UJIAN MID SEMESTER
MATAKULIAH : Kimia Organik II
SKS : 3SKS
WAKTU : Mulai Jum’at, 19 sampai dengan 26 April 2013 jam 24.00
PENGAMPU :
PERHATIAN: UJIAN INI DIIZINKAN UNTUK MEMBUKA BUKU, BROWSING INTERNET, ANDA DILARANG MENCONTEK JAWABAN TEMAN ATAU COPY PASTE ARTIKEL TERKAIT DI INTERNET. ANDA HARUS MENGKONSTRUKSI JAWABAN SENDIRI SESUAI DENGAN KEMAMPUAN PENALARAN MASING-MASING. Semua jawaban diposting di blog anda masing-masing, lengkapi profil anda dengan foto agar mudah dikenali.

1.Asam karboksilat dapat ditransformasi menjadi beberapa turunan. Buatlah skema reaksi perubahan dari suatu amida menjadi ester selanjutnya dikonversi menjadi asil halida.

 Skema reaksi yang pertama yaitu perubahan dari amida menjadi ester.

·         Asetamida di reaksikan dengan alkohol, yaitu etanol yang akan menghasilkan senyawa ester yaitu etil asetat dan ammonia, yang reaksinya :

  Skema reaksi yang selanjutnya yaitu dari ester menjadi asil halida

·         Etil asetat di reaksikan dengan asam klorida yang akan menghasilkan asetil klorida dan etanol

 Dari reaksi diatas maka kita akan mengetahui proses perubahan dari suatu amida yang dirubah menjadi ester kemudian pada hasil terakhir ester di konversi menjadi suatu asil halide.

2. Usulkan bagaimana mensintesis suatu Ester yang beraroma buah-buahan (seperti isopentil asetat yang beraroma pisang). Jelaskan reaksi-reaksi kimia yang terlibat dalam pembuatan ester tersebut.

ester di buat dengan mereaksikan alkohol atau fenol dengan asam karboksilat dengan bantuan katalis yang di sebut reaksi esterifikasi. ester jenis lain yang beraroma seperti buah buahan yaitu metil butirat yang beraroma seperti apel.Hal yang menyebabkan ester dapat berbau atau beraroma seperti buah-buahan yaitu karena keberadaan gugus karbonil yang pada oksigenya berikatan dengan alkil sehingga mengakibatkan senyawa tersebut memiliki aroma yang harum dan mudah menguap.

3. Jelaskan pengaruh efek induksi terhadap kekuatan tiga jenis asam karboