Senyawa Karbon dan Gugus Fungsi

A.    JUDUL

Senyawa Karbon Dan Gugus Fungsi

B.     TUJUAN

1.      Menentukan unsur-unsur yang terdapat pada senyawa karbon melalui analisi kualitatif

2.      Mengidentidikasi gugus fungsi yang terdapat pada senyawa karbon

C.    DASAR TEORI

Senyawa karbon disebut juga senyawa organik. Berdasarkan gugus fungsionalnya senyawa organik dikelompokkkan menjadi 6 yaitu : Alkohol, Alkoksi, Alkanal, Alkanon, Asam alkanoat, Alkil.

Senyawa karbon terbentuk dari beberapa unsur seperti C, H, O, N, S, P dan halogen, tetapi macam-macam senyawa  karbon dapat begitu banyak disebabkan oleh :

1)      Kemampuan atom karbon untuk saling berikatan (ikatan kovalen) membentuk rantai karbon yang sangat banyak

2)      Adanya gejala ionisasi pada senyawa karbon. Senyawa dengan rumus molekul sama dapat membentuk senyawa-senyawa yang berlainan karena rumus struktur yang berbeda dan sifat-sifat yang berbeda pula

Seperti pada senyawa lain, analisi senyawa karbon juga terdiri dari analisi kualitatif dan analisis kuantitatif. Analisis kuanlitatif pada senyawa karbon bertujuan untuk menentukan unsur- unsur dan gugus fungsi yang terkandung pada senyawa karbon. Sedangkan Analisis Kuantitatif pada senyawa karbon meliputi : tes kelarutan, tesidentifikasi gugus fungsi dan penentuan derivate.

Senyawa karbon terdiri dari beberapa reaksi, namun sekarang reaksi senyawa karbon telah dibedakan menjadi 3 reaksi antara lain :

1.      Reaksi Subtitusi

Reaksi Subtitusi adalah reaksi di mana satu atom, ion, atau gugus atom disubtitusikan untuk menggantikan atom, ion, atau gugus atom lain.

2.      Reaksi Adisi

Reaksi Adisi adalah reaksi dimana sebuah molekul masuk ke molekul organic tak jenuh melalui pemutusan ikatan rangkap dua atau tiga

3.      Reaksi Eliminasi

Reaksi Eliminasi adalah reaksi yang melibatkan pelepasan ion, atom, atau gugus atom

Gugus fungsi merupakan bagian aktif dari senyawa karbon yang menentukan sifat-sifat senyawa karbon.

Gugus fungsi tersebut berupa ikatan karbon rangkap dua, ikatan karbon rangkap tiga, dan atom/ gugus atom. Meskipun senyawa-senyawa karbon mempunyai unsure dasar sama yaitu karbon, tetapi sifat-sifatnya jauh berbeda satu dengan yang lainnya. Perbedaan ini disebabkan oleh gugus fungsi yang diikat berbeda.

A.    Aldehida

Aldehida digunakan untuk memproduksi resin, zat warna, dan obat-obatan. Salah satu contoh senyawa aldehida adalah formaldehid. Penggunaan terbesar formaldehid adalah sebagai pereaksi untuk penyiapan senyawa organik lain dan untuk pembuatan polimer seperti bakelit, formika, dan melmac. Formaldehid dapat mengubah sifat protein, sehingga protein tidak dapat larut dalam air dan tahan terhadap bakteri pembusuk. Alasan inilah yang menyebabkan formaldehid digunakan sebagai pengawet spesimen biologis.

Formaldehid atau formalin juga digunakan sebagai antiseptik di rumah sakit untuk mensterilkan sarung tangan dan peralatan bedah. Akan tetapi penggunaan formaldehid sebagai antiseptik dan pengawet menurun akhir-akhir ini karena zat ini dicurigai berifat karsinogenik. Formal-dehid juga digunakan sebagai pelarut dan bahan campuran parfum.

Contoh senyawa aldehida lainnya adalah asetaldehid. Asetaldehid merupakan cairan tidak berwarna yang sangat mudah menguap. Zat ini dibuat dengan mengoksidasi etil alkohol dengan katalis (Ag) atau oksidasi etilen dengan katalis (PtCl2). Zat ini merupakan bantuan awal untuk penyiapan berbagai senyawa organik lain, seperti asam asetat, etil asetat, dan kloral. Asetaldehid dibentuk sebagai metabolit dalam fermentasi gula dan dalam detoksifikasi alkohol dalam hati.

