Senyawa Aromatik

SENYAWA AROMATIK

Benzena merupakan suatu anggota dari kelompok besar senyawa aromatik, yakni senyawa yang cukup distabilkan oleh delokalisasi elektron-pi. Energi resonansi suatu senyawa aromatik merupakan uluran diperolehnya kestabilan.

Cara paling mudah untuk menentukan apakah suatu senyawa itu aromatik ialah dengan menentukan posisi absorpsi dalam mspektrum nomor oleh proton yang terikat pada atom-atom cincin. Proton yang terikat ke arah luar cincin aromatik sangat kuat terperisai dan menyerap jauh ke bawah-medan dibandingkan kebanyakan proton, biasanya lebih dari 7 ppm.

STRUKTUR BENZENA

Ikatan rangkap pada benzena berbeda dengan ikatan rangkap pada alkena.  Ikatan rangkap pada alkena dapat mengalami reaksi adisi, sedangkan ikatan rangkap pada benzena tidak dapat diadisi, tetapi benzena dapat bereaksi secara substitusi. Contoh:

Reaksi adisi                 : C₂H₄ + C_l2 --> C₂H₄C_l2

Reaksi substitusi         : C₆H₆ + C_l2 --> C₆H₅Cl  + HCl

Menurut Friedrich August Kekule, keenam atom karbon pada benzena tersusun secara siklik membentuk segienam beraturan dengan sudut ikatan masing-masing 120°. Ikatan antaratom karbon adalah ikatan rangkap dua dan tunggal bergantian (terkonjugasi).

 Analisis sinar-X terhadap struktur benzena menunjukkan bahwa panjang ikatan antaratom karbon dalam benzena sama, yaitu 0,139 nm. Adapun panjang ikatan rangkap dua C=C adalah 0,134 nm dan panjang ikatan tunggal C–C adalah 0,154 nm. Jadi, ikatan karbon-karbon pada molekul benzena berada di antara ikatan rangkap dua dan ikatan tunggal. Hal ini menggugurkan struktur dari Kekule.

Kekulé menggambarkan struktur benzena dengan atom-atom karbon dihubungkan satu dengan yang lain membentuk suatu cincin.

•         August Kekulé pada tahun 1865 : Struktur tersebut menggambarkan bahwa struktur benzena tersusun  3 ikatan rangkap di dalam cincin 6 anggota.

•         Ketiga ikatan rangkap tersebut  dapat bergeser dan kembali dengan cepat sedemikian sehingga 2 bentuk yang mungkin tersebut tidak dapat dipisahkan.

SYARAT SENYAWA AROMATIK

1.      Molekul harus siklik dan datar .

2.      memiliki orbital p yang tegak lurus pada bidang cincin (memungkinkan terjadinya delokalisasi elektron pi).

3.      memiliki orbital p yang tegak lurus pada bidang cincin (memungkinkan terjadinya delokalisasi elektron pi)

siklooktatetraena  tidak aromatik 8 elektron pi.

KESTABILAN BENZENA

Berbeda dengan senyawa-senyawa yang mengandung ikatan rangkap lainnya, benzena tidak mudah mengalami reaksi adisi

Reagen	Sikloheksena	Benzena
KMnO4 encer	Terjadi oksidasi, cepat	Tidak bereaksi
Br2/CCl4 (dlm gelap)	Terjadi Adisi, cepat	Tidak bereaksi
HI	Terjadi Adisi, cepat	Tidak bereaksi
H2 + Ni	Terjadi hidrogenasi, 25oC, 20 lb/in.2	Terjadi hidrogenasi, lambat, 100-200oC, 1500 lb/in.2

—  Kestabilan  cincin benzena secara kuantitatif dapat dilihat dari panas hidrogenasi dan pembakarannya.

—  Panas hidrogenasi dan pembakaran benzena lebih rendah dari pada harga perhitungan.

  SIFAT FISIKA DAN KIMIA

Sifat Fisik:

·           Zat cair tidak berwarna

·           Memiliki bau yang khas

·           Mudah menguap

·           Benzena digunakan sebagai pelarut.

