BAB II SINTESIS ASPIRIN 2.1. Tujuan Percobaan
- Memahami reaksi esterifikasi fenol - Memahami reaksi pembuatan aspirin - Mampu melakukan uji kadar aspirin hasil reaksi 2.2. Teori Dasar
Reaksi esterifikasi adalah reaksi antara alkohol dengan asam karbosilat membentuk ester. Esterifikasi fenol tidak melibatkan pemaksapisahan ikatan C-O yang kuat dari fenol, tetapi bergantung pada pemaksapisahan ikatan OH. Oleh karena itu, ester fenol dapat disintetis dengan reaksi-reaksi yang sama menghasilkan ester alkil. Reaksi esterifikasi bersifat reversibel. Untuk memperoleh rendemen tinggi dari ester itu, kesetimbangan harus digeser kearah sisi ester. Satu teknik untuk mencapai ini adalah menggunakan salah satu zat pereaksi yang murah secara berlebihan. Teknik lain adalah membuang salah satu produk dari dalam campuran reaksi (misalnya, dengan destilasi air secara azeotropik. Reaksi eterifikasi secara umum adalah adalah sebagai berikut ini:
(alkohol) (ester) (air) Dengan bertambahnya halangan sterik zat antara, laju pembentukan ester akan menurun, rendemen esternya berkurang. Alasannya ialah karena esterifikasi itu merupakan suatu reaksi yang bersifat reversibel dan spesi yang kurang terintangi (pereaksi) akan lebih disukai. Jika suatu eter yang meluah (bulky) harus dibuat, maka lebih baik digunakan jalur sintetik lainnya, seperti antara suatu alkohol dan suatu anhidra asam atau klorida asam, yang lebih reaktif daripada asam karbosilat dan yang bereaksi dengan alkohol secara tak reversibel. Alkohol mempunyai rumus umum R – – OH OH dan dicirikan oleh adanya gugus hidroksil – OH OH strukturnya mirip dengan air, tetapi dengan satu hidrogen digantikan oleh gugus alkil. Sedangkan fenol adalah zat kristal tak berwarna yang memiliki bau khas. Rumus kimianya adalah C 6H5OH dan strukturnya memiliki gugus hidroksil – OH OH yang berkaitan dengan cincin fenil. R – OH OH OH CH3OH (Suatu alkohol) (Suatu Fenol) Fenol (ArOH) merupakan senyawa dengan suatu gugus OH yang terikat pada cincin aromatik. Fenol lebih asam dari alkohol karena ion feroksidanya distabilkan resonansi sehingga kesetimbangan untuk pembentukannya lebih disukai. Seperti halnya (asam)
atom hidrogen dari gugus hidroksil dalam alkohol dan fenol dapat disingkirkan oleh natrium. 2 R – OH(l) + Na(s) 2 R – O – Na+(l) + H2(l) Reaksi yang terjadi adalah reaksi esterifikasi yang merupakan prinsip dari pembuatan aspirin.
