BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Asam karboksilat merupakan bagian dari senyawa hidrokarbon, karena asam karboksilat juga disusun oleh unsur karbon dan hidrogen. Asam karboksilat juga disebut asam alkanoat yang merupakan segolongan asam organik alifatik yang memiliki gugus fungsional karboksil. Asam karboksilat merupakan turunan dari alkana dimana sebuah atom H dari alkana diganti gugus –COOH. Rumus umum asam karboksilat adalah R-COOH atau CnH2nO2. Asam karboksilat adalah suatu senyawa organik yang mengandung gugus karbonil (-COOH ), misalnya : asam formiat, asam asetat, asam propionat, asam butirat, dan lain-lain. Asam asetat dapat dihasilkan dengan mereaksikan Natrium asetat dengan Karbon hidrosulfat. Suatu ester karboksilat adalah suatu senyawa yang mengandung gugus -COOR dengan R yang berupa alkil atau aril. Ester ini dapat di bentuk dengan mereaksikan langsung suatu asam karboksilat dengan suatu alkohol. Reaksi ini disebut reaksi esterifikasi, yang berkataliskan asam dan bersifat reversibel.
1.2. Rumusan Masalah Apa yang dimaksud dengan asam karboksilat? Bagaimana sifat-sifat yang dimiliki asam karboksilat? Bagaimana cara penulisan tata nama asam karboksilat? Bagaimana reaksi-reaksi pembuatan asam karboksilat? Apa saja reaksi-reaksi senyawa asam karboksilat? Apa saja aplikasi dan kegunaan dari asam karboksilat?
1.3. Tujuan Pembelajaran Asam Karboksilat Mengetahui definisi dari asam karboksilat Mengetahui sifat-sifat dari asam karboksilat Mengerti cara penulisan tata nama asam karboksilat Mengerti reaksi-reaksi pembuatan asam karboksilat Mengetahui reaksi-reaksi asam karboksilat Mengetahui aplikasi kegunaan dari asam karboksilat
BAB II ISI
2.3. Definisi Asam Karboksilat Asam alkanoat atau asam karboksilat merupakan golongan senyawa karbon yang mempunyai gugus fungsional –COOH yang terikat langsung pada gugus alkil, sehingga asam alkanoat memiliki rumus umum: R-COOH. Asam karboksilat adalah suatu golongan senyawa hidrokarbon yang juga mempunyai gugus karbonil yang berikatan dengan satu gugus hidroksil yang disebut dengan “gugus karboksil” (karbonil dan hidroksil).
Gambar 2.1. Gugus pada asam karboksilat Asam Alkanoat adalah nama golongan menurut nomenklatur IUPAC. Asam alkanoat dapat dianggap berasal dari alkana jika sebuah atom H dari alkana itu diganti gugus –COOH. Jadi CpH2p+2 menjadi CpH2p+1 COOH. Atau Cp+1H2p+2O2. Jika (p+1) = n maka rumus tersebut berubah menjadi CnH2nO2. Rumus umum dari asam karboksilat adalah CnH2nO2. Pada nomenklatur IUPAC atom C dari gugus COOH dianggap bagian dari rantai karbon utama dan diberi nomor 1, contoh: CH3 - CH2 - COOH = asam propanoat
Pada nomenklatur rasional yang lain gugus COOH dianggap sebagai substituen atau suatu gugus penukar, contoh: CH3 – CH2 – COOH = asam etanakarboksilat Rumus Strukstur Asam karboksilat : O R- C
RCOOH
RCO2H A
OH R
t Gambar 2.2. Rumus struktur asam karboksilat a
R merupakan alkil, seperti -CH3, -C2H5 , C3H7 dan sebagainya. u 2.3. Sifat-sifat Asam Karboksilat 2.2.1. Sifat Fisik Asam Karboksilat
Mengandung gugus COOH yang terikat pada gugus alkil (R-COOH) maupun gugus aril (Ar-COOH)
Asam dengan jumlah C 1 – 4 : larut dalam air
Asam dengan jumlah C = 5
: sukar larut dalam air
Asam dengan jumlah C > 6
: tidak larut dalam air
Larut dalam pelarut organik seperti eter, alkohol, dan benzen
TD asam karboksilat > TD senyawa organik lain dengan berat molekul sebanding, karena asam karboksilat memiliki ikatan hidrogen
Kelarutan asam karboksilat dalam air menurun seiring dengan meningkatnya berat molekul
Titik didih dan titik lelehnya tinggi, karena antara molekulnya terdapat ikatan hidrogen.
2.2.2. Sifat Kimia Asam Karboksilat a. Asam alkanoat merupakan asam lemah. Semakin banyak atom C yang dimiliki, semakin lemah asamnya. Asam alkanoat terkuat adalah asam metanoat. b. Jika suatu asam alkanoat direaksikan dengan basa, atom H dari gugus karboksil dapat dengan mudah disubstitusi oleh atom logam, sehingga terbentuk garam, contoh: R-COOH + NaOH → R-COONa + H2O Karena garam tersebut terbentuk dari suatu asam lemah, maka larutannya dalam air dihidrolisis oleh H2O sehingga bersifat alkalis. Secara sistematis dapat digambarkan sebagai berikut: RCOO- + H2O ↔ RCOOH + OHc. Jika suatu asam alkanoat direaksikan dengan suatu alkohol, dengan pengaruh asam sulfat pekat sebagai pengikat air, atom H dari gugus COOH dapat diganti dengan gugus alkil sehingga terbentuk suatu ester. Reaksi ini disebut dengan reaksi esterifikasi. Ester yang dihasilkan oleh reaksi esterifikasi ini merupakan suatu non-elektrolit. H2SO4
RCOOH+R’OH
Pekat
RCOOR’ + H2O
d. Jika suatu asam alkanoat direaksikan dengan fosforhalogenida, gugus OH dari COOH dapat diganti dengan atom halogen. Seyawa yang terbentuk tergolong suatu alkanoilchlorida dengan rumus umum RCOX. Gugus -COX dinamakan gugus karbohalogenida. R-COOH + PCl5
R-COCl + POCl3 + HCl
e. Jika suatu alkanoilhalogenida direaksikan dengan NH3, gugus OH dari COOH dapat diganti dengan NH2 sehingga terbentuk suatu alkanamida (RCONH2) f. Jika suatu asam alkanoat direaksikan dengan gas chlor, terjadilah subtitusi atom-atom hydrogen dari atom C alfa. Subtitusi tersebut dinamakan alfa subtitusi yang dipengaruhi oleh sinar matahari atau fosfor atau belerang. Contoh: CH3 – CH2 – COOH + Cl2
CH3 – CHCl – COOH + HCl Asam 2- monoclhoropropanoat
Asam alfa monochloropropionat Jika subtitusi tersebut diteruskan, dihasilkan asam 2,2 –dichloropropanoat. CH3 – CHCl – COOH + Cl2
CH3 – CCl2 – COOH + HCl
Jika asam 2-monochloropropanoat tersebut diatas di reaksikan dengan NH3 maka atom halogen akan diganti dengan NH2 sehingga terbentuk asam 2-aminopropanoat atau asam alfa aminopropionat. g. Jika suatu asam karboksilat direaksikan dengan P2O5 maka P2O5 itu akan mengikat 1 mol H2O dari 2 mol asam, sehingga terbentuk anhidrida dari asam tersebut.
