LAPORAN PRAKTIKUM

A. Judul : Oksidasi SikloheksanolB. Tujuan: (1) Membuat sikloheksanon dari sikloheksanol melalui reaksi oksidasi reduksi.(2) Mengidentifikasi hasil reaksi berdasarkan sifat fisika (titik didih dan indeks bias)(3) Menghitung rendemen hasil reaksi oksidasi sikloheksanol

C. Dasar TeoriSenyawa-senyawa organik dapat mengalami beberapa jenis reaksi, dimana salah satunya adalah reaksi oksidasi. Reaksi oksidasi pada kimia organik dikaitkan dengan senyawa organik yang mengikat oksigen sehingga senyawa tersebut dapat dikatakan mengalami reaksi oksidasi. Salah satu jenis senyawa organik yang dapat mengalami reaksi oksidasi adalah alkohol. Terdapat 3 jenis alkohol berdasarkan tempat terikatnya gugus hidroksi, yakni alkohol primer, sekunder, dan tersier. Alkohol primer adalah alkohol dimana gugus OH- terikat pada C primer, alkohol sekunder adalah alkohol dimana gugus OH- terikat pada C sekunder, dan alkohol tersier adalah alkohol dimana gugus OH- terikat pada C tersier. Reaksi oksidasi dapat digunakan untuk membedakan antara alkohol primer, sekunder, dan tersier. Suatu alkohol primer dapat dioksidasi menjadi aldehid atau asam karboksilat. Alkohol sekunder dapat dioksidasi menjadi keton. Sedangkan alkohol tersier menolak terjadinya reaksi oksidasi (Fessenden, 1997). Salah satu jenis alkohol sekunder adalah sikloheksanol. Sikloheksanol merupakan zat organik yang berupa cairan dimana memiliki titik didih 161oC. gugus OH- atau gugus hidroksi terikat pada C sekunder. Alkohol ini dapat teroksidasi menjadi senyawa keton yakni sikloheksanon dengan bantuan oksidator (zat yang mengoksidasi sikloheksanol menjadi sikloheksanon).

Gambar 1. Oksidasi SikloheksanolSikloheksanon yang diperoleh dari hasil oksidasi sikloheksanol secara teoritis adalah sebanyak 90%. Sikloheksanon merupakan cairan yang memiliki titik didih 152oC dengan indeks bias 1,450.Alkohol sekunder dapat dioksidasi oleh asam kromat, H2CrO4 atau oleh KMnO4. Asam kromat tidak stabil, oleh karena itu dibuat bila diperlukan. Natrium dikromat atau kalium dikromat dalam asam merupakan oksidator yang kuat. Oksidasi alkohol jauh lebih baik dalam suasana asam. Alkohol sekunder dapat dioksidasi menjadi keton. Krom mengalami reduksi dari +6 menjadi +4 yang tidak stabil kemudian menjadi +3 (Frieda & Suja, 2004). Asam kromat dibuat dengan cara mereaksikan larutan K2Cr2O7 dan H2SO4 pekat atau Kromium trioksida dengan H2SO4, sesuai dengan persamaan di bawah ini.

Gambar 2. Pembentukan Asam KromatAsam kromat yang terbentuk kemudian direaksikan dengan sikloheksanol yang telah dicampur dengan air. Asam kromat secara perlahan-lahan akan mengoksidasi sikloheksanol menjadi sikloheksanon. Dalam reaksi oksidasi sikloheksanol, asam kromat dan air mempunyai peran penting dalam menghasilkan produk berupa sikloheksanon. Oksidasi dengan menggunakan asam kromat kemungkinan akan disertakan pembentukan dari kromat ester, kemudian eliminasi kromat ester akan memberikan gugus keton dimana alkohol akan mempertahankan oksigennya dan kehilangan hidrogen sehingga terbentuk ikatan rangkap dengan oksigen. Mekanisme reaksi oksidasi sikloheksanol menjadi sikloheksanon dapat dijelaskan sesuai gambar di bawah ini.

