bisa bisa bisa!!!: Sikloheksanon

I. Judul Percobaan

Pembuatan Sikloheksanon

II. Tujuan Percobaan:

Pada akhir percobaan mahasiswa diharapkan:

A. Terampil dalam melakukan oksidasi alcohol sekunder siklik

B. Dapat memahami reaksi oksidasi alcohol sekunder siklik

III. Landsan Teori

Sikloheksanon adalah senyawa organic yang berupa cairan berminyak dan memiliki semburat kuning untuk cahaya dan bau menyengat. Sikloheksanon memilki C₆H₁₀O formula dan sedikit larut dalam air dan benar-benar larut dengan pelarut umum (Liang, 2012: Diakses pada tanggal 20 Mei 2012).

Pembuatan sikloheksanon merupakan oksidasi alcohol sekunder siklik menjadi keton siklik dengan menggunakan kalium kromat sebagai oksidator dalam suasana asam.

+ H2O

Kondisi optimum reaksi redoks iniyaitu pada temperature 55-60⁰C. Pemisahan dan pemurnian sikloheksanon dari reaksi ini dilakukan berdasarkan sifat fisiknya (Tim Dosen Kimia Organik, 2012 : 17).

Alcohol adalah senyaw yang mempunyai gugus fungsi hidroksil yang terikat pada atom karbon jenuh. Alcohol mempunyai rumus umum ROH, dimana R merupakan alkil, alkil tersubstitusi, atau hidrokarbon siklik. Alcohol diklasifikasikan menjadi tiga kelompok yaitu alcohol primer, sekunder dan tersier. Alcohol dapat dianggap merupakan turunan dari air (H₂0), dimana satu atom hidrogenya diganti gugus alkil (Riswiyanto, 2009: 209).

Alkohol mempunyai rumus umum R-OH. Strukturnya serupa dengan air, tetapi satu hidrogennya diganti dengan satu gugus alkil. Gugus fungsi alcohol adalah gugus hidroksil,-OH. Fenol mempunyai gugus yang sama seperti alcohol, tetapi gugus fungsi melekat langsung pada cincin aromatik (Hart, 2009:162).

Menurut Hart (2009), mengemukakan alkohol digolongkan kedalam primer (1⁰), sekunder (2⁰), atau tersier (3⁰), bergantung pada satu gugus organic yang berhubungan dengan atom karbon pembawa gugus hidroksil.

Pembuatan keton ada 3 yaitu sebagai berikut:

1. Oksidasi alkohol sekunder

oksidasi

Contoh :

CH3CHCH3 CH3-C-CH3 +H2O

I II

OH O

Mengalirkan uap alkohol (sekunder) diatas tembaga panas.

Contoh :

CH3CHCH2CH3 CH3-C-CH2CH3+ H20

I Suhu tinggi

3. Memanaskan garam kalsium asam monokarboklsilat jenuh, cara ini dapat di terapkan untuk membuatkan keton sederhana (R-C-R) maupun keton.

MnO

Garam kalsium yang dipanaskan harus disesuaikan dengan keton yang di buat. Untuk membuat sejumlah keton dapat ditempuh dengan cara mengalirkan uap suatu asam monokarboksilat diatas katalis logam/ oksida logam yang dipanaskan. Sebagai contoh, aseton dapat diperoleh dengan mengalirkan uap asam asetat diatas katalis MnO.

2CH3COOH CO2+H2O+CH3-C-CH3

O (Parlan, 2003 : 168-169).

Alkohol dengan paling sedikit satu hidrogen melekat pada karbon pembawa gugus hidroksil dapat dioksidasi menjadi senyawa-senyawa karbonil. Alkohol primer mengahsilkan aldehida yang dapat dioksidasi lebih lanjut menjadi asam, alcohol sekunder menghasilkan keton.

