikatan  tunggal  seiring  dengan  bergeraknya  sepasang  elektron  pada  ikatan  rangkap  menjadi  sepasang elektron bebas pada oksigen. Akibatnya, oksigen dapat mengambil sebuah proton dari tempat lain (bisa jadi  dari  salah  satu  yang  terikat  pada  atom  nukleofil  yang  menyerang  karbon  karbonil)  dan  menjadi  gugus  –OH.    Pada  kondisi yang lebih asam, hasilnya sama, namun pada kondisi ini sebuah proton (dari suatu asam) mengikatkan diri pada  salah  satu  dari  pasangan  elektron  bebas  pada  oksigen.    Gugus  karbonil  sekarang  bermuatan  +  1  dan  dapat  mengundang  nukleofil  yang  lemah  sekalipun  (nukleofil  kuat  tidak  dapat  berada  di  dalam  larutan  yang  sangat  asam  karena nukleofil kuat biasanya merupakan basa yang kuat dan tak bisa berkeliaran bebas di dalam larutan asam).  Jadi,  ketika  nukleofil  menyerang  karbon  karbonil  dan  membentuk  ikatan,  maka  ikatan  rangkap  pada  karbonil  berubah  menjadi gugus –OH.  Kedua kondisi reaksi tersebut dapat dilihat pada reaksi berikut.    Kondisi pertama – dalam larutan yang sedikit asam: reaksi 2,4‐dinitrofenilhidrazin dengan aseton.    O-

O

O2N

N+ O-

O

+

HN

C

N

CH3 H2N

H3C

Reaksi adisi nukleofilik 2,4-dinitrofenilhidrazin pada aseton. Tanda panah lengkung menunjukkan pergerakan elektron ketika ikatan terbentuk dan putus.

NO

2

N

O

O

H

C

2,4-dinitrofenilhidrazin

aseton

HN

H

+

CH3

H3C O2N

OH H3C C

N

H N

NO2

CH3 H

    Pada reaksi di atas dapat dilihat bahwa terkadang produk yang dihasilkan tidak selalu yang dapat diisolasi.  Produk ini  dapat mengalami reaksi eliminasi dengan melepaskan gugus –OH yang telah terbentuk, kemudian atom hidrogen pada  nitrogen  lepas  dan  terbentuklah  ikatan  rangkap  antara  C  dan  N  disertai  pelepasan  molekula  air.    Produk  akhirnya  sering dikenal sebagai 2,4‐dinitrofenilhidrazon.   O2N

O2N H

OH H3C C

N

H N

NO2

+ H3O

O

H

H3C C

N

H N

NO2

CH3 H

CH3 H

- H2O O2N

H3C C

N

H N

O2N - H3O

NO2

CH3

H3C C

N

CH3 H

H N H2O

NO2

  Perhatikan bahwa asam, H3O , dibutuhkan sebagai katalis untuk reaksi pertama di atas yang akan membentuk molekul  air pada tahap pertama.  Pada tahap kedua, molekul air yang kedua dihasilkan, namun molekul air ini terprotonasi dan  +

ByDW2011 

61

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

membentuk  H3O+  pada  tahap  ketiga,  sehingga  secara  keseluruhan  hanya  dihasilkan  satu  molekul  air.    Ini  adalah  ciri  H3O+ sebagai katalis, mempercepat laju reaksi tetapi tidak ikut terpakai habis dalam reaksi.     Kasus kedua – dalam larutan yang lebih asam: reaksi metanol dengan asetaldehid. 

    Pada tahap pertama mekanisme, katalis asam, H3O+, memprotonasi oksigen pada gugus karbonil sehingga muatannya  +1.  Pada tahap kedua, protonates oksigen pada metanol yang bersifat sebagai nukleofil lemah mendonorkan sepasang  elektronnya  kepada  karbon  karbonil  membentuk  ikatan  baru.    Pada  tahap  ketiga,  hemiasetal  yang  terprotonasi  memberikan  proton  pada  molekul  air  yang  terbentuk  pada  tahap  pertama  membentuk  ion  hidronium.    Reaksi  ini  dikatalisis  oleh  asam.    Jika  asetaldehid  tidak  diprotonasi  oleh  asam  pada  tahap  pertama,  reaksinya  dengan  metanol  akan  berlangsung  sangat  lambat  karena  metanol  adalah  nukleofil  lemah.    Hemiasetal,  produk  yang  terbentuk  dari  reaksi antara alkohon dengan aldehid atau keton, berperan penting dalam kimia karbohidrat.  Gula, adalah senyawa  polihidroksi aldehid dan keton, sehingga gula memiliki dua gugs fungsi (karbonil dan hidroksi) yang dapat bereaksi satu  sama  lain  membentuk  hemiasetal.  Hemiasetal  ternyata  dapat  bereaksi  dengan  alkohol  menghasilkan  senyawa  yang  disebut asetal. Asetal memiliki suatu karbon tetrahedral yang terikat terikat pada 2 atom oksigen, dimana kedua atom  oksigen ini masing‐masing terikat pada atom karbon yang lain.  Reaksi ini juga penting dalam kimia karbohidrat.    Mekanisme manapun yang sebenarnya berlangsung, reaksi ini biasanya secara umum dikatakan sebagai reaksi  adisi nukleofilik.   Aldehid  dapat  dioksidasi  oleh  asam  kromat,  sedangkan  keton  tidak.  Ketika  aldehid  teroksidasi,  akan  terjadi  perubahan  warna  dari  coklat  kemerahan  menjadi  hijau,  karena  kromat  tereduksi  menjadi  Cr  +3.  Inilah  yang  membedakan aldehid dari keton.   

