Makalah Chem

8/18/2019 Makalah Chem

1/24

MAKALAH FISIKA MATERIAL ELEKTRONIK

MEKANISME ENERGI REAKSI ESTERIFIKASI ANTARA ETANOL

DAN ASAM ASETAT DENGAN KATALISATOR LEWATIT

MONOPLUS S-100 MENGGUNAKAN SOFTWARE CHEMOFFICE

Disusun dalam Rangka Melengkapi Tugas-tugas

Mata Kuliah Fisika Material Elektronik

Oleh:

Debi rianto

( 1301683 / 2013)

Dosen Pembimbing:

DR. Hj. Ratna Wulan, M.Si.

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM

UNIVERSITAS NEGERI PADANG

2015


2/24

i

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah tidak lupa Penulis ucapkan kehadirat Allah Yang

Maha Esa atas segala limpahan Rahmat dan Karunia-Nyalah sehingga Penulis

dapat menyelesaikan makalah ini sesuai dengan jangka waktu yang telah

ditentukan.

Dalam makalah ini diangkat judul “Mekanisme Energi Reaksi Esterifikasi Antara

Etanol dan Asam Asetat dengan Katalisator Lewatit Monoplus S-100

menggunakan Software Chemoffice”. Untuk memenuhi predikatnya sebagai

makalah, tentu saja penyajian teori dipaparkan lebih detail serta tetap

memperhatikan bahan pustaka yang diambil sebagai sumber landasan teori,

sehingga makalah ini dapat dijadikan sebagai bahan referensi untuk masyarakat

luas.

Penulis sadari sepenuhnya dalam penyusunan makalah ini masih terdapat

kekurangan karena keterbatasan pengetahuan yang Penulis miliki. Oleh karena

itu, Penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun bagi

kesempurnaan makalah ini.

Akhir kata Penulis ucapkan semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita

semua. Amin.

Padang, Desember 2015

Penulis


3/24

ii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ........................................................................................ i

DAFTAR ISI ....................................................................................................... iiBAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1

A. Latar Belakang........................................................................................ 1

B. Rumusan Masalah ................................................................................... 2

C. Tujuan Percobaan .................................................................................. 2

BAB II LANDASAN TEORI ............................................................................. 3

A. Etil Asetat ............................................................................................... 3

B. Katalisator Lewatit Monoplus S-100 ...................................................... 3

C. Reaksi Esterifikasi .................................................................................. 5

D. Teori Geometri Molekul ......................................................................... 7

E. Tingkat Energi Molekuler ....................................................................... 7

BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 14

A. Hasil........................................................................................................ 14

B. Mekanisme Energi Reaksi Esterifikasi Antara Etanol dan Asam

Asetat menggunakan software chemoffice dan winmopac .................... 14

BAB IV PENUTUP ............................................................................................. 20

A. Kesimpulan .......................................................................................... 20

B. Saran ..................................................................................................... 20

DAFTAR PUSTAKA


4/24

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Indonesia adalah negara berkembang dimana sektor industri kecil maupun

industri besar telah berkembang dengan pasar indonesia. Industri besar yang

telah berkembang saat ini adalah industri cat, thiner, tinta, plastik,farmasi dan

industri kimia organik.

Industri-industri tersebut dalam membuat produknya sangat membutuhkan

pelarut dalam jumlah yang besar. Pelarut yang sering digunakan adalah etil

asetat. Komposisi pelarut etil asetat yang mereka perlukan sangat menentukan

hasil produk yang dihasilkan. Kebutuhan kebutuhan etil aset tentu tidak

sebanding dengan produksi etil asetat di indonesia. Saat ini yang memproduksi

etil asetat hanya dua perusahaan saja di indonesia.

Etil asetat merupakan senyawa organik yang bersifat mudah menguap dan

mempunyai aroma yang khas, etil asetat dalam skala industri banyak di gunakan

sebagai pelarut dalam industri cat, thiner, kosmetik, lem, farmasi, dan industri

kimia organik. Kebutuhan etil asetat yang tinggi, maka perlu produksinya etilasetat. Sehingga pembelian etil asetat dalam jumlah banyak dapat dikurangi

dengan membuat etil asetat sendiri.