H H OH

I Oksidator I oksidator I

R – C – OH R – C = O R - C = O

Alkohol primer aldehid asam

H R

I Oksidator I

R – C – OH R – C = O

Alcohol sekunder keton

Alkohol tersier tidak dapat dioksidasi. Oksidator yang umum digunakan di laboratorium untuk tujuan ini adalah asam kromat, H2CrO4 (diturunkan dari kalium dikromat, K2Cr2O7, dan asam kuat), dan kromat anhidrida, CrO3 yang keduanya mengandung Cr⁶⁺. Contoh reaksi ini adalah oksidasi sikloheksanol menjadi sikloheksanon.

Sikloheksanol sikloheksanon

Td 161⁰C td 155,6^oC

Walaupun mekanisme oksidasi cukup rumit diketahui bahwa reaksi berlangsung melalui ester kromat dengan alkohol. Ester ini kemudian mengalami reaksi eliminasi dengan melepaskan proton.

R2CHOH + OH – Cr – OH R – C –R – O – Cr - OH

R-C = 0 + H⁺+ HcrO₃^-

(Hart, 2009 : 173).

Salah satu reaksi alkohol yang sangat berharga adalah reaksi oksidasi membentuk senyawa karbonil, sedangkan reduksi karbonil akan menghasilkan alkohol oksidasi. oksidasi alkohol mengakibatkan hilangnya satu atau lebih atom hidrogen (hidrogen- α) yang terikat pada atom karbon yang mempunyai gugus –OH. Alkohol primer mempunyai dua hingga – α yang salah satu atau keduanya dapat dilepaskan, sehingga alkohol primer berubah menjadi aldehida atau asam.

Alkohol sekunder akan di oksidasi dengan mudah menjadi keton. Oksidasi dalam skala besar dan murah sering menggunakan natrium dikromat dalam larutan asam asetat (Riswiyanto, 2009 : 218).

Dalam tatanama IUPAC, nama keton menggunakan akhiran spesifik –on sebagai pengganti dari akhiran –a dalam nama alkan yang terkait (jumlah atom karbonnya sama). Nama trivial untuk keton menggunakan cara seperti halnya dalam penamaan eter, yaitu dengan menyebutakan nama gugus-gugus yang terikat pada gugus karbonil, kemudian dengan kata keton. (Parlan, 2003 : 165-166).

IV. Metode Percobaan

A. Alat dan Bahan

1. Alat

a. Erlenmeyer bertutup asa

b. Labu destilasi 500 ml

c. Pendingin tegak

d. Corong biasa

e. Labu alas bundar

f. Gelas ukur 10 ml dan 100 ml

g. Termometer 100⁰C

h. Gelas kimia 250 ml dan 1000ml

i. Corong pisah 100 ml

j. Pengaduk

k. Labu semprot

l. Kaki tiga dn kasa asbes

m. Bunsen

n. Lap halus dan lap kasar

2. Bahan

a. Kalium bikromat

b. Asam sulfat pekat

c. Sikloheksanol

d. Air es

e. NaCl bersih

f. Petrelium eter

B. Prosedur kerja

1. Melarutkan kalium bikromat 10,2 gram dalam 50 ml air dalam gelas kimia 250 ml.

2. Menambahkan dengan hati-hati 5 ml asam sulfat pekat, kemudian campurn tersebut didinginkan sampai 30⁰C, kemudian memasukkan 5 ml sikloheksanol dalam erlenmeyer 250 ml aikit dtautan kalium bikromat sedu lablam labu tersebut, menambahkan laru alas bundar.

3. Kedalam labu tersebut, menambahkan larutan kalium bikromat sedikit demi sedikit dan labu dikocok sampai larutan bercampur dengan baik dan mengamati, suhu campuran akan menjadi panas.

4. Apabila suhu mulai bersuhu 55⁰C, mendinginkan bagian luar labu dengan air dingin atau air es. Pendinginan diatur agar temperatur campuran tidak melebihi 60⁰C.

