ANILIN

MAKALAH

Pembuatan Anilin Melalui Reduksi Nitrobenzene

Oleh :

1. Ziska Dyah Putri Alifianti (2012430158) 2. Debi Andriana (2012430159) 3. Laela Febriningsih (2012430136)

Dosen :

Ir, Syamsudin, AB, MPd

Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta 2014 i

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat karunia-Nya penulis mampu menyelesaikan makalah dengan judul

 Pembuatan

Anilin

Melalui

Reduksi

 Nitrobenzene.

Makalah  Pembuatan Anilin Melalui

Reduksi Nitrobenzene

ini merupakan tugas mata

kuliah Proses Industri Kimia Organik. Melalui makalah yang berjudul  Pembuatan Anilin

Melalui Reduksi Nitrobenzene  ini

yang diharapkan dapat menunjang nilai penulis di dalam mata kuliah Proses Industri Kimia Organik. Selain itu, dengan hadirnya makalah ini dapat memberikan informasi yang dapat menjadi pengetahuan baru bagi pembacanya. Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Ir, Syamsudin, AB, MPd selaku dosen pembimbing serta kepada seluruh pihak yang terlibat di dalam penulisan makalah Pembuatan Anilin Melalui Reduksi Nitrobenzene ini. Penulis menyadari bahwa, masih banyak kesalahan dan kekurangan di dalam  penulisan makalah ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang konstruktif untuk kesempurnaan makalah ini di masa yang akan datang. Semoga makalah ini dapat bermanfaat.

Jakarta, 01 Juni 2014

Penulis

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Anilina,fenilamin atau aminobenzene dengan rumus C6H5 NH2. Terdiri dari kelompok fenil dilampirkan ke gugus amino.  Anilin adalah amina aromatik  prototipikal. Menjadi pelopor untuk bahan kimia industri, penggunaan utamanya adalah dalam pembuatan perintis polyurethane. Seperti amina volatile kebanyakan, ia memiliki bau yang agak tidak menyenangkan dari ikan busuk. Ini mudah menyatu, terbakar dengan nyala api berasap karakteristik senyawa aromatik. Anilina tidak  berwarna, namun perlahan-lahan mengoksidasi dan resinifies di udara, memberikan cokelat warna merah untuk sampel berusia. Rumus molekul Anilin : C 6H5 NH2

Anilin merupakan senyawa yang bersifat basa, dengan titik didih 1800 C dan indeks bias 158. Jika kontak dengan cahaya matahari anilin akan mengalami reaksi oksidasi. Dalam kehidupan sehari hari digunakan untuk zat warna. Anilin dibuat melalui reaksi reduksi dengan bahan baku nitrobenzene. Anilin merupakan cairan minyak tak berwarna yang mudah menjadi coklat karena oksidasi atau terkena cahaya, bau dan cita rasa khas, basa organik penting karena merupakan dasar bagi banyak zat warna dan obat toksik bila terkena, terhirup, atau terserap kulit. Senyawa ini merupakan dasar untuk pembuatan zat warna diazo. Anilin dapat diubah menjadi garam diazonium dengan bantuan asam nitrit dan asam klorida. Anilin pertama kali diisolasi dari distilasi destruktif indigo pada tahun 1826 oleh Otto Unverdorben, yang menamainya kristal. Pada tahun 1834, Friedrich Runge terisolasi dari tar batubara zat yang menghasilkan warna biru yang indah pada  pengobatan dengan klorida kapur, yang bernama kyanol atau cyanol Pada tahun 1841, CJ Fritzsche menunjukkan bahwa, dengan memperlakukan indigo dengan potas api,

itu menghasilkan minyak, yang ia beri nama anilina, dari nama spesifik dari salah satu-menghasilkan tanaman nila, dari Portugis anil "yang semak indigo" dari bahasa Arab an- nihil "nila" asimilasi dari al-nihil, dari nila Persia, dari nili "indigo" dengan Indigofera anil, anil yang berasal dari Sansekerta    nila, biru tua, nila, dan pabrik nila. Tentang waktu yang sama NN Zinin menemukan bahwa, untuk mengurangi nitrobenzena, dasar terbentuk, yang ia beri nama benzidam. Agustus Wilhelm von Hofmann menyelidiki zat tersebut-siap dengan berbagai cara, dan terbukti mereka menjadi identik (1855), dan sejak itu mereka mengambil tempat mereka sebagai satu tubuh, dengan nama atau Fenilamin anilin.  Nilai

