kimia organik asam karboksilat

KIMIA ORGANIK

ASAM KARBOKSILAT

ASAM KARBOKSILAT

I. TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan percobaan praktikum ini adalah memahami reaksi-reaksi analisis gugus karboksilat dalam suatu senyawa.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Suatu asam karboksilat adalah suatu senyawa organik yang mengandung gugus karboksil, –COOH. Gugus karboksil mengandung gugus karbonil dan sebuah gugus hidroksil; antar aksi dari kedua gugus ini mengakibatkan suatu kereaktifan kimia yang unik dan untuk asam karboksilat (Fessenden, 1997).

Asam format terdapat pada semut merah (asal dari nama), lebah, jelatang dan sebagainya (juga sedikit dalam urine dan peluh). Sifat fisika: cairan, tak berwarna, merusak kulit, berbau tajam, larut dalam H₂O dengan sempurna. Sifat kimia: asam paling kuat dari asam-asam karboksilat, mempunyai gugus asam dan aldehida (Riawan, 1990).

Asam asetat (CH₃COOH) sejauh ini merupakan asam karboksilat yang paling penting diperdagangan, industri dan laboratorium. Bentuk murninya disebut asam asetat glasial karena senyawa ini menjadi padat seperti es bila didinginkan. Asam asetat glasial tidak berwarna, cairan mudah terbakar (titik leleh 7ºC, titik didih 80ºC), dengan bau pedas menggigit. Dapat bercampur dengan air dan banyak pelarut organik (Fessenden, 1997).

Adapun sifat-sifat yang dimiliki oleh asam karboksilat adalah:

1. Reaksi Pembentukan Garam

Garam organik yang membentuk dan memiliki sifat fisik dari garam anorganik padatannya, NaCl dan KNO₃ adalah garam organik yang meleleh pada temperatur tinggi, larut dalam air dan tidak berbau. Reaksi yang terjadi adalah:

HCOOH + Na⁺ → HCOONa + H₂O

2. Reaksi Esterifikasi

Ester asam karboksilat ialah senyawa yang mengandung gugus –COOR dengan R dapat berbentuk alkil. Ester dapat dibentuk berkat reaksi langsung antara asam karboksilat dengan alkohol. Secara umum reaksinya adalah:

RCOOH + R’OH → RCOOR + H₂O

3. Reaksi Oksidasi

Reaksi terjadi pada pembakaran atau oleh reagen yang sangat kokoh dan kuat seperti asam sulfat, CrO₃, panas. Gugus asam karboksilat teroksidasi sangat lambat.

4. Pembentukan Asam Karboksilat

Beberapa cara pembentukan asam karboksilat dengan jalan sintesa dapat dikelompokkan dalam 3 cara yaitu: reaksi hidrolisis turunan asam karboksilat, reaksi oksidasi, reaksi Grignat (Fessenden, 1997).

Asam karboksilat, dengan basa akan membentuk garam dan dengan alkohol menghasilkan eter. Banyak dijumpai dalam lemak dan minyak, sehingga sering juga disebut asam lemak. Pembuatannya antara lain melalui oksidasi alkohol primer, sekunder atau aldehida, oksidasi alkena, oksidasi alkuna hidrolisa alkil sianida (suatu nitril) dengan HCl encer, hidrolisa ester dengan asam, hidroilisa asil halida, dan reagen organolitium (Wilbraham, 1992).

III. ALAT DAN BAHAN

A. Alat

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah pemanas bunsen, botol semprot, pipet tetes, gelas bekker, tabung reaksi, gelas ukur, penjepit.

B. Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah KMnO₄, Natrium asetata, asam formiat, fehling A, fehling B, NaOH, H₂SO₄ pekat, Etil asetat, Asam asetat, etanol 70%, Asam propionat, dan FeCl_3.

