Sintesis   Nitrobenzen 19 Mei

BAB I

PENDAHULUAN

 

1. Latar Belakang

 

Nitrobenzene merupakan zat cair yang menyerupai minyak berwarna kuning, bersifat toksik, berbau khas, molekul lingkar benzene, yang satu atom hydrogen telah digantikan dengan gugus nitro. Digunakan pada pembuatan beberapa jenis sabun dan minyak wangi, serta juga pada pembuatan aniline.

Benzene dan turunannya merupakan senyawa aromatik. Istilah senyawa aromatik sebelumnya digunakan untuk menggambarkan senyawa yang beraroma sedap. Namun, dalam senyawa organik, istilah aromatik digunakan untuk menunjukkan macam ikatan untuk senyawa tertentu.

Sebagian besar senyawa aromatik yang digunakan dalam perdagangan dan industri dibuat dari peurnian minyak bumi. Pada umumnya senyawa aromatik merupakan senyawa siklik dengan rumus yang mengandung ikatan tunggal dan rangkap. Istilah aromatik merupakan kebalikan dari alifatik.

Pada tahun 1825, seorang ahli kimia yang bernama Michael Faraday mengisolasi suatu cairan berminyak di London. Senyawa itu memiliki rumus molekul C6H6 dan diberi nama Benzene yang pada mulanya struktur Benzene diusulkan sebagai berikut :

1. Maksud Praktikum

Maksud percobaan yaitu Mengetahui dan memahami cara pemuatan Nitrobenzene dengan metode nitrasi dan netrifikasi.

1. Tujuan Praktikum

    Tujuan percobaan yaitu Melakukan sintesa Nitrobenzene melalui reaksi nitrasi dari reaksi antara campuran Asam Sulfat (H2SO4) dan Asam Nitrat (HNO3) dengan Benzene yang kemudian ditentukan rendamennya.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

 

Kajian Teori

    

Benzene dan turunannya merupakan senyawa aromatik. Istilah senyawa aromatik sebelumnya digunakan untuk menggambarkan senyawa yang beraroma sedap. Namun, dalam senyawa organik, istilah aromatik digunakan untuk menunjukkan macam ikatan untuk senyawa tertentu. Pada umumnya senyawa aromatik merupakan senyawa siklik dengan rumus yang mengandung ikatan tunggal dan rangkap. Istilah aromatik merupakan kebalikan dari alifatik. (Sulaiman S, 1997)

Benzen adalah senyawa siklis dengan 6 atom C yang saling berikatan satu sama lain dengan ikatan rangkap terkonjugasi. (Sulaiman S, 1997)

Pembuatan Benzen (Sulaiman S, 1997) :

1. Penyulingan bertingkat minyak ter batubara.2. Polimerisasi etana pada suhu tinggi.3. Hidrolisis asam benzen sulfonat dengan pemanasan dan katalisis HCl.

Sifat-sifat Benzen (Sulaiman S, 1997) :

1. Sifat fisik1. Berupa zat cair jernih2. Sukar bercampur dengan air3. Mudah menguap

2. Sifat kimia1. Tidak dapat dioksidasi dalam KmnO4

2. Dapat mengalami substitusi yaitu penggantian atom H dengan gugus lain.

Beberapa turunan benzen dapat dibuat, antara lain dengan cara (Sulaiman S, 1997) :

1. Nitrobenzen

Dibuat dengan cara nitrasi benzen

1. Asam benzene sulfonat

Dibuat dengan cara sulfonasi benzena

1. Toluena

Reaksi benzene dengan metal klorida dengan katalisator AlCl3 Sintesis Wurt-Fiting

1. Fenol

Sulingan bertingkat ter batubara Hidrolisis aril halida

1. Asam Benzoat

Oksidasi alkil benzene menggunakan KMnO4, K2Cr2O4, dan HNO3 encer HNO3 sebagai oksidator

Hidrolisis benzonitril

Penggunaan benzen dan beberapa senyawa turunannya (Sulaiman S, 1997) :