komersial

besar

anilin

adalah

karena

kesiapan

dengan

yang

menghasilkan, langsung atau tidak langsung, zat warna. Penemuan ungu muda tahun 1856 oleh William Henry Perkin adalah yang pertama dari serangkaian serangkaian luas pengolahan bahan celup, seperti fuchsine, safranine dan induline. Itu industri skala digunakan pertama dalam pembuatan mauveine, sebuah ungu pewarna ditemukan pada 1856 oleh Hofmann siswa William Henry Perkin. Pada saat itu  penemuan mauveine, anilin merupakan senyawa laboratorium mahal, tapi segera disiapkan "oleh ton" menggunakan proses yang sebelumnya ditemukan oleh Antoine Béchamp. Industri pewarna sintetis tumbuh pesat sebagai pewarna anilin baru  berbasis ditemukan di tahun 1850-an dan 1860-an.

1.2 Tujuan

1. Memenuhi tugas mata kuliah Proses Industri Kimia Organik 2. Mengetahui apa yang dimaksud Anilin 3. Mengetahui sifat fisika dan sifat kimia Anilin 4. Mengetahui proses pembuatan Anilin 5. Mengetahui reaksi-reaksi pembentukan Anilin 6. Mengetahui kegunaan Anilin 7. Mengetahui mekanisme reaksi pembuatan Anilin dari reduksi Nitrobenzene 8. Mengetahui tinjauan kinetika Anilin 9. Mengetahui tinjauan termodinamika Anilin 10. Mengetahui uraian proses pembuatan Anilin

BAB II PEMBAHASAN

1.1 Definisi Anilin

Anilin merupakan senyawa organik dengan komposisi C 6H5 NH2  yang termasuk kedalam senyawa aromatik, dengan bantuan doping asam aniline dapat menjadi bahan konduktor dengan nilai konduktivitas tertentu. Panjang gelombang maksimal anilin adalah 230 nm. Hal ini disebabkan pasangan elektron menyendiri  pada NH2 yang berinteraksi denagn elektron cincin untuk meningkatkan densitas elektron di keseluruhan cincin, terutama pada posisi orto dan para dari cincin. Anilin merupakan bahan kimia yang dapat dibuat dari beberapa macam cara dan bahan, serta dapat digunakan untuk membuat berbagai macam produk kimia. Di dalam era industrialisasi saat ini anilin mempunyai peranan penting dan banyak digunakan sebagai zat pewarna dan karet sintetis dalam dunia industri.

1.2 Sifat Fisika dan Sifat Kimia Anilin

1. Sifat Fisika Anilin a. Berat molekul 93,128 g/mol  b. Temperatur kritis 699 K c. Tekanan kritis 53,09 bar d. Volume kritis 270 cm3/mol e. Titik lebur 267,13 K f. Titik didih 457,6 K g. IG heat of formation 86,86 kJ/mol h. IG Gibbs of formation 166,69 kJ/mol i.

Panas penguapan 41,84 kJ/mol

 j.

Speciific gravity 60 F 1,023553

k. Berupa zat cair seperti minyak l.

Sukar larut dalam air

m. Indeks bias 1.58

2. Sifat Kimia Anilin a. Larut pada pelarut organik dengan baik, larut pada air dengan tingkat kelarutan 3,5 % pada 25 oC  b. Anilin adalah basa lemah (Kb = 3,8 x

 )

c. Halogenasi senyawa anilin dengan brom dalam larutan sangat encer menghasilkan endapan 2,4,6 tribromanilin; sedangkan halogenasi dengan klorin menghasilkan trikloroanilin d. Anilin beraksi dengan gliserol membentuk quinoline dengan adanya nitrobenzen dan asam sulfat e. Anilin bereaksi dengan hidrogen peroksida dan arctonitril dalam larutan metanol membentuk azoxybenzene f. Hidrogenasi

anilin

dengan

menggunakan

brom

menghasilkan

2,4,6

tribromoanilin

1.3 Proses Pembuatan Anilin

1. Aminasi Chlorobenzen Pada proses aminasi chlorobenzen menggunakan zat pereaksi amoniak cair, dalam fasa cair dengan katalis Tembaga Oxide dipanaskan akan menghasilkan 85 - 90 % anilin. Sedangkan katalis yang aktif untuk reaksi ini adalah Tembaga Khlorid yang terbentuk dari hasil reaksi samping ammonium khlorid dengan Tembaga Oxide. Mula - mula amoniak cair dimasukkan ke dalam mixer dan pada saat bersamaan chlorobenzen dimasukkan pula, tekanan di dalam mixer adalah 200 atm. Dari mixer campuran chlorobenzen dengan amoniak dilewatkan ke  preheater kemudian masuk ke reaktor dengan suhu reaksi 235 °C dan tekanan 200 atm. Pada reaksi ini ammonia cair yang digunakan adalah berlebihan. Dengan menggunakan katalis tertentu, reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : C6H5Cl + 2 NH3 ===> C6H5NH2+ NH4Cl Pada proses aminasi chlorobenzen, hasil yang diperoleh berupa nitro anilin dengan yield yang dihasilkan adalah 96 % ( Groggins, 1958 ).