O CH3 –
2CH3 – COOH + P2O5
O+
C
2H PO3
CH3 –
O
Anhidrida Asetat C
h. Destilasi kering garam alkali tanah suatu asam alkanakarboksilat dapat menghasilkan berbagai senyawa baru. Garam Na padat + NaOH padat didestilasi kering. R – COO + Na
R – H + Na2CO3 Alkana
H – ONa Garam Na padat + Garam Na padat di destilasi kering R – OONa +
OO
O
R – C – R’ + Na2CO3 Alkanon
R’ – COOONa Garam Na padat + Na- formiat padat didestilasi kering. R – COONa
OO O R – C – H + Na2CO3
+
Alkanal H-CO-Na
Na formiat padat didestilasi kering H – COONa + H – COONa
COONa →
H2 COONa
2.2.3. Sifat Spektral Asam Karboksilat a.
Spektra Inframerah Asam karboksilat, baik sebagai cairan ataupun dalam larutan dengan konsentrasi di atas 0,01 M, berada dalam bentuk dimer berikatan hidrogen, bukannya dalam bentuk monomer diskrit (discrete). Karena itu spectrum inframerah asam karboksilat adalah spectrum dari dinernya. Karena adanya ikatan hidrogen, resapan uluran OH dari asam-asam karboksilat sangat lebar dan intensif. Resapan OH ini mulai dari sekitar 3300 cm-1 (3,0m) dan melandai kedalam daerah resapan karbon-hidrogen alifatik. Lebarnya pita OH asam karboksilat seringkali dapat mengaburkan resapan CH aromatic dan alifatik, maupun resapan OH atau NH lainnya di dalam spectrum itu. Resapan karbonil dijumpai pada kira-kira 1700-1725 cm-1 (5,85,88 µm), dengan intensitas yang cukup kuat. Konjugasi menggeser resapan ini pada frekuensi yang lebih rendah, kira-kira 1680-1700 cm-1 (5,9-5,95 µm). Daerah sidik jari dalam spectrum inframerah suatu asam karboksilat seringkali menunjukan uluran C – O dan tekukan OH. Getaran tekukan OH lainnya dari dimer itu menimbulkan resapan lebar di dekat 925 cm-1 (10,8 µm).
b.
Spektra nmr Dalam spectrum nmr, resapan proton asam dari suatu asam karboksilat nampak sebagai suatu singlet jauh dibawah medan (δ = 10-13 ppm), di luar skala dari rentang spectra yang biasa. Proton alfa hanya sedikit sekali dipengaruhi oleh gugus C=O, resapannya sedikit di bawah medan (sekitar 2,2 ppm) karena efek induktif dari karbon karbonil yang positif parsial. Tidak terdapat pola penguraian yang unik, yang dikaitkan dengan gugus asam karboksilat, karena proton karboksilat tidak mempunyai tetangga proton.
Tabel 2.1. Resapan inframerah karakteristik untuk asam-asam karboksilat Posisi
serapan
Tipe getaran
Posisi serapan (cm-1)
Uluran O-H
2860-3300
3,0 - 3,5
Uluran C=O
1700-1725
5,8 - 5,88
Uluran C=O
1210-1330
7,5 - 8,26
Tekukan O-H
1300-1440
6,94 - 7,71
Tekukan O-H (dimer)
~925
~10,8
(µm)
2.3. Tata Nama Asam Karboksilat 2.3.1. Sistem Tata Nama IUPAC - Pada system IUPAC nama asam diturunkan dari nama alkana, akhiran adiganti dengan oat di depannya ditambah kata asam, jadi senyawa ini disebut golongan asam alkanoat. - Untuk senyawa yang mempunyai isomer, tata namanya sama seperti pada aldehid karena gugus fungsinya sama-sama berada pada ujung rantai C. Untuk senyawa senyawa asam alkanoat yang memiliki rumus struktur cabang aturan pemakaian penamaan IUPAC adalah : Tentukan rantai utama dengan memilih deretan C paling panjang dan mengandung gugus fungsi –COOH, kemudian diberi nama. Penomoran atom C di mulai dari atomC gugus fungsi. Penulisan nama dimulai dengan nama cabang atau gugus lain yang disusun menurut abjad kemudian nama rantai pokok. Karena gugus fungsi pasti nomor satu, jadi nomor gugus fungsi tidak perlu disebutkan. Contoh :
O H
C OH
O
O CH3
CH3
C
C OH
asam butanoat
asam etanoat CH3
O CH
CH2
OH
asam metanoat
CH3
CH2
CH2
H3C
C
CH3
asam 3- metil butanoat
OH
C CH3
O C
O CH3
OH
CH OH
CH2
C OH
asam 2,2-dimetil propanoat asam 3-hidroksi butanoat
Asam karboksilat yang mempunyai dua gugus fungsi disebut asam alkanadioat. Sedangkan, asam yang mempunyai tiga gugus fungsi disebut asam alkanatrioat. Contoh :
O
H2C-C-OH O
HC-C-OH O O
O
HO-C-C-OH
H2C-C-OH
Asam 1,2-etanadioat (asam oksalat)
Asam 1,3,5-pentanatrioat (asam sitrat)
CH3 O
O
O
HO-C-CH2-C-OH Asam 1,3-propanadioat (asam malonat)
CH3-C
C-OH
CH3 Asam 2,2-dimetilpropanoat
2.3.2. Sistem Tata Nama Lazim ( Trivial) - Untuk rantai tidak bercabang, penamaan didasarkan pada sumber penghasilnya, contoh: Jumlah
Rumus
Sumber
Nama Trivial
Atom C 1
HCOOH
Semut
Asam format
2
CH3COOH
Cuka
Asam cuka
3
C2H5COOH
Susu
Asam propionat
4
CH3(CH2)COOH
Mentega
Asam butirat
6
CH3(CH2)4COOH
Domba
Asam kaproat
7
CH3(CH2)5COOH
9
CH3(CH2)7COOH
10
CH3(CH2)8COOH Kambing
Bunga Anggur Pelargonium
Asam enentat Asam pelargonat Asam kaprat
- Untuk rantai bercabang digunakan aturan berikut:
Tentukan rantai utama (rantai dengan jumlah atom karbon paling panjang yang mengandung gugus karboksil)
Tentukan substituen yang terikat pada rantai utama
Tambahkan kata “asam” pada awal nama senyawa
Penomoran substituen dimulai dari atom karbon yang mengikat gugus karboksil dengan huruf α, β, γ. Contoh:
2.4. Isomer Asam Karboksilat Seperti alkanal, asam karboksilat juga tidak mempunyai isomer posisi karena gugus fungsinya di ujung rantai C. Karena yang dapat berubah hanya stuktur alkil, maka isomernya adalah isomer struktur. Isomer struktur asam karboksilat dimulai dari asam butanoat. Contoh : 1)
Isomer struktur C4H9COOH ada dua, yaitu :
O
Asam Butanoat
CH3-CH2-CH2-C-OH O
Asam 2-metilbutanoat
CH3-CH2-CH-C-OH CH3
2) Isomer struktur C5H11COOH ada 3 (tiga), yaitu : O
CH3-CH2-CH-C-OH CH3 Asam 2-metilbutanoat
O
CH3-CH-CH2-C-OH CH3 Asam 3-metilbutanoat
CH3 O
CH3-C
C-OH
CH3 Asam 2,2-dimetilpropanoat
2.3. Kuat Asam Hanya asam karboksilat, asam sulfonat (RSO3H), dan alkil hydrogen sulfat (ROSO3H) yang merupakan kelompok-kelompok senyawa organik yang lebih asam daripada asam karbonat (H2CO3). Dari ketiga kelas ini, asam karboksilat merupakan yang paling lazim.