O

O 3R

C

Aldehid

H

C OH + Cr2(SO4)3 + 5 H2O 3R Cr3+ asam karboksilat hijau

+ 2 H2CrO4 + 3 H2SO4 asam kromat coklat‐jingga

    Gugus fungsi lain, seperti alkohol primer dan sekunder juga dapat teroksidasi oleh asam kromat.  Aldehid juga dapat  teroksidasi oleh reagen Tollens, suatu zat yang mengandung Ag+.  Ion perak akan tereduksi menjadi logam perak.  Ion  logam  adalah  pengoksidasi  yang  lemah;  aldehid  sangat  mudah  teroksidasi  dan  hasilnya  akan  terbentuk  logam  perak  hasil reduksi dari ion Ag+.     

    Senyawa  metil  keton,  tetapi  bukan  koton  yang  lain,  akan  teroksidasi  oleh  iod  di  dalam  larutan  natrium  hidroksida.   Metil  keton  akan  teroksidasi  menjadi  asam  karboksilat;  juga  akan  terbentuk  iodoform  yang  berwarna  kuning,  yang  menjadi  indikasi  uji  yang  positif.    Asetaldehid,  tetapi  bukan  aldehid  yang  lain,  akan  memberikan  hasil  positif  juga  terhadap  uji  ini,  karena  memiliki  kemiripan  dalam  struktur  dengan  metal  keton.    Di  samping  itu,  etanol  (teroksidasi 

ByDW2011 

62

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

menjadi asetaldehid) dan alkohol sekunder yang dapat teroksidasi menjadi metal keton dapat juga memberikan hasil  positif terhadap uji ini.    

   

 

II. Peralatan dan zat  Cari dan susunlah sendiri peralatan dan zat yang digunakan sesuai dengan eksperimen yang dilakukan.   

III. Cara kerja  Perhatian!! Asam kromat sangat korosif!  Jika Anda terkena zat ini, segera bilas anggota tubuh Anda yang terkontaminasi  oleh air yang banyak!  Segera cuci tabung reaksi Anda  dengan air yang banyak setelah selesai melakukan uji  Tollens, jangan dibiarkan begitu saja dalam waktu lama karena dapat menimbulkan ledakan/letupan!    Untuk uji 1 sampai dengan 4, beri label 5 buah tabung reaksi Anda dengan senyawa turunan aldehid dan keton yang  tersedia di laboratorium ditambah dengan sampel zat tak dikenal yang diberikan oleh asisten. Untuk tiap uji berikut,  mulailah dengan 5 tetes setiap sampel yang akan diuji  di dalam tabung reaksi.     1. Uji Asam Kromat  Tambahkan 4 tetes larutan asam kromat, goyangkan tabung, lalu biarkan selama 10 menit.  Perhatikan terjadi  tidaknya perubahan warna dan catat berapa lama perubahan itu terjadi.     2. Uji Tollens  Siapkan reagen Tollens di dalam labu Erlenmeyer 25 mL dengan mencampurkan 5 mL larutan perak nitrat 9%  dalam 5 mL larutan NaOH 10%.  Terhadap campuran reaksi, tambahkan larutan amoniak 10% tetes demi tetes sambil  digoyang, sampai terbentuk endapan coklat dari perak oksida mulai melarut; jangan menambahkan amoniak berlebih!   (Dibuat oleh Analis)  Larutkan 5 tetes senyawa yang telah ada di dalam tabung reaksi dengan bis(2‐etoksietil)eter secara tetes demi tetes.   Lalu tambahkan 2 mL reagen Tollens, kemudian tabung digoyang/diaduk.  Tempatkan tabung reaksi di dalam penangas  air  60oC  selama  5  menit.    Uji  positif  bagi  aldehid  adalah terbentuknya cermin  perak  pada  tabung  reaksi  (jika  tabung  reaksi  bersih);  jika  tabung  reaksinya  kotor,  akan  terbentuk  endapan  hitam.    Catat  pengamatan  Anda!  Cuci  tabung  reaksi segera dengan asam nitrat 1 M, lalu bilas dengan air yang banyak.    3. Uji Iodoform  Ke  dalam  tiap  tabung  reaksi  yang  mengandung  sampel  yang  akan  diuji,  tambahkan  2  mL  air,  lalu  goyang  tabung  reaksinya.    Jika  senyawanya  tak  larut,  tambahkan  dioksan  tetes  demi  tetes  sambil  diaduk  sampai  campuran  homogen.    Tambahkan  2  mL  larutan  NaOH  6  M.    Aduk.    Kemudian  tempatkan  tabung  reaksi  di  dalam  penangas  air  60oC selama 3 atau 4 menit, dan sambil tabung reaksi masih di dalam penangas air, tambahkanlah larutan I2/KI tetes  demi tetes sambil digoyang/diaduk (untuk hal ini, keluarkan sebentar tabung reaksi, lalu masukkan kembali ke dalam  penangas), sampai warna coklatnya bertahan selama 2 menit di dalam tabung.  Tambahkan larutan NaOH 6 M tetes  demi tetes sambil digoyang, sampai warna coklat menghilang.  Tetap simpan tabung reaksi dalam penangas air selama  5 menit.  Lalu keluarkan tabung reaksi dari penangas dan amati isinya, apakah terdapat endapan kuning dari iodoform,  yang menunjukkan keberadaan asetaldehid atau suatu metal keton.  Catat hasilnya.     4. Uji 2,4‐ Dinitrofenilhidrazin   Tambahkan 20 tetes 2,4‐dinitrofhenilhidrazin ke dalam setiap tabung reaksi yang mengandung sampel yang  diuji.  Jika endapan tidak segera muncul, panaskan selama 5 menit di dalam penangas air 600C.  Catat hasil pengamatan  Anda.    TUGAS  DI  LABORATORIUM:  lakukan  identifikasi  sampel  tak  dikenal  yang  Anda  uji,  berdasarkan  data  yang  Anda  peroleh, apakah senyawa tersebut termasuk aldehid atau keton, berikan penjelasannya!    