2. Reduksi Nitrobenzen a. Reduksi fasa cair Untuk fasa cair, nitrobenzen direduksi dengan hidrogen dalam suasana asam ( HCl ) serta adanya iron boring, dengan suhu sekitar 135 - 170 °C dan tekanan antara 50 - 500 atm, dimana asam ini akan mengikat oksigen sehingga akan terbentuk air, dengan bantuan katalis Fe2O3 reaksinya sebagai  berikut : 4C6H5 NO2  + 11 H 2

===>

4C6H5 NH2 + 8 H2O

( Faith and Keyes, DB, 1957 ) Proses reduksi dalam fasa cair sudah tidak digunakan lagi karena tekanan yang digunakan tinggi sehingga kurang effisien dari segi ekonomis dan teknis. Yield yang dihasilkan adalah 95 %( John Wiley and Sons. Inc, 1957 ).  b. Reduksi fasa gas Proses pembuatan anilin dari reduksi nitrobenzen dalam fasa gas, sebagai  pereduksi adalah gas hidrogen dan untuk mempercepat reaksi dibantu dengan katalisator Nikel Oksid, reaksinya sebagai berikut : C6H5 NO2 + 3 H2 ===> C6H5 NH2 + 2 H2O Pada proses reduksi fasa gas dengan suhu di dalam reaktor sekitar 275 - 350 °C dan tekanan 1,4 atm, reaksi yang terjadi adalah reaksi eksotermis karena mengeluarkan panas. Yield yang dihasilkan pada prosese ini adalah 98 % dan kemurnian dari hasil ( anilin ) yang tinggi ini ( 99 % ) mengakibatkan anilin dari segi komersial dapat digunakan (Faith and Keyes, DB, 1957).

1.4 Reaksi Pembentukan Anilin

1. Oksidasi Oksidasi anilin telah banyak diselidiki, dan dapat mengakibatkan reaksi lokal pada hasil nitrogen atau lebih umum dalam pembentukan ikatan CN baru. Dalam larutan alkali, azobenzene hasil, sedangkan asam arsen menghasilkan  pewarna

violaniline-violet. asam

kromat mengubahnya

menjadi kuinon ,

sedangkan Klorat , di hadapan garam logam tertentu (terutama vanadium ),

memberikan

"hitam

anilina".

Asam

klorida

dan

potasium

klorat

memberikan Chloranil . Kalium permanganat dalam larutan netral mengoksidasi ke nitrobenzena , dalam larutan alkali untuk  azobenzene , amonia dan asam oksalat ,

dalam

larutan

asam

untuk

anilina

hitam. asam

hypochlorous memberikan 4-aminofenol dan para-amino difenilamin . Polimer ini menunjukkan redoks kaya dan sifat asam-basa. 2. Ektrofilik reaksi pada karbon Seperti fenol ,

turunan

elektrofilik reaksi. Reaktivitas

anilin

sangat

tinggi

Itu

rentan

terhadap substitusi

mencerminkan

bahwa

itu

adalah enamina , yang meningkatkan kemampuan-menyumbangkan elektron cincin. Sebagai contoh, reaksi anilin dengan asam sulfat pada 180 ° C menghasilkan asam sulfanilat , H 2 NC 6 H 4 SO 3 H, yang dapat dikonversi ke sulfanilamide.  Sulfanilamide adalah salah satu obat sulfa , yang banyak digunakan sebagai antibakteri pada awal abad 20. Reaksi Skala industri terbesar dari anilin melibatkan alkilasi dengan formaldehida :

2C 6 H 5 NH 2 + CH 2 O → CH 2 (C 6 H 4 NH 2 ) 2 + H 2 O 2 C 6 H 5 NH 2 + CH 2 O → CH 2 (C 6 H 4NH 2) 2 + H 2 O

Diamina dihasilkan pendahulu untuk  4,4 '-MDI dan diisocyanates terkait. 3. Kebasaan Anilin adalah lemah basis . aromatik amina seperti anilin adalah, pada umumnya, lemah basa jauh dari alifatik amina karena efek-menarik elektron dari kelompok

fenil.