RCH3 RNH2 RC
CH ROH H2O ArOH H2CO3 RCOOH
Naiknya kuat asam
Gambar 2.3. Kenaikan kekuatan asam
Kuat asam adalah suatu istilah yang menjelaskan sejauh mana ionisasi suatu asam Bronsted dalam air. Makin besar ionisasinya, makin banyak ion hidrogen yang terbentuk dan makin kuat asam itu. Kuat asam dinyatakan oleh Ka atau pKa–nya. Dalam sub-bab ini, akan dibahas sifat-sifat struktur umum yang mempengaruhi kuat asam suatu senyawa organik. Akan ditekankan pada asam karboksilat, tetapi pembahasan tidak dibatasi hanya untuk senyawa ini. Reaksi suatu asam lemah dengan air bersifat reversible. Kesetimbangan terletak pada sisi persamaan, yang energinya lebih rendah. Sifat struktur apa saja yang menstabilkan anion dibandingkan dengan asam konjugasinya, akan menambah kuat asam dengan cara menggeser letak kesetimbangan kea rah sisi H3O dan anion (A-).
Tabel 2.2. Harga pKa beberapa asam karboksilat Nama Trivial
Struktur
pKa
Format
HCO2H
3,75
Asetat
CH3CO2H
4,75
Propionat
CH3CH2CO2H
4,87
Butirat
CH3(CH2)2CO2H
4,81
Trimetilasetat
(CH3)3CCO2H
5,02
Fluoroasetat
FCH2CO2H
2,66
Kloroasetat
ClCH2CO2H
2,81
Bromoasetat
BrCH2CO2H
2,87
Iodoasetat
ICH2CO2H
3,13
Dikloroasetat
Cl2CHCO2H
1,29
Trikloroasetat
Cl3CCO2H
0,7
α-kloropropionat
CH3CHClCO2H
2,8
β-kloropropionat
ClCH2CH2CO2H
4,1
Laktat
CH3CHCO2H
3,87
Vinilasetat
CH2=CHCH2CO2H
4,35
Energi lebih rendah berarti HA asam yang lebih kuat
HA + H2O
H30+ + A-
Gambar 2.4. Halida asam bereaksi dengan H2O
2.5.1. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kuat Asam Faktor-faktor utama yang mempengaruhi kestabilan A- yang sekaligus mempengaruhi kuat asam HA, adalah keelektronegatifan atom yang mengemban muatan negative dalam A-, ukuran A-, hibridisasi atom yang mengemban muatan negative dalam A-, efek induktif atom-atom atau gugusgugus lain yang terikat pada atom negative dalam A-, stabilisasi-resonansi A-, dan solvasi A-. Secara bergiliran sifat-sifat ini akan dibahas, namun perlu selalu diingat bahwa sifat-sifat ini tidak bekerja sendiri-sendiri tanpa berkaitan. A. Keelektronegatifan Sebuah atom yang lebih elektronegatif akan mengikat elektronelektron dengan ikatan yang lebih erat daripada atom yang kurang elekronegatif. Dalam perbandingan anion, yaitu anion dengan atom yang lebih stabil. Oleh karena itu, bila dimulai dari kiri ke kanan dalam Daftar Berkala, akan dijumpai bahwa unsur-unsur membentuk anion yang makin stabil dan konjugasinya makin kuat.
C
N
O
F
Meningkatnya keelektronegatifan unsur
Gambar 2.5. Kenaikan keelektronegatifan unsur
R3C-H
R2N-H
RO-H
F-H
Naiknya kuat asam
Gambar 2.6. Kenaikan kuat asam Kuat basa dari basa konjugasinya justru terbalik. Anion suatu asam yang sangat lemah merupakan basa yang sangat kuat, sedangkan anion asam yang lebih kuat akan menjadi basa yang lebih lemah.
R3C-
R2N-
RO-
F-
Naiknya kuat basa
Gambar 2.7. Kenaikan kuat basa Sebagai contoh, perhatikan reaksi ionisasi dari etanol dan HF dalam air. Sebagai suatu unsur, F lebih elektronegatif daripada O. Jadi, ion fluoride lebih mampu mengemban muatan negatif daripada ion alkoksida. Meskipun HF adalah suatu asam lemah, HF merupakan asam yang jauh lebih kuat daripada etanol. Sebaliknya, ion fluoride merupakan basa yang lebih lemah daripada ion etoksida.
CH3CH2O- + H3O+
CH3CH2OH + H20 Asam lebih lemah pKa = 16
Basa lebih kuat
Gambar 2.8. Reaksi ionisasi etanol
HF + H2O
F- + H3O+
Asam lebih kuat pKa = 3,45
basa lebih lemah
Gambar 2.9. Reaksi ionisasi HF B. Ukuran Atom yang lebih besar mampu menyebarkan suatu muatan negatif dengan baik daripada atom kecil. Penyebaran muatan akan menyebabkan penstabilan. Jadi makin besar ukuran atom yang mengikat H dalam suatu deret senyawa dalam grup mana saja dari Daftar Berkala, kestabilan anionnya akan bertambah, demikian pula kuat asamnya. Karena ukuran atom fluor yang kecil itu, HF merupakan asam yang lebih lemah daripada hydrogen halida
yang
lain,
meskipun
fluor lebih
dibandingkan dengan halogen lain.
F-
Cl-
Br-
Bertambahnya jari-jari ion
Gambar 2.10. Kenaikan jari-jari atom
I-
elektronegatif
HF pKA = 3,45
HCl
HBr
HI
-7
-9
-9,5
Naiknya kuat asam
Gambar 2.11. Kenaikan kuat asam
C. Hibridisasi Bertambahnya karakter s orbital halide dari karbon dalam deret sp3→ sp2→sp menunjukkan bertambahnya keeletronegatifan karbon tersebut, sekaligus bertambahnya polaritas ikatan CH dan bertambahnya kuat asam. Keelektronegatifan yang lebih besar dari atom yang mengikat H juga akan menmbah kestabilan anion sekaligus keasaman senyawa. Karena alasanalasan ini, maka suatu proton alkunil lebih bersifat asam daripada proton alkenil, yang selanjutnya juga lebih bersifat asam daripada proton sebuah alkana.
pKa kira-kira :
CH3CH3 ~50
CH2=CH2 ~45
CH CH ~26
Naiknya kuat asam
Gambar 2.12. Kenaikan kekuatan asam dari nilai pKa
Sekali lagi, asam terkuat dalam suatu deret akan menghasilkan anion yang bersifat basa terlemah. CH3CH2-
CH2=CH-
CH
C-
Naiknya kuat basa
Gambar 2.13. Kenaikan kekuatan basa D. Efek induktif Tidak hanya atom yang terikat langsung pada suatu hidrogen, namun bagian-bagian lain dari sebuah molekul juga dapat mempengaruhi kuat asam. Bandingkan harga pKa untuk asam asetat dan asam kloroasetat berikut:
CH3CO2
ClCH2CO2H
Asam asetat pKa 4,75
Asam kloroasetat pKa 2,81
Gambar 2.14. Perbandingan pKa asam asetat dan asam kloroasetat
Sebagai asam, asam kloroasetat jauh lebih kuat daripada asam asetat. Keasaman yang diperbesar ini timbul dari efek induktif klor yang elektronegatif itu. Dalam asam karboksilat yang tak terionkan, Cl yang menarik electron mengurangi rapatan electron dari karbon α. Akibatnya ialah struktur berenergi-tinggi karena muatan-muatan positif berdekatan.
