UJIAN KIM ORGANIK II

UJIAN MID SEMESTER

MATAKULIAH         : Kimia Organik II

SKS                            : 3SKS

WAKTU                     : Mulai  Rabu, 24 April sampai dengan 1 Mei 2013 jam 24.00

PENGAMPU             : Dr. Syamsurizal, M.Si

PERHATIAN: UJIAN INI DIIZINKAN UNTUK MEMBUKA BUKU, BROWSING INTERNET, ANDA DILARANG MENCONTEK JAWABAN TEMAN ATAU COPY PASTE ARTIKEL TERKAIT DI INTERNET. ANDA HARUS MENGKONSTRUKSI JAWABAN SENDIRI SESUAI DENGAN KEMAMPUAN PENALARAN MASING-MASING. Semua jawaban diposting di blog anda masing-masing, lengkapi profil anda dengan foto agar mudah dikenali.

Soal :

1. Asam karboksilat dapat ditransformasi menjadi beberapa turunan. Buatlah skema reaksi perubahan dari suatu ester menjadi amida selanjutnya target akhirnya adalah benzoil khlorida.

2. Temukan manfaat dari benzoil khlorida, jelaskan bagaimana mekanisme senyawa benzoil khlorida berperan.

3. Bila benzoil khlorida dikonversi menjadi asam benzoat. Buatlah tiga contoh turunan asam benzoat sebagai model, kemudian jelaskan pengaruh efek resonansi terhadap kekuatan tiga jenis asam benzoat yang anda modelkan.

4. Usulkan turunan asam benzoat yang anda gunakan pada soal no.3 dapat dibiodegradasi oleh suatu mikroorganisme, bagaimana hasil akhir penguraiannya?

Jawaban

nomor 1) skema reaksi perubahan dari karboksilat menjadi ester:

langkah 1) gugus dari asam terpotonasi secara reversibel. Langkah ini menjelaskan bagaimana katalis asam bekerja protonasi meningkatkan muatan positif pada karbon karboksil dan menambah reaktivitasnya terhadap nukleofili,

langkah 2) ini langkah yang penting, dimana alcohol sebagai nukleofili, menyerang karbon karbonil dari asam yang terprotonasi, ini langkah yang membentuk ikatan baru C-O (ikatan ester).

 Langkah 3 dan 4. Kedua langkah ini adalah kesetimbangan diman oksigennya lepas atau memperoleh proton. Kesetimbangan asam basa ini bersifat reversibel dan berlangsung cepat dan terus menerus berjalan dalam larutan bersuasana asam dari senyawa yang mengandung oksigen, sedangkan langkah ke 4 tidak mempermasalahkan mana gugus yang terpotonasi karena gugus–gugus itu setara.

Langkah ke 5 dimana pada langkah ini terbentuknya air yaitu satu produk dari reaksi keseluruhan, supaya langkah ini gugus –OH harus terpotonasi untuk meningkatkan kapasitas gugus perginya.( langkah ini kebalikan dari langkah ke 2)

Langkah ke 6 dimana langkah ini menghasilkan ester dan meregenasi katalis asam (langkah ini kebalikn dari langkah ke 1)

BIODEGRADASI LIMBAH PASAR

Pengolahan sampah pasar dengan menggunakan bidegradasi(Mikroorganisme Tangki Septik)

Limbah dan Pengolahan Limbah Secara Biologis

Pasar sebagai tempat perdagangan mempunyai potensi yang besar untuk menimbulkan sampah . Limbah pasar tradisional meliputi bahan organik berupa sisa sayuran, buah, daun, nasi, dan lain-lain. Limbah pasar mengandung berbagai macam mikroba, diantaranya adalah protozoa, fungi, bakteri, dan virus . Salah satu alternatif pengolahan limbah yang dapat diaplikasikan adalah pengolahan secara biologi yang dikenal sebagai biodegradasi. Biodegradasi didefinisikan sebagai suatu proses oksidasi senyawa organik oleh mikroorganisme, baik di tanah, perairan, atau pada instalasi pengolahan air limbah . Biodegradasi terjadi karena bakteri dapat melakukan metabolisme zat organik melalui sistem enzim untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan energi. Energi digunakan untuk sintesis, motilitas, dan respirasi .

