KIMIA ORGANIK II

KARBOHIDRAT

Karbohidrat atau sakarida memiliki rumus umum Cn(H2O)m. Karbohidrat dapat dikelompokkan menjadi polisakarida, oligosakarida, dan monosakarida. Polisakarida tergolong senyawa polimer, meliputi amilum, glikogen, selulosa, dan inulin. Sedang oligosakarida meliputi disakarida, trisakarida, dan tetrasakarida; masing-masing merupakan dimer, trimer,dan tetramer. Pembahasan umum hanya ditujukan pada disakarida, yang meliputi sukrosa (sakarosa), maltosa dan laktosa. Monosakarida merupakan monomer dari dimer dan polimer yang diuraikan di atas. Terdapat tiga jenis monosakarida, yaitu glukosa, galaktosa, dan fruktosa. Glukosa dan galaktosa tergolong aldoheksosa, sedang fruktosa adalah ketoheksosa. Aldoheksosa merupakan suatu heksosa yang memiliki gugus fungsi aldehida, sedang ketoheksosa adalah heksosa yang mengandung gugus fungsi keton.

Monosakarida (dari Bahasa Yunani mono: satu, sacchar: gula) adalah senyawa karbohidrat dalam bentuk gula yang paling sederhana. Beberapa monosakarida mempunyai rasa manis. Sifat umum dari monosakarida adalah larut air, tidak berwarna, dan berbentuk padat kristal. Contoh dari monosakarida adalah glukosa (dextrosa), fruktosa (levulosa), galactosa, xylosa dan ribosa. Monosakarida merupakan senyawa pembentuk disakarida (seperti sukrosa) dan polisakarida (seperti selulosa dan amilum).

Monosakarida digolongkan berdasarkan jumlah atom karbon yang dikandungnya (triosa, tetrosa, pentosa, heksosa, dan heptosa) dan gugus aktifnya, yang bisa berupa aldehida atau keton. Ini kemudian bergabung, menjadi misalnya aldoheksosa dan ketotriosa.

Selanjutnya, tiap atom karbon yang mengikat gugus hidroksil (kecuali pada kedua ujungnya) bersifat optik aktif, sehingga menghasilkan beberapa karbohidrat yang berlainan meskipun struktur dasarnya sama. Sebagai contoh, galaktosa adalah aldoheksosa, namun memiliki sifat yang berbeda dari glukosa karena atom-atomnya disusun berlainan.

Permasalahan : mengapa glukosa dan galaktosa itu dikatakan berbeda sedangkan ia sama-sama tergolongan aldoheksosa??

Ujian Akhir Semester

Kimia Organik I

Dosen: Dr Syamsurizal, M.Si

  Jawaban diposting diblog dan diprint jawabannya diserahkan ke UNJA Pasar dengan staf administrasi paling lambat  tanggal 8 Januari 2014.


1.  Jelaskan dengan dilengkapi data-data fisik dan  kimia bahwa senyawa aromatik lebih mudah disubstitusi dari pada diadisi. Berikan sekurang-kurangnya tiga contoh. Mengapa demikian.

2.   Jelaskan dan buktikan dengan data-data fisik dan kimia bahwa senyawa aromatik berpotensi sebagai bahan bakar, bandingkan datanya dengan bahan bakar komersil.

3.   Anda telah memahami mengapa fenol lebih asam dari pada alkohol. Bandingkan pH fenol dengan asam asetat, selanjutnya bagaimana caranya membuat  fenol lebih bersifat asam dari pada asam asetat(pH fenol lebih kecil dari pada pH asam asetat). Berikan contohnya.

4  Eter secara umum lebih non polar dari pada alkohol. Temukan sekurang-kurangnya  tiga contoh eter yang lebih polar dari pada alkohol, kemukakan alasannya satu persatu.

Jawaban:

1.          Menurut dari sifat fisik dan sifat kimianya senyawa aromatik yaitu:

1. Sifat fisika

• zat cair tidak berwarna
• memiliki bau yang khas 
• mudah menguap
• benzene digunakan sebagai pelarut 
• tidak larut dalam pelarut polar seperti air tetapi larut dalam senyawa yang kurang polar seperti eter dan tetraklorometana.
• larut dalam berbagai pelarut organik
• benzena dapat membentuk campuran azeotrop dengan air
• densitas : 0,88

2. sifat kimia

• bersifat toksik karsinogenik ( hati-hati menggunakan benzena sebagai pelarut hanya gunakan jika tidak ada alternatif lain misalnya toluena .
• merupakan senyawa nonpolar
• tidak begitu reaktif tetapi mudah terbakar dengan menghasilkan banyak jelaga
• lebih mudah mengalami reaksi subtitusi dari pada adisi  

Dan didalam sifat kimianya di jelaskan senyawa aromatik lebih mudah mengalami reaksi subtitusi dari pada adisi. Pertanyaannya mengapa demikian? Menurut saya, Senyawa aromatic sukar diadisi karena ikatannya yang kuat sehingga sulit untuk di putuskan, jalannya reaksi resonansi karena delokalisasi atau perpindahan elektron dengan cepat membuatkan senyawa tersebut sukar diadisi.

