UJIAN AKHIR SEMESTER

NAMA : SAMSINAR
NIM      : A1C112026

SOAL UAS KIMIA ORGANIK 1

MAHASISWA PENDIDIKAN KIMIA REGULER 2012

1. A) Jelaskan bagaimana asam benzoat di sintesis dari suatu senyawa aromatik!

Jawaban :

Asam benzoate bisa disintesis dari benzaldehida, salah satunya dengan cara radikal bebas. Pada pembuatann ini digunakan oksidator kuat yaitu kalium pemangat (KMnO₄) dalam kondisi basa. Dapat di tuliskan reaksinya sebagai berikut :

Reaksi antara kalium pemangat dengan basa (OH^-) menghasilkan OH^- radikal. Selanjutnya, OH^- radikal ini menyerang bezaldehida untuk menjadi stabil membentuk intermediet yang tetap radikal. Lepasnya H⁺ dari intermediet inilah  yang membentuk asam benzoate. 

  Pembuatan asam benzoat juga bisa dari reaksi klorinasi toluene. Kondisi reaktan toluene berupa cairan dan gas (pada reaktor-01) untuk berupa cairan (pada reaktor-02). Reaksi :

Toluena diklorinasi dengan bantuan sinar matahari pada suhu 100-150^oC sampai berat jenis larutan tersebut mencapai 1,375-1,385 pada suhu 2 ^oC untuk menghasilkan benzotriklorid kasar. Sebagian kecil alkali dapat ditambah pada hasil reaksi untuk menetralkan sebagaian sisa HCl yang bisa diabsorbsi dalam air untuk menghasilkan asam Hidroklorid benzotriklorid dan katalisator yang telah dimurnikan kemudian diumpankan pada Hidrolisis tingkat I yang beraksi dengan asam benzoate membentuk benzotriklorid. Penghidrolisis II dibagi menjadi 2 aliran yang satu dikembalikan ke hidrolisator untuk menghasilkan benzotriklorid yang lebih banyak dan yang satu dimurnikan atau untuk membuat natrium benzoat. Asam benzoat yang dihasilkan sebesar 74-80% berat muatan benzotriklorid.

 B) jelaskan bagaimana mensintesis asam salisilat dari asam benzoat tersebut di atas!

Jawaban :

Sintesis asam salisilat dari asam benzoat. Mula-mula terjadi reaksi Halogenasi pada asam benzoate. Dengan menggunakan katalis seperti klorida (FeCl₃), asam benzoat bereaksi dengan halogen seperti klorin (Cl₂) untuk membentuk molekul terhalogenasi seperti asam meta-klorobenzoat (Cl-C₆H₄-COOH). Dalam kasus ini, atom klorin melekat cincin di meta posisi relatif terhadap gugus karboksil. Reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut :

Selanjutnya asam meta-klorobenzoat direaksikan dengan Natrium Hidroksida menghasilkan intermediet garam natrium yang terikat pada ester dan asam klorida  serta uap air. Reaksinya sebagai berikut:

Garam natrium yang terikat pada ester ini kemudian diasamkan lagi dengan HCl menghasilkan asam salisilat dan natrium hidroksida. Reaksinya sebagai berikut:

2. Jelaskan mengapa fenol dapat di gunakan sebagai antiseptik!, mengapa alkohol tidak memiliki kemapuan demikian?
Jawaban :
Pertama kita harus tahu dulu pengertian antiseptik. Antiseptik adalah senyawa kimia yang digunakan dengan daya rendah untuk membunuh atau menghambat pertumbuhan mikroorganisme pada jaringan yang hidup seperti pada permukaan kulit dan membran mukosa.
Turunan alkohol, turunan fenol bekerja sebagai antiseptik dengan cara denaturasi dan koagulasi protein sel bakteri. Turunan fenol berinteraksi dengan sel bakteri melalui proses absorbsi yang melibatkan ikatan hidrogen. Pada kadar rendah terbentuk kompleks protein fenol dengan ikatan yang lemah dan segera mengalami peeruraian, diikuti penetrasi fenol kedalam sel manyebabkan koagulasi protein dan selmembran mengalami lisis. Turunan fenol juga dapat mengubah permeabilitas membran sel bakteri,sehingga menimbulkan kebocoran konstituen sel yang esensial dan mengakibatkan bakteri mengalami kematian.

