LAPORAN PRAKTIKUM
KIMIA ANORGANIK
PERCOBAAN 7
SINTESIS SENYAWA GARAM DIAZONIUM KLORIDA
NAMA : SUHENDRA ISKANDAR
ADRIANI
AHMAD FADEL
NIM : H311 08 266
H311 08 267
H311 08 271
KELOMPOK : V (LIMA)
HARI/TGL PERCOBAAN : SELASA/18 MEI 2010
ASISTEN : INDRAYANTI SUKIMAN
LABORATORIUM KIMIA ANORGANIK
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HASANUDDIN
2010
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Menurut definisi kuno, garam adalah hasil reaksi antara asam dan basa. Proses-proses semacam ini disebut reaksi netralisasi. Dalam hal ini, bahwa jika sejumlah asam dan basa murni yang akivalen dicampur, dan larutannya diuapkan, suatu kristalin tertinggal yang tak mempunyai ciri-ciri khas suatu asam ataupun basa, maka zat-zat inilah yang disebut garam.
Garam merupakan senyawa yang sudah sangat dikenal dalam kehidupan sehari-sehari. Misalnya garam dapur (NaCl), garam Inggris (MgSO4), dan sebagainya. Sebagai komponen utama pada garam dapur, natrium klorida digunakan sebagai bumbu dan pengawet makanan.
Selain garam yang umum dikonsumsi dalam kehidupan sehari-hari, ada pula garam yang tidak lazim dalam kehidupan sehari-hari, seperti misalnya garam diazonium klorida. Garam ini dibuat dengan mereaksikan anilin pekat dengan HCl pekat dengan pelarut akuades kemudian hasil reaksinya ditetesi sedikit demi sedikit oleh larutan NaNO2.
Larutan diazonium klorida adalah salah satu senyawa garam yang banyak dimanfaatkan sebagai zat warna baik pada tekstil maupun logam. Namun, senyawa diazonium klorida ini memiliki satu kelemahan yang membuatnya tidak pernah dipakai oleh industri sebagai zat warna. Kelemahannya yaitu garam ini tidak dapat bertahan lama walaupun diawetkan maka setelah disintesis harus segera digunakan. Pada suhu kamar, garam ini hanya dapat bertahan sekitar tiga jam dan setelah itu rusak sedangkan jika diawetkan pada suhu sekitar 0 oC hanya dapat bertahan sekitar 5 hari.
Pembuatan garam memang bukan perkara mudah, karena itu untuk mengetahui lebih jelas tentang pembuatan garam diazonium klorida, maka dilakukanlah percobaan ini .
1.2 Maksud dan Tujuan Percobaan
1.2.1 Maksud Percobaan
Maksud dari percobaan ini adalah untuk mengetahui metode sintesis garam.
1.2.2 Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mensintesis senyawa garam diazonium klorida.
1.3 Prinsip Percobaan
Prinsip percobaan ini yaitu mereaksikan anilin pekat dengan HCl pekat dengan pelarut akuades pada suhu di bawah 5 oC kemudian hasil reaksinya ditetesi sedikit demi sedikit oleh larutan NaNO2 pada suhu di bawah 10 oC.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Hukum pertama termodinamika secara umum menjelaskan kekekalan energi. Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. Anggap bahwa pada sebuah sistem sejumlah panas sebesar q dimasukkan. Penyerapan panas ini meningkatkan energi sistem dan juga menunjukkan kerja kepada sistem (Norman, 1978).
Senyawa aromatik polisiklik lebih reaktif terhadap oksidasi, reduksi, dan substitusi elekrofilik daripada benzena. Reaktivitas yang lebih besar ini disebabkan oleh dapatnya senyawa polisiklik bereaksi pada satu cincin dan masih tetap mempunyai satu cincin benzena atau lebih yang masih utuh dalam zat antara dan dalam produk. Diperlukan energi lebih kecil untuk mengatasi karakter aromatik suatu cincin tunggal dari senyawa polisiklik daripada energi yang diperlukan untuk benzena (Fessenden dan Fessenden, 1982).
Resonansi juga mempengaruhi kuat basa suatu amina. Sikloheksilamina bersifat basa yang jauh lebih kuat dibandingkan dengan anilina. Kebasaan anilina lebih rendah adalah karena muatan positif ion anilinium tak dapat didelokalisasi oleh awan pi aromatik. Tetapi, pasangan elektron dari amina bebas didelokalisasi oleh cincin. Akibatnya, amina bebas terstabilkan dibandingkan dengan asam konjugasi atau kationnya (Fessenden dan Fessenden, 1982).
