UJIAN MID SEMESTER KIMIA ORGANIK

Pertanyaan:

1. A . Kenapa alkohol sukar di subtitusi dengan gugus fungsi lain atau reagen lain?

    B .  Jelaskan upaya agar alkohol dapat di subtitusi dengan reagen yang lain dan berikan   contoh?

Jawaban:

A. Alkohol sulit untuk disubtitusi dengan gugus fungsi lain atau reagen lain karena alkohol yang berproton mengandung gugusan basa yang sangat sukar dilepas. Alkohol sulit disubtitusi dalam larutan netral atau basa, dengan alasan dimana pada umumnya sutu gugus pergi adalah basa yang cukup lemah. Gugus pergi yang baik adalah Clˉ, Brˉ, dan Iˉ yang mudah digantikan dari dalam alkil halide.  

Alkohol memiliki  ikatan hidrogen antara atom-atom hidrogen yang sedikit bermuatan positif dengan pasangan elektron bebas pada oksigen dalam molekul-molekul lain, sehingga elektron-elektron ikatannya akan tertarik menjauh dari hidrogen menuju ke atom-atom oksigen yang sangat elektronegatif.

B. UUpaya yang dapat dilakukan agar alkohol dapat disubtitusi dengan reagen lain adalah :

mereaksikan alkohol dengan suatu hidrogen halida, maka akan dihasilkan suatu alkil halida dan air. Reaksi ini dikatalis dengan menggunakan asam. Clˉ, Brˉ dan Iˉ termasuk golongan hydrogen halide yang merupakan gugus pergi yang baik yang mudah digantikan dari dalam alkil halide. Ion-ion ini adalah basa yang sangat lemah, namun   -OH akan menjadi gugus pergi dari suatu alkohol dalam larutan netral atau basa( basa kuat) yang merupakan gugus pergi yang buruk.

CH₃CH₂ – Br + ˉOH → CH₃CH₂OH + Brˉ

*Br  adalah Gugus pergi yang baik

CH3CH2 – OH + Brˉ → tak ada reaksi

* OH adalah gugus pergi yang jelek

Etil bromida etanol Ion hidroksida adalah nukleofili yang bereaksi dengan substrat (etil bromida) dan menggantikan ion bromida. Ion bromida dinamakan gugus pergi. ikatan karbon-bromin putus dan ikatan karbon-oksigen terbentuk. Gugus pergi (bromida) mengambil  kedua elektron dari ikatan-ikatan bromin dan nukleofili (ion hidroksida) memasok kedua electron untuk ikatan karbon-oksigen yang baru.

Jadi meskipun OH^¯ bukan basa kuat dan bukan gugus pergi yang baik, namun atom karbon dari alkohol bersifat reaktif terhadap serangan nukleofilik. Pasangan elektron pada atom oksigen membuatnya bersifat basa dan nukleofilik. Protonasi alkohol mengubah suatu gugus pergi yang buruk (OH^¯) menjadi gugus pergi yang baik (H₂O).

Selain itu alcohol dapat disubtitusi dengan zat Penghalogenasi lainnya, dengan alcohol primer dan sekunder, hasil yang lebih tinggi dari alkyl halide di dapat apabila zat penghalogenasi seperti tionil khlorida (SOCl₂) atau fosfor tribromida (PBr₃) dipakai sebagai pengganti hydrogen halide.

Untuk Alkohol 1^o dan 2^o

 

 

2. A. Kenapa alkana sukar bereaksi dengan senyawa lain?

B. Jelaskan upaya agar alkana dapat bereaksi dengan senyawa lain?

Jawaban:

A.  Kereaktifitas  yang rendah pada senyawa  alkanalah  yang  menyebabkan sukar nya alkana bereaksi dengan senyawa lain, dikarenakan adanya  ikatan C antar atom-atomnya relative stabil dan sukar untuk dipisahkan dan alkana juga memiliki jumlah atom H yang  sudah maksimum. Adanya  energi yang terkandung  dalam ikatan karbon - hydrogen dalam alkana yang cukup besar juga mempengaruhi sulitnya alkana untuk bereaksi dengan senyawa lain. Selain itu molekul alkana yang bersifat non polar, memang ikatan nya jelas polar namun karena semua pasangan electron disekeliling atompusat  C terikat, maka ini lah yang menyebabkan molekulnya menjadi non polar. Dimana non polar berarti tidak berkutub atau yang menyebabkan molekulnya netral.

