LAPORAN PRAKTIKUM SINTESIS SENYAWA ORGANIK

Judul : Reaksi Pembuatan Alkena dengan Dehidrasi Alkohol

Tujuan Percobaan : 1. Mempelajari reaksi dehidrasi suatu alkohol untuk menghasilkan

senyawa dengan ikatan rangkap.

2. Mengidentifikasi senyawa dengan ikatan rangkap.

Pendahuluan

Alkena merupakan suatu hidrokarbon yang mengandung satu ikatan rangkap.

Kadang-kadang alkena disebut olefin, dari kata olefiant gas (“gas yang membentuk minyak).

Sebuah ikatan rangkap karbon-karbon adalah sebuah gugus fungsional biasa dalam hasil

alam. Ikatan rangkap ini sering dijumpai bersama-sama dengan gugus fungsional lain.

Namun alkena tanpa fungsionalitas lain tidak sama sekali langka dan sering di jumpai sebagai

produk dalam tumbuhan dan dalam minyak bumi (Fessenden and Fessenden, 1989).

Alkena dalam industri dibuat dari alkana melalui pemanasan dengan katalis, yaitu

dengan proses perengkahan atau cracking. Alkena khususnya suku rendah, adalah bahan

baku industri yang sangat penting, misalnya untuk membuat plastik, karet sintetik, dan

alkohol (Sari, 2014). Ikatan rangkap antar karbon-karbon, mudah dikonversi ke kelompok

fungsional lainnya. Alkena merupakan intermediet penting dalam sintesis polimer, obat,

pestisida, dan bahan kimia berharga lainnya. Ethylene adalah senyawa organik yang

dihasilkan dalam volume terbesar, sekitar 158 miliar pound per tahun di seluruh dunia.

Sebagian besar etilen ini dipolimerisasi untuk membentuk 85 miliar pon polyethylene per

tahun. Sisanya digunakan untuk mensintesis berbagai bahan kimia organik termasuk etanol,

asam asetat, etilena glikol, dan vinil klorida. Etilen juga berfungsi sebagai hormon tanaman

serta mempercepat pematangan buah. Banyak polimer umum yang dibuat oleh polimerisasi

alkena. Polimer ini digunakan dalam produk konsumen dari sepatu hingga kantong plastik

untuk bumper mobil (Wade, 2006).

Sintesis alkena menurut Wade (2006), dapat dilakukan dengan cara dehidrohalogenasi

alkil halida baik secara E1 maupun E2, dehalogenasi dihalida visinal seperti debrominasi dari

dibromida visinal, dehidrasi alkohol, dehidrohalogenasi alkana, reaksi eliminasi Hofmann

and Cope, reduksi alkuna, reaksi Wittig dan pemecahan (cracking) katalis metode industri

dengan temperatur yang tinggi. Salah satu sintesis alkena yang akan digunakan dalam

Paraf Asisten

praktikum kali ini adalah sintesis alkena dengan cara dehidrasi alkohol.

Dehidrasi alkohol merupakan metode umum untuk membuat alkena. Kata dehidrasi

secara garis besar berarti “penghilangan air”. Hilangnya H2O diikuti dengan hilangnya proton

akan menghasilkan alkena. Dehidrasi merupakan reaksi reversibel, dan dalam kebanyakan

kasus konstanta kesetimbangan tidak besar. Pengarahan kesetimbangan ke kanan dilakukan

dengan destilasi produk dari reaksi campuran atau penambahan suatu agen dehidrasi untuk

menghilangkan air. Dehidrasi dapat dipaksa selesai dalam menghilangkan produk sampingan

dari reaksi campuran ketika terbentuk (Wade, 2006).

Asam sulfat pekat (H2SO4) atau asam fosfat pekat (H3PO4) sering digunakan sebagai

reagen untuk dehidrasi karena asam ini bertindak baik sebagai katalis asam dan sebagai agen

dehidrasi. Alkohol dicampurkan dengan asam sebagai agen dehidrasi, kemudian dididihkan.