B.     Keton

Oleh karena banyak keton yang mempunyai bau harum, maka keton banyak digunakan dalam industri parfum. Aseton adalah keton yang paling sederhana dan penting. Zat ini dihasilkan dalam jumlah besar dengan mengoksidasi isopropil alkohol dengan katalis (Ag). Oleh karena larut sempurna dalam air dan banyak pelarut organik, aseton utamanya digunakan sebagai pelarut dalam industri (misalnya, untuk cat, dan pernis). Zat ini merupakan bahan utama (terkadang bahan satu-satunya) pada beberapa merek penghapus cat kuku. Aseton digunakan sebagai bahan pengering alat-alat laboratorium. Aseton juga merupakan bahan yang penting pada pembuatan kloroform, iodoform, dan pewarna.

Aseton dibentuk dalam tubuh manusia sebagai hasil samping metabolisme lipid. Secara normal zat ini tidak sampai tertimbun karena dioksidasi menjadi karbon dioksida dan air. Konsentrasi normal aseton dalam tubuh manusia kurang dari 1 mg/100 mL darah. Dalam kasus ketidak-normalan seperti diabetes melitus, konsentrasi aseton melebihi tingkat tersebut. Zat ini dikeluarkan dalam air seni, sehingga mudah untuk dideteksi. Pada kasus yang parah, baunya dapat diketahui dari napas penderita

D.    ALAT Dan BAHAN

a)      Alat

1.    Tabung Reaksi                                                         4. Rak Tabung Reaksi

Fungsi : sebagai tempat untuk mereaksikan           Fungsi : untuk tempat reaksi

zat - zat kimia di dalam laboratorium         kualitatif (tempat tabung reaksi)

 

                       

2.      Pipa Pengalir                                                 5. Pembakar Bunsen

Fungsi : Untuk mengalirkan larutan ke                 Fungsi : Untuk membakar zat            spesimen tertentu                                                               atau memanasi larutan

                                                     

 

3.      Pipet Tetes                                                     6.  Matcheis

Fungsi : Berguna untuk mengambil cairan            Fungsi : Menyalakan bunsen

dalam skala tetesan kecil.

 

                                                     7. Statif Dan Klem

                             Fungsi : Sebagai tempat meletakkan tabung reaksi

 

b)     Bahan

1.      Urea

Sifat Fisik : titik didih132⁰ C, titik leleh 132,7⁰ C, panas pembentukan 25⁰-

47,12^0, panas pelarutan 60⁰ K dan berat molekul 60,056 Kg

Sifat Kimia : bila tercampur air dapat terhidrolisa menjadi amonium karbonat,

    larut dalaam alkohol dan benzene, daya racun rendah dan  tidak

    mudah terbakar

2.      Serbuk CuO

  Sifat Fisik : Berwarna hitam, mudah ditempa dan konduktor panas dan listrik

 yang baik

      Sifat Kimia : Merupakan hasil reaktif antara tembaga dan oksigen pada suhu

  300⁰ C dan unsur yang relatif tidak reaktif,sehingga tahan korosi

3.      Ba(OH)₂

Sifat Fisik : Berbentuk Kristal, Berwarna Putih, Titik Lebur : 78°C, Densitas :

 pada suhu 20°C 2,13 kg/L dan Tidak Berbau

     Sifat Kimia : Merupakan larutan Basa, Larutan Anorganik, Pereaksi Analitik,

   Pereaksi dalam pemurnian Gula dan Tidak beracun

4.      KMnO₄

Sifat Fisik : Hablur ungu tua, Tidak tembus oleh cahaya dan Stabil diudara

     Sifat Kimia : Larut dalam air

5.      Minyak Kelapa

Sifat Fisik : Titik didih 1390⁰ C, Titik lebur 318⁰ C, Kebasaan (pKb) -2,43

 dan Massa molar 39,9971 g/mol

Sifat Kimia : Tidak larut diair, Larut dalam eter dan benzena serta pelarut

 organik lainya dan jika dihidrolisi akan menghasilkan asam lemak

6.      Etanol

Sifat Fisik : Titik didih 78,40^{0 ,} Titik lebur -114,3⁰ C, Keasaman 15,9 dan Titik