ByDW2011 

63

 

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

IV. Tugas Pendahuluan (Pre‐Lab)    1.

2. 3. 4.  

Tulis persamaan reaksi untuk reaksi‐reaksi berikut:  a. reaksi Tollens dengan formaldehid         d. pembuatan benzaldehid fenilhidrazon  b. reaksi Fehling dengan heptaldehid        e. pembuatan sikloheksanol‐oksim  c. pembuatan senyawa adisi aseton‐bisulfit       f. pengujian iodoform terhadap 2‐pentanon  Tulis mekanisme reaksi kondensasi aseton dengan benzaldehid yang   dikatalisa dengan basa!  Dapatkah pengujian iodoform membedakan : metanol dari etanol, dan   isopropanol dari n‐butanol?Jelaskan.  Apakah peranan dari natrium asetat di dalam pembuatan oksim?   

  Pustaka  Mayo, D.W., Pike, R.M., Forbes, D.C. (2011), Microscale Organic Laboratory: with Multistep and Multiscale Synthesis,  5th edition, John Wiley & Sons, New York, p.642‐643  Pasto, D., Johnson, C., Miller, M. (1992), Experiments and Techniques in Organic Chemistry, Prentice Hall Inc., New  Jersey 

Williamson (1999), Macroscale and Microscale Organic Experiments, 3rd edition, Boston

ByDW2011 

64

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Percobaan 13 REAKSI SIKLO ADISI DIELS ALDER DAN RETRO DIELS‐ALDER  Sasaran Percobaan    1. 2. 3.

Pada akhir percobaan mahasiswa harus dapat:  menjelaskan prinsip reaksi sikloadisi.  melakukan pemisahan dan pemurnian adduct, dan uji kemurniannya  melakukan analisis spektroskopi UV, IR senyawa adduct dibandingkan dengan reagen awal.   

 

I.  Pendahuluan  Satu dari reaksi sintesis yang paling menarik dari senyawa tak jenuh adalah adisi 1,4 dari diena terkonyugasi  terhadap  molekul  yang  mengandung  ikatan  etilen  atau  asetilen  aktif  (dienofil),  membentuk  “adduct”  yang  memiliki  cincin lingkar 6 tak jenuh, melalui sikloadisi 4 + 2. Proses siklisasi ini dikenal dengan reaksi Diels‐Alder yang meliputi  bidang yang sangat luas dan digunakan untuk sintesis obat‐obat penting, insektisida, turunan terpen, dan intermediet  untuk bahan‐bahan kimia industri.   

CH2

H

H

COOH

H

H

COOH

H3C

H

COOH

+ CH2

H3C    

       

    

Diena                

  Dienofil                                   

H

COOH  

Adduct 

Reaksi  Diels‐Alder  adalah  stereospesifik.    Hampir  semua  diena  akan  melakukan  reaksi  Diels‐Alder.    Dienofil  yang  paling  spesifik  adalah  senyawa  ,‐unsaturated  karbonil  dan  nitril.    Dienofil  aktif  adalah  reagen  yang  berguna  untuk  mendeteksi  adanya  sistem  diena  terkonjugasi  dan  untuk  maksud  analitik.    Adduct  Diels‐Alder  berguna  dalam  penetapan struktur dari 1,3‐diena dan karakterisasi diena yang diketahui. Dengan diena siklik seperti siklopentadiena  dan juga turunan furan, produk sikloadisi 4 + 2 dapat memiliki dua kemungkinan konfigurasi. Sistem cincin dari dienofil  dapat  memiliki  hubungan  disposisi  trans  (endo)  atau  cis  (exo)  terhadap  jembatan  metilen  (oksigen)  yang  terbentuk.  Pada umumnya konfigurasi endo lebih disukai dalam reaksi Diels‐Alder.    

H

O

O

H

O

O

+

H O

+

O O                                                             

O  

     Endo                                       Exo          

H

O  

II.  Peralatan dan Zat     

Cari dan susunlah sendiri peralatan dan zat yang digunakan sesuai dengan eksperimen yang dilakukan. 

III. Cara Kerja  A. Reaksi Diels‐Alder  Ke  dalam  labu  bundar  100  mL  masukkan  3  g  antrasen,  8  g  anhidrida  maleat  dan  50  mL  benzen  kering.   Lakukan refluks dengan penangas uap selama paling sedikit 1 jam.  Dinginkan larutan dan saring hasil reaksi dengan  penyaringan vakum.  Kristal yang terkumpul direkristalisasi dengan etil asetat.  Kristal memiliki titik leleh 262o – 263 oC.   Tentukan rendemen dan titik lelehnya.   

B.  Reaksi Retro Diels‐Alder  Hasil  Diels‐Alder  yang  telah  dimurnikan  digerus  dalam  mortar  dengan  1  g  soda  lime  (?).    Campuran  yang  terbentuk dimasukkan ke dalam gelas kimia 100 mL, yang di atasnya ditempatkan labu bundar 250 mL yang berisi air  dingin.    Kemudian  campuran  dipanaskan  di  ruang  asam  sehingga  antrasen  menyublim.    Kumpulkan  dan  timbang  antrasen yang menyublim.  Tentukan titik lelehnya.  Bandingkan titik leleh dan wujud hasil ini dengan titik leleh dan  wujud antrasen semula.   