Anilin

membentuk  anilinium (atau

bereaksi

dengan

phenylammonium)

asam ion

kuat

untuk

(C 6 H 5-NH

3 +). Sulfat bentuk piring putih yang indah. Meskipun anilin adalah lemah dasar, presipitat seng , aluminium,

dan besigaram,

dan,

pada

pemanasan,

mengusir  amonia dari garam. Kebasaan lemah karena efek induktif negatif sebagai pasangan elektron mandiri pada nitrogen sebagian terdelokalisasi ke dalam sistem pi dari cincin benzena.

4. Asilasi Anilin bereaksi dengan asam karboksilat [3] atau lebih mudah dengan asil klorida seperti asetil klorida untuk memberikan amida.  Amida terbentuk dari anilin

kadang-kadang

disebut anilides, misalnya

CH 3-CO-NH-C

6 H 5 adalah acetanilide.  Antifebrin (acetanilide), anti-piretik dan analgesik, diperoleh dengan reaksi asam asetat dan anilin. 5.  N-Alkilasi  N-metilasi dari anilin dengan metanol pada temperatur tinggi selama catalsts asam memberikan N-methylaniline dan dimethylaniline:

C 6 H 5 NH 2 +

2

CH 3 OH

→

C 6 H 4 N(CH 3 ) 2 +

H 2 O C 6 H 5 NH 2 + 2 CH 3 OH → C 6 H 4 N (CH 3) 2 + H 2 O

Metil dan dimethylaniline adalah cairan berwarna dengan pb dari 193-195 ° C dan 192 ° C, masing-masing. Derivatif ini penting dalam industri warna. Anilin menggabungkan langsung dengan alkil iodida untuk membentuk amina sekunder dan tersier. 6. Karbon disulfida derivatif Direbus

dengan karbon

(difenil tiourea )

(CS

disulfida ,

(NHC 6 H 5)

memberikan

2), yang

dapat

sulfocarbanilide dipecah

menjadi

fenil isothiocyanate (C 6 H 5 SSP), dan triphenyl guanidin (C 6 H 5 N = C (  NHC 6 H 5) 2). 7. Diazotization Anilin

dan

yang

cincin-derivatif

digantikan

bereaksi

dengan asam

nitrit untuk membentuk garam diazonium.  Melalui intermediet, anilin dapat dengan mudah dikonversi ke-OH,-CN, atau halida melalui reaksi Sandmeyer . 8. Reaksi lain Bereaksi dengan nitrobenzena untuk menghasilkan phenazine di -Aue reaksi Wohl. Hidrogenasi memberikan cyclohexylamine .Menjadi reagen standar di laboratorium, anilin digunakan untuk reaksi banyak niche. Asetat digunakan

dalam uji asetat Anilina untuk karbohidrat, mengidentifikasi pentosa oleh konversi untuk  furfural.  Hal ini digunakan untuk noda saraf  RNA biru di Nissl noda. 1.5 Kegunaan Anilin

1. Bahan bakar roket. 2. Pembuatan zat warna diazo. 3. Obat-obatan. 4. Bahan peledak.

1.6 Mekanisme Reaksi

Reaksi pembuatan anilin dari nitrobenzen dan gas hidrogen merupakan reaksi reduksi fase uap dengan mekanisme reaksi sebagai berikut :

Gambar 2.1. Mekanisme Reaksi Reduksi Nitrobenzene

Senyawa alifatik maupun aromatik yang mengandung gugus nitro dapat direduksi menjadi amina. Namun reaksi senyawanitro aromatik (nitrobenzene) mempunyai kemungkinan lebih besar untuk direduksi menjadi senyawa amina. Banyak agen pereduksi yang dapat digunakan untuk mereduksi nitrobenzene. Diantaranya yang paling sering digunakan adalah Zn, Sn, atau Fe (dan beberapa logam lainnya), asam, dan hidrogenasi katalitik.Reduksi dengan logam dalam asam mineral berlangsung begitu cepat dan selalu menghasilkan senyawa amina dalam hal ini anilin.

1.7 Tinjauan Kinetika

Ditinjau dari segi reaksinya, kecepatan reaksi yang terjadi berbanding lurus dengan kenaikan temperaturnya. Hal ini dapat ditunjukan melalui persamaan Arhennius :

Yang mana pada proses pembuatan anilin dari nitrobenzene fase uap  persamaan nilai k adalah sebagai berikut:

Sehingga reaksi merupakan reaksi orde satu dari nitrobenzen ( Doraiswamy, 1984 ) Temperatur dari suhu 20C -diatas 300 C yang digunakan untuk kondisi reaksi. Reaksi ini bersifat reaksi eksotermis, secara termodinamis akan menurunkan konversi. Temperatur terbaik (optimal) harus dipilih untuk memberikan  pertimbangan pembentukan produk aniline yang terjadi secara maksimal. Penurunan suhu akan membuat reaksi berjalan ke arah produk.