O
-
Cl
CH2
+
COH +
Muatan positif berdekatan mendestabilkan
Gambar 2.15. Pengaruh muatan positif Namun, adanya klor akan mengurangi energi anion. Dalam hal ini, muatan negatif gugus karboksilat sebagian tersebar oleh muatan δ+ di dekatnya.
O Cl
-
CH2
+
C-O-
Muatan (+) dan (-) yang berdekatan menstabilkan anion
Gambar 2.16. Pengaruh muatan positif dan negatif Efek suatu gugus elektronegatif di dekat gugus karboksil adalah memperkuat sifat asam dengan cara mendestabilkan asam itu dan menstabilkan anionnya, relative satu terhadap yang lain.
O
O
ClCH2COH + H2O
ClCH2CO- + H3O+
Kurang stabil dibandingkan CH3CO2H
Lebih stabil dibandingkan CH3CO2-
Gambar 2.17. Perbandingan kestabilan anion
Berikut ini daftar gugus dalam urutan daya menarik elektronnya:
CH3- H- CH2=CH- C6H5- HO- CH3O- I- Br- Cl-
Bertambahnya daya menarik elektron
Gambar 2.18. Kenaikan daya tarik elektron
Nilai pKa asam-asam karboksilat berikut ini mencerminkan selisih penarikan elektron oleh gugus-gugus yang terikat pada –CH2CO2H: CH3CH2CO2H CH3CO2H CH2=CHCH2CO2H C6H5CH2CO2H HOCH2CO2H ClCH2CO2H pKa : 4,87 4,75 4,35 4,31 3,87 2,81
Bertambahnya kuat asam
G a Gambar 2.19. Kenaikan kuat asam
Gugus-gugus penarik electron tambahan akan menggandakan efek induktif itu. Asam dikloroasetat lebih kuat daripada asam kloroasetat, dan asam trikloroasetat merupakan asam terkuat di antara ketiganya.
ClCH2CO2H
Cl2CHCO2H
Cl3CCO2H
Asam kloroasetat pKa 2,81
Asam dikloroasetat pKa 1,29
Asam trikloroasetat pKa 0,7
Gambar 2.20. Perbandingan kekuatan asam
Pengaruh efek induktif pada kuat asam akan berkurang dengan makin banyaknya atom yang berada antara gugus karboksil dan gugus elektronegatif itu. Asam 2-klorobutanoat cukup lebih kuat daripada asam butanoat sendiri, namun asam 4-klorobutanoat mempunyai harga pKa yang mendekati harga pKa asam tak tersubstitusi. Cl CH3CH2CH2CO2H 4,8
pKa
CH2CH2CH2CO2H 4,5
Cl CH3CHCH2CO2H 4,0
Cl CH3CH2CHCO2H 2,9
Kuat asam bertambah dengan berkurangnya jarak antara -Cl dan -COOH
G
Gambar 2.21. Pengaruh -Cl dan -COOH
E. Stabilisasi-resonansi Alkohol, fenol dan asam karboksilat mengandung gugus OH. Meskipun demikian ketiga kelas senyawa ini beranekaragam secara dramatis dalam hal kuat-asamnya. Perbedaan ini dapat disebabkan langsung oleh adanya atau tidaknya stabilisasi-resonansi anion, relative terhadap asam konjugasinya.
ROH ArOH RCOOH pKa kira-kira 15-19 10 5 Gambar 2.22. Perbandingan nilai pKa
Dalam hal alcohol, anionnya tidak terstabilkan oleh resonansi. Muatan negatif suatu ion alkoksida tinggal seluruhnya pada oksigen dan tidak didelokalisasikan. Pada ujung lain dari skala terdapat asam karboksilat. Muatan negatif ion karboksilat dibagi secara sama oleh dua atom oksigen yang elektronegatif itu, di mana fenol terletak di tengah, antara asan karboksilat dan alcohol dalam hal keasaman. Oksigen suatu ion fenoksida berdekatan dengan cincin aromatic dan muatan negative itu sebagian terdelokasikan oleh awan piaromatik. Suatu alkoksida :
CH3CH2O-
tidak ada stabilisasi-resonansi
Suatu fenoksida :
-
O-
O
-
O
O
-
Penyumbang utama
O-
O Suatu karboksilat :
CH3C-O-
CH3C=O
Penumbang sama besar
Gambar 2.23. Stabilisasi resonansi F. Solvasi Solvasi anion dapat memainkan peranan utama dalam keasaman suatu senyawa. Dengan berasosiasi dengan sebuah anion, molekul-molekul pelarut menstabilkan anion dengan cara membantu menyebar muatan negative lewat antaraksi dipol-dipol. Setiap faktor yang menambah derajat solvasi dari anion itu akan menambah keasaman senyawa itu dalam larutan. Misalnya, air mempunyai kemampuan yang lebih besar untuk mensolvasi ion daripada etanol, dengan factor sekitar 105!
2.5.2. Kuat asam dari asam benzoate tersubstitusi Mungkin diharapkan bahwa stabilisasi-resonansi oleh awan pi aromatic memainkan peranan besar dalam hal kuat asam relative dari asam benzoate dan asam-asam benzoate tersubstitusi, namun ternyata tidak demikian. Muatan negative ion karboksilat terbagi oleh kedua atom oksigen karboksilat, tapi muatan ini tidak dapat didelokalisasikan secara efektif oleh cincin aromatic (oksigen-oksigen anion karboksilat tidak langsung berdekatan dengan cincin aromatik,
struktur-struktur
resonansi
yang
didelokalisasikan oleh cincin tak dapat digambar).
padanya
muatan
negative
Meskipun muatan negative ion benzoate tidak didelokalisasikan oleh cincin benzene, asam benzoate lebih kuat daripada fenol. Dalam ion benzoate, muatan negative dibagi secara sama oleh dua atom oksigen elektronegatif. Namun dalam ion fenoksida, sebagian besar muatan terletak pada atom oksigen tinggal itu.
