Na0 Na+

Mg0 Mg2+

OKSIDASI SIKLOHEKSANOL

( K2.08-10 )

I. TUJUAN

Tujuan dari percobaan ini yaitu memahami reaksi oksidasi pada senyawa

organic dan menguasai tehnik sintesis sikloheksanon melalui reaksi oksidasi

sikloheksanol.

II. LATAR BELAKANG

Oksidasi Alkohol

Dalam kimia organik oksidasi di definisikan sebagai dilepaskannya electron

oleh suatu atom, sedangkan reduksi adalah diperolehnya electron oleh suatu atom.

Dalam reaksi organic, tidaklah selalu mudah untuk menentukan apakah sebuah

atom karbon “memperoleh” atau “kehilangan” electron. Namun oksidasi atau reduksi

senyawa organic adalah reaksi-reaksi biasa. Jika sebuah molekul memperoleh oksigen

atau kehilangan hydrogen, maka molekul itu teroksidasi.

Berikut ini sederetan senyawa menurut meningkatnya keadaan oksidasi karbon:

Meningkatnya keadaan oksidasi C

Perhatikan bahwa etilena dan etanol mempunyai tingkat oksidasi yang sama.

Hal ini tidak mengherankan karena selisih antara kedua molekul itu adalah sebuah

molekul air. Interkonversi antara etilena dan etanol tidak melibatkan reaksi oksidasi-

reduksi.

Alkohol dapat menjadi keton, aldehida atau asam karboksilat.

Beberapa zat pengoksidasi yang khas untuk oksidasi ini ialah:

1. Kalium permanganat basa: KMnO4 + -OH

2. HNO3 pekat dan panas

3. Asam kromat: H2CrO4 ( dibuat insitu dari CrO3 atau Cr2O7 dengan H2SO4 dalam air)

(reagensia jones)

4. Kromium trioksida (CrO3) yang dikomplekskan dengan piridina atau dengan HCl

Alkohol sekunder dioksidasi menjadi menjadi keton dengan hasil sangat bagus

oleh zat pengoksidasi standar (biasanya digunakan kondisi asam karena keton dapat

teroksidasi lebih lanjut dalam suasana basa) ( Fessenden and Fessenden., 1986 ).

Alkohol

Sikloheksanol memiliki gugus hidroksil dan merupakan suatu alkohol.

Alkohol dapat membentuk ikatan hydrogen antara molekul-molekulnya, maka titik didih

alcohol lebih tinggi daripada titik didih alkil halida atau eter, yang bobot molekulnya

sebanding. Alkohol berbobot rendah, larut dalam air, sedangkan alkil halide padanannya

tidak larut. Kelarutan dalam air sangat bergantung oleh ikatan hydrogen antara alcohol

dan air. Bagian hidrokarbon suatu alcohol bersifat hidrofob yakni menolak molekul-

molekul air. Makin panjang bagian hidrokarbon ini akan makin rendah kelarutannya

alcohol primer

aldehid

asam karboksilat

alcohol sekunder keton

δ+

δ-

dalam air. Bila rantai hidrokarbon cukup panjang, sifat hidrofob ini dapat mengalahkan

sifat hidrofil (menyukai air) gugus hidroksil. Bertambahnya gugus OH juga menaikkan

hidrofilisitas dan kelarutan ( Fessenden and Fessenden., 1986 ).

Keton

Sikloheksanon memiliki gugus karbonil dan merupakan suatu keton. Dalam

laboratorium, cara paling lazim untum mensintesis keton sederhana ialah dengan

oksidasi suatu alkohol.

mentol menton (84 %)

Keton merupakan gugus karbonil. Gugus karbonil bersifat polar, dengan

ekeltron-elektron dalam ikatan sigma dan terutama electron-elektron dalam ikatan phi,

tertarik ke oksigen yang lebih elektronegatif. Oksigen gugus karbonil mempunyai dua

pasang electron menyendiri. Semua sifat-sifat structural, ikatan phi, polaritas dan adanya

electron menyendiri, mempengaruhi sifat dan kereaktivan gugus karbonil.

Karena senyawa ini polar, dan karena itu melakukan tarik menarik dipole-

dipol antara molekul, keton mendidih pada temperature lebih tinggi daripada senyawa

nonpolar yang bobot molekulnya bersamaa. Secara terbatas, keton mensolvasi ion

(misalnya, NaI dapat larut dalam aseton).