(asam salisilat)
(anhidrida asam asetat)
(asam asetil salsilat)
(asam asetat)
Ester dapat terbentuk salah satunya dengan cara mereaksikan alkohol dengan anhidrida asam. Dalam hal ini asam salisilat berperan sebagai alkohol karena mempunyai gugus – OH , sedangkan anhidrida asam asetat tentu saja sebagai anhidrida asam. Ester yang terbentuk adalah asam asetil salisilat (aspirin). Gugus asetil (CH3COO-) berasal dari anhidrida asam asetat, sedangkan gugus R-nya berasal dari asam salisilat (pada gambar di atas gugus R ada di dalam kotak). Hasil samping reaksi ini adalah asam asetat. Langkah selanjutnya adalah penambahan asam fosfat yang berfungsi sebagai zat penghidrasi. Telah disebutkan di atas bahwa hasil samping dari reaksi asam salisilat dan anhidrida asam asetat adalah asam asetat. Hasil samping ini akan terhidrasi membentuk anhidrida asam asetat. Anhidrida asam asetat akan kembali bereaksi dengan asam salisilat membentuk aspirin dan tentu saja dengan hasil samping berupa asam asetat. Jadi, dapat dikatakan reaksi akan berhenti setelah asam salisilat habis karena adanya asam fosfat. Tetapi harus diperhatikan bahwa sebelum dipanaskan, reaksi tidak benar-benar terjadi. Reaksi baru akan berlangsung dengan baik pada suhu 50-60°C. Juga pada percobaan ini baru terbentuk endapan putih (aspirin) setelah dipanaskan. Kemudian endapan tersebut dilarutkan dalam air dan disaring untuk memisahkan aspirin dari pengotornya. Produksi aspirin tahunan di Amerika Serikat lebih dari 12 juta kg, cukup untuk memproduksi lebih dari 30 miliar tablet (325 mg). aspirin digunakan secara luas, baik digunakan sebagaimana adanya atau dicampur dengan obat lain. Sebagai analgesik dan antiseptik. Namun aspirin mengandung bahaya juga. Penggunaan berulang dapat menenyebabkan pendarahan gastrointestinal, dan satu dosis tinggi (10 sampai 20 g) dapat mengakibatkan kematian. Analisis kemurnian dan kandungan asam dilakukan dengan adanya reaksi antara asam salisilat dengan FeCl3. Warna ungu pada sampel aspirin menandakan adanya kontaminasi dengan asam salisilat. Rendeman teoritis adalah banyaknya suatu hasil reaksi yang diperhitungkan, jika suatu reaksi berjalan sempurna sesuai konsep stoikiometri. Sedangkan rendeman
nyata merupakan hasil reaksi yang didapat dari hasil reaksi yang didapat dari hasil penelitian dan praktek. Rendeman nyata pada suatu percobaan biasanya lebih kecil dari rendeman teoritis. Hal ini disebabkan karena adanya reaksi keseimbangan dan terdapat beberapa jenis hasil reaksi. Perbandingan rendeman nyata dengan rendeman teoritis disebut dengan rendeman prosentase. Untuk menentukan kadar (rendemen) dari suatu aspirin digunakan rumus berikut: % rendemen
hasil yang diperoleh dari percobaan hasil teoritis berdasarkan stokiometr i
100%
2.3. Tinjauan Bahan
A. Anhidrat asam asetat - Rumus kimia - Berat molekul - Warna - pH - Titik Leleh - Titik didih B. Aquadest - Rumus kimia - Berat molekul - Warna - pH - Titik Leleh - Titik didih C. Asam fosfat - Rumus kimia - Berat molekul - Warna - pH - Titik Leleh - Titik didih D. Asam salisilat - Rumus kimia - Berat molekul - Warna - pH - Titik Leleh - Titik didih E. Besi klorida - Rumus kimia - Berat molekul - Warna - pH - Titik Leleh - Titik didih
