Reaksi Cannizaro : Sintesis Benzil Alkohol dan Asam Benzoat PDF

Preview

Summary

Laporan Praktikum Sintesis Kimia Organik, Tahun Akademik 2016/2017 - 1 Reaksi Cannizaro : Sintesis Benzil Alkohol dan Asam Benzoat Faiha Firdaus (1406578395), Ahmad Ali Ibrahim, Wanti Megawati Departemen Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Indonesia Kampus UI Depok, 16424, Depok, Jawa Barat, Indonesia...

Description

Accelerat ing t he world's research.

Reaksi Cannizaro : Sintesis Benzil Alkohol dan Asam Benzoat faiha Firdaus

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

KIMIA ORGANIK Gilang Kurniawan

Laporan Prakt ikum Sint esis Kimia Organik Tahun Akademik 2016/2017 Est erifikasi Fischer: Sint esis M… Dian Lest arini Asam Sinamat agnes christ y

Laporan Praktikum Sintesis Kimia Organik, Tahun Akademik 2016/2017 - 1

Reaksi Cannizaro : Sintesis Benzil Alkohol dan Asam Benzoat Faiha Firdaus (1406578395), Ahmad Ali Ibrahim, Wanti Megawati Departemen Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Indonesia Kampus UI Depok, 16424, Depok, Jawa Barat, Indonesia E-mail : [email protected]

Abstrak Sintesis benzil alkohol dan asam benzoat dapat dilakukan melalui reaksi canizzaro dengan reagen utama berupa benzaldehid dan katalis basa kaalium hidroksida. Reaksi canizzaro merupakan reaksi disproposionasi dari suatu aldehida menjadi asam karboksilat dan alkohol primer dalam suasana basa. Sintesis dua senyawa ini menggunakan metode refluks dan metode ekstraksi cair-cair. Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui cara sintesis benzil alkohol dan sam benzoate, mengetahui mekanisme reaksi canizzaro, dan mengetahui fungsi-fungsi reagen. Hasil yang didapatkan berupa asam benzoat dalam bentuk serbuk putih seberat xx gram dan benzil alkohol yang berwujud cair sebanyak 1,5 ml. Kata kunci: reaksi canizzaro, benzil alkohol, asam benzoat, benzaldehid, kalium hidroksida ..............................................................................................................................................................

1. PENDAHULUAN Reaksi Canizzaro merupakan reaksi oksidasi-reduksi antara ion hidroksida dan aldehid tanpa atom αhidrogen. Prinsip reaksi ini digunakan dalam sintesis benzil alkohol dan asam benzoat. Aldehid tanpa atom α-hidrogen yang digunakan dlm sistesis ini ialah benzaldehid sedangkan ion hidroksidanya ialah KOH atau kalium hidroksida. Tujuan dari dilakukannya percobaan ini adalah untuk mengetahui cara sintesis benzil alkohol dan sam benzoate, mengetahui mekanisme reaksi canizzaro, dan mengetahui fungsi-fungsi reagen.

2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Benzaldehid

Gambar 1. Struktur Benzaldehid (sumber: http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/b6259?lang=en®ion=ID)

Benzaldehida mempunyai nama lain Aldehida benzoate. Senyawa benzaldehida berupa cairan tidak berwarna, mempunyai titik didih 179ºC,dan titik leleh -56,5 ºC. Benzaldehida sedikit larut dalam H2O, tetapi lebih terlarut dalam alkohol maupun eter (Budavari, 1996).