Reaksi esterifikasi merupakan reaksi pembetukan etil aetat dengan

mereaksikan antara asam asetat dan etanol. Reaksi esterifikasi ini telah lama

dikenal dan merupakan salah satu reaksi pembentukan ester yang telah di

temukan oleh emil fischer, seorang ilmuan organik pada abad ke 19.

Senyawa ester yang dikenal dengan etil asetat merupakan senyawaorganok

yang bersifat mudah menguap dan mempunyai aroma yang khas. Etil asetat

dalam skala indutri banyak digunakan sebagai pelarut pada industri cat,thiner,

plastik, lem, kosmetik, farmasi dan industri kimia organik.

Etil asetat dalam laboratorium kimia organik digunakan sebagai pelarut

bahan organik karena sifatnya tidak beracun seperti minyak dammar, mengingat

kebutuhan etil asetat yang sengat tinggi maka sangat perlu untuk membuat


5/24

2

pelaru etil asetat ini. Mengingat kebutuhan etil asetat yang sangat tinggi maka

sangat perlu meningkatkan kebutuhan etil asetst yang sangat tinggi maka sangat

perlu untuk membuat pelarut etil asetat ini.

Penelirian tentang sintesis etil asetat sudah dilakukan namun belum dikaji

secara teoritik tentang energi yang terlibat dalam mekanismenya. Oleh karena

itu, dalam dalam makalah ini akan dikaji mekanisme energinya dengan

menggunakan software ChemOffice dan Winmopac.

B. Rumusan masalah

1. Bagaimanakah mekanisme energi reaksi esterifikasi antara etanol dan asam

asetat ?2. Berapakah jarak efektif antar molekul pada proses reaksi esterifikasi antara

etanol dan asam asetat ?

3. Atom mana sajakah dari molekul asam asetat dan etanol yang berperan

sebagai akseptor dan sebagai donor ?

4. Berapakah besar energi aktivasi dalam reaksi esterifikasi antara etanol dan

asam asetat dengan menggunakan software ChemOffice dan Winmopac ?

C. Tujuan percobaan

1. Mengetahui mekanisme energi reaksi esterifikasi antara etanol dan asam

asetat.

2. Mengetahui jarak efektif antar molekul pada proses reaksi esterifikasi antara

etanol dan asam asetat.

3. Menentukan atom dari molekul asam asetat dan etanol yang berperan

sebagai akseptor dan sebagai donor.4. Mengetahui energi aktivasi dalam reaksi esterifikasi antara etanol dan asam

asetat dengan menggunakan software ChemOffice dan Winmopac.


6/24

3

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Etil Asetat

Etil asetat adalah senyawa organik dengan rumus CH3CH2OC(O)CH3/

CH3COOC2H5. Senyawa ini merupakan ester dari etanol dan asam asetat.

Senyawa ini berwujud cairan,tak berwarna tetapi memiliki aroma yang khas.

Etil asetat merupakan pelarut polar menengah yang mudah menguap, tidak

beracun dan tidak higrokopis.

Etil asetat dapat melarutkan air hingga 30% dan larut dalam air hingga

kelarutan 8% pada suhu kamar. Kelarutannya meningkat pada suhu yang lebih

tinggi, namun senyawa ini tidak stabil dalam air mengandung basa atau asam.

Etil asetat dapat dihirdolisis pada keadaan asam atau basa yang

menghasilkan asam asetat dan etanol kembali. Katalis yang digunakan adalah

asam sulfat (H2SO4), karena berlangsungnya reaksi. Reaksi kebalikan

hidrolisis yaitu, esterifikasi ficher. Untuk memperoleh hasil rasio yang tinggi

biasanya digunakan asam kuat dengan proposi stoiklometris, misalnya natrium

hidroksida. Reaksi ini menghasilkan etanol dan natrium asetat yang tidak

dapat di reaksi lagi dengan etanol.Sifat fisika dan kimia etil asetat adalah memiliki Titik didih sebesar 77,10

C ,Mudah menguap, Densitas : 0,89 gr/cm3, Tidak Beracun, Berat Molekul

88,12 gr/mol, Tidak Higroskopis dan Tidak berwarna. (wikipedia,2015)

B. Katalisator Lewatit Monoplus S-100

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu

tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri.Suatu katalis berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai pereaksi atau produk.

Katalis memastikan reaksi berlangsung lebih cepat untuk memungkinkan

reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap

pereaksi.katalis mengurangi energi yang dibutuhan untuk berlangsungnya

reaksi.