Dengan adanya electron menyendiri pada oksigen, suatu senyawa karbonil

dapat memngadakan ikatan hidogen (tetapi tidak dengan senyawa karbonil lain, keculi

jika senyawa ini mempunyai suatu hydrogen asam untuk ikatan hydrogen).

electron menyendiri

t.d -12 C t.d 56 C t.d. 82,5 C

Akibat kemampuan membentuk ikatan hydrogen ini adalah dapat larutnya

keton yang berbobot molekul rendah, dalam air,. Tetapi karena keton tidak dapat

membentuk ikatan hidrogen dengan yang lainnya, titik didihnya cukup lebih rendah

daripada alcohol padanannya.

( Fessenden and Fessenden., 1986 )

Ekstraksi

Selain untiuk pemisahan dan pemurnian, cara ekstraksi pelarut dapat

digunakan untuk analisis suatu zat. Ekstraksi pelarut terdiri dari sekurang-kurangnya dua

macam pelarut yang tidak saling campur, dan pelarut ini memiliki daya melarutkan suatu

zat yang berbeda. Pelarut yang baik untuk ekstraksi harus memilikidaya melarutkan zat

terlarut , yang lebih besar daripada pelarut semula. Biasanya dengan hanya satu kali

ekstraksi adalah tidak cukup. Sisa ekstraksi pertama diekstraksi lagi dengan pelarut yang

baru, dan seterusnya (Achmad, Hiskia., 1993).

Proses ekstraksi pelarut betlangsung tiga tahap, yaitu:

a. Pembentukan kompleks tidak bermuatan yang merupakan golongan ekstraksi

b. Distribusi dari kompleks yang tereksitasi

c. Interaksinya yang mungkin dalam fasa organik.

Teknik ekstraksi terdiri dari tiga metode dasar pada ekstraksi cair-cair adalah:

ekstraksi bertahap (batch), ekstraksi kontinyu, dan ekstraksi counter current. Ekstraksi

bertahap merupakan cara yang paling sederhana. Caranya cukup dengan menambahkan

pelarut pengekstraksi yang tidak bercampur dengan pelarut semula kemudian dilakukan

pengocokan sehingga terjadi kesetimbangan konsentrasi zat yang kaan diekstraksi pada

kedua lapisan, setelah ini tercapai lapisan didiamkan dan dipisahkan. Kesempurnaan

ekstraksi bergantung padabanyaknya ekstraksi yang dilakukan. Hasil yangbaik diperoleh

jika jumlah ekstraksi yang dilakukan berulang-ulang dengan jumlah pelarut sedikit-

sedikit (Khopkar, 1990).

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju ekstraksi, diantaranya:

_ Tipe persiapan sampel

_ Waktu ekstraksi

_ Kuantitas pelarut

_ Suhu pelarut

_ Tipe pelarut (Utami, 2009).

Distilasi

Distilasi adalah unit operasi yang sudah ratusan tahun diaplikasikan secara

luas. Di sperempat abad pertama dari abad ke-20 ini, aplikasi unit distilasi berkembang

pesat dari yang hanya terbatas pada upaya pemekatan alcohol kepada berbagai aplikasi

di hampir seluruh industri kimia. Distilasi pada dasarnya adalah proses pemisahan suatu

campuran menjadi dua atau lebih produk lewat eksploitasi perbedaan kemampuan

menguap komponen-komponen dalam campuran. Operasi ini biasanya dilaksanakan

dalam suatu klom baki (tray column) atau kolom dengan isian (packing column) untuk

mendapatkan kontak antar fasa seintim mungkin sehingga diperoleh unjuk kerja

pemisahan yang lebih baik.

Distilasi digunakan untuk memurnikan zat cair, yang didasarkan atas

perbedaan titik didih cairan. Pada proses ini cairan diubah menjadi uap. Uap ini adalah

zat murni. Kemudian uap ini didinginkan. Pada pendinginan ini, uap mengembun

menjadi cairan murni yang disebut destilat. Destilasi dapat digunakan untuk memperoleh

pelarut murni dari larutan yang mengandung zat terlarut. Perlengkapan alat distilasi

diantaranya labu distilasi, pendingin (kondensor) Liebig, gabus berlubang, termometer,

kaki tiga dan kasa asbes, alat pembakar, statif, klem, labu erlemenyer, labu alas bulat

(Achmad, Hiskia., 1993).