2 2.2 Benzil Alkohol

Gambar 2. Struktur Benzil Alkohol (sumber: http://www.wikiwand.com/sr/Benzil_alkohol)

Benzil alkohol adalah senyawa yangmempunyai gugus hidroksi yang terikat pada gugus benzil. Rumus molekul dari senyawa ini adalah C6H5CH2OH.benzil alkohol berbentuk cair, tidak berwarna, tidak berbau, berasa seperti terbakar. Ia memiliki beratmolekul 108,5 dengan titik didih 205oC (401 F) dan titik beku 15oC (5 F). I tergolomg sennya yang larut dalam alkohol, eter, kloroform, aseton, benzena, dan pelarut aromatik. 2.3 Asam Benzoat

Gambar 3. Struktur Asam Benzoat

Asam benzoat, C7H6O2 (atau C6H5COOH), adalah padatan kristal berwarna putih dan merupakan asam karboksilat aromatik yang paling sederhana. Nama asam ini berasal dari gum benzoin (getah kemenyan), yang dahulu merupakan satu-satunya sumber asam benzoat. Asam lemah ini beserta garam turunannya digunakan sebagai pengawet makanan. Asam benzoat adalah prekursor yang penting dalam sintesis banyak bahan-bahan kimia lainnya. Asam benzoat pertama kali ditemukan pada abad ke-16. Distilasi kering getah kemenyan pertama kali dideskripsikan oleh Nostradamus (1556), dan selanjutnya oleh Alexius Pedemontanus (1560) dan Blaise de Vigenère (1596). Justus von Liebig dan Friedrich Wöhler berhasil menentukan struktur asam benzoat pada tahun 1832. Mereka juga meneliti bagaimana asam hipurat berhubungan dengan asam benzoat. Pada tahun 1875, Salkowski menemukan bahwa asam benzoat memiliki aktivitas anti jamur. Senyawa asam benzoat dan garamnya lebih banyak dimanfaatkan sebagai bahan pengawet makanan. Sebagai bahan pengawet, asam benzoat dan natrium benzoat akan efektif apabila digunakan pada kisaran pH 2,5 – 4 dan menjadi kurang efektif apabila digunakan pada pH diatas 4,5. 2.4 Reaksi Canizzaro Aldehida aromatik dan alifatik yang tidak mempunyai hydrogen α dapat mengalami oksidasi dan reduksi jika direaksikan dengan NaOH atau basa kuat lainnya. Satu molekul aldehida teroksidasi menjadi asam dan yang lainnya tereduksi menjadi alkohol primer. Reaksi ini dikenal sebagai reaksi Canizzaro. Reaksi Canizzaro melibatkan peralihan hidrida dari molekul aldehida yang tidak memiliki hidrogen α misalnya HCHO, R3CCHO, ArCHO ke molekul kedua, yaitu baik aldehida yang sama (disproporsionasi) maupun terkadang ke molekul aldehidalain (Canizzaro silang). Mekanisme reaksi Canizzaro secara umum (March,2001) adalah sebagai berikut:

3

2.5 Metode Ekstraksi Cair-cair Prinsip kerja ekstraksi cair-cair adalah pemisahan senyawa yang mempunyai perbedaan kelarutan pada dua pelarut yang berbeda. Dalam hal ini ekstraksi cair-cair digunakan untuk memisahkan satu atau lebih senyawa menggunakan dua pelarut yang tidak saling bercampur, dimana senyawa akan terdistribusi di antara dua fase sesuai dengan derajat kelarutannya yang kemudian masing-masing jenuh dan terjadi pemisahan (Kumala. 2001). Prinsip distribusi ini didasarkan pada distribusi zat terlarut dengan perbandingan tertentu antara dua zat pelarut yang tidak saling bercampur. Batasannya adalah zat terlarut dapat ditransfer pada jumlah yang berbeda dalam kedua fase terlarut. Teknik ini dapat digunakan untuk kegunaan prepratif, pemurnian, pemisahan serta analisis pada semua kerja (Kumala.2001) 2.6 Refluks Metode Refluks merupakan metode ektraksi cara panas (membutuhkan pemanasan pada prosesnya), secara umum pengertian refluks sendiri adalah ekstraksi dengan pelarut pada temperatur titik didihnya, selama waktu tertentu dan jumlah pelarut yang ralatif konstan dengan adanya pendingin balik (Depkes RI, 2000). Ekstraksi dengan cara ini pada dasarnya adalah ekstraksi berkesinambungan. Metode ini umumnya digunakan untuk mensistesis senyawa-senyawa yang mudah menguap atau volatile. Pada kondisi ini jika dilakukan pemanasan biasa maka pelarut akan menguap sebelum reaksi berjalan sampai selesai. Prinsip dari metode refluks adalah pelarut volatil yang digunakan akan menguap pada suhu tinggi, namun akan didinginkan dengan kondensor sehingga pelarut yang tadinya dalam bentuk uap akan mengembun pada kondensor dan turun lagi ke dalam wadah reaksi sehingga pelarut akan tetap ada selama reaksi berlangsung.