IV. PROSEDUR KERJA

1. Pembentukan Asam Karboksilat

a. Oksidasi aldehid

1. Dimasukkan 0,5 ml KMnO₄ ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan 2 tetes H₂SO₄ pekat. Dikocok.

2. Ditambahkan 0,5 ml asetaldehid lalu dipanaskan dalam penangas air.

3. Diperhatikan bau yang timbul.

b. Hidrolisis ester

1. Dimasukkan 0,25 ml H₂SO₄ pekat ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan 0,5 ml etil asetat.

2. Ditutup tabung reaksi dengan sumbat karet.

c. Reaksi garam karboksilat dengan asam sulfat

1. Dimasukkan 0,5 ml larutan Na-asetat dan 0,5 ml H₂SO₄ encer.

2. Dikocok dan dipanaskan.

3. Diperhatikan bau yang timbul.

2. Pembentukan Garam Karboksilat

1. Dimasukkan 0,5 ml larutan asam asetat ke dalam tabung reaksi lalu ditambahkan 0,5 ml NaOH.

2. Dikocok dan diamati perubahan yang terjadi.

3. Diulangi percobaan dengan asam format.

3. Esterifikasi

1. Dimasukkan ke dalam tabung reaksi 0,5 ml etanol 70% lalu ditambahkan 0,5 ml asam asetat dan 3 tetes H₂SO₄ pekat.

2. Dikocok dan dipanaskan dalam penangas air selama 5 menit.

3. Dituang isi tabung reaksi ke dalam air dan dicatat bau ester yang timbul.

4. Diulangi percobaan dengan etanol absolut.

4. Oksidasi

a. Oksidasi dengan KMnO₄

1. Dimasukan ke dalam tabung reaksi 0,5 ml asam format dan ditambahkan 2 tetes KMnO.

2. Dipanaskan dalam penangas selama 2 menit dan diamati perubahan yang terjadi.

3. Diulangi percobaan dengan asam asetat.

b. Osidasi dengan pereaksi fehling

1. Dimasukkan ke dalam tabung reaksi 0,5 ml asam format dan ditambahkan 0,5 ml fehling A dan B.

2. Dipanaskan dalam penangas selama 2 menit dan diamati perubahan yang terjadi.

3. Diulangi percobaan dengan asam asetat.

5. Reaksi Garam Karboksilat

1. Dimasukkan ke dalam tabung reaksi 0,5 ml Na-Asetat dan ditambahkan 0,5 ml FeCl₃ hingga terbentuk warna merah.

2. Diamati perubahan yang terjadi.

V. HASIL PENGAMATAN

A. Hasil

1. Pembentukan asam karboksilat

No.	Langkah Percobaan	Hasil Percobaan
1. 2. 3.	Oksidasi Aldehid 0,5 ml KMnO4 + 2 tetes H2SO4 Pekat Dikocok Ditambahkan 0,5 ml asetaldehid lalu dipanaskan dalam penangas air. Diperhatikan bau yang timbul. Hidrolisis ester 0,25 ml H2SO4 + 0,5 ml etil asetat. Diperhatikan bau yang timbul. Reaksi garam karboksilat dengan asam sulfat. 0,5 ml larutan Na-asetat + 0,5 ml H2SO4 encer. Diperhatikan bau yang timbul.	Panas, dari ungu menjadi cokelat, Ada gelembung, ada endapan. Bau menyengat, 3 lapisan (putih, cokelat, cokelat muda) Panas, warna bening, bau balon Warna bening, bau kapur barus.

2. Pembentukan garam karboksilat

No.	Langkah Percobaan	Hasil Percobaan
1. 2. 3.	0,5 ml larutan garam asetat + 0,5 ml NaOH. Dikocok dan diamati perubahan yang terjadi. Diulangi percobaan dengan asam format Diulangi percobaan dengan asam propionat.	Warna bening Warna bening Warna bening, ada gelembung.

3. Esterifikasi

No.	Langkah Percobaan	Hasil Percobaan
1. 2.	0,5 ml etanol 70% + 0,5 ml asam asetat + 3 tetes H2SO4 pekat Dikocok dan dipanaskan dalam penangas air selama 5 menit. Dituang isi tabung reaksi ke dalam air dan dicatat bau ester yang timbul. Sampel asam format Sampel asam propionat Diulangi percobaan dengan etanol absolut. Sampel asam asetat Sampel asam format Sampel asam propionat	Warna bening, setelah dipanaskan tetap, bau menyengat. Warna bening, setelah dipanaskan ada gelembung, bau menyengat. Warna bening, setelah dipanaskan ada 2 lapisan (atas bening, bawah kuning), bau sangat menyengat. Warna bening, setelah dipanaskan tetap, bau tidak menyengat Warna bening, setelah dipanaskan bau menyengat Warna bening, setelah dipanaskan ada 2 lapisan (atas bening, bawah kuning), bau menyengat