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

2.  Dalam kimia organic ada yang namanya pembakaran sempurna dengan pembakaran tidak sempurna ,senyawa yang pembakarannya sempurna berarti pada saat terjadi proses pembakaran senyawa tersebut habis bereaksi dengan oksigen tanpa meninggalkan atau menyisahkan karbon sehingga memiliki nilai oktan yang tinggi. Senyawa aromatic memiliki bilangan oktan yang tinggi contohnya yaitu pada dasarnya senyawa  benzena adalah digunakan sebagai peningkat nilai Oktan pada bahan bakar kendaraan seperti bensin, dan semakin tinggi nilai oktan di dalam bahan bakar maka semakin tinggi pula lah kualitas bahan bakar tersebut dan semakin mahal lah bahan bakar tersebut. 

Angka oktan pada awalnya didefinisikan sebagai ukuran bahan bakar yang memiliki kesetaraan karakteristik ketukan (knocking) yang sama dengan persentase rasio isooktan dan heptana seperti yang sudah disebutkan. Totalnya memang 100 %. Ternyata dalam prakteknya ada bahan bakar tertentu yang melebihi karakteristik ketukan lebih dari unjuk kerja isooktana murni (100 %), berdasarkan hal ini maka definisi angka oktan diperluas dan melebihi nilai 100. Sebagai contoh adalah angka okta benzena = 101, etana = 108, propana = 110, isopropanol = 118, etanol = 129 dan metana = 135. Pertamax adalah bahan bakar minyak andalan Pertamina. Pertamax, seperti halnya Premium, adalah produk BBM dari pengolahan minyak bumi. Pertamax dihasilkan dengan penambahan zat aditif dalam proses pengolahannnya di kilang minyak. 

Salah satu karakteristik bahan bakar bensin adalah sifat anti ketukan yang dinyatakan dengan angka oktana. Penentuan angka oktana di Indonesia menggunakan mesin CFR (cooperative fuel research). Pemakaian mesin CFR di Indonesia memiliki kendala, yaitu jumlah unit terbatas dan usia tua. Penelitian ini bertujuan mendapatkan angka oktana bahan bakar komersial dengan menggunakan model kinetika. Model kinetika oksidasi dan pembakaran bahan bakar rujukan utama dan model hidrokarbon multikomponen yang telah divalidasi masing-masing digunakan untuk menghitung waktu tunda ignisi bahan bakar rujukan utama dan bahan bakar komersial. Waktu tunda ignisi bahan bakar rujukan utama dan bahan bakar komersial dihitung pada tekanan dan temperatur awal, serta rasio ekuivalensi yang sama. Angka oktana suatu bahan bakar komersial diketahui apabila waktu tunda ignisinya cocok dengan waktu tunda ignisi bahan bakar rujukan utama yang      memiliki persen volume isooktana tertentu. Model menghasilkan angka oktana bahan bakar komersial BB-A sebesar 92,5, BB-B 94,5, BB-C 89, BB-D 90,5 dan BB-E 91,5 yang memiliki ketepatan yang tinggi terhadap klaim produser bahan bakar komersial.

3.     Untuk keasaman fenol diuji pH nya dan dibandingkan dengan pH asam asetat. Hasil menunjukkan  bahwa  fenol jauh lebih asam dibanding asam asetat, karena fenol memiliki sifat yang cenderung asam, artinya ia dapat melepaskan ion H+ dari gugus hidroksilnya. Pengeluaran ion tersebut menjadikan anion fenoksida C6H5O- yang dapat dilarutkan dalam air. Fenol lebih asam karena ikatan kuat cincin aromatik dengan oksigen sementara ikatan antara oksigen dan hidrogen lebih lemah, dan Gugus –OH pada aromatik (fenol) sulit tersubtitusi dibandingkan gugus –OH pada alkohol. PH fenol leboh kecil dari pada Ph asam asetat (pK_a = 4,74), Karena itu fenol lebih asam dibanding alkohol, maka dari pada itu untuk membuat fenol lebih asam dari pada asam asetat , caranya fenol diubah menjadi natrium fenoksida dengan memakai NaOH (logam Na dipakai  untuk mengubah alkohol menjadi ion alkoksida).

