1

PERCOBAAN VII

ISOMER GEOMETRI

I. Tujuan Percobaan

Adapun tujuan dari percobaan ini adalah

1. Memahami prinsip dasar isomer ruang khususnya isomer geometri

2. Mengetahui perbedaan sifat fisik antara senyawa yang berisomer cis dan

trans

3. Menentukan titik leleh dari asam maleat dan asam fumarat

4. Menentukan massa asam maleat dan asam fumarat yang terbentuk

5. Menentukan % rendemen asam maleat dan asam fumarat

6. Mengubah asam maleat menjadi asam fumarat

II. Landasan Teori

Isomer geometri adalah isomer dimana atom – atom yang berikatan satu

sama lain tidak berbeda, tetapi posisi atom atau gugus berbeda, sebab beberapa atom

menempati posisi berbeda dalam ruang. Isomer cis mempunyai posisi gugus yang

identik. Pada butena, gugus alkil menempel pada sisi ikatan rangkap dua yang sama,

sedangkan isomer trans mempunyai gugus pada posisi berlawanan satu sama lain.

Suatu alkena dengan rumus umum

Mempunyai isomer geometri hanya jika gugus A dan B berbeda, juga gugus D dan E

berbeda, tetapi A dan E atau B dan D sama. Oleh karena itu, tidak terdapat isomer

pada molekul propena, CH2=CHCH3.

(Yayan Sunarya.2012:456)

2

Sifat-sifat fisik, seperti titik didih senyawa berisomer cis dan trans berbeda.

Cis dan trans bukan isomer struktural, karena urutan ikatan atom-atom dan lokasi

ikatan rangkapnya sama. Pasangan isomer ini masuk dalam kategori stereoisomer.

Isomer cis dan trans pada suatu senyawa dapat mempengaruhi titik

didihnya, sehingga senyawa berisomer cis dan trans dapat dipisahkan dengan

destilasi.

Reaksi Adisi

Reaksi adisi hanya dapat terjadi pada senyawa yang mempunyai ikatan

rangkap dua atau rangkap tiga. Suatu pereaksi di adisikan kepada alkena tanpa

terlepasnya atom-atom lain. Karakteristik utama senyaw tak jenuh adalah adisi

pereaksi kepada ikatan phi. Senyawa yang mengandung ikatan phi biasanya berenergi

lebih tinggi daripada senyawa yang mengandung hanya ikatan sigma, sehingga suatu

reaksi adisi biasanya eksoterm.

Jenis-jenis reaksi adisi

a. Adisi markovnikov

Jika suatu alkena tak simetris (gugus yang terikat pada kedua karbon SP2 tidak

sama), akan terdapat kemungkinn diperoleh dua produk yang berlainan.

b. Adisi antimarkovnikov

Adisi HBr terhadap alkena kadang-kadang berjalan mematuhi aturan

markovnikov, tetapi kadang-kadang tidak.

Adisi Br kepada Alkena :

Reaksi Eliminasi

Reaksi eliminasi adalah reaksi dimana terjadi pelepasan gugus-gugus tertentu dari

sutu senyawa. Raksi ini terjadi pada senyawa-senyawa yang jenuh. Produk organic

suatu reaksi eliminasi suatu alkil halide adalah suatu lkena.

Jenis-jenis reaksi eliminasi :

a. Reaksi eliminasi I (E1)

3

Suatu karbokation adalah suatu zat antara yang tidak stabil dan berenergi tinggi.

Salah satu cara karbokation mencapai produk yng stabil adalah dengan bereaksi

dengan sebuah nukleofil, namun terdpat sutu alternative, yaitu karbokation itu dapat

memberikan sebuah proton kepada suatu basa dalam suatu reaksi eliminasi, dalam hal

ini reaksi E1 menjadi sebuah alkena, contoh :

b. Reaksi Eliminasi II (E2)

Reaksi E2 berjalan tidak lewat suatu karbokation sebagai zat antara melainkan berupa

reaksi serempak, yakni terjadi pada suatu tahap, mekanismenya :

- Basa membentuk ikatan dengan hydrogen

- Electron C-H membentuk ikatan phi

- Br bersama sepasang elektronnya meninggalkan ikatan sigma C-Br

Dalam reaksi E2 alkil halide tersier bereaksi palinh cepat dan alkil halide primer

paling lambat.