: (CH3CO)2 : 102,09 g/mol : bening tidak berwarna :: -73,1°C : 139,9°C : H2O : 18,02 g/mol : tidak berwarna :7 :: 100°C : H3PO4 : 97,995 g/mol : tidak berwarna :: 42,35°C : 158°C : C7H6O3 : 138,12 g/mol : putih :: 159°C : 211°C : FeCl3 : 162,21 g/mol : kuning :2 : 306°C : 316°C
2.4. Alat dan Bahan
A. Alat-alat yang digunakan - batang pengaduk - beaker gelas - botol aquadest - corong büchner - corong kaca - Erlenmeyer - gelas arloji - kertas saring - labu ukur - penjepit - pipet tetes - pipet volume - rak tabung reaksi - statif dan klem - tabung reaksi - termometer - timbangan - waterbath
B. Bahan-bahan yang digunakan - aquadest (H2O) - besi korida (FeCl3) - asam salisilat (C7H6O3) - anhidra asam asetat (CH3CO)2 - asam fosfat (H3PO4)
2.5. Prosedur Percobaan
A. Preparasi larutan - Membuat larutan 10% FeCl 3 sebanyak 50 mL. B. Pembuatan aspirin - Memanaskan air dalam wadah penangas air - Menimbang sekitar 1,4 g asam salisilat dalam labu erlenmeyer 125 mL. menambahkan 4 mL anhidra asam asetat dengan cara sedemikian rupa sehingga dapat membilas serbuk asam salisilat yang menempel di dinding wadah - Menambahkan dengan hati-hati (bekerja di ruang asam) 5 tetes larutan 85% asam fosfat. Mengaduk larutan dengan batang pengaduk kaca - Memanaskan labu erlenmeyer berisi campuran reaksi tersebut dalam penangas air yang telah dipanaskan selama 5 menit. Labu erlenmeyer di pegang dengan klem - Setelah 5 menit, mengangkat labu erlenmeyer dari penangas air dan segera menambahkan 2 mL aquadest. - Setelah 2 atau 3 menit, menambahkan lagi 20 mL aquadest dan membiarkan labu berisi campuran reaksi mencapai suhu kamar dan mulai mengalami kristalisasi. Memastikan bahwa kristal yang telah terbentuk sebelum melanjutkan ke tahap berikutnya
- Menambahkan 50 mL aquadest dingin dan mendinginkan labu beserta isinya dalam wadah penangas berisi es sehingga proses pembentukan kristal sempurna - Mengumpulkan kristal yang diperoleh menggunakan corong Büchner yang telah dilapisi kertas saring. Mencuci kristal dengan sedikit air dingin - Melakukan rekristalisasi untuk mendapatkan kristal yang lebih murni, dengan cara melarutkan kristal yang sudah terbentuk dalam 5 mL etanol. Kemudian menambahkan 20 mL air hangat. Memanaskan larutan sampai semua kristal tepat larut, dan kemudian membiarkan larutan dingin sampai kembali terbentuk kristal. Menyaring kembali kristal dengan corong Büchner - Menimbang kristal yang terbentuk sesudah dikeringkan di udara. Kemudian menghitung rendemen hasil kristal asam asetilsalisilat (aspirin) yang diperoleh, dengan membandingkan berat hasil pecobaan dengan berat hasil teoritis. C. Uji terhadap Aspirin - Menyiapkan 1 buah tabung reaksi - Menambahkan 20 tetes aquadest ke dalam tabung dan digoyangkan untuk melarutkan sampel dalam tabung - Menambahkan 10 tetes larutan 10% FeCl 3 ke dalam tiap tabung. Mengamati perubahan warna larutan dan mencatat hasilnya. Warna ungu menunjukkan adanya asam salisilat dalam sampel.
2.6. Data Pengamatan
No.
Perlakuan
Pengamatan
1.
Pembuatan Aspirin - C7H6O3 + (CH3COO)2
Lar. A
- Lar. A + H3PO4 - Lar. B
lar. B Lar. C
- Lar. C + H2O
Lar. D
- Lar. D + H2O dingin - Lar. E disaring
Lar. E endapan
- endapan + C2H5OH - Lar. F + H2O - Lar. G didinginkan 2.