1.8 Tinjauan Termodinamika

Reaksi pembuatan anilin dari nitrobenzen ini berlangsung secara eksotermis, hal ini dapat ditinjau dari ∆H reaksi pada suhu 298 K. Reaksi:

C6H5 NO2(g)

+ 3 H2(Cu)  C6H5 NH2(g) + 2 H2O (g)

 Nitrobenzen

Hidrogen

∆HR (298 K)

=

Anilin

Air

∆H  produk  - ∆H reaktan

=

∆H (C6H5 NH2 + 2 H2O) - ∆H (C6H5 NO2 + 3 H2)

=

(86.860 + 2 * (-241.820)) –  (67.600)

=

-464.128 J/mol

 Nilai ∆HR   (298 K) bernilai negatif, maka reaksi ini merupakan reaksi eksotermis. Penurunan suhu dapat meningkatkan harga K (konstanta keseti mbangan). ∆G° (298 K) =

∆G° produk  - ∆G°reaktan

=

∆G°(C6H5 NH2 + 2 H2O) - ∆G°(C6H5 NO2 + 3 H2)

=

(166.690 + 3 * (-228.590)) –  (158.000)

=

-677.080 J/mol

∆G° (298 K) = ln K 298 K

= = =

ln

 

=

ln K 523K  –  ln K 298K 

- R T ln K  298 K

      273.284

   )  (       =     

ln K 523K  – 273,284= 156,841 ln K 523K  dengan harga ln K

= 523K yang

430,125 tinggi, dapat disimpulkan bahwa reaksi pembentukan

anilin dari nitrobenzen merupakan reaksi irreversible (reaksi yang tidak dapat balik)

1.9 Uraian Proses Pembuatan Anilin

 Nitrobenzene dari tangki penyimpan dialirkan ke vaporizer 01. Uap nitrobenzene kemudian diumpankan ke dalam reactor fixedbed multitubular bersama dengan gas hidrogen yang berasal dari umpan segar dan recycle dari separator sehingga suhu umpan sekitar 155°C. Di dalam reaktor terjadi reaksi reduksi yang bersifat eksotermis (keluar panas) sehingga suhu keluar reaktor lebih tinggi dari suhu umpan sekitar 240°C. Hasil reaksi kemudian didinginkan di dalam condenser parsial sehingga senyawa² yang mempunyai titik didih tinggi akan mengembun sedangkan gas hydrogen tidak mengembun. Gas H 2 yang keluar dari separator condenser parsial direcycle ke reactor sedangkan embunan (cairan) diumpankan ke dalam decanter. Di dalam decanter senyawa organic (hydrocarbon) akan terpisah dari air karena sifat yang tidak larut dan akan keluar dari bagian bawah decanter, untuk diumpankan ke dalam menara distilasi 01. Air yang mempunyai densitas lebih kecil keluar dari bagian atas dan dialirkan ke UPL. Menara distilasi 01 digunakan untuk memisahkan air yang masih terikut dan akan diperoleh sebagai hasil atas yang kemudian dialirkan ke UPL. Hasil bawah yang  berupa aniline dan nitrobenzene kemudian diumpankan ke dalam menara distilasi 02. Hasil atas menara distilasi 02 berupa senyawa aniline yang merupakan produk kemudian ditampung di tangki produk. Hasil bawah yang berupa senyawa nitrobenzene yang diperkirakan sudah rusak (waste) dialirkan ke UPL.

BAB III KESIMPULAN

DAFTAR PUSTAKA Fessenden Ralph.J. & fesssenden Joan S. 1986. Kimia organik edisi II. Erlangga. Jakarta. Fessenden Ralph.J. & fesssenden Joan S. 1986. Kimia organik edisi III. Erlangga. Jakarta. Petrucci ralph H.- Suminar. 1985. Kimia dasar edisi keempat-jilid 3. PT. Gelora Aksara Pratama. Bogor. Siegrried ebel. 1978. Obat sintetik buku ajar&penanganan. GM university press. Jogjakarta. http://translate.google.co.id/translate?hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Aniline&ei=10U OTcjEDseecdDL0c4N&sa=X&oi=translate&ct=result&resnum=1&ved=0CCEQ7gEwAA&prev=/search %3Fq%3Danilin%26hl%3Did%26biw%3D1366%26bih%3D575%26prmd%3Divns http://www.scribd.com/doc/39459691/Pembuatan-Anilin-Dengan-zen