Katalisator resin penukar ion mempunyai beberapa keuntungan

diantaranya mudah dalam pemisahan hasil, sehingga masalah limbah


7/24

4

khususnya dari katalisator dapat diatasi (Nemec dkk., 2005). Selain itu resin

penukar ion yang telah jenuh dapat diaktifkan lagi dengan regenerasi (Choi

dkk., 1996). Namun kemampuan katalisator resin penukar ion untuk

mengaktifasi pereaksi cukup kecil sehingga menyebabkan konversi yang

dihasilkan juga tidak sebesar katalisator asam sulfat.

Seringkali penggunaan resin penukar ion sebagai katalisator dilakukan

pada reaktor sumbat ( plug flow reactor ). Hal yang perlu diperhatikan dalam

reaktor sumbat adalah bed expansion dari resin, karena dengan adanya laju alir

resin akan mengembang. Bed expansion dan spesifikasi resin penukar ion

jenis lewatit monoplus s-100 disajikan pada Gambar 1 dan Tabel 1.

Gambar 1. Hubungan antara laju alir dan ekspansi unggun (bed

expansion)


8/24

5

C. Reaksi Esterifikasi

Proses pembuatan etil asetat dari asam asetat dan etanol. Proses ini disebut

dengan reaksi esterifikasi, dimana reaksi dapat dilihat di bawah ini:

R-COOH + R-OH R-COOR + H2O

Tahap – tahap pembuatan etil asetat adalah sebagai berikut:

1. Esterifikai Proses esterifikasi yaitu mereaksikan antara asam asetat dengan

alkohol . Asam asetat yang digunakan adalah asam asetat (CH3COOH)

dan alkohol yang digunakan adalah etanol (CH3CH2OH). Reaksi sebagai

berikut:

CH3COOH + CH3CH2OH = CH3COOC2H5 + H2O

Asam Asetat dengan Etanol, Katalis resin

2. Proses pencucian dan pemisahan dengan aquadest Pencucian pemilihan

dilakukan dicorong pisah, kemudian didiamkan sampai terbentuknya

bidang batas.

3. Pemurnian Pemurnian bertujuan untuk memisahkan air yang masih terikat

dengan menggunakan adsorben

E. Teori Geometri Molekul

Molekul adalah sekelompok atom yang bermuatan listrik netral, terikat

kuat bersama dan berprilaku sebagai partikel tunggal. Molekul terdiri dari

sejumlah atom yang begabung melalui ikatan kovalen,dan atom tersebut

berkisar dari jumlah yang sangat sedikit (dari atom tunggal,seperti gas mulia)

sampai jumlah yang sangat banyak (seperti pada polimer,protein atau bahkanDNA). Ikatan kovalen yang mengikat molekul secara bersamaan dengan

sangat kuat, tetapi hal ini tidak berhubungan dengan sifat fisik suatu zat.

Sifat fisik suatu zat ditentukan oleh gaya antar molekul, gaya tarik antara

suatu molekul dengan tetangganya daya tarik van der waals atau ikatan

hidrogen. Titik leleh dan titik didih substansi molekuler cenderung untuk

menjadi gas, cairan atau padatan yang bertitik leleh rendah, karena gaya tarik

menarik antar molekul terhitung lemah, untuk memutus ikatan kovalen yang


9/24

6

dilelehkan atau dididihkan sebuah zat molekuler. Ukuran titik leleh dan titik

didih akan bergantung pada kekuatan gaya antar molekul. Kehadiran ikatan

hidrogen akan meningkatkan titik leleh dan titik didih. Molekul yang

berukuran lebih besar memungkinkan daya tarik van der waals yang lebih

besar pula dan molekul tersebut akan lebih membutuhkan lebih banyak energi

untuk pemutusan ikatanya. (Alim,2011)

Suatu molekul terjadi karena interaksi yang terjadi antar sekelompok

atom tertentu sedemikian sehingga energi sistem bersama lebih kecil dari

energi atom-atom penyusunannya dalam keadaan terpisah. Sebaliknya bila

interaksi itu menyebabkan energi total sistem meningkat, maka atom-atom itu

akan saling menolak dengan yang lainnya sehingga terjadi pembentukan

molekul. Bila atom-atom itu saling merapat bersama maka dapat terjadi

kemungkinan keadaan bentuk ikatan ,antara lain:

1. Ikatan kovalen, satu atau lebih pasang elektron diserap oleh kedua atom.

Ketika elektron-elektron ini mengelilingi atom-atom itu, elektron

menghabiskan waktu lebih lama diantara kedua atom itu dibandingkan

dengan tempat lainnya, sehingga menghasilkan gaya tarik,interaksi ini

menjaga kedua atom untuk tetap bersama, walaupun keduanya masih akantetap bergetar dalam keadaan kesetimbangan. Contohnya adalah H2,

molekul hidrogen yang elektronnya dimiliki bersama olek kedua proton.