1. Benzen

Sebagai pelarut Bahan dasar pembuatan stirena

1. Fenol

Sebagai desinfektan Untuk membuat karbol Bahan zat warna dan plastik

1. Trtnitro Toluen (TNT)

Merupakan bahan peledak

1. Asam salisilat

Sebagai obat dengan nama aspirin

1. Asam benzoat

Merupakan bahan pengawet makanan dan minuman

1. Anilin

Merupakan bahan dasar pembuatan zat warna diazo

Nitrobenzene merupakan zat cair yang menyerupai minyak berwarna kuning, bersifat toksik, berbau khas, molekul lingkar benzene, yang satu atom hydrogen telah digantikan dengan gugus nitro. Digunakan pada pembuatan beberapa jenis sabun dan minyak wangi, serta juga pada pembuatan aniline. (A. Amiruddin, 1993)

Pada sintesa nitrobenzen, terbentuk dua reaksi, yaitu (Anonim, 2003) :

a. Reaksi utama NO2

+ HNO3 H2SO4 + NO2

50-60o C

Inaktifasi atau penghilangan air adalah perlu untuk menghindari pengenceran asam nitratnya meskipun merupakan reaksi irreversible.

b. Reaksi sampingan

NO2 + HNO3 H2SO4 NO2

50-60o C + H2O

                                 NO2

Kecepatan substitusi dari gugus nitro yang sekunder lebih lambat dari pada yang pertama, dan gugus nitro yang kedua ini masuk ke posisi meta terhadap yang pertama (Anonim, 2013).

Reaksi Nitrasi adalah suatu reaksi kimia yang melibatkan pemasukan gugus Nitro, -NO2 ke dalam sebuah molekul. Katalis atau katalisator adalah zat yang dapat mempengaruhi laju atau kecepatan suatu reaksi dan diperoleh kembali di akhir reaksi. Ciri umumnya adalah katalis diperoleh kembali di akhir reaksi, katalis yang mempercepat laju kearah hasil juga mempercepat laju kearah kebalikannya (pada reaksi kesetimbangan), jumlah katalis yang digunakan hanya sedikit untuk sejumlah besar pereaksi, dan katalis berperan hanya pada reaksi tertentu. Berdasarkan pengaruhnya, katalis dapat dibedakan menjadi katalis positif dan katalis negatif. Sedangkan berdasarkan pada kerjanya, katalis dapat dibedakan sebagai katalis adsorpsi dan katalis kemisorpsi. Selain itu menurut fasa katalis dan fasa system reaksi dikenal katalis homogen dan katalis heterogen (Mulyono , 2006).

Golongan aromatik dengan suatu golongan terikat pada cincin benzen.

Kasus dimana penamaan didasarkan pada benzene yaitu:(Fessenden and Fessenden, 1991)

1. Klorobenzen

Ini merupakan contoh sederhana dimana sebuah halogen terikat pada cincin benzen. Penamaan sudah sangat jelas. Penyederhanaannya menjadi C6H5Cl. Sehingga anda dapat (walau mungkin  tidak!) menamainya fenilklorida. Setiap kalo anda menggambar cincin benzen dengan sesuatu terikat padanya sebenarnya anda menggambar fenil. Untuk mengikat sesuatu anda harus membuang sebuah hidrogen sehingga menghasilkan fenil.

 

 

2. Nitrobenzen

Golongan nitro, NO2, terikat pada rantai benzene Formula sederhananya C6H5NO2.

3. Metilbenzen

Satu lagi nama yang jelas. Benzen dengan metil terikat padanya. Golongan alkil yang lain juga mengikuti cara penamaan yang sama.Contoh, etilbenzen. Nama lama dari metilbenzen adalah toluen, anda mungkin masih akan menemui itu formula sederhananya C6H5CH3.