Cl Cl
CO2H
CO2H
Cl
CO2H
Semuanya asam yang lebih kuat dari pada asam benzoat
Gambar 2.24. Asam-asam yang lebih kuat daripada asam benzoat
O-
O C
O-
Gambar 2.25. Ion Asam karboksilat
C
O
Karena cincin benzene tidak mengambil bagian dalam stabilisasiresonansi dari gugus karboksilat, substituen pada cincin benzene mempengaruhi keasaman terutama dengan efek induktifnya. Tanpa memperhatikan posisi substitusi, suatu gugus penarik-elektron biasanya akan menaikkan keasaman suatu asam benzoate. Alasan mengapa substituent elektronegatif menaikkan kuat asam, sekali lagi, adalah karena adanya destabilisasi asamnya dan stabilisasi anionnya.
O2N
CO2H
-H+
CO2-
O2N
Suatu substituent alkil yang melepas-elektron yakni yang berposisi -m atau –p terhadap gugus karboksil, mengurangi kuat asam dari sebuah asam benzoate. Dengan melepaskan elektron, substituent itu menstabilkan asam yang tak terionkan dan mendestabilkan anionnya.
R
COOH
R
COOH
Gambar 2.26. Gugus alkil -m atau -p
Gugus alkil m- atau pmengurangi kuat asam
Tabel 2.3. Harga pKa untuk beberapa asam benzoate Posisi substitusi dari pKa
Asama Orto
Meta
Para
4,2
4,2
4,2
3,9
4,3
4,4
3,0
4,1
4,5
4,1
4,1
4,5
2,9
3,8
4,0
2,9
3,8
4,0
2,2
3,5
3,4
COOH
CH3 COOH
HO COOH
CH3O COOH
Br COOH
Cl COOH
O2N COOH
Hampir semua substituent –orto (baik pelepas-elektron maupun penarikelektron) menaikkan kuat asam suatu asam benzoate. Alasan efek –orto ini, agaknya merupakan gabungan antara factor sterik dan elektronik.
X Subtituen -o menaikkan kuat asam
COOH Contoh Soal : Diketahui bahwa asam p-hidroksibenzoat lebih lemah daripada Asam benzoate, meskipun gugs hidroksil bersifat menarik-elektron. Sarankan penjelasannya. (Petunjuk: Tulis struktur-struktur resonansi untuk anionnya yang menunjukkan delokasi elektron-elektron menyendiri pada OH oleh cincin Benzene). Jawab: Penentuan kuat asam adalah suatu contoh destabilisas-resonansi anion benzoate. Kuncinya terletak dalam struktur yang dilingkari dibaewah ini, dalam mana muatan negative berdekatan dengan gugus –CO2-. Struktur resonansi memberikan sedikit sumbangan kepada struktur sebenarnya dari hibrida resonansi.
CO2-
HO
HO+
HO+
-
CO2-
CO2-
HO+
CO2-
-
2.6. Keasaman dan Tetapan Keasaman Asam karboksilat mengurai dalam air menghasilkan anion karboksilat dan ion hidronium. O R
C
+
O HOH
R
C
H +
O+
H
H
O-
OH Ion karboksilat
Ion hidronium
Gambar 2.27. Ionisasi asam karboksilat dalam air Keasaman diukur secara kuantitatif dengan tetapan keasaman atau ionisasi, Ka. Nilai Ka suatu asam dinyatakan: (RCO2-)(H2O+) Ka = (RCO2H)
Yaitu tetapan kesetimbangan untuk reaksi pada gambar di atasnya. Konsentrasi air diabaikan dari pembagi (air adalah pelarut dalam pengukuran ini, jumlahnya sangat banyak sehingga tidak dipengaruhi oleh sejumlah kecil asam yang terlarut). Makin besar
nilai Ka, makin kuat suatu asam (makin besar Ka, makin besar
konsentrasi H3O+). Asam dengan Ka sebesar 10-4 adalah 10 kali lebih kuat daripada asam dengan nilai Ka 10-5. Karena Ka biasanya dinyatakan dengan bilangan eksponen, keasaman sering dinyatakan dalam pKa, logaritma negative dari Ka (pKa = -log Ka). Misalnya, jika Ka = 10-5. Maka pKa = 5. Tabel 1.2 memuat tetapan keasaman beberapa asam karboksilat dan beberapa asam. Dalam membandingkan data dalam table ini, perlu diingat, bahwa semakin besar nilai Ka, semakin kecil nilai pKa, atau semakin kuat suatu asam. Contoh soal: Manakah lebih kuat asam format atau asam asetat dan berapa kali lipat kekuatannya? Jawab: Asam format lebih kuat karena Ka-nya lebih besar, perbandingan keasamannya ialah:
Tabel 2.4. Tetapan ionisasi beberapa asam Nama
Rumus
Ka
pKa
Format
HCOOH
2.1 x 10-4
3.68
Asetat
CH3COOH
1.8 x 10-5
4.74
Propanoat
CH3CH2COOH
1.4 x 10-5
4.80
Butanoat
CH3CH2CH2COOH
1.6 x 10-5
2.82
Kloroasetat
ClCH2COOH
1.5 x 10-3
1.30
Dikloroasetat
Cl2CHCOOH
5.0 x 10-2
0.70
Trikloroasetat
CCl3COOH
2.0 x 10-1
2.85
2-klorobutanoat
CH3CH2CH2ClCOOH 1.4 x 10-3
4.05
3-klorobutanoat
CH3CHClCH2COOH 8.9 x 10-5
4.18
Asam benzoate
C6H5COOH
6.6 x 10-5
2.90
-4
3.80
o-klorobenzoat
o-Cl-C6H4COOH
12.5 x 10
m-klorobenzoat
m-Cl-C6H4COOH
1.6 x 10-4
4.00
p-klorobenzoat
p-Cl-C6H4COOH
1.0 x 10-4
10.0
p-nitrobenzoat
P-NO2-C6H4COOH
4.0 x 10-4
5.40
Fenol
C6H5OH
1.0 x 10-10
10.0
Etanol
CH3CH2OH
1.0 x 10-16
16.0
2.7. Reaksi-reaksi Pembuatan Asam Karboksilat Reaksi-reaksi Pembuatan Asam Karboksilat
Hidrolisis
Oksidasi
Ester
Alkohol Primer
Amida
Aldehid
Anhidrida
Alkena
Halida Asam
Alkilarena
Nitril
Metil Keton
Reaksi Grignard
Gambar 2.28. Flow Chart Reaksi-Reaksi Pembuatan Asam Karboksilat
Sejumlah besar jalur sintetik untuk mendapatkan asam karboksilat dapat dikelompokkan dalam tiga tipe reaksi: hidrolisis derivate asam karboksilat, reaksi oksidasi, dan reaksi Grignard (1)
Hidrolisis Hidrolisis derivate asam karboksilat terjadi dari serangan air atau OH- pada
karbon karbonil (atau karbon –CN pada suatu nitril) dari derivate itu. Hidrolisis suatu ester yang menghasilkan suatu asam karboksilat dan alcohol adalah karakter dari kelompok reaksi ini.
a. Ester
O RC-OR’ + H2O
H+ atau OH-
RCOOH + HOR’
b. Amida
O RC-NR’ + H2O
H+ atau OH-
RCOOH + HNR2’
c. Anhidrida
O RC-OR’ + H2O
H+ atau OH-
RCOOH + HOR’
d. Halida Asam
O RC-X + H2O
H+ atau OH-
RCOOH + X-
e. Nitril
O RC N + H2O
(2)
H+ atau OH-
RCOOH + NH3
Oksidasi Kekurangan utama dari oksidasi alcohol ialah diperlukannya zat pengoksidasi
yang kuat sehingga dalam molekul itu tak boleh ada gugus fungsional yang dapat dioksidasi (kecuali bila gugus itu dilindungi oleh suatu gugus blockade, seperti dibromida dari suatu alkena atau asetal dari suatu aldehida). Bahkan dengan kekurangan ini, oksidasi alcohol primer merupakan prosedur oksidatif yang paling sering dilakukan untuk memperoleh asam karboksilat karena selalu tersedianya alcohol.