C.  Penentuan struktur Diels‐Alder Adduct  Tentukan  spektrum  UV  dan  IR  antrasen  dan  Diels‐Alder  adduct  dalam  etanol.    Kesimpulan  apa  yang  dapat  anda tarik dari spektrum yang diperoleh?   

ByDW2011 

65

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

IV. Tugas Pendahuluan (Pre‐Lab )    1.

2. 3. 4.

Gambarkan reaksi dan struktur adduct Diels‐Alder yang terbentuk dari sikloadisi 4+2 dari senyawa‐senyawa:  (a).  etil  propunoat  dan  2‐etoksi‐1,3‐butadiena;  (b).  2,5‐dimetilfuran  dan  akrilonitril;  (c).  1,4‐dimetoksi‐1,3‐ butadiena dan 1,4‐naftakuinon.  Cari dan tuliskan diena dan dienofil yang paling reaktif dan jelaskan mengapa bersifat demikian !  Dari  diena  dan  dienofil  yang  anda  peroleh  pada  no.(2),  tuliskan  reaksi  sikloadisi  Diels‐Alder  yang  mungkin  terjadi !  Gambarkan struktur dimmer yang terbentuk melalui self‐addition dari reaksi sikloadisi Diels‐Alder 4+2 berikut  : (a) isoprene; (b). siklopentadiena; (c) akrolein. 

  Pustaka  Pasto, D.J., Johnson, C.R., Miller, M.J., Experimental Organic Chemistry, Prentice Hall, Engelwood Cliffs, New Jersey,  1992, p. 483  Wilcox, C.F. dan Wilcox, M. F., Experimental Organic Chemistry. A Small Scale Approach, Prentice‐Hall, Englewood  Cliffs, New Jersey, 1998, p.428 

ByDW2011 

66

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Percobaan 14  ISOLASI ETIL‐p‐METOKSI SINAMAT DARI KENCUR  (Kaemferia galanga L.) DAN SINTESIS ASAM p‐ METOKSISINAMAT: Sintesis Turunannya dan Penetapan  Struktur    

Sasaran percobaan:  1. 2. 3.  

Setelah melakukan percobaan ini mahasiswa harus dapat:  Menjelaskan prinsip dasar dan teknik isolasi dengan cara perkolasi.  Melakukan pemisahan dan pemurnian hasil isolasi dari bahan tumbuhan.  Mahir dalam menganalisis data spektroskopi UV & IR dan data fisik senyawa yang dihasilkan dibandingkan standar. 

I. Pendahuluan  Kencur  (Kaemferia  galanga  L.)  merupakan  tanaman  tropis  yang  banyak  tumbuh  di  kebun  dan  pekarangan,  digunakan  sebagai  bumbu  dapur  dan  termasuk  salah  satu  tanaman  obat  tradisional  Indonesia.  Senyawa  kimia  yang  terkandung  didalamnya  antara  lain  etil  p‐metoksi  sinamat  (II)  sebagai  komponen  utama,  etil  sinamat  (I),  p‐ metoksistiren (III) dll. Kadar etil p‐metoksi sinamat dalam kencur cukup tinggi (tergantung spesiesnya) bisa sampai 10  %, karena itu dengan mudah bisa diisolasi dari bagian umbinya menggunakan pelarut petroleum eter atau etanol.     

O

O

OC2H5

OC2H5 (I)

H3CO

(II)

H3CO (III)

    Salah  satu  reaksi  yang  mudah  dilakukan  terhadap  etil‐p‐metoksi  sinamat  adalah  menghidrolisisnya  menghasilkan asam p‐metoksi sinamat. Sedangkan transformasi gugus ester dapat dilakukan melalui halida asam yang  jauh lebih reaktif untuk ditransformasikan menjadi gugus lain yang ditargetkan.    

II. Peralatan dan Zat  Cari dan susunlah sendiri peralatan dan zat yang digunakan sesuai dengan eksperimen yang dilakukan.   

III. Cara Kerja   A. Isolasi etil p‐metoksisinamat  Ke  dalam  labu  bundar  250  mL  masukkan  sekitar  15  g  serbuk  kencur,  kemudian  tambahkan  sekitar  100  mL  heksana  hingga  selapis  heksana  terdapat  di  atas  permukaan  serbuk  kencur.    Pasang  kondensor  refluks  pada  labu  bundar  dan  lakukan  refluks  dalam  penangas  air  selama  30  menit.    Saring  campuran  kencur  yang  telah  direfluks  ke  dalam labu bundar 100 mL, lakukan distilasi sederhana terhadap filtrat dalam labu bundar tersebut dalam penangas air  sampai tersisa sekitar 10 mL larutan dalam labu.  Dinginkan labu pada suhu kamar hingga terbentuk kristal berwarna  putih, jika belum terbentuk kristal juga, dinginkan labu dalam penangas es.  Saring padatan kristal putih yang terbentuk  dengan corong Buchner.  Timbang kristal dan hitung rendemennya.  Rekristalisasi dilakukan dalam petroleum eter atau  n‐heksana, kemudian diukur titik lelehnya dan bandingkan dengan literatur. ( Lit. 48 ‐50o C)         B. Hidrolisis etil p‐metoksi sinamat    2,5 g Etil p‐metoksi sinamat dilarutkan dalam 5 ml etanol dalam labu bundar 100 mL. Tambahkan 1,25 g NaOH  dan 20 mL air, campuran reaksi direfluks selama 30 menit kemudian dinginkan dalam suhu kamar. Netralkan dengan  HCl  encer  menghasilkan  kristal  putih,  saring  dengan  corong  Buchner  dan  kristal  yang  diperoleh  dicuci  dengan  air.  Rekristalisasi dilakukan dengan pelarut metanol. ukur titik lelehnya dan bandingkan dengan literatur ( Lit. 174o C).    C. Pembuatan asam sinamat    Panaskan campuran yang terjadi dari 2 g benzaldehid, 3 g asam malonat, 6 mL piridin dan 4 tetes piperidin, di  dalam  penangas  air  selama  1  jam.  Selama  pemanasan  ini  karbondioksida  akan  dibebaskan.  Pendidihan  campuran  tersebut dilanjutkan selama beberapa menit. Dinginkan dan tambahkan ke dalamnya 40 g butiran es dan 20 mL larutan  HCl 5 M. Saring hasil reaksi, cuci dengan air es dan rekristalisasi dengan air atau etanol atau campuran air‐etanol. Ukur  titik leleh serta spektrum UV dan IR‐nya.    D. Pemeriksaan kromatografi lapis tipis (KLT)  Sampel kristal hasil isolasi dan hasil hidrolisis masing‐masing dilarutkan dalam petroleum eter atau n‐heksan,  menggunakan kapiler totolkan pada pelat KLT ukuran 2 x 5 cm, pada jarak 0,5 cm dari bawah, gunakan etil‐p‐metoksi  sinamat  dan  asam  p‐metoksi  sinamat  standar  sebagai  pembanding.  Masukan  dalam  chamber  yang  telah  dijenuhkan  dengan  eluen  kloroform,  pengamatan  bercak  dilakukan  dengan  melihatnya  dibawah  lampu  UV  atau  dimasukkan  kedalam chamber iodium. Hitung Rf dan bandingkan dengan standar.  ByDW2011 

