BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Senyawa halogen organik banyak digunakan secara luas dalam masyarakat

modern sebagai pelarut, insektisida, dan bahan sintesis senyawa organik lainnya.

Suatu kelarutan didefinisikan sebagai besaran kuantitatif konsentrasi zat terlarut

dalam larutan jenuh pada suhu tertentu yang juga bergantung pada sifat fisika dan

kimia zat pelarut dan zat terlarut, pH larutan, dan tekanan dengan jumlah lebih

kecil. Bila suatu pelarut sampai pada batas daya melarutkannya, larutan ini disebut

larutan jenuh.

Adapun jenis-jenis pelarut yang digunakan untuk melarutkan adalah pelarut

polar yang melarutkan zat terlarut ionik dan zat polar lain dan pelarut nonpolar.

Aksi pelarut dan cairan nonpolar seperti hidrokarbon berbeda dengan zat polar.

Pelarut nonpolar tidak dapat mengurangi gaya tarik menarik antara ion elektrolit

kuat dan lemah karena tetapan dielektrik pelarut yang rendah. Oleh karena itu, zat

terlarut ionik dan polar tidak dapat larut atau hanya dapat larut sedikit dalam pelarut

nonpolar. Terakhir pelarut semipolar, seperti keton dan alkohol dapat menginduksi

suatu derajat polaritas tertentu dalam molekul pelarut nonpolar, sehingga dapat

larut dalam alkohol.

Semua unsur dalam tabel berkala dapat membentuk halida, kecuali pada

unsur He, Ne, dan Ar. Halida seringkali dikenal sebagai senyawaan yang paling

baik dan paling mungkin berada dalam tingkat oksidasi. Terdapat juga kimiawi

senyawaan halogen organik yang luas dan beragam seperti fluor, Berdasarkan

uraian di atas, maka dilakukanlah percobaan ini.

1.2 Maksud dan Tujuan Percobaan

1.2.1 Maksud Percobaan

Adapun maksud dilakukan percobaan ini adalah mengetahui reaktifitas

beberapa senyawa halogen organik dan fungsinya sebagai pelarut.

1.2.2 Tujuan Percobaan

Adapun tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetehui kelarutan dan

reaktifitas senyawa-senyawa halogen organik.

1.3 Prinsip Percobaan

Prinsip dari percobaan ini adalah kelarutan suatu senyawa halogen

organikditentukan melalui reaksinya dengan senyawa polar dan non polar serta

reaktifitasnya ditentukan melalui reaksi dengan AgNO3/alkohol dan NaI/aseton.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Halokarbon atau senyawa organik halida adalah sekelompok senyawa

organik yang mengadung fluor, klor, brom, dan iodo yang terikat secara kovalen.

Senyawa ini memiliki rumus umum R-X. Walaupun sangat sedikit halokarbon

dijumpai alam, senyawa ini mudah dibuat dan banyak dimanfaatkan sebagai

anestetika dan insektisida (Willbraham dan Matta, 1992).

Senyawa yang mengandung hanya karbon, hidrogen, dan suatu atom

halogen, dapat dibagi dalam tiga kategori yaitu alkil halida, aril halida (dalam mana

sebuah halogen terikat pada sebuah karbon dari suatu cincin aromatik) dan halida

vinilik (dalam mana sebuah halogen terikat pada sebuah karbon berikatan rangkap).

Berikut beberapa contoh (Fessenden dan Fessenden, 1990).