RCH2OH
H2CrO4
RCOOH
Tidak ada ikatan rangkap yang tak terintangi, aldehid, gugus benzil atau gugus -OH lain
Gambar 2.29. Oksidasi menjadi asam karboksilat
Oksidasi aldehida berlangsung dengan zat pengoksidasi lembut (seperti Ag+) yang tidak mengoksidasi gugus lain. Namun, aldehida tidak tersedia semudah alcohol primer.
Oksidasi alkena terutama digunakan sebagai alat analitis, tetapi dapat juga dimanfaatkan untuk mensintetis asam karboksilat. Seperti alcohol, alkena memerlukan zat pengoksidasi yang kuat.
MnO4 kalor
HO2CCH2CH2CH2CH2CO2H Asam heksanadioat
Sikloheksana
Oksidasi alkilbenzena tersubstitusi merupakan jalan yang bagus untuk memperoleh asam-asam benzoate tersubstitusi. Suatu gugus fungsi karbonil adalah pengarah-meta, tetapi suatu gugus alkil adalah pengaruh o-p. Substitusi elektrofilik suatu alkilbenzena, yang disusul dengan oksidasi, menghasilkan asam benzoate tersubstitusi-o dan p.
NO2
O2N
CH3
NO2 2,4,6-trinitrotoluena
NO2 H2CrO4 kalor
O2N
CO2H
NO2 Asam 2,4,6-trinitrobenzoat
a. Oksidasi Alkohol primer
RCH2OH
KMnO4/H2CrO4
RCOOH
b. Oksidasi Aldehid
O Ag+
RCH
RCOOH
c. Oksidasi Alkena
RCH=CR2
KMnO4/H2CrO4
RCOOH + R2C=O
d. Oksidasi alkilarena
Ar-R
KMnO4/H2CrO4
ArCOOH
e. Oksidasi Metil Keton
O RCCH3 + X2
OH-
RCOOH + CHX3
O Mg
RX
CO2
RMgX
H+
R
C
RCOOH
eter
OMgX (3)
Reaksi Grinard
Suatu reaksi Grignard antara suatu reagensia Grignard (primer, sekunder, tersier, vinilik atau aril) dan karbon dioksida (berbentuk gas atau es kering) seringkali merupakan metode terpilih untuk membuat suatu asam karboksilat.
MgBr
CO2
COOH
H2O
Fenil magnesium bromida
Asam benzoat
Berikut ini ringkasan jalur-jalur sintetik yang lazim untuk mendapatkan asam karboksilat, dipandang dari segi lain – yakni dilihat dari apa yang terjadi pada molekul itu sebagai suatu keseluruhan. Sintesis dari suatu alkil halide lewat nitril atau reagensia Grignard menghasilkan asam karboksilat yang satu karbon lebih banyak daripada alkil halidanya. Pemanjangan rantai : Mg
RX
CO2
RMgX eter
H+
RCOOH
10 RX
CN-
RCN
H2O, H+
RCOOH
SN2
Oksidasi alcohol primer (atau aldehida) tidak mengubah panjang rantai, demikian pula hidrolisis suatu derivate asam karboksilat.
RCH2OH
KMnO4/H2CrO4
RCOOH
O RC-OR’ + H2O
H+ atau OH-
RCOOH + HOR’
Oksidasi suatu alkena (kecuali bila alkena itu siklik) menyebabkan fragmentasi rantai induk.
MnO4-
RCH=CR2
RCO2H + O=CR2 Kaor
2.8. Reaksi-reaksi Senyawa Asam Karboksilat
Reaksi-reaksi senyawa asam karboksilat
Netrali sasi
Estersif ikasi
Pemben tukan Klorida Asam
Pemben tukan Amida
Reduksi menjadi Alkohol
Subtistu si Gugus alkil/aril
Gambar 2.30. Flow chart reaksi-reaksi senyawa asam karboksilat
1.
Netralisasi
2.
RCOOH + NaOH 2.
RCOONa + H2O
Estersifikasi
RCOOH + R’OH 3.
H2O
H+
RCOOR’ + H2O
Pembentukan Klorida Asam
O RCOOH + SOCl2 atau PCl
RCCl
Dekarb oksilasi
4.
Pembentukan Amida
O R
C
O
O H2O
OH + NH3
R
C
R ONH4
5.
NH2
Reduksi menjadi alcohol
RCOOH 6.
C
LiAlH4
RCH2OH
Subtitusi gugus alkil/aril a.
Alfa halogenasi pada asam alifatik
R-CH2-COOH + X2
P
R-CH-COOH + HX
X2 = Cl2, Br2
b.
X
Subtitusi pada ring dari asam aromatic. Gugus –COOH, kurang mengaktifkan dan mengarahkan subtitusi pada kedudukan –m dalm subtitusi elektro filik
COOH
HNO3/H2SO4
COOH
NO2
7.
Dekarboksilasi
O RCCR’2COOH
HO2CCR2CO2H
kalor
kalor
RCCHR’2
R2CHCOOH
2.8.1 Reaksi Asam Karboksilat dengan Basa Reaksi suatu asam karboksilat dengan suatu basa akan menghasilkan garam.Suatu garam organic mempunyai babyak sifat fisis dari garam anorganik padanannnya. Seperti NaCl atau KNO3, suatu garam organic meleleh pada tempratur tinggi, larut dalam aur, dan tak berbau.
CO2H + Na+ HCO3Asam sikloheksanakarboksilat
CO2- Na+ + H2O + CO2 Natrium sikloheksanakarboksilat
NH2
NH2
HOCCH2CH2CHCO2H
HO2CCH2CH2CHCO2-Na+ Mononatrium glutamat Suatu zat penyedap (MSG)
Asam glutamat Suatu asam amino yang dijumpai dalam protein
COOH CH3CO2H
CH3CO2Na
Asam asetat
natrium asetat
Asam benzoat
COONH4+ Amonium benzoat
HCO2H + Na+ OHAsam format
HCO- Na+ + H2O natrium format
Anion karboksilat diberi nama dengan menghilangkan kata asam –it dan mengubah akhirannya menjadi –at (Inggris: -ic acid menjadi –ate). Pada nama garam, nama kation mendahului anion sebagai kata terpisah.
Ion karboksilat merupakan basa lemah dan dapat bertindak sebagai suatu nukleofil. Ester, misalnya dapat dibuat dengan mereaksikan alkil halide yang reaktif dan karboksilat.