4.           Pertama Dietil eter, yang  dikenal sebagai eter dan etoksi etana, adalah cairan mudah terbakar yang jernih, tak berwarna, dan bertitik didih rendah serta berbau khas. Anggota paling umum dari kelompok campuran kimiawi yang secara umum dikenal sebagai eter ini merupakan sebuah isomernya butanol. Berformula CH₃-CH₂-O-CH₂-CH₃, dietil eter digunakan sebagai pelarut biasa dan telah digunakan sebagai anestesi umum. Eter dapat dilarutkan dengan menghemat di dalam air (6.9 g/100 mL). Dietil eter merupakan sebuah pelarut laboratorium yang umum dan memiliki kelarutan terbatas di dalam air, sehingga sering digunakan untuk ekstrasi cair-cair. Dietil eter memiliki angka setana yang tinggi, 85 sampai 96, digunakan sebagai salah satu cairan awal untuk mesin diesel dan bensin^[5] karena keatsiriannya yang tinggi dan temperatur autosulutan.

Kedua Detergen (C₆H₅NaSO₃) Hal ini disebabkan karena unsur (Hidrogen), (Oksigen), (Natrium), (Karbon), dan (Sulfur) tertarik oleh unsur (Hidrogen) dan (Oksigen) yang ada pada air. Hal ini dikarenakan beberapa unsur itu mempunyai nilai keelektronegatifan yang berbeda dan beberapa dari unsur itu cenderung berikatan satu sama lain dan membentuk suatu senyawa yaitu larutan detergen . Eter bersifat sedikit polar karena sudut ikat C-O-C eter adalah 110 derajat, sehingga dipol C-O tidak dapat meniadakan satu sama lainnya. Eter lebih polar daripada alkena, namun tidak sepolar alkohol, ester, ataupun amida. Itu karna Molekul-molekul eter tidak dapat berikatan hidrogen dengan sesamanya, sehingga mengakibatkan senyawa eter memiliki titik didih yang relatif rendah dibandingkan dengan alkohol.

Ketiga dietil eter  yaitu mempunyai kelarutan dalam air kira-kira 8 gr per 100 gr air. Ini disebabkan karena  adanya ikatan hydrogen antara eter dan air, ikatan R-O-R tidak membentuk sudut 180^o sehingga momen dipolnya tidak saling meniadakan. Oleh karena itu, eter masih mempunyai momen dipol (momen dipole dietil eter 1.18 D). Kecilnya momen dipole eter tidak banyak mempengaruhi titik didihnya, dimana titik didih eter kurang lebih sama dengan senyawa alkana yang mempunyai berat molekul relative sama. Ikatan hydrogen menyebabkan molekul-molekul alcohol terikat lebih kuat, sedangkan pada eter tidak terjadi ikatan hydrogen. Namun demikian, eter masih dapat larut dalam air.

ETER

Pengertian Eter

Eter adalah nama segolongan senyawa organik yang mengandung unsur-unsur C, H, dan O dengan rumus umum R-O-R'. Bila rumus umum ini dikaitkan dengan rumus air (HOH), maka eter dapat dianggap sebagai turunan dialkil dari senyawa air.

Eter dapat digilongkan menjadi dua jenis, yaitu eter simetris dan eter asimetris. Kalau dalam rumus umum eter R = R', maka eter tersebut dinamakan eter sederhana atau eter simetrik. Tetapi bila R ≠ R', dinamakan eter campuran atau eter asimetrik. Di samping yang mempunyai gugus alkil (R) terdapat pula eter yang mengandung gugus aril (Ar) yang rumus umumnya dinyatakan dengan Ar-O-Ar' atau Ar-O-'R.

Struktur Eter

Eter mempunyai rantai C-O-C  yang mempunyai sudut ikatan sebesar 104,5º dan jarak antara atom C dengan O adalah sekitar 140 pm. Halangan rotasi untuk ikatan C-O sangat kecil. Ikatan oksigen dalam eter, alkohol dan air sangatlah mirip. Pada teori ikatan valensi, hibridisasi oksigen adalah sp³.

Oksigen lebih elektronegatif daripada karbon, dengan demikian hidrogen alfa eter bersifat lebih asam daripada hidrokarbon sederhana, tetapi jauh kurang asam dibandingkan dengan hidrogen alfa golongan karbonil (seperti aldehida dan keton).

