8/18/2019 Makalah Chem
1/24
MAKALAH FISIKA MATERIAL ELEKTRONIK
MEKANISME ENERGI REAKSI ESTERIFIKASI ANTARA ETANOL
DAN ASAM ASETAT DENGAN KATALISATOR LEWATIT
MONOPLUS S-100 MENGGUNAKAN SOFTWARE CHEMOFFICE
Disusun dalam Rangka Melengkapi Tugas-tugas
Mata Kuliah Fisika Material Elektronik
Oleh:
Debi rianto
( 1301683 / 2013)
Dosen Pembimbing:
DR. Hj. Ratna Wulan, M.Si.
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS NEGERI PADANG
2015
8/18/2019 Makalah Chem
2/24
i
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah tidak lupa Penulis ucapkan kehadirat Allah Yang
Maha Esa atas segala limpahan Rahmat dan Karunia-Nyalah sehingga Penulis
dapat menyelesaikan makalah ini sesuai dengan jangka waktu yang telah
ditentukan.
Dalam makalah ini diangkat judul “Mekanisme Energi Reaksi Esterifikasi Antara
Etanol dan Asam Asetat dengan Katalisator Lewatit Monoplus S-100
menggunakan Software Chemoffice”. Untuk memenuhi predikatnya sebagai
makalah, tentu saja penyajian teori dipaparkan lebih detail serta tetap
memperhatikan bahan pustaka yang diambil sebagai sumber landasan teori,
sehingga makalah ini dapat dijadikan sebagai bahan referensi untuk masyarakat
luas.
Penulis sadari sepenuhnya dalam penyusunan makalah ini masih terdapat
kekurangan karena keterbatasan pengetahuan yang Penulis miliki. Oleh karena
itu, Penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun bagi
kesempurnaan makalah ini.
Akhir kata Penulis ucapkan semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita
semua. Amin.
Padang, Desember 2015
Penulis
8/18/2019 Makalah Chem
3/24
ii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ........................................................................................ i
DAFTAR ISI ....................................................................................................... iiBAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1
A. Latar Belakang........................................................................................ 1
B. Rumusan Masalah ................................................................................... 2
C. Tujuan Percobaan .................................................................................. 2
BAB II LANDASAN TEORI ............................................................................. 3
A. Etil Asetat ............................................................................................... 3
B. Katalisator Lewatit Monoplus S-100 ...................................................... 3
C. Reaksi Esterifikasi .................................................................................. 5
D. Teori Geometri Molekul ......................................................................... 7
E. Tingkat Energi Molekuler ....................................................................... 7
BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 14
A. Hasil........................................................................................................ 14
B. Mekanisme Energi Reaksi Esterifikasi Antara Etanol dan Asam
Asetat menggunakan software chemoffice dan winmopac .................... 14
BAB IV PENUTUP ............................................................................................. 20
A. Kesimpulan .......................................................................................... 20
B. Saran ..................................................................................................... 20
DAFTAR PUSTAKA
8/18/2019 Makalah Chem
4/24
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Indonesia adalah negara berkembang dimana sektor industri kecil maupun
industri besar telah berkembang dengan pasar indonesia. Industri besar yang
telah berkembang saat ini adalah industri cat, thiner, tinta, plastik,farmasi dan
industri kimia organik.
Industri-industri tersebut dalam membuat produknya sangat membutuhkan
pelarut dalam jumlah yang besar. Pelarut yang sering digunakan adalah etil
asetat. Komposisi pelarut etil asetat yang mereka perlukan sangat menentukan
hasil produk yang dihasilkan. Kebutuhan kebutuhan etil aset tentu tidak
sebanding dengan produksi etil asetat di indonesia. Saat ini yang memproduksi
etil asetat hanya dua perusahaan saja di indonesia.
Etil asetat merupakan senyawa organik yang bersifat mudah menguap dan
mempunyai aroma yang khas, etil asetat dalam skala industri banyak di gunakan
sebagai pelarut dalam industri cat, thiner, kosmetik, lem, farmasi, dan industri
kimia organik. Kebutuhan etil asetat yang tinggi, maka perlu produksinya etilasetat. Sehingga pembelian etil asetat dalam jumlah banyak dapat dikurangi
dengan membuat etil asetat sendiri.
Reaksi esterifikasi merupakan reaksi pembetukan etil aetat dengan
mereaksikan antara asam asetat dan etanol. Reaksi esterifikasi ini telah lama
dikenal dan merupakan salah satu reaksi pembentukan ester yang telah di
temukan oleh emil fischer, seorang ilmuan organik pada abad ke 19.
Senyawa ester yang dikenal dengan etil asetat merupakan senyawaorganok
yang bersifat mudah menguap dan mempunyai aroma yang khas. Etil asetat
dalam skala indutri banyak digunakan sebagai pelarut pada industri cat,thiner,
plastik, lem, kosmetik, farmasi dan industri kimia organik.
Etil asetat dalam laboratorium kimia organik digunakan sebagai pelarut
bahan organik karena sifatnya tidak beracun seperti minyak dammar, mengingat
kebutuhan etil asetat yang sengat tinggi maka sangat perlu untuk membuat
8/18/2019 Makalah Chem
5/24
2
pelaru etil asetat ini. Mengingat kebutuhan etil asetat yang sangat tinggi maka
sangat perlu meningkatkan kebutuhan etil asetst yang sangat tinggi maka sangat
perlu untuk membuat pelarut etil asetat ini.
Penelirian tentang sintesis etil asetat sudah dilakukan namun belum dikaji
secara teoritik tentang energi yang terlibat dalam mekanismenya. Oleh karena
itu, dalam dalam makalah ini akan dikaji mekanisme energinya dengan
menggunakan software ChemOffice dan Winmopac.
B. Rumusan masalah
1. Bagaimanakah mekanisme energi reaksi esterifikasi antara etanol dan asam
asetat ?2. Berapakah jarak efektif antar molekul pada proses reaksi esterifikasi antara
etanol dan asam asetat ?
3. Atom mana sajakah dari molekul asam asetat dan etanol yang berperan
sebagai akseptor dan sebagai donor ?
4. Berapakah besar energi aktivasi dalam reaksi esterifikasi antara etanol dan
asam asetat dengan menggunakan software ChemOffice dan Winmopac ?
C. Tujuan percobaan
1. Mengetahui mekanisme energi reaksi esterifikasi antara etanol dan asam
asetat.
2. Mengetahui jarak efektif antar molekul pada proses reaksi esterifikasi antara
etanol dan asam asetat.
3. Menentukan atom dari molekul asam asetat dan etanol yang berperan
sebagai akseptor dan sebagai donor.4. Mengetahui energi aktivasi dalam reaksi esterifikasi antara etanol dan asam
asetat dengan menggunakan software ChemOffice dan Winmopac.
8/18/2019 Makalah Chem
6/24
3
BAB II
LANDASAN TEORI
A. Etil Asetat
Etil asetat adalah senyawa organik dengan rumus CH3CH2OC(O)CH3/
CH3COOC2H5. Senyawa ini merupakan ester dari etanol dan asam asetat.
Senyawa ini berwujud cairan,tak berwarna tetapi memiliki aroma yang khas.
Etil asetat merupakan pelarut polar menengah yang mudah menguap, tidak
beracun dan tidak higrokopis.
Etil asetat dapat melarutkan air hingga 30% dan larut dalam air hingga
kelarutan 8% pada suhu kamar. Kelarutannya meningkat pada suhu yang lebih
tinggi, namun senyawa ini tidak stabil dalam air mengandung basa atau asam.
Etil asetat dapat dihirdolisis pada keadaan asam atau basa yang
menghasilkan asam asetat dan etanol kembali. Katalis yang digunakan adalah
asam sulfat (H2SO4), karena berlangsungnya reaksi. Reaksi kebalikan
hidrolisis yaitu, esterifikasi ficher. Untuk memperoleh hasil rasio yang tinggi
biasanya digunakan asam kuat dengan proposi stoiklometris, misalnya natrium
hidroksida. Reaksi ini menghasilkan etanol dan natrium asetat yang tidak
dapat di reaksi lagi dengan etanol.Sifat fisika dan kimia etil asetat adalah memiliki Titik didih sebesar 77,10
C ,Mudah menguap, Densitas : 0,89 gr/cm3, Tidak Beracun, Berat Molekul
88,12 gr/mol, Tidak Higroskopis dan Tidak berwarna. (wikipedia,2015)
B. Katalisator Lewatit Monoplus S-100
Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu
tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri.Suatu katalis berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai pereaksi atau produk.
Katalis memastikan reaksi berlangsung lebih cepat untuk memungkinkan
reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap
pereaksi.katalis mengurangi energi yang dibutuhan untuk berlangsungnya
reaksi.
Katalisator resin penukar ion mempunyai beberapa keuntungan
diantaranya mudah dalam pemisahan hasil, sehingga masalah limbah
8/18/2019 Makalah Chem
7/24
4
khususnya dari katalisator dapat diatasi (Nemec dkk., 2005). Selain itu resin
penukar ion yang telah jenuh dapat diaktifkan lagi dengan regenerasi (Choi
dkk., 1996). Namun kemampuan katalisator resin penukar ion untuk
mengaktifasi pereaksi cukup kecil sehingga menyebabkan konversi yang
dihasilkan juga tidak sebesar katalisator asam sulfat.
Seringkali penggunaan resin penukar ion sebagai katalisator dilakukan
pada reaktor sumbat ( plug flow reactor ). Hal yang perlu diperhatikan dalam
reaktor sumbat adalah bed expansion dari resin, karena dengan adanya laju alir
resin akan mengembang. Bed expansion dan spesifikasi resin penukar ion
jenis lewatit monoplus s-100 disajikan pada Gambar 1 dan Tabel 1.
Gambar 1. Hubungan antara laju alir dan ekspansi unggun (bed
expansion)
8/18/2019 Makalah Chem
8/24
5
C. Reaksi Esterifikasi
Proses pembuatan etil asetat dari asam asetat dan etanol. Proses ini disebut
dengan reaksi esterifikasi, dimana reaksi dapat dilihat di bawah ini:
R-COOH + R-OH R-COOR + H2O
Tahap – tahap pembuatan etil asetat adalah sebagai berikut:
1. Esterifikai Proses esterifikasi yaitu mereaksikan antara asam asetat dengan
alkohol . Asam asetat yang digunakan adalah asam asetat (CH3COOH)
dan alkohol yang digunakan adalah etanol (CH3CH2OH). Reaksi sebagai
berikut:
CH3COOH + CH3CH2OH = CH3COOC2H5 + H2O
Asam Asetat dengan Etanol, Katalis resin
2. Proses pencucian dan pemisahan dengan aquadest Pencucian pemilihan
dilakukan dicorong pisah, kemudian didiamkan sampai terbentuknya
bidang batas.
3. Pemurnian Pemurnian bertujuan untuk memisahkan air yang masih terikat
dengan menggunakan adsorben
E. Teori Geometri Molekul
Molekul adalah sekelompok atom yang bermuatan listrik netral, terikat
kuat bersama dan berprilaku sebagai partikel tunggal. Molekul terdiri dari
sejumlah atom yang begabung melalui ikatan kovalen,dan atom tersebut
berkisar dari jumlah yang sangat sedikit (dari atom tunggal,seperti gas mulia)
sampai jumlah yang sangat banyak (seperti pada polimer,protein atau bahkanDNA). Ikatan kovalen yang mengikat molekul secara bersamaan dengan
sangat kuat, tetapi hal ini tidak berhubungan dengan sifat fisik suatu zat.
Sifat fisik suatu zat ditentukan oleh gaya antar molekul, gaya tarik antara
suatu molekul dengan tetangganya daya tarik van der waals atau ikatan
hidrogen. Titik leleh dan titik didih substansi molekuler cenderung untuk
menjadi gas, cairan atau padatan yang bertitik leleh rendah, karena gaya tarik
menarik antar molekul terhitung lemah, untuk memutus ikatan kovalen yang
8/18/2019 Makalah Chem
9/24
6
dilelehkan atau dididihkan sebuah zat molekuler. Ukuran titik leleh dan titik
didih akan bergantung pada kekuatan gaya antar molekul. Kehadiran ikatan
hidrogen akan meningkatkan titik leleh dan titik didih. Molekul yang
berukuran lebih besar memungkinkan daya tarik van der waals yang lebih
besar pula dan molekul tersebut akan lebih membutuhkan lebih banyak energi
untuk pemutusan ikatanya. (Alim,2011)
Suatu molekul terjadi karena interaksi yang terjadi antar sekelompok
atom tertentu sedemikian sehingga energi sistem bersama lebih kecil dari
energi atom-atom penyusunannya dalam keadaan terpisah. Sebaliknya bila
interaksi itu menyebabkan energi total sistem meningkat, maka atom-atom itu
akan saling menolak dengan yang lainnya sehingga terjadi pembentukan
molekul. Bila atom-atom itu saling merapat bersama maka dapat terjadi
kemungkinan keadaan bentuk ikatan ,antara lain:
1. Ikatan kovalen, satu atau lebih pasang elektron diserap oleh kedua atom.
Ketika elektron-elektron ini mengelilingi atom-atom itu, elektron
menghabiskan waktu lebih lama diantara kedua atom itu dibandingkan
dengan tempat lainnya, sehingga menghasilkan gaya tarik,interaksi ini
menjaga kedua atom untuk tetap bersama, walaupun keduanya masih akantetap bergetar dalam keadaan kesetimbangan. Contohnya adalah H2,
molekul hidrogen yang elektronnya dimiliki bersama olek kedua proton.