Alkil halida (R-X):

Aril halida (ArX):

Halida vinilik:

R telah difinisikan sebagai lambang umum untuk sebuah gugus alkil. Serupa pula,

Ar ialah lambang untuk sebuah gugus aromatik atau aril. Atom halogen (F, Cl, Br,

atau I) dapat diwakili oleh X. Dengan menggunakan lambang umum, maka alkil

halida ialah RX, dan aril halida seperti bromobenzeena (C6H5Br) ialah ArX.

iodometana kloroetana

(PCB) polychlorinated biphenylbromobenzena

kloroetana2-bromo-2-butena

Ikatan sigma karbon-karbon terbentuk oleh saling menindihnya satu orbital

atom halogen dan suatu orbital hibrida atom karbon. Tak dapat dipastikan

mengenai ada tidaknya hibrididasi atom halogen dalam suatu halida organik,

karena sebuah halogen hanya membentuk suatu ikatan kovalen dan karena tak

terdapat sudut ikatan di sekitar atom ini. Namun, karbon menggunakan orbital

hibrida yang sama tipenya untuk mengikat halogen, hidrogen maupun atom karbon

lain (Fessenden dan Fessenden, 1990).

Alkil halida (RX) dapat diklasifikasikan oleh jumlah atom karbon yang

terikat pada atom karbon yang mengandung halogen. Kita akan menamai klasifikasi

ini bila kita membicarakan reaksi-reaksi dari alkil halida. Sebuah metil halida

(CH3X) tidak mengandung atom karbon lain yang terikat pada karbon C-X. Alkil

halida primer (1°) mengandung sebuah karbon yang terikat pada karbon C-X. Alkil

halida sekunder (2°) mengandung dua karbon yang terikat karbon C-X. Alkil halida

tersier (3°) mengandung tiga atom karbon terikat karbon C-X. Klasifikasi ini sama

seperti pada karbokation (Fessenden dan Fessenden, 1997).

Aril halida adalah zat antara sintetis yang memiliki banyak kegunaan dalam

kimia organik. Kegunaan dari aril halide ini, gugus fungsinya dapat dimanfaatkan

dalam berbagai reaksi seperti cross-coupling, digunakan untuk pembentukan reagen

organologam atau bertindak sebagai prekursor untuk generasi intermediet radikal

bebas . Aril Halida sering digunakan sebagai sintetis penting misalnyaobat-obatan

dan bahan kimia pertanian Sintesis regioselective dari turunan aril halida yang

mengandung isotop radioaktif halogen juga penting untuk aplikasi medis).

Sifat-sifat halida aril sangat tergantung pada atom halogen. Kekuatan ikatan C-X

menurun signifikan untuk ukuran atom halogen meningkat dari atom F ke I

(Sheppard, 2009).

Sifat fisik dari senyawa ini yaitu kecuali atom fluor, atom-atom halogen

lainnya, lebih berat dari pada atom-atom lain yang bisa ada dalam senyawa organik.

Karena beratanya ini, atom-atom halogen mempengaruhi berat jenis dari senyawa

organik tersebut. Pelarut-pelarut biasa yang mengandung halogen (CH2Cl2, CHCl3,

CCl4, Cl2C=CHCl) lebih berat dari air sehingga mengendap ke bawah bila dicampur

dengan air. Sifat ini kebalikan dari alkana yang lain, yang akan mengapung dalam

air. Atom halogen yang besar mudah terpolarisasi. Polarisasi ini akan menyebabkan

penguraian dari muatannya sehingga terbentuk molekul halogen organik dan ini

akan menyebabkan gaya tarik-menarik intramolekul lebih besar. Gaya tarik-

menarik yang besar antara molekul halohen organik ini menyebabkan titik leleh dan

titik didihnya lebih besar dibandingkan haloalkana (Fessenden dan Fessenden,

1997).

Senyawa halogen organik tidak cukup polar untuk dapat larut dalam air, tetapi

dapat larut dalam pelarut organik yang sedikit polar seperti etanol dan benzena.

Aturan IUPAC dalam penamaan halokarbon serupa dengan alkana

tersubtitusi, kecuali bahwa gugus halogen harus ditambahkan dalam

perbendaharaan subtituen seperti yang ditunjukkan pada tabel 2.1. Nama biasa

untuk beberapa halokarbon sederhana masih sering digunakan. Nama biasa ini

terdiri dari dua bagian. Bagian pertama menamai bagian molekul hidrokarbon

sebagai gugus alkil, misalnya etil dan metal. Bagian kedua menamai

halogenseakan-akan unsur ini sebuah ion. Contohnya adalah metil klorida, CH3Cl.