 nyala 13⁰ C

Sifat Kimia : alkohol murni, alkohol absolut, atau alkohol saja, sejenis cairan

   yang mudah menguap, mudah terbakar, tak berwarna, dan

   merupakan alkohol, yang bersifat larutan

7.      Larutan Glukosa

Sifat Fisik : Titik leleh 102⁰-105⁰ C, Berat molekul 180 & Rapatan 1,60 gr/Cm

Sifat Kimia : Berbentuk Kristal dan Sangat mudah larut dalam air

8.      Larutan Fruktosa

Sifat Fisik : Titik leleh 102⁰-105⁰ C, Berat molekul 180 & Rapatan 1,60 gr/Cm

Sifat Kimia : Berbentuk kristal dan sangat mudah larut dalam air

9.      Tertier Butanol

Sifat Fisik : Cairan bening(ataupadatberwarna, tergantungpada suhu

lingkungan) dan berbaukamper

Sifat Kimia : Membentuk ikatan dengan minyak kelapa

10.  Fehling A dan Fehling B

Sifat Fisik : Prisma hilinik atau serbuk hablur

Sifat Kimia : larut dalam air dan larut dalam etenol

11.  CH₃COOH glacial

Sifat Fisik : Berwujud cairan kental jernih atau padatan mengkilap, dengan

 bau tajam khas cuka, Titik leburnya 16,7^o C dan Titik didihnya

 118,5^o  C.

Sifat Kimia : Asam asetat termasuk ke dalam golongan asam karboksilat dan

  senyawa ini juga dapat dibuat dari fermentasi alkohol.

12.  H₂SO₄ pekat

Sifat Fisik : Melepaskan SO₃ pada titik didih dan menghasilkan asam 98,3%,

 Asam sulfat 98% dan berupa cairan bening seperti minyak

Sifat Kimia : reaksi hidrasi asam sulfat sangat ekstrem dan asam sulfat

   bereaksi dengan kebanyakan basa menghasilkan garam sulfat

E.     CARA KERJA

1.      Analisa kualitatif unsure C dan H

Co(NH2)2  0,1 gr

CuO kering

 

                                                                                         

Campuran

 

Memasukkan ke dalam tabung reaksi pyrex yang dilengkapi sumbat dan pipa pengalir

 Mencampurkan urea dengan CuO kering

Memasangkan tabung reaksi lain yang berisi larutan Ba(OH)₂  0,1 M, sehingga ujung pipa sedikit tercelup kedalam larutan Ba(OH)₂

Memanaskan campuran senyawa dan CuO

Mengamati bagian atas tabung reaksi tempat campuran yang telah dipanaskan

Menjadi cair dan menghasilkan uap. Di bagian dinding tabung terdapat bintik-bintik air. Percobaan kedua larutnya meluap

 

2.      Reaksi Identifikasi Gugus Fungsi

a.      Ikatan Tak Jenuh

20 tetes minyak kelapa

10 tetes tertier Butanol

Campuran

 

     Menambahkan KmNO₄ 0,01 M tetes  demi tetes.

     Mengocok setiap kali penambahan

      Mengamati perubahan yang terjadi

Tetes pertama berwarna kuning pucat tetes kesembilan berwarna coklat kehitaman

 

b.      Esterifikasi

2 ml Etanol

 

Memasukkan ke dalam tabung reaksi

Menambahkan 1 ml CH₃COOH glacial dan 2 tetes H₂SO₄ pekat

Memanaskan campuran

Mengamati perubahan yang terjadi

Berbau alkohol, berbau cuka yang sangat menyengat, berbau cuka tapi terlalu menyengat, berbau gas balon

 

F.     HASIL PENGAMATAN

Perlakuan

Pengamatan

1.      Analisa Unsur C & H ·         Mencampurkan senyawa yang akan diperiksa dengan serbuk CuO ·         Mengisi larutan Ba(OH)2 dalam tabung reaksi ·         Pemanasan campuran senyawa dan CuO 2.     Ikatan Tak Jenuh ·         Melarutkan 20 tetes minyak kelapa dan 10 tetes tertier butanol ·         Menambahkan KMnO4 0,01 M tetes demi tetes sambil dikocok 3.    Esterifikasi ·         Memasukkan 2 ml etanol ke dalam tabung reaksi lalu ditambahkan 1 ml CH3COOH dan 2 tetes H2SO4 ·         Campuran tersebut dipanaskan

·         Terjadi penguapan ·         Uap ada yang masuk dan keluar ·         Terjadi proses oksidasi ·         Minyak larutan mengental ·         Warnanya bening ·         Terjadi ikatan rangkap 2 dan 3 ·         Bau campuran menyengat ·         Bau campuran tidak menyengat

G.    ANALISA DAN PEMBAHASAN

Senyawa karbon terbentuk dari beberapa unsur seperti C, H, O, N, S, P dan halogen, tetapi macam-macam senyawa  karbon dapat begitu banyak disebabkan oleh :

1)      Kemampuan atom karbon untuk saling berikatan (ikatan kovalen) membentuk rantai karbon yang sangat banyak

2)      Adanya gejala ionisasi pada senyawa karbon. Senyawa dengan rumus molekul sama dapat membentuk senyawa-senyawa yang berlainan karena rumus struktur yang berbeda dan sifat-sifat yang berbeda pula.

