Pembahasan

Pada pratikum kali ini bertujuan untuk mengenal reaksi substitusi aromatis dan khususnya mengenalkan sintesis fenol. Fenol adalah suatu senyawa dengan suatu gugus OH yang terikat pada cincin aromatis. Reaksi substitusi nukleofik aromatis adalah penggantian suatu gugus dari senyawa aromatis dengan suatu nukleofil. pembuatan fenol dalam pratikum ini pertama-tama menambahkan gugus pergi yang baik yaitu N2 pada cincin aromatis sebelum direaksikan dengan nukelofilik. Hal ini karena benzene terhibridisasi sp2 yang menyebabkan ikatan C-C sangat sukar utuk dilepas, adanya resonansi menyebabkan benzene lebih stabil, sifat benzene pada umumnya parsial negatif (-) akibat dari awan pi pada cincin aromatis sehingga benzene (cincin aromatis) sulit untuk mengadakan reaksi substitusi secara langsung.Bahan-bahan yang digunakan dalam pratikum kali ini adalah H2SO4 yaitu sebagai sumber proton ( protonasi untuk membentuk ion nitrozonium ) dan sebagai katalis. Reaksi H2SO4 dalam air adalah H2SO4 H+ + HSO4- . Selain itu adalah aniline (C6H5NH2) yaitu sebagai starting material yang menyediakan cincin benzene (C6H5+), NaNo2 yaitu sebagai starting material untuk sunber ion nitrozonium, Fecl3 yaitu sebagai penguji fenol dimana akan membentuk kompleks ungu jika ditambahi fenol, dan air yaitu sebagai sumber nukleofil (-OH) lemah, pengencer, dan pelarut. Aniline yang digunakan adalah aniline primer bukan aniline sekunder sebab halangan sterik aniline primer lebih kecil dari pada aniline sekunder sehingga ion nitrozonium akan lebih mudah masuk atau menyerang aniline untuk membentuk garam benzendiazonium. Selain itu, sumber C6H5+ berasal dari garam benzendiazonium., N2 mudah dilepas jika dibandingkan dengan penyedia C6H5+ dari klorobenzene yang membutuhkan Suhu dan tekanan yang tinggi untuk melepaskan atom Cl. Karena ikatan antara benzene dan Cl sama-sama parsial negatif sehingga sangat susah untuk memisahkan keduanya sehingga diperlukan suhu dan tekanan yang sangat tinggi.Tahap pertama adalah proses sintesis yang dimulai dari penambahan aquadest ke dalam LAB 500 ml, kemudian ditambahkan H2SO4. Aquadest dimasukkan terlebih dahulu karena BJ aquadest lebih kecil dari pada BJ H2SO4 ( BJ Aquadest = 1 gram/ml, BJ H2SO4 1,84 gram/ml), hal ini dilakukan agar aquadest dan H2SO4 tercampur dengan sempurna, penambahan H2SO4 dilakukan melalui dinding dan digojog secara perlahan-lahan. Hal ini karena sifat H2SO4 yang eksotermis yang dapat menimbulkan percikan jika tidak dituang melalui dinding, dan digojog dengan tujuan agar dapat becampur sempurna. Selanjutnya adalah pencampuran aniline ke dalam LAB tidak melalui dinding LAB dengan tujuan tidak tertinggalnya Kristal di dinding LAB(Kristal aniline) sehingga dapat langsung beraksi dengan sempurna. Pada saat penambahan aniline ke dalam campuran berbentuk Kristal aniline sulfat yang terbentuk dari reaksi H2SO4 dan aniline. selanjutnya dipanaskan di atas water bath hingga Kristal aniline sulfat larut ( Kristal aniline sulfat dapat larut pada suhu panas), dan sambil digojog sehingga semua Kristal aniline sulfat dapat larut sempurna. Selanjutnya ditambahkan dengan 100 ml aquadest sambil digojog dan didinginkan dalam es dan dijaga agar suhu tidak lebih dari 5C. suhu campuran dibuat kurang dari 5C agar tidak mempengaruhi campuran H2SO4 dan aniline. Tujuan dari pendinginan adalah untuk mempersiapkan diazotasi. selanjutnya adalah penambahan NaNO2 dengan campuran di LAB. Penambahan NaNO2 harus tetes demi setetes karena dapat terjadi reaksi eksotermis yang dapat menyebabkan suhu naik pada campuran larutan tersebut, akan tetapi dalam pencampuran ini dihindari suhu tidak boleh melebihi dari 8C karena reaksi tidak dapat berjalan sempurna pada suhu diatas 8C selain itu HNO2 yang dihasilkan mudah terurai pada suhu ruang dan garam benzenzodium tidak stabil pada pH tinggi dan suhu tinggi, dengan demikian hendak didinginkan dan dicampurkan NaNO2 tetes demi setetes. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut ini : H2SO4 + 2 NaNO2 2HNO2 + Na2SO4. Asam nitrit sangat penting sebagai penyedia ion nitrozonium setelah melewati tahap protonasi oleh H2SO4 ( H+ ). Reaksi diazotasi terjadi saat natrium nitrit ditambahkan ke dalam campuran larutan aniline. Terbentuk asam nitrit, dengan bantuan katalis H2SO4 membentuk ion nitrozonium yang kemudian akan menyerang aniline membentuk garam benzendiazonium. Dalam proses diazotasi aniline berfungsi sebagai nukleofil karena mempunyai pasangan electron bebeas yang akan menyerang ion nitrozonium. Selanjutnya campuran dipanaskan pada suhu 50-55C selama 30 menit sebab pembentukkan fenol akan terjadi sempurna pada suhu hangat dan dalam suasana asam.fenol yang terbentuk di tandai dengan pelepasan N2 yaitu adanya kerak hitam pada permukaan LAB. Fenol