Reaksi suatu amina dengan asam mineral seperti CHI atau suatu asam karboksilat seperti asam asetat menghasilkan suatu garam amina. Karena kemampuannya membentuk garam, suatu amina yang tak larut dalam air dapat dilarutkan dengan mengolahnya dengan asam encer. Dengan cara ini, senyawa yang mengandung gugus amino dapat dipisahkan dari bahan-bahan yang tak larut dalam air maupun asam. Amina yang terjadi secara alamiah dalam tumbuhan yang disebut alkaloid, dapat diekstrak dari dalam sumbernya, seperti kulit pohon atau daun, dengan asam dalam air. Banyak senyawa yang mengandung gugus amino digunakan sebagai obat. Obat-obatan ini sering diminum dalam bentuk garam yang larut dalam air dan bukan sebagai amina yang tak larut (Fessenden dan Fessenden, 1982).
Sebagian besar dari sel adalah air. Lebih dari 70 % volume sel adalah air. Oleh karena air adalah senyawa berkutub, ia mampu melarutkan berbagai garam, membentuk bermacam-macam ikatan hidrogen dan interaksi Van der Walls dengan berbagai gugus terkutub dan mendorong interaksi hidrofobik antara berbagai molekul tidak berkutub. Kesemuanya ini sangatlah penting untuk berbagai macam sistem biologi (Schumm,1993).
Sifat terkutub dari air memungkinkannya untuk mengelilingi molekul-molekul yang bermuatan oksigen yang secara nisbi lebih negatif mengambil tempat sedemikian rupa sehingga berhadapan dengan gugus yang secara nisbi bermuatan lebih positif dari molekul lain. Jika bukanlah karena polaritas air ini, maka ion-ion misalnya Cl-, K+, HCO3-, dan Mg2+ tidaklah akan ada di dalam sel dalam bentuk ion tersebut (Schumm,1993).
Sifat terkutub air yang juga memungkinkannya membentuk ikatan hidrogen dengan bermacam-macam molekul lain yang juga bersifat terkutub. Selain berinteraksi dengan air, molekul-molekul terkutub dapat pula membentuk ikatan hidrogen satu sama lain. Ikatan-ikatan hidrogen semacam ini mempertahankan kemantapan struktur dari protein, karbohidrat, dan asam-asam nukleat (Schumm,1993).
Molekul-molekul tidak terkutub yang mirip dengan hidrokarbon tidaklah dapat membentuk ikatan hidrogen dan karena itu cenderung untuk memisahkan diri dari molekul-molekul yang lebih bersifat berkutub. Sifat ini dinamakan sebagai interaksi hidrofobik. Molekul-molekul yang mempunyai sifat seperti ini membentuk tetesan atau lapisan bila berada dalam lingkungan air. Interaksi hidrofobik ini penting untuk membentuk struktur membran sel, lipatan-lipatan pada molekul protein serta struktur sekunder dari asam nukleat (Schumm,1993).
Pembentukan benzena diazonium klorida (C6H5N2+Cl-) dengan mereaksikan anilina dengan asam nitrit, HNO2, dalam air dingin (dibuat in-situ dari NaNO2 dan HCl). Ingat bahwa garam arildiazonium stabil pada 0 oC dan merupakan zat antara sintetik yang berguna karena N2 merupakan gugus pergi yang sangat baik (Fessenden dan Fessenden, 1982).
Pengolahan alkilamina primer dengan NaNO2 dan HCl juga akan menghasilkan garam diazonium, tetapi garan alkildiazonium tidak stabil dan terurai menjadi campuran alkohol dan alkena bersama-sama N2. Penguraian itu berlangsung melalui suatu karbokation (Fessenden dan Fessenden, 1982).
Bila direaksikan dengan NaNO2 dan HCl, amina sekunder (alkil ataupun aril) menghasilkan N-nitrosoamina, senyawa yang mengandung gugus N-N=O. Banyak N-nitrosoamina bersifat karsinogen (Fessenden dan Fessenden, 1982).
Amina tersier sukar diramalkan bagaimana reaksinya secara keseluruhan dengan asam nitrit. Suatu arilamina tersier biasanya mengalami substitusi cincin dengan –NO karena cincin itu diaktifkan oleh gugus –NR2. Alkilamina tersier dan kadang-kadang arilamina tersier juga dapat kehilangan sebuah gugus R dan membentuk suatu derivat N-nitroso dari suatu amina sekunder (Fessenden dan Fessenden, 1982).