(Fessenden, 1992)

Alkena

Golongan senyawa ini mempunyai sifat-sifat fisika yang hampir sama dengan alkana,

tetapi sifat-sifat kimianya sangat berbeda. Alkena mempunyai 2 atom H lebih sedikit

daripada alkana dan dan merupakan senyawa tidak jenuh. Rumus untrue alkana

CnH2n. Isomer pada alkena di tentukan oleh susunan rantai karbonnya juga ditentukan

oleh kedudukan dari ikatan rangkapnya.

(Respati, 1986)

Asam Maleat dan Asan Fumarat keduanya mempunyai rumus struktur

HO2CCH = CHCO2H (asam butendionat). Asam maleat dapat dengah mudah

membentuk membentuk konorer anhidrat dari pemanasan atau treatment dengan

menggunakan dehydrating agents, contohnya air. Asam fumarat tidak dengan mudah

membentuk suatu anhidrit tetapi pada pemanasan yang terus-menerus. Asam fumarat

dapat diubah menjadi anhidrida maleat. Asam maleat adalah isomer cis dan asam

fumarat isomer trans. Asam maleat dapat diperoleh dari oksidassi benzena.

(Wilcox, 1995)

4

III. Prosedur Kerja

3.1 Alat dan Bahan

Alat

- Erlenmeyer 125 mL

- Pembakar bunsen

- Corong buchner

- Labu bulat 400 mL

- Alat penentuan titik leleh

Bahan

- Kertas saring

- Anhidrat asetat

- HCl pekat

3.2 Skema Kerja

→ Didihkan dalam erlenmeyer

→ Ditambahkan anhidrat meleat

→ Didinginkan dibawah pancuran air

keran

→ Dikumpulkan diatas corong buchner

→ Dikeringkan

→ Ditentukan titik leleh

→ Dimasukkan dalam labu bundar

→ Ditambahkan 15 mL HCl pekat selam

10 menit

20 mL akuades

Kristal asam meleat

Filtrat

5

→ Didinginkan pada suhu kamar

→ Dikumpulkan dalam corong

→ Dikeringkan

Kristal asam fumarat

HASIL

6

IV. Hasil dan Pembahasan

4.2 Hasil

NO Perlakuan Hasil

1 20 mL akuades dididihkan dalam

erlenmeyer

larutan tak berwarna

2 Ditambahkan 15 gr anhidrat meleat Asam meleat melarut dan

terbentuk larutan tak berwarna

3 Didinginkan erlenmeyer berisi larutan

meleat dibawah air keran

Terbentuk kristal berwarna putih

4 Kristal asam meleat Berwarna putih, filtrat tak

berwarna

5 Penentuan titik leleh asam meleat 138

6 Filtrat + 15 mL HCl pekat Larutan bening

7 Pendinginan larutan pada suhu kamar Terbentuk kristal asam fumarat

8 Penentuan titik leleh asam fumarat 280 dan 285

4.2 Pembahasan

Percobaan pengubahan asam maleat menjadi asam fumarat ini bertujuan untuk

memahami prinsip dasar isomer ruang khususnya isomer geometri serta memahami

perbedaan sifat fisik antara senyawa yang berisomer cis dan trans. Dalam hal ini

senyawa yang berisomer cis dan trans adalah asam maleat dan asam fumarat. Prinsip

dari percobaan ini adalah reaksi adisi-eliminsi, yaitu memutuskan ikatan phi dengan

reaksi adisi dan kemudian membentuk kembali dengan menggunakan reaksi

eliminasi. Metode yang digunakan yaitu metode refluks ( yaitu Proses pendidihan

atau pendestilasian dengan kolom fraksionasi sehingga uap yang terbentuk

berkondensasi dan mengalir lagi kebawah akibatnya terjadi proses alir balik dan

proses ini berlaku kontinyu), selain itu juga menggunakan metode kristalisasi

(pemisahan endapan dari larutan berdasarkan perbedaan kelarutan), dan metode

rekristalisasi (pemurnian Kristal dari larutan pengotor).