·           Tidak larut dalam pelarut polar seperti air air, tetapi larut dalam pelarut yang kurang polar atau nonpolar, seperti eter dan tetraklorometana

·           Larut dalam berbagai pelarut organik.

·           Benzena dapat membentuk campuran azeotrop dengan air.

·           Densitas : 0,88

Sifat Kimia:

• Bersifat bersifat toksik-karsinogenik (hati-hati menggunakan benzena sebagai pelarut, hanya gunakan apabila tidak ada alternatif lain misalnya toluena)
• Merupakan senyawa nonpolar
• Tidak begitu reaktif, tapi mudah terbakar dengan menghasilkan banyak jelaga
• Lebih mudah mengalami reaksi substitusi dari pada adisi.

Titik didih dan leleh lihat tabel berikut:

No.	Nama	Titik Leleh	Titik Didih
1	BENZENA	5,5	80
2	TOLUENA	- 95	111
3	o-XILENA	- 25	144
4	m-XILENA	- 48	139
5	p-XILENA	13	138

CARA PEMBUATAN

1.        Memanaskan natrium benzoat kering dengan natrium hidroksida berlebih akan menghasilkan benzena.

2.        Mereaksikan asam benzenasulfonat dengan uap air akan menghasilkan benzena.

3.        Mereduksi fenol dengan logam seng akan menghasilkan benzena.

4.        Mengalirkan gas asetilena ke dalam tabung yang panas dengan katalis Fe-Cr-Si akan menghasilkan benzene.

KEGUNAAN DAN DAMPAK BENZENA DALAM KEHIDUPAN

a.         Kegunaan

1.    Benzena digunakan sebagai pelarut.

2.    Benzena juga digunakan sebagai prekursor dalam pembuatan obat, plastik, karet buatan dan pewarna.

3.    Benzena digunakan untuk menaikkan angka oktana bensin.

4.    Benzena digunakan sebagai pelarut untuk berbagai jenis zat. Selain itu benzena juga digunakan sebagai bahan dasar membuat stirena (bahan membuat sejenis karet sintetis) dan nilon–66.

5.    Asam Salisilat

Asam salisilat adalah nama lazim dari asam o–hidroksibenzoat. Ester dari asam salisilat dengan asam asetat digunakan sebagai obat dengan nama aspirin atau asetosal.

6.    Asam Benzoat

Asam benzoat digunakan sebagai pengawet pada berbagai makanan olahan.

7.    Anilina

Anilina merupakan bahan dasar untuk pembuatan zat-zat warna diazo. Reaksi anilina dengan asam nitrit akan menghasilkan garam diazonium, dan proses ini disebut diazotisasi.

8.    Toluena

Kegunaan toluena yang penting adalah sebagai pelarut dan sebagai bahan baku pembuatan zat peledak trinitrotoluena (TNT)

9.         StirenaJika stirena mengalami polimerisasi akan terbentuk polistirena, suatu jenis plastik yang banyak digunakan untuk membuat insulator listrik, bonekaboneka, sol sepatu, serta piring dan cangkir.

10.     Benzaldehida

Benzaldehida digunakan sebagai zat pengawet serta sebagai bahan baku pembuatan parfum karena memiliki bau yang sedap.

11.     Natrium Benzoat

Seperti asam benzoat, natrium benzoat juga digunakan sebagai bahan pengawet makanan dalam kaleng.

12.     Fenol

Fenol (fenil alkohol) dalam kehidupan sehari-hari lebih dikenal dengan nama karbol atau lisol, dan dipergunakan sebagai zat disinfektan (pembunuh bakteri) karena dapat menyebabkan denaturasi protein.

Dampak

1.      Benzena sangat beracun dan menyebabkan kanker (karsinogenik).

2.      Benzena dapat menyebabkan kematian jika terhirup pada konsentrasi tinggi, sedangkan pada konsentrasi rendah menyebabkan sakit kepala dan menaikkan detak jantung.

