LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ORGANIK
REAKSI ASILASI PEMBUATAN ASETANILIDA
OLEH
KELOMPOK 5 KELAS B M. ARFI ADHARYANDY. F
(1107152059) (1107152059)
YUNITA SELONIKA
(1107114284) (1107114284)
YUSNILA HALAWA
(1107121255) (1107121255)
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU PEKANBARU 2012
LEMBAR PENGESAHAN DOSEN PEMBIMBING
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ORGANIK
Laporan ini telah diperiksa dan dinilai oleh dosen pembimbing mata kuliah praktikum kimia organik.
Oleh :
Kelompok 5 Kelas B
1. M. Arfi Adharyandy F
(1107152059)
2. Yunita Selonika
(1107114284)
3. Yusnila Halawa
(1107121255)
Pekanbaru, November 2012
Menyetujui, Dosen Pembimbing
Drs. Irdoni, HS, M. NIP. 195704151986091001
Asisten
Febri Harianto NIM. 0907121179
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Asetanilida merupakan senyawa turunan amina aromatis yang digolongkan sebagai amida primer yang mana satu atom hidrogen pada anilin digantikan dengan satu gugus asil. Salah satu cara sintesis yang dapat dilakukan untuk mensintesis asetanilida adalah dengan reaksi asilasi antara asetat anhidrat dan anilin. Reaksi asilasi merupakan proses adisi gugus asil ke sebuah senyawa (Clark, 2011). Asetanilida atau phenilasetamida ditemukan oleh Friedel Kraft pada tahun 1872 dengan mereaksikan asethopenon dengan NH 2OH. Asetanilida memiliki berat molekul 135,16 g/mol, berwarna putih, tidak larut dalam minyak parafin dan larut dalam air dengan bantuan kloral anhidrat. Asetanilida memiliki banyak manfaat antara lain sebagai bahan pembantu dalam industri cat, sebagai bahan inhibitor dalam industri peroksida, bahan baku pembuatan obat-obatan seperti parasetamol, dsb. Kebutuhan asetanilida sangat tinggi karena asetanilida banyak memiliki manfaat baik sebagai bahan baku maupun bahan pembantu. Oleh karena itu, proses sintesis asetanilida perlu dilakukan untuk mengetahui cara sintesis dan reaksi yang terjadi.
1.2 Tujuan Percobaan
Tujuan percobaan ini dilakukan adalah mempelajari pembuatan turunan amida aromatik melalui reaksi antara amina aromatik dengan turunan asam karboksilat yaitu anhidrat asam.
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Asetanilida
Industri berperan untuk mengolah bahan mentah atau setengah jadi menjadi bahan setengah jadi untuk keperluan industri selanjutnya dan bahan jadi yang bernilai ekonomi yang tinggi. Salah satu produk industri yang sangat bermafaat bagi industri lainnya adalah asetanilida. Asetanilida dimanfaatkan didalam industri sebagai bahan baku maupun bahan penunjang antara laia sebagai berikut: 1.
Sebagai bahan baku pembuatan obat-obatan,
2.
Sebagai zat awal pembentukan penicilium,
3.
Bahan pembantu dalam industri cat dan karet,
4.
Bahan intermediet pada sulfon dan asetilklorida.
Bentuk struktur asetanilida ditunjukkan pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Struktur Asetanilida (Anwar, 2006)
Asetanilida memiliki sifat-sifat kimia sebagai berikut: 1. Pirolisis dari asetanilida menghasilkan N-diphenil urea, anilin, benzena, dan asam hidrosianik, 2. Merupakan bahan ringan yang stabil pada kondisi biasa dan akan kembali kebentuk awal ketika hidrolisis dengan alkali cair atau dengan larutan asam mineral cair dipanaskan, 3. Nitrasi
asetanilida
asetanilida.
