UJIAN MID SEMESTER KIMIA ORGANIK II

UJIAN MID SEMESTER
MATAKULIAH : Kimia Organik II
SKS : 3SKS
WAKTU : Mulai Jum’at, 19 sampai dengan 26 April 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.

1.      Asam karboksilat dapat ditransformasi menjadi beberapa turunan. Buatlah skema reaksi perubahan dari suatu amida menjadi ester selanjutnya dikonversi menjadi asil halida.

Jawab:

Turunan asam karboksilat yaitu ester, anhidrida asam karboksilat, dan amida. Amida adalah turunan asam karboksilat, dimana gugus -OH digan-ti dengan -NH2 atau amoniak, dimana 1 H diganti dengan asli. Reaksi pada amida yaitu hidrolisis amida dimana Amida sangat kuat/tahan terhadap hidrolisis. Tetapi dengan adanya asam atau basa pekat, hidrolisis dapat terjadi menghasilkan asam karboksilat. Asam asetat, asam etanoat atau asam cuka adalah senyawa kimia asam organik yang dikenal sebagai pemberi rasa asam dan aroma dalam makanan.

Reaksi Amina dengan Derivat Asam Karboksilat :

Reaksi antara amina dengan ester, klorida asam, anhidrida asam menghasilkan amida. Contoh :

 

 

klorida dapat disintesis dengan mereaksikan asam karboksilat dengan tionil klorida (SOCl2) atau dengan fosfor triklorida (PCl3), sedangkan asil bromida dapat disintesis dengan mereaksikan asam karboksilat dengan fosfor tribromida. Asil halida dapat diubah menjadi turunan asam karboksilat lainnya lewat reaksi substitusi nukleofilik asil. Asil halida bereaksi dengan ion karboksilat membentuk anhidrida, dengan alkohol membentuk ester, dengan air membentuk asam karboksilat, dan dengan amina membentuk amida. Hal ini bisa terjadi karena nukleofilik yang datang lebih basa dibanding ion halida. Pada konversi asil klorida menjadi esterm nukleofilik alkohol menyerang karbon karbonil pada asil klorida. Karena gugus eter terprotonoasi adalah asam kuat, maka intermediet tetrahedral kehilangan protonnya. Ion klorida keluar dari intermediet tetrahedral terprotonasi karena ion klorida adalah basa lebih lemah dibanding ion alkoksida.

2. Usulkan bagaimana mensintesis suatu Ester yang beraroma buah-buahan (seperti isopentil asetat yang beraroma pisang). Jelaskan reaksi-reaksi kimia yang terlibat dalam pembuatan ester tersebut.

Jawab:

percobaan pembuatan ester yang telah dilakukan, kita dapat mengetahui bahwa ester adalah reaksi antara asam karboksilat dengan alcohol hingga pada akhir reaksi akan menghasilkan bermacam-macam aroma sesuai dengan jenis dan konsentrasi asam dan alcohol yang direaksikan.

Pada percobaan sintesis dan identifikasi ester dengan mereaksikan asam asetat dengan isoamil alcohol beberapa ml kemudian ditambah asam sulfat 6 M beberapa tetes ternyata setelah dipanaskan dengan penangas air menghasilkan aroma pisang.

Kemudian pada percobaan esterifikasi dengan alcohol berlebih mereaksikan asam asetat dengan butanol volume yang berbeda-beda dan ditambah asam sulfat 6 M beberapa tetes ternyata setelah dipanaskan dengan penangas air menghasilkan aroma pisang yang berbeda-beda ketajaman baunya.

Pada percobaan sintesis pada beberapa ester dengan mereaksikan asam benzoat beberapa mg dengan methanol beberapa ml ternyata setelah dipanaskan dengan penangas air yang sebelumnya telah diberi asam sulfat 6 M beberapa tetes akan menghasilkan aroma rum.

 Kemudian mereaksikan asam asetat dengan butanol ditambah dengan asam sulfat ternyata setelah dipanaskan menghasilkan aroma pisang, serta percobaan esterifikasi dengan asam berlebih mereaksikan asam asetat berbeda volume dengan butanol setelah dipanaskan menghasilkan aroma-aroma pisang yang berbeda ketajaman baunya.

Tujuan ditambahkannya asam sulfat pada setiap percobaan untuk mempercepat reaksi, karena asam sulfat berfungsi sebagai ktalis, selain itu menghasilkan air pada setiap reaksi yang disebut sebagai reaksi sampiungan, kemudian akhir ini juga terbentuk dua lapisan dengan bagian atas adalah ester sedangkan bagian bawah adalah air.