3. METODE PERCOBAAN Sintesis benzil alkohol dan asam benzoat dari benzaldehid dilakukan dengan metode refluks dan ekstraksi cair-cair. Metode refluks mempunyai memiliki tiga prinsip yaitu pemanasan, pendinginan dan isolasi. Sedangkan prinsip dari ekstraksi adalah pemisahan senyawa yang mempunyai perbedaan kelarutan pada dua pelarut yang berbeda.

4 3.1 Alat dan Bahan Pada percobaan ini, alat-alat yang digunakan adalah labu bulat unntuk wadah melarutkan reaksi, battu didih untuk mencegah terjadinya bumping saat pemanasan, alat refluks, corong pisah untuk ekstraksi dan beaker glass untuk menampung hasil ekstraksi. Sedangkan bahan-bahan yang diperlukan dalam sintesis ini adalah 0,45 gr benzaldehid; 1,2 ml methanol, 1,2 ml KOH 11 M; 7,5 ml aquades; 4,5 ml diklorometan; 0,45 gr Na 2SO4 anhidrat; 1,2 ml HCl pekat dan 0,75 ml Na2CO3.

3.2 Pembuatan Benzil Alkohol Pembutan asam benzoat dan benzil alkohol diawali dengan mencampurkan benzaldehi dengaan methanol di dalam labu bulat. Selanjutnya menambahkan KOH dan batu didih dan merefluks selama 45 menit. Setelah 45 menit, mendinginkan labu bulat pada suhu ruang dan mengalirkan air keran pada dinding labu. Kemudian menambahkan 6 ml aquades dan memindahkannya ke dalam corong pish untuk di ekstraksi. Sebelum diekstraksi, menambahkan terlebih dahulu 1,5 ml diklorometan. Ektraksi dilakukan sebanyak tiga kali. Hasil tampungan fasa bawah dari ekstraksi ini mengandung benzil alkohol. Tampungan yang berada di dalam beaker glass ini kemudian ditambahkan Na2CO3 dan aquades. Memisahkan lapisan minyak yaitu benzil alkohol dengan air dan dihitung volume serta massanya.

3.3 Pembuatan Asaam Bennzoat Asam benzoat berada di fasa atas saat eksraksi. Setelah tiga kali ekstraksi, lpisn atas pun ditampung. Kemudian menambahkan Na2SO4 anhidrat dan mendekantasi. Selanjutnya, menambahkan HCl pekat dan disaring.

3.4 Penentuan Yield Reaksi dan Kesalahan Relatif Persen Yield percobaan ditentukan dengan menggunakan rumus : % Yield = | |× % � � Sedangkan persen Kesalahan Relatif ditentukan dengan rumus : − � � % Kesalahan Relatif = | |× % � �

4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data dan Hasil Pengamatan     



     

Mr Benzil Alcohol = 108.14 gr/mol ρ Benzil Alcohol = 1,312 gr/mL Volume Benzaldehida = 0.45 mL Mr Benzaldehida = 106.13 gr/mol ρ Benzaldehida = 1,04 gr/mL Mr Asam Benzoat = 122.12 gr/mol Volume KOH = 1,2 mL M KOH = 11 Molar Volume Metanol = 1,2 mL Massa kertas saring kosong = 0,88 gr Massa kertas saring+asam benzoate = 0,97 gr Volume benzil alkohol = 1,5 ml