Lar. F Lar. G endapan kristal
Kesimpulan
- Warna putih keruh - Warna putih keruh - Larutan tidak berwarna tanpa padatan - Terbentuk endapan putih - Terbentuk kristal berwarna putih
Terbentuk kristal aspirin
- Kristal berwarna putih - Larutan bening dan terdapat kristal - Kristal larut berwarna tidak berwarna - Kristal berwarna putih
Uji terhadap Aspirin - Kristal + H2O
Lar. H
- Lar. H + FeCl3
Lar. I
- Kristal yang larut sangat sedikit - Larutan berwarna ungu
Gambar 2.8.1. Aspirin hasil sintesis
Terdapat asam salisilat dalam sampel
Gambar 2.8.2. Sampel berwarna ungu setelah ditambahkan FeCl 3
2.7. Pembahasan
Berdasarkan percobaan yang dilakukan, digunakan 1,4 g asam salisilat dan 4 mL anhidrad asam asetat yang ditambahkan dengan 5 tetes katalis asam fosfat 85% untuk mensintesis aspirin. Campuran tersebut kemudian dipanaskan selama 5 menit. Tujuan dari pemanasan ini agar zat-zat tersebut dapat larut dan saling bercampur. Persaman reaksinya adalah sebagai berikut:
asam salisilat
anhidrida asetat
asam asetil salsilat
asam sulfat
Reaksi yang terjadi adalah reaksi esterifikasi yang merupakan prinsip dari pembuatan aspirin. Ester dapat terbentuk salah satunya dengan cara mereaksikan alkohol dengan anhidrida asam. Dalam hal ini asam salisilat berperan sebagai alkohol karena mempunyai gugus – OH , sedangkan anhidrida asam asetat tentu saja sebagai anhidrida asam. Ester yang terbentuk adalah asam asetil salisilat (aspirin). Gugus asetil (CH3COO-) berasal dari anhidrida asam asetat, sedangkan gugus R-nya berasal dari asam salisilat (pada gambar di atas gugus R ada di dalam kotak). Hasil samping reaksi ini adalah asam asetat. Langkah selanjutnya adalah penambahan asam fosfat yang berfungsi sebagai zat penghidrasi. Telah disebutkan di atas bahwa hasil samping dari reaksi asam salisilat dan anhidrida asam asetat adalah asam asetat. Hasil samping ini akan terhidrasi membentuk anhidrida asam asetat. Anhidrida asam asetat akan kembali bereaksi dengan asam salisilat membentuk aspirin dan tentu saja dengan hasil samping berupa asam asetat. Jadi, dapat dikatakan reaksi akan berhenti setelah asam salisilat habis karena adanya asam fosfat.
Tetapi harus diperhatikan bahwa sebelum dipanaskan, reaksi tidak benar-benar terjadi. Reaksi baru akan berlangsung dengan baik pada suhu 50-60°C. Juga pada percobaan ini baru terbentuk endapan putih (aspirin) setelah dipanaskan. Setelah campuran dipanaskan selama lima menit kemudian diangkat dan ditambahkan 2 ml aquadest. Selanjutnya menunggu 2 sampai 3 menit kemudian ditambahkan 20 mL aquadest dan membiarkan campuran mencapai suhu kamar dan mengkristal. Untuk memperoleh kristal yang lebih sempurna maka ditambahkan lagi 50 mL aquadest dingin dan didinginkan dalam wadah berisi es. Kristal yang terbentuk berwarna putih. Kristal tersebut kemudian disaring dengan corong Büchner yang dilapisi kertas saring dan kemudian dicuci dengan sedikit aquadest dingin. Selanjutnya dilakukan rekristalisasi untuk mendapatkan kristal yang lebih murni dengan cara melarutkan kristal dalam 5 mL etanol dan ditambahkan 20 mL air hangat. Fungsi etanol disini adalah untuk melarutkan dan memisahkan aspirin dengan air. Campuran kemudian dipanaskan sampai larut dan didinginkan kembali sehingga terbentuk kirstal. Kristal kemudian disaring kembali dan dikeringkan di udara. Setelah itu menentukan besar rendemen dari aspirin yang diperoleh dengan cara menimbang kristal murni yang telah diperoleh (setelah dikurangi dengan berat kertas saring sebesar 1,06 gr) adalah sebesar 1,75 gr sedangkan secara teori berat aspirin adalah 1,8252 gr. Perbedaaan ini disebabkan secara teoritis padatan yang dimaksud adalah aspirin sedangkan produk percobaan yang diperoleh adalah asprin dan asam salsilat yang tidak habis bereaksi. Penyebab lainnya adalah kesalahan yang terjadi selama proses percobaan dimana adanya aspirin yang terlarut bersama pelarut pada penyaringan sebelum rekristalisasi sehingga mengurangi jumlah aspirin yang diperoleh. Selanjutnya dilakukan perhitungan terhadap rendemen kristal dan diperoleh rendemen sebesar 95,88%. Untuk menguji kemurnian aspirin maka ditambahkan FeCl 3 (berwarna kuning) kedalam sebuah tabung reaksi berisi sampel aspirin hasil sintetis. Setelah diamati, terjadi perubahan warna aspirin dari putih menjadi ungu. Hal ini mengindikasikan adanya asam salisilat dalam sampel. 2.8. Kesimpulan
- Reaksi esterifikasi fenol adalah reaksi antara gugus fenol dari suatu asam dengan asam karboksilat sehingga membentuk ester. - Sintesis aspirin dilakukan dengan mereaksikan asam salisilat dan anhidrad asam asetat yang menggunakan H 3PO4. - Rendemen sampel aspirin hasil sintesis adalah 95,88% sehingga masih mengandung asam salisilat.
