I.
Judul Percobaan
Pembuatan Sikloheksanon II. Tujuan Percobaan:
Pada akhir percobaan mahasiswa diharapkan: A. Terampil dalam melakukan oksidasi alcohol sekunder siklik B.
Dapat memahami reaksi oksidasi alcohol sekunder siklik
III. Landsan Teori
Sikloheksanon adalah senyawa organic yang berupa cairan berminyak dan memiliki semburat kuning untuk cahaya dan bau menyengat. Sikloheksanon memilki C6H10O formula dan sedikit larut dalam air dan benar-benar larut dengan pelarut umum (Liang, 2012: Diakses pada tanggal 20 Mei 2012). Pembuatan sikloheksanon merupakan oksidasi alcohol sekunder siklik menjadi keton siklik dengan menggunakan kalium kromat sebagai oksidator dalam suasana asam. 0
Kondisi optimum reaksi redoks iniyaitu pada temperature 55-60 C.
Pemisahan dan
pemurnian sikloheksanon dari reaksi ini dilakukan d ilakukan berdasarkan sifat fisiknya (Tim Dosen Kimia Organik, 2012 : 17). Alcohol adalah senyaw yang mempunyai gugus fungsi hidroksil yang terikat pada atom karbon jenuh. Alcohol mempunyai rumus umum ROH, dimana R merupakan alkil, alkil tersubstitusi, atau hidrokarbon siklik. Alcohol diklasifikasikan menjadi tiga kelompok yaitu alcohol primer, sekunder dan tersier. Alcohol dapat dianggap merupakan turunan dari air (H20), dimana satu atom hidrogenya diganti gugus alkil (Riswiyanto, 2009 : 209). Alkohol mempunyai rumus umum R-OH. Strukturnya serupa dengan air, tetapi satu hidrogennya diganti dengan satu gugus alkil. Gugus fungsi alcohol adalah gugus hidroksil,-OH. Fenol mempunyai gugus yang sama seperti alcohol, tetapi gugus fungsi melekat langsung pada cincin aromatik (Hart, 2009:162). 0
Menurut Hart (2009), mengemukakan alkohol digolongkan kedalam primer (1 ), 0
0
sekunder (2 ), atau tersier (3 ), bergantung pada satu gugus organic yang berhubungan dengan atom karbon pembawa gugus hidroksil. Pembuatan keton ada 3 yaitu sebagai berikut: 1.
Oksidasi alkohol sekunder
oksidasi
Contoh : CH3CHCH 3
CH3-C-CH3 +H 2O
I
I I
OH
O
2. CU Mengalirkan uap alkohol (sekunder) diatas tembaga p anas. Contoh : CH 3 C HCH 2 CH 3 I
CH3-C-CH2CH3+ H 20 Suhu tinggi
OH
3. Memanaskan garam kalsium asam monokarboklsilat jenuh, cara ini dapat di terapkan untuk membuatkan keton sederhana (R-C-R) maupun keton Garam kalsium yang dipanaskan harus disesuaikan dengan keton yang di buat. Untuk membuat sejumlah keton dapat ditempuh dengan cara mengalirkan uap suatu asam monokarboksilat diatas katalis logam/ oksida logam yang dipanaskan. Sebagai contoh, aseton dapat diperoleh dengan mengalirkan uap asam asetat diatas katalis MnO. 2CH3COOH
CO2+H2O+CH3-C-CH3 I I O (Parlan, 2003 : 168-169).
Alkohol dengan paling sedikit satu hidrogen melekat pada karbon pembawa gugus hidroksil dapat dioksidasi menjadi senyawa-senyawa karbonil. Alkohol primer mengahsilkan aldehida yang dapat dioksidasi lebih lanjut menjadi asam, alcohol sekunder menghasilkan keton. H I
H Oksidator
I
oksidator
R – C – OH
R – C = O
Alkohol primer
aldehid
H I R – C – OH
R Oksidator
I R – C = O
I H Alcohol sekunder
OH
keton
I R-C=O asam
Alkohol tersier tidak dapat dioksidasi. Oksidator yang umum digunakan di laboratorium untuk tujuan ini adalah asam kromat, H2CrO4 (diturunkan dari kalium dikromat, K 2Cr2O7, dan asam 6+
kuat), dan kromat anhidrida, CrO3 yang keduanya mengandung Cr . Contoh reaksi ini adalah oksidasi sikloheksanol menjadi sikloheksanon
Walaupun mekanisme oksidasi cukup rumit diketahui bahwa reaksi berlangsung melalui ester kromat dengan alkohol. Ester ini kemudian mengalami reaksi eliminasi dengan melepaskan proton.