Parameter Kualitas Air

Biochemical Oxygen Demand (BOD) adalah suatu analisis empiris yang mencoba mendekati secara global proses biologis yang terjadi didalam air. Angka BOD adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan bakteri untuk menguraikan (mengoksidasi) hampir semua zat organik yang terlarut dan sebagian zat-zat organik yang tersuspensi dalam air. Penentuan BOD diperlukan untuk menentukan beban pencemaran akibat air buangan penduduk atau industri . Dasar uji BOD adalah kemampuan metabolik mikroorganisme yang ditambahkan sebagai agen pendegradasi. Semakin tinggi BOD, maka semakin banyak bahan organic yang terkandung dalam air. Chemical Oxygen Demand (COD) adalah banyaknya oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi senyawa organik secara kimiawi . COD merupakan uji yang dilakukan untuk menentukan kandungan senyawa organic biodegradable (mudah terurai) dan non-biodegradable (tidak mudah terurai) . Tes COD digunakan untuk menghitung kadar bahan organik yang dapat dioksidasi secara kimia dengan menggunakan dikromat dalam media asam . Zat padat tersuspensi (Total Suspended Solid) adalah semua zat padat (pasir, lumpur, dan tanah liat) atau partikel-partikel yang tersuspensi dalam air dan dapat berupa komponen hidup (biotik) seperti fitoplankton, zooplankton, bakteri, fungi, ataupun komponen mati (abiotik) seperti detritus dan partikelpartikel anorganik. Total Dissolved Solid atau padatan terlarut adalah padatan-padatan yang mempunyai ukuran lebih kecil dari padatan tersuspensi. Bahan-bahan terlarut pada perairan alami tidak bersifat toksik, akan tetapi jika berlebihan dapat meningkatkan nilai kekeruhan yang selanjutnya akan menghambat penetrasi cahaya matahari dan mempengaaruhi proses fotosintesis diperairan. Derajat keasaman (pH) merupakan istilah yang digunakan untuk menyatakan intensitas keadaan asam atau basa sesuatu larutan. pH merupakan salah satu faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi kehidupan mikroorganisme dalam air.

Mikroorganisme Tangki Septik

Fungsi utama dari tangki septik adalah untuk memisahkan padatan, lemak dan minyak keluar dari limbah cair sebelum masuk kedalam saluran pebuangan. Ketika air limbah melewati tangki septik, padatan yang lebih berat akan terbenam dibawah dan mengalami degradasi oleh bakteri. Reduksi ini akan mengubah kuantitas dari padatan dan komposisi menjadi lumpur, yang berada dibawah tangki . Bakteri bakteri patogen yang terdapat di dalam feses manusia diantaranya termasuk dalam familia Enterobacteriaceae . Coliform juga merupakan bakteri yang selalu ada dalam pencernaan hewan dan manusia yang ditemukan dalam limbah. Bakteri yang termasuk dalam kelompok ini adalah Escherichia coli, Klebsiella, Enterobacter dan Citrobacter. Eschrichia coli merupakan bakteri yang hanya ditemukan dan berasal dari feses hewan berdarah panas maupun manusia . Selain bakteri juga terdapat fungi dalam tangki septik. Fungi biasanya merupakan organisme saprofit, mereka memperoleh makanan dari degradasi bahan organik yang telah mati . Jamur sangat penting dalam penjernihan air seperti halnya dengan bakteri menggunakan partikel organik terlarut. Jamur tidak melaksanakan proses fotosintesis dan dapat tumbuh pada daerah lembab dengan pH rendah, suatu kondisi dimana bakteri tidak bisa hidup .

Masalah saya di sini bagaimana cara kerja mikroogainisme secara kimiawinya,cba jelaskan?

keasaman asam karboksilat

Variasi dalam kekuatan asam dari beberapa asam karboksilik.

Anda mungkin akan berpikir bahwa semua asam karboksilik mempunyai kekuatan yang sama karena memiliki delokalisasi yang sama di sekitar -COO^- untuk membuat ion lebih stabil dan lebih tidak mudah terikat dengan ion hidrogen.

Namun kenyataan yang ada asam karboksilik memiliki berbagai variasi keasaman.

	pKa
HCOOH	3.75
CH3COOH	4.76
CH3CH2COOH	4.87
CH3CH2CH2COOH	4.82

Perlu diingat bahwa semakin tinggi pK_a, semakin lemah sebuah asam. Mengapa asam etanoik lebih lemah dari asam metanoik? Semuanya tergantung pada stabilitas dari anion yang terbentuk. Kemungkinan untuk mendislokalisasikan muatan negatif. Semakin terdislokalisasi, semakin stabil ion tersebut dan semakin kuat sebuah asam.