4. Klorometilbenzen

    Variasi dari metilbensen dimana satu atom hidrogen digantikan dengan atom klorida. Perhatikan tanda dalam kurung,(klorometil) . Ini agar anda dapat mengerti bahwa klorin adalah bagian dari metil dan bukan berikatan dengan  cincin.Jika lebih dari satu hidrogen digantikan dengan klorin, penamaan akan menjadi (diklorometil)benzene atau (triklorometil) benzen.Sekali lagi perhatikan pentingnya tanda kurung.

5. Asam benzoik (benzenecarboxylic acid)

Asam benzoik merupakan nama lama, namun masih umum digunakan -lebih mudah diucapkan dan ditulis. Apapun sebutannya terdapat asam karboksilik, -COOH, terikat pada cincin benzen.

 

 

Kajian Bahan

 

Air Suling (Dirjen POM, 1979)

Nama Resmi    :     Aqua Destillata

Sinonim    :    Air Suling

RM / BM    :     H2O / 18,02

Pemerian    :     Cairan jernih, tidak berwarna, tidak berbau, tidak mempunyai rasa.

Penyimpanan    :    Dalam wadah tertutup baik.

Kegunaan    :    Sebagai larutan pencuci

Asam Nitrat (Dirjen POM, 1979)

Nama Resmi    :     Nitrit acid

Sinonim    :    Asam Nitrat

RM / BM    :     HNO3 / 63,02

Rumus Bangun    :    H – O – N = O

         O

Pemerian    :     Cairan berasap, sangat korosif, bau khas, sangat merangsang, mendidih pada suhu ± 120oC, BJ-nya lebih kurang 1,41 gr.

Kelarutan    :    Bercampur dengan air.

Penyimpanan    :    Dalam wadah tertutup rapat.

Kegunaan    :    Sebagai sampel

Asam Sulfat (Dirjen POM, 1979)

Nama Resmi    :     Sulanodium acid

Sinonim    :    Asam Sulfat

RM / BM    :     H2SO4 / 98,07

 

Rumus Bangun    :     O

        H – O – S – O – H

         O

Pemerian    :     Cairan jernih seperti minyak, tidak berwarna, bau sangat tajam dan korosit, BJ-nya kurang dari 1,84 gr.

Kelarutan    :    Bercampur dengan air dan etanol dengan menimbulkan panas.

Penyimpanan    :    Dalam wadah tertutup rapat.

Kegunaan    :    Sebagai katalisator

Benzena (Dirjen POM, 1979)

Nama Resmi    :     Benzol

Sinonim    :    Benzene

RM / BM    :     C6H6 / 78,11

Rumus Bangun    :    

 

Pemerian    :     Cairan transparan, tidak berwarna, mudah menyala.

Kelarutan    :    Larut dalam 1430 bagian air.

Penyimpanan    :    Dalam wadah tertutup rapat.

Kegunaan    :    Sebagai sampel

Kalsium Klorida (Dirjen POM, 1979)

Nama Resmi    :     Calcii Chloridum

Sinonim    :    Kalsium Klorida

RM / BM    :     CaCl2 / 219,08

Pemerian    :     Hablur tidak berwarna, tidak berbau, rasa agak pahit, meleleh basah.

Kelarutan    :    Larut dalam 0,25 bagian air, mudah larut dalam etanol (95%) P.

Penyimpanan    :    Dalam wadah tertutup rapat.

Khasiat    :    Sebagai sumber ion kalsium

Kegunaan    :    Sebagai pengering

Natrium Hidroksida (Dirjen POM, 1979)

Nama Resmi    :     Natrii Hydroxydum

Sinonim    :    Natrium Hidroksida

RM / BM    :     NaOH / 40,00

Pemerian    :     Bentuk batang, butiran, massa hablur atau keeping, kering, keras, rapuh, dan menunjukkan susunan hablur, putih, mudah meleleh basah. Sangat alkalis dan korosif. Segera menyerap karbondioksida.

Kelarutan    :    Sangat mudah larut dalam air dan dalam etanol (95%) P.

Penyimpanan    :    Dalam wadah tertutup rapat.

Kegunaan    :    Sebagai pemberi suasana basa.