Alkena mendidih pada suhu yang lebih rendah daripada alkohol karena adanya ikatan

hidrogen pada alkohol. Alkena adalah hasil dari destilasi. Hidrasi asam ini sangat eksotermik.

Gugus hidroksil dari alkohol adalah gugus pergi yang jelek (-OH), tetapi protonasi oleh

katalis asam mengkonversinya menjadi gugus pergi yang baik (H2O). Langkah kedua,

hilangnya air dari alkohol terprotonasi membentuk karbokation. Karbokation yang

merupakan asam yang sangat kuat (Wade, 2006). Setiap basa lemah seperti H2O atau HSO4-

memindahkan satu proton dari karbon β (karbon yang berdekatan dengan karbokation),

membentuk alkena dan katalis asam terbentuk kembali (Bruice, 2001).

Alkohol digunakan sebagai pelarut dan reagensia dalam dunia industri. Alkohol

mempunyai titk didih yang tinggi dibandingkan alkana-alkana yang jumlah atom C nya sama.

Hal ini disebabkan antara molekul alkohol membentuk ikatan hidrogen. Selain dipengaruhi

oleh ikatan hidrogen, kelarutan alkohol juga dipengaruhi oleh panjang pendeknya gugus alkil,

banyaknya cabang, dan banyaknya gugus hidroksil yang terikat pada atom karbon. Semakin

banyak cabang pada alkohol, semakin rendah titik didihnya. Rumus umum alkohol R-OH,

dengan R adalah suatu alkil baik alifatik maupun siklis (Suminar,1990).

Alkohol primer bereaksi eliminasi dengan lambat yaitu E2. Alkena yang terbentuk

dalam H2SO4 pekat dan panas dapat mengalami isomerisasi dan reaksi-reaksi lain. Oleh

karena itu, biasanya alkohol primer tidak berguna dalam pembuatan alkena. Alkohol

sekunder menjalani eliminasi lewat jalan E1 dipanasi bersama asam suatu asam kuat,dan

dapat terjadi penataan-ulang karbokation sebagai sebagai zat antara, kecuali dalam kasus-

kasus sederhana. Alkohol tersier mengalami eliminasi dengan cepat melalui karbokation (E1)

bila diolah dengan suatu asam kuat (Fessenden and Fessenden, 1989).

H2SO4 pekat

H2SO4 pekat

H2SO4 pekat

Tersier : (CH3)3COH (CH3)2C=CH2 + H2O

Sekunder : (CH3)3COH (CH3)2C=CH2 + H2O

Primer : CH3CH2OH CH2=CH2 + H2O

(Fessenden and Fessenden, 1989).

Meskipun seringkali katalis untuk dehidrasi yang dipilih adalah asam sulfat, namun

asam kuat apa saja dapat menyebabkan dehidrasi suatu alkohol. Alkohol tersier mudah

mengalami eliminasi, cukup dengan menghangatkannya bersama H2SO4 pekat akan

dihasilkan alkena. Eliminasi merupakan suatu reaksi samping yang prevalen (lebih kuat)

dalam reaksi subtitusi antara alkohol tersier dan HX (Fessenden and Fessenden, 1989).

Reaksi dehidrasi alkohol dengan katalis asam pada kondisi yang tepat dapat

menghasilkan reaksi eliminasi dan pada kondisi yang lainnya menghasilkan eter (alkohol

primer). Dehidrasi alkohol tertentu dapat menghasilkan dua alkena berbeda, misalnya 2-

metil-2-butanol menghasilkan 2-metil-1-butena dan 2-metil-2-butena yang lebih dominan

(Sjaifullah,1999:88). Ketika lebih dari 1 produk terbentuk, maka produk mayor adalah alkena

yang lebih tersubtitusi karena alkena yang lebih tersubtitusi sifatnya lebih stabil (Bruice,

2001).