Tetapi perlu diingat, ikatan dalam halokarbon ialah kovalen, bukan ikatan ion

(Willbraham dan Matta, 1992).

Senyawa organo halogen paling umum digunakan sebagai pereaksi untuk

reaksi subtitusi nukleofilik untuk sintesa berbagai golongan senyawa dengan reaksi

umum sebagai berikut (Sitorus, 2010).

R-X + Nu-/Nu: R-Nu + X-

Nu-/Nu = nukleofil, gugus masukX- = gugus pergi

Dengan demikian, maka reaksi subtitusi nuklefilik (Sn) adalah reaksi penggantian

suatu gugus negatif (nukleofil artinya suka nukleo/positif) dengan suatu nukleofil

lain (spesi bermuatan negatif atau yang mempunyai pasangan elektron bebas).

Persyaratan yang harus dipenuhi agar reaksi subtitusi nukleofilik dapat

berlangsung adalah kekuatan nukleofil dari gugus masuk (Nu-) lebih kuat

dibandingkan dengan gugus pergi (X-). Nukleofilitas adalah setara dengan sifat

basa (basasitas) (konsep Lewis), namun yag perlu dipahami bahwa nukleofilitas

adalah aktivitas terhadap ion karbonium (C+) sedangkan basasitas adalah aktivitas

terhadap proton (H+). Urutan nukleofilitas dari beberapa nukleofil berikut (Sitorus,

2010).

CH3COOH < H2O < CH3COO- < C6H5O- < HO-< CH3O

Tabel 2.1 Nama halogen sebagai subtituen

Asam lemah Basa kuat

Kekuatan nukleofil

Halogen Nama Subtituen

fluor fluoro-

klor kloro-

brom bromo-

iod iodo-

KP [Nu….R….X]

reaksi

Ea

R-Nu + X-

R-X + Nu-

Koordinat reaksi

E

Nukleofilitas juga dipengaruhi oleh kesesakan (halangan) ruang atau lebih dikenal

dengan efek sterik. Halogen adalah gugus pergi yang sangat baik (nukleofilitas

paling rendah) maka alkil halide umum digunakan sebagai pereaksi Sn.

Reaksi subtitusi nuklofilik terdiri dari dua jenis yaitu subtitusi nukleofilik

bimolekuler (Sn-2) dan subtitusi nukleofilik unimolekuler (Sn-1). Reaktan yang

lazim digunakan untuk reaksi subtitusi nukleofilik adalah organo halide karena ion

halogen (X-) adalah merupakan nukleofil yang sangat lemah (gugus pergi) yang

baik (Sitorus, 2010).

1. Subtitusi Nukleofilik Bimolekuler (Sn-2)

Reaksi umumnya dituliskan sebagai berikut

R-X + Nu- R-Nu + X-

Mekanisme reaksinya adalah satu tahap atau merupakan reaksi serentak yaitu

pemutusan ikatan reaktan dan pembentukan ikatan pada produk berlangsung secara

bersamaan (simultan).

Digram (profil) energi reaksinya adalah sebagai berikut.

Kedua reaktan terlibat dalam keadaan peralihan, sehingga reaksi merupakan reaksi

tingkat dua (2), tanpa melalui intermediet/zat antara dan berlangsung satu tahap.

Koordinat reaksi

E

1. Subtitusi Nukleofilik Unimolekuler

Kecepatan (laju) reaksi Sn-1 hanya dipengaruhi oleh (R-X) sehingga reaksi

berlangsung dalam dua tahap atau orde satu (1) dengan persamaan laju reaksi

yaitu r=k[R-X]. Reaksinya adalah sebagai berikut.

a. Pembentukan ion karbonium sebagai intermediet (I).

Tahap ini berlangsung lambat karena membentuk spes yang tidak stabil (ion

karbonium) dan merupakan langkah penentu laju reaksi

b. Serangan nukleofil terhadap ion karbonium

Reaksi ini berlangsung cepat yang merupakan reaksi asam basa

Digram (profil) energi reaksinya adalah sebagai berikut.