 

Prosedur Kerja (Anonim, 2013)

 

Dalam labu 250 ml, dimasukkan 11 ml H2SO4 pekat, tambahkan 8,5 ml asam nitrat pekat sedikit demi sedikit sambil dikocok dan didinginkan.

Setelah temperatur cairannya sesuai dengan suhu kamar, dipindahkan ke dalam corong pisah sebesar 250 ml yang ditaruh di atas lingkaran besi berbentuk cincin.

Ke dalam 500 ml erlenmeyer ditaruh 7,5 ml benzen dan ke dalamnya ditambahkan 5,8677 ml nitrobenzen. Sebuah termometer dibiarkan dalam campuran reaksi selama nitrasi berlangsung.

Campuran dikocok melingkar dan bila suhu naik sampai 50oC, segera didinginkan dalam air es agar tetap tercapai suhu antara 50oC-60oC.

Bila reaksi eksoterm ini mereda, tambahkan lagi asamnya proses ini diulangi sampai semua asamnya habis (biasanya 30 – 40 menit).

Setelah penambahan selesai, pengocokan melingkar dilanjutkan tanpa pendinginan sampai suhu turun dengan sendirinya sampai 40oC (kurang lebih

5 menit). Pada akhir periode ini, labu dibandingkan, isi dipisahkan ke dalam corong pisah yang sesuai dan lapisan bawah yang mengandung campuran asam dipisahkan.

Lapisan organik dicuci dengan 20 ml air, lalu 20 ml NaOH 0,5 N dan akhirnya dengan 20 ml air yang lain lagi. Lapisan air pencuci (lapisan yang mana dibuang).

Lapisan Nitrobenzennya dipisahkan dan dikumpulkan ke dalam labu erlenmeyer dan dikeringkan dengan penambahan lebih kurang 2 gram kalsium klorida anhidrat dan panaskan di atas waterbath sehingga kekeruhan yang ada tadi hilang.

Cairan yang dikeringkan disaring ke dalam labu destilasi berleher panjang (dibalut dengan benang asbes) sebesar 125 ml dan didestilir, titik didih akan naik dengan cepat dan hasilnya ditampung pada suhu 205o-212oC.

Dihitung hasil yang diperolehnya.

 

 

BAB III

KAJIAN PRAKTIKUM

 

Alat

Alat-alat yang digunakan :

1. Baskom2. Cawan Porselin3. Corong4. Corong Pisah5. Erlenmeyer6. Gelas Piala7. Termometer

 

Bahan

 

Bahan-bahan yang digunakan

1. Aluminium Foil2. Asam Nitrat (HNO3) pekat3. Asam Sulfat (H2SO4) pekat4. Aquadest5. Benzene

6. Kalsium Klorida anhidrat7. Natrium Hidroksida

Cara Kerja

 

Di siapkan alat dan bahan yang digunakan. Di pipet asam sulfat sebanyak 8 ml kemudian dimasukkan kedalam labu alas

bulat dan dipipet lagi asam nitrat pekat sebnyak 11 ml kemudian di campurkan kedalam asam sulfat pekat, diaduk hingga homogen dan kontrol suhunya.

Ditaruh 10 ml ml benzen dalam erlenmeyer dan ditambahkan 5,8677 ml nitrobenzen. Dibiarkan sebuah termometer dalam campuran reaksi selama nitrasi berlangsung.

Dikocok campuran dengan melingkar dan bila suhu naik sampai 50oC, segera didinginkan dalam air es agar tetap tercapai suhu antara 50oC-60oC.

Ditambahkan lagi asamnya bila reaksi eksoterm ini mereda, diulangi proses ini sampai semua asamnya habis.

Dilanjutkan pengocokan melingkar tanpa pendinginan sampai suhu turun dengan sendirinya sampai 40oC (kurang lebih 5 menit). Pada akhir tahap ini, dibandingkan labu, dipisahkan isi ke dalam corong pisah yang sesuai dan dipisahkan lapisan bawah yang mengandung campuran asam.