dalam
larutan
asam
asetat
menghasilkan p-nitro
Sifat-sifat fisika asetanilida ditunjukkan pada Tabel 2.1. Tabel 2.1 Sifat-sifat Fisika Asetanilida
Sifat Fisika Asetanilida Rumus molekul C6H5 NHCOCH3 Berat molekul 135,16 g/gmol Titik didih 305 oC Titik leleh 114,16 oC Suhu kristis 843,5 oC Wujud Padatan Warna Putih 3
Berat jenis
1,21 g/cm
(Sari & Putri, 2012) Asetanilida atau phenilasetamida pertama kali ditemukan oleh Friedel Kraft pada tahun 1872 dengan cara mereaksikan asethophenon dengan NH 2OH sehingga terbentuk asetophenon oxime yang dengan bantuan katalis diubah menjadi asetanilida. Asetanilida dapat disintesis dengan menggunakan beberapa cara antara lain: 1.
Pembuatan asetanilida dari asetat anhidrat dan anilin dengan reaksi sebagai berikut C6H5 NH2 + (CH3CO )2O
C6H5 NHCOCH3 + CH3COOH
Campuran reaksi disaring, kemudian kristal dipisahkan dari air panasnya dengan pendinginan, sedangkan filtratnya di recycle kembali. Pemakaian asetat anhidrat dapat diganti dengan asetil klorida. 2. Pembuatan asetanilida dari asam asetat dan anilin dengan reaksi sebagai berikut C6H5 NH2 + CH3COOH
C6H5 NHCOCH3 + H2O
Metode ini merupakan metode awal yang masih digunakan. Karena anilin dan asam asetat berlebih 100 % direaksikan dalam sebuah tangki yang dilengkapi dengan pengaduk. Reaksi berlangsung selama 6 jam pada suhu 150 oC – 160oC. Produk dalam keadaan panas rekristalisasi dengan menggunakan kristalizer. 3. Pembuatan asetanilida dari keten dan anilin dengan reaksi sebagai berikut C6H5 NH2 + H2C=C=O
C6H5 NHCOCH3
Keten (gas) dicampur kedalam anilin di bawah kondisi yang diperkenankan akan menghasilkan asetanilida. 4. Pembuatan asetanilida dari asam thioasetat dan anilin dengan reaksi sebagai berikut C6H5 NH2 + CH3COSH
C6H5 NHCOCH3 + H2S
Asam thioasetat direaksikan dengan anilin dalam keadaan dingin akan menghasilkan asetanilida dengan membebaskan H 2S.
Proses sintesis yang digunakan untuk menghasilkan asetanilida didasarkan pada pertimbagan dan pemilihan sebagai berikut: 1. Reaksinya sederhana 2. Tidak menggunakan katalis sehingga tidak memerlukan alat untuk regenerasi katalis dan tidak perlu menambah biaya yang digunakan untuk membeli katalis sehingga biaya produksi lebih murah (Eriyanto, 2009).
2.2 Mekanisme Sintesis Asetanilida
Asetanilida dapat disintesis dengan cara mereaksikan antara anhidrida asetat dengan anilin seperti pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Reaksi Sintesis Asetanilida (Sugita, 2012)
Mekanisme reaksi pembuatan asetanilida disebut juga dengan reaksi asilasi amida yang menyangkut serangan nukleofilik oleh anilin pada atom karbon karbonil dari suatu turunan asam. Tahap mekanisme reaksi sintesis asetanilida yang ditunjukkan pada Gambar 2.3 adalah sebagai berikut: 1. Asetat anhidrat mengalami resonansi dan karena adanya ion H + dari perlarut asam asetat glasial maka atom O memiliki muatan negatif dan atom C memili ki muatan positif,
2. Pasangan elektron bebas dari atom nitrogen tidak suka melakukan resonansi disekitar cincin aromatis sehingga amida distabilakn oleh resonansi yang menyertakan pasangan elektron nonbonding dari atom nitrogen yang kuat menarik elektron dan mengakibatkan adanya gugus karbonil, 3. Protonasi pada amida terjadi pada oksigen dibandingkan nitrogen sehingga elektron bebas nitrogen pada anilin menyerang karbonkation sekunder dari asetat anhidrat dan menyebabkan terjadinya perpindahan muatan dari atom C ke atom N dan terbentuk ikatan rangkap pada atom O yang disertai dengan pelepasan sepasang elektron oleh atom C ke atom O membentuk asetanilida dan ion asetat (Anwar, 2006).