Permasalahan

      Mengapa jika terhirup Benzena pada  konsentrasi tinggi dapat menyebabkan kematian dan jika terhirup  pada konsentrasi rendah dapat menyebabkan sakit kepala dan menaikkan detak jantung. Tolong jelaskan?

ujian mid semester

UJIAN MID SEMESTER

Nama                   : Samsiaromah

Nim                      : RRA1C112015

Matakuliah            :  Kimia Organik I

SKS                     : 3 SKS

Waktu                   : 07.30 (4Nop.) sd  07.30(5 Nop.)

Pengampu             : Dr. Syamsurizal

Petunjuk:

Jawablah pertanyaan beriktut melalui tahap-tahap pendekatan saintifik. Semua jawaban anda wajib diposting diblog masing-masing.

1.     Pikirkan salah satu senyawa alkana yang anda kenal baik., temukan dua atau tiga isomer dari senyawa tersebut kemudian cari data-data fisik  dan kimia seperti titik didih, tingkat kepolaran(moment dipol) dan entalfi pembakarannya.

a.     Bandingkan data-data fisik isomer yang satu dengan yang lain, jelaskan secara saintifik mengapa dan cari faktor penyebanya perbedaan data-data tersebut.

b.     Bagaimana kestabilannya bila temperatur dari isomer yang dibandingkan pada suhu 0^oC.

Jawab:

          a.  CH3-CH2-CH3 n-propana titik didihnya  -42,1

               CH3-CH2-CH2-CH3 n-butana titik didih 0,5

\

Perbedaan : - dari titik didih n-propana dan n-tana
- moment dipol yang berbeda

-struktur isomer yang berbeda.

-n-heksana lebih stabil dari n-butana  karena bentuk n-propana lebih koefisien dari pada 2 metil-pentena dan pengaruhnya terletak di titik didihnya.

                   \

b.      n-butana akan lebih stabil di bandingkan n-propana apabila di bandingkan pada suhu 0⁰C karena titik didih n-butana lebih tinggi dibandingkann n-propana.\

2.     Bila suatu senyawa alkena yang berisomer cis dan trans dibakar, tentukan isomer jenis apa yang memiliki entalpi pembakaran lebih besar, jelaskan alasannya.

Jawab:

cis  memiliki entalpi pembakaran yang lebih besar dibandingkan isomer trans karena isomer cis alkena memiliki titik didih lebih tinggi. Senyawa etena yang memiliki rumus kimia C₂H_4­­ dan termasuk senyawa alkena. Tidak seperti senyawa etana  C₂H_6, rotasi dari dua gugus metil terhadap ikatan tunggal karbon-karbon (yang berupa ikatan sigma) adalah cukup bebas. Pada molekul yang mengandung ikatan rangkap seperti etena C₂H_4­­, selain ikatan sigma ada satu ikatan pi antara kedua atom karbon. Rotasi disekitar atom karbon-karbon tidak mempengaruhi ikatan sigma itu, akan tetapi hal itu menyebabkan dua orbital 2p_z pindah keluar bidang tumpang-tindih, dan karena itu merusak sebagian atau seluruh ikatan pi. Proses ini memerlukan input energi sebesar 270 kJ/mol. Dengan alasan ini, rotasi ikatan rangkap dua karbon-karbon menjadi terbatas, tetapi tidak mustahil.

Molekul yang mengandung ikatan rangkap dua karbon-karbon (yaitu, alkena) mempunyai isomer geometri (geometric isomer), yang mempunyai jenis dan jumlah atom dan ikatan kimia yang sama akan tetapi susunan ruangnya berbeda. isomer tersebut tidak bisa dipertukarkan tanpa memutus ikatan kimianya.

3.     Pikirkan bagaimana idenya suatu etana dapat berubah menjadi etena selanjutnya dapat diubah menjadi etuna. Jelaskan perbedaan sifat kimia yang paling mencolok diantara ketiga hidrokarbon tersebut.