Jenis reaksi apakah berlangsung melalui Sn-2 atau Sn-1 tergantung dari halangan

ruang (efek sterik) dari alkil halide. Bila makin besar halangan steriknya maka

reaksi subtitusi mengarah ke mekanisme Sn-1.

Tidak semua senyawa organik dapat diperoleh secara isolasi langsung dari

sumbernya, sehingga untuk mendapatkan senyawa-senyawa tersebut harus dibuat

secara sintesis seperti asetil klorida, trifenil methanol dan trifenil metil klorida.

Ea1

…………………………..…

Ea2

∆ H reaksi R-Nu + X-

R-X + Nu-

Kp1

Kp2

…..……………………………

R+ (l)

Trifenil metil klorida adalah senyawa organik termasuk golongan senyawa alkil

halida tersier di mana ketiga gugus alkil diganti oleh gugus fenil. Senyawa ini

mudah terhidrolisis oleh air, sehingga tidak dapat diperoleh dalam keadaan bebas di

alam. Oleh karena itu jika akan diperlukan maka senyawa tersebut harus dibuat

secara sintesis (Widiyati, 2006).

Penyebaran senyawa organo logam di alam sangat terbatas misalkan

senyawa organo Iodium terdapat dalam sejenis ganggang laut. Beberapa

contoh dasar reaksi pembuatan senyawa organo logam seperti reaksi radikal bebas

terhadap hidrokarbon, subtitusi nukleofilik, dan halogenasi benzena dan turunanya

(Sitorus, 2010).

BAB III

METODE PERCOBAAN

3.1 Bahan Percobaan

Bahan- bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah NaI/aseton,

AgNO3/alkohol, benzil klorida, kloroform, minyak, mentega, air, kloro benzena,

diklorometan, dan karbon tetraklorida (CCl4).

3.2 Alat Percobaan

Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu, tabung reaksi, spritus, rak

tabung reaksi dan pipet tetes.

3.3 Prosedur Percobaan

3.3.1 Reaksi dengan CCl4 dan CHCl3

Disiapkan tiga buah tabung reaksi yang masing-masing tabung reaksi diisi

dengan 0,5 mL CCl4. Kemudian ditambahkan air pada tabung (1), minyak pada

tabung (2), dan mentega yang sudah dicairkan pada tabung (3). Selanjutnya

dikocok dan diperhatikan kelarutannya serta dicatat perubahan yang terjadi.

Dikerjakan sesuai dengan prosedur sebelumnya dengan menggunakan CHCl3.

3.3.2 Reaksi dengan AgNO3/alkohol dan NaI/aseton

Disiapkan empat buah tabung reaksi yang masing-masing diisi dengan 1 mL

AgNO3/alkohol yang berkadar 2 %. Kemudian ditambahkan 1-2 tetes kloro benzen

pada tabung (1), kloroform pada tabung (2), benzil klorida pada tabung (3) dan

diklorometan pada tabung (4). Kemudian dikocok agak kuat dan diamati serta

dicatat perubahan yang terjadi. Dikerjakan sesuai dengan prosedur sebelumnya,

dengan menggunakan NaI/aseton.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan

4.1.1 Tabel Pengamatan

A. Kelarutan Senyawa Halogen Organik

BahanKelarutan dalam Keterangan

CCl4 CHCl3

Air 2 fasa 2 fasa nonpolar

Minyak 1 fasa 1 fasa semipolar

Mentega 1 fasa 1 fasa semipolar

B. Reaksi-Reaksi Senyawa Halogen Organik

ZatPerubahan yang terjadi Keterangan

AgNO3/Alkohol NaI/aseton

Benzil klorida

terjadi perubahan warna bening menjadi

keruh, terdapat endapan

tidak bereaksi tidak bereaksi

Kloro benzentidak ada perubahan

yang terjaditidak bereaksi tidak bereaksi

Kloroform tidak ada perubahan

yang terjaditidak bereaksi tidak bereaksi

Diklorometanatidak ada perubahan

yang terjaditidak bereaksi tidak bereaksi

4.1.2 Reaksi

A. Kelarutan Senyawa Halogen Organik

1. Kelarutan CCl4 dalam air, minyak dan mentega

a. Dalam air

H2O + CCl4

b. Dalam minyak

c. Dalam mentega

2. Kelarutan CHCl3 dalam air, minyak dan mentega

a. Dalam air

H2O + CHCl3

b. Dalam minyak

c. Dalam mentega

B. Reaksi reaksi Senyawa Halogen Organik

1.

