PERCOBAAN 7
I.
JUDUL :
PEMBUATAN SIKLOHEKSANON
II.
Hari/tanggal :
III.
Tujuan :
a. untuk melakukan oksidasi alcohol sekunder alisiklik
b. untuk memahami bahwa tidak hanya alcohol sekunder
alifatis biasa
saja yang
dapat dioksidasi tetapi juga alcohol sekunder alifatik.
IV.
Landasan Teori
Pembuatan
sikloheksanon ini adalah contoh oksidasi alcohol sekunder alisiklis menjadi
keton alisiklis dengan oksidator kalium dikromat dalam suasana asam.
C6H11 OH C6H11 = O + H2O
Sikloheksanol Sikloheksanon
Mekanisme
reaksinya ( salah satu cara )
Cr2O7-2 +
14 H+ + 3 e- 2Cr3+
+ 7 H2O
H
C OH
C=O + 2 e
Tingkat oksidasi C dalam
sikloheksanol adalah nol, sedangkan dalam sikloheksanon adalah 2+.
Ada juga yang mengatakan bahwa pembentukan sikloheksanon ini didahului tahap
oksidasi melalui reaksi eliminasi dari alkil ester asam kromatnya.Kondisi,
optimum untuk reaksi redoks ini yaitu pada suhu 55-600C. Tahap-tahap
pemisahan sikloheksanon dari campuran reaksinya dan tahap pemurniannya
dilakukan berdasarkan sifat-sifat fisik
Drs.Harizon,M.Si.2003.Penuntun praktikum kimia organic 1.Jambi:
Universitas Jambi
Pada temperatur ruang sikloheksana
secara cepat menga-lami perubahan konformasi dengan rotasi sepanjangikatan C-C.
Ketika konformasi sikloalkana berubah,hidrogen yang terikat pada setiap atom
karbon juga berganti posisi, dan molekul diasumsikan berada
pada ruang tiga dimensi. Perubahan dari konformasi kursi ke bentuk
yang lain (perubahan hidrogen aksial menjadiekuatorial atau sebaliknya)
dinamakan interkonversi kursi-kursi. Dengan menentukan panas pembentukan
darikonformasi kursi dan bentuk antara dari interkonversikursi, kita dapat
menentukan stabilitas relatif dari setiap konformasi
Sikloheksanon
adalah senyawa organik, itu adalah cairan berminyak yang jelas yang memiliki
semburat kuning berwarna untuk cahaya dan bau menyengat. Ini memiliki C6H10O
formula dan sedikit larut dalam air dan benar-benar larut dengan pelarut umum.
Sikloheksanon
digunakan untuk sintesis obat-obatan, pewarna, herbisida, pestisida, plastik
dan bahan kimia karet.
FORMULA:
C6H10O
Salah satu contoh pembuatan olefin
dari alkohol adalah dehidrasi sikloheksanol menjadisilokhesena dan air.
Dehidrasi dapat dilakukan dengan cara memanaskan alkohol dengan suatu asam,
padasuhu tidak terlalu tinggi. Dalam percobaan ini, sebagai katalis dipilih
asam fosfat. Hasil reaksi segeradikeluarkan begitu ia terbentuk, dengan cara
distilasi.
Campuran reaksi akan terdiri
dari campuran azeotrop dari sikloheksena, air dan sedikit bahan-bahan lain yang
bertitik didih tinggi. Asam fosfat yang ikut serta waktu didistilasi,
dihilangkan denganmencucinya berturut-turut dengan air dan larutan NaHCO3
Pada pencucian ini bahan organik dan
air tidaksaling bercampur, sehingga lapisan organik bisa dipisahkan dengan corong
pisah. Sikloheksena yangdihasilkan dikeringkan dengan CaCl2
kering sehingga air terikat sebagai
hidrat dan sebagian sikloheksanolsisa
membentuk kompleks yang sejenis dengan hidrat tersebut. Sikloheksena yang bebas
air ini mungkinmasih bercampur dengan sedikit sikloheksanol sisa dan
diskloheksil. Pemurnian sikloheksena dilakukandengan cara distilasi.