Senyawa alkohol dapat menimbulkan denaturasi protein sel bakteri dan proses tersebut memerlukan air. Hal ini ditunjang oleh fakta bahwa alkohol absolut, yang tidak mengandung air, mempunyai aktivitas antibakteri jauh lebih rendah dibanding alkohol yang mengandung air. Selain itu turunan alkohol juga menghambat sistem fosforilasi dan efeknya terlihat jelas pada mitokondria, yaitu pada substrat nikotamid adenine nukleotida (NAD).
Denaturasi protein, Protein terdapat dalam keadaan tiga dimensi, terlipat, yang ditentukan oleh pertautan disulfida kovalen intramolekul dan sejumlah pertautan nonkovalenseperti ikatan ion, ikatan hidrofob, dan ikatan hidrogen. Keadaan ini dinamakan struktur tersier protein; struktur ini mudah terganggu oleh sejumlah unsur fisik atau kimiawi, sehingga protein tidak dapat berfungsi lagi. Kerusakan struktur tersier ini dinamakan denaturasi protein.

Oleh karena itu, membran sel-sel akan rusak, dan enzim - enzim akan dinonaktifkan oleh alkohol. Jenis alkohol yang digunakan sebagai antiseptik adalah etanol (60-90%), propanol (60-70%) dan isopropanol (70-80%) atau campuran dari ketiganya. Isopropanol 89,5% merupakan alkohol yang paling efektif dalam membunuh bakteri aerob pada kulit. Keunggulan golongan alkohol adalah sifatnya yang stabil, tidak merusak material, dapat dibiodegradasi, dan hanya sedikit menurun aktivasinya bila berinteraksi dengan protein.
Namun, penggunaan alkohol tidak dianjurkan pada luka terbuka karena dapat menimbulkan rasa terbakar. Efek samping penggunaan alkohol pada kulit adalah mengeringkan kulit pada saat digunakan.
Jadi dari pernyataan diatas fenol dan alcohol dapat digunakan sebagai antiseptik.

3. A) Suatu eter dapat bereaksi dengan air dimana bila di uji dengan larutan fehling A dan fehling B memberikan hasil positif.

Jawaban :

Perekasi Fehling adalah oksidator lemah yang merupakan pereaksi khusus untuk mengenali aldehida. Pereaksi Fehling terdiri dari dua bagian, yaitu Fehling A dan Fehling B. Fehling A adalah larutan CuSO₄, sedangkan Fehling B merupakan campuran larutan NaOH dan kalium natrium tartrat. Pereksi Fehling dibuat dengan mencampurkan kedua larutan tersebut, sehingga diperoleh suatu larutan yang berwarna biru tua. Dalam pereaksi Fehling, ion Cu²⁺ terdapat sebagai ion kompleks. Pereaksi Fehling dapat dianggap sebagai larutan CuO.

Eter dapat bereaksi dengan air dengan cara eter dididihkan dalam air yang mengandung asam (umumnya H₂SO₄) terjadilah hidrolisis yang memberikan hasil alkohol. Contoh :

C₂H₅-O-C₂H₅ + H₂O   →   2 C₂H₅OH ( etanol )

 Kemudian etanol ini dioksidasi, maka atom oksigen dari oksidator KMnO₄ menyerang molekul-molekul etanol. Atom-atom H yang terikat oleh atom C yang mengikat gugus -OH akan merespon, karena ikatan C-H ini paling lemah. Gabungan atom-atom O dan H membentuk gugus -OH, sehingga jumlah gugus -OH menjadi 2. Kedua gugus ini bertumbukan dan melepaskan molekul air (H₂O), terbentuklah CH₃CH=O atau CH₃CHO, yaitu senyawa golongan aldehida atau  etanal. Reaksi oksidasi etanol dapat dianggap berlangsung sebagai berikut:

CH₃CH₂OH + (O)  → CH₃CH(OH)₂ →  CH₃CHO + H₂O

Terbentuknya aldehida atau etanal diakhir reaksi inilah yang memberikan uji fehling A dan fehling B  ini  menjadi positif. 

B)  hasil dari tersebut di atas bila dioksidasi lebih lanjut akan menghasilkan senyawa X , tentukan cara mengidentifikasinya!

Jawaban :          

Dari reaksi diatas terbentuk aldehida atau etanal. Karena KMnO4 adalah oksidator kuat, maka oksidasi tersebut berkelanjutan. Gugus fungsi pada etanal (-CHO) ketika bertumbukan dengan atom O dari oksidator  membentuk gugus fungsi baru, yaitu (-COOH) gugus karboksilat, karena satu atom H pada -CHO ini langsung mengikat atom O. Senyawa yang terbentuk adalah asam etanoat atau asam asetat atau dikenal juga sebagai asam cuka.