2.

3. CHCl3 + AgNO3 CHCl2NO3 + AgCl

4. C2H5Br + AgNO3 C2H5NO3 + AgBr

5.

6.

7. CHCl3 + NaI

8. C2H5Br + NaI

4.2 Pembahasan

4.2.1 Kelarutan Senyawa Halogen Organik

Pada percobaan senyawa halogen organik terdapat dua tahap prosedur kerja

yang akan dilakukan. Percobaan 1 dilakukan untuk mengetahui kelarutan suatu

senyawa halogen organik. Bahan senyawa halogen organik yang digunakan, yaitu

CCl4 dan CHCl3 yang direaksikan dengan air, minyak, dan mentega cair. Telah

diketahui bahwa air bersifat polar, sedangkan minyak dan mentega cair bersifat

semipolar. CCl4 dan CHCl3 tidak larut dalam air melainkan kedua senyawa tersebut

putih

putih

tenggelam di dasar wadah, terbentuk 2 fasa dimana air di atas dan CCl4 dan CHCl3

berada di bawah. Hal tersebut terjadi sebab kedua senyawa tersebut bersifat

nonpolar sedangkan air bersifat polar sehingga menyebabkan kedua senyawa

tersebut tidak larut dan juga dikarenakan kedua senyawa tersebut mempunyai berat

molekul yang lebih berat dari pada air (1 g/cm3) sehingga menyebabkan CHCl3 (1,6

g/cm3) dan CCl4 ( >1 g/cm3) tenggelam atau berada di dasar tabung. Sedangkan,

ketika CHCl3 dan CCl4 yang masing-masing direaksikan dengan minyak dan lemak

terlihat bahwa kedua senyawa tersebut larut dalam minyak dan lemak yang

disebabkan karena antara CHCl3 dan CCl4 dengan minyak dan lemak dapat

membentuk ikatan yang disebabkan karena CHCl3 dan CCl4 bersifat semipolar,

begitupun pada minyak dan mentega bersifat semipolar.

4.2.2 Reaksi Senyawa Halogen Organik

Percobaan 2 dilakukan untuk mengetahui kereaktifan senyawa halogen

organik digunakan AgNO3/alkohol dan NaI/aseton, di mana pada reaksi

AgNO3/alkohol dengan benzil klorida, kloroform, kloro benzena, dan

diklorometana, masing-masing reaksi menghasilkan endapan putih dan cepat

beraksi. Urutan senyawa yang cepat bereaksi yaitu benzil klorida > diklorometan >

kloroform > kloro benzene. Alkil halida lebih cepat bereaksi sebab mempunyai

kereaktifan dan keelektronegatifan yang rendah sehingga lebih mudah terlepas dan

digantikan oleh gugus lain. Berdasarkan tingkat kereaktifan dan keelektronegatifan

senyawa nonlogam yang seharusnya terlebih dahulu bereaksi adalah kloroform

bukan benzil klorida yang berdasarkan teori disebabkan oleh kloro benzen yang

merupakan kategori asil halida yang lebih reaktif dan lebih stabil. Namun, dalam

percobaan, hnaya Hanya benzil klorida yang bereaksi membentuk endapan dan

warnanya sangat keruh, sedangkan tiga senyawa lainnya tidak bereaksi dan tidak

membentuk endapan. Senyawa yang dikatakan bereaksi apabila termasuk dalam

salah satu ciri larutan yang diantaranya adalah terjadi perubahan warna, terbentuk