Sifat-Sifat Eter

Berbeda dengan senyawa-senyawa alkohol, eter mempunyai sifat-sifat sebagai berikut :

1) Titik didih rendah sehingga mudah menguap

2) Sulit larut dalam air, karena kepolarannya rendah

3) Sebagai pelarut yang baik senyawa-senyawa organik yang tak larut dalam air

4) Mudah terbakar

5) Pada umumnya bersifat racun

6) Bersifat anastetik (membius)

7) Eter sukar bereaksi, kecuali dengan asam halida kuat (HI dan H Br)

Eter memiliki beberapa sifat khas, yaitu:
1. Sifat Fisis

• Senyawa eter dengan rantai C pendek berbentuk cair pada suhu kamar
• Semakin panjang rantai C suatu senyawa eter, maka titik didihnya akan semakin tinggi, namun tetap relatif rendah dibandingkan alkohol
• Kurang polar sehingga susah/tidak dapat larut dalam air. Pada suhu kamar, kelarutan eter dalam air hanya 1,5%

2. Sifat Kimia

• Eter mudah terbakar membentuk gas karbon dioksida dan uap air
• Secara umum merupakan senyawa yang reaktifitasnya rendah, namun masih lebih tinggi dibandingkan alkana
• Tidak dapat bereaksi dengan logam aktif
• Dapat bereaksi dengan fosfor pentaklorida (PCl₅)
• Dapat terurai oleh asam halida

Reaksi Terhadap Eter

Eter merupakan suatu senyawa organik yang tidak terlalu reaktif. Dengan kata lain, eter hanya dapat mengalami reaksi khusus. Reaksi terhadap eter adalah:

1.    Reaksi oksidasi eter

2.    Reaksi eter dengan asam

3.    Reaksi hidrolisis eter

4.    Reaksi eter dengan halogen

ALKOHOL DAN FENOL

Alkohol dan fenol merupakan dua senyawa organik yang mempunyai struktur yang serupa, tetapi gugus fungsi pada fenol melekat langsung pada cincin aromatik.Hidrokarbon berlaku sebagai dasar pengelompokan senyawa organik. Suatu senyawa non hidrokarbon yang mana mengandung rantai karbon atau cincin atom-atom karbon yang sama.Yang akan dibahas terbatas pada derivate sederhana yang diperoleh dari menggantikan satu, dua, atau tiga atom hydrogen dalam molekul hidrokarbon, dengan atom oksigen atau gugus hidroksil. Adanya atom-atom atau gugus-gugus atom menentukan sebagian besar sifat fisika dan kimia molekul itu. Atom ataupun gugus atom yang paling menentukan sifat suatu zat dirujuk sebagai gugus fungsional.

Alkohol dan fenol adalah senyawa yang sama-sama mengandung gugus OH. Walaupun sama-sama memiliki gugus -OH, akan tetapi sifat kedanya tidaklah sama.

Berikut sifat-sifat darimasing-masing gugus fungsi

Alkohol

•sebagian gugus alkohol larut dalam air, tetapihanya alkoholdengan struktur yang

kecil saja/berat molekul ringan

•baik alkohol maupun fenol tidak larutdalam n-heksan

•Jika diberi reagen Lucas, alkohol primer--> tidak terjadi pemisahan fase, alkohol

sekunder -> terjadi pemisahan fase jika dipanaskan, alkohol tersier -> terjadi

pemisahan fase tanpa pemanasan.

•Jika diuji asam kromat, alkohol primer -> asam karboksilat, alkohol sekuner ->

keton dan alkohol tersier -> tidak dapat dioksidasi oleh asam kromat

•Alkohol tidak dapat bereaksi dengan FeCl3

•Keasaman alkohol lebih rendah dibandingkan fenol

Fenol

•kelarutan fenol dalam air akan berkurang jika gugus nonpolar terikat pada cincin

 aromatik

•baik alkohol maupun fenol tidak larut dalam n-heksan

•jika diberi reagen lucas, tidak terjadi reaksi

•Fenol tidak dapat dioksidasi oleh asam kromat

•Fenol bereaksi dengan FeCl3 dan memberikan warna merah-ungu

•Keasaman fenol lebih tinggi dari alkohol

Alkohol dan Fenol yang disebut sebagai alkohol aromatik mempunyai rumus struktur R-OH. Dimana pada alkohol (alkohol alifatik) R adalah gugus alkil. Sedangkan perbedaan nya dengan fenol adalah gugus R nya adalah gugus aril (Benzena yang kehilangan 1 atom H atau -C₆H₅).