Kemurniannya ditentukan oleh identifikasi indeks biasnya
Sikloheksanon adalah senyawa organic
yang berupa cairan berminyak dan memiliki semburat kuning untuk cahaya dan bau
menyengat. Sikloheksanon memilki C6H10O formula dan
sedikit larut dalam air dan benar-benar larut dengan pelarut umum
(Liang, 2012: Diakses pada tanggal 20 Mei 2012).
Alcohol
adalah senyaw yang mempunyai gugus fungsi hidroksil yang terikat pada atom
karbon jenuh. Alcohol mempunyai rumus umum ROH, dimana R merupakan alkil, alkil
tersubstitusi, atau hidrokarbon siklik. Alcohol diklasifikasikan menjadi tiga
kelompok yaitu alcohol primer, sekunder dan tersier. Alcohol dapat dianggap
merupakan turunan dari air (H20), dimana satu atom hidrogenya
diganti gugus alkil
(Riswiyanto,
2009: 209).
Alkohol mempunyai rumus umum R-OH. Strukturnya serupa dengan
air, tetapi satu hidrogennya diganti dengan satu gugus alkil. Gugus fungsi
alcohol adalah gugus hidroksil,-OH. Fenol mempunyai gugus yang sama seperti
alcohol, tetapi gugus fungsi melekat langsung pada cincin aromatik
(Hart,
2009:162).
Menurut Hart (2009), mengemukakan alkohol digolongkan
kedalam primer (10 ), sekunder (20), atau tersier (30),
bergantung pada satu gugus organic yang berhubungan dengan atom karbon pembawa
gugus hidroksil.
Pembuatan
keton ada 3 yaitu sebagai berikut:
1. Oksidasi alkohol sekunder
oksidasi
|
Contoh :
CH3CHCH3
CH3-C-CH3
+H2O
I
II
OH
O
2.
CU
|
Mengalirkan uap alkohol (sekunder)
diatas tembaga panas.
Contoh
:
CH3CHCH2CH3
CH3-C-CH2CH3+ H20
I
Suhu tinggi
OH
3.
Memanaskan garam kalsium asam
monokarboklsilat jenuh, cara ini dapat di terapkan untuk membuatkan keton
sederhana (R-C-R) maupun keton.
II
O
MnO
|
Garam kalsium yang dipanaskan harus
disesuaikan dengan keton yang di buat. Untuk membuat sejumlah keton dapat
ditempuh dengan cara mengalirkan uap suatu asam monokarboksilat diatas katalis
logam/ oksida logam yang dipanaskan. Sebagai contoh, aseton dapat diperoleh
dengan mengalirkan uap asam asetat diatas katalis MnO.
2CH3COOH
CO2+H2O+CH3-C-CH3
II
O
(Parlan, 2003 : 168-169).
Alkohol dengan paling sedikit satu hidrogen melekat pada
karbon pembawa gugus hidroksil dapat dioksidasi menjadi senyawa-senyawa
karbonil. Alkohol primer mengahsilkan aldehida yang dapat dioksidasi lebih
lanjut menjadi asam, alcohol sekunder menghasilkan keton.
H
H
OH
I
Oksidator I
oksidator I
R – C –
OH
R – C = O
R - C = O
Alkohol
primer
aldehid
asam
H
R
I
Oksidator
I
R – C –
OH
R – C = O
I
H
Alcohol sekunder
keton
Alkohol
tersier tidak dapat dioksidasi. Oksidator yang umum digunakan di laboratorium
untuk tujuan ini adalah asam kromat, H2CrO4 (diturunkan dari kalium dikromat, K2Cr2O7,
dan asam kuat), dan kromat
anhidrida, CrO3 yang keduanya mengandung Cr6+.
Contoh reaksi ini adalah oksidasi sikloheksanol menjadi sikloheksanon.
H
|
OH
|
Sikloheksanol
sikloheksanon
Td 1610C
td 155,6oC
Walaupun
mekanisme oksidasi cukup rumit diketahui bahwa reaksi berlangsung melalui ester
kromat dengan alkohol. Ester ini kemudian mengalami reaksi eliminasi dengan
melepaskan proton.
O
|
O
|
R2CHOH + OH – Cr – OH
R – C –R – O – Cr -
OH
O
R
R-C
= 0 + H+ + HcrO3-
(Hart,
2009 : 173).