2. Ikatan ion merupakan sejenis interaksi elektrostatik antara dua atom yang

memiliki perbedaan elektronegativitas yang besar. Tidaklah terdapat nilai-

nilai yang pasti membedakan ikatn ion dan ikatan kovalen, namun

perbedaan elektronegativitas yang lebih besar dari 2,0 biasanya disebut

ikatan ion, sedangkan perbedaan yang lebih kecil dari 1,5 biasanya disebut

ikatan kovalen. Ikatan ion menghasilkan ion-ion positif dan negatif yang

terpisah. Muatan-muatan ion ini umumnya berkisar antara -3e sampai

dengan+3e. Contoh ikatan ion adalah NaCl. Dapat dilihat pada gambar

berikut.


10/24

7

3. Ikatan kovalen koordinat, kadangkala disebut sebagai ikatan datif, adalah

sejenis ikatan kovalen yang kesekuruhan elektron-elektron ikatannya

ahanya berasal dari salah satu atom, penderma pasangan elektron ataupun

basa lewis.

4. Ikatan logam, elektron-elektron ikatan terdelokalisasi pada kekeisi (lattice)

atom. Berbeda dengan senyawa organik, lokasi elektron ynag berikat dan

muatannya adalh statik. Oleh karena delokalisasi yang menyebabkan

elektron-elektron dapat bergerak bebas, senyawa ini memiliki sifat-sifat

mirip logam dalam hal konduktivitas, dktilitas, dan kekerasan.

5. Ikatan antar molekul, terdapat empat jenis dasar ikatan yang dapat

terbentuk antara dua atau lebih molekul, ion, ataupun atom. Gaya antar

molekul menyebabkan molekul saling menarik atau menolak satu sama

lainnya.

6. Ikatan hidrogen bisa dikatakan sebagi dipol permanen yang sangat kuat.

Namun, pada ikatan hidrogen, proton hidrogen berada sangat dekat dengan

atom pederma elektron dan mirip dengan ikatan tiga-pusat-dua-elektron

seperti pada diborana. Ikatan hidrogen menjelaskan titk didih zat cair yang

relatif tinggi seperti air. (wikipedia,2015)

Pergerakan molekul pada sebuah partikel adalah jika semakin kecil

ukuran partikel, maka semakin cepat partikel itu bergerak, sehingga

kecepatannya semakin tinggi bila suhunya tinggi dan semakin besar jarak

antara dua konsentrasi, maka semakin lambat kecepatannya.

F. Tingkat Energi MolekulerKeadaan energi molekuler ditimbulkan oleh rotasi (perputaran) molekul

secara keseluruhan dan oleh vibrasi (getaran) atom pembangun relatif terhadap

yang lain dan juga oleh perubahan konfigurasi elektronik. Energi molekuler

dibagi atas tiga keadaan diantaranya:

1. Keadaan rotasional

Pada keadaan ini molekul terpisah oleh selang energi yang sangat

kecil (biasanya sekitar 10-3 eV) dan spektrum yang timbul dari transisi antara


11/24

8

keadaan ini terdapat dalam daerah gelombang mikro dengan panjang

gelombang antara 0.1 mm hingga 1 cm.

a. Keadaan vibrasional

Keadaan ini molekul terpisah oleh selang energi yang lebih besar

(sekitar 0.1 eV) dan terdapat dalam daerah infrared dengan panjang

gelombang 1 μm hingga 1 mm.

b. Keadaan elektronik molekuler

Keadaan ini memiliki energi lebih tinggi dengan pisahan antara tingkat

energi elektron valensi beberapa eV dan spektrumnya terdapat dalam

daerah cahaya tampak dan daerah ultra ungu. (Arthur Beiser The Houw

Liong, Hal 294)

2. Keadaan Eksitasi

Molekul merupakan ikatan dari beberapa atom-atom yang saling

berinteraksi atau berikatan karena adanya gaya listrik. Molekul dapat juga

digambarkan sesuai kumpulan dari inti yang pergerakannya lambat dan

memiliki elektron yang menempati orbital mengelilingi inti. Sesuai dengan

kaidah mekanika kuantum, energi elektronik didalam molekul adalah diskritmembentuk beberapa tingkatan.