Dicuci larutan organik dengan 20 ml air, lalu 20 ml NaOH 0,5 N dan akhirnya dengan 20 ml air yang lain lagi, dibuang lapis dan air pencuci.

Dicuci dengan CaCl2sebanyakanhidrat sebagai pengering.

o Dipisahkan dan dikumpulkan lapisan Nitrobenzen ke dalam kalsium klorida anhidrat dan panaskan di atas waterbath sehingga kekeruhan yang ada tadi hilang.

o Disaring cairan yang dikeringkan ke dalam labu destilasi dan didestilasi, titik didih akan naik dengan cepat dan ditampung hasilnya pada suhu 205o-212oC.

o Dihitung hasil yang diperolehnya.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BAB IV

HASIL PRAKTIKUM DAN PEMBAHASAN

 

1. Hasil Praktikum

 

Tabel Pengamatan

No. Sampel Volume Teori

1. Benzen 10 ml2. HNO3 (p) 11 ml3. H2SO4 (p) 8 ml4. Nitrobenzene 2,3 ml

 

 

Perhitungan

Dik    :    Volume Benzen = 10,0 ml

        Volume yang diperoleh = 2,3 ml

Dit    :    % rendamen = …… ?

Peny    :    1 mol C6H6 ~ 1 mol C6H6NO2

        mol C6H6    =    gr / BM

        gr    =    vol x Bj

            =    10 x 0,878

            =    8,78 gr

        mol C6H6    =    gr / BM

            =    8,78 / 78

            =    0,1125641 mol = 0,1 mol

    

    Jadi volume Nitrobenzena secara teoritis :

        mol nitrobenzen    =    1 x mol benzen

            =    1 x 0,1

            =    0,1 mol

 

         gr nitrobenzen    =    Mr x mol nitrobenzen

            =    123 x 0,1

            =    12,3 gr

        V Teori    =    gram / Bj

            =    12,3 ml / 0,878

            =    14.01

 

        % rendamen    =    vol praktek x 100%

                vol teori

            =     2,3 ml x 100%

                14,01ml

            =    16,41 %

Mekanisme Reaksio HNO3 + 2H2SO4        NO2 + H3O + 2 H2SO4

H+

            NO2                HSO4            +H2SO4

                        

                        NO2                NO2

                       H

o HONO2 + H2SO4        HOSO2.ONO2 + H2O

            + HOSO2.ONO2                    +H2SO4

                        

                                    NO2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Pembahasan

 

Nitrobenzen merupakan senyawa yang umum digunakan sebagai bahan pelarut organik, selain itu juga dapat dijadikan sebagai bahan peledak. Senyawa ini dapat disintesis dari benzene dengan asam nitrat pekat dan menggunakan asam sulfat sebagai katalisator.

Percobaan nitrobenzen ini dilakukan agar kita dapat memahami reaksi nitrasi yang merupakan salah satu dari metode untuk mensintesis berbagai senyawa. Nitrobenzena ini sendiri diperoleh dengan mereaksikan asam nitrat dengan benzen dan asam sulfat pekat sebagai katalisator.

Pada percobaan ini pertama-tama dimasukkan asam sulfat 8 ml ml ke dalam labu alas bulat, kemudian ditambahkan asam nitrat 11 ml ml. Penambahan asam sulfat terlebih dahulu karena dikhawatirkan pada saat penambahan asam nitrat akan