C6H5 CH3CO2- + CH2-Br Ion asetat
C6H5CH2O2CCH3 + Br-
benzil bromida
benzil asetat(suatu ester)
Karena lebih asam daripada asam karbonat, suatu asam karboksilat mengalami reaksi asam-basa dengan natrium bikarbonat maupun basa-basa yang lebih kuat seperti NaOH.
O
O
CH3COH + HCO3-
CH3CO- + [H2CO3]
H2O + CO2
Sementara asam karboksilat dapdat bereaksi dengan natrium bikarbonat, fenol memerlukan NaOH basa yang lebih kuat, dan alcohol membutuhkan basa yang kebih kuat lagi, seperti NaNH2.
RCOOH
HCO3-
ArOH dan ROH
HCO3-
Dalam NaHCO3 :
RCO2- + CO2 + H2O tidak ada reaksi yang berarti
Dalam NaOH:
RCOOH
OH-
RCO2- + H2O
ArOH
OH-
ArO- + H2O
ROH
OH-
Tidak ada reaksi yang berarti
Perbedaan antara fenol dan asam karboksilat dalam kereaktifaannya terhadapa NaOH dan NaHCO3 merupakan dasar klasifikasi sederhana dan prosedur pemisahan.Jika suatu senywa yang tak larut dalam air, larut dalam larutan NaOH, tetapi tidak ked lam larutan NaHCO3, maka senyawa itu mungkin sekali adalah fenol.Sebalikanya, bila melarut ke dalam keduanya, agaknya senyawa itu adalah suatu asam karboksilat. Suatu asam karboksilat dapat diekstrak dari dalam suatu campuran senyawa organic yang tak larut dalam air, dengan larutan natrium bikarbonat. Asam itu membentuk garam natrium dan menjadi larut dalam air, sedangkan senyawa organic lain tetap tidak larut. Asam karboksilat bebas akan diperoleh dari larutan air dengan pengasaman. Bila digunakan sebagai suatu uji atau prosedur pemisahan, reaksi dnegan natrium bikarbonat ini mempunyai pembatasan.Jiak bagian hidrokarbon dari asam karboksilat itu panjang, maka senyawa itu mungkin tidak larut dalam larutan NaHCO3, bahkan juga tidak dalam larutan NaOH. Disamping itu, beberapa fenol, seperti nirtofenol, mempunyai keasaman yang sepadan dengan asam karboksilat; fenol-fenol ini akan larut baik dalam larutan NaHCO3 maupun dalam NaOH.
2.7.2. Esterifikasi Asam Karboksilat Suatu ester asam karboksilat ialah suatu senyawa yang mengandung gugus – CO2R dengan R dapat berbentuk alkil ataupun aril. Suatu ester dapat dibentuk dengan reaksi langsung antara suatu asam karboksilat dengan suatu alcohol, suatu reaksi yang disebut reaksi esterifikasi. Esterifikasi berkataliskan asam dan merupakan reaksi yang reversible. H+
RCOOH + R’OH Suatu asam karboksilat
RCOOR’ + H2O Suatu ester
Suatu alkohol
CH3COOH + CH3CH2OH Asam asetat
CH3COOCH2CH3 + H2O
etanol
etil asetat H+
COOH + HO
COO
+ H2O
Laju estersifikasi suatu asam karboksilat bergantung terutama pada halangan sterik dalam alcohol dan asam karboksilatnya. Kuat asam dari asam karboksilat hanya memainkan peranan kecil dalam laju pembentukan eter. Kereaktifan alcohol terhadap esterifikasi :
ROH tersier ROH sekunder ROH primer CH3OH Bertambahnya kereaktifan
Gambar 2.31. Kenaikan kereaktifan alkohol
Kereaktivan asam karboksilat terhadap esterifikasi :
R3CCO2H R2CHCO2H RCH2CO2H CH3CO2H HCOOH Bertambahnya kereaktifan
Gambar 2.32. Kenaikan kereaktifan alkanoat berdasarkan gugus sampingnya
Seperti banyak reaksi aldehida dan keton, esterifikasi suatu asam karboksilat berlangsung melalui serangkaian tahap protonasi dan deprotinasi. Oksigen karbonil diprotonasi, alcohol nukleofilik menyerang karbon positif, dan eliminasi air akan menghasilkan ester yang dimaksud. Mekanisme ini dapat diringkas sebagai berikut:
OH O RCOH + R’OH
H+
O R-C-OH
Suatu asam karboksilat
RCOR’ + H2O Suatu ester
OR’ Gambar 2.33. Pembuatan ester Perhatikan bahwa dalam reaksi esterifikasi, ikatan yang terputus adalah ikatan C-O dari asam karboksilat dan bukan ikatan O-H dari asam atau ikatan C-O dari alcohol. Bukti untuk mekanisme ini ialah reaksi suatu alcohol bertanda seperti CH3 18OH dengan suatu asam karboksilat. Dalam kasus ini, 18O itu tetap bersama gugus metil.
Ikatan C-O tidak putus
OH
O 18
H+
COH
COOH + CH3 OH
18
OCH3
O C- 18OHCH3 + H2O
Reaksi esterifikasi bersifat reversible. Untuk memperoleh rendemen tinggi dari ester itu, kesetimbangan harus digeser ke arah sisi ester. Satu teknik untuk mencapai adalah menggunakan salah satu zat pereaksi yang murah secara berlebihan. Teknik lain ialah membuang salah satu produk dari dalam campuran reaksi (misalnya, dengan destilasi air secara aerotropik). Dengan
bertambahnya
halangan
sterik
dalam
zat-antara,
laju
pembentukan ester akan menurun. Rendemen esternya pun berkurang. Alasannya ialah karena esterifikasi itu merupakan suatu reaksi yang bersifat reversible dan spesi yang kurang terintangi (pereaksi) akan lebih disukai. Jika suatu eter yang meluah (bulky) harus dibuat, maka lebih baik digunakan jalur sintetik lain, seperti reaksi antara suatu alcohol dan suatu anhidrida asam atau suatu klorida asam, yang lebih reaktif daripada asam karboksilat dan yang bereaksi dengan alcohol secara tak reversible. Ester fenil (RCO2C6H5) umumnya tidak dibuat secara langsung dari fenol dan asam karboksilat karena kesetimbangan lebih cenderung dapat diperoleh dengan menggunakan derivate asam yang lebih reaktif.
2.7.3. Reduksi Asam Karboksilat Karbon karbonil suatu asam karboksilat berada pada keadaan oksidasi tertinggi yang dapat dicapai oleh karbon dan mamsih tetap merupakan bagian dari suatu molekul organic. (keadaan oksidasi lebih tinggi berikutnya adalah dalam C02). Kecuali terhadap pembakaran atau oksidasi oleh reagensia yang sangat kuat, seperti H2SO4 – CrO3 panas (larutan pembersih), gugus asam karboksilat bersifat lamban ke arah reaksi oksidatif. Mengherankan bahwa gugus asam karboksilat itu juga lamban (inert) terhadap kebanyakan zat pereduksi (seperti hydrogen plus katalis).Kelambanan ini menyebabakan perlunya dikembangkan metode reduksi alternative, seperti mengubah asam karboksilat menjadi ester dan kemudian ester itu direduksi. Namun, degan diperkenalkannya litium alumunium hidrida (LAH) pada akhir tahun 1940-an menyebabkan reduksi itu dapat disederhanakan karena LiAlH4 meredukis gugus karboksil langsung menjadi gugus –CH2OH.