Molekul awalnya berada dalam keadaan dasar bersifat stabil atau singlet,

yang mana elektronnya berpasangan (spin up dan spin down). Jika molekul

mendapat energi yang cukup misalnya dari absopsi foton, absobrsi termal,

atau reaksi kimia, maka elektron dalam molekul dapat meloncat ke keadaan

berikutnya. Keadaan tersebut dinamakan keadaan eksitasi. Keadaan eksitasi

adalah keadaan yang harus dilewati oleh molekul-molekul yang bereaksiuntuk menuju ke keadaan akhir (produk). Hal ini sesuai dengan prinsip frank-

condon yang menyatakan bahwa molekul-molekul umumnya memasuki

keadaan tereksitasi setelah adanya penyerapan elektronik. Untuk transisi

vibrasi suatu molekul, dengan beda potensial molekul pada awalnya v = 0

tingkat vibrasi dari keadaan dasar dan ketika mendapatkan energi yang cukup,

mengakibatkan terjadinya suatu transisi elektronik ke v =1.


12/24

9

Adanya dua keadaan singlet dan triplet disebabkan elektron-elektron

yang berpasangan pada keadaan dasar S yakni sepasang untuk tiap orbital.

Pada saat tereksitasi, salah satu elektron pindah kepada orbital yang

mempunyai energi yang lebih tinggi. Salah satu dari kedua spin pada kedua

elektron dalam keadaan tereksitasi dapat sama yakni keduanya sama-sama

+1/2 atau sama-sama -1/2. Bisa juga kedua elektron mempunyai spin yang

berlawanan yaitu +1/2 dan -1/2. kelipatgandaan suatu keadaan adalah sama

dengan 2 +1 dimana S adalah jumlah bilangan spin. Bila kedua elektron

mempunyai spin yang sama maka S=1 dan kelipatgandaan 2 +1=3 sehingga

diperoleh keadaan triplet (T1). Bila elektron-elektron mempunyai spin yang

berlawanan maka S=0 dan kelipatgandaan 2 +1=1 sehingga diperoleh

keadaan singlet S.

Energi aktivasi adalah energi kinetik minimum yang diperlukan oleh

partikel-partikel peraksi untuk membentuk kompleks teraktivasi. Energi

aktivasi dapat di analogikan seperti proses mendorong mobil dari suatu

tempat (A) ke tempat lain (B) melalui jalan mendaki dan menurun. Perhatikan

gambar di bawah ini.

Gambar 2.5. Energi kinetik kurang dari Ea (tidak sampai puncak)

(Jim Clark,2004)

Proses mendorong mobil dari A ke B analog dengan terjadinya proses

tumbukan. Ketika mobil didorong sampai tanda X, kemudian si pendorong

tidak mampu lagi melakukan usahanya, maka mobil tersebut turun lagi, tidak

berhasil melewati puncak dan tidak sampai ke B. Hal ini analog dengan

peristiwa tumbukan yang memiliki energi kinetik kurang dari Ea (tidak

sampai puncak) sehingga tidak terbentuk kompleks teraktivasi dan reaksipun

tidak terjadi. Agar mobil dapat sampai di B, mobil tersebut hatus didorong


13/24

10

minimum sampai di puncak sehingga untuk sampai di B tidak perlu didorong

lagi.

Gambar 2.6. Energi kinetik sama dengan energi aktivasi Ea (Jim

Clark,2004)