(Hart, 2009 : 173). Salah satu reaksi alkohol yang sangat berharga adalah reaksi oksidasi membentuk senyawa karbonil, sedangkan reduksi karbonil akan menghasilkan alkohol oksidasi. oksidasi alkohol mengakibatkan hilangnya satu atau lebih atom hidrogen (hidrogen- α) yang terikat pada atom karbon yang mempunyai gugus – OH. Alkohol primer mempunyai dua hingga – α yang salah satu atau keduanya dapat dilepaskan, sehingga alkohol primer berubah menjadi aldehida atau asam. Alkohol sekunder akan di oksidasi dengan mudah menjadi keton. Oksidasi dalam skala besar dan murah sering menggunakan natrium dikromat dalam larutan asam asetat (Riswiyanto, 2009 : 218). Dalam tatanama IUPAC, nama keton menggunakan akhiran spesifik – on sebagai pengganti dari akhiran – a dalam nama alkan yang terkait (jumlah atom karbonnya sama). Nama trivial untuk keton menggunakan cara seperti halnya dalam penamaan eter, yaitu dengan menyebutakan nama gugus-gugus yang terikat pada gugus karbonil, kemudian dengan kata keton. (Parlan, 2003 : 165-166). I V. M etode Percobaan
A. Alat dan Bahan 1.
Alat
a. Erlenmeyer bertutup asa b. Labu destilasi 500 ml c. Pendingin tegak
d. Corong biasa e. Labu alas bundar f.
Gelas ukur 10 ml dan 100 ml 0
g. Termometer 100 C h. Gelas kimia 250 ml dan 1000ml i.
Corong pisah 100 ml
j.
Pengaduk
k. Labu semprot l.
Kaki tiga dn kasa asbes
m. Bunsen n. Lap halus dan lap kasar
2. Bahan a. Kalium bikromat b. Asam sulfat pekat c. Sikloheksanol d. Air es e. NaCl bersih f.
Petrelium eter
B.
Prosedur kerja
1.
Melarutkan kalium bikromat 10,2 gram dalam 50 ml air dalam gelas kimia 250 ml.
2.
Menambahkan dengan hati-hati 5 ml asam sulfat pekat, kemudian campurn tersebut 0
didinginkan sampai 30 C, kemudian memasukkan 5 ml sikloheksanol dalam erlenmeyer 250 ml aikit dtautan kalium bikromat sedu lablam labu tersebut, menambahkan laru alas bundar. 3.
Kedalam labu tersebut, menambahkan larutan kalium bikromat sedikit demi sedikit dan labu dikocok sampai larutan bercampur dengan baik dan mengamati, suhu campuran akan menjadi panas.
4.
Apabila suhu mulai bersuhu 55 0C, mendinginkan bagian luar labu dengan air dingin atau 0
air es. Pendinginan diatur agar temperatur campuran tidak melebihi 60 C. 5.
Memindahkan campurn tersebut kedalam labu destilasi 500 ml dan menambahkan 50 ml air, kemudian dipasang pendingin untuk destilasi. Campuran didestilasi sampai diperoleh kira-kira 65ml destilat yang terdirin reaksi dengan gar dari dua lapisan, lapisan air dan lapisan sikloheksanon (minyak).
6.
Menjenuhkan campuran reaksi dengan garam NaCl bersih sbanyak 6,5 gram, kemudian memisahkan lapisan sikloheksanon (lapisan atas).