III.ALAT DAN BAHAN

Bahan yang digunakan dalam percobaan ini diantaranya: sikloheksanol, cairan

pemutih, asam asetat, natrium bisulfit, natrium hidroksida, NaCl, diklorometana, natrium

sulfat anhydrous dan timol biru.

Alat yang digunakan dalam percobaan ini diantaranya: erlemenyer, pengaduk

magnet, penangas air atau es, corong pisah, evaporator, pengukur indeks bias dan alat

distilasi. Skema alat dalam percobaan ini diantaranya:

Gambar 1. Alat Distilasi Gambar 2. Corong pisah untuk ekstraksi

IV. CARA KERJA

Dimasukkan 5 gram sikloheksanol ke dalam erlemyer yang telah dilengkapi

dengan pengaduk magnet. Selanjutnya ditambahkan 12,5 ml asam asetat glacial secara

bertetes-tetes. Disiapkan 75 ml cairan pemutih didalam corong pisah kemudian corong

pisah tersebut diletakkan di atas erlemenyer dan dilakukan penambahan cairan pemutih

ke dalam campuran sikloheksanol atau asam asetat secara bertetes-tetes. Penambahan

kaporit selama 30 menit. JIka erlemyer menjadi panas selama penambahan cairan

pemutih ( jangan sampai suhu melebihi 40 C ), penangas es dapat digunakan untuk

mendinginkan system reaksi. Selanjutnya campuran reaksi di aduk selama 15 menit pada

suhu kamar, dan ditambahkan 2,5 ml larutan natrium bisuilfit jenuh. Kelebihan asam

hipoklorous diuji dan bila perlu natrium bisulfit dapat ditambahkan. Kemudian secara

berturut-turut ditambahkan 2 tetes timol biru, larutan NaOH 6 N sampai larutan cukup

bersifat basa, dan NaCL sampai larutan jenuh dengan garam tersebut.

Cairan yang dihasilkan didekantir ke dalam corong pisah. selanjutnya di

lakukan ekstraksi dengan 12,5 ml diklorometana dan lapisan air diekstrak kembali

dengan 12,5 ml diklorometana. Lapisan organic digabung, pelarut diuapkan dengan

evaporator, dikeringkan dengan natrium sulfat anhydrous, dan disaring. Residu

didistilasi pada tekanan atmosfer dan destilat pada suhu 156-157 C ditampung dan

selanjutnya ditentukan indeks biasnya.

V. HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

Hasil Percobaan

Indeks bias sikloheksanon : 1,4499

Temperatur : 20,2 C

Volume sikloheksanon : 3,8 ml

Massa sikloheksanon : 2,9 gram

Massa jenis sikloheksanon : m/v = 2,9 / 3,8 = 0,763

Pembahasan

Percobaan ini bertujuan untuk memahami reaksi oksidasi pada senyawa

organic dan menguasai tehnik sintesis sikloheksanon melalui reaksi oksidasi

sikloheksanol.

Pertama-tama dimasukkan 5 gram (0,05 mol) sikloheksanol ke dalam

erlemenyer yang dilengkapi dengan pengaduk magnet. Sikloheksanol memiliki gugus

alcohol dan memiliki ikatan hydrogen antara molekul-molekulnya. Merupakan cairan

tidak berwarna ( baunya dapat dikenali pada 0,09 ppm ), memiliki titik lebur -52 C dan

titik didih 156,5 C. Sikloheksanol bersifat stabil dan harus dihindari dari asam kuat, agen

pengoksidasi kuat dan pembakaran. Pembentukan sikloheksanon (memiliki gugus

karbonil) di lakukan dengan oksidasi sikloheksanol. Oksidasi merupakan proses

pelepasan electron. Jika sebuah molekul memperoleh oksigen atau kehilangan hydrogen,

maka molekul itu teroksidasi. Oksidasi yang terjadi dalam pembentukan sikloheksanon

ini merupakan reaksi oksidasi sekunder dari alcohol.