    Ikatannya jelas kovalen polar, namun karena semua pasangan elektron di sekeliling atom    pusat C itu terikat, maka molekulnya non polar

B. Upaya yang dapat dilakukan agar alkana dapat bereaksi dengan senyawa lain adalah dengan bantuan sinar ultraviolet, alkana dapat bereaksi dengan gas klor (Cl₂)

Reaksi: CH₄ +Cl₂     uvà    CH₃Cl +HCl

Reaksi pembentukan haloalkana: reaksi alkana dengan halogen 

R - H + X₂ --> R - X + H - X

Contoh:

CH3 - H + Cl₂ --> CH₃ - Cl + HCl 

Reaksi substitusi atom H pada alkohol dengan logam reaktif (Na, K) 

atom H pada gugus - OH dapat disubstitusi oleh logam reaktif seperti Na dan K 

R - OH + Na → R - ONa + H₂

Contoh:

2 C₂H₅ - OH + 2 Na →2 C₂H₅ - ONa + H₂
  

Reaksi alkoksi alkana (eter) dengan PCl5 menghasilkan haloalkana 

R - O - R’ + PCl₅ → R - Cl + R’ - Cl + POCl₃

Contoh:

CH₃ -O-CH₃ +PCl₅ →CH₃Cl+CH₃Cl+POCl₃

REAKSI ASAM BASA DALAM SENYAWA ORGANIK DAN REAKSI OKSIDATIF PADA HIDROKARBON

1. REAKSI ASAM KARBOKSILAT
Asam merupakan zat yang memiliki sifat-sifat yang spesifik, misalnya memiliki rasa asam, dapat merusak permukaan logam sering disebut dengan korosif. Asam juga dapat bereaksi dengan logam dan menghasilkan gas hydrogen, sebagai indikator sederhana terhadap senyawa asam, dapat dipergunakan kertas lakmus, dimana asam dapat mengubah kertas lakmus biru menjadi merah.

Basa merupakan zat yang memiliki sifat-sifat yang spesifik, seperti licin jika mengenai kulit dan terasa getir serta dapat merubah kertas lakmus merah menjadi biru.

Asam karboksilat adalah golongan senyawa organik yang memiliki rumus umum RCOOH.

Asam karboksilat dapat bereaksi dengan basa membentuk garam dan air pada reaksi netraliasasi.

Air adalah salah satu basa terlalu lemah untuk menghilangkan proton dalam jumlah besar dari kebanyakanasam karboksilat. Basa lebih kuat seperti natrium hidroksida mengalami reaksi sempurna dengan asam karboksilat membentuk garam yang disebut karboksilat. reaksi ini disebut reaksi netralisasi asam basa.

Karboksilat adalah garam berperilaku seperti garam organik; tidak berbau,titik leleh relatif tinggi dan sering mudah larut dalam air. Karena bentuknya ion ,maka sukar larut dalam pelarut organik. Garam natrium dari asam karboksilat ranataihidrokarbon panjang disebut sabun.Karboksilat diberi nama sama seperti garam anorganik. Nama ion karboksilatdiambil dasri nama asam karboksilat asal.Asam karboksilat bereaksi dengan natrium bikarbonat (Na⁺HCO₃ˉ)menghasilkan natrium karboksilat dan asam karbonat (H₂CO₃).

Asam karbonat tidak stabil dan membentuk gas karbon dioksida dan air. Alkohol dan kebanyakan fenoltidak membentuk garam bila ditambah NaHCO₃ karena mereka kurang asamdibandingkan asam karbonat.