Salah satu reaksi alkohol yang sangat berharga adalah reaksi oksidasi membentuk
senyawa karbonil, sedangkan reduksi karbonil akan menghasilkan alkohol
oksidasi. oksidasi alkohol mengakibatkan hilangnya satu atau lebih atom
hidrogen (hidrogen- α) yang terikat pada atom karbon yang mempunyai gugus –OH.
Alkohol primer mempunyai dua hingga – α yang salah satu atau keduanya dapat
dilepaskan, sehingga alkohol primer berubah menjadi aldehida atau asam.
Alkohol
sekunder akan di oksidasi dengan mudah menjadi keton. Oksidasi dalam skala
besar dan murah sering menggunakan natrium dikromat dalam larutan asam asetat
(Riswiyanto,
2009 : 218).
Dalam
tatanama IUPAC, nama keton menggunakan akhiran spesifik –on sebagai pengganti
dari akhiran –a dalam nama alkan yang terkait (jumlah atom karbonnya sama).
Nama trivial untuk keton menggunakan cara seperti halnya dalam penamaan eter,
yaitu dengan menyebutakan nama gugus-gugus yang terikat pada gugus
karbonil, kemudian dengan kata keton.
(Parlan, 2003 : 165-166).
V.
Alat Dan Bahan
Alat :
·
Gelas kimia 200 ml
·
Erlenmeyer 250 ml
·
Labu bundar 250 dan 500 ml
·
Alat destilasi
·
Corong
·
Penangas udara
Bahan
·
Kalium dikromat 20,5 gr
·
Asam sulfat pekat 18 gr ( 10 ml )
·
Sikloheksanon 10 gr ( 10 ml )
·
Petrolium eter 12 ml
·
Magnesium sulfat anhidrat
VI.
Prosedur Kerja
20,5 gr kalium kromat
Dilarutkan dengan air 100 ml dalam gelas
kimia 200 ml
Ditambahkan 18 gr ( 10 ml ) asam sulfat pekat
Didinginkan sampai suhu 300c
Dimasukkan
dalam Erlenmeyer atau labu bundar 250 ml
Ditambahkan larutan dikromat sedikit demi sedikit
Digoncang labu sampai campuran reaksi bias tercampur dengan baik Diamati
suhu campuran tersebut
Setelah campuran menjadi panas,didinginkan bagian luar labu dalam air
dingin
Diatur pendinginan
Digoncang perlahan
Dicampurkan reaksi tadi
Ditambahkan 100 ml air Dipasang alat pendingin untuk destilasi
Dicampuran destilasi diperoleh sampai 65 ml destilat
Dijenuhkan campuran reaksi dengan garam NaCl ( bersih ) 13 gr
Dipisahkan lapisan sikloheksanon ( atas )
Diekstraksi lapisan air dengan 3 gr natrium atau magnesium sulfat
anhidrat
Disaring larutan kering ke dalam destilasi kecil
Dikeluarkan pelarutnya dengan cara destilasi
Dikumpulkan fraksi didih 154-1560c.
Ditentukan indeks biasnya
Dihitung rendemen praktis dan rendemen teoritis
V.
Hasil Pengamatan
Melarutkan kalium dikromat dalam air pada gelas kimia
250ml. Hasil pencampuran dari 10,2 kalium dikromat yang terbentuk serbuk
berwarna orange dengan 50 ml air menghasilkan warna orange. Kemudian
menambahkan 5 ml asam sulfat pekat sedikit demi sedikit. Hasil pencampuran
berwarna orange. Kemudian menambahkan 5ml sikloheksanol ke dlam erlenmeyer yang
ditaruh dalam baskom berisi air es, sehingga campuran menjadi berwarna cokelat
kehitaman.
Selanjutnya mengocok campuran dengan baik di dalam baskom
yang berisi air es, kemudian memasukkan kedalam labu destilasi dan memasangkan
pada alat yang telah dirangkai, sehingga terbentuk destilat pada suhu 900C
dan mengumpulkan destilat sebanyak 32,5 ml yang terbentuk dua lapisan. Lapisan
atas berwarna kuning (minyak) dan lapisan bawah berwarna bening.