5

Gambar 4. 2 fasa yang terbentuk dari hasil ekstraksi

Gambar 5. benzil alkohol di dalam pelarut air dan Na2CO3

Gambar 6. benzil alkohol setelah dipisahkan dari pelarut

4.2 Pengolahan Data 

Massa Teoritis Mol Benzaldehida

=

�

= Mol KOH

,

,

� ,

�

� �

�� �

��

ℎ�

�

= ,

��

ℎ�

44

�

�

ℎ�

= M KOH x Volume KOH = 11 mol/ml x 1,2 ml = 13,2 mol

Massa Benzaldehida(Reaktan)

= mol benzaldehida x Mr benzaldehida = 0,0044 mol x 106.13 gr/mol = 0,4669 gram

Menentukan Massa benzil alkohol dan asam benzoat secara teoritis ;

M: 0,0044 mol 13,2 mol B: 0,0044 mol 0,0022 mol 0,0022 mol 0,0022 mol _____________________________________________________________________________ ____ S: 13,1978 mol 0,0022 mol 0,0022 mol



Massa Asam Benzoate Massa Benzil Alcohol Massa Percobaan Massa Asam Benzoat

= 0,0022 mol x 122.12 gr/mol = 0.2686 gram = 0,0022 mol x 108.14 gr/mol = 0.2379 gram = (massa kertas saring+endapan) – massa kertas saring kosong = 0,97 gram – 0,88 gram = 0,09 gram

6 Massa Benzil Alkohol 

= ρ Benzil Alcohol x Volume Benzil Alkohol = 1.312 gr/mL x 1,5 mL = 1,968 gram

% Kesalahan Relatif =|

% Kesalahan Relatif Asam Benzoat

=|

− ,

� − , ,

= 66,49% =|

% Kesalahan Relatif Benzil Alkohol

=|

�

|× −

,

� − , ,

= 728 % 

�

�

� �

�

� �

|×

� �

|×

%

� �

|×

%

%

%

%Yield % Yield Asam Benzoat

=|

=|

,

.

�

= 33,5% % Yield Benzil Alkohol

=|

=|

.

,

= 827%

�

�

�

� �

|×

� �

|×

|×

|×

%

%

%

%

4.3 Analisis Percobaan Sintesis benzil alkohol dan asam benzoat dapat dilakukan melalui reaksi canizzaro dengan benzaldehid sebagai reagen utama dan kalium hidroksida sebagai katalis. Reaksi canizzaro adalah reaksi disproposionasi dari suatu aldehida menjadi asam karboksilat dan alkohol primer dalam suasana basa. Reaksi disproposionasi adalah suatu proses redoks yang berlangsung secara serentak pada reaksi kimia dari suatu senyawa yang sama (Natsir, 1999). Reaksi ini hanya dapat terjadi pada senyawa aldehid yang tidak mempunyai gugus α-hidrogen. Sedangkan senyawa yang memiliki gugus α-hidrogen cenderung bereaksi melalui reaksi kondensasi aldol. Gugus α-hidrogen merupakan hidrogen yang terikat pada atom C tepat disebelah atom karbonil. Secara umum reaksi pembentukan asam benzoat dan benzil klorida dari bezaldehid adalah sebagai berikut:

Sintesis dua senyawa ini diawali dengan mencampurkan metanol, benzaldehid dan KOH ke dalam labu bulat. Methanol akan berperan sebagai pelarut karena ia mempunyai sifat semipolar sehingga dapat melarutkan dua senyawa yang memimliki perbedaan kepolaran. Benzaldehid berfungsi sebagai reagen utama yang mempunyai gugus aldehid (R-COH) tanpa gugus α-hidrogen. Karena tidak mempunyai gugus α-hidrogen, benzaldehid tidak dapat mengalami ‘self addition’ untuk menghasilkan produk aldol walaupun telah direaksikan dengan basa kuat dan akan mengalami reaksi canizzaro. KOH berfungsi