Gambar 2.3 Mekanisme Reaksi Sintesis Asetanilida (Sugita, 2012)
2.3 Bahan Baku
Asetanilida disintesis melalui reaksi asilasi antara asetat anhidrat dan anilin. Sintesis tersebut dilakukan dengan menggunakan bahan baku berupa anillin, asetat anhidrat dan asam asetat glasial. 2.3.1 Anilin
Anilin merupakan amina aromatik primer dengan struktur molekul seperti pada Gambar 2.4. Anilin banyak digunakan dalam industri cat celup, obat-obatan dan karet sintetik. Anilin disintesis dengan mereduksi nitrobenzen menggunakan besi dan asam klorida yang kemudian dinetralkan dengan kapur dan selanjutnya disuling dengan uap.
Gambar 2.4 Struktur Molekul Anilin (Clark, 2012)
Anilin memiliki sifat-sifat kimia sebagai berikut: 1.
Halogenasi senyawa anilin dengan brom dalam larutan sangat encer menghasilkan endapan 2, 4, 6 tribromo anilin,
2.
Pemanasan anilin hipoklorid dengan senyawa anilin sedikit berlebih pada tekanan sampai 6 atm menghasilkan senyawa diphenilamine,
3.
Hidrogenasi katalik pada fase cair dengan suhu 135-170 oC dan tekanan 50500 atm menghasilkan 80% cyclohexamine (C 6H11 NH2), sedangkan hidrogenasi anilin pada fase uap dengan menggunakan katalis nikel menghasilkan 95% cyclohexamine,
4. Nitrasi
anilin
dengan
asam
nitrat
pada
suhu
-20oC
menghasilkan
mononitroanilin, sedangkan nitrasi anilin dengan nitrogen oksida cair pada suhu 0oC menghasilkan 2,4 dinitrophenol (Sari & Putri, 2012). 5.
Sukar larut dalam air, tetapi dapat bercampur dengan alkohol, eter, dan kloroform dalam berbagai perbandingan,
Sedangkan sifat-sifat fisika anilin ditunjukkan pada Tabel 2.2. Tabel 2.2 Sifat-sifat Fisika Anilin
Sifat Fisika Anilin Rumus molekul C6H5 NH2 Berat molekul 93,12 g/gmol Titik didih 184,4 oC Suhu kritis 426 oC Tekanan kritis 54,4 atm Wujud Cair Warna
Jernih, namun kecoklatan bila terkena cahaya
Berat jenis
1,024 g/cm (Sari & Putri, 2012)
2.3.2 Anhdrida Asetat
Anhidrida asetat merupakan anhidrat dari asam asetat yang struktur antar molekulnya simetris, tidak berwarna dan berbentuk cairan. Anhidrida asetat disintesis melalui reaksi kondensasi asam asetat atau dapat juga melalui reaksi asetil klorida dengan natrium asetat (Sari & Putri, 2012). Anhidrat asetat memiliki bentuk strukur sepeti pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5 Struktur Anhidrat Asetat (Lewis, 1998)
Anhidrat asetat memiliki berbagai macam kegunaan antara lain sebagai fungisida dan bakterisida, pelarut senyawa organik, berperan dalam proses asetilasi pada pembuatan aspirin dan dapat digunakan untuk membuat acetylmorphine. Anhidrat asetat paling banyak digunakan daam industri selulosa asetat untuk menghasilkan serat asetat, plastik, serat kain dan lapisan kain. Sifat kimia anhidrat asetat antara lain
1. Mudah menguap, mudah terbakar, reaktif dan harus disimpan di lemari asam dan korosif, 2. Anhidrida asetat mengalami hidrolisis dengan pelan pada suhu kamar membentuk asetat, 3. Bereaksi dengan alkohol membentuk sebuah ester dan asam asetat (Clark, 2012). Sifat fisika anhidrat asetat ditunjukkan pada Tabel 2.3. Tabel 2.3. Sifat Fisika Anhidrat Asetat
Sifat Fisika Anhidrat Asetat Rumus Molekul Berat Molekul Densitas Titik Didih Titik Beku Viskositas (25oC)
(CH3CO)2O 102,09 gr/mol 1,08 g/cm 139,06oC -73 oC 0,834 mPa.s (Nucholis, 2006)
2.3.3 Asam asetat glasial
Asam asetat glasial (asam asetat murni) merupakan cairan higroskopis yang tidak berwarna dan memiliki struktur yang paling sederhana setelah asam format. Struktur asam asetat ditunjukkan pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6 Struktur Asam Asetat (Clark, 2005)
Asam asetat merupakan pereaksi kimia dan bahan baku industri yang penting sshingga banyak digunakan seperti industri polimer, industri makanan sebagai pengatur keasaman, dan dalam rumah tangga yang digunakan sebagai pelunak air.