Dengan mereaksikan asam karboksilat dengan asam kuat atau sedang kan mengubah garam kembali menjadi asam karboksilat.

2. REAKSI OKSIDASI PADA ALKANA

Alkana sukar dioksidasi oleh oksidator lemah atau agak kuat seperti KMNO₄, tetapi mudah dioksidasi oleh oksigen dari udara bila dibakar. Oksidasi yang cepat dengan oksigen yang akan mengeluarkan panas dan cahaya disebut pembakaran.

Hasil oksidasi sempurna dari alkana adalah gas karbon dioksida dan sejumlah air. Sebelum terbentuknya produk akhir oksidasi berupa CO₂ dan H₂ O, terlebih dahulu terbentuk alkohol, aldehid dan karboksilat.

Alkana terbakar dalam keadaan oksigen berlebihan dan reaksi ini menghasilkan sejumlah kalor (eksoterm)

CH₄ + 2O₂ → CO­₂ + 2H₂ + 212,8 kkal/mol

C₄H₁₀ + 2O₂ → CO­₂ + H₂O + 688,0 kkal/mol

Reaksi pembakaran ini merupakan dasar penggunaan hidrokarbon sebagai penghasil kalor (gas alam dan minyak pemanas) dan tenaga (bensin), jika oksigen tidak mencukupi untuk berlangsungnya reaksi yang sempurna, maka pembakaran tidak sempurna terjadi. Dalam hal ini, karbon pada hidrokarbon teroksidasi hanya sampai pada tingkat karbon monoksida atau bahkan hanya sampai karbon saja.

2CH₄ + 3O₂ → 2CO­ + 4H₂O

CH₄ + O₂ → C + 2H₂O

Penumpukan karbon monoksida pada knalpot dan karbon pada piston mesin kendaraan bermotor adalah contoh dampak dari pembakaran yang tidak sempurna. Reaksi pembakaran tak sempurna kadang-kadang dilakukan, misalnya dalam pembuatan carbon black, misalnya jelaga untuk pewarna pada tinta.

Alkana dapat mengalami oksidasi dengan gas oksigen, dan reaksi pembakaran ini selalu menghasilkan energi. Itulah sebabnya alkana digunakan sebagai bahan bakar.  Secara rata-rata, oksidasi 1 gram alkana menghasilkan energi sebesar 50.000 joule.
Reaksi pembakaran sempurna:
CH₄ + 2 O₂-> CO₂ + 2 H₂O + energi
Reaksi pembakaran tidak sempurna:
CH₄ + 3/2 O₂-> CO + 2 H₂O + energi

reaksi organik pada hidrokarbon

REAKSI-REAKSI ORGANIK PADA HIDROKARBON

REAKSI SUBTITUSI PADA ALKANA

Seluruh alkana mempunyai rumus CnH2n+2. Masing-masing anggota terberbedakan dari anggota sebelumnya dengan tambahan CH2, senyawa-senyawa alkana merupakan satu contoh dari deret homolog.

Alkana merupakan suatu golongan hidrokarbon alifatik jenuh dengan penyusunnya adalah atom-atom karbon dalam rantai terbuka. Pemberian nama pada alkana dengan rantai tidak bercabang yaitu dengan cara menyatakan jumlah atom karbonnya dan ditambah akhiran –ana.  Salah satu reaksi yang terjadi pada alkana adalah  Reaksi Substitusi.

Reaksi substitusi merupakan reaksi yang melibatkan penggantian atom/gugus atom pada molekul dengan atom/gugus atom lainnya.  Reaksi substitusi umumnya terjadi pada senyawa jenuh (tunggal) tanpa terjadi perubahan ikatan karakteristik (tetap jenuh). 

A + B - C --> A - C + B

Contoh reaksi substitusi:

Reaksi pembentukan haloalkana: reaksi alkana dengan halogen 

Jika direaksikan dengan unsure halogen ( F_2, Br_2, Cl _2,dan I ₂ ) maka atom-atom H pada alkana mudah menglami subtitusi (penukaran) oleh atom-atom halogen.