7 sebagai katalis basa yang memberi suasan basa dan juga mendonorkan gugus –OH untuk dapat meneyrang gugus C=O yang terdapat dalam benzaldehid. Setelah melakukan pencampuran, memasukkan batu didih ke dalam labu bulat untuk mencegah terjadinya bumping dan merefluks selama 45 menit dengan sumber pemanas yang berasal dari heatin manthel.. Refluks ini berfungsi untuk mempercepat reaksi dengan jalan pemanasan tanpa mengurangi jumlah zat yang ada karena menggunkan system tertutup. Saat pemanasan sudah dilakukan selama 45 menit, larutan didinginkan pada suhu ruang dengan menggunakan aliran keran air. Kemudian, larutan di dalam labu bulat dipindahkan ke corong pisah dan memasukkan aquades serta metilen klorida untuk diekstraksi. Metilen klorida berfungsi sebagai pelarut organik yang akan melarutkan benzil klorida sedangkan aquades bergungsi sebagai pelarut yang akan melarutkan ion benzoat. Ekstraksi dilakukan secara bertahap sebanyak tiga kali. Hal ini bertujuan agar pemisahan kedu senyawa berlangsung lebih sempurna. Ekstraksi akan menghasilkan dua fasa yaitu fasa organik dan fasa air. Fasa organik yang berupa metilen klorida dan benzil alkohol berada di fasa bawah karena memiliki massa jenis yang lebih besar dibandingkan dengan air dan ion benzoat. Fasa bawah yang sudah ditampung selanjutnya ditambahkan Na2CO3, aquades dan dipisahkan dengan menggunakan pipet tetes. Penambahan Na2CO3 berfungsi untuk menetrlkan sifat asam dari metilen klorid dan benzil alkohol agar didapatkan larutan benzil klorida yang lebih murni dan aquades berfungsi untuk melarutkan ion benzoat yang mungkin masih ada di dalam campuran larutan. Untuk fasa atas, menambahkan Na2SO4 anhidrat dan mendekantasi. Penambahan Na2SO4 bnhidrat berfungsi untuk menyerap air dari ion benzoate agar ion benzoate yang dihasilkan bebas air. Selanjutnya, menambahkan HCl pekat untuk memberikan ion H+ sebagai pembawa sifat asam sehingga terbentuk asam benzoat. Terakhir, dilakukan penyaringan dan pengeringan. Mekanisme reaksi yang terjadi selama sintesis asam benzoat dan benzil alkohol adalah sebagai berikut: O

O

:O: H

H

H +

+

OH

OH

Benzaldehid

O

OH O

O H

+ Ion Benzoat

H

O

H

O-H +

H Benzil Alkohol

4.4 Analisis Hasil Hasil yang didapatkan dari percobaan ini adalah padatan asam benzoat yang berwujud serbuk putih dengan massa 0,09 gram. Massa yang dihasilkan memiliki %KR sebesar 66,49 % dengn %yield sebesr 33,5%. Sedangkan benzil alkohol yang dihasilkan berupa cairan seperti minyak dengaan massa 1,968 gram. Massa tersebut memiliki %KR sebesar 728% dengan %yield sebesr 827%.

4.5 Analisis Kesalahan Cukup tingginya nilai %KR kemungkinan besar disebabkan oleh reagen yang sudah lama sehingga banyak kontaminannya, penimbangan dan pengukuran yang kurang tepat, serta alat-alat yang kuranng bersih. Selain itu, pada sintesis asam benzoat pembentukan endapannya belum sempurna akibat penambahan HCl yang kurang. Sedangkan pada sintesis alkohol diakibatkan pemisahan antara pelarut dan benzil alkohol hanya dilakukan dengan pipet sehingga ad kemungkinan masih adanya air dalam benzil alkohol yang diukur volumenyna.