Dalam reaksi, agar dihasilkan produk maka pereaksi harus memiliki

energi minimum untuk membentuk kompleks teraktivasi terlebih dahulu

sebelum membentuk hasil reaksi. Teori tumbukan didasarkan atas teori

kinetik gas yang mengamati tentang bagaimana suatu reaksi kimia dapat

terjadi. Menurut teori tersebut kecepatan reaksi antara dua jenis molekul A

dan B sama dengan jumlah tumbukan yang terjadi per satuan waktu antara

kedua jenis molekul tersebut. Jumlah tumbukan yang terjadi persatuan waktu

sebanding dengan konsentrasi A dan konsentrasi B. Jadi makin besar

konsentrasi A dan konsentrasi B akan semakin besar pula jumlah tumbukan

yang terjadi. Teori tumbukan di atas diperbaiki oleh tcori keadaan transisi

atau teori laju reaksi absolut. Dalam teori ini diandaikan bahwa ada suatu

keadaan yang harus dilewati oleh molekul-molekul yang bereaksi dalam

tujuannya menuju ke keadaan akhir (produk). Keadaan tersebut dinamakankeadaan transisi. Mekanisme reaksi keadaan transisi dapat ditulis sebagai

berikut:

A + B → T* --> C + D

dimana: - A dan B adalah molekul-molekul pereaksi

- T* adalah molekul dalam keadaan transisi

- C dan D adalah molekul-molekul hasil reaksi


14/24

11

Secara diagram keadaan transisi ini dapat dinyatakan sesuai dengan kurva

berikut :

Gambar 2.7. Diagram keadaan transisi (Jim Clark,2004)

Dari diagram terlihat bahwa energi pengaktifan (Ea) merupakan energi

keadaan awal sampai dengan energi keadaan transisi. Hal tersebut berarti

bahwa molekul-molekul pereaksi harus memiliki energi pengaktifan (Ea) agar

dapat mencapai keadaan transisi (T*) dan kemudian menjadi hasil reaksi (C

sedikit sebesar + D).

3. Emisi

Emisi adalah perpindahan secara spontan, sistem yang memancarkan

radiasi dari tingkat vibrasi terendah keadaan tereksitasi, ke ground state yang

memiliki tingkat vibrasi tertinggi. Agar emisi dapat terjadi life time keadaan

tereksitasi harus pendek 10-7 – 10-8 s. Tingkat emisi lebih rendah dari

absorbsi, hal ini disebabkan oleh adanya proses relaksasi seperti pada gambar

berikut.


15/24

12

Gambar 2.8. Diagram koordinat konfigurasional (I Made Joni,S.Si

M.Sc. Hal 46)

Perbedaan energi antara pita eksitasi terendah dan pita emisi disebut

stokes shift. Semakin besar ∆R maka stokes shift semakin besar pula

sehingga akan menyebabkan pita optik akan lebih lebar. (Pengantar

biospektroskopi, I Made Joni,S.Si M.Sc. Hal 46)

Spektrum elektronik molekul dapat ditunjukan seperti gambar:

Gambar 2.9. Diagram Jablonski untuk molekul ( Ratnawulan, 2004)

Proses transisi membawa molekul yang biasanya berada dalam keadaan

dasar dengan tingkat vibrasi terendah ke keadaan singlet tereksitasi. Molekul

dalam keadaan tereksitasi berkemungkinan mengalami transisi spectrum.

Pada keadaan „a‟ yakni suatu garis absorbsi merupakan selisih energi antara

dua keadaan molekul yang melakukan absorbsi molekul. Keadaan „b‟


16/24

13

merupakan peralihan molekul dari keadaan tereksitasi ke keadaan dasar tanpa

mengalami perubahan dalam kelipatgandaan yang mana proses ini di kenal

dengan floresensi karena molekul memberikan sebagian energi vibrasinya

ketika bertumbukan dengan molekul lain. Keadaan „c‟ persilangan antara

system dari singlet tereksitasi terendah ke triplet eksitasi terendah. Keadaan

„d‟ merupakan perpindahan triplet terendah ke keadaan dasar di sebabkan

oleh proses radiatif yang mana pada proses ini disebut dengan fosforesensi.


17/24

14

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

A.

Hasil

Dari penjelasan yang telah diuraikan pada Bab I dan Bab II, maka dapat

dirumuskan mekanisme reaksi antara etanol (CH3CH2OH) dengan asam asetat

(CH3COOH) yang nantinya dapat menghasilkan etil asetat (CH3COOC2H5) dan

hasil samping yaitu air (H2O). Pada prinsipnya pembuatan etil asetat dari asam

asetat dan etanol mengikuti persamaan reaksi berikut.