Ion metanoat dari asam metanoik:

Satu-satunya perbedaan antara ini dan ion etanoat adalah kehadiran CH₃ pada etanoat. Alkil mempunyai kecenderungan mendorong elektron menjauh sehingga betambahnya muatan negatif pada -COO^- . Penambahan muatan membuat ion lebih tidak stabil karena membuatnya lebih mudah terikat dengan hidrogen. Sehingga asam etanoik lebih lemah daripada asam metanoik.

ALkil yang lain juga memiliki efek “mendorong elektron” sama seperti pada metil sehingga kekuatan asam propanoik dan asam butanoik mirip dengan asam etanoik.

Asam dapat diperkuat dengan menarik muatan dari -COO^- . Kita  dapat melakukan hal ini dengan menambahkan atom elektronegatif seperti klorida pada rantai.

Pada tabel berikut, diperlihatkan semakin anda mengikatkan klorin semakin asam molekul.

	pKa
CH3COOH	4.76
CH2ClCOOH	2.86
CHCl2COOH	1.29
CCl3COOH	0.65

Asam Trikloroetanoik merupakan asam yang cukup kuat.

Mengikatkan halogen yang berbeda juga membuat perbedaan. Florin merupakan atom paling elektronegatif sehingga anda dapat menebak bahwa dengan florin semakin tinggi tingkat keasaman.

	pKa
CH2FCOOH	2.66
CH2ClCOOH	2.86
CH2BrCOOH	2.90
CH2ICOOH	3.17

Dan yang terakhir coba kita perhatikan juga efek yang terjadi dengan semakin menjauhnya halogen dari -COO^- .

	pKa
CH3CH2CH2COOH	4.82
CH3CH2CHClCOOH	2.84
CH3CHClCH2COOH	4.06
CH2ClCH2CH2COOH	4.52

Atom klorin efektive saat berdekatan dengan -COO^- dan efeknya berkurang dengan semakin jauhnya atom klorin.

Masalah saya di sini bagaimana cara supaya asam etanoik lebih kuat tingakat keasamannya dari pada asam metanoik?

amida

Amida

Pengantar

Ditinjau dari strukturnya turunan asam karboksilat merupakan senyawa yang diperoleh dari hasil pergantian gugus -OH dalam rumus struktur R-C-OOH oleh gugus X (halogen), -NH2 OR’, atau –OOCR. Masing-masing asil penggantian merupakan kelompok senyawa yang berbeda sifatnya dan berturut-turut dinamakan kelompok halida asam (R-COX), amida (RCONH2) ester (RCOOR’), dan anhidrida asam karboksilat (RCOOORCR). 

Seperti halnya asam karboksilat, turunan asam karbosilat juga dibedakan menjadi turunan asam karboksilat alifatik atau aromatik, baik yang tersubtitusi maupaun yang tidak tersubtitusi. Semua turunan asam karboksilat mempunyai gugus fungsi asil (RCO-) atau aroil (ArCO-) dan bila dihidrolisis menghasilkan asam karboksilat. Hasil samping dalam hidrolisis tersebut tergatung pada jenis turunan asam karboksilatnya.

Adanya gugus karbonil dalam turunan asam karboksilat meyebabkan molekulnya bersifat polar. Kepolaran ini yang berpengaruh terhadap sifat-sifat fisika dan kimia turunan asam karboksilat.

Tatanama 

Amida ialah suatu senyawa yang mempunyai nitrogen trivalen yang terikat pada suatu gugus karbonil. Dalam senyawa amida, gugusfungsi asil berkaitan dengan gugus –NH2. Dalam pemberian namanya, akhiran –Oat atau –At dalam nama asam induknya diganti dengan kata amida.