MekanismeReaksi

Tahap 1:

60o

t-butil alkool suatu alkohol

tersier

metilpropena(isobutilena)

100o

2-propanolSuatu alkohol

sekunder

Propena(propilena)

180o

etanolsuatu alkohol

primer

etena(etilena)

Tahap 2:

Alat

Set alat destilasi, pemanas listrik, gelas ukur 50 ml, thermometer, pipet mohr, piknometer dan

penangas air.

Bahan

H2SO4 pekat, 2-heksanol atau sikloheksanol, MgSO4 anhidrat dan larutan 5% Br2 dalam n-

oktanol.

ProsedurKerja

20 mL sikloheksanol

- Dimasukkan ke dalam labu destilasi.

- Ditambahkan beberapa potong batu didih.

- Ditambahkan tetes demi tetes 3,3 mL H2SO4 pekat ke dalam labu

sambil selalu digoyang.

- Didistialsi campuran secara perlahan-lahan di atas pengangas listrik.

- Dihentikan destilasi saat suhunya mencapai 900C.

- Ditambahkan 5 gram MgSO4anhidrat pada distilat yang diperoleh.

- Dipisahkan cairannya dengan dekantasi secara berhati-hati.

- Diidentifikasi destilat dengan mengukur titik didih, massa jenisnya dan

ikatan rangkap.

- Diidentifikasi hasil ikatan rangkap melalui reaksi brom atau KMnO4.

- Dibandingkan nilainya dengan alkohol.

Hasil

Siapkan satu set alat destilasi yang terdiri dari labu destilasi 100 mL dan dihubungkan

dengan air pendingin dan labu erlenmeyer yang ditaruh dalam es sebagai penampung

destilat. Dimasukkan 20mL sikloheksanol ke dalam labu destilasi dan ditambahkna beberapa

potong batu didih. Tambahakan 3,3mL H2SO4 pekat tetes demi tetes ke dalam labu sambil

digoyang. selanjutnya didestilasi campuran secara perlahan di atas pemanas listrik hingga

suhunya mencapai 90◦C. kemudian tambahakn MgSO4 anhidrat pada destilat yang diperoleh

dan didekantasi secara hati – hati. Identifikasilah destilat yang diperoleh dengan mengukur

titik didih, massa jenis dan identifikasi ikatan rangkap melalui reaksi dengan brom atau

KMnO4. Bandingkan nilainya dengan alkohol pada literatur.

Waktu yang dibutuhkan

No. Kegiatan Waktu

1 Mencampurkan sikloheksanol dan H2SO4 5 menit

2 Destilasi 90 menit

3 Menentukan massa jenis destilat 15 menit

4 Menentukan titik didih destilat 10 menit

5 Mereaksikan destilat dengan brom 5 menit

6 Mereaksikan destilat dengan KMnO4 2 menit

Total 127 menit

Data dan Perhitungan

a. Data

1 Volume awal sikloheksanol 20 ml

2 Massa jenis sikloheksanol 160 g/ml

3 Mr sikloheksanol 100 g/mol

4 Titik didih sikloheksanol 160 oC

5 Mr sikloheksena 82 g/mol

6 Volume destiat (sikloheksena) 0,65 ml

7 Massa sikloheksena 0,4045 g

8 Massa jenis sikloheksena 0,632 g/ml

9 Titik didih sikloheksena 83oC

b. Perhitungan

Rendemen :