7

Asam maleat dan asam fumarat memiliki rumus molekul yang sama, yaitu

HOOCCHHCHCOOH tetapi memiliki susunan yang berbeda dalam ruang. Isomer

geometri adalah isomer yang diakibatkan oleh ketegaran dalam molekul dan hanya

dijumpai dalam dua kelas senyawa, yaitu alkena dan senyawa siklik. Asam-asam

maleat mempunyai struktur cis sedangkan asam fumarat mempunyai struktur trans.

Proses yang pertama adalah perubahan maleat anhidrid menjadi asam maleat.

Digunakan maleat anhidrid karena lebih stabil dari pada asamnya, yang disebabkan

oleh kebebasan maleat anhidrid untuk bergerak dari pada asm maleat yang kaku (ada

ikatan phi-nya). Maleat anhidrid terdiri dari 2 molekul asam maleat yang tidak

mengandung air. Sehingga untuk merubahnya menjadi asam maleat diperlukan

hidrolisis pada suhu tinggi.

Untuk memecah anhirid maleat diperlukan energy yang besar untuk memutus

ikatan C-O sehingga reaksi dilakukan pada suhu yang tinggi. Oleh karena itu

aquadest (yang bertujuan untuk menghidrolisis/memcah anhidrid maleat menjadi

asam maleat) yang akan ditambahkan dalam keadaan panas. Suhu tinggi (pemanasan

aquadet) ini dimaksudkan untuk memutuskan ikatan C-O, selain itu aquadest

dipanaskan supaya anhidrid maleat mudah larut. Setelah anhidrid maleat larut dalam

air, larutan ini didinginkan dalam air es sampai asam maleat yang terbentuk

mengendap sempuna. Proses pendinginan tersebut bertujuan untuk proses kristalisasi

8

dengan menurunkan kelarutan produk asam maleat. Perubahan suhu yang terjadi

dapat mempengaruhi struktur morfologi Kristal, baik pada bentk maupun ukurannya.

Jika perubahan suhunya sangat besar, Kristal yang terbentuk berukuran besar. Namun

jika perubahan suhunya tidak begitu besar dibutuhkan waktu yang lama untuk

membentuk Kristal, kristal yang terbentuk lebih kecil dan halus. Karena perubahan

suhu yang besar ini akan menyebabkan daya larut dari suatu larutan akan semakin

kecil, dengan semakin kecilnya daya larut suatu laruatan maka larutan tersebut akan

semakin cepat untuk membentuk Kristal. Setelah lautan tersebut membentuk

endapan, kemudian disaring dengan tujuan untuk memisahkan endapan asam maleat

dari hasil larutan hidrolisisis anhidrid maleat. Dari percobaan ini titik leleh dari asam

maleat adalah 135 - 138 .

Filtrate hasil penyaringan akan diproses lebih lanjut untuk pembuatan asam

fumarat dengan menggunakan reaksi adisi dan elimiasi.

1. Reaksi Adisi

Pada tahap ini, filtrate hasil penyaringan yang berupa larutan asam maleat

ditambah dengan HCl pekat. HCl berfungsi untuk mengadisi ikatan rangkap C=C

pada asam maleat. Reaksi ini merupakan reaksi adisi elektofilik karena serangan awal

dilakukan oleh sebuah elektrofil. Reaksi adisi ini menghasilkan ikatan tunggal C-C

yang mudah berotasi sehingga terjadi perubahan letak gugus-gugus yang terikat pada

dua atom C tersebut. Molekul ini dapat mengalami rotasi karena gugus-gugusnya

hanya terikat oleh ikatan sigma, bukan ikatan rangkap (ikatan phi), sehingga brntuk

keseluruhan sebuah molekul selalu berubah berkesinambungan. Sebuah molekul

bukanlah partikel static yang berdiam diri, melainkan bergerak, memutar dan

membengkokkan diri. Hal inilah yang menyebabkan molekul cenderung untuk

berotasi. Akibat rotasi ini, gugus karbonil yang pada awalnya terletak pada satu sisi

(cis) berubah menjadi saling berseberangan (isomer trans).