           Pertama-tama kami memasukkan 0,5 ml asam asetat glacial dan 0,5 ml isoamly alcohol ke dalam tabung reaksi,lalu dengan hati-hati kami menambahkan lagi lima tetes asam sulfat, setelah itu kami mengadakan pemanasan selama lima menit, hingga larutan dalam tabung reaksi tersebut menimbulkan bau cita rasa buah yang dimiliki oleh ester.

            Pada saat melakukan proses pemanasan, ketika kami perhatikan, ternyata ada perubahan yang tampak pada tabung reaksi tersebut. Dimana terlihat adanya dua lapisan yang terbentuk pada masing-masimg tabung, di lapisan atas tampak lapisan ester dan dilapisan bawahnya tampak air. Mengapa lapisan ester memiliki keberadaan diatas air?setelah kami pelajari, ternyata hal itu dikarenakan ester memiliki sifat non polar sedangkan air polar dan masaa jenis esterpun lebih kecil dibandingkan massa

jenis air yang berada dibawahnya. Berbicara mengenai kepolaran, semakin tinggi beda keelektronegatifan suatu zat,maka zat tersebut akan semakin polar. Semakin panjang rantai C pada alcohol,maka akan semakin relative pula.

            Reaksi esterifikasi berlangsung reversible,dimana reaktan dapat menjadi produk dan produk dapat menjadi reaktan. Ester merupakan pereaksian antara asam karboksilat dan alkohol dengan bantuan katalisnya. Ester memiliki titik didih rendah dan titik beku yang rendah pula dari asam karboksilat penyusunnya. Seperti yang kami ketahui bahwasanya ester yang bersuhu rendah berupa zat cair yang berbau harum. Salah satu sifat ester seperti bersifat netral, dimana ester mudah direduksi menjadi alcohol dan mudah pula terhidrolisis menjadi asam dan alcoholnya.

 REAKSI
                O                                                              O

           ||                                                H₂SO₄    ||
CH₃-C-OH + CH₃-CH-CH₂-CH₂-OH=====CH₃-C -CH₂CH₃

                                 ||

                                CH₃.
               O                                           O

          ||                          H₂SO_{4             ||}
CH3-C-OH+ CH₃-OH=====CH₃-C-CH₃=H₂O

a)       O                                          O

          ||                         H₂SO₄        ||

CH₃-C-OH+CH₃-OH====CH₃-C-OCH₃

b)     O                                                                  O

         ||                                                 H₂SO₄          ||

CH₃-C-OH+CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-OH====CH₃-C-OCH₂-CH₂-CH₂-CH

 

3.        Jelaskan pengaruh efek induksi terhadap kekuatan tiga jenis asam karboksilat yang anda sintesis dari suatu amida.

Jawab:

Factor lain disamping resonansi stabil dari ion karboksilat mempengaruhi keasaman dari senyawa. Delokalisasi lebih jauh dari muatan negatif ion karboksilat menstabilkan anion, relative terhadap asamnya. Penambahan kestabilan dari anion menyebabkan bertambahnya keasaman dari suatu asam. Misalnya, khlor elektronegatif. Dalam asam khloroasetat, khlor menarik keerapatan elektron dari elektron dari gugusan karboksil ke dirinya. Penarikan elektron ini menyebabkan delokalisasi lebih jauh dari muatan negatif, jadi menstabilkan anion dan menambah kekuatan asam dari asamnya. Asam khloroasetat lebih kuat dari asam asetat.

Makin besar penarikan elektron oleh efek induktif, lebih kuat asamnya. Asam dikloroasetat mengandung dua atom khlor yang menarik elektron dan merupakan asam yang lebih kuat dari pada asam khlorasetat. Asam trikhloroasetat mempunyai tiga atom khlor dan lebih kuat lagi daripada asam dikhloroasetat.

Senyawa amida dapat disintesis dengan beberapa cara yaitu dengan dehidrasi garam ammonium, dimana asam karboksilat dicampur dengan amina akan diperoleh garam ammonium yang kemudian didehidrasi membentuk senyawa amida. Menurut Fessenden, R.J. dan Fessenden, J.S. (1986) amida dapat disintesis dengan mereaksikan antara ester dengan amoniak cair dan menghasilkan hasil samping etanol

Amida juga dapat disintesis dengan turunan asam karboksilat lainnya seperti anhidrida asam halida asam dengan amoniak cair.Amida adalah senyawa yang sangat tidak reaktif, karena protein terdiri dari asam amino yang dihubungkan oleh ikatan amida. Amida tidak bereaksi dengan ion halida, ion karboksilat, alkohol, atau air karena dalam setiap kasus, nukleofil yang masuk adalah basa lemah dari gugus pergi amida. 