2. Ikatan ion merupakan sejenis interaksi elektrostatik antara dua atom yang
memiliki perbedaan elektronegativitas yang besar. Tidaklah terdapat nilai-
nilai yang pasti membedakan ikatn ion dan ikatan kovalen, namun
perbedaan elektronegativitas yang lebih besar dari 2,0 biasanya disebut
ikatan ion, sedangkan perbedaan yang lebih kecil dari 1,5 biasanya disebut
ikatan kovalen. Ikatan ion menghasilkan ion-ion positif dan negatif yang
terpisah. Muatan-muatan ion ini umumnya berkisar antara -3e sampai
dengan+3e. Contoh ikatan ion adalah NaCl. Dapat dilihat pada gambar
berikut.
8/18/2019 Makalah Chem
10/24
7
3. Ikatan kovalen koordinat, kadangkala disebut sebagai ikatan datif, adalah
sejenis ikatan kovalen yang kesekuruhan elektron-elektron ikatannya
ahanya berasal dari salah satu atom, penderma pasangan elektron ataupun
basa lewis.
4. Ikatan logam, elektron-elektron ikatan terdelokalisasi pada kekeisi (lattice)
atom. Berbeda dengan senyawa organik, lokasi elektron ynag berikat dan
muatannya adalh statik. Oleh karena delokalisasi yang menyebabkan
elektron-elektron dapat bergerak bebas, senyawa ini memiliki sifat-sifat
mirip logam dalam hal konduktivitas, dktilitas, dan kekerasan.
5. Ikatan antar molekul, terdapat empat jenis dasar ikatan yang dapat
terbentuk antara dua atau lebih molekul, ion, ataupun atom. Gaya antar
molekul menyebabkan molekul saling menarik atau menolak satu sama
lainnya.
6. Ikatan hidrogen bisa dikatakan sebagi dipol permanen yang sangat kuat.
Namun, pada ikatan hidrogen, proton hidrogen berada sangat dekat dengan
atom pederma elektron dan mirip dengan ikatan tiga-pusat-dua-elektron
seperti pada diborana. Ikatan hidrogen menjelaskan titk didih zat cair yang
relatif tinggi seperti air. (wikipedia,2015)
Pergerakan molekul pada sebuah partikel adalah jika semakin kecil
ukuran partikel, maka semakin cepat partikel itu bergerak, sehingga
kecepatannya semakin tinggi bila suhunya tinggi dan semakin besar jarak
antara dua konsentrasi, maka semakin lambat kecepatannya.
F. Tingkat Energi MolekulerKeadaan energi molekuler ditimbulkan oleh rotasi (perputaran) molekul
secara keseluruhan dan oleh vibrasi (getaran) atom pembangun relatif terhadap
yang lain dan juga oleh perubahan konfigurasi elektronik. Energi molekuler
dibagi atas tiga keadaan diantaranya:
1. Keadaan rotasional
Pada keadaan ini molekul terpisah oleh selang energi yang sangat
kecil (biasanya sekitar 10-3 eV) dan spektrum yang timbul dari transisi antara
8/18/2019 Makalah Chem
11/24
8
keadaan ini terdapat dalam daerah gelombang mikro dengan panjang
gelombang antara 0.1 mm hingga 1 cm.
a. Keadaan vibrasional
Keadaan ini molekul terpisah oleh selang energi yang lebih besar
(sekitar 0.1 eV) dan terdapat dalam daerah infrared dengan panjang
gelombang 1 μm hingga 1 mm.
b. Keadaan elektronik molekuler
Keadaan ini memiliki energi lebih tinggi dengan pisahan antara tingkat
energi elektron valensi beberapa eV dan spektrumnya terdapat dalam
daerah cahaya tampak dan daerah ultra ungu. (Arthur Beiser The Houw
Liong, Hal 294)
2. Keadaan Eksitasi
Molekul merupakan ikatan dari beberapa atom-atom yang saling
berinteraksi atau berikatan karena adanya gaya listrik. Molekul dapat juga
digambarkan sesuai kumpulan dari inti yang pergerakannya lambat dan
memiliki elektron yang menempati orbital mengelilingi inti. Sesuai dengan
kaidah mekanika kuantum, energi elektronik didalam molekul adalah diskritmembentuk beberapa tingkatan.