Setelah ditambah dengan HCl, larutan direfluks. Proses refluks bertujuan

untuk mempercepat reaksi adisi, karena untuk memecah ikatan phi (ikatan rangkap)

menjadi ikatan sigma (ikatan tunggal) karbon-karbon membutuhkan energy yang

tinggi dan energy ini tidak tersedia untuk molekul pada temperature kamar, sehingga

9

pendidihan pada proses refluks ini dapat menyediakan energy bagi molekul untuk

memecahkan ikatan phi (ikatan rangkap).

2. Reaksi Eliminasi

Reaksi eliminasi bertujuan untuk membentuk kembali ikatan rangkap karbon-

karbon sehingga bisa terbentuk asam fumarat. Reaksi eliminasi yang terjadi

merupakan reaksi eliminasi pertama (E1) karena berlangsung lewat zat antara

karbokation.

Setelah direfluks, larutan didinginkan, dengan tujuan untuk pendinginan tersebut

bertujuan untuk proses kristalisasi dengan menurunkan kelarutan produk asam

fumarat. Setelah lautan tersebut membentuk endapan, kemudian disaring dengan

tujuan untuk memisahkan endapan asam fumarat dari larutan. Dari percobaan ini titik

leleh dari asam fumarat adalah 280 - 285

Titik leleh asam maleat lebih rendah dari pada asam fumarat karena pada

asam maleat. Hal ini menandakan adanya perbedaan sifat fisik antara senyawa

berisomer cis dan trans. Senyawa berisomer Cis memiliki titik leleh lebih kecil karena

10

adanya tolakan antara dua gugus karboksilat yang bersebelahan mengakibatkan

senyawa ini kurang stabil. Sedangkan senyawa yang berisomer trans memiliki

tolakan yang lebih kecil sehingga senyawanya relative stabil. Dengan demikian titik

leleh asam fumarat lebih tinggi dari pada asam maleat.

Kestabilan senyawa yang berisomer cis dan trans dapat dijelaskan dengan

ikatan hidrogen. Asam maleat (senyawa cis) memiliki ikatan hidrogen intramolekul

yang merupakan ikatan hidrogen yang terjadi dalam satu molekul. Sedangkan pada

asam fumarat (senyawa trans) membentuk ikatan intermolekul yang merupakan

ikatan hidrogen yang terjadi antar molekul- molekul satu sama lain. Senyawa yang

membentuk ikatan hidrogen intermolekul cenderung lebih stabil sehingga titik

lelehnya lebih tinggi dibandingkan dengan senyawa yang membentuk ikatan hidrogen

intramolekul. Selain itu rintangan sterik asam maleat lebih besar daripada asam

fumarat sehingga lebih stabil dan ikatan hidrogen pada asam fumarat lebih banyak

daripada asam maleat sehingga asam fumarat lebih stabil.

V. Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan

1. Asam maleat dan asam fumarat merupakan isomer geometric is-trans. Asam

maleat berisomer cis, sedangkan asam fumarat berisomer trans.

2. Prinsip dasar pengubahan asam maleat menjadi asam fumarat adalah

berdasarkan reaksi adisi-eliminasi.

3. Asam maleat dan asam fumarat dapat dibedakan sifat fisiknya berdasarkan

perbedaan titik lelehnya

4. Titik leleh asam maleat lebih rendah dari pada asam fumarat. Titik leleh asam

maleat adalah 138 sedangkan titik leleh asam fumarat adalah 280 - 285 .

5.2 Saran

Diharapkan kelengkapan bahan pada percobaan ini, agar percobaan ini dapat

dilakuakn oleh praktikan, sehingga praktikan dapat mengerti dan paham tentang

percobaan isomer geometri ini

11

VI. Daftar Pustaka

Fessenden, R. J. 1992. Kimia Organik. Jilid 1. Jakarta: Erlangga

Respati. 1986. Dasar-Dasar Ilmu Kimia untuk Universitas. Jakarta: Aksara Baru

Sunarya, Yayam. 2012. Kimia Dasar 2. Bandung : Yrama Widya

Wilcox. 1995. Experimental Organic Chemistry. New Jersey: Prentice Hall