terbentuk dari penyerangan OH (nukleofil) yang berasal dari air ke dalam garam benzendiazonium yang diikuti oleh pelepasan N2. Sumber OH berasal dari air, jika menggunakan OH dari KOH, atau basa kuat lainnya, maka fenol tidak akan terbentuk sebab garambenzendiazonium tidak stabil pada kondisi basa dan suhu tinggi. Tahap kedua adalah campuran di destilasi dengan destilasi uap. Prinsip destilasi uap adalah pemisahan senyawa berdasarkan titik didihnya. Dengan destilasi uap maka campuran akan mendidih di bawah titik didihnya ( teori Dalton, uap fenol dan uap air yang tidak dapat bercampur akan saling mendesak, membentuk tekanan total dengan suhu di bawah titik didih masing-masing uap ). Menggunakan destilasi uap karena LAB tidak dipanaskan secara langsung dengan mantel heater, sebab kekhasan sintesis fenol adalah fenol akan terdegradasi pada pemanasan langsung. Pada saat di destilasi, dialirkan air pada pendingin leibig. Air mengalir dari bawah ke atas dengan tujuan agar tidak terbentuk gelembung udara (aliran dari bawah ke atas dapat mengisi semua tabung pendingin liebig, akibat dari gaya tekanan ke atas yang lebih besar). Aliran air berfungsi untuk mendinginkan uap. Sebab fenol yang diinginkan dalam bentuk cairan. Proses destilasi dihentikan jika destilat yang keluar sudah bening karena yang keluar kemungkinan adalah aquadest.warna destilat yang mengindikasikan fenol yang terbentuk adalah cokelat.dari destilat diambil sedikit untuk ditetesi dengan FeCl3 yang berfunsi seabgai indikator, dan pendeteksinya adanya fenol. Fenol bereaksi dengan FeCl3 akan membentuk kompleks ungu. Reaksinya adalah sebagai berikut :

Tahap ketiga adalah isolasi dan pemurnian, dimulai dari destilat dipindahkan ke corong pisah, dan dikeluarkan fase airnya. Prinsip corong pisah adalah pemisahan campuran berdasarkan BJnya. Karena pada saat destilat di tuang ke dalam corong pisah, fase air dan fenol tidak Nampak jelas perbedaannya, maka langsung dilakukan proses ekstraksi dengan menggunakan pelarut eter. Prinsip ekstraksi adalah memisahkan senyawa berdasarkan kelarutan. Fenol dapat larut dalam eter sedangkan air tidak, sebab adanya perbedaan kepolaran, yaitu air bersifat polar sedangkan eter dan fenol sifatnya nonpolar. Eter dapat digantikan dengan pelarut lainnya dengan syarat sifatnya non polar, mudah menguap, dan sifatnya tidak reaktif atau tidak bereaksi dengan yang dilarutkan. Setelah di add sampai 25 ml eter campuran di gojog secara perlahan-lahan agar tidak terbentuk emulsi. Pembentukkan emulsi ini dikarenakan penggojokkan fenol dan air terlalu kuat dan keduanya bercampur membentuk emulsi. Emulsi terbentuk ketika kedua cairan yang tidak saling bercampur digojok secara kuat. Setiap penggojokan, keran corong pisah di buka untuk membuang udara (tekanan) di dalamnya agar udara (tekanan) tidak terakumulasi dan membuat corong pisah pecah. Di gojog untuk memaksimalkan kelarutan fenol dalam eter. Ternyata efek penggojokan menghasilkan 2 lapisan yaitu lapisan atas berwarna kuning (fenol + eter) dan lapisan bawah bening aquadest, Karena BJ aquadest lebih besar dari fenol maka saat di corong pisah, lapisan bawah aquadest dan lapisan atas campuran eter dan fenol. Dilakukan ekstrak 2 sampai 3 kali dengan tujuan di dapatkan fenol murni yang sempurna larut dalam eter. Pada saat dilakukan penggojokkan menghasilkan emulsi, karena tidak ada elmugator sehingga adanya 3 lapisan yaitu diatas fenol dan eter, tengah emulsi dan bawah air, untuk memudahkan memisahkan antara aquadest dan fenol yg larut dalam eter, maka emulsi yang terbentuk di hilangkan dengan cara menambahkan larutan NaCl. Sehingga dibuang larutan aquadest hasil ekstraksi dan didapatkan destilat fenol dalam eter.Tahap selanjutnya adlaah penguapan eter menggunakan vakum rotary evaporator. Prinsip kerjanya adalah pada kondisi vakum (tanpa tekanan) titik didih turun sehingga untuk menguapkan eter diperlukan suhu yang lebih rendah dari titik didihnya. Fungsi di rotari adalah untuk mempercepat penguapan dengan meratakan panas. Keuntungan menggunakan vakum rotary evaporator yaitu suhu lebih rendah dari titik didihnya, lebih cepat, dan tidak membuang pelarut ( uap eter didinginkan dan cairannya ditampung lagi). Proses dihentikan jika sudah tidak tercium bau eter yang khas lagi.Setelah di dapatkan fenol yang murni, di timbang dan dihitung rendemen yaitu 103,58%. Kesalahan yang pratikan lakukan adalah saat penambahan NaNO3 pada campuran aniline di LAB melebihi suhu 8C, selain itu mungkin saja dalam campuran fenol masi terdapat air atau eter yang masih tertinggal sehingga didapatkan rendemen melebihi 100% (tidak murni). Fenol yang di dapat berwarna kuning encer, berbau menyengat, dan berbentuk cairan encer. Kegunaan fenol adalah sebagai antiseptic, desinfektan dan sintesis obat.