CH₃CHO + (O) → CH₃COOH

Cara mengidentifikasi asam asetat :

 Dapat dilakukan dengan memasukkan 1 ml larutan sampel asam asetat (yang ingin diuji) ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan dengan larutan feri klorida. Hasil percobaan yaitu warna larutan berubah menjadi orange.  Perubahan warna yang dihasilkan pada percobaan ini menunjukkan adanya reaksi antara larutan asam asetat dengan larutan feri klorida.
 Percobaan ini dilakukan dengan memasukkan 1 ml larutan sampel (asam asetat) ke dalam tabung reaksi. Kemudian ditambahkan ke dalam masing – masing larutan ditambahkan alkohol dan asam sulfat pekat, lalu dipanaskan. Setelah itu, larutan ditambahkan dengan 0,5 ml NaOH 2 % dan dipanaskan sampai mendidih, kemudian ditambahkan dengan asam klorida encer, 1 ml etanol, dan beberapa tetes feri klorida. Hasil percobaan yaitu semua larutan sampel memberikan bau harum yang menandakan terbentuknya ester. Sedangkan warna pada larutan berubah menjadi merah bata yang menunjukkan bahwa larutan asam asetat (termasuk asam karboksilat) bereaksi dengan pereaksi pada uji hidroksamat.

  4. Mengapa suatu eter bisa lebih reaktif dari pada alkohol, padahal secara umum alkohol lebih reaktif dari pada eter apabila di reaksikan dengan logam? (seperti Na)  jelaskan dasar-dasar ilmiah yang memungkinkan suatu eter lebih reaktif dari pada alkohol!

Jawaban :

Gugus fungsi dari eter yaitu R-O-R, sementara alcohol adalah R-OH. Gugus fungsi alkohol (-OH) ini bersifat polar dan menyebabkan adanya ikatan hidrogen antar molekul alkohol, sedangkan eter bersifat kurang polar dan tidak terdapat ikatan hidrogen.

Kemungkinan eter bisa lebih reaktif dari pada alcohol dikarenakan gugus O yang diikat pada gugus fungsinya. Yang mana oksigen merupakan unsur yang memiliki keelektronegatifan yang besar dan memiliki electron bebas, oleh karena itu eter lebih cenderung untuk menangkap electron lain untuk menjadi stabil. Salah satu contohnya epoksida.
 Epoksida adalah eter siklik dengan cincin tiga anggota. Cincin tiga anggota dengan tegangan (strain) yang sangat tinggi dalam molekul epoksida menyebabkan epoksida lebih reaktif terhadap substitusi nukleofilik dibandingkan dengan eter yang lain.

Katalisis asam membantu pembukaan cincin epoksida dengan menyediakan suatu gugus pergi yang lebih baik (suatu alkohol) pada atom karbon yang mengalami serangan nukleofilik.
Sementara ketika direaksikan dengan logam aktif tidak dapat bereaksi. Alcohol dapat bereaksi dengan logam reaktif ( seperti Natrium ) dengan cara melepaskan gas hydrogen dari gugus fungsinya (OH), sementara eter tidak dapat bereaksi karena pada gugus fungsinya hanya terdapat oksigen sehingga tidak terdapat hydrogen yang bisa dilepaskan.
 
5. Bila fenol dikatakan lebih asam dari pada alkohol temukan contoh suatu alkohol jauh lebih asam dari pada fenol! Jelaskan mengapa demikian!  

Jawaban :
 Fenol bersifat asam dikarenakan, Pada saat salah satu dari antara elektron bebas dari atom oksigen overlap dengan elektron dari rantai benzene. Overlap ini mengakibatkan dislokalisasi. Dan sebagai hasil muatan negatif tidak hanya berada pada oksigen tetapi tersebar ke seluruh molekul

Delokalisasi membuat ion fenoksida lebih stabil dari seharusnya sehingga fenol menjadi asam. Namun delokalisasi belum membagi muatan dengan efektif. Muatan negatif disekitar oksigen akan tertarik pada ion hidrogen dan membuat lebih mudah terbentuknya fenol kembali. Sehingga itu fenol merupakan asam yang sangat lemah. Namun Fenol memiliki keasaman sejuta kali etanol. Selain itu keasaman fenol dipengaruhi oleh adanya resonansi pada benzenanya. Akibat resonansi ini, maka kesetimbangan bergeser  arah pembentukannya. Hal ini tidak terdapat pada alkoksida (ion alkohol). Selain itu jika dilihat dari pKa fenol yaitu 1 x 10 ^-10 jauh lebih besar dari  alcohol yang umumnya berkisaran antara 1 x 10 ^-16 dan 1 x 10 ^-18 . semakin besar pKa suatu zat maka semakin asam zat tersebut. Dengan demikian  fenol memiliki keasaman yang lebih tinggi dibandingkan dengan alkohol.