Molekul awalnya berada dalam keadaan dasar bersifat stabil atau singlet,
yang mana elektronnya berpasangan (spin up dan spin down). Jika molekul
mendapat energi yang cukup misalnya dari absopsi foton, absobrsi termal,
atau reaksi kimia, maka elektron dalam molekul dapat meloncat ke keadaan
berikutnya. Keadaan tersebut dinamakan keadaan eksitasi. Keadaan eksitasi
adalah keadaan yang harus dilewati oleh molekul-molekul yang bereaksiuntuk menuju ke keadaan akhir (produk). Hal ini sesuai dengan prinsip frank-
condon yang menyatakan bahwa molekul-molekul umumnya memasuki
keadaan tereksitasi setelah adanya penyerapan elektronik. Untuk transisi
vibrasi suatu molekul, dengan beda potensial molekul pada awalnya v = 0
tingkat vibrasi dari keadaan dasar dan ketika mendapatkan energi yang cukup,
mengakibatkan terjadinya suatu transisi elektronik ke v =1.
8/18/2019 Makalah Chem
12/24
9
Adanya dua keadaan singlet dan triplet disebabkan elektron-elektron
yang berpasangan pada keadaan dasar S yakni sepasang untuk tiap orbital.
Pada saat tereksitasi, salah satu elektron pindah kepada orbital yang
mempunyai energi yang lebih tinggi. Salah satu dari kedua spin pada kedua
elektron dalam keadaan tereksitasi dapat sama yakni keduanya sama-sama
+1/2 atau sama-sama -1/2. Bisa juga kedua elektron mempunyai spin yang
berlawanan yaitu +1/2 dan -1/2. kelipatgandaan suatu keadaan adalah sama
dengan 2 +1 dimana S adalah jumlah bilangan spin. Bila kedua elektron
mempunyai spin yang sama maka S=1 dan kelipatgandaan 2 +1=3 sehingga
diperoleh keadaan triplet (T1). Bila elektron-elektron mempunyai spin yang
berlawanan maka S=0 dan kelipatgandaan 2 +1=1 sehingga diperoleh
keadaan singlet S.
Energi aktivasi adalah energi kinetik minimum yang diperlukan oleh
partikel-partikel peraksi untuk membentuk kompleks teraktivasi. Energi
aktivasi dapat di analogikan seperti proses mendorong mobil dari suatu
tempat (A) ke tempat lain (B) melalui jalan mendaki dan menurun. Perhatikan
gambar di bawah ini.
Gambar 2.5. Energi kinetik kurang dari Ea (tidak sampai puncak)
(Jim Clark,2004)
Proses mendorong mobil dari A ke B analog dengan terjadinya proses
tumbukan. Ketika mobil didorong sampai tanda X, kemudian si pendorong
tidak mampu lagi melakukan usahanya, maka mobil tersebut turun lagi, tidak
berhasil melewati puncak dan tidak sampai ke B. Hal ini analog dengan
peristiwa tumbukan yang memiliki energi kinetik kurang dari Ea (tidak
sampai puncak) sehingga tidak terbentuk kompleks teraktivasi dan reaksipun
tidak terjadi. Agar mobil dapat sampai di B, mobil tersebut hatus didorong
8/18/2019 Makalah Chem
13/24
10
minimum sampai di puncak sehingga untuk sampai di B tidak perlu didorong
lagi.