7. Mengekstraksi lapisan air dengan 6 ml petrelium eter. Kemudian menyatukan ekstrak dengan lapisan sikloheksanon, dan selanjutnya mengeringkan dengan 1,5 gram magnesium sulfat anhidrat. 8. Menyaring larutan kering ini kedalam labu destilasi kecil, dan mengeluarkan pelarutnya dengan cara destilasi. Akhirnya, residu sikloheksanon di destilasi dengan bunsen diatas 0
kasa asbes, lalu mengumpulkan fraksi didih 154-156 C. V. Hasil Pengamatan
Melarutkan kalium dikromat dalam air pada gelas kimia 250ml. Hasil pencampuran dari 10,2 kalium dikromat yang terbentuk serbuk berwarna orange dengan 50 ml air menghasilkan warna orange. Kemudian menambahkan 5 ml asam sulfat pekat sedikit demi sedikit. Hasil pencampuran berwarna orange. Kemudian menambahkan 5ml sikloheksanol ke dlam erlenmeyer yang ditaruh dalam baskom berisi air es, sehingga campuran menjadi berwarna cokelat kehitaman. Selanjutnya mengocok campuran dengan baik di dalam baskom yang berisi air es, kemudian memasukkan kedalam labu destilasi dan memasangkan pada alat yang telah 0
dirangkai, sehingga terbentuk destilat pada suhu 90 C dan mengumpulkan destilat sebanyak 32,5 ml yang terbentuk dua lapisan. Lapisan atas berwarna kuning (minyak) dan lapisan bawah berwarna bening. Menjenuhkan campuran dengan NaCl bersih sebanyak 6,5 gr didalam corong pisah dan terbentuk dua lapisan, lapisan atas keruh dan lapisan bawah jernih. Kemudian memisahkan kedua lapisan. Lapisan bawah dimasukkan kedalam corong
pisah dan diekstarksi dengan 6 ml petrelium eter dan terbentuk dua lapisan, lapisan atas berwarna bening (seperti minyak) dan lapisan bawah keruh. Mencampurkan dengan kertas saring dengan berat kertas saring ) 0,5 gr dan diperoleh sikloheksanon berwarna bening sebanyak 1,5 gram. VI. Analisis Data
Diketahui : V sikloheksanol
= 5 ml
ρ sikloheksanol
= 0,94 g/ml
Mm sikloheksanol
= 98 g/mol
Massa K 2Cr 2O4
=10,2 gr
V H2SO4
= 5 ml
ρ H2SO4
= 1,84 G/ ml
Mm H2SO4
= 98 g/mol
Mm K 2Cr 2O7
= 294 g/mol
Ditanyakan. % rendemen ......? Penyelesaian : a) Massa sikloheksanol
= V. Ρ
= 50 ml x 0,94 g/ml = 4,7 gram b) n sikloheksanol
=
= = 0,047 mol c) Massa H2SO4
= Vx ρ
= 5 ml x 1,84 g/ml = 9,2 gram d) n H2SO4 = = 0, 094 mol
=
e) n K2CrO7 = = = 0,035 mol Reaksi reduksi oksidasi 2-
+
-
3+
Reduksi : Cr 2O7 + 14 H +6e
2Cr + 7 H2O +
Oksidasi : C6H11OH
-
C6H10O + 2H + 2e
2-
+
x3
3+
Redoks : Cr 2O7 + 3C6H11OH + 8H 2
x1
2Cr + C6H10O+ 7 H2O
+
3+
Cr 2O7 + 3C6H10O + 8H
2Cr + C6H10O+ 7 H2O
Mula2 : 0,035 mol 0,047 mol
0,094 mol
-
-
-
Bereaksi: 0,01 mol 0,03 mol 0,094 mol 0,02 mol 0,02 mol 0,02 mol Setimbang:0,02mol 0,017mol -
0,02mol
0,03mol 0,07 mol
Massa C6H11OH(teori) = nC6H11O x Mm C6H10O = 0,047x 98gr / mol = 4, 606 gram Massa hasil pengukuran dalam praktikum (Massa C6H11O) = 1,5 gr Jadi, massa % rendemen = % rendemen = x 100%
= x 100% = 32, 567 % VII. Pembahasan
Pada percobaan pembuatan sikloheksanon yang dilakukan dengan mengoksidasi alkohol sekunder siklik menjadi keton siklik dengan mengguankan kalium kromat sebagai oksidator dlam suasana asam. Saat kalium bikromat dilarutkan dengan air, maka kalium bikromat akan terurai menjadi 2-
+
ion-ion Cr 2O7 akan bereaksi dengan H dan menghasilkan larutan berwarna orange pekat, serta larutan terasa panas, karena H2SO4 bersifat panas. Adapun mekanisme reaksinya sebagi berikut: 2-
+
-
Cr 2O7 + 14 H +6e
3+
2Cr + 7 H2O
Setelah penambahan H2SO4, larutan didiamkan hingga suhunya mencapai 30 0C. Hal ini bertujuan agar pada saat penambahan kedalam sikloheksanol tidak menghasilkan panas terlalu tinggi. Fungsi H2SO4 yaitu sebagai katalisator dalam mempercepat reaksi. Kemudian larutan ditambahkan dengan sikloheksanol. Setelah didiamkan menghasilkan larutan cokelat kehitaman. Kenaikan suhu ini terjadi karena reaksi oksidasi sikloheksanol menjadi keton yang merupakan reaksi eksoterm yaitu reaksi yang melepaskan kalor. Reaksinya sebagai berikut: 2
+
Cr 2O7 + 3C6H10O + 8H
3+
2Cr + C6H10O+ 7 H2O
Campuran yang dimasukkan kedalam labu erlenmeyer yang telah berisi sikloheksanol dn 0
menghasilkan larutan hitam kehijauan. Suhu diatur antara 50-60 C, karna bila suhunya diatas 0
0
60 C maka yang terbentuk adalah senyawa lain bukan sikloheksanon dan apabila dibawah 50 C, sikloheksanon belum terentuk. Selanjutnya campuran dimasukkan kedalam labu destilasi dan ditambahkan air, kemudian didestilasi sehingga diperoleh 32,5 ml destilat, yang terdiri dari dua lapisan. Lapisan atas sikloheksanon dan lapisan bawah air. Hal ini sesuai dengan teori bahwa air berada pada lapisan bawah karena memiliki massa jenis yang lebih besar daripada massa jenis sikloheksanon yaitu ρ air 1gr/mol, sedangkan
ρ sikloheksanon 0,947 gr/mol.