67

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

TUGAS DI LABORATORIUM:   1. Kristal  hasil  isolasi  dan  hasil  hidrolisis  masing‐masing  dilarutkan  dalam  metanol  kemudian  dibuat  spektrum  ultravioletnya pada daerah panjang gelombang 200 ‐ 350 nm.  2. Kristal hasil isolasi dan hasil hidrolisis dibuat pelet dengan KBr kering, kemudian dibuat spektrum inframerahnya.      

IV. Tugas Pendahuluan  1. Cari informasi mengenai senyawa‐senyawa yang dapat diisolasi dari tumbuhan kencur beserta manfaat yang  sudah diketahui !  2. Tuliskan cara‐cara transformasi senyawa‐senyawa yang dapat diturunkan dari minimal 3 senyawa hasil isolasi  kencur !  3. Cari dan lampirkan spektrum UV dan IR standar dari etil‐p‐metoksisinamat.  Jelaskan analisis anda terhadap  spektrum tersebut ! 

 

Pustaka  Skripsi, Tesis, Disertasi mengenai isolasi senyawa‐senyawa dari tumbuhan Kaempferia galanga L. 

ByDW2011 

68

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Percobaan 15 Isolasi Kafein dari Teh     

Sasaran percobaan:  1. 2. 3.  

Setelah melakukan percobaan ini mahasiswa harus dapat:  Menjelaskan prinsip dasar dan teknik isolasi dengan cara ekstraksi.  Melakukan pemisahan dan pemurnian hasil isolasi dari bahan tumbuhan.  Mahir dalam menganalisis data spektroskopi UV & IR dan data fisik senyawa yang dihasilkan dibandingkan standar. 

I. Pendahuluan  Kafein adalah senyawa yang termasuk dalam golongan alkaloid.  Alkaloid adalah senyawa yang mengandung  atom nitrogen dalam strukturnya dan banyak ditemukan dalam tanaman.  Senyawa alkaloid umumnya memiliki rasa  pahit dan seringkali memiliki sifat fisilogis  aktif bagi manusia.  Beberapa senyawa yang termasuk alkaloid dan sering  Anda  dengar  di  antaranya:  nikotin,  morfin,  striknin  dan  kokain.    Senyawa  ini  di  dalam  tumbuhan  peranannya  bisa  bermacam‐macam,  di  antaranya  sebagai  pestisida,  misalnya  nikotin  dalam  tembakau  bisa  digunakan  sebagai  insektisida.    Struktur  kafein  (Gambar  1)  terbangun  dari  sistem  cincin  purin,  yang  secara  biologis  penting  dan  di  antaranya banyak ditemukan dalam asam nukleat. 

Gambar 1  Struktur Kafein 

 