CH3CH2OH + CH3COOH CH3COOC2H5 + H2O

B. Mekanisme Energi Reaksi Esterifikasi Antara Etanol dan Asam Asetat

menggunakan software chemoffice dan winmopac

Pada deskripsi data ini diuraikan semua hasil penelitian yang didapat dari

Software ChemOffice dan Winmopac. Selanjutnya data tersebut dianalisis sesuai

dengan teknik analisa data. Sesuai dengan kajian teori tentang proses esterifikasi

etil asetat, proses pembentukan asam oksalat ini tersusun atas dua molekul yaitu :1. Molekul etanol (CH3CH2OH) dan

2. Molekul asam asetat (CH3COOH)

1. Molekul Etanol (CH3CH2OH)

Struktur geometri dari molekul etanol menggunakan software

chemoffice dan winmopac ditunjukkan pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Struktur Molekul etanol.


18/24

15

2. Molekul Asam Asetat (CH3COOH)

Struktur geometri dari molekul asam asetat menggunakan software chemoffice

dan winmopac ditunjukkan pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2 Struktur Molekul Asam Asetat

Struktur Molekul Etanol Berikatan dengan Molekul Asam Asetat

Reaksi Esterifikasi Antara Etanol dan Asam Asetat, Etanol berikatan dengan

Asam Asetat. Sehingga, struktur molekul Etanol yang diikatkan dengan

molekul Asam Asetat menggunakan software chemoffice dan winmopac dapat

dilihat pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3 Struktur Molekul Etanol Diikatkan dengan Molekul Asam Asetat


19/24

16

Gambar 3.3 merupakan struktur geometri Etanol yang berikatan

dengan Asam Asetat. Atom yang diikatkan adalah atom C(1) pada molekul

etanol (CH3CH2OH) dengan atom H(17) pada molekul asam asetat

(CH3COOH). Dari data software chemoffice dan winmopac didapatkan energi

awal sebelum direaksikan -1754,78066 eV dan jarak molekul 2,758 Å. Tabel

2 merupakan data etanol (CH3CH2OH) yang diikatkan dengan asam asetat

(CH3COOH) yang didapatkan dari software chemoffice dan winmopac yang

memperlihatkan data hubungan jarak dengan muatan dan energi totalnya.

Tabel 2. Hubungan Jarak dengan Muatan dan Energi Total

R (Å) Q.C(1) Q.H(17) E(eV)

2,758 -0,1289 0,2404 -1.510,66339

2,524 -0,1294 0,2423 -1.510,66967

2,321 -0,123 0,2499 -1.510,68605

2,133 -0,1218 0,2414 -1.510,66902

1,93 -0,1274 0,2436 -1.510,63716

1,696 -0,1224 0,2414 -1.510,50915

1,508 -0,1245 0,2497 -1.510,60215

1,305 -0,1202 0,2423 -1.510,67004

1,087 -0,1233 0,2468 -1.510,59427

0,884 -0,1209 0,2318 -1.510,72987

0,681 -0,1231 0,2381 -1.510,69690

0,627 -0,154 0,2383 -1.510,77544

0,494 -0,2579 0,3636 -1.507,93258

0,327 -0,1275 0,2422 -1.510,66863


20/24

17

Berdasarkan data energi total pada tabel 2, dilakukan perhitungan

perbedaan nilai energi menggunakan rumus ΔE = |E0 - E1|. Hasil perhitungan

tersebut dapat ditampilkan dalam bentuk tabel, yaitu pada tabel 3.

Tabel 3. Hubungan Jarak dengan Perbedaan Energi Total

R (Å) ΔE(eV)

2,758 0,00000

2,524 -0,00628

2,321 -0,02266

2,133 -0,00563

1,93 0,02623

1,696 0,15424

1,508 0,06124

1,305 -0,00665

1,087 0,06912

0,884 -0,06648

0,681 -0,03351

0,627 -0,11205

0,494 2,73081

0,327 -0,00524

Dari tabel 3 dapat dilihat bahwa energi maksimum terdapat pada jarak

0,494 Å. Grafik yang menggambarkan dari tabel 2 tabel 3 yaitu pada gambar

3.4 dan 3.5 berikut.


21/24

18

Gambar 3.4 Grafik Hubungan Jarak dengan Muatan

Gambar 3.5 Grafik Hubungan Jarak dengan Perbedaan Energi

Pada grafik ini, yang direaksikan atom C(1) pada molekul etanol

(CH3CH2OH) dengan atom H(17) pada molekul asam asetat (CH3COOH).