4. Oksidasi

No.	Langkah Percobaan	Hasil Percobaan
1. 2. 3. 1. 2. 3.	a. oksidasi dengan KMnO4 0,5 ml asam format + 2 tetes KMnO. Dipanaskan dalam penangas selama 2 menit dan diamati perubahan. Diulangi percobaan dengan asam asetat. Diulangi percobaan dengan asam propionat. b. oksidasi dengan pereaksi fehling 0,5 ml asam format + 0,5 ml fehling A dan B. Dipanaskan dalam penangas selama 2 menit dan diamati perubahan. Diulangi percobaan dengan asam asetat. Diulangi percobaan dengan asam propionat.	Warna cokelat Warna bening, tidak ada endapan. Warna ungu, dipanaskan ada endapan merah bata. Warna merah kekuningan, dipanaskan ada endapan cokelat tua. Warna biru Tetap Warna biru, dipanaskan tetap. Warna biru, dipanaskan tetap.

5. Reaksi garam karboksilat

No.	Langkah Percobaan	Hasil Percobaan
1. 2.	0,5 ml Na-Asetat + 0,5 ml FeCl3 hingga terbentuk warna merah. Dipanaskan Diamati perubahan yang terjadi.	Warna orange Warna orange tua

B. Pembahasan

1. Pembentukan Asam Karboksilat

a. Oksidasi aldehid

Langkah pertama yang perlu dilakukan adalah memasukkan 0,5 ml KMnO₄ ke dalam tabung reaksi dan menambahkan 2 tetes H₂SO₄ pekat. Kemudian dikocok agar larutan homogen. Menambahkan 0,5 ml sampel asetaldehid lalu dipanaskan dalam penangas air, pemanasan dilakukan untuk mempercepat reaksi yang berlangsung. Maka didapatkan perubahan yang terjadi adalah larutan terasa panas, mengalami perubahan warna dari ungu menjadi cokelat, muncul gelembung, dan bau menyengat. Percobaan di atas menunjukkan adanya reaksi positif dari sampel asetaldehid karena terbentuknya asam karboksilat yang dibuktikan dengan bau yang menyengat. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

O

R C H + [ O ] RCO₂H

b. Hidrolisis ester

Langkah pertama yang perlu dilakukan adalah memasukkan ke dalam tabung reaksi 0,25 ml H₂SO₄ dan 0,5 ml etil asetat. Maka didapatkan perubahan yang terjadi adalah larutan terasa panas berwarna bening, dan bau yang dihasilkan adalah bau balon. Hal tersebut menunjukkan adanya reaksi positif dari etil asetat karena munculnya bau balon yang menunjukkan ada proses pembentukan asam karboksilat. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

O

_H⁺ / _OH^-

R C – OR + H₂O RCO₂H + HOR

c. Reaksi garam karboksilat dengan asam sulfat

Langkah pertama yang perlu dilakukan adalah memasukkan 0,5 ml larutan Na-asetat dan 0,5 ml H₂SO₄ encer. Kemudian mengocok agar larutan menjadi homogen dan dipanaskan agar reaksi berlangsung lebih cepat. Maka didapatkan perubahan yang terjadi adalah larutan berwarna bening, dan bau yang dihasilkan adalah bau kapur barus. Hal tersebut menunjukkan adanya reaksi positif dari Na-asetat karena munculnya bau kapur barus yang menunjukkan ada proses pembentukan asam karboksilat. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

2CH₃CO₂Na + H₂SO₄ Na₂SO₄ + 2CH₃CO₂H

2. Pembentukan Garam Karboksilat

Langkah pertama yang perlu dilakukan adalah dimasukkan 0,5 ml larutan sampel (asam asetat, asam format, asam propionat) ke dalam tabung reaksi lalu ditambahkan 0,5 ml NaOH. Kemudian dikocok agar larutan homogen. Maka didapatkan perubahan yang terjadi secara berturut-turut adalah pada sampel asam asetat larutan berwarna bening, sampel asam format larutan berwarna bening, sampel asam propionat larutan berwarna bening dan terdapat gelembung. Hal tersebut menunjukkan hanya asam propionat yang bereaksi positif pada pembentukan garam karboksilat, yang ditunjukkan dengan munculnya gelembung. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