5. Memindahkan campurn tersebut kedalam labu destilasi 500 ml dan menambahkan 50 ml air, kemudian dipasang pendingin untuk destilasi. Campuran didestilasi sampai diperoleh kira-kira 65ml destilat yang terdirin reaksi dengan gar dari dua lapisan, lapisan air dan lapisan sikloheksanon (minyak).

6. Menjenuhkan campuran reaksi dengan garam NaCl bersih sbanyak 6,5 gram, kemudian memisahkan lapisan sikloheksanon (lapisan atas).

7. Mengekstraksi lapisan air dengan 6 ml petrelium eter. Kemudian menyatukan ekstrak dengan lapisan sikloheksanon, dan selanjutnya mengeringkan dengan 1,5 gram magnesium sulfat anhidrat.

8. Menyaring larutan kering ini kedalam labu destilasi kecil, dan mengeluarkan pelarutnya dengan cara destilasi. Akhirnya, residu sikloheksanon di destilasi dengan bunsen diatas kasa asbes, lalu mengumpulkan fraksi didih 154-156⁰C.

V. Hasil Pengamatan

Melarutkan kalium dikromat dalam air pada gelas kimia 250ml. Hasil pencampuran dari 10,2 kalium dikromat yang terbentuk serbuk berwarna orange dengan 50 ml air menghasilkan warna orange. Kemudian menambahkan 5 ml asam sulfat pekat sedikit demi sedikit. Hasil pencampuran berwarna orange. Kemudian menambahkan 5ml sikloheksanol ke dlam erlenmeyer yang ditaruh dalam baskom berisi air es, sehingga campuran menjadi berwarna cokelat kehitaman.

Selanjutnya mengocok campuran dengan baik di dalam baskom yang berisi air es, kemudian memasukkan kedalam labu destilasi dan memasangkan pada alat yang telah dirangkai, sehingga terbentuk destilat pada suhu 90⁰C dan mengumpulkan destilat sebanyak 32,5 ml yang terbentuk dua lapisan. Lapisan atas berwarna kuning (minyak) dan lapisan bawah berwarna bening.

Menjenuhkan campuran dengan NaCl bersih sebanyak 6,5 gr didalam corong pisah dan terbentuk dua lapisan, lapisan atas keruh dan lapisan bawah jernih. Kemudian memisahkan kedua lapisan. Lapisan bawah dimasukkan kedalam corong pisah dan diekstarksi dengan 6 ml petrelium eter dan terbentuk dua lapisan, lapisan atas berwarna bening (seperti minyak) dan lapisan bawah keruh.

Mencampurkan dengan kertas saring dengan berat kertas saring ) 0,5 gr dan diperoleh sikloheksanon berwarna bening sebanyak 1,5 gram.

VI. Analisis Data

Diketahui :

V sikloheksanol = 5 ml

ρ sikloheksanol = 0,94 g/ml

Mm sikloheksanol = 98 g/mol

Massa K₂Cr₂O₄=10,2 gr

V H₂SO₄ = 5 ml

ρ H₂SO₄ = 1,84 G/ ml

Mm H₂SO₄ = 98 g/mol

Mm K₂Cr₂O₇ = 294 g/mol

Ditanyakan. % rendemen ......?

Penyelesaian :