Gambar 2.6. Energi kinetik sama dengan energi aktivasi Ea (Jim
Clark,2004)
Dalam reaksi, agar dihasilkan produk maka pereaksi harus memiliki
energi minimum untuk membentuk kompleks teraktivasi terlebih dahulu
sebelum membentuk hasil reaksi. Teori tumbukan didasarkan atas teori
kinetik gas yang mengamati tentang bagaimana suatu reaksi kimia dapat
terjadi. Menurut teori tersebut kecepatan reaksi antara dua jenis molekul A
dan B sama dengan jumlah tumbukan yang terjadi per satuan waktu antara
kedua jenis molekul tersebut. Jumlah tumbukan yang terjadi persatuan waktu
sebanding dengan konsentrasi A dan konsentrasi B. Jadi makin besar
konsentrasi A dan konsentrasi B akan semakin besar pula jumlah tumbukan
yang terjadi. Teori tumbukan di atas diperbaiki oleh tcori keadaan transisi
atau teori laju reaksi absolut. Dalam teori ini diandaikan bahwa ada suatu
keadaan yang harus dilewati oleh molekul-molekul yang bereaksi dalam
tujuannya menuju ke keadaan akhir (produk). Keadaan tersebut dinamakankeadaan transisi. Mekanisme reaksi keadaan transisi dapat ditulis sebagai
berikut:
A + B → T* --> C + D
dimana: - A dan B adalah molekul-molekul pereaksi
- T* adalah molekul dalam keadaan transisi
- C dan D adalah molekul-molekul hasil reaksi
8/18/2019 Makalah Chem
14/24
11
Secara diagram keadaan transisi ini dapat dinyatakan sesuai dengan kurva
berikut :
Gambar 2.7. Diagram keadaan transisi (Jim Clark,2004)
Dari diagram terlihat bahwa energi pengaktifan (Ea) merupakan energi
keadaan awal sampai dengan energi keadaan transisi. Hal tersebut berarti
bahwa molekul-molekul pereaksi harus memiliki energi pengaktifan (Ea) agar
dapat mencapai keadaan transisi (T*) dan kemudian menjadi hasil reaksi (C
sedikit sebesar + D).
3. Emisi
Emisi adalah perpindahan secara spontan, sistem yang memancarkan
radiasi dari tingkat vibrasi terendah keadaan tereksitasi, ke ground state yang
memiliki tingkat vibrasi tertinggi. Agar emisi dapat terjadi life time keadaan
tereksitasi harus pendek 10-7 – 10-8 s. Tingkat emisi lebih rendah dari
absorbsi, hal ini disebabkan oleh adanya proses relaksasi seperti pada gambar
berikut.
8/18/2019 Makalah Chem
15/24
12
Gambar 2.8. Diagram koordinat konfigurasional (I Made Joni,S.Si
M.Sc. Hal 46)
Perbedaan energi antara pita eksitasi terendah dan pita emisi disebut
stokes shift. Semakin besar ∆R maka stokes shift semakin besar pula
sehingga akan menyebabkan pita optik akan lebih lebar. (Pengantar
biospektroskopi, I Made Joni,S.Si M.Sc. Hal 46)
Spektrum elektronik molekul dapat ditunjukan seperti gambar:
Gambar 2.9. Diagram Jablonski untuk molekul ( Ratnawulan, 2004)
Proses transisi membawa molekul yang biasanya berada dalam keadaan
dasar dengan tingkat vibrasi terendah ke keadaan singlet tereksitasi. Molekul
dalam keadaan tereksitasi berkemungkinan mengalami transisi spectrum.
Pada keadaan „a‟ yakni suatu garis absorbsi merupakan selisih energi antara
dua keadaan molekul yang melakukan absorbsi molekul. Keadaan „b‟
8/18/2019 Makalah Chem
16/24
13
merupakan peralihan molekul dari keadaan tereksitasi ke keadaan dasar tanpa
mengalami perubahan dalam kelipatgandaan yang mana proses ini di kenal
dengan floresensi karena molekul memberikan sebagian energi vibrasinya
ketika bertumbukan dengan molekul lain. Keadaan „c‟ persilangan antara
system dari singlet tereksitasi terendah ke triplet eksitasi terendah. Keadaan
„d‟ merupakan perpindahan triplet terendah ke keadaan dasar di sebabkan
oleh proses radiatif yang mana pada proses ini disebut dengan fosforesensi.
8/18/2019 Makalah Chem
17/24
14
BAB III
HASIL DAN PEMBAHASAN
A.
Hasil
Dari penjelasan yang telah diuraikan pada Bab I dan Bab II, maka dapat
dirumuskan mekanisme reaksi antara etanol (CH3CH2OH) dengan asam asetat
(CH3COOH) yang nantinya dapat menghasilkan etil asetat (CH3COOC2H5) dan
hasil samping yaitu air (H2O). Pada prinsipnya pembuatan etil asetat dari asam
asetat dan etanol mengikuti persamaan reaksi berikut.