-0,3

-0,2

-0,1

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 m u a t a n ( C )

jarak (Å)

Grafik Hubungan Jarak dengan Muatan Kedua Atom yangBerikatan

-0,50000

0,00000

0,50000

1,00000

1,50000

2,00000

2,50000

3,00000

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

P e r b e d a a n E n e r g i T o t a l ( e V )

jarak (Å)

Grafik Hubungan Jarak dengan PerbedaanEnergi Total


22/24

19

Pada jarak 0,494 Å terjadi serah terima muatan. Molekul etanol sebagai donor

dan molekul asam asetat sebagai akseptor.

Pada gambar 3.5 diatas terjadi lonjakan energi pada jarak 0,494 Å.

Artinya, pada jarak ini kedua molekul terjadi serah terima elektron yang

menyebabkan kedua molekul bereaksi dengan baik. Serah terima elektron

antar molekul menyebabkan lonjakan energi. Dari grafik gambar 3.5 juga

dapat kita lihat bahwa perubahan energi maksimum atau lonjakan pada reaksi

adalah 2,73081eV.

Pembahasan

Molekul-molekul pembentuk asam oksalat dari sabut siwalan ini pada

awalnya berada pada tingkat dasar, setelah berikatan molekul-molekul

tersebut mengalami eksitasi ke keadaan singlet tereksitasi. Reaksi Esterifikasi

Antara Etanol dan Asam Asetat ini mengalami eksitasi karena absorbsi

energi dari penambahan molekul lain. Hal ini sesuai dengan diagram

jablonski, yang menyatakan bahwa absorbsi merupakan selisih antara dua

molekul.

Gambar 3.6 Diagram energi pada reaksi Reaksi Esterifikasi Antara Etanol

dan Asam Asetat.

Dari grafik diatas diketahui bahwa energi aktivasi dalam reaksi esterifikasi

Antara Etanol dan Asam Asetat ini adalah sebesar 2655,40284 eV.


23/24

20

BAB IV

PENUTUP

A. Kesimpulan

1. Mekanisme terjadinya Reaksi Esterifikasi Antara Etanol dan Asam Asetat

yaitu :

CH3CH2OH + CH3COOH CH3COOC2H5 + H2O

2. Dari grafik jarak dengan perubahan energi dapat kita lihat bahwa jarak

efektif terjadinya reaksi pada Reaksi Esterifikasi Antara Etanol dan Asam

Asetat ini adalah pada jarak 0,494 Å.

3. Energi aktivasi pada reaksi Reaksi Esterifikasi Antara Etanol dan Asam

Asetat ini adalah sebesar 2655,40284 eV dengan menggunakan software

chemoffice dan winmopac.

4. Dari grafik jarak dengan muatan, dapat kita lihat terjadinya serah terima

elektron pada jarak 0,494 Å. Yang mana atom donor (pemberi) adalah C(1)

pada molekul etanol (CH3CH2OH), dan atom akseptor (penerima) adalahatom atom H(17) pada molekul asam asetat (CH3COOH).

B. Saran

Penulis berharap jika ingin melakukan penelitian yang sama untuk

selanjutnya, sebaiknya sampel yang akan digunakan sampel yang berbeda dan

menggunakan program atau software yang lebih komunikatif. Makalah ini jauh

dari sempurna, penulis berharap agar pembaca memberikan saran yang bermanfaat bagi penulis.


24/24

21

DAFTAR PUSTAKA

Beiser, Arthur . 1990. Konsep Fisika Modern Edisi Keempat . Jakarta:Erlangga.

Choi, J. I., Hong, W. H., and Cham, H.N., 1996. ”Reaction kinetics of Lactic

Acid with Methanol Catalyzed by Acid Resins”, Int. J. Chem. Kinet.

28, 37-41.

Nemec, D., and Van Gemert, R., 2005. ”Performing Esterification Reaction by

Combining Hetero-geneous Catalysis and Pervaporation in a Batch

Process”, Ind. Chem. Res. 44, 9718-9726.

Wulan,Ratna. 2008. Pengantar Struktur Elektronik Zat Padat . Padang :

FMIPA UNP.

www.wikipedia.org/etil_asetat, diunduh tanggal 05 Desember 2015.

www.wikipedia.org/ikatan_hidrogen, diunduh tanggal 05 Desember 2015.

Makalah Chem

Documents

Transcript of Makalah Chem