  Kafein dapat dicerna oleh manusia.  Tabel 2 menunjukkan beberapa sampel yang mengandung kafein. Kafein  bertindak  sebagai  stimulant,  yang  dapat  menstimulasi  kerja  jantung,  pernafasan,  sistem  syaraf  pusat  dan  sebagai  diuretik.  Kafein dapat menyebabkan kegelisahan, insomnia dan sakit kepala dan secara fisik bersifat sebagai candu.   Seseorang yang meminum 4 cangkir kopi per hari dapat mengalami sakit kepala, insomnia dan kemungkinan nausea.   Kafein  cukup  banyak  terkandung  dalam  teh.  Teh  telah  dikonsumsi  sebagai  minuman  selama  hamper  2000  tahun, dimulai di Cina.  Minuman ini dibuat dengan menyeduh daun dan kuncup muda pohon teh, Camellia sinensis, di  dalam  air  panas.    Sekarang,  terdapat  dua  varietas  utama  pohon  teh  yang  digunakan,  yaitu  pohon  teh  Cina  berdaun  kecil (C. sinensis sinensis) dan pohon teh Assam berdaun lebar (C. sinensis assamica). Hibrid dari kedua varietas ini juga  elah  dibudidayakan.    Daun  teh  bisa  difermentasi  ataupun  tanpa  fermentasi  sebelum  digunakan.    Daun  teh  yang  difermentasi  sering  disebut  teh  hitam,  sedangkan  daun  teh  yang  tidak  difermentasi  disebut  teh  hijau,  dan  dauh  teh  yang  difermentasi  sebagian  disebut  teh  oolong.  Daun  teh  sebagian  besar  mengandung  selulosa,  suatu  polimer  dari  glukosa  (monomer  dari  selulosa,  disebut  monosakarida)  yang  tak  larut  dalam  air.    Selulosa  di  dalam  tumbuhan  berfungsi hampir sama dengan serat protein dalam hewan, yaitu sebagai material pembangun struktur tanaman.  Di  samping selulosa, di dalam daun teh terdapat beberapa senyawa lain, termasuk kafein, tannin (senyawa fenolik, yaitu  senyawa yang memiliki suatu gugus –OH yang terikat pada cincin aromatik) dan sejumlah kecil klorofil.     Tabel 1 Kandungan Kafein dalam beberapa sampel  Kopi  80 – 125 mg per cangkir Kopi, decaf  2 ‐4 mg per cangkir Teh  30 – 75 mg per cangkir Kokoa  5 – 40 mg per cangkir Susu coklat  6 mg per ons Coklat kue  35 mg per ons Coca‐Cola  46 mg per 12 ons Excedrin, extra strength 65 mg per tablet No‐Doz  100 mg per tablet   Tujuan dari percobaan ini di antaranya adalah untuk mengekstrak material yang larut air di dalam daun teh ke  dalam air panas. [Kelarutan kafein dalam air adalah 22 mg/mL pada 25oC; 180 mg/mL pada 80oC, dan 670 mg/mL pada  100oC].    Kemudian  larutan  panas  dibiarkan  dingin  dan  kafein  diekstraksi  dari  air  dengan  diklorometana  (metilen  klorida), yang merupakan pelarut organik yang tak larut air.  Karena kelarutan kafein dalam diklorometana lebih baik  (140 mg/mL) daripada dalam air (22 mg/mL), maka kafein larut dengan mudah di dalam diklorometana. Namun, tannin  juga  sedikit  larut  dalam  diklorometana,  padahal  kafein  yang  diekstraksi  sebaiknya  dapat  dipisahkan  dari  kandungan  tannin,  jadi  tannin  harus  tetap  berada  dalam  fasa  air.  Oleh  karena  tannin  merupakan  senyawa  fenolik  yang  bersifat  cukup  asam,  maka  senyawa  ini  dapat  diubah  dulu  menjadi  garam  (deprotonasi  gugus  –OH)  menggunakan  natrium  karbonat, sehingga tannin berubah menjadi anion fenolik yang tidak larut dalam diklorometana, tetapi larut di dalam  air.    Namun  ada  kekurangan  dari  pengubahan  tannin  menjadi  garamnya,  yaitu  garam  tannin  ini  berfungsi  sebagai  ByDW2011 

69

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

surfaktan anion yang menyebabkan material lain dalam sampel seperti minyak dan diklorometna dapat membentuk  emulsi dengan air.  Agar dapat memisahkan fasa air dari fasa diklorometana (fasa organik), maka proses pembentukan  emulsi  ini  bisa  dicegah  dengan  tidak  mengguncangkan  corong  pisah  dengan  terlalu  kuat!  Diagram  alir  berikut  menunjukkan proses ekstraksi padat‐cair kafein dari daun teh.    

Gambar 2  Diagram alir proses ekstraksi padat‐cair kafein dari daun teh 

 

 

II. Peralatan dan Zat     

Cari dan susunlah sendiri peralatan dan zat yang digunakan sesuai dengan eksperimen yang dilakukan. 

III. Cara kerja  A. Ekstraksi padat/cair: ekstraksi kafein dari teh     Masukkan  25  g  daun  teh  kering  (atau  10  kantong  teh  celup)  dan  20  g  natrium  karbonat  ke  dalam  labu  Erlenmeyer  250  mL,  lalu  tambahkan  225  mL  air  mendidih.    Biarkan  campuran  selama  7  menit,  kemudian  dekantasi  campuran reaksi ke dalam labu Erlenmeyer lain.  Ke dalam daun teh/kantong teh tambahkan lagi 50 mL air panas lalu  segera  dekantasi  ekstrak  teh  dan  gabungkan  dengan  ekstrak  teh  sebelumnya.    Untuk  mengekstrak  sisia  kafein  yang  mungkin ada, didihkan air berisi daun teh/kantong teh selama 20 menit, lalu dekantasi ekstraknya.  Dinginkan ekstrak  teh hingga suhu kamar, lalu lakukan ekstraksi di dalam corong pisah dengan penambahan 30 mL diklorometana.  Kocok  corong  pisah  secara  perlahan  selama  5  menit  (supaya  tidak  terbentuk  emulsi),  sambil  membuka  kran  corong  pisah  untuk  mengeluarkan  tekanan  udara/gas  dari  dalam  corong  pisah  Ulangi  ekstraksi  dengan  menambahkan  30  mL  diklorometana  ke dalam corong  pisah.  Gabungkan  ekstrak  diklorometana dan  semua  fraksi yang berwujud  emulsi  di  dalam  labu  Erlenmeyer  125  mL  (atau  250  mL  kalau  tidak  ada),  lalu  tambahkan  kalsium  klorida  anhidrat  ke  dalam  gabungan  ekstrak  dan  emulsi,  sambil  diaduk/digoyang  selama  10  menit.    Secara  hati‐hati,  dekantasi  ekstrak  diklorometana  jangan  sampai  gumpalan  kalsium  klorida  anhidrat  ikut  terbawa.  Atau  Anda  dapat  menyaring  ekstrak  diklorometana menggunakan penyaringan biasa.  Bilaslah Erlenmeyer dan kertas saring dengan 5 mL diklorometana.   Gabungkan filtrat dan lakukan distilasi menggunakan penangas air untuk menuapkan diklorometana (hati‐hati dalam  pemakaian  api!  Jangan  lupa  menggunakan  batu  didih/potongan  gabus!).    Timbang  produk  yang  terbentuk  (akan  diperoleh  kristal  putih  kehijauan  sebanyak  0,25  g).    Lakukan  rekristalisasi  menggunakan  5  mL  aseton  panas,  lalu  pindahkan dengan pipet larutan ini ke dalam labu Erlenmeyer kecil, dan dalam keadaan panas, tambahkan ligroin (atau  n‐heksan)  tetes  demi  tetes  sampai  terbentuk  kekeruhan.    Dinginkan  perlahan  labu  Erlenmeyer  sampai  dengan  suhu  kamar.  Kristal yang terbentuk disaring dengan penyaringan isap (vakum).  Cuci kristal dengan beberapa tetes ligroin  (n‐heksan) dingin.  Lakukan uji titik leleh terhadap kristal kafein.      Perhatian: Simpan kristal kafein hasil ekstraksi padat/cair untuk dilakukan analisis secara kromatografi lapis tipis!  Catatan:  proses  pemurnian  kristal  kafein  dapat  juga  dilakukan  dengan  cara  sublimasi.    Cobalah  Anda  lakukan  pemurnian  sampel  kafein  di  atas  dengan  cara  sublimasi,  lalu  bandingkan  hasil  uji  titik  lelehnya  dengan  cara  rekristalisasi!   