R - H + X₂ --> R - X + H - X

Contoh:

CH3 - H + Cl₂ --> CH₃ - Cl + HCl 

Reaksi substitusi atom H pada alkohol dengan logam reaktif (Na, K) 

atom H pada gugus - OH dapat disubstitusi oleh logam reaktif seperti Na dan K 

R - OH + Na --> R - ONa + H₂

Contoh:

2 C₂H₅ - OH + 2 Na --> 2 C₂H₅ - ONa + H₂
  

Reaksi alkoksi alkana (eter) dengan PCl5 menghasilkan haloalkana 

R - O - R’ + PCl₅ --> R - Cl + R’ - Cl + POCl₃

Contoh:

CH₃ - O - CH₃ + PCl₅ --> CH₃Cl + CH₃Cl +POCl₃

KIMIA ORGANIK

Aldehida dan Keton

Aldehid adalah suatu senyawa yang mengandung gugus karbonil (C=O) yang terikat pada sebuah atau dua buah unsur hidrogen. Aldehid berasal dari “alkohol dehidrogenatum“. (cara sintesisnya).

Struktur Aldehid : R – CHO

Ciri-ciri aldehid :

1. Sifat-sifat kimia aldehid dan keton umumnya serupa, hanya berbeda dalam                                                                  derajatnya.Unsur C kecil larut dalam air (berkurang + C).

2. Merupakan senyawa polar, TD aldehid > senyawa non polar

3. Sifat fisika formaldehid : suatu gas yang baunya sangat merangsang

4.  Akrolein = propanal = CH₂=CH-CHO : cairan, baunya tajam, sangat reaktif.

Contoh : Formaldehid = metanal = H-CHO

Sifat-sifat Aldehida
1) Senyawa-senyawa aldehida dengan jumlah atom C rendah (1 s/d 5 atom C) sangat mudah larut dalam air. Sedangkan senyawa aldehide dengan jumlah atom C lebih dari 5 sukar larut dalam air.
2) Aldehida dapat dioksidasi menjadi asam karboksilatnya
3) Aldehida dapat direduksi dengan gas H2 membentuk alkohol primer.

Kegunanaan aldehid

Senyawa aldehida yang paling banyak digunakan dalam kehidupan adalah Formaldehida dan Asetaldehida, antara lain sebagai berikut :
1) Larutan formaldehida dalam air dengan kadar ±40% dikenal dengan nama formalin. Zat ini banyak digunakan untuk mengawetkan spesimen biologi dalam laboratorium musium.
2) Formaldehida juga banyak digunakan sebagai :
a) Insektisida dan pembasmi kuman
b) Bahan baku pembuatan damar buatan
c) Bahan pembuatan plastik dan damar sintetik seperti Galatin dan Bakelit
3) Asetaldehida dalam kehidupan sehari-hari antara lain digunakan sebagai :
a) Bahan untuk membuat karet dan damar buatan
b) Bahan untuk membuat asam asetat (As. Cuka)
c) Bahan untuk membuat alkohol    

Pembuatan aldehid :

- Oksidasi dari alkohol primer

- Oksidasi dari metilbenzen

- Reduksi dari asam klorida

Keton adalah suatu senyawa organik yang mempunyai sebuah gugus karbonil (C=O) terikat pada dua gugus alkil, dua gugus aril atau sebuah alkil dan sebuah aril. Sifat-sifat sama dengan aldehid.

Struktur: (R)₂-C=O

Contoh : propanon = dimetil keton = aseton = (CH₃)₂-C=O

- Sifat : cairan tak berwarna, mudah menguap, pelarut yang baik.

- Penggunaan : sebagai pelarut.