CH₃COOH + NaOH CH₃COONa + H₂O

Asam asetat

HCOOH + NaOH HCOONa + H₂O

Asam format

C₂H₅COOH + NaOH C₂H₅COONa + H₂O

Asam propionat

3. Esterifikasi

Langkah pertama yang perlu dilakukan adalah dimasukkan ke dalam tabung reaksi 0,5 ml etanol 70% lalu ditambahkan 0,5 ml asam asetat dan 3 tetes H₂SO₄ pekat Kemudian dikocok agar larutan homogen dan dipanaskan dalam penangas air selama 5 menit, pemanasan dilakukan untuk mempercepat reaksi yang berlangsung. Maka didapatkan sebagai berikut pada sampel asam format warna larutan bening, ada gelembung, setelah dipanaskan bau menyengat. Sampel asam propionat warna larutan bening, setelah dipanaskan tetap bau sangat menyengat. Sampel asam asetat warna larutan bening, setelah dipanaskan bau menyengat. Percobaan tersebut diketahui bahwa asam propionat lebih reaktif daripada sampel yang lain, karena menghasilkan bau yang sangat menyengat. Sampel asam asetat yang paling tidak bereaksi.

Langkah kedua yang perlu dilakukan adalah dimasukkan ke dalam tabung reaksi 0,5 ml etanol absolut lalu ditambahkan 0,5 ml asam asetat dan 3 tetes H₂SO₄ pekat Kemudian dikocok agar larutan homogen dan dipanaskan dalam penangas air selama 5 menit, pemanasan dilakukan untuk mempercepat reaksi yang berlangsung. Maka didapatkan sebagai berikut pada sampel asam format ada gelembung, setelah dipanaskan bau menyengat. Sampel asam propionat warna larutan bening, ada 2 lapisan (atas bening, bawah kuning) setelah dipanaskan tetap bau menyengat. Sampel asam asetat warna larutan bening, setelah dipanaskan bau tidak menyengat. Percobaan tersebut diketahui bahwa asam propionat lebih reaktif dari pada sampel yang lain, karena menghasilkan bau yang menyengat. Asam asetat paling tidak bereaksi. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

_H⁺, _kalor

CH₃CO₂H + CH₃CH₂­OH CH₃CO₂CH₂CH₃ + H₂O

Asam asetat etanol ^H₂^SO₄ etil asetat

Reaksi yang terjadi pada etanol 70% dan etanol absolut adalah sama seperti di atas. Bedanya hanya pada bau yang dihasilkan. Etanol 70% baunya adalah bau balon dan sedikit bau asetat (menyengat). Sedangkan pada etanol absolut berbau balon (keton) saja. Hal ini disebabkan pada etanol 70% terdapat 30% air, yang berfungsi sebagai pengikat air, sehingga ketika larutan dituangkan ke air menghasilkan bau yang menyengat.

4. Oksidasi

a. Oksidasi dengan KMnO₄

Langkah pertama yang perlu dilakukan adalah memasukan ke dalam tabung reaksi 0,5 ml asam format dan ditambahkan 2 tetes KMnO₄. Kemudian dipanaskan dalam penangas selama 2 menit, pemanasan dilakukan untuk mempercepat reaksi yang berlangsung. Maka didapatkan utnuk sampel asam format warna cokelat, kemudian warna larutan menjadi bening setelah ditambah sampel, setelah dipanaskan tidak ada endapan. Sampel asam asetat didapatkan warna ungu, setelah dipanaskan ada endapan merah bata. Sampel asam propionat didapatkan warna merah kekuningan, setelah dipanaskan ada endapan cokelat tua. Hal tersebut menunjukkan bahwa asam asetat dan asam propionat lebih reaktif dari pada asam format dalam reaksi Oksidasi dengan KMnO₄. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