OHOCrOOHH2OO+CrOOHO-+ H3O+sikloheksanonCr(IV)Gambar 4. dan 5. Mekanisme Reaksi Oksidasi SikloheksanolSetelah terbentuknya kromat ester, adanya pasangan elektron bebas pada molekul air kemudian menyerang hidrogen pada kromat ester dan terlepas sebagai proton sehingga atom C menjadi ion karbanion. Kelebihan pasangan elektron akan mempertahankan keberadaan gugus oksigen. Dengan mempertahankan gugus oksigen maka atom karbon akan berikatan rangkap dua dengan oksigen. Pasangan elektron yang digunakan untuk berikatan antara krom dan oksigen akan dibawa oleh krom yang menyebabkan terdapatnya pasangan elektron bebas. Pasangan elektron bebas kemudian ditarik oleh gugus oksigen yang terikat pada krom sehingga krom berikatan tunggal dengan gugus oksigen dan gugus oksigen menjadi bermuatan negatif. Produk sampingan yang dihasilkan adalah ion krom dengan bilangan oksidasi +4, dimana produk ini tidak stabil sehingga akan berubah menjadi Cr yang memiliki biloks 3+.

D. Alat dan BahanNama AlatSpesifikasiJumlah

Gelas ukur 25 mL1 buah

Gelas ukur 50 mL1 buah

Pipet tetes-2 buah

Labu erlenmeyer 100 mL1 buah

Labu erlenmeyer 250 mL1 buah

Termometer-1 buah

Gelas kimia 100 mL2 buah

Gelas kimia 1000 mL1 buah

Gelas kimia 50 mL2 buah

Pemanas elektrik-1 buah

Magnetik stirer-1 buah

Kaca arloji-2 buah

Neraca analitik-1 buah

Labu dasar bulat-1 buah

Corong pisah-1 buah

Corong-1 buah

Statif dan klem-1 set

Batang pengaduk-1 buah

Spatula-1 buah

Pendingin / kondensor-1 buah

Mantle heat-1 buah

Pipet volumetric 25 mL1 buah

Kertas saring-Secukupnya

BahanKonsentrasiJumlah

K2Cr2O7-8,8283 gram

Asam sulfat 12 M7,0 mL

Sikloheksanol-6,9 mL

Asam oksalat-0,2 gram

Natrium bikarbonat-Secukupnya

Zat anhydrous (CuSO4)-Secukupnya

Eter-75 mL

Aquades -Secukupnya

Es -Secukupnya

Prosedur Kerja dan Hasil PengamatanNoProsedur KerjaHasil Pengamatan

1Sebanyak 0,03 mol K2Cr2O7 dilarutkan dalam 40 mL air pada labu erlenmeyer 100 mL dan ditambahkan 7 mL H2SO4 pekat ke dalam larutan secara hati-hatiK2Cr2O7 Ditimbang sebanyak 8,8283 gram dan dilarutkan dalam 40 mL air. Warna larutan berwarna oranye. Saat penambahan H2SO4 pekat warna larutan menjadi oranye kemerahan dan labu menjadi panas

Penimbangan K2Cr2O7 K2Cr2O7 + H2SO4

2Larutan didinginkan pada temperatur kamarLarutan didinginkan sampai suhu 29 Clan larutan tetap berwarna oranye kemerahan.

3Sebanyak 0,065 mol sikloheksanol dicampur dengan 25 mL air dalam labu erlenmeyer 250 mLSebanyak 6,9 mL sikloheksanol dicampur dengan 25 mL air. Sikloheksanol berwarna bening, namun setelah dicampur dengan air, sikloheksanol tidak melarut sempurna larutan berwarna putih dan terdapat seperti gumpalan-gumpalan mirip minyak dalam air

Sikloheksanol + air

4Larutan dikromat ditambahkan ke dalam campuran sikloheksanol sambil diaduk dengan stirer dan menjaga suhu 55oCSaat penambahan dikromat, suhu campuran meningkat. Untuk menjaga suhu 55 C, campuran dimasukkan dalam penangas es. Penambahan larutan dikromat menyebabkan warna campuran sikloheksanol menjadi hijau kehitaman.

