praktikum organik

ABSTRAK

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, selain

itu juga menggunakan metode kristalisasi, dan metode rekristalisasi (pemurnian Kristal dari

larutan pengotor).

Asam maleat dan asam fumarat dapat dibedakan sifat fisiknya berdasarkan perbedaan titik

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

maleat adalah          sedangkan titik leleh asam fumarat adalah

PERCOBAAN V

PENGUBAHAN ASAM MALEAT MENJADI ASAM FUMARAT

I.     TUJUAN PERCOBAAN

1.1.Memahami prinsip dasar isomer ruang khususnya isomer geometri

1.2. Mengetahui perbedaan sifat fisik antara senyawa yang berisomer cis dan trans

II.   TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Isomer geometri dalam Alkena

Isomer geometri adalah isomer yang diakibatkan oleh ketegaran dalam molekul dan hanya

dijumpai dalam dua kelas senyawa, yaitu alkena dan senyaw siklik. Atom dan gugus yang

terikat hanya oleh ikatan dapat berputar sedemikian sehingga bentuk keseluruhan sebuah

molekul selalu berubah berkesinambungan, tetapi gugus yang terikat oleh oleh ikatan rangkap

tak dapat berputar dengan ikatan rangkap itu sebagai sumbu, tanpa mematahkan ikatn phi itu.

Dua gugus yang terletak pada satu titik ikatan phi disebut Cis, sedangkan gugus yang terletak

pada sisi yang berlawanan disebut trans.

      (Fessenden, 1992)

2.2. Perbedaan sifat fisis senyawa cis dan trans

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

bukan isomer structural, karena urutan ikatan atom-atom dan lokasi ikatan rangkapnya sama.

Pasangan isomer ini masuk dalam kategoristereoisomer. Isomer cis dan trans pada suatu

senyawa dapat mempengaruhi titik didihnya,  sehingga senyawa berisomer cis dan transdapat

dipisahkan dengan destilasi.

      (Fessenden, 1992)

2.3.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.

     (Fessenden, 1992)

2.4. 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 :

CH3CH = CH2 + Br              CH3CHCH2       bukan    CH3CHCH2          

                                                     Br                               Br

      (Fessenden, 1992)

2.5.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)

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 :

1.   Basa membentuk ikatan dengan hydrogen

2.   Electron C-H membentuk ikatan phi

3.   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)

2.6. 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 :

Contoh :                                                                                           CH3

CH2=CH–CH2–CH3                CH3–CH=CH–CH3     CH2=C–CH3    

     1-butena                                  2-butena                             metil propena

           (Respati, 1986)

2.7.Asam dikarboksilat

Untuk asam-asam alifatik yang penting ialah asam-asam yang mempunyai gugus –COOH

yang terletak diujung rantai. Rumus untuk HOOC-(CH2)n-COOH. Asam diksrboksilat pada

keadaan normal berupa zat padat, makin jauh letak gugus –COOH (makin besar n) sifat

asamnya makin lemah.

           (Respati, 1986)

2.8. Kristalisasi

Merupakan metode pemisahan dengan cara pembentukan Kristal sehingga campuran dapat

dipisahkan.

Prinsip dasar kristalisasi adalah perbedaan kelarutan antara zat yang akan dimurnikan dengan

kelarutan zat-zat yang tidak diinginkan (zat pengotor). Cammpuran senyawa yang akan

dimurnikan dilarutkan dalam pelarut yang cocok untrue krustalisasi :

a.    Memiliki tittik didih rendah agar mempermudah proses penyaringan

b.   Titik didih pelarut lebih rendah dari titik didih zat  padatnya agar tidak terurai saat penguapan

c.    Hanya melarutkan zat-zat yang ingin dimurnikan

d.   Pelarut harus inert, artinya tidak bereaksi dengan zat yang akan dimurnikan.

  (Cahyono, 1991)

2.9. Proses-proses dalam kristalisasi

1.   Kristalisasi dengan penguapan

Kelarutan sutu bahan yang berkurang sedikit demi sedikit dengan menurunnya suhu. Kondisi

lewat jenuhnya dapat dipakai dengan penguapan sebagian pelarut (yang artinya pemikatan

larutan).