ρ sikloheksanol = 0,94 g/ml

Mr sikloheksanol = 100 g/mol

ρ sikloheksena = 0,81 g/ml

Mr sikloheksena = 82 g/mol

ρ sikoheksanol = mv

0,94 g/ml = m

20 ml

m sikoheksanol = 18,8 g

C6H11O6 + H2SO4 C6H10 + H2O

M 0,188 mol - -

R 0,188 mol 0,188 mol 0,188 mol

S - 0,188 mol 0,188 mol

Mol sikloheksena = 0,188 mol

0,188 mol = m

82 g /mol

m = 15,416 g

Rendemen = v percobaan

v teoritis x 100% = 0,65 ml

19,03ml x 100% = 3,41%

Hasil

No Perlakuan Keterangan

1. Sikloheksanol 20 ml + batu

didih + H2SO4 3,3 ml ( tetes

demi tetes) dan dikocok

Terjadi perubahan warna dari

tak berwarna menjadi

berwarna hitam

ρ sikoheksena = mv

0,81 g/ml = 15,416 g

v V = 19,03 ml

n sikloheksanol = mMr

n sikloheksanol = 18,8 g

100 g /mol = 0,188 mol

2. Proses destilasi Berlangsung selama 1 jam 30

menit menghasilkan destilat

putih keruh

3. Destilat + MgSO4 5 gram Air terkandung dalam destilat

terikat oleh MgSO4 dan

destilat menjadi bening

sebanyak 0,65 ml

4. Identifikasi destilat :

a. Massa destilat 1 mL 0,4054 gram

b. Titik didih 83oC

c. Reaksi dengan KMnO4 Berwarna coklat kehitaman

setelah ditambahkan

sebanyak 2 tetes

d. Reaksi dengan Br2 Sampel menjadi satu fasa

setelah ditambahkan bromin

sebanyak 30 tetes

5. Dibandingkan dengan sikloheksanol :

a. Titik didih 160oC

b. Reaksi dengan KMnO4 Tidak bereaksi dengan

KMnO4 , warna yang

dihasilkan ungu, jumalah

tetesan 1 tetes

c. Reaksi dengan Br2 Terbentuk dua fasa yaitu

putih keruh dan tak berwarna,

jumlah tetesan sebanyak 4

tetes

Pembahasan Hasil

Percobaan kali ini yaitu mengenai sintesis alkena dari reaksi dehidrasi alkohol.

Dehidrasai alkohol menurut Wade (2006), merupakan metode umum untuk membuat alkena.

Secara garis besar, dehidrasi berarti pelepasan air. Lepasnya H2O diikuti dengan hilangnya

proton akan menghasilkan alkena. Alkohol yang akan digunakan untuk sintesis alkena adalah

sikloheksanol.

Dehidrasi sikloheksanol dengan sebanyak 20 mL sikloheksanol direaksikan tetes demi

tetes dengan H2SO4 sebanyak 3,3 mL didalam labu alas bulat yang diberi batu didih. Batu

didih berfungsi untuk mengurangi panas dalam larutan akibat reaksi maupun larutan.

Penggoyangan labu alas bulat ketika di teteskan H2SO4 bertujuan agar larutan menjadi

homogen. Reaksi yang terjadi yaitu perubahan warna larutan sikloheksanol yang menjadi

warna hitam serta terasa hangat (reaksi eksoterm). Alkohol dicampurkan dengan H2SO4

sebagai agen dehidrasi, kemudian dididihkan dalam proses destilasi. Alkena mendidih pada

suhu yang lebih rendah daripada alkohol karena adanya ikatan hidrogen pada alkohol. Alkena

adalah hasil dari destilasi. Hidrasi asam ini sangat eksotermik (Wade, 2006). Prinsip destilasi

adalah pemisahan suatu senyawa dari campurannya berdasarkan perbedaan titik didihnya.

Suhu yang digunakan pada destilasi percobaan ini adalah 90oC, karena senyawa yang akan

dimurnikan adalah sikloheksena dari campuran senyawa lainnya, dimana suhunya lebih

rendah dari senyawa alkohol. Apabila suhu yang digunakan saat destilasi lebih dari 90oC

maka senyawa lain yang akan dihasilkan.