CH3CH2OH + CH3COOH CH3COOC2H5 + H2O
B. Mekanisme Energi Reaksi Esterifikasi Antara Etanol dan Asam Asetat
menggunakan software chemoffice dan winmopac
Pada deskripsi data ini diuraikan semua hasil penelitian yang didapat dari
Software ChemOffice dan Winmopac. Selanjutnya data tersebut dianalisis sesuai
dengan teknik analisa data. Sesuai dengan kajian teori tentang proses esterifikasi
etil asetat, proses pembentukan asam oksalat ini tersusun atas dua molekul yaitu :1. Molekul etanol (CH3CH2OH) dan
2. Molekul asam asetat (CH3COOH)
1. Molekul Etanol (CH3CH2OH)
Struktur geometri dari molekul etanol menggunakan software
chemoffice dan winmopac ditunjukkan pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Struktur Molekul etanol.
8/18/2019 Makalah Chem
18/24
15
2. Molekul Asam Asetat (CH3COOH)
Struktur geometri dari molekul asam asetat menggunakan software chemoffice
dan winmopac ditunjukkan pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Struktur Molekul Asam Asetat
Struktur Molekul Etanol Berikatan dengan Molekul Asam Asetat
Reaksi Esterifikasi Antara Etanol dan Asam Asetat, Etanol berikatan dengan
Asam Asetat. Sehingga, struktur molekul Etanol yang diikatkan dengan
molekul Asam Asetat menggunakan software chemoffice dan winmopac dapat
dilihat pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Struktur Molekul Etanol Diikatkan dengan Molekul Asam Asetat
8/18/2019 Makalah Chem
19/24
16
Gambar 3.3 merupakan struktur geometri Etanol yang berikatan
dengan Asam Asetat. Atom yang diikatkan adalah atom C(1) pada molekul
etanol (CH3CH2OH) dengan atom H(17) pada molekul asam asetat
(CH3COOH). Dari data software chemoffice dan winmopac didapatkan energi
awal sebelum direaksikan -1754,78066 eV dan jarak molekul 2,758 Å. Tabel
2 merupakan data etanol (CH3CH2OH) yang diikatkan dengan asam asetat
(CH3COOH) yang didapatkan dari software chemoffice dan winmopac yang
memperlihatkan data hubungan jarak dengan muatan dan energi totalnya.
Tabel 2. Hubungan Jarak dengan Muatan dan Energi Total
R (Å) Q.C(1) Q.H(17) E(eV)
2,758 -0,1289 0,2404 -1.510,66339
2,524 -0,1294 0,2423 -1.510,66967
2,321 -0,123 0,2499 -1.510,68605
2,133 -0,1218 0,2414 -1.510,66902
1,93 -0,1274 0,2436 -1.510,63716
1,696 -0,1224 0,2414 -1.510,50915
1,508 -0,1245 0,2497 -1.510,60215
1,305 -0,1202 0,2423 -1.510,67004
1,087 -0,1233 0,2468 -1.510,59427
0,884 -0,1209 0,2318 -1.510,72987
0,681 -0,1231 0,2381 -1.510,69690
0,627 -0,154 0,2383 -1.510,77544
0,494 -0,2579 0,3636 -1.507,93258
0,327 -0,1275 0,2422 -1.510,66863
8/18/2019 Makalah Chem
20/24
17
Berdasarkan data energi total pada tabel 2, dilakukan perhitungan
perbedaan nilai energi menggunakan rumus ΔE = |E0 - E1|. Hasil perhitungan
tersebut dapat ditampilkan dalam bentuk tabel, yaitu pada tabel 3.
Tabel 3. Hubungan Jarak dengan Perbedaan Energi Total
R (Å) ΔE(eV)
2,758 0,00000
2,524 -0,00628
2,321 -0,02266
2,133 -0,00563
1,93 0,02623
1,696 0,15424
1,508 0,06124
1,305 -0,00665
1,087 0,06912
0,884 -0,06648
0,681 -0,03351
0,627 -0,11205
0,494 2,73081
0,327 -0,00524
Dari tabel 3 dapat dilihat bahwa energi maksimum terdapat pada jarak
0,494 Å. Grafik yang menggambarkan dari tabel 2 tabel 3 yaitu pada gambar
3.4 dan 3.5 berikut.
8/18/2019 Makalah Chem
21/24
18
Gambar 3.4 Grafik Hubungan Jarak dengan Muatan
Gambar 3.5 Grafik Hubungan Jarak dengan Perbedaan Energi
Pada grafik ini, yang direaksikan atom C(1) pada molekul etanol
(CH3CH2OH) dengan atom H(17) pada molekul asam asetat (CH3COOH).