Contoh:

HCOOH : Asam metanoat / asam format 

HCONH2 : metanamida(IUPAC)

Formamida (trivial)

CH3CH2CH2COOH : asam bityanoat/asam butirat

CH3CH2CH2CONH2 : butanamida (IUPAC)

Butiramida (trivial)

Sifar-sifat Fisika

Kepolaran molekul senyawa turunan asam karboksilat yang disebabkan oleh adanaya gugus karbonil (-C-), sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat fisiknya (titik didih,titik lebur dan kelarutan)diketahui bahwa titij didih halida asam, anhidrida asam karboksilat dan ester hampir sama hampir sama dengan titk didih aldehid dan keton yang brat molekulnya sebanding. Perlu diingat bahwa aldehid dan keton adalah senyawa yang juga mengandung gugus karbonil. Khusus untuk senyawa amida, ternyata harga titik didihnya cukup tinggi. Hal ini disebabkan oleh adanyai katan hidrogen antar molekulnya yang digambarkan sebagai berikut :

R

H C

…O N – H ….O N – H

C H

R

Semua turunan asam karboksilat dapay larut dalam pelarut organik, sedangkan dalam air kelarutannya tergantung pada jumlah atom karbon yang terdapat dalam molekulnya. Sebagai contoh, untuk kelompok senyawa ester yang mengandung 3-5 atom C dapat larut dalam air, tetapi untuk kelompok senyawa amida yang larut dalam air adalah yang memiliki 5-6 atom C.

Berbagai ester yang volatil mempunyai bau sedap sehingga sering digunakan dalam pembuatan parfum atau bahan penyedap rasa sintetik. Kelompok senyawa klorida asam memiliki bau yang tajam karena mudah terhidrolisis dan menghasilkan asam karboksilat dan HCL yang masing-masing memiliki bau khas.

Sifat-sifat Kimia

Dalam mempelajari sifat-sifat kimia masing-masing kelompok turunan asam karboksilat, terlebih dahulu harus dipahami. Ciri-ciri umum reaksinya seperti yang di uraikan di bawah ini :

Keberadaan gugus karbonil dalam turunan asam karboksilat sangat menentukan kereaktifan dalam reaksinya, walaupun gugus karbonil tersebut tidak mengalami perubahan. 

Gugus asil ( R-C=O ) menyebabakan turunan asam karboksilat mudah mengalami substitusi nukleofilik. Dalam substitusi ini, atom/gugus yang berkaitan dengan gugus asil digantikan oleh gugus lain yang bersifat basa. Pola umum reaksi substitusi nukleofilik tersebut dituliskan dengan persamaan reaksi

Reaksi substitusi nukleofilik pada turunan asam karboksilat berlangsung lebih cepat dari pada reaksi substitusi nukleofilik pada rantai karbon jenuh (gugus alkil), sehingga dengan demikian

Deskripsi Amida

Amida adalah senyawa yang merupakan turunan asam karbosilat yang diperoleh dari penggantian –OH pada gugus –COOH oleh gugus –NH 2. Dsngan demikian rumus umum untuk amida adalah 

Pembutan Amida 

Amida dibuat dengan mereaksikan amonia pada klorida asam atau anhidrida asam, sedangkan dalam industri dibuat dengan cara memanaskan garam amonium karboksilat.

Contoh :

Reaksi-reaksi amida

Hidrolisis

Hidrolisis suatu amida dapat berlangsung dalam suasana asam atau basa.Dalam lingkungan asam, terjadi reaksi antara air dengan amida yang telah terprotonasi dan menghasilkan asam karboksilat –NH 3 

Dalam lingkungan basa, terjadi serangan OH- pada amida dan menghasilkan anion asam karboksilat +NH3 

Pembuatan Imida 

Suatu anhidrida siklik seperti halnya anhidrida yang lain, dapat bereaksi dengan amoniak , tetapi hasil reaksinya mengandung dua macam gugus, yaitu gugus CONH2 dan gugus –COOH. Bila hasil reaksi ini dipanaskan, terjadi pelepasan satu molekul air dan terbentuk suatu imida.

Semua turunan asam karboksilat dapay larut dalam pelarut organik, sedangkan dalam air kelarutannya tergantung pada jumlah atom karbon yang terdapat dalam molekulnya. Sebagai contoh, untuk kelompok senyawa ester yang mengandung 3-5 atom C dapat larut dalam air, tetapi untuk kelompok senyawa amida yang larut dalam air adalah yang memiliki 5-6 atom C.

Masalahnya: kenapa asam amida harus mempunyai 5-6 atom C dulu supaya larut dalam air? Sedangkan ester yang Cuma punya 3-5 atom C bisa larut dalam air??

aspirin dari asam anhidrida

Aspirin bersifat antipiretik dan analgesik karena merupakan kelompok senyawa glikosida, aspirin yang merupakan nama lain dari asam asetil salisilat dapat disintesis dari asam salisilat, yaitu dengan mereaksikannya dengan anhidrida asetat, hal ini dilakukan pertama kali oleh Felix Hofmann dari perusahaan Bayer, Jerman.