Hasil oksidasi sikloheksanol dgn K2Cr2O7 + H2SO4

5Sebanyak 0,2 gram asam oksalat ditambahkan ke dalam campuran untuk mereduksi kelebihan kromatDitimbang asam oksalat sebanyak 0,2081 gram. Penambahan asam oksalat tidak merubah warna campuran dan tetap berwarna hijau kehitaman

Proses penimbangansetelah ditambah asam oksalat

6Campuran dipindahkan ke dalam corong pisah 250 mL dan ditambahkan 35 mL air, kemudian diekstrak dengan eter sebanyak tiga kali dimana masing-masing sebanyak 25 mLPenambahan air, warna campuran tetap berwarna hijau kehitaman, kemudian penambahan eter menyebabkan terbentuknya 2 lapisan yaitu lapisan atas berwarna kuning bening (lapisan eter) dan lapisan bawah berwarna hijau kehitaman (lapisan air)

Terbentuk dua lapisan saat penambahan eterSetelah diekstrak 3 x diperoleh ekstrak eter sebanyak 61 mL.

7Setelah diekstrak 3x, lapisan eter dicuci dengan air, kemudian dicuci dengan Na-bikarbonat, lapisan eter dipisahkan dan dikeringkan dengan zat anhidrous (CuSO4)Lapisan eter yang dicuci dengan air dan NaHCO3 menyebabkan terbentuk dua lapisan yaitu lapisan atas berwarna kuning bening (lapisan eter) dan lapisan bawah berwarna hijau bening (lapisan air). Setelah pencucian, diperoleh ekstrak eter sebanyak 56 mL.

Lapisan eter yang dikeringkan dengan zat anhidrous masih mengandung sedikit air, hal ini terlihat dari warna CuSO4 menjadi biru karena menyerap air.

8Campuran lapisan eter dan zat anhidrous disaring, kemudian filtrat dimasukkan ke dalam labu dasar bulat untuk di distilasi. Campuran lapisan eter dan zat anhidrous disaring, dan didapat filtrat berwarna kekuningan dimasukkan ke dalam labu dasar bulat untuk di distilasi

9Eter dipisahkan ketika suhu 34oC kemudian didistilasi kembali untuk mendapatkan sikloheksanon pada suhu 152-155oC berupa cairan bening tak berwarnaEter pertama menetes pada suhu 34 C , diperoleh sebanyak 35 mL.Sikloheksanon pertama kali menetes pada suhu 152 oC dan berhenti menetes pada suhu 154oC, diperoleh sebanyak 4,2 mL.

10Indeks bias dari sikloheksanon yang diperoleh diuji dengan refraktometerIndeks bias yang di dapat sebesar 1,461

E. PembahasanDalam praktikum ini, dilakukan percobaan reaksi oksidasi sikloheksanol menjadi sikloheksanon dengan bantuan oksidator. Secara teori, alkohol sekunder dapat dioksidasi oleh asam kromat, H2CrO4 atau oleh KMnO4. Natrium dikromat atau kalium dikromat dalam asam merupakan oksidator yang kuat. Oksidasi alkohol jauh lebih baik dalam suasana asam. Salah satu jenis alkohol sekunder adalah sikloheksanol. Sikloheksanol merupakan zat organik dengan gugus hidroksi terikat pada C sekunder. Alkohol ini dapat teroksidasi menjadi senyawa keton yakni sikloheksanon dengan bantuan oksidator (zat yang mengoksidasi sikloheksanol menjadi sikloheksanon). Padatan K2Cr2O7 berwarna oranye dan larutan K2Cr2O7 juga berwarna oranye. Ketika ditambahkan H2SO4 pekat ke dalam larutan K2Cr2O7 warna larutan menjadi oranye kemerahan. Tujuan ditambahkannya H2SO4 pekat ini adalah untuk mengubah kalium dikromat menjadi asam kromat, dimana asam kromat yang akan digunakan untuk mengoksidasi sikloheksanol menjadi sikloheksanon. Adapun reaksi pembentukan asam kromat dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Asam kromat yang telah dibentuk kemudian direaksikan dengan sikloheksanol dalam air. Sikloheksanol yang digunakan sebanyak 6,9 mL. Sikloheksanol dalam air tidak membentuk campuran yang homogen 100% sehingga membentuk gumpalan-gumpalan kecil seperti lapisan minyak yang mengapung dipermukaan air. Hal ini dikarenakan sikloheksanol bersifat sedikit polar dan air bersifat sangat polar. Ketika proses pencampuran larutan tersebut ke dalam sikloheksanol, terjadi perubahan warna pada campuran dari oranye kemerahan menjadi hijau kehitaman. Warna hijau kehitaman menandakan adanya ion krom (Cr3+) yang berwarna hijau yang dihasilkan dari tereduksinya kromat. Adapun mekanisme pembentukan sikloheksanon adalah sebagai berikut.