2.   Kristalisasi dengan pendinginan

Untuk bahan-bahan yang kelarutannya berkurang drastis dengan menurunnya temperature,

kondisi lewat jenuh dicapai dengan pendinginan larutan panas yang jenuh. Untuk

mengkristalisasi dari lelehan, dapat juga dilkukan.

3.   Kristalisasi dengan salting out

Pemisahan bahan organic dari larutan akuatik dapat dilakukan dengan penambahan suatu

garam yang harganya murah. Garam ini larut lebih baik dari pada bahan yang diinginkan.

Sehingga terjadi penambahan bahan padat terkristalisasi. Hal ini merupakan proses fisika.

4.   Kristalisasi secara adiabatik

Metode ini sering disebut metode vakum, merupakan gabungn antara kristalisasi dengan

pendinginan dan penguapan. Pendinginan bertujuan untuk memperkecil daya larut,

sedangkan maksud dari penguapan adalah untuk membuat tekanan total dengan permukaan

lebih kecil dari tekanan uap pada suhu tersebut. Sehingga perubahan ini secara adiabatic

karena pendinginan yang terjadi pada system penguapan itu sendiri.

  (Cahyono, 1991)

2.10.    Rekristalisasi

Rekristalisasi adalah melakukan tahapan kristalisasi sekali lagi pada Kristal yang telah

dihasilkan. Hal ini dilakukan untuk menghilangkan kotoran yang sukar larut dalam pelarut

dan terdapat dalam jumlah banyak. Penambahan pelarut panas pada kristalisasi pertama

hanya melarutkan sedikit kotoran tersebut dan setelah dingin kotoran akan mengkristal dan

mengkontaminasi produk, oleh karena itu perlu dilakukan rekristalisasi.         

        (Cahyono, 1991)

2.11.   Pengukuran titik leleh

Alat pengukur titik leleh yang sederhana yaitu dngan pemanas listrik yang dilengkapi dengan

magnifier optic untuk memudahkan pengamatan sampel. Suhu maksimal alat ini umumnya

2200 – 250 0C. molekul Kristal tersusun dalam pola teratur. Ketika Kristal dipanaskan, gerak

getaran molekul meningkat sehinnga pola keteraturannya terganggu.

Titik leleh dicapai saat pola molekul pecah dan padatan meleleh berubah menjadi cair,

senyawa Kristal murni umumnya memiliki titik didih tajam, yaitu meleleh pada selang suhu

yang sangat kecil (0,50 – 10C). Adanya sedikit kotoran yang terlarut dalam Kristal dapat

menurunkan titik leleh.

           (Wilcox, 1995)

2.12.   Titik lelah

Suatu titik dimana suatu zat padat berubah menjadi cair. Suatu senyawa murni memiliki titik

leleh yang tajm karena adanya sedikit zat pengotor didalamnya. Jika cairan didinginkan maka

akan terjadi padatan. Pada senyawa murni, titik leleh = titik beku.

 

                                                  Cair

                            Padat

                      Cair

              Padat

                                                                 Waktu

Bila energy dikurangi maka fasa cair berubah menjadi fasa padat dan jika ditambah fasa

padat akan berubah menjadi fasa cair.

(Fessenden, 1999)

2.13.   Refluks

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. Proses ini berdasarkan kesetimbangan uap air dengan mempertahankan

titik leleh karena adanya pengontrolan suhu yang cukup efektif.

(Fessenden, 1999)

2.14.   Hubungan Asam maleat dan Asam 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)

2.15.   Analisa bahan

2.15.1.  AquadestCairan tidak berwarna, tidak berbau, tak berasa, memilki titik didih 1000C, dan titik beku 00C,

mempunyai  ikatan hydrogen dan mempunyai tetapan dielektrik tinggi.

                                    (Basri, 1996)2.15.2.  HCl

Berwarna kekuningan, mengandung feriklorida, mengeluarkan asap putih, sangat

higroskopis, BM = 36,42 g/mol, densitas 1,268 g/ml, titik leleh -114,220C, titik didih 860C,

tidak berwarna, bersifat korosif.