CH3CO2H Asam asetat
LiAlH4/H2O
COOH
CH3CH2OH etanol
LiAlH4/H2O
CH2OH
Suatu basa seperti -
RCOOH Suatu asam larboksilat Dimana R=alkil,aril,H,dan sebagainya
OH,-OR,atau HCO3R’O-H,H+,kalor
Untuk asam tak terintangi dan alkohol (reaksi reversible)
RCOOSuatu asam karboksilat RCOOR’ Suatu ester
LiAlH4 H2O, H+
RCH2OH suatu alkohol primer
2.9. Aplikasi dan Kegunaan Asam Karboksilat 2.9.1. Bidang Kedokteran Asam askorbat (vitamin C), penggunaannya sebagai suatu suplemen vitamin C.
2.9.2. Bidang Makanan dan Minuman Asam Format sebagai pengawet. Asam asetat atau asam etanoat yang dalam kehidupan sehari-hari dikenal dengan nama asam cuka. Asam cuka banyak digunakan sebagai pengawet makanan, dan penambah rasa makanan (bakso dan soto). Asam sitrat biasanya digunakan untuk pengawet buah dalam kaleng. Asam glutamat, digunakan sebagai bahan pembuatan penyedap makanan (MSG).
2.9.3. Bidang Polimer Asam karboksilat juga penting dalam pembuatan gemuk, krayon, dan plastik. Bahan-bahan yang berguna seperti penurun kadar air dan aditif superplasticizer untuk komposisi semen dibentuk dengan reaksi polimer asam
karboksilat dengan polieter, terutama campuran polieter monofungsional dan difungsional, yang diturunkan dari epoksida C2-C4 dimana pemecahan sebagian dari polieter dan esterifikasi polieter dan produk pemecahannya dengan reaktan lain diperoleh. Dalam satu bentuk, asam sulfonat digunakan untuk mengkatalis reaksi
poli(asam
akrilat),
kopolimer
etilen
oksida-propilena
oksida
monofungsional dan poli(propilena glikol) difungsional, pada suhu lebih dari 140oC.
2.9.4. Bidang Industri Asam Format pada unggas industri kadang–kadang ditambahkan untuk memberi makan dengan tujuan untuk membunuh E. Coli bakteri, juga digunakan sebagai silase, pencelupan dan finishing tekstil. Asam format juga digunakan sebagai pengganti asam mineral untuk berbagai produk pembersih, seperti limescale remover dan pembersih toilet . Beberapa format ester adalah perasa buatan atau parfum. Asam format adalah sumber untuk formil kelompok misalnya dalam formylation dari methylaniline N-methylformanilide dalam toluena . Dalam kimia organik sintetik , asam format sering digunakan sebagai sumber hidrida ion. The reaksi Eschweiler-Clarke dan reaksi Leuckart-Wallach adalah contoh dari aplikasi ini, atau lebih umum azeotrop dengan trietilamina , juga digunakan sebagai sumber hidrogen dalam hidrogenasi transfer. Asam stearat, asam ini berbentuk padat, berwarna putih. Terutama digunakan untuk membuat lilin. Asam propanoat, Garam dari asam ini digunakan sebagai pencetak inhibitor dalam sereal dan roti. Asam butanoat, Agen penyebab bau tengik dalam mentega. Asam heksanoat, Mengkarakteristik bau dari keju. Ester lainnya yang diturunkan dari asam karboksilat, memiliki kegunaan yang berbeda. Sebagai contoh, etil asetat ester adalah pelarut yang sangat baik dan merupakan komponen utama dalam remover cat kuku. Beberapa contoh termasuk persiapan penyangga pada pH yang lebih rendah, seperti yang digunakan dari siklus TCA. Hal ini penting untuk industri yang menggunakan
mikroba untuk produksi metaboli. Asam Sitrat juga dipakai sebagai peningkat kualitas terigu pada perusahaan roti. Berbagai asam lemak yang berasal dari asam karboksilat digunakan untuk membuat sabun dan deterjen memiliki aplikasi yang berbeda dalam masyarakat.
2.9.5. Bidang Pertanian dan Peternakan Asam format (asam metanoat) yang juga dikenal asam semut merupakan cairan tak berwarna dengan bau yang merangsang. Biasanya digunakan untuk : menggumpalkan lateks (getah karet), obat pembasmi hama, dan antibakteri pada ternak, peternak lebah menggunakan asam format sebagai miticide terhadap tungau trakea ( Acarapis woodi ) dan tungau Varroa . Asam Sitrat, juga dipakai sebagai aditif pada makanan ternak.
2.9.6. Bidang Laboratorium Pada laboratorium, asam asetat, asam trifluoroasetat, dan asam format digunakan sebagai pengubah pH stabil dalam HPLC dan elektroforesis kapiler .
BAB III KESIMPULAN Kesimpulan yang dapat diambil adalah asam karboksilat merupakan salah satu turunan dari senyawa alkana, dimana satu atom H dari alkana diganti dengan gugus karboksil. Karena kedudukan dari gugus fungsi karboksi (-COOH) tidak boleh berubah atau tetap di ujung rantai karbon maka isomer yang terjadi pada senyawa asam karboksilat adalah isomer struktur. Jadi, yang memungkinkan untuk berubah adalah rantai karbon alkilnya. Asam karboksilat merupakan jenis asam lemah.Kekuatan asamnya ditentukan oleh haraha konstanta kesetimbangan asamnya (Ka). Dengan basa kuat, asam karboksilat akan bereaksi membentuk garam. Titik didih asam karboksilat lebih tinggi dibandingkan senyawa alcohol yang memiliki jumlah ataom C yang sama. Titk didih dari asam karboksilat akan terus meningkat sesuai dengan bertambahnya atom C.
BAB IV PERTANYAAN
1. Kenapa titik didih alcohol lebih kecil dari pada titik didih asam karboksilat dimana alcohol dan asam karboksilat memiliki berat molekul yang sama? Jawab : Titik didih alcohol lebih kecil daripada titik didih asam karboksilat karena asam karboksilat memiliki ikatan hydrogen yang lebih banyak daripada alkohol. Asam karboksilat memiliki 2 ikatan hydrogen, sedangkan alcohol hanya memiliki satu ikatan hydrogen.
2. Berikan contoh reaksi pembuatan asam karboksilat dengan hidrolisa ester! -
Pembuatan asam karboksilat dari hidrolisa ester
DAFTAR PUSTAKA Fesenden. Organik chemistry third edition Hart, Harold. 2003. Kimia Organik Suatu Kuliah Singkat edisi kesebelas. Erlangga : Jakarta Kuswati, Tine Maria, dkk. 2007. Sains Kimia. Jakarta: Bumi Aksara Polling C,Ir. 1979 . Ilmu Kimia Karbon jilid III. Jakarta : Erlangga Respati, Ir. 1986. Pengantar Kimia Organik. Jakarta: Aksara Baru Riswiyanto. 2009. Kimia Organik. Erlangga : Jakarta