II.
Appendiks
A.
Preparasi Larutan Membuat larutan 10% FeCl 3 sebanyak 50 ml % FeCl 3
0,1
0,1
WFeCl3
WFeCl3 WFeCl3
(Vair ρ air )
WFeCl3 WFeCl3
(50 ml 0,998)
WFeCl3 WFeCl3
(49,9)
0,1WFeCl3 4,99
0,9 WFeCl3 4,99 WFeCl3 B.
5,54 gr
Jadi untuk membuat larutan 10% FeCl 3 sebanyak 50 ml dibutuhkan 5,54 gr FeCl 3 Perhitungan Teoritis
mol
gr massa jenis
mol as. salisilat
mol as. salisilat
1,4 gr 138 gr/mol 0,01014 mol
massa an. asetat 1.08gr/mol 4 ml 4,32 gr mol an. asetat
mol as. asetat
M= B =
C.
4,32 gr 102 gr/mol 0,04235 mol
C7H6O3 + 0,01014 mol 0,01014 mol
(CH3CO)2 0,04325 mol 0,04325 mol
C9H8O4 0,01014 mol
+
CH3COOH 0,01014 mol
S = 0,03221 mol 0,01014 mol 0,01014 mol Berat aspirin teori = n × MR Berat aspirin teori = 0,01014 × 180 gr/mol Berat aspirin teori = 1,8252 gr Jadi berat aspirin bedasarkan perhitungan stokiometri adalah 1,8252 gr Perhitungan berdasarkan percobaan Berat kertas saring = 1,06 gr Berat kertas saring dan endapan = 2,81 gr Endapan kristal = berat kertas saring dan endapan – berat kertas saring Endapan kristal = 2,81 gr – 1,06 gr Endapan kristal = 1,75 gr Jadi berat aspirin yang didapatkan berdasarkan percobaan adalah 1,75 gr
D.
Perhitungan rendemen aspirin % Rendemen
hasil yang diperoleh dari percobaan
hasil teoritis berdasarkan stokiometr i 1,75 gr 100% 1,8252
100%
95,88%
Jadi aspirin yang dibuat pada percobaan mempunyai rendemen sebesar 95,88%
DAFTAR PUSTAKA 1. Fessenden, Ralp. & Fessenden, Joan. 1982. Kimia Organik Edisi ke-3 Jilid 1. Penerbit Erlangga: jakarta. 2. Fessenden, Ralp. & Fessenden, Joan. 1982. Kimia Organik Edisi ke-3 Jilid 2. Penerbit Erlangga: jakarta. 3. Hart, Harold. & Craine, Leslie. & Hart, David. 2003. Kimia Organik: Suatu Kuliah Singkat edisi ke-11. Penerbit Erlangga: Jakarta.