a) Massa sikloheksanol = V. Ρ

= 50 ml x 0,94 g/ml

= 4,7 gram

b) n sikloheksanol =

= 0,047 mol

c) Massa H₂SO₄ = Vx ρ

= 5 ml x 1,84 g/ml

= 9,2 gram

d) n H₂SO₄ =

= 0, 094 mol

e) n K2CrO7 =

= 0,035 mol

Reaksi reduksi oksidasi

Reduksi : Cr₂O7^2- + 14 H⁺ +6e^- 2Cr³⁺ + 7 H2O x1

Oksidasi : C6H11OH C6H10O + 2H⁺ + 2e^-x3

Redoks : Cr2O7^2- + 3C6H11OH + 8H⁺ 2Cr³⁺ + C6H10O+ 7 H2O

Cr₂O7² + 3C6H10O + 8H⁺ 2Cr³⁺ + C6H10O+ 7 H2O

Mula2 : 0,035 mol 0,047 mol 0,094 mol - - -

Bereaksi: 0,01 mol 0,03 mol 0,094 mol 0,02 mol 0,02 mol 0,02 mol

Setimbang:0,02mol 0,017mol - 0,02mol 0,03mol 0,07 mol

Massa C6H11OH(teori) = nC6H11O x Mm C6H10O

= 0,047x 98gr / mol

= 4, 606 gram

Massa hasil pengukuran dalam praktikum (Massa C6H11O) = 1,5 gr

Jadi, massa % rendemen =

% rendemen = x 100%

= x 100%

= 32, 567 %

VII. Pembahasan

Pada percobaan pembuatan sikloheksanon yang dilakukan dengan mengoksidasi alkohol sekunder siklik menjadi keton siklik dengan mengguankan kalium kromat sebagai oksidator dlam suasana asam.

Saat kalium bikromat dilarutkan dengan air, maka kalium bikromat akan terurai menjadi ion-ion Cr₂O₇^2- akan bereaksi dengan H⁺ dan menghasilkan larutan berwarna orange pekat, serta larutan terasa panas, karena H2SO4 bersifat panas. Adapun mekanisme reaksinya sebagi berikut:

Cr₂O7^2- + 14 H⁺ +6e^- 2Cr³⁺ + 7 H2O

Setelah penambahan H2SO4, larutan didiamkan hingga suhunya mencapai 30 ⁰C. Hal ini bertujuan agar pada saat penambahan kedalam sikloheksanol tidak menghasilkan panas terlalu tinggi. Fungsi H2SO4 yaitu sebagai katalisator dalam mempercepat reaksi. Kemudian larutan ditambahkan dengan sikloheksanol. Setelah didiamkan menghasilkan larutan cokelat kehitaman. Kenaikan suhu ini terjadi karena reaksi oksidasi sikloheksanol menjadi keton yang merupakan reaksi eksoterm yaitu reaksi yang melepaskan kalor.

Reaksinya sebagai berikut:

Cr₂O7² + 3C6H10O + 8H⁺ 2Cr³⁺ + C6H10O+ 7 H2O

Campuran yang dimasukkan kedalam labu erlenmeyer yang telah berisi sikloheksanol dn menghasilkan larutan hitam kehijauan. Suhu diatur antara 50-60⁰C, karna bila suhunya diatas 60⁰C maka yang terbentuk adalah senyawa lain bukan sikloheksanon dan apabila dibawah 50⁰C, sikloheksanon belum terentuk.

Selanjutnya campuran dimasukkan kedalam labu destilasi dan ditambahkan air, kemudian didestilasi sehingga diperoleh 32,5 ml destilat, yang terdiri dari dua lapisan. Lapisan atas sikloheksanon dan lapisan bawah air. Hal ini sesuai dengan teori bahwa air berada pada lapisan bawah karena memiliki massa jenis yang lebih besar daripada massa jenis sikloheksanon yaitu ρ air 1gr/mol, sedangkan ρ sikloheksanon 0,947 gr/mol.

Campuran kemudian n juga agar sikloheksanon dijenuhkan dengan 6,5 gram NaCl bersih yang berfungsi untuk menyempurnakan pemisahan antara sikloheksanon dengan air dan juga agar sikloheksanon tidak lagi bereaksi dengan unsur lain dari luar. Selain itu, larutan diekstrak kedalam corong pisah yang berfungsi memisahkan zat berdasarkan perbedaan massa jenis zat. Kemudian lapisan air diekstraksi dengan eter yang bertujuan untuk memisahkan sikloheksanon dengan air, dan terbentuk dua lapisan. Hal ini menandakan masih terdapat sikloheksanon dalam air. Untuk itu ditambahkan Na2SO4 yang berfungsi mengikat sisa-sisa air yang masih terdapat dalam sikloheksanon.