Kata larutan sering dijumpai. Larutan merupakan campuran homogen antara dua atau lebih zat berbeda jenis. Ada 2 komponen utama pembentuk larutan, yaitu zat terlarut dan pelarut (Yasid, 2008).
Fasa larutan dapat berupa fasa gas, cair, atau fasa padat bergantung pada sifat kedua komponen pembentuk larutan. Apabila fasa larutan dan fasa zat-zat pembentuknya sama zat yang berada dalam jumlah terbanyak umumnya disebut pelarut sedangkan zat lainnya sebagai zat terlarutnya (Yasid, 2008).
Sifat-sifat fisik larutan ditentukan oleh konsentrasi dari berbagai komponennya. Konsentrasi larutan menyatakan banyaknya zat terlarut yang terdapat dalam suatu pelarut atau larutan. Larutan yang mengandung sebagian besar zat terlarut relatif terhadap pelarut, berarti larutan tersebut konsentrasinya tinggi (pekat). Sebaliknya bila mengandung sejumlah kecil zat terlarut, maka konsentrasinya rendah (encer) (Yasid, 2008).
Jenis zat terlarut dan jenis pelarut akan mempengaruhi sifat larutan yang terbentuk. Air merupakan pelarut yang tidak asing lagi dalam kehidupan. Sifat-sifat air seperti mudah diperoleh, mudah digunakan, memiliki trayek cair yang panjang, dan kemampuannya untuk melarutkan berbagai zat adalah sifat-sifat yang tidak dimiliki oleh pelarut lain. Sifat ini menempatkan air sebagai pelarut universal (Yasid, 2008).
Melarut dapat diartikan sebagai terdispersinya molekul-molekul zat terlarut di dalam molekul-molekul air. Selain itu, melarut juga dapat diartikan sebagai berinteraksinya molekul/ion zat terlarut dengan molekul-molekul air (Yasid, 2008).
Persen berat adalah jumlah gram zat terlarut dalam 100 gram larutan. persen berat biasanya digunakan untuk menyatakan kadar komponen yang berupa zat padat. Persen volume adalah jumlah volume (mL) zat terlarut dalam 100 mL larutan. persen volume biasanya digunakan untuk menyatakan kadar komponen berupa zat cair atau gas. Persen berat pervolume menyatakan banyaknya gram zat terlarut dalam 100 mL larutan. cara ini biasanya dipakai untuk menyatakan kadar zat padat dalam suatu cairan atau gas. Bagian perjuta (bpj) atau parts permillion (ppm) adalah satu bagian zat terlarut dalam satu juta bagian larutan. Satuan ppm sering dipakai untuk menyatakan konsentrasi zat yang sangat kecil dalam larutan gas, cair, atau padat (Yasid, 2008).
Pada penguraian CsCl padat menjadi ion di dalam air, terjadi solvasi di mana solvasi ion positif dan ion negatif berbeda. Molekul air yang bermuatan positif bergerak menuju ion Cl- yang bermuatan negatif, dan titik atom oksigen yang bermuatan negatif bergerak menuju ion Cs+ yang bermuatan positif. Untuk garam yang sangat larut seperti CsCl, konsentrasi ion dalam larutan air yang jenuh sangat tinggi sehingga larutan menjadi sangat tidak ideal. Ada banyak penggabungan antara ion-ion dalam larutan yang menghasilkan pasangan sementara ion dengan muatan yang berlawanan dan juga dalam kelompok yang lebih besar (Rosenberg, 1992).
Pada umumnya hanya sedikit larutan yang bersifat ideal. Larutan yang tidak memenuhi atau menyimpang dari hukum Raoult disebut larutan non ideal. Terjadinya penyimpangan atau deviasi disebabkan perbedaan gaya tarik antara molekul sejenis dengan molekul yang tidak sejenis dalam larutan. Misalkan larutan zat A dalam B bersifat non ideal, berarti gaya tarik antara A dan B tidak sama dengan gaya tarik antara molekul A-A atau B-B (Yasid, 2008).
BAB III
METODE PERCOBAAN
3.1 Bahan
Bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah anilin 10,9131 M, HCl 32 %, akuades, es batu, NaNO2, indikator universal, kertas label, sabun cair, dan tisu roll.