B. Uji kromatografi lapis tipis (TLC)  Larutkan  sedikit  sampel  kristal  kafein  hasil  ekstraksi  dari  daun  teh  dengan  sedikit  diklorometana  atau  kloroform.  Kemudian larutan sampel ini ditotolkan di atas pelat TLC sampai nodanya cukup tebal.  Lakukan elusi TLC  menggunakan  eluen  etil  asetat  :  metanol  =  3  :  1  dan  lakukan  elusi  juga  dengan  eluen  kloroform‐metanol  =  9  :  1.   Lakukan  elusi  sampai  batas  atas  pelat,  keluarkan  dan  keringkan  di  udara.  Semprot  pelat  yang  telah  dikembangkan  dengan  pereaksi  semprot  Dragendorff  (atau  celupkan  dengan  cepat  ke  dalam  larutan  Dragendorff  dan  segera  keluarkan) dan setelah itu dipanaskan di atas pemaas listrik hingga kering.  Adanya alkaloid akan ditunjukkan oleh noda  pada pelat yang berwarna jingga. Tentukan Rf masing‐masing noda, bandingkan!    

C. Uji Alkaloid   Kafein  termasuk  senyawa  alkaloid.    Salah  satu  cara  untuk  menguji  sifat  alkaloid  adalah  dengan  uji  berikut:  Larutkan kristal kafein dalam air.  Teteskan 1‐2 tetes pereaksi Meyer. Apabila larutan tersebut mengandung alkaloid,  ByDW2011 

70

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

maka akan terjadi endapan kuning muda. Ke dalam larutan kafein lainnya masukkan 1‐2 tetes pereaksi Dragendorff;  pengujian positif akan ditunjukkan dengan terjadinya endapan jingga. 

IV. Tugas Pendahuluan (Pre‐Lab) 

1. Kelarutan  kafein  dalam  air  adalah  2,5  g/100  mL  pada  suhu  kamar  dan  45  g/100  mL  pada  60oC.    Kelarutan  kafein dalam kloroform adalah 20 g/100 mL pada suhu kamar dan 90 g/100 mL pada suhu 60oC.  Pada suhu  berapakah fraksi kafein yang terekstrak ke dalam fasa kloroform lebih besar?  Tunjukkan perhitungannya!   2. Apakah  alkaloid  itu?  Jelaskan  ciri‐cirinya  dengan  memberikan  contoh!  Mengapa  kafein  termasuk  alkaloid?  Jelaskan dengan menggambarkan strukturnya!  3. Buatlah diagram alir cara pemisahan: asam benzoat, fenol, anilin dan naftalen pada percobaan ekstraksi cair‐ cair  di  atas!    Jelaskan  prinsip  dasar  pemisahan  keempat  senyawa  tersebut  dan  fungsi  penambahan  reagen‐ reagen pada waktu ekstraksi!  4. Gambarkan struktur trimiristin yang diisolasi dari pala! 

 

Pustaka    Mayo, D.W., Pike, R.M., Forbes, D.C. (2011), Microscale Organic Laboratory: with Multistep and Multiscale Synthesis,  5th edition, John Wiley & Sons, New York, p.229‐236  Pasto, D., Johnson, C., Miller, M. (1992), Experiments and Techniques in Organic Chemistry, Prentice Hall Inc., New  Jersey, p.56‐59;399 – 404  Williamson (1999), Macroscale and Microscale Organic Experiments, 3rd edition, Boston, p. 127 ‐155 

ByDW2011 

71

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Percobaan 16 Isolasi Kurkumin dari Kunyit (Curcuma longa)     

Sasaran percobaan:  1. 2. 3.  

Setelah melakukan percobaan ini mahasiswa harus dapat:  Menjelaskan prinsip dasar dan teknik isolasi dengan cara ekstraksi, refluks dan kromatografi lapis tipis preparatif.  Melakukan pemisahan dan pemurnian hasil isolasi dari bahan tumbuhan.  Mahir dalam menganalisis data spektroskopi UV & IR dan data fisik senyawa yang dihasilkan dibandingkan standar. 