Pengaduk magnet disiapkan karena reaksi selanjutnya berjalan dalam keadaan

tetap teraduk, agar larutan bersifat homogen setelah dicampur. Selanjutnya ditambahkan

asam asetat glacial 12,5 ml. Massa jenis asam asetat adalah 1,05 gr/mol. Asam asetat

merupakan cairan yang tak berwarna dengan bau menusuk, dengan titik didih 117 C,

titik lebur 17 C dan dapat bercampur dengan air dalam semua perbandingan. Zat ini juga

bersifat korosif terhadap kulit manusia.

Disiapkan cairan pemutih dalam corong pisah, proses penambahan ini

dilakukan bertetes-tetes, agar cairan pemutih dalam campuran dapat bereaksi dengan

sempurna/merata dan agar terbentuk zat pengoksidasi yang optimal. Penambahan ini

berlangsung selama 30 menit. Cairan pemutih mengandung natrium hipoklorit ( NaOCl,

Mr: 74,44 gr/mol ), yang memiliki massa jenis 1,21 gr/mol, kandungan NaOCL adalah

sebesar 5,25 %. NaOCl dapat direaksikan dengan asam asetat untuk menghasilkan zat

pengoksidasi yang kuat, yaitu HOCl, asam hipoklorit. Semua asam hipoklorit larut

dalam air. Jika selama penambahan erlemenyer menjadi panas ( suhu tidak boleh

melebihi 40 C ) penangas es dapat digunakan untuk mendinginkan reaksi. Dalam larutan,

hipoklorit mengalami reaksi disproporsionasi yang lambat pada larutan dingin, tetapi

cepat dalam larutan panas, yang mana terbentuk ion-ion klorat dan klorida:

3OCl- ClO3- + 2 Cl-

Selanjutnya campuran reaksi diaduk selama 15 menit hingga homogen pada

suhu kamar. 5 menit terakhir dari waktu di atas, ditambahkan 2.5 ml natrium bisulfit

jenuh. Penambahan natrium bisulfit bertujuan untuk menguji kelebihan asam hipoklorous,

bila perlu natrium bisulfit bisa ditambahkan lagi. kemudian secara berturut-turut

ditambahkan 2 tetes timol biru, larutan NaOH 6 N sampai larutan cukup bersifat basa dan

larutan NaCl sampai larutan jenuh dengan garam tersebut. Timol biru berfungsi sebagai

indicator, yang mana menandakan dicapainya titik ekivalen dengan mengubah warna

larutan menjadi biru laut. Timol biru merupakan indicator asam basa yaitu zat yang

berubah warnanya atau membentuk flouresen atau kekeruhan dari suatu range (trayek)

PH tertentu. Indikator asam basa terletak pada titik ekivalen dan ukuran pH. Perubahan

warna terjadi karena resonansi isomer elektron. Berbagai indicator mempunyai tetapan

ionisasi yang berbeda dan akibatnya mereka menunjukkan warna pada range pH yang

berbeda pula. Timol biru termasuk indikator sulfoftalein yang dibuat dari kondensasi

anhidrida ftalein biru dan sulfonat. Penambahan NaOH disebabkan karena asam

hipoklorous bereaksi pada keadaan basa.

Cairan yang dihasilkan didekantir ke dalam corong pisah. Hal ini bermaksud

agar hanya larutan saja yang masuk ke corong pisah, tidak ada padatan yang masuk dan

untuk mengambil stirrer kembali agar tidak jatuh/hilang. Selanjutnya diekstraksi dengan

penambahan 12,5 ml diklorometana dan lapisan air diekstraksi lagi dengan 12,5 ml

diklorometana. Kesempurnaan ekstraksi tergantung pada banyaknya ekstraksi yang

dilakukan. Prinsip metode ini didasarkan padandistribusi za terlarut dengan perbandingan

tertentu antra dua pelarut yang tidak saling bercampur. Caranya cukup dengan

menambahkan pelarut pengekstraksi (dalam hal ini diklorometana) yang tidak bercampur

dengan pelarut semula (campuran reaksi tadi) kemudian dilakukan pengocokan sehingga

terjadi kesetimbangan konsentrasi zat yang akan diekstraksi pada kedua lapisan, setelah

itu tercapai lapisan didiamkan dan dipisahkan. Terdapat 2 lapisan, lapisan biru diatas dan

lapisan berwarna putih dibawah. Lapisan organic, lapisan yang bawah (berwarna putih),

diambil, digabung dari kedua hasil ekstrasi tadi, kemudian pelarut (diklometana yang

masih terkandung) diuapkan dengan evaporator. Saat menggunakan evaporator

temperature di set sedemikian rupa di atas titik didih pelarut, yaitu diklorometana sekitar