Menjenuhkan campuran dengan NaCl bersih sebanyak 6,5 gr
didalam corong pisah dan terbentuk dua lapisan, lapisan atas keruh dan lapisan
bawah jernih. Kemudian memisahkan kedua lapisan. Lapisan bawah
dimasukkan kedalam corong pisah dan diekstarksi dengan 6 ml petrelium eter dan
terbentuk dua lapisan, lapisan atas berwarna bening (seperti minyak) dan
lapisan bawah keruh.
Mencampurkan dengan kertas saring dengan berat kertas saring
) 0,5 gr dan diperoleh sikloheksanon berwarna bening sebanyak 1,5 gram.
VI.
Analisis Data
Diketahui :
V sikloheksanol = 5 ml
ρ sikloheksanol =
0,94 g/ml
Mm sikloheksanol = 98 g/mol
Massa K2Cr2O4
=10,2 gr
V H2SO4
= 5 ml
ρ H2SO4
= 1,84
G/ ml
Mm H2SO4
= 98 g/mol
Mm K2Cr2O7
= 294 g/mol
Ditanyakan.
% rendemen ......?
Penyelesaian
:
a)
Massa
sikloheksanol = V. Ρ
= 50 ml x 0,94 g/ml
= 4,7 gram
b)
n sikloheksanol
= 0,047 mol
c)
Massa H2SO4
= Vx ρ
= 5 ml x 1,84 g/m
= 9,2 gram
d)
n H2SO4
= 0, 094 mol
e)
n K2CrO7 =
0,035 mol
Reaksi
reduksi oksidasi
Reduksi : Cr2O72-
+ 14 H+ +6e-
2Cr3+ + 7 H2O x1
Oksidasi : C6H11OH
C6H10O + 2H+ + 2e-
x3
Redoks
: Cr2O72- + 3C6H11OH + 8H+
2Cr3+
+ C6H10O+ 7 H2O
Cr2O72
+ 3C6H10O + 8H+
2Cr3+ + C6H10O+ 7 H2O
Mula2
: 0,035 mol 0,047
mol 0,094
mol
-
-
-
Bereaksi :
0,01 mol 0,03 mol 0,094 mol 0,02 mol 0,02
mol 0,02 mol
Setimbang :0,02mol 0,017mol
-
0,02mol
0,03mol 0,07 mol
Massa
C6H11OH(teori) = nC6H11O x Mm C6H10O
=
0,047x 98gr / mol
=
4, 606 gram
Massa hasil pengukuran dalam praktikum (Massa C6H11O) = 1,5 gr
Jadi,
massa % rendemen =
%
rendemen = x
100%
=
x 100%
=
32, 567 %
VII. Pembahasan
Pada percobaan pembuatan sikloheksanon yang dilakukan dengan mengoksidasi
alkohol sekunder siklik menjadi keton siklik dengan mengguankan kalium kromat
sebagai oksidator dlam suasana asam.
Saat kalium bikromat dilarutkan dengan air, maka kalium bikromat akan
terurai menjadi ion-ion Cr2O72- akan bereaksi
dengan H+ dan menghasilkan larutan berwarna orange pekat, serta
larutan terasa panas, karena H2SO4 bersifat panas. Adapun
mekanisme reaksinya sebagi berikut:
Cr2O72- + 14 H+
+6e-
2Cr3+
+ 7 H2O
Setelah penambahan H2SO4, larutan didiamkan hingga
suhunya mencapai 30 0C.
Hal ini bertujuan agar pada saat penambahan kedalam sikloheksanol tidak
menghasilkan panas terlalu tinggi. Fungsi H2SO4
yaitu sebagai katalisator dalam mempercepat reaksi. Kemudian larutan
ditambahkan dengan sikloheksanol. Setelah didiamkan menghasilkan larutan
cokelat kehitaman. Kenaikan suhu ini terjadi karena reaksi oksidasi
sikloheksanol menjadi keton yang merupakan reaksi eksoterm yaitu reaksi yang
melepaskan kalor.