Berdasarkan teori, sikloheksanon yang diperoleh 4,606 gram dan berdasarkan praktik diperoleh 1,5 gram dengan rendemen 32, 567 %. Mekanisme reaksinya sebagai berikut:

K2Cr₂O7 + H2O 2K⁺ + Cr₂O7 ^2-

H₂SO₄ 2H⁺+ SO₄^-

Cr₂O7 ^2- + 2H⁺2Cr₂O₃^- + H₂O

+ CrO₃^- + O - CrO₂

+ O - CrO_{2 +}CrO₂^-

+ CrO₂^-+ CrO₂^-+ H₂O

+ H₂O + H₂O

VIII. Simpulan dan Saran

A. Simpulan

1. Sikloheksanon dibuat dengan mengoksidasi sikoheksanol dengan menggunakan kalium bikromat sebagai oksidatornya dalam suasana asam.

2. Reaksi oksidasi alkohol sekunder siklik melibatkan proses pengoksidasi gugus –OH oleh unsur oksigen dari zat oksidator K2CrO7, dimana gugus –OH dan atom H yang terikat pada atom C sekunder akan diganti oleh oksigen sehingga membentuk keton dan air.

3. Sikloheksanon yang diperoleh yaitu 1,5 gram dengan rendemen 32, 567%.

B. Saran

1. Sebaiknya praktikan lebih berhati-hati dan teliti dalam melakukan percobaan terutama dengan zat-zat yang berbahaya seperti asam sulfat pekat.

2. Diharapkan praktikan memahami alat dan cara kerja yang dilakukan untuk memperoleh hasil yang maksimal.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2010. Praktikum Kimia Organik Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia FMIPA ITB ( http : // id. Business-listing. Com). Diakses pada tanggal 20 Mei 2012.

Hart, Harold. 2009. Kimia Organik. Erlangga : Jakarta.

Liang, Marvin. 2012. Sikloheksanon (www.telonchem.com). Diakses pada tanggal 20 Mei 2012.

Parlan. 2003. Kimia Organik I. Malang : Universitas Negeri Makassar.

Riswiyanto. 2009. Kimia Organik. Jakarta : Erlangga.

Tim Dosen Kimia Organik.2012. Penuntun Praktikum Kimia Organik. Makassar : Universitas Negeri Makassar.

Wikipedia. 2012. Asam Adipat ( http : // id. Wikipedia. Org). Diakses pada tanggal 20 mei 2012.

JAWABAN PERTANYAAN

1. Bagaimana anda menerangakan bahwa reaksi diatas adalah suatu oksidasi?

Jawab :

Oksidasi (naik dari -1,67 menjadi -1,33)

Reaksi 3C6H11OH+ Cr2O7^2- + 8H⁺ 2Cr³⁺ + 3C6H10O+ 7 H2O

Reaksi pada pembuatan sikloheksanon ini merupakan reaksi oksidasi, karena alkohol yang dioksidasi karena alkohol yang dioksidasi oleh CrO3 akan berikatan dengan atom C dan gugus –OH akan putus dengan melepas H⁺.

2. Mengapa suhu reaksi tidak boleh diatas 60⁰C ?

Jawab:

Suhu reaksi tidak boleh diatas 60⁰C karena pada suhu tersebut akan terjadi oksidasi lebih lanjut sehingga yang terbentuk bukan keton melainkan ester.

3. Dari cara kerja diatas, jelaskan tiga macam teknik pemisahan percobaan organik?

Jawab :

a. Destilasi merupakan suatu metode pemisahan campuran atau suatu cairan dari zat padat maupun zat campuran zat cair lainnya yang didasarkan pada perbedaan titik didihnya.

b. Ekstraksi merupakan cara memisahkan zat dari campuran dengan melarutkan zat tersebut pada pelarut yang sesuai berdasarkan perbedaan massa jenisnya.

c. Filtrasi merupakan suatu cara memisahkan zat padat dari cairan melalui saringan yang berpori berdasarkan kecepatan melarutnya.