6. Etanol berfungsi digunakan sebagai bahan bakar, bagaimana halnya dengan turuna alkohol yang lain yang memungkinkan di gunakan sebagai bahan bakar,? apa syarat-syaratnya? Dan berikan contoh!

Jawaban :

Selain etanol turunan alcohol lain seperti methanol, propanol dan butanol juga dapat digunakan sebagai bahan bakar.
Syarat-Syarat Bahan Bakar :

1. Volatilitas bahan bakar

Volatilitas bahan bakar didefinisikan sebagai kecenderungan cairan bahan bakar untuk menguap. campuran bahan bakar dan udara yang masuk dalam silinder sebelum dan sesudah selama proses pembakaran diusahakan sudah dalam keadaan campuran uap bahan bakar dan udara, sehingga memudahkan proses pembakaran. 

2. Angka Oktan

Angka Oktan adalah suatu bilangan yang menunjukkan sifat anti ketukan (denotasi). Dengan kata lain, makin tinggi angka oktan maka semakin berkurang kemungkinan untuk terjadinya denotasi (knocking). Dengan berkurangnya intensitas untuk berdenotasi, maka campuran bahan bakar dan udara yang dikompresikan oleh torak menjadi lebih baik sehingga tenaga kendaraan akan lebih besar dan pemakaian bahan bakar menjadi lebih hemat.

 

3. Kesetabilan kimia dan kebersihan bahan bakar

Kestabilan kimia bahan bakar sangat penting, karena berkaitan dengan kebersihan bahan bakar yang selanjutnya berpengaruh terhadap sistem pembakaran dan sistem saluran. Pada temperatur tinggi, bahan bakar sering terjadi polimer yang berupa endapan-endapan gum (getah) ini berpengaruh kurang baik terhadap sitem saluran misalnya pada katup-katup dan saluran bahan bakar.

 
Bahan bakar yang mengalami perubahan kimia, menyebabkan gangguan pada proses pembakaran. Pada bahan bakar juga sering terdapat saluran/senyawa yang menyebabkan korosi, senyawa ini antara lain : senyawa belerang, nitrogen, oksigen, dan lain-lain , kandungan tersebut pada gas solin harus diperkecil untuk mengurangi korosi, korosi dari senyawa tersebut dapat terjadi pada dinding silinder, katup, busi, dan lainya, hal inilah yang menyebabkan awal kerusakan pada mesin.

 Contohnya turunan alcohol lain seperti methanol dapat digunakan sebagai bahan bakar :

Methanol merupakan bahan bakar yang ideal untuk transportasi di sebagian besar karena pembakaran yang efisien dan biaya rendah dibandingkan dengan semua bahan bakar lainnya. Ketika dibakar, bensin reformulasi menghasilkan sejumlah produk samping yang berbahaya dan beracun yang dikurangi atau dihilangkan dengan penggantian dengan metanol. Emisi karbon yang tidak terbakar dan karbon monoksida yang jauh lebih rendah bila mengkonsumsi bahan bakar metanol, dan metanol juga sangat mengurangi emisi NO x juga. Metanol juga membakar dengan hampir tidak ada partikel - yang dapat menyebabkan masalah respitory seperti asma. Emisi dari bahan bakar metanol juga kurang reaktif, dan menciptakan sedikit ground-level ozon dan asap. 

 
Methanol merupakan bahan bakar oktan tinggi yang memungkinkan performa mesin sangat efisien dan kuat. Mesin dioptimalkan untuk metanol adalah sebanyak 75% lebih efisien dibandingkan mesin berbahan bakar bensin konvensional. 

Tapi tidak bisa hanya menempatkan bahan bakar metanol murni dalam mobil Pada tingkat tinggi, bahan bakar metanol bersifat korosif terhadap bahan-bahan tertentu yang biasa digunakan dalam mesin dan saluran bahan bakar. Agar dapat beroperasi pada campuran tingkat tinggi seperti M-85 (campuran 85% metanol dan 15% bensin), modifikasi kecil harus dibuat untuk sebuah mesin untuk memasukkan metanol componenets kompatibel. Modifikasi ini umumnya biaya kurang dari 0,5% biaya mobil baru.