Reaksinya
sebagai berikut:
Cr2O72 + 3C6H10O + 8H+
2Cr3+
+ C6H10O+ 7 H2O
Campuran yang dimasukkan kedalam labu erlenmeyer yang telah berisi
sikloheksanol dn menghasilkan larutan hitam kehijauan. Suhu diatur antara 50-600C,
karna bila suhunya diatas 600C maka yang terbentuk adalah senyawa
lain bukan sikloheksanon dan apabila dibawah 500C, sikloheksanon
belum terentuk.
Selanjutnya campuran dimasukkan kedalam labu destilasi dan ditambahkan
air, kemudian didestilasi sehingga diperoleh 32,5 ml destilat, yang terdiri
dari dua lapisan. Lapisan atas sikloheksanon dan lapisan bawah air. Hal ini
sesuai dengan teori bahwa air berada pada lapisan bawah karena memiliki massa
jenis yang lebih besar daripada massa jenis sikloheksanon yaitu ρ air 1gr/mol,
sedangkan
ρ sikloheksanon 0,947 gr/mol.
Campuran kemudian n juga agar sikloheksanon dijenuhkan dengan 6,5 gram
NaCl bersih yang berfungsi untuk menyempurnakan pemisahan antara sikloheksanon
dengan air dan juga agar sikloheksanon tidak lagi bereaksi dengan unsur lain
dari luar. Selain itu, larutan diekstrak kedalam corong pisah yang berfungsi
memisahkan zat berdasarkan perbedaan massa jenis zat. Kemudian lapisan air
diekstraksi dengan eter yang bertujuan untuk memisahkan sikloheksanon dengan
air, dan terbentuk dua lapisan. Hal ini menandakan masih terdapat sikloheksanon
dalam air. Untuk itu ditambahkan Na2SO4 yang
berfungsi mengikat sisa-sisa air yang masih terdapat dalam sikloheksanon.
Berdasarkan teori, sikloheksanon yang diperoleh 4,606 gram dan
berdasarkan praktik diperoleh 1,5 gram dengan rendemen 32, 567 %. Mekanisme
reaksinya sebagai berikut:
K2Cr2O7 + H2O
2K+ + Cr2O7 2-
H2SO4
2H+ + SO4-
Cr2O7 2- + 2H+
2Cr2O3 - + H2O
OH
|
H
|
OH
|
OH
|
..
|
H
|
O
|
OH
|
..
|
OH
|
+ CrO3-
+ O - CrO2
..
|
..
|
+ O - CrO2
+ CrO2-
O
|
OH
|
O
|
+ CrO2-
+
CrO2- + H2O
O
|
+ H2O
+ H2O
VIII.
Simpulan dan Saran
A. Simpulan
1.
Sikloheksanon dibuat dengan mengoksidasi sikoheksanol dengan menggunakan
kalium bikromat sebagai oksidatornya dalam suasana asam.
2.
Reaksi oksidasi alkohol sekunder siklik melibatkan proses pengoksidasi
gugus –OH oleh unsur oksigen dari zat oksidator K2CrO7, dimana gugus –OH dan atom H yang terikat pada atom C
sekunder akan diganti oleh oksigen sehingga membentuk keton dan air.
3.
Sikloheksanon yang diperoleh yaitu 1,5 gram dengan rendemen 32, 567%.
DAFTAR
PUSTAKA
Anonim, 2010. Praktikum Kimia Organik Laboratorium Kimia Organik
Program Studi Kimia FMIPA ITB ( http : // id. Business-listing. Com).
Diakses pada tanggal 20 Mei 2012.
Drs.Harizon,M.Si.2003.Penuntun praktikum kimia organic 1.Jambi:
Universitas Jambi
Hart,
Harold. 2009. Kimia Organik. Erlangga : Jakarta.
Liang,
Marvin. 2012. Sikloheksanon (www.telonchem.com). Diakses
pada tanggal 20 Mei 2012.
Parlan.
2003. Kimia Organik I. Malang : Universitas Negeri Makassar.
Riswiyanto.
2009. Kimia Organik. Jakarta : Erlangga.
Tim Dosen
Kimia Organik.2012. Penuntun Praktikum Kimia Organik. Makassar :
Universitas Negeri Makassar.
Wikipedia.
2012. Asam Adipat ( http : // id. Wikipedia. Org). Diakses pada
tanggal 20 mei 2012.