Asam asetat memiliki sifat-sifat kimia sebagai berikut: 1. Bersifat korosif terhadap banyak logam seperti besi, magnesium dan seng membentuk gas hidrogen dan garam-garam asetat, 2. Hampir semua garam asetat larut dengan baik dalam air, 3. Mengalami reaksi-reaksi asam karboksilat seperti menghasilkan garam asetat bila bereasi dengan alkali, menghasilkan logam etanot bila berekasi dengan garam karbonat atau bikarbonat, 4. Merupakan asam lemah dengan nilai pKa = 4,8 dan pH sekitar 2,4. Sifat-sifat fisika asam asetat ditunjukkan pada Tabel 2.4. Tabel 2.4 Sifat-Sifat Fisika Asam Asetat
Sifat Fisika Asam Asetat Rumus Molekul CH3COOH Berat Molekul 60,05 g/mol Densitas 1,049 g/cm (cairan) 1,266 g/cm3 (padatan) Titik Didih 118,1C Titik Lebur 16,5oC (Clark,J, 2012)
2.4 Rekristalisasi
Rekristalisasi merupakan proses pengkristalan kembali untuk mendapatkan kristal yang lebih murni dengan bentuk yang lebih bagus (Irdoni & Nirwana, 2012). Rekristalisasi didasarkan pada perbedaan kelarutan senyawa dalam suatu pelarut tunggal atau campuran dimana senyawa dimurnikan menggunakan pelarut yang sesuai. Pelarut yang digunakan pada proses rekristalisasi memiliki beberapa persyaratan yaitu: 1. Memberikan perbedaan daya larut yang cukup besar antara zat yang dimurnikan dan zat pengotor, 2. Tidak meninggalkan zat pengotor pada kristal, 3. Mudah dipisahkan dari kristal, 4. Bersifat inert (tidak mudah bereaksi) dengan kristal.
Terdapat dua kemungkinan keadaan dalam rekristalisasi yaitu pengotor lebih larut daripada senyawa yang dimurnikan atau kelarutan pengotor lebih kecil daripada senyawa yang dimurnikan. Dasar dari proses rekristalisasi a dalah: 1. Melarutkan senyawa yang akan dimurnikan kedalam pelarut yang sesuai atau yang titik didihnya berdekatan, 2. Menyaring larutan panas dari molekul atau partikel tidak larut, 3. Mendinginkan larutan hingga terbentuk kristal, 4. Pemisahan kristal dari larutan berair.
BAB III METODOLOGI PERCOBAAN 3.1 Alat-alat
a. Labu didih dasar datar 250 ml b. Gelas piala 600 ml c. Gelas piala 250 ml d. Gelas ukur 5 ml e. Erlenmeyer 200 ml f. Cawan penguap g. Waterbatch h. Kertas saring i.
Corong buchner
j.