50 C. Perlakuan ini bertujuan agar pelarut benar-benar hilang ( tidak ada diklorometana

lagi dalam campuran tersebut ) maka dari itu di vaccum dalam evaporator. Kemudian

dikeringkan dengan natrium sulfat anhydrous, dan disaring. Natrium sulfat anhydrous itu

bertujuan untuk mengikat sisa-sisa air yang masih ada dalam larutan. Residu di destilasi

( dalam hal ini residu dari tiap kelompok digabung jadi satu ) pada tekanan atmosfer.

Distilasi pada dasarnya adalah proses pemisahan suatu campuran menjadi dua atau lebih

produk lewat eksploitasi perbedaan kemampuan menguap komponen-komponen dalam

campuran. Distilasi digunakan untuk memurnikan zat cair, yang didasarkan atas

perbedaan titik didih cairan. Pada proses ini cairan diubah menjadi uap. Uap ini adalah zat

murni. Kemudian uap ini didinginkan. Pada pendinginan ini, uap mengembun menjadi

cairan murni yang disebut destilat. Destilat pada suhu 156-157 C ditampung dan

selanjutnya ditentukan indeks biasnya dengan alat pengukur indeks bias.

Dari percobaan di atas adapun persamaan reaksinya adalah:

siklo heksanol asam hipoklorit sikloheksanon

Dan mekanisme dari persamaan reaksi di atas yaitu:

Dari pengamatan diperoleh indeks bias sikloheksanon yaitu 1,4499 dengan

temperature 20,2 C. Massa sikloheksanon yang diperoleh yaitu 2,9 gram dan volumenya

yaitu 3,8 ml. Maka sesuai perhitungan didapat massa jenis sikloheksanol 0,763 gr/mol.

Sedangkan berat teoritis sikloheksanon yaitu 14,721 gram. Jadi didapat rendemen

percobaan sekitar 19,69 %.

Penyimpangan dalam percobaan ini bisa terjadi karena diantaranya; kekurang

telitian saat menentukan titik ekivalen campuran, penakaran yang kurang tepat, tehnik

ekstraksi atau distilasi yang kurang tepat dan kesalahan dalam melakukan perlakuan yang

memerlukan kecermatan.

VI. KESIMPULAN

a. Reaksi Oksidasi sikloheksanol menghasilkan sikloheksanon, disebut reaksi

oksidasi sekunder alcohol.

b. Massa jenis sikloheksanon adalah 0,763 gr/mol

c. Rendemen percobaan yaitu 19,69 %

d. Indeks bias sikloheksanon yaitu 1,4499

e. Prinsip dasar ekstraksi adalah pemisahan berdasarkan perbedaan kelarutan,

sedangkan prinsip dasar distilasi yaitu pemisahan berdasarkan perbedaan titik

didih.

VII. DAFTAR PUSTAKA

Achmad, Hiskia. 1993. Penuntun Dasar-Dasar Praktikum Kimia. Departemen

Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Proyek Pembinaan

Tenaga Kependidikan Pendiidkan Tinggi: Jakarta.

Fessenden and Fessenden. 1986. Kimia Organik Edisi Ketiga Jilid 1. Penerbit

Erlangga: Jakarta.

Fessenden and Fessenden. 1986. Kimia Organik Edisi Ketiga Jilid 2. Penerbit

Erlangga: Jakarta.

Khopkar, S. M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. UI-Press: Jakarta.

Utami, Nandya Devi. 2009. Ekstraksi. http://www.majarimagazine.com.

diakses 26 April 2009.

Vogel. 1985. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro.

PT. Kalman Media Pusaka: Jakarta.

VIII. LEMBAR PENGESAHAN

Yogyakarta, 28 April 2009

Asisten Praktikan

(Gian Primahana) (Adhani Fajar Sari)