             (Basri, 1996)

2.15.3.  Anhidrid MaleatBM = 98,06, Densitas = 1,5, titik leleh 57-600C, Titik didih 20210C, Molekul berbentuk

Kristal putih

Struktur molekul :

   (Daintith, 1994)

2.15.4.  BenzenaBerbentuk cair tak berwarna, mudah terbakar, berbau khas, tergolong senyawa dihidrokarbon

lingkar titik jenuh (aromatic) paling sederhana dengan rumus kimia C6H6, Titik leleh = 5,50C,

Titik didih 80,10C, Densitas 0,88

Struktur molekul :

   (Daintith, 1994)

III. METODE PERCOBAAN

3.1.  Alat dan bahan

3.1.1. Alat

1.   Erlenmeyer                                     6. Pipet

2.   Alat refluks                                    7. Gelas bekker

3.   Penyaring                                       8. Gelas ukur

4.   Penangas air                                   9. Corong bucher

5.   Labu alas bulat

3.1.2. Bahan

Anhidrid maleat                                        

Benzena                                         

HCl pekat                                      

Aquadest

3.2.  Skema Kerja

 

Pemanasan sampai mendidih

Penambahan 15 g anhidrid maleat

 

                                                Pendinginan hingga asam maleat mengendap

                                               

Penyaringan dengan corong bucher

 

                  Penambahan HCl pekat 15 ml                                        Penentuan titik leleh

Hasil                   Refluks 10 menit                                                              asam maleat

                  Pendinginan pada suhu kamar

                  Penyaringan dengan corong bucher

                  Kristalisasi dengan pelarut air

Hasil                   Penentuan titik leleh asan fumarat

IV.    DATA PENGAMATAN

No Perlakuan Hasil Ket

1

2

3

4

5

6

7

8

9

20 ml Aquadest + 15 g Anhidrid

maleat, pemanasan

Pendinginan

Penyaringan

Penentuan titik leleh asam maleat

Residu di refluks selama 10 menit

Pendinginan larutan pada suhu

kamar

Penyaringan dengan corong bucher

Kristalisasi

Penentuan titik leleh asam fumarat

V.      HIPOTESA

Percobaan ini bertujuan untrue mengubah asam maleat menjadi asam fumarat dengan

memahami prinsip dasar isomer geometrid an perbedaan sifat fisik. Senyawa yang berisomer

cis dan trans. Dari tujuan tersebut dapat diperkirakan prosedur dan mekanisme percobaan,

karena bahan yang tersedia adalah anhidrid maleat yaitu gabungan 2 molekul asam maleat

yang tidak mengandung air, maka anhidrid maleat perlu dirubah menjadi asam maleat dengan

bantuan air yang bertemperatur tinggi. Selanjutnya asam maleat diubah menjadi asam

fumarat dengan bantuan HCl pekat dalam reaksi adisi dan reaksi eliminasi trans. Sehingga

didapatkan suatu asam fumarat.

VI. 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).

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.

Hidrolisis terjadi sesuai reaksi :

 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 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

dan 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

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 pendidihan pada proses refluks ini

dapat menyediakan energy bagi molekul untuk memecahkan ikatan phi (ikatan rangkap).

Mekanisme reaksinya :

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.

Mekanisme reaksinya :

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

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 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.

VII. 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

………    sedangkan titik leleh asam fumarat adalah………..

VIII. DAFTAR PUSTAKA

Basri, 1996, Kamus Kimia, Rineka Cipta, Jakarta

Cahyono, Bambang, 1991, Segi praktisi dan Metode pemisahan senyawa organic, Kimia MIPA

UNDIP, Semarang

Daintith, 1994, Chemistry dictionary complete, Oxford : New york

Fessenden, 1999, Kimia Organic chemistry, Willard Grant Press, Boston

Respati, 1986, Pengantar Kimia Organik, Aksara baru, Jakarta

Wilcox, 1995, Experimental Organic Chemistry, Prentice Hall, New jersey

http://sulakaliwungu.blogspot.co.id/2013/12/praktikum-organik_12.html