Asam kromat yang terbentuk bereaksi dengan sikloheksanol membentuk senyawa yang disebut dengan kromat ester. Di dalam kromat ester, atom C yang mengikat oksigen juga mengikat gugus hidrogen. Gugus hidrogen ini mudah lepas menjadi proton akibat serangan dari molekul air. Penyerangan ini menyebabkan terbentuknya ion karbanion. Kelebihan elektron pada atom C menyebabkan atom C mempertahankan atom oksigen untuk membentuk ikatan rangkap dua. Oksigen yang semulanya juga berikat dengan Cr, kemudian pasangan elektron tersebut dibawa oleh Cr sehingga terdapat pasangan elektron bebas pada Cr. Pasangan elektron bebas ini kemudian ditarik oleh gugus oksigen yang terikat pada Cr sehingga gugus oksigen menjadi bermuatan negatif. Pada mekanisme ini, Cr baru tereduksi dari bilangan oksidasi +6 menjadi +4. Dikarenakan Cr (IV) tidak stabil, maka Cr (IV) akan berubah menjadi produk yang lebih stabil yaitu Cr(III) yang ditandai dengan berubahnya warna campuran menjadi hijau. Warna hijau itu telah mengindikasikan bahwa dalam campuran sudah terdapat Cr (III) yang kemungkinan dalam bentuk ion Cr3+. Cr2O72- + 3C2O42- + 14H+ 2Cr3+ + 6CO2 + 7H2OSetelah terbentuk campuran yang berwarna hijau kehitaman, kemudian campuran ditambahkan asam oksalat. Penambahan Asam oksalat bertujuan untuk mereduksi kelebihan dikromat. Keberadaan dikromat kemungkinan disebabkan karena kekurangan pereaksi yaitu asam sulfat dalam mengubahnya menjadi asam kromat. Adapun reaksi yang terjadi ketika proses reduksi dikromat oleh oksalat adalah sebagai berikut. Cr2O72- + 3C2O42- + 14H+ 2Cr3+ + 6CO2 + 7H2OSetelah itu, campuran dicuci dengan menggunakan air. Ketika dicuci, terbentuk dua lapisan, dimana lapisan atas merupakan lapisan sikloheksanon yang belum murni dan lapisan bawah adalah air. Hal ini disebabkan karena massa jenis sikloheksanon (0,95 gr/cm3) lebih kecil daripada massa jenis air (1,0 gr/cm3) sehingga sikloheksanon berada pada lapisan atas. Setelah dicuci dengan air, lapisan sikloheksanon ditampung dan diekstraksi dengan eter dimana dalam praktikum ini digunakan dietil eter sebanyak 3 kali masing-masing 25 mL. Ekstraksi kontinyu bertujuan untuk memperoleh ekstrak sikloheksanon yang lebih banyak. Sedangkan, tujuan penggunaan eter sebagai bahan pengekstrak sikloheksanon adalah karena eter merupakan pelarut organik yang dapat melarutkan bahan organik seperti sikloheksanon. Ketika ditambahkan dengan eter, maka akan terbentuk dua lapisan dimana lapisan atas adalah lapisan campuran antara sikloheksanon yang terlarut dalam dietil eter dan lapisan bawah adalah air. Untuk menghilangkan pengotor yang terdapat dalam lapisan atas (sikloheksanon terlarut dalam eter) maka digunakan Na-bikarbonat. Ketika ditambahkan, Na-bikarbonat kembali terbentuk dua lapisan, dimana lapisan atas tetap merupakan campuran sikloheksanon dan eter dan lapisan bawah merupakan lapisan Na-bikarbonat. Campuran dengan dua lapisan ini kemudian dipisahkan dengan corong pisah.Pada campuran sikloheksanon yang terlarut dalam eter, ditambahkan zat anhydrous CuSO4. Tujuannya adalah untuk mengikat air yang kemungkinan masih terdapat dalam campuran tersebut. Penggunaan CuSO4 sebagai penyerap air dikarenakan CuSO4 yang berwarna putih bila menyerap air akan berubah warna menjadi biru. Setelah air dalam larutan habis, maka CuSO4 tidak mengalami perubahan warna menjadi biru lagi (tetap putih).Untuk memisahkan eter dari sikloheksanon, maka dilakukan proses destilasi. Destilasi adalah teknik pemisahan campuran yang didasarkan atas perbedaan titik didih antara dua buah zat yang bercampur tersebut. Secara teori, titik didih eter adalah berkisar antara 34-350C Sedangkan, titik didih sikloheksanon adalah berkisar antara 152-1550C. Oleh karena itu, eter dapat dipisahkan pada suhu tersebut. Berdasarkan percobaan, destilasi pertama kali menetes, pada suhu 34oC. Sesuai dengan teori, destilat tersebut adalah eter dimana diperoleh sebanyak 35 mL. Destilat ini selanjutnya ditampung pada labu Erlenmeyer dan ditutup rapat agar tidak terjadi penguapan pada eter, karena gas eter cukup berbahaya. Ketika destilat eter telah habis menetes, suhu naik perlahan-lahan. Saat sudah tercapai suhu 1530C, terdapat tetesan destilat pada penampung. Dapat diketahui bahwa destilat tersebut adalah sikloheksanon hasil reaksi. Hal ini didasarkan atas data teoritis bahwa sikoheksanon memiliki titik didih antara 152 155oC, sehingga dapat diketahui bahwa tetesan destilat yang menetes pada suhu 153oC tersebut adalah sikloheksanon. Volume destilat sikloheksanon yang diperoleh sebanyak 2,4 mL. Setelah itu dilakukan pengukuran indeks bias untuk menjamin kemurnian sikloheksanon yang diperoleh. Setelah pengukuran indeks bias terhadap sikloheksanon dilakukan, didapat harga indeks bias sikloheksanon sebesar 1,461. Terdapat perbedaan antara indeks bias hasil pengamatan dengan indeks bias sikloheksanon secara teoritis. Secara teoritis indeks bias sikloheksanon sebesar 1,450. Perbedaan ini disebabkan karena suhu kamar saat praktikum lebih dari 250C. Suhu mempengaruhi indeks bias dari suatu zat. Semakin tinggi suhu maka indeks biasnya semakin besar pula. Hal ini disebabkan pada suhu yang besar jarak antara molekul semakin meregang. Tekanan juga mempengaruhi indeks bias semakin rendah tekanan maka indeks bias semakin meningkat.