Alkohol dapat dibagi menjadi alkohol primer, sekunder dan tersier berdasarkan posisi gugus hidroksil (-OH) pada atom C.

R-CH₂-OH                   R₂-CH-OH                            R₃C-OH

Alkohol primer          Alkohol sekunder            Alkohol tersier

Alkohol banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya etanol digunakan sebagai pelarut sterilisasi alat kedokteran, campuran minyak harum dan lainnya.

Fenol (fenil alkohol) mempunyai substituen pada kedudukan orto, meta atau para. Fenol berguna dalam sintesis senyawa aromatis yang terdapat dalam batu bara.  Turunan senyawa fenol (fenolat) banyak terjadi secara alami sebagai flavonoid alkaloid dan senyawa fenolat yang lain. Contoh dari senyawa fenol adalah eugenol  yang merupakan minyak pada cengkeh.

Dalam fenol, gugus –OH terikat pada karbon yang menjadi bagian langsung dari cincin aromatik. Alkohol dan fenol memiliki kemiripan dalam beberapa hal, tetapi terdapat perbedaan yang cukup mendasar sehingga kedua kelompok senyawa ini dianggap sebagai kelompok gugus fungsi yang berbeda.

Salah satu perbedaan utama adalah fenol bersifat jutaan kali lebih asam daripada alkohol. Penambahan sejumlah larutan natrium hidroksida ke dalam fenol akan menyebabkan gugs –OH dalam molekul terdeprotonasi, hal ini tidak akan terjadi pada alkohol. 

Perbedaannya:
1. Alkohol memiliki rantai karbon terbuka, fenol memiliki rantai karbon tertutup/melingkar.
2. Alkohol dan fenol bersifat asam lemah. Namun, sifat asam pada fenol lebih kuat daripada

    alkohol karena fenol memiliki anion dengan muatan negatif yang disebar oleh cincin

    karbon melingkar. Alkohol adalah asam yang sangat sangat sangat lemah, hampir netral.
3. Alkohol tidak bereaksi dengan basa (karena sifatnya yang sangat lemah), sedangkan fenol

     bereaksidenganbasa.
4. Alkohol bereaksi dengan Na atau PX3, sedangkan fenol tidak bereaksi. (X adalah halogen)
5. Alkohol bereaksi dengan asam karboksilat, sedangkan fenol tidak.

Perbedaan alkohol dan fenol

Fenol	Alkohol
Bersifat asam	Bersifat netral
Bereaksi dengan NaOH (basa), membentuk garam natrium fenolat	Tidak bereaksi dengan basa
Tidak bereaksi dengan logam Na atau PX3	Bereaksi dengan logam Na atau  PX3
Tidak bereaksi dengan RCOOH namun bereaksi dengan asil halida (RCOX) membentuk ester	Bereaksi dengan RCOOH namun bereaksi dengan asil halida (RCOX) membentuk ester

Sifat-Sifat Alkohol

1.      Sifat Fisik

a.       Tiga suku pertama alkohol (metanol, etanol, dan propanol) mudah larut dalam air

         denga semua perbandingan. Alkohol merupakan cairan tidak berwarna (jernih) dan

         berbau khas

b.      Titik cair dan titik didihnya meningkat sesuai dengan bertambahnya Mr alkanol.

2.      Sifat Kimia

a.       Ikatan Hidrogen, Antarmolekul hidrogen terdapat ikatan hidrogen.

b.       Kepolaran, Alkohol bersifat polar karena memiliki gugus OH. Kepolaran alkohol

          akan makin kecil jika suhunya makin tinggi.

c.       Reaksi Dengan Logam, Alkohol kering dapat bereaksi dengan logam K dan Na.

d.      Oksidasi, Alkohol primer dan sekunder dapat dioksidasi dengan menggunakan

         oksidator, tetapi alkohol tersier tidak.

Penggunaan Alkohol

Beberapa penggunaan senyawa alkohol dalam kehidupan sehari-hari antara lain :

1.      Pada umumnya alkohol digunakan sebagai pelarut. Misalnya vernis

2.      Etanol dengan kadar 76% digunakan sebagai zat antiseptik.

3.      Etanol juga banyak sebagai bahan pembuat plastik, bahan peledak, kosmestik.

4.      Campuran etanol dengan metanol digunakan sebagai bahan bakar yang biasa dikenal

         dengan nama Spirtus. Etanol banyak digunakan sebagai bahan dasar pembuatan

         minuma keras.