Pada percobaan ini kita melakukan 3 jenis pengamatan yaitu:

1.      Analisa unsur C & H

Pada percobaan ini hal yang pertama dilakukan adalah dengan mencampurkan senyawa yang akan diperiksa dengan serbuk CuO kering. Lalu memasukan kedalam tabung reaksi pyrex yang dilengkapi sumbat dan pipa pengalir . memasangkan tabung reaksi lain yang berisi larutan Ba(OH)₂ 0,1 M dan memanaskan campuran senyawa CuO yang tadi dengan pembakar bunsen.

Ketika campuran senyawa dipanaskan terjadi penguapan pada campuran CuO dan terlihat gelembung-gelembung gas pada permukaaan campuran CuO tersebut. hal ini dikarenakan adanya perbedaan titik didih. uap pada pipa pengalir ada yang masuk kelarutan Ba(OH)₂ dan ada yang keluar melalui sambungan antara pipa pengalir dan tabung reaksi karena sambungan pipa ada kebocoran. Selain terjadi penguapan pada campuran tersebut, juga terjadi proses oksidasi yaitu proses penangkapan electron . electron pada CuO akan  ditangkap oleh larutan Ba(OH)₂ .pada proses penangkapan electron unsure C menjadi CO₂ dan H menjadi H₂O.

2.      Ikatan Tak Jenuh

Sebelum melakukan praktikum, sebaiknya sediakan alat yang dibutuhkan dalam percobaan ini. Tahap awal yang dilakukan itu mengambil satu tabung reaksi, mula-mula masukkan 20 tetes Minyak kelapa, kemudian tambahkan 10 tetes tertier butanol. Kocok secara perhalan, maka akan tampak bahwa kedua larutan ini tidak tercampur. Dimana larutan minyak kelapa berada dibawah sedangkan tertier butanol berada di atas.

Tahap kedua yang dilakukan adalah menambahkan KMnO4.

-          Pertama, tambahkan KMnO4 2 tetes pada campuran larutan minyak kelapa dan tertier butanol pada tahap awal. Setelah dicampurkan tampak terlihat perubahan warna menjadi kuning kecoklatan, namun larutan tidak tercampur.

-          Kedua, tambahkan 2 tetes lagi sehingga terdapat 4 tetes KMnO4. Perubahan warna yang terjadi adalah berwarna kecoklatan dan sama halnya pada 2 tetes pertama larutan tidak tercampur.

-          Ketiga, tambahkan 2 tetes lagi sehingga terdapat 6 tetes KMnO4. Perubahan warna menjadi merah bata dan larutan tidak tercampur

Massa jenis dari KMnO4 lebih besar dari pada massa jenis minyak kelapa dan tertier butanol. Ketiga larutan tersebut adalah larutan yang mudah untuk bereaksi yang disebut sebagai ikatan tak jenuh.campuran antara minyak kelapa dan tertier butanol terjadi ikatan rangkap 2 karena tertier butanol tidak dapat banyak mengikat unsur C dan H pada minyak kelapa.  sedangkan pada KMnO₄ dan minyak kelapa terjadi ikatan rangkap 3 karena KMnO₄ dapat mengikat unsure C dan H secara sempurna .

3.      Esterifikasi

Pada percobaan ini, praktikan menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.Tahap awal, campurkan larutan 2 ml etanol CH3COOH, dan H2SO4. Setelah tercampur tampak terjadi perubahan warna dan bau, warnanya bening dan berbau keasaman. Hal ini disebabkankarena larutan CH3COOH yang besifat asam (Garam Asam). Sedangkan H2SO4 dan etanol mempunyai titik didih dan titik leleh yang tinggi, dan etanol merupakan senyawa yang dikenal sebagai alcohol. Hal ini yang mengakibatkan Esterifikasi dapat terjadi keasaman.

Tahap kedua, setelah kita campurkan larutan tersebut, yang dilakukan selanjutnya panaskan campuran larutan selama beberapa saat. Kemudian diletakkan di rak tabung sampai agak dingin, dan tampak ada perubahan bau yang terjadi pada tahap awal, yang tadinya berbau asam menjadi bau balon gas, namun warnanya tidak mengalami perubahan (tetap bening).