Perhitungan Rendemen Volume sikloheksanol (g/mL) yang digunakan adalah Massa sikloheksanol= vol. Sikloheksanol x = 6,9 mL x 0,9624 g/mL = 6,6406 g Mol sikloseksanol=

= = 0,0663 molReaksi oksidasi sikloheksanol menjadi sikloheksanon adalahC6H11OH + CrO42- + 2H+ C6H11O + HCrO3 + H2OMenurut reaksi diatasa secara teoritis mol sikloheksanon yang dihasilkan = mol sikloheksanol yang digunakan yaitu 0,0663 mol Massa sikloheksanon secara teoriris= mol sikloheksanon x Mr= 0,0647 mol x 99 g/mol= 6,4053 g Volume sikloheksanon (0,95 g/mL) yang dihasilkan adalah 4,2 mL Massa sikloheksanon= volume sikloheksanon x mL x 0,95 g/mL= 3,99 g Rendemen hasil praktikum=

= = 62,29%F. KesimpulanBerdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan yang diuraikan di atas maka dapat disimpulkan sebagai berikut :1. Sikloheksanol dapat mengalami reaksi oksidasi reduksi menghasilkan sikloheksanon dengan menggunakan oksidator K2Cr2O7 pada suasana asam.2. Titik didih sikloheksanon yang diperoleh sebesar 153oC dengan indeks bias 1, 461 dan volume sebesar 2,4 mL3. Rendemen yang diperoleh sebesar 62,29%

DAFTAR PUSTAKA

Nurlita, Frieda dan I Wayan Suja. 2004. Buku Ajar Praktikum Kimia Organik. Singaraja : Jurusan Pendidikan Kimia IKIP N Singaraja

Riswiyanto. 2003. Kimia Organik. Jakarta : Penerbit Erlangga

Suja, I Wayan dan I Wayan Muderawan. 2003. Buku Ajar Kimia Organik Lanjut. Singaraja : Jurusan Pendidikan Kimia IKIP N Singaraja