I. Pendahuluan  Kunyit  merupakan  salah  satu  tumbuhan  yang  sudah  sangat  akrab  dengan  masyarakat  Indonesia.  Rimpang  (Rhizoma)  dari  tumbuhan  ini  biasa  digunakan  sebagai  bahan  warna  kuning  dalam  industri  tekstil  tradisional  serta  digunakan  sebagai  bumbu  masakan,  di  samping  kegunaannya  dalam  obat  tradisional.  Nama  latin  dari  kunyit  adalah  Curcuma longa yang termasuk dalam famili Zingeberaceae (temu‐temuan).  Komponen  aktif  dari  rimpang  kunyit  adalah  kurkumin  (E,E)‐1,7‐bis(4‐hidroksi‐3‐metoksifenil)‐1,6‐heptadien‐ 3,5‐on) yang biasanya terdapat 1,5‐2% dari berat rimpang kunyit kering. Struktur senyawa ini ditentukan tahun 1910  oleh  V.  Lampe  dan  merupakan  diarilheptanoid  yang  pertama  ditemukan.  Kurkumin  juga  dapat  disintesis  di  laboratorium.  Kurkumin  dilaporkan  memiliki  sifat  antikanker  dan  antitumor.  Analog  kurkumin  telah  dilaporkan  pula  mampu menghambat enzim HIV‐1 integrase.  O

OH

HO

OH OCH3

Kurkumin

 

OCH3

 

II. Peralatan dan Zat     

Cari dan susunlah sendiri peralatan dan zat yang digunakan sesuai dengan eksperimen yang dilakukan. 

III. Cara kerja  20 g rimpang kunyit kering dalam 50 mL diklorometana direfluks selama 1 jam. Campuran kemudian segera  disaring  dengan  saringan  vakum  hingga  diperoleh  larutan  kuning.  Larutan  lalu  dipekatkan  melalui  distilasi  pada  penangas  air  500C.  Residu  kuning  kemerahan  yang  diperoleh  kemudian  dicampurkan  dengan  20  mL  n‐heksana  dan  diaduk secara merata. Campuran kemudian disaring lagi dengan penyaring vakum. Padatan yang dihasilkan selanjutnya  dianalisis dengan Kromatografi lapis tipis (TLC) menggunakan eluen CH2Cl2 : MeOH = 97:3 yang akan menunjukkan 3  komponen utama.  Proses  pemisahan  dilakukan  pula  dengan  menggunakan  KLT  preparatif.    Ekstrak  kasar  (0,1  g)  dilarutkan  dengan sesedikit mungkin pelarut CH2Cl2 : MeOH = 99 : 1, kemudian diteteskan secara menyebar pada batas awal pelat  KLT  preparatif  dengan  menggunakan  pipet  tetes  secara  perlahan.    Lakukan  beberapa  kali  hingga  semua  sampel  tersepat pada pelat silika untuk KLT preparatif.  Catatan: setiap kali pengulangan penetesan sampel, tunggu sampai  kering  dahulu  penetesan  yang  sebelumnya,  baru  lakkukkan  penetesan  ulang  tepat  pada  penetesan  sampel  sebelumnya.    Setelah  noda  kering,  lakukan  elusi  dengan  eluen  CH2Cl2  :  MeOH  =  97  :  3.    Hasil  elusi  dilihat  di  bawah  lampu UV, kemudian pita komponen utamanya diberi tanda dengan ujung tumpul pipa kapiler.  Bagian pita yang dipilih  kemudian dipisahkan dari komponen lainnya dengan cara mengerok lapisan silika tersebut dan ditampung pada kertas.   Pindahkan  silika  tersebut  ke  dalam  gelas  kimia,  larutkan  dengan  diklorometana,  kemudian  saring  dan  cuci  dengan  pelarut yang sama.  Filtrat kemudian diuapkan dengan rotary evaporator (atau distilasi biasa dengan penagas air pada  suhu  60oC).    Lakukan  uji  kemurnian  fraksi  yang  diperoleh  dengan  KLT  (eluen  CH2Cl2  :  MeOH  =  97  :  3).    Bandingkan  kemurniannya dengan fraksi hasil pemisahan secara kromatografi kolom!   

IV. Tugas Pendahuluan  1. 2. 3. 4. 5.

Cari  dan  jelaskan  prinsip  dasar  kromatografi  beserta  jenis‐jenis  kromatografi  yang  biasa  digunakan  dalam  proses pemisahan, pemurnian dan identifikasi senyawa organik!  Cari senyawa lain yang dapat diisolasi dari tumbuhan kunyit dan tumbuhan genus curcuma lainnya!  Cari cara sintesis senyawa kurkumin yang telah dilakukan di laboratorium!  Apakah senyawa diarilheptanoid itu dan berikan contoh senyawa diarilheptanoid lainnya!  Cari  senyawa‐senyawa  lain  berikut  dengan  asalnya  yang  memiliki  aktivitas  sebagai  anti‐HIV  atau  antikanker  seperti senyawa turunan kurkumin! 

 

ByDW2011 

72

Praktikum Kimia Organik

Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA - ITB

Pustaka  Anderson,  A.M.,  Mitchell,  M.S.,  and  Mohan,  R.S.    (2000),  Isolation  of  Curcumin  from  Turmeric,  Journal  of  Chemical  Education, 77 (3), p. 359‐360  Pasto, D., Johnson, C., Miller, M. (1992), Experiments and Techniques in Organic Chemistry, Prentice Hall Inc., New  Jersey, p. 60 – 81; 404 – 406   Williamson (1999), Macroscale and Microscale Organic Experiments, 3rd edition, Boston, p. 160 ‐166; 704 – 706  Skripsi, Tesis, Disertasi mengenai isolasi senyawa dari Curcuma longa atau genus curcuma lainnya. 

 

ByDW2011 

 

73