3.2 Alat
Alat yang digunakan pada percobaan ini adalah gelas kimia 250 mL, wadah tertutup, termometer -10 – 110 oC, batang pengaduk, sendok tanduk, gelas kimia 1000 mL, gelas kimia 50 mL, neraca Ohaus, dan gelas ukur 20 mL.
3.3 Prosedur Percobaan
Prosedur percobaan ini adalah:
1. Disiapkan sebuah wadah tertutup yang dilengkapi dengan batang pengaduk dan termometer -10 – 110 oC yang berisi potongan-potongan es batu.
2. Larutan anilin 10,9131 M ditimbang di dalam gelas kimia 250 mL dengan menggunakan neraca Ohaus sebanyak 5,1 gram.
3. Gelas kimia 250 mL yang berisi anilin tersebut dimasukkan ke dalam wadah tertutup yang berisi es batu tadi di mana suhu di dalam wadah tertutup ini dijaga agar tetap di bawah 5 oC.
4. Dibiarkan sekitar 1 menit untuk mencapai kesetimbangan termal.
5. Larutan anilin kemudian dicampurkan dengan 16 mL HCl 32% dan 16 mL akuades kemudian diaduk dengan batang pengaduk sampai terbentuk anilin klorida.
6. Ke dalam gelas kimia 250 mL yang lain dimasukkan 20 mL akuades dan dimasukkan ke dalam wadah tertutup. Dibiarkan beberapa saat untuk mencapai kesetimbangan termal dan suhu dijaga agar tetap di bawah 10 oC. Ditambahkan potongan es batu jika perlu.
7. Setelah itu, ditimbang NaNO2 di dalam gelas kimia 50 mL dengan menggunakan neraca Ohaus sebanyak 5,0 gram.
8. NaNO2 tersebut kemudian dilarutkan ke dalam akuades di dalam wadah tertutup tadi. Campuran tersebut diaduk-aduk agar larutannya benar-benar homogen. Suhunya tetap dijaga agar di bawah 10 oC.
9. Larutan NaNO2 dingin ditambahkan sedikit demi sedikit ke dalam larutan anilin klorida dingin di dalam wadah tertutup sambil terus diaduk dan dijaga suhunya dibawah 10 oC sehingga terbentuk larutan garam diazonium klorida.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengamatan
1. Pengamatan terhadap Reaksi Anilin dengan HCl dengan Pelarut Akuades
Sebelum dicampurkan dengan HCl, anilin berwarna coklat
Setelah dicampurkan dengan HCl, anilin bereaksi dengan HCl dan menghasilkan suatu larutan yang berwarna orange kecoklatan
2. Reaksi Anilin dengan HCl menghasilkan anilin klorida yang dapat diidentifikasi keberadaannya dengan indikator warna yakni berwarna orange kecoklatan
3. Pada saat reaksi berlangsung terdapat kepulan asap putih yang merupakan gas H2 yakni hasil samping dari reaksi anilin dengan HCl.
4. Setelah larutan campuran ditambahkan dengan larutan NaNO2, maka akan terbentuk garam diazonium klorida yang keberadaannya dapat diidentifikasi dengan indikator warna yakni berwarna orange serta dengan pH universal yakni memiliki pH sebesar 4.
4.2 Reaksi
C6H5NH2 + HCl --> C6H5NHCl + H2
C6H5NHCl + NaNO2 --> C6H5NNCl + NaOH
4.3 Pembahasan
Larutan diazonium klorida adalah salah satu senyawa garam yang banyak dimanfaatkan sebagai zat warna baik pada tekstil maupun logam. Namun, senyawa diazonium klorida ini memiliki satu kelemahan yang membuatnya tidak pernah dipakai oleh industri sebagai zat warna. Kelemahannya yaitu garam ini tidak dapat bertahan lama walaupun diawetkan maka setelah disintesis harus segera digunakan. Pada suhu kamar, garam ini hanya dapat bertahan sekitar tiga jam dan setelah itu rusak sedangkan jika diawetkan pada suhu sekitar 0 oC hanya dapat bertahan sekitar 5 hari. Sintesis senyawa diazonium klorida dapat dilakukan dengan mereaksikan larutan anilin dengan HCl sehingga menghasilkan larutan anilin klorida kemudian direaksikan dengan larutan NaNO2 untuk menghasilkan senyawa diazonium klorida.