menimbulkan asap yang sangat berbahaya, meskipun jika dikerjakan secara teoritis haruslah asam nitrat terlebih dahulu kemudian baru ditambahkan asam sulfat. Hal ini disebabkan karena Bj dari asam sulfat lebih beasar dari asam nitrat. Selanjutnya ke dalam erlenmeyer kosong ditambahkan benzen 10 ml ml dan menggasilkan 2,3 ml nitrobenzen. Pada saat proses ini berlangsung diletakan termometer ke dalam erlenmeyer tersebut. Campuran dikocok melingkar dan bila suhu naik sampai 50oC – 60oC. Adanya peningkatan suhu disebabkan karena reaksi berlangsung eksoterm, yang pada hal ini reaksi tersebut dapat menghasilkan panas, sehingga pada suhu yang semakin meningkat dapat menyebabkan larutan yang panasnya juga semakin tinggi. Setelah penambahan selesai dilanjutkan pendinginan sampai suhunya turun. Kemudian larutan dipindahkan ke dalam gelas kimia dan corong pisah kemudian dicuci dengan air dan dipisahkan lagi dalam corong pisah, dimana lapisan nitrobenzena ditambahkan dengan NaOH 0,5 N dan dipisahkan lagi dalam corong pisah sedangkan lapisan air pencuci dibuang. Pada proses selanjutnya larutan nitrobenzena dikeringkan dengan penambahan CaCl2 dalam oven sampai suhu yang telah ditentukan. Setelah mencapai suhunya, diukur volume yang telah diperoleh untuk dibandingkan dengan volume secara teoritis.

Pada percobaan ini temperatur sangat perlu diperhatikan, saat pencampuran asam sulfat pekat dengan asam nitrat suhunya harus sesuai dengan suhu kamar. Jika suhu rendah atau di bawah 50oC campuran asam tadi bisa muncrat keluar (reaction mixture), sedangkan jika suhunya lebih dari 60oC maka bisa jadi terbentuk m-Nitrobenzena dan senyawa nitro yang lebih tingi. Dan jika suhunya tetap meningkat maka kemungkinan akan terjadi ledakan.

Penambahan asam sulfat di sini bertindak sebagai katalisator, karena dapat membantu mempercepat jalannya reaksi, karena reaksi pembentukkannya berjalan lambat. Selain itu asam sulfat membuat asam nitrat terprotonkan dan menjadikan reaktif. Pada saat asam nitrat dicampurkan dengan asam sulfat pekat akan timbul gas dan larutan yang terbentuk warna kuning. Hal ini sesuai dengan sifat fisika dar asam nitrat.

Penambahan NaOH untuk menetralkan larutan dimana kita ketahui dengan penambahan asam sulfat dan asam nitrat menbuat larutan menjadi asam, jadi dengan penambahan NaOH membuat larutan lebih alkalis. Sehingga tidak terjadi suasana asam dalam larutan nitrobenzena.

Penggunaan CaCl2 untuk proses pengeringan karena dapat mengikat sisa air yang masih terdapat pada nitribenzena, sedangkan pengeringan yang dilakukan dalam oven hanya untuk menghilangkan sisa air yang masih terdapat dalam CaCl2

sehingga dalam CaCl2 tidak terdapat air lagi (CaCl2 anhydrat).

Pada hasil akhir praktikum diperoleh % rendamen sebesar 16,41 % dengan volume praktek 2,3 ml dan volume teorinya sebesar 14,01 ml.

 

BAB V

PENUTUP

Kesimpulan

 

Dari hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa :

% rendamen sebesar 16,41 % Volume praktek 2,3 ml Volume teorinya sebesar 14,01 ml.

Saran

        Sebaiknya asisten datang tepat waktu jangan terlambat agar praktikum dapat berjalan lancar.

 

DAFTAR PUSTAKA

 

 

Amiruddin, A., 1993., “Kimia Organik”., UI – Press, Jakarta.

 

Dirjen POM, (1979), “Farmakope Indonesia”, Edisi III, DepKes RI, Jakarta.

 

Fassenden, 1995, ” Kimia Organik”, Edisi III. Penerbit Erlangga. Jakarta

 

Anonim 2013, “Penuntun Praktikum Kimia Organik Sintesis”., Fak. Farmasi – UMI., Makassar.

 

Sulaiman, S., 1997., “Analisis Mikroba di Laboratorium”., Poliyama Widya Pustaka., Jakarta.

 

Sheria, G. 1984., “Analisis Anorganik Kuantitatif Edisi IV”. PT. Media Pustaka., Jakarta