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

Jawab:

Secara umum biodegradasi atau penguraian bahan (senyawa) organik oleh mikroorganisme dapat terjadi bila terjadi transformasi struktur sehingga terjadi perubahan integritas malekuler. Proses ini berupa rangkaian reaksi kimia enzimatik atau biokimia yang mutlak memerlukan kondisi lingkungan yang sesuai dengan pertumbuhan dan perkembangbiakan mikroorganisme. Senyawa hidrokarbon dalam minyak bumi merupakan sumber karbon bagi pertumbuhan mikroorganisme, sehingga senyawa tersebut dapat didegradasi dengan baik .

Biodegradasi hidrokarbon oleh komunitas mikroba tergantung pada komposisi komunitas dan respon adaptif terhadap kehadiran hidrokarbon. Laju biodegradasi senyawa hidrokarbon kompleks dengan berat molekul besar seperti senyawa aromatik, resin, dan asfalten lebih lambat dibandingkan dengan senyawa dengan berat molekul rendah. Meski demikian beberapa studi menunjukkan bahwa degradasi pada kondisi optimum terhadap senyawa kompleks memiliki laju yang tinggi. Demikian juga dengan fenol dan klorofenol.

      Salah satu bahan pencemar yang sering menimbulkan masalah adalah hidrokarbon aromatis. Hidrokarbon yang sering dijumpai, terutama di perairan, adalah fenol dan derivatnya dari karbonisasi batubara, bahan kimia sintetik, dan industri minyak. Senyawa fenolik ini merupakan polutan berbahaya. Fenol alami dapat dijumpai di berbagai tanaman. Tanin merupakan suatu kelompok senyawa polifenolik yang biasanya merupakan komponen tumbuhan, dan terdiri dari 2 kelas utama, yaitu yang terkondensasi dan hidrolisat. Disamping itu tumbuhan menghasilkan lignin yang  merupakan kelompok polifenol sekerabat dengan tanin yang sangat sulit didegradasi oleh bakteri.

Khitosan mudah mengalami biodegradasi, bersifat polielektrolitik, dan tidak beracun. Khitosan dapat dengan mudah berinteraksi dengan zat – zat organik seperti protein dan lemak. Hal ini dikarenakan khitosan memiliki gugus aktif yaitu amina dan hidroksil, Oleh karena itu, khitosan banyak digunakan pada berbagai bidang industri terapan dan industri kesehatan. Pembuatan khitosan melalui proses deproteinasi, demineralisasi dan deasetilasi kitin menjadi khitosan

Khitin (C₈H₁₃NO₅)_n merupakan biopolimer dari unit N-asetil-D-glukosamin yang saling berikatan dengan ikatan β(1→4). Khitin adalah kristal amorphous berwarna putih, tidak berasa, tidak berbau, dan tidak dapat larut dalam air, pelarut organik umumnya, asam-asam anorganik dan basa encer. Sumber khitin yang sangat potensial adalah kerangka luar crustacea (seperti udang, kepiting, rajungan, dan lobster), serangga, dinding yeast dan jamur, serta mollusca. Di alam, khitin merupakan senyawa yang tidak berdiri sendiri tetapi bergabung dengan senyawa lain. Pada crustacea, khitin bergabung dengan protein, garam anorganik (CaCO₃), dan pigmen. menggunakan alkali pada suhu tinggi akan menyebabkan terlepasnya gugus asetil (CH₃CHO^-) dari molekul khitin. Gugus amida pada khitin akan berikatan dengan gugus hidrogen yang bermuatan positif sehingga membentuk gugus amina bebas –NH₂

Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi kekuatan potensial dan laju yang terjadi secara alami seperti : kadar air tanah, porositas, temperatur tanah, pH tanah, ketersediaan O2, kehadiran mikroba yang cocok, kehadiran kontaminan, dan konsentrasi, ketersediaan nutrisi, kehadiran akseptor elektron lainnya, redoks potensial dan lainnya.
      Khusus untuk polimer biodegradable dalam tanah, tingkat di biodegradasi yang terjadi tergantung pada kondisi tanah seperti suhu, kadar air (ukuran dari konsentrasi air), tingkat aerasi (ukuran konsentrasi oksigen), keasaman (ukuran konsentrasi asam) dan konsentrasi mikroorganisme sendiri.