Pompa vakum
3.2 Bahan
a. Anilin b. Asetat anhidrat c. Asam asetat glasial d. Aquades e. Etanol
3.3 Prosedur Percobaan
a. Dimasukkan 2,9 ml asam asetat glasial kedalam labu didih dasar datar b. Ditambahkan 4,6 ml anilin kedalam labu kemudian diikuti dengan asetat anhidrat sebanyak 4,7 ml. Hati-hati, reaksi eksoterm, lakukan didalam almari asam c. Campuran diaduk dengan sempurna, biarkan larutan pada suhu kamar selama 5 menit d. Larutan diencerkan dengan 75 ml aquades, sehingga terbentuk asetanilida berupa kristal
e. Kertas saring ditimbang terlebih dahulu f. Jika pembentukan kristal telah sempurna, kristal dipisahkan dari pengotor dan disaring dengan saringan vakum g. Kristal tak berwarna dikeringkan dari asetanilida diudara bebas h. Ditimbang hasil yang didapat i.
Dilakukan rekristalisasi dengan campuran 25 ml etanol panas dan 25 ml alkohol panas
j.
Ditambahkan 50 ml air panas kedalam hasil endapan kotor asetanilida yang didapat
k. Kertas saring ditimbang lagi terlebih dahulu l.
Kristal yang terbentuk disaring lagi dengan vakum
m. Ditimbang hasil yang didapat.
3.4 Rangkaian Alat
2 4 3
5 1 Gambar 3.1 Proses penyaringan dengan pompa vakum
Keterangan: 1. Tombol on/off 2. Corong Buchner 3. Erlenmeyer 4. Selang pembuangan gas 5. Pompa pengisap/vakum
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil dan Perhitungan 4.1.1 Hasil
4.1.1.1 Data Pembuatan Asetanilida Tabel 4.1 Data Pembuatan Asetanilida No 1 2 3 4 5 6 7
Data Volume asetat anhidrat Volume anilin Volume asam asetat glasial Volume aquades Berat kertas saring 1 Asetanilida + kertas saring 1 Berat asetanilida
Nilai 4,7 ml 4,6 ml 2,9 ml 75 ml 0,738 gram 3,196 gram 2,458 gram
4.1.1.2 Pengamatan Pembuatan Asetanilida Tabel 4.2 Pengamatan Pembuatan Asetanilida No.
1.
2.
Perlakuan
Pengamatan
Asam asetat glasial 2,9 ml (bening) +
Dihasilkan
campuran
anilin 4,6 ml (coklat) + asetat anhidrat
berwarna coklat, reaksi
4,7 ml (bening)
yang terjadi eksoterm.
Campuran berwarna coklat + 75 ml
Terbentuk
aquades
berupa
asetanilida kristal
endapan
dan
pengotor
berwarna hijau lumut 3.
Asetanilida berupa kristal disaring Berat asetanilida kering dengan
pompa
vakum,
sementara
endapan pengotor tetap berada di labu didih dasar datar
yang
didapat
sebesar 2,458 gram
yaitu
4.1.1.3 Data Rekristalisasi Asetanilida Tabel 4.3 Data rekristalisasi asetanilida No 1 2 3 4
5 6 7
Data
Nilai 2,458 gram 25 ml 25 ml 50 ml
Berat Asetanilida Volume etanol panas Volume air panas Volume air panas untuk rekristalisasi pengotor Berat kertas saring 2 Asetanilida + kertas saring 2 Berat asetanilida murni hasil rekristalisasi
0,762 gram 1,601 gram 0,839 gram
4.1.1.4 Pengamatan Rekristalisasi Asetanilida Tabel 4.4 Pengamatan rekristalisasi asetanilida No.
1.
Perlakuan
Pengamatan
Asetanilida + etanol panas 25 ml + air Dihasilkan panas 25 ml
larutan
berwarna
agak
kekuning-kuningan 2.
Rekristalisasi pengotor dengan 50 ml air Dihasilkan panas
larutan
berwarna agak kuning, dengan
endapan
pengotor
masih
terdapat dibawah 3.