Contoh lain : asetofenon = metil fenil keton

Sifat-sifat keton

1. Dapat direduksi dengan gas H₂  membentuk alkohol sekunder

2. dioksidasi menghasilkan asam karboksilat

3. tidak bereaksi dengan pereaksi Tollens dan Fehling

 Kegunaan keton

1. sebagai hipnotik,

2. sebagai fenasil klorida (kloroasetofenon) dipakai sebagai gas air mata.

Pembuatan keton

- Oksidasi dari alkohol sekunder

- Asilasi Friedel-Craft

-Reaksi asam klorida dengan organologam

Tatanama aldehida dan keton

Dalam sistem IUPAC, aldehida diberi akhiran  –al (berasal dari suku pertama aldehida). Karena aldehida telah lama dikenal, nama-nama umum masih sering digunakan. Nama-nama tersebut dicantumkan dibawah nama IUPAC-nya. Karena nama ini sering digunakan, anda perlu juga mempelajarinya juga.Untuk aldehida yang mempunyai subtituen, penomoran rantai dimulai dari karbon aldehida. Untuk aldehida siklik, digunakan awalan-karbaldehida. Aldehida aromatik sering mempunyai nama umum.

Dalam sistem IUPAC, keton diberi akhiran-on (dari suku kata terakhir keton). Penomoran dilakukan sehingga gugus karbonil mendapat nomor kecil. Biasanya keton diberi nama dengan menambahkan kata keton setelah nama-nama gugus alkil atau aril yang melekat pada gugus karbonil. Sama halnya dengan aldehida nama umum sering digunakan.

Perbedaan aldehid dan keton

Aldehid berbeda dengan keton karena memiliki sebuah atom hidrogen yang terikat pada gugus karbonilnya. Ini menyebabkan aldehid sangat mudah teroksidasi. Sebagai contoh, etanal, CH₃CHO, sangat mudah dioksiasi baik menjadi asam etanoat, CH₃COOH, atau ion etanoat, CH₃COO^-. Keton tidak memiliki atom hidrogen tersebut sehingga tidak mudah dioksidasi. Keton hanya bisa dioksidasi dengan menggunakan agen pengoksidasi kuat yang memiliki kemampuan untuk memutus ikatan karbon-karbon

Kelarutan dalam air

Aldehid dan keton yang kecil dapat larut secara bebas dalam air tetapi kelarutannya berkurang seiring dengan pertambahan panjang rantai. Sebagai contoh, metanal, etanal dan propanon – yang merupakan aldehid dan keton berukuran kecil – dapat bercampur dengan air pada semua perbandingan volume. Alasan mengapa aldehid dan keton yang kecil dapat larut dalam air adalah bahwa walaupun aldehid dan keton tidak bisa saling berikatan hidrogen sesamanya, namun keduanya bisa berikatan hidrogen dengan molekul air.

Salah satu dari atom hidrogen yang sedikit bermuatan positif dalam sebuah molekul air bisa tertarik dengan baik ke salah satu pasangan elektron bebas pada atom oksigen dari sebuah aldehid atau keton untuk membentuk sebuah ikatan hidrogen.Tentunya juga terdapat gaya dispersi dan gaya tarik dipol-dipol antara aldehid atau keton dengan molekul air. Pembentukan gaya-gaya tarik ini melepaskan energi yang membantu menyuplai energi yang diperlukan untuk memisahkan molekul air dan aldehid atau keton satu sama lain sebelum bisa bercampur.

Apabila panjang rantai meningkat, maka "ekor-ekor" hidrokarbon dari molekul-molekul (semua hidrokarbon sedikit menjauh dari gugus karbonil) mulai mengalami proses di atas. Dengan menekan diri diantara molekul-molekul air, ekor-ekor hidrokarbon tersebut memutus ikatan hidrogen yang relatif kuat antara molekul-molekul air tanpa menggantinya dengan ikatan yang serupa. Ini menjadi proses yang tidak bermanfaat dari segi energi, sehingga kelarutan berkurang.

PERMASALAHAN:

Bagaimana cara membedakan antara aldehid dan keton? Mengapa kelarutan aldehid dan keton kecil dalam air?

*diperoleh dari slide-34