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 m u a t a n ( C )
jarak (Å)
Grafik Hubungan Jarak dengan Muatan Kedua Atom yangBerikatan
-0,50000
0,00000
0,50000
1,00000
1,50000
2,00000
2,50000
3,00000
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
P e r b e d a a n E n e r g i T o t a l ( e V )
jarak (Å)
Grafik Hubungan Jarak dengan PerbedaanEnergi Total
8/18/2019 Makalah Chem
22/24
19
Pada jarak 0,494 Å terjadi serah terima muatan. Molekul etanol sebagai donor
dan molekul asam asetat sebagai akseptor.
Pada gambar 3.5 diatas terjadi lonjakan energi pada jarak 0,494 Å.
Artinya, pada jarak ini kedua molekul terjadi serah terima elektron yang
menyebabkan kedua molekul bereaksi dengan baik. Serah terima elektron
antar molekul menyebabkan lonjakan energi. Dari grafik gambar 3.5 juga
dapat kita lihat bahwa perubahan energi maksimum atau lonjakan pada reaksi
adalah 2,73081eV.
Pembahasan
Molekul-molekul pembentuk asam oksalat dari sabut siwalan ini pada
awalnya berada pada tingkat dasar, setelah berikatan molekul-molekul
tersebut mengalami eksitasi ke keadaan singlet tereksitasi. Reaksi Esterifikasi
Antara Etanol dan Asam Asetat ini mengalami eksitasi karena absorbsi
energi dari penambahan molekul lain. Hal ini sesuai dengan diagram
jablonski, yang menyatakan bahwa absorbsi merupakan selisih antara dua
molekul.
Gambar 3.6 Diagram energi pada reaksi Reaksi Esterifikasi Antara Etanol
dan Asam Asetat.
Dari grafik diatas diketahui bahwa energi aktivasi dalam reaksi esterifikasi
Antara Etanol dan Asam Asetat ini adalah sebesar 2655,40284 eV.
8/18/2019 Makalah Chem
23/24
20
BAB IV
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Mekanisme terjadinya Reaksi Esterifikasi Antara Etanol dan Asam Asetat
yaitu :
CH3CH2OH + CH3COOH CH3COOC2H5 + H2O
2. Dari grafik jarak dengan perubahan energi dapat kita lihat bahwa jarak
efektif terjadinya reaksi pada Reaksi Esterifikasi Antara Etanol dan Asam
Asetat ini adalah pada jarak 0,494 Å.
3. Energi aktivasi pada reaksi Reaksi Esterifikasi Antara Etanol dan Asam
Asetat ini adalah sebesar 2655,40284 eV dengan menggunakan software
chemoffice dan winmopac.
4. Dari grafik jarak dengan muatan, dapat kita lihat terjadinya serah terima
elektron pada jarak 0,494 Å. Yang mana atom donor (pemberi) adalah C(1)
pada molekul etanol (CH3CH2OH), dan atom akseptor (penerima) adalahatom atom H(17) pada molekul asam asetat (CH3COOH).
B. Saran
Penulis berharap jika ingin melakukan penelitian yang sama untuk
selanjutnya, sebaiknya sampel yang akan digunakan sampel yang berbeda dan
menggunakan program atau software yang lebih komunikatif. Makalah ini jauh
dari sempurna, penulis berharap agar pembaca memberikan saran yang bermanfaat bagi penulis.
8/18/2019 Makalah Chem
24/24
21
DAFTAR PUSTAKA
Beiser, Arthur . 1990. Konsep Fisika Modern Edisi Keempat . Jakarta:Erlangga.
Choi, J. I., Hong, W. H., and Cham, H.N., 1996. ”Reaction kinetics of Lactic
Acid with Methanol Catalyzed by Acid Resins”, Int. J. Chem. Kinet.
28, 37-41.
Nemec, D., and Van Gemert, R., 2005. ”Performing Esterification Reaction by
Combining Hetero-geneous Catalysis and Pervaporation in a Batch
Process”, Ind. Chem. Res. 44, 9718-9726.
Wulan,Ratna. 2008. Pengantar Struktur Elektronik Zat Padat . Padang :
FMIPA UNP.
www.wikipedia.org/etil_asetat, diunduh tanggal 05 Desember 2015.
www.wikipedia.org/ikatan_hidrogen, diunduh tanggal 05 Desember 2015.
Top Related