KMnO₄^-

HCOOH + O CO₂+ H₂O

Asam format

_Kalor

CH₃COOH + KMnO₄^- CH₂ + CO₂ + H₂O

Asam asetat

_Kalor

CH₂CH₃COOH + KMnO₄^- 2CH₂ + CO₂ + H₂O

Asam propionat

b. Oksidasi dengan pereaksi fehling

Langkah pertama yang perlu dilakukan adalah dimasukkan ke dalam tabung reaksi 0,5 ml asam format dan ditambahkan 0,5 ml fehling A dan B. Kemudian dipanaskan dalam penangas selama 2 menit pemanasan dilakukan untuk mempercepat reaksi yang berlangsung. Pada sampel asam format larutan terdiri atas dua bagian, lapisan atas berwarna biru tua dan lapisan bawah berwarna kuning kecoklatan. Pada asam asetat, setelah dilakukan pemanasan pada larutan, tidak terjadi perubahan secara fisik pada larutan, yakni larutan tetap berwarna biru muda. Hal ini menunjukkan bahwa asam asetat tidak bisa dioksidasi oleh reagen fehling disebabkan karena asam asetat tergolong asam lemah, sehingga memiliki daya oksidasi yang lemah pula dan tidak dapat mereduksi larutan fehling. Reaksi yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut:

_{Fehling A dan B (Kalor)}

HCOOH + 2CuO CO₂ + H₂O + Cu₂O

Asam format

_{Fehling A dan B (Kalor)}

CH₃COOH + 2CuO CH₂CO₂ + H₂O + Cu₂O

Asam asetat

_{Fehling A dan B (Kalor)}

CH₂CH₃COOH + 2CuO CH₂CH₂CO₂ + H₂O + Cu₂O

Asam Propionat

5. Reaksi garam karboksilat

Langkah pertama yang perlu dilakukan adalah dimasukkan ke dalam tabung reaksi 0,5 ml Na-Asetat dan ditambahkan 0,5 ml FeCl₃ hingga terbentuk warna merah. Maka didapatkan larutan berwarna orange setelah dipanaskan warna larutan berubah lagi menjadi warna orange tua. Hal tersebut menunjukan bahwa terjadi reaksi positif dari na-asetat. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

3NaCH₃COO + FeCl₃ 3NaCl + 3CH₃COO^- + Fe³⁺

6CH₃COO^- + 3Fe³⁺ + 2H₂O [Fe (OH)₂ (CH₃COO)₆]⁺ + 2H⁺

VI. KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini adalah:

1. Percobaan dengan oksidasi aldehid didapatkan asetaldehid reaktif dalam pembentukan asam karboksilat.

2. Percobaan hidrolisis ester didapatkan reaksi positif dari etil asetat karena timbulnya bau balon yang menunjukkan proses pembentukan asam karboksilat.

3. Reaksi garam karboksilat dengan asam sulfat didapatkan reaksi positif dari Na-asetat karena timbulnya bau kapur barus yang menunjukkan proses pembentukan asam karboksilat.

4. Percobaan pembentukan garam karboksilat didapatkan asam propionat yang bereaksi positif pada pembentukan garam karboksilat, ditunjukkan dengan munculnya gelembung.

5. Percobaan esterifikasi, dengan etanol diketahui sampel asam propionat lebih reaktif dari pada sampel yang lain, karena menghasilkan bau yang sangat menyengat. Asam asetat yang paling tidak bereaksi.

6. Percobaan oksidasi dengan KMnO₄ didapatkan asam asetat dan asam propionat lebih reaktif dari pada asam format dalam reaksi Oksidasi dengan KMnO₄.

7. Percobaan reaksi garam karboksilat terjadi reaksi positif dari Na-asetat karena terjadi perubahan pada saat pemanasan, dengan terbentuknya warna orange tua.

DAFTAR PUSTAKA

Fessenden, Ralph J, dan Fessenden, Joan S. 1997. Dasar-dasatr Kimia Organik. Bina Aksara. Jakarta.

Riawan, S. 1990. Kimia Organik Edisi 1. Binarupa Aksara. Jakarta.

Wilbraham, Antony C. 1992. Pengantar Kimia Organik 1. ITB. Bandung.