Campuran asetanilida, etanol panas, dan Rekristalisasi air panas, serta campuran pengotor campuran
asetanilida
dengan air panas didinginkan dengan
dengan etanol dan air
batu selama beberapa menit
panas tidak terbentuk. Sedangkan rekristalisasi pengotor dengan terbentuk
air
panas
asetanilida
berupa kristal.
4.
Asetanilida yang terbentuk dari hasil
Dihasilkan asetanilida
rekristalisasi pengotor disaring dengan
kering murni dengan
pompa vakum
berat yaitu 0,839 gram
4.1.2 Perhitungan
4.1.2.1 Berat Asetanilida sebelum direkristalisasi Berat asetanilida = (Asetanilida+kertas saring 1) – (Berat kertas saring 1) = 3,196 gram – 0,738 gram = 2,458 gram
4.1.2.2 Berat Asetanilida hasil rekristalisasi Berat Asetanilida = (Asetanilida+kertas saring 2) – (Berat kertas saring 2) = 1,601 gram – 0,762 gram = 0,839 gram 4.2 Pembahasan
Pada percobaan ini, asetanilida dibuat dengan cara mereaksikan 2,9 ml asam asetat glasial dengan 4,6 ml anilin serta 4,7 ml asetat anhidrat. Campuran larutan akan menghasilkan panas dan berwarna coklat. Panas yang ditimbulkan dari campuran reaksi ini dikarenakan adanya reaksi eksotermis yaitu panas dilepaskan dari sistem ke lingkungan. Sehingga larutan harus didinginkan pada suhu kamar terlebih dahulu selama 5 menit sambil diaduk sempurna. Campuran larutan yang terbentuk kemudian diencerkan dengan 75 ml aquades, sehingga terbentuk asetanilida berupa kristal dengan endapan pengotor berwarna hijau lumut dibawahnya. Selanjutnya larutan yang terbentuk disaring dengan pompa vakum dengan endapan pengotor masih terdapat didalam labu didih dasar datar tersebut. Setelah disaring maka akan didapat asetanilida kering sebesar 2,458 gram. Asetanilida yang didapat kemudian direkristalisasi dengan campuran etanol panas dan air panas masing-masing 25 ml, menghasilkan larutan berwarna kekuning-kuningan. Selain itu juga dilakukan rekristalisasi pengotor dengan 50 ml air panas, menghasilkan larutan berwarna kekuning-kuningan namun pengotor
masih mengendap dibawah. Rekristalisasi merupakan proses kristalisasi kembali dengan tujuan untuk mendapatkan asetanilida yang lebih murni. Campuran asetanilida dengan etanol panas dan air panas, serta campuran pengotor dengan air panas kemudian didinginkan dengan batu es selama beberapa menit. Pada percobaan ini, campuran asetanilida dengan etanol hangat dan air panas tidak terbentuk kristal, sedangkan campuran antara pengotor dengan air panas menghasilkan kristal. Kristal asetanilida yang tidak terbentuk ketika dilakukan rekristalisasi dengan menggunakan etanol hangat dan air panas karena jumlah pelarut antara etano dengan air yang sama sehingga air akan habis bercampur dengan etanol. Rekristalisasi asetanilida dan pengotor menghasilkan kristal asetanilida karena asetanilida berkurang kelarutannya didalalam air sehingga asetanilida menjadi kristal yang mengapung di permukaan air. Selanjutnya kristal yang terbentuk dari pengotor tersebut disaring dengan pompa vakum. Sehingga didapat asetanilida dalam bentuk murni dengan berat 0,839 gram. Sedikitnya hasil yang didapat dikarenakan asetanilida yang didapat berasal dari hasil rekristalisasi pengotor, bukan dari hasil rekristalisasi asetanilida.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
a. Asetanilida dibuat dengan cara mereaksikan anilin dengan asetat anhidrat dan asam asetat glasial b. Berat asetanilida yang didapat yaitu 0,839 gram c. Berat asetanilida yang didapat sebelum rekristalisasi yaitu 2,458 gram.
5.2 Saran
a. Cucilah alat yang akan digunakan sebelum praktikum. b. Lakukan pereaksian larutan didalam lemari asam