Campuran kemudian n juga agar sikloheksanon dijenuhkan dengan 6,5 gram NaCl bersih yang berfungsi untuk menyempurnakan pemisahan antara sikloheksanon dengan air dan juga agar sikloheksanon tidak lagi bereaksi dengan unsur lain dari luar. Selain itu, larutan diekstrak kedalam corong pisah yang berfungsi memisahkan zat berdasarkan perbedaan massa jenis zat. Kemudian lapisan air diekstraksi dengan eter yang bertujuan untuk memisahkan sikloheksanon dengan air, dan terbentuk dua lapisan. Hal ini menandakan masih terdapat sikloheksanon dalam air. Untuk itu ditambahkan Na2SO4 yang berfungsi mengikat sisa-sisa air yang masih terdapat dalam sikloheksanon. Berdasarkan teori, sikloheksanon yang diperoleh 4,606 gram dan berdasarkan praktik diperoleh 1,5 gram dengan rendemen 32, 567 %.
VIII.
Simpulan dan Saran
A. Simpulan
1.
Sikloheksanon dibuat dengan mengoksidasi sikoheksanol dengan menggunakan kalium bikromat sebagai oksidatornya dalam suasana asam.
2. Reaksi oksidasi alkohol sekunder siklik melibatkan proses pengoksidasi gugus – OH oleh unsur oksigen dari zat oksidator K 2CrO7, dimana gugus – OH dan atom H yang terikat pada atom C sekunder akan diganti oleh oksigen sehingga membentuk keton dan air. 3. Sikloheksanon yang diperoleh yaitu 1,5 gram dengan rendemen 32, 567%. B. Saran 1.
Sebaiknya praktikan lebih berhati-hati dan teliti dalam melakukan percobaan terutama dengan zat-zat yang berbahaya seperti asam sulfat pekat.
2.
Diharapkan praktikan memahami alat dan cara kerja yang dilakukan untuk memperoleh hasil yang maksimal.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2010. Praktikum Kimia Organik Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA ITB ( http : // id. Business-listing. Com). Diakses pada tanggal 20 Mei 2012. Hart, Harold. 2009. Kimia Organik . Erlangga : Jakarta. Liang, Marvin. 2012. Sikloheksanon (www.telonchem.com). Diakses pada tanggal 20 Mei 2012. Parlan. 2003. Kimia Organik I . Malang : Universitas Negeri Makassar. Riswiyanto. 2009. Kimia Organik . Jakarta : Erlangga. Tim Dosen Kimia Organik.2012. Penuntun Praktikum Kimia Organik . Makassar : Universitas Negeri Makassar. Wikipedia. 2012. Asam Adipat ( http : // id. Wikipedia. Org). Diakses pada tanggal 20 mei 2012.
JAWABAN PERTANYAAN 1. Bagaimana anda menerangakan bahwa reaksi diatas adalah suatu oksidasi? Jawab : Oksidasi (naik dari -1,67 menjadi -1,33) 2-
+
Reaksi 3C6H11OH+ Cr 2O7 + 8H
3+
2Cr + 3C6H10O+ 7 H2O
Reaksi pada pembuatan sikloheksanon ini merupakan reaksi oksidasi, karena alkohol yang dioksidasi karena alkohol yang dioksidasi oleh CrO3 akan berikatan dengan atom C dan gugus – +
OH akan putus dengan melepas H . 0
2. Mengapa suhu reaksi tidak boleh diatas 60 C ? Jawab:
0
Suhu reaksi tidak boleh diatas 60 C karena pada suhu tersebut akan terjadi oksidasi lebih lanjut sehingga yang terbentuk bukan keton melainkan ester. 3. Dari cara kerja diatas, jelaskan tiga macam teknik pemisahan percobaan organik? Jawab : a.
Destilasi merupakan suatu metode pemisahan campuran atau suatu cairan dari zat padat maupun zat campuran zat cair lainnya yang didasarkan pada perbedaan titik didihnya.
b. Ekstraksi merupakan cara memisahkan zat dari campuran dengan melarutkan zat tersebut pada pelarut yang sesuai berdasarkan perbedaan massa jenisnya. c.
Filtrasi merupakan suatu cara memisahkan zat padat dari cairan melalui saringan yang berpori berdasarkan kecepatan melarutnya.