Hal ini disebabkan terdapat larutan etanol yang sifatnya mudah terbakar dan dapat merubah bau dari larutan tersebut.Gugus fungsi merupakan bagian aktif dari senyawa karbon yang menentukan sifat-sifat senyawa karbon.

Gugus fungsional kumpulan atom, biasanya O dan H atau N dan H yan memberikan sifat khusus. Karena itu penggolongan senyawa organic didasarkan pada gugus fungsi yang dimiliki.

H.    KESIMPULAN

Dari percobaan ini kita dapat mengetahui bahwa ada unsur – unsur pada senyawa karbon melalui analisi kualitatif. Caranya dengan mengubah unsur yang saling terikat menjadi senyawa lain yang dapat ditentukan dengan mudah.

·         Pada percobaan  analisa unsure C & H terjadi proses oksidasi yaitu proses penangkapan electron yang dilakukan oleh Ba(OH)₂ oleh CuO.

·         Pada percobaan ikatan tak jenuh terjadi ikatan rangkap 2 & 3 . ikatan rangkap 2 terjadi pada  minyak kelapa dan tertier butanol sedangkan ikatan rangkap 3 terjadi pada minyak kelapa dan KMnO₄.

·         Pada percobaan Esterifikasi ketika campuran belum dipanaskan bau campuran menyengat namun ketika campuran dipanaskan baunya tidak menyengat lagi .

I.     KEMUNGKINAN KESALAHAN

·         Kurang telitinya praktikan dalam mengamati perubahan warna

·         Kurang telitinya praktikan dalam menentukan volume larutan dan massa bahan .

·         Kurang telitinya praktikan dalam mencampur larutan.

J.    TUGAS PASCA PRAKTIKUM

1.      Mengapa CuO yang digunakan pada analisis kualitatif unsure C dan H kering betul ?

2.      Jelaskan analisa kualitatif unsure N dan S !

3.      Bagaimana menjelaskan bahwa minyak kelapa di analisis dengan KMnO₄ memiliki ikatan rangkap, berdasarkan perubahannya ?

4.      Apakah adanya air dapat mengganggu identifikasi alkohol dengan logam natrium ?  Jelaskan !

5.      Pereaksi apa yang dapat digunakan untuk membedakan aldehid dan keton, selain peraksi fehling A dan B?

Jawab :

1.      Hal ini di sebabkan karena CuO tidak dapat mengoksidasi unsure C menjadi CO₂ dan unsure H menjadi H₂O apabila CuO itu sendiri tidak dalam keadaan kering betul.

2.      Analisa kualitatif senyawa karbon hamper selalu berdasarkan reaksi oksidasi atau reduksi. Unsure N direduksi menjadi suatu slorida S direduksi menjadi H₂S atau dioksidasi menjadi asam sulfat.

3.      Hal ini terlihat pada saat pelarutan minyak kelapa dalam tertier butanol tampak kedua larutan tidak bercampur, hal ini disebabkan karena minyak kelapa memiliki ikatan rangkap dan tertier butanol, memiliki ikatan tunggal. Setelah di tambahkan larutan KMnO₄ setetes demi setetes, tampak kedua larutan bercampur. Karena ikatan rangkap pada minyak kelapa terputus oleh KMnO₄.

4.      Air tidak dapat mengganggu reaksi identifikasi alkohol dengan logam natrium, karena salah satu sifat dari alkohol yakni muda bercampur dengan air dan natrium merupakan logam aktif.

Contoh reaksi alkohol dengan logam natrium

CH₃ . CH₂ – OH + Na          CH₃ – CH₂ – O – Na + ½ + H₂

Etanol                                     Natrium Etanolat

5.      Pereaksi yang digunakan yaitu

1.      Larutan tollens

2.      Reagen benediet

3.      Larutan NaHSO₃ (natrium BIsulfat)

DAFTAR PUSTAKA

Sukartono. 1983.  Ilmu Kimia. Yokyakarta : UGM

Syukuri, S. 1999. Kimia Dasar I. Bandung : ITB

Team Teaching. 2010. Penuntun Praktikum Kimia Dasar. Gorontalo :

UNG

Website :

http://www.scribd.com/doc/29012378/PENGENALAN-ALAT-%E2%80%93-ALAT-LABORATORIUM-KIMIA

http://www.wikipedia.org/Kimia-Ikatan