Sikloheksanol merupakan alkohol sekunder, dimana alkohol sekunder menurut

Fessenden and Fessenden (1989), mengalami eliminasi dua tahap atau E1 apabila dipanasi

bersama asam suatu asam kuat dan dapat terjadi penataan-ulang karbokation sebagai sebagai

zat antara. Reaksinya sebagai berikut:

Tahap 1:

Tahap 2:

Gugus hidroksil dari alkohol adalah gugus pergi yang jelek (-OH), tetapi protonasi oleh

katalis asam mengkonversinya menjadi gugus pergi yang baik (H2O). Langkah kedua,

hilangnya air dari alkohol terprotonasi membentuk karbokation. Karbokation yang

merupakan asam yang sangat kuat (Wade, 2006). Setiap basa lemah seperti H2O atau HSO4-

memindahkan satu proton dari karbon β (karbon yang berdekatan dengan karbokation),

membentuk alkena dan katalis asam terbentuk kembali (Bruice, 2001). Reaksi ini disebut

dehidrasi alkohol karena sikloheksanol yang bereaksi dengan asam akan berubah menjadi

gugus alkena yaitu sikloheksena. Penambahan H2SO4 menyebabkan larutan yang semula tidak

berwarna berubah menjadi kuning kecoklatan yang kemudian berubah menjadi coklat

kehitaman.

Larutan kemudian didestilasi selama kurang lebih 1 jam 30 menit dengan suhu yang

dijaga 90oC. Sikloheksanol memiliki titik didih 160oC, sehingga suhu untuk destilasi yang

digunakan adalah 90oC, karena apabila suhu yang dinaikkan hingga 160oC maka larutan yang

menguap ialah sikloheksanol. Selain itu asam sulfat juga dapat bersifat sebagai agen

pengoksidasi kuat yang akan menghasilkan produk samping. Proses dari pemanasan yang

tinggi membuat produk menjadi tidak murni akibat terbentuk senyawa hasil oksidasi.

Destilasi dihentikan sampai menghasilkan destilat sebanyak 0,65 mL.

Pengujian yang pertama ialah mengidentifikasi massa jenis destilat. Volume destilat

yang diperoleh adalah 0,65 mL dengan massa 0,4054 g. Massa jenis destilat dapat diperoleh

dengan membagi massa destilat per volume destilat sehingga didapat massa jenis destilat

(sikloheksena) sebesar 0,623 g/mL. Menurut literatur massa jenis sikloheksena sebesar 0,81

g/mL. Nilai ini tidak mendekati dari literatur yang ada karena proses destilasinya sendiri

dilakukan ulang dengan alat yang berbeda. Destilasi pertama membutuhkan waktu yang lama

karena kurang berhasil menggunakan panci untuk mendidihkan larutan, sehingga destilasinya

dilanjutkan tetapi menggunakan mantel set destilasi berbeda sebagai pemanas, baru larutan

cepat mendidih dan terbentuk destilat.

Pengujian yang kedua ialah identifikasi titik didih destilat. Destilat yang diperoleh

dimasukkan kedalam pipa kapiler dan diletakkan di dalam pemanas. Larutan ditunggu

beberapa menit sampai larutan mendidih. Berdasarkan hasil percobaan destilat mendidih pada

suhu 83oC Berdasarkan hasil literatur sikloheksena memiliki titik didih 83oC. Hal ini sesuai

dengan literatur yang ada.

Pengujian yang ketiga ialah identifikasi ikatan rangkap pada destilat. Identifikasi ini

dilakukan sebanyak dua kali. Pertama menambahkan KMnO4 pada destilat dan yang kedua

mencampurkan Br2 pada destilat. Destilat yang dicampur dengan KMnO4 sebanyak 2 tetes

menyebabkan larutan yang semula tidak berwarna membentuk endapan coklat dan larutan

kekuningan. Sikloheksanol yang murni juga dicampur dengan KMnO4 sebagai pembanding

dengan destilat, tidak bereaksi dan tetap berwarna ungu. Hasil pencampuran tersebut berbeda

dengan destilat yang telah direaksikan dengan KMnO4. Berdasarkan hasil pengamatan dapat

disimpulkan bahwa destilat yang dihasilkan memiliki ikatan rangkap, karena ada endapan

coklat. Berikut reaksinya :

Pengujian ikatan rangkap berikutnya dengan uji brom yaitu dengan mereaksikan

destilat dan Br2. Prosedur yang dilakukan sama dengan yang dilakukan saat pencampuran

KMnO4. Destilat yang dicampurkan dengan Br2 terbentuk 1 fase berwarna sedikit keputihan.