Disiapkan sebuah wadah tertutup yang dilengkapi dengan batang pengaduk dan termometer -10 – 110 oC yang berisi potongan-potongan es batu. Wadah tertutup ini berfungsi untuk menjaga suhu reaksi di mana tahapan-tahapan reaksi pada sintesis senyawa garam diazonium klorida membutuhkan suhu dingin yakni di bawah 10 oC. Batang pengaduk berfungsi untuk menghomogenkan campuran agar lebih cepat bereaksi. Adapun termometer berfungsi untuk megamati suhunya agar tidak di atas 10 oC.
Larutan anilin 10,9131 M ditimbang di dalam gelas kimia 250 mL dengan menggunakan neraca Ohaus sebanyak 5,1 gram. Gelas kimia 250 mL yang berisi anilin tersebut dimasukkan ke dalam wadah tertutup yang berisi es batu tadi di mana suhu di dalam wadah tertutup ini dijaga agar tetap di bawah 5 oC. Dibiarkan sekitar 1 menit untuk mencapai kesetimbangan termal. Larutan anilin kemudian dicampurkan dengan 16 mL HCl 32% dan 16 mL akuades kemudian diaduk dengan batang pengaduk sampai terbentuk anilin klorida. Proses ini haruslah terjadi pada suhu di bawah 10 oC karena jika reaksi dilangsungkan pada suhu kamar, maka produknya akan rusak oleh panas karena seperti kita ketahui bahwa reaksi antara anilin dan HCl menghasilkan anilin klorida dan gas H2 merupakan reaksi yang sangat eksoterm sehingga jika panas yang dihasilkan ini tidak dinetralisir oleh hawa dingin dari es batu, maka anilin klorida akan rusak. Perlu diketahui bahwa anilin klorida merupakan senyawa yang mudah rusak oleh panas sedangkan reaksi antara anilin dan HCl menghasilkan anilin klorida dan gas H2 mampu melepaskan kalor yang dapat meningkatkan suhu air menjadi 100 oC lebih tinggi pergramnya.
Ke dalam gelas kimia 250 mL yang lain dimasukkan 20 mL akuades dan dimasukkan ke dalam wadah tertutup. Dibiarkan beberapa saat untuk mencapai kesetimbangan termal dan suhu dijaga agar tetap di bawah 10 oC. Ditambahkan potongan es batu jika perlu. Setelah itu, ditimbang NaNO2 di dalam gelas kimia 50 mL dengan menggunakan neraca Ohaus sebanyak 5,0 gram. NaNO2 tersebut kemudian dilarutkan ke dalam akuades di dalam wadah tertutup tadi. Campuran tersebut diaduk-aduk agar larutannya benar-benar homogen. Suhunya tetap dijaga agar di bawah 10 oC. Larutan NaNO2 dingin ditambahkan sedikit demi sedikit ke dalam larutan anilin klorida dingin di dalam wadah tertutup sambil terus diaduk dan dijaga suhunya dibawah 10 oC sehingga terbentuk larutan garam diazonium klorida. Suhu reaksi ini pun harus dijaga agar tetap di bawah 10 oC. Alasannya, sama seperti di atas.
Senyawa garam diazonium klorida yang terbentuk ini, dapat diidentifikasi dengan menggunakan indikator warna yakni berwarna orange dan indikator universal yakni memiliki pH sebesar 4.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa garam diazonium klorida dapat disintesis dari reaksi anilin dengan HCl yang kemudian direaksikan dengan NaNO2 di mana digunakan indikator warna berupa warna orange dan indikator universal yakni nilai pH sebesar 4 untuk mengidentifikasi terbentuknya senyawa gaam diazonium klorida ini.
5.2 Saran
Untuk laboratorium, masih perlu dilakukan banyak perbaikan. Alat- alat yang tersedia masih kurang sehingga perlu ditambah. Selain itu, alat-alat yang telah tersedia pun, banyak yang rusak sehingga perlu menjadi perhatian utama bagi petugas laboratorium untuk diperbaiki.
Untuk praktikum, hendaknya percobaan ini perlu ditambah waktu praktikumnya karena praktikan merasa bahwa waktu praktikum yang disediakan tidaklah cukup.
DAFTAR PUSTAKA
Fessenden, R. J. dan Fessenden, J. S., 1982, Kimia Organik, Erlangga, Jakarta.
Norman, R. O. C., 1978, Principles of Organic Synthesis, Chapman and Hall, London.
Rosenberg, J. E., 1992, Kimia Dasar, Erlangga, Jakarta.
Schumm, D. E., 1993, Intisari Biokimia, Binarupa Aksara, Jakarta.
Yasid, E., 2008, Kimia Fisika untuk Paramedis, ANDI, Yogyakarta.