endapan, berwarna keruh, dan ada aromanya bila dicium. Kesalahan yang terjadi

mungkin karena bahan yang digunakan sudah tidak layak pakai. Reaksi antara

NaI/aseton dengan benzil klorida, kloro benzena, dan kloroform tidak terjadi reaksi

sebab I tidak dapat mendesak Cl karena Cl mempunyai kereaktifan dan

keelektronegatifan lebih besar dibanding I. Diklorometan mengalami reaksi dengan

perubahan warna dari bening menjadi kuning.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa

senyawa halogen organik (CCl4 dan CHCl3) tidak dapat larut dalam air, namun larut

dalam senyawa organik seperti minyak dan mentega sehingga senyawa halogen

organik (CCl4 dan CHCl3) termasuk senyawa semipolar. Senyawa halogen organik,

seperti klorobenzena dan kloroform tidak bereaksi dalam AgNO3 maupun NaI,

sedangkan benzil klorida dapat bereaksi dengan AgNO3 dan NaI membentuk

endapan putih dan keruh, begitupun pada diklorometana dapat bereaksi dengan NaI

menghasilkan perubahan warna menjadi kuning, namun diklorometana tidak

bereaksi ketika direaksikan dengan AgNO3.

5.2 Saran

Untuk praktikum selanjutnya, sebelum melakukan percobaan hendaknya

praktikan harus memahami tentang percobaan yang akan dilakukan serta teliti

dalam mengamati reaksi yang terjadi.

Untuk laboratorium, sebaiknya menyediakan alat dan bahan yang lebih

lengkap untuk praktikum kimia dan memperbaharui alat dan bahan, karena ada

beberapa bahan yang tidak layak pakai.

Untuk asisten yang mendampingi praktikan, haruslah lebih baik dalam

mengawasi dan menuntun praktikan dalam melakukan praktikum.

DAFTAR PUSTAKA

Fessenden R. J., dan Fessenden J. S., 1990, Kimia Organik Edisi Ketiga Jilid 1, Erlangga, Jakarta.

Fessenden R. J., dan Fessenden J. S., 1997, Dasar-dasar Kimia Organik, Binarupa Aksara, Jakarta.

Sheppard, T, D., 2009, Metal-Catalysed Halogen Exchange Reactions of Aryl Halides, The Royal Society of Chemistry Journal; 1043–1052.

Sitorus, M., 2010, Kimia Organik Umum, Graha Ilmu, Yogyakarta.

Widiyati, E., 2006, Kajian Pengaruh Suhu pada Sintesis Trifenil Metil Klorida dari Trifenil Metanol dan Asetil Klorida, Jurnal Gradien, 2(2); 179-182.

Willbraham, A. C., dan Matta, M. S., 1992, Pengantar Kimia Organik dan Hayati, Penerbit ITB, Bandung.

LEMBAR PENGESAHAN

Makassar, 18 April 2014

Asisten, Praktikan,

Muh. Syarif Aqa’id Andi Eka Kartika

NIM H311 08 885 NIM H311 13 305

BAGAN PERCOBAAN

A. Kelarutan Senyawa Halogen Organik

NB: diganti CCl4 dengan CHCl3

B. Reaksi-reaksi Senyawa Halogen Organik

NB: diganti AgNO3/Alkohol dengan NaI/Aseton

Hasil

- Dimasukkan dalam tiga tabung reaksi yang bersih dan kering

- Diberi beberapa tetes air pada tabung (1), minyak pada tabung (2), dan mentega cair pada tabung (3)

- Dikocok dan diperhatikan kelarutannya

CCl4 0,5 mL

Hasil

- Dimasukkan dalam empat tabung reaksi yang bersih dan kering

- Ditambahkan 1-2 tetes kloro benzen pada tabung (1), kloroform pada tabung (2), benzil klorida pada tabung (3), dan diklorometan pada tabung (4)

- Dikocok agak kuat dan diamati

- Dicatat perubahan yang terjadi

AgNO3/Alkohol 1 mL