Pengujian sikloheksanol yang murni juga dicampur dengan Br2 ternyata mengalami

pembentukan 2 fase bagian bawah berwarna kuning dan bagian atas tidak berwarna. Hal ini

disebabkan halida bercampur dengan alkohol membentuk alkil halida sehingga reaksi terjadi

dan membentuk dua fase. Pengamatan ini membuktikan bahwa destilat tersebut memiliki

ikatan rangkap karena membentuk 1 fase. Berikut reaksinya :

Sikloheksanol juga dilakukan pengujian terhadap uji brom serta uji menggunakan

KMnO4 sebagai pembanding dengan destilat yang dihasilkan, untuk membuktikan bahwa

produk yang terbentuk tidak sama. Sikloheksanol yang diuji menggunakan KMnO4 sebanyak

1 tetes pada sikloheksanol tidak menunjukkan reaksi positif, warna larutan tetap berwarna

ungu. Sedangkan sikloheksanol yang diuji dengan brom sebanyak 4 tetes hasilnya terbentuk 2

fase, karena tidak adanya ikatan rangkap dalam sikloheksanol.

Berdasarkan dentifikasi yang dilakukan diatas, sikloheksanol yang direaksikan dengan

asam kuat menghasilkan gugus alkena yaitu sikloheksena. Terbukti dengan identifikasi pada

masing-masing senyawa sikloheksanol dengan destilat menunjukkan suatu sifat senyawa

yang berbeda. Uji massa jenis, titik didih destilat serta identifikasi ikatan rangkap pada 2

pengujian diatas memperkuat data bahwa destilat yang diperoleh memiliki ikatan rangkap.

Ikatan rangkap yang sangat mungkin terjadi membentuk gugus alkena yakni sikloheksena.

Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:

1. Dehidrasi sikloheksanol menghasilkan sikloheksena dengan penambahan asam dan

pemanasan suhu 90oC, mekanisme reaksinya dengan eliminasi dua tahap yaitu E1.

2. Uji massa jenis sikloheksena sebesar 0,632 g/ml, titik didih sebesar 83oC dan rendemen

yang dihasilkan sebanyak sebanyak 3,41%.

3. Identifikasi adanya ikatan rangkap dilakukan dengan cara mereaksikan destilat dengan

KMnO4 dan Br2. Hasil yang diperoleh menunjukkan ikatan rangkap pada destilat, yaitu

berwarna coklat endapan hitam pada penambahan KMnO4 dan terbentuk 1 fase pada

penambahan Br2.

Referensi

Bruice. P. Y. 2011. Organic Chemistry 4th Edition. London: Prentice-Hall, Inc.

Sari, P. S. 2014. Penerapan Strategi Pembelajaran Aktif Tipe Prediction Guide Dalam

Meningkatkan Hasil Belajar Siswa Pada Mata Pelajaran Kimia Di Sma Negeri 1

Bangkinang Barat Kabupaten Kampar. Pekanbaru: Universitas Islam Negeri Sultan

Syarif Kasim Riau.

Sjaifullah, A. 1999. Buku Ajar Kimia Organik 2. Jember: Universitas Jember.

Suminar, A. 1987. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Edisi keempat Jilid 2. Jakarta:

Erlangga.

Tim penyusun. 2015. Petunjuk Praktikum Sintesis Senyawa Organik. Jember: Universitas

Jember.

Wade, L. G. 2006. Organic Chemistry Sixth edition. New Jersey: Pearson Education

International.

Yurkanis, B Paula. 2001. Organic Chemistry Third Edition. New Jersey: Prentice-Hall inc.

Saran

Saran untuk praktikum kali ini yaitu agar penggunaan rangkaian alat destilasi

sebaiknya menggunakan mantel pemanas bukan menggunakan panci sebagai pemanas,

karena akan lama untuk mendidihnya.

Nama Praktikan

Berta Yuda Sisilia Putri (131810301051)