8

5. KESIMPULAN Sintesis benzil alkohol dan asam benzoate menggunakan prinsip reaksi canizzaro. Reaksi canizzaro adalah reaksi disproposionasi dari suatu aldehida menjadi asam karboksilat dan alkohol primer dalam suasana basa. Reaksi disproposionasi adalah suatu proses redoks yang berlangsung secara serentak pada reaksi kimia dari suatu senyawa yang sama (Natsir, 1999). Benzaldehid berfungsi sebagai reagen utama reagen utama yang mempunyai gugus aldehid (R-COH) tanpa gugus α-hidrogen. KOH atau kalium hidroksida berfungsi sebagai katalis basa yang memberi suasan basa dan juga mendonorkan gugus –OH untuk dapat meneyrang gugus C=O yang terdapat dalam benzaldehid. Methanol berfungsi sebagai pelarut karena ia mempunyai sifat semipolar sehingga dapat melarutkan dua senyawa yang memimliki perbedaan kepolaran. Aquades berfungsi sebagai pelarut yang akan melarutkan ion benzoate. Metilen klorida berfungsi sebagai pelarut organik yang akan melarutkan benzil klorida. Na2CO3 berfungsi untuk menetrlkan sifat asam dari metilen klorid dan benzil alkohol agar didapatkan larutan benzil klorida yang lebih murni. Na2SO4 bnhidrat berfungsi untuk menyerap air dari ion benzoate agar ion benzoate yang dihasilkan bebas air. HCl pekat digunkkan untuk memberikan ion H+ sebagai pembawa sifat asam sehingga terbentuk asam benzoat

UCAPAN TERIMA KASIH Puji syukur saya panjatkan kepada Allah SWT, karena atas rahmat dari-Nya saya dapat menyelesaikan laporan praktikum ini. Saya ucapkan terima kasih kepada kedua orang tua saya yang selalu mendoakan saya agar diberi kelancaran dalam berkuliah. Terima kasih juga saya ucapkan kepada rekan praktikum saya; Ahmad Ali Ibrahim dn Wanti Megawati karena sudah bekerja sama dengan baik dalam percobaan Reaksi canizzaro: sintesis asam benzoate dn benzil klorida ini. Tidak lupa saya ucapkan terima kasih kepada Assisten Lab kami; Kak Nanda karena telah membimbing kami dalam praktikum.

DAFTAR PUSTAKA Tim KBI Kimia Organik. Diktat Praktikum Sintesis Organik. Depok : Departemen Kimia FMIPA UI. Wade L.G. 2013. Oganic Chemistry 8th Edition. Pretince Hall. Smith, Janice Gorzynski.2011.Organic Chemistry 3rd edition. Manoa: University of Hawai’i Fessenden & Fessenden. 1982. Organic Chemistry. Ed 3. Jakarta : Erlangga. Donald L. Pavia.2004. Introduction to Organic Laboratory Techniques: A Small Scale Approach. Thomson Brooks/Cole http://www.warstek.org/2009/09/reaksi-cannizaro.html diakses pada 10 November 2016 http://www.ilmukimia.org/2013/03/golongan-alkohol.html diakses pada 10 November 2016 http://ik.pom.go.id/v2012/katalog/Benzil%20Alkohol.pdf diakses pada 10 November 2016

9 Material Safety Data Sheet (MSDS) Benzaldehid Nama kimia

: Benzaldehida

Sinonim

: Benzenkarboksaldehida

Masa molekul

: 106,0414 g/mol

TD

: 178 ℃

Kelarutan

: -56 ℃

Potensi bahaya

: iritasi jika terkena mata dan kulit, bahaya jika tertelan, inhalasi

TL

: sedikit larut dalam air

berlebihan dapat menyebabkan gangguan pernafasan. KOH Nama kima

: Kalium Hidroksida

Sinonim

: Kalium Hidrat

Masa molekul

: 56,1047 g/mol

TD

: 2408 ℉

TL

: 680℉

Kelarutan

: larut dalam air

Potensi bahaya

: menyebabkan kerusakan jika terkena mata dan kulit, bahaya jika tertelan, i...