Jawab:

Untuk mengubah suatu etana menjadi etena dan etuna dilakukan dengan cara mengeliminasi dua atom H yang terikat pada atom C ( reaksi eliminasi)

Sifat kimia yang mencolok

Sifat kimia etana

1.       Pada umumnya alkana sukar bereaksi dengan senyawa lainnya.

2.       Dalam oksigen berlebih, alkana dapat terbakar menghasilkan kalor, karbon dioksida dan uap air.

3.       Jika alkana direaksikan dengan unsur-unsur halogen (F2, Cl2, Br2, I2), atom -atom H pada alkana akan digantikan oleh atom-atom halogen.

4.       Alkana mempunyai afinitas yang kecil untuk bereaksi dengan zat lain . Oleh karena itu alkana disebut parafin (afinitas kecil).

Reaksi pada alkana :

1.   Reaksi oksidasi/pembakaran

CH4(g)  +  2O2(g)                   CO2(g)  +  2H2O(g)

2.   Rekasi substitusi (pertukaran) alkana oleh halogen

C2H6  +  Br2                   C2H5Br  +  HBr

3.   Reaksi eliminasi (ikatan tunggal menjadi ikatan ranggkap)

C2H6(g)                          CH2=CH2(g)  +  H2(g)

Etana        750-9000C     Etena

Sifat kimia etena

Alkena lebih reaktif dibandingkan alkana, karena memiliki ikatan rangkap dua C=C.

Reaksi yang terjadi pada alkena :

1.   Reaksi adisi alkena (ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal)

a.       Reaksi alkena dengan halogen (halogenasi)

CH2=CH2   +  Cl2                     CH2Cl-CH2Cl

Etena klorin 1,2-dikloroetanaReaksi alkena dengan hidrogen (hidrogenasi)

CH2=CH2(g)    +  H2(g)    katalis Ni/Pt       CH3-CH3(g)

Etena etana

b.      Reaksi alkena dengan hidrogenhalida/asam halida (hidrohalogenasi)

CH3CH=CH2  +  HBr      CH3CH-CH3Br

1-propen a2-bromopropana

c.       Reaksi alkena dengan air (hidrasi)

Alkena bereaksi dengan air membentuk alkohol.

CH2=CH2(g)   +  H2O     katalis H+               CH3-CH2-OH(g)

Etena 300 0C, 70 atm        etanol             

d.      Reaksi alkena dengan asam sulfat (H2SO4)

CH2=CH2(g)  +  H2SO4                       

CH3-CH2-OSO3H + H2O            

e.      Polimerisasi adisi pada alkena

Pada senyawa alkena jika antara molekul-molekul (manomer) yang sama mengadakan reaksi adisi, maka akan terbentuk molekul-molekul besar dengan rantai yang panjang.

Sifat kimia etuna

•     Adanya ikatan rangkap tiga yang dimiliki alkuna memungkinkan terjadinya reaksi adisi, polimerisasi, substitusi dan pembakaran.

•     reaksi adisi pada alkuna.

•     Reaksi alkuna dengan halogen (halogenisasi)

Perhatikan reaksi di atas, reaksi pada tahap 2 berlaku aturan markonikov.

•     Reaksi alkuna dengan hidrogen halida

•    Reaksi di atas mengikuti aturan markonikov, tetapi jika pada reaksi alkena dan alkuna ditambahkan peroksida maka akan berlaku aturan antimarkonikov. Perhatikan reaksi berikut:

•     Reaksi alkuna dengan hidrogen

•     Polimerisasi alkuna

•   Substitusi alkuna Substitusi (pengantian) pada alkuna dilakukan dengan menggantikan satu atom H yang terikat pada C=C di ujung rantai dengan atom lain.

•     Pembakaran alkuna Pembakaran alkuna (reaksi alkuna dengan oksigen) akan menghasilkan CO2 dan H2O.

•       2CH=CH + 5 O2 � 4CO2 + 2H2O