Aspirin dibuat dengan mereaksikan asam salisilat dengan anhidrida asam asetat menggunakan katalis 85% H3PO4 sebagai zat penghidrasi. Asam salisilat adalah asam bifungsional yang mengandung dua gugus –OH dan –COOH. Karenanya asam salisilat ini dapat mengalami dua jenis reaksi yang berbeda yaitu reaksi asam dan basa. Reaksi dengan anhidrida asam asetat akan menghasilkan aspirin.

                                                                   

Sedangkan reaksi dengan methanol akan menghasilkan metil salisilat

SINTESIS ASPIRIN

a. Sifat-Sifat Aspirin

Formula                        :C₉H₈O₄

BM                              : 180,2

Titik didih                     : 140 ⁰C

Titik lebur                     : 138 ⁰C – 140 ⁰C

Berat jenis                    : 1.40 g/cm³

Sinonim                        : 2-acetyloxybenzoic acid
                                        2-(acetyloxy)benzoic acid
                                        acetylsalicylate
                                        acetylsalicylic acid
                                        O-acetylsalicylic acid

Kelarutan dalam air       : 10 mg/mL (20 °C)

Asetosal mengandung tidak kurang dari 99,5% dan tidak lebih dari 100,5% C₉H₈O₄

dihitung terhadap zat yang telah dikeringkan.

Pemerian          : hablur putih, umumnya seperti jarum atau lempengan tersusun, atau  serbuk hablur putih; tidak berbau atau berbau lemah. Stabil di udara kering; di dalam udara lembab secara  bertahap terhidrolisa menjadi asam salisilat dan asam asetat.

Kelarutan         : larut dalam air ; mudah larut dalam etanol; larut dalam kloroform, dan dalam eter; agak sukar larut dalam eter mutlak.

b. Kegunaan

non-selective cyclo-oxygenase inhibitor; antipiretik; analgesik; antiinflamasi

c. Reaksi Esterifikasi 

d. Proses Pembuatan

Reaksi yang terjadi adalah reaksi esterifikasi yang merupakan prinsip dari pembuatan aspirin. Reaksi esterifikasi tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut.

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 (CH₃CO-) 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 sulfat pekat yang berfungsi sebgai 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 sulfat pekat ini.

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 endapn putih (aspirin) setelah dipanaskan. Kemudian endapan tersebut dilarutkan dalam air dan disaring untuk memisahkan aspirin dari pengotornya. Tetapi tentu saja dengan penyaringan ini aspirin yang dihasilkan belum benar-benar murni.

Untuk pemurniannya, aspirin tak murni kemudian ditambahi larutan NaHCO₃. Reaksinya adalah sebagai berikut:

Aspirin akan larut, sedangkan hasil sampingnya tidak larut, sehingga ketika disaring akan didapatkan filtrat aspirin murni berbentuk larutan jernih. Larutnya aspirin ini juga diikuti oleh timbulnya gelembung gas CO₂, membuktikan adanya hasil reaksi aspirin dengan NaHCO₃. setelah itu filtrat diaduk dan terbentuk endapan putih. Lalu didinginkan dengan air es membentuk kristal. Kristal akan lebih murni setelah dicuci dengan air es. Selanjutnya kristal dikeringkan dengan cara ditaruh di gelas arloji dan didapatkanlah kristal kering.

Langkah terakhir pada percobaan ini adalah rekristalisasi. Kristal yang kering tadi dilarutkan dalam benzena panas, alu dipanaskan. Benzena digunakan sebagai pelarut karena benzena merupakan pelarut yang baik untuk zat organik. Air tidak bisa digunakan untuk rekristalisasi ini karena air adalah pelarut polar dan aspirin adalah senyawa nonpolar. Setelah itu larutan tadi disaring panas-panas dan filtratnya diambil untuk dikeringkan di oven. Kristal ini merupakan kristal yang benar-benar murni.

Masalahnya????

pada pembuatan aspirin kan asam salisilat anhidrida asam asetat, bagaimana jika rantai pada cicin asam salisilat itu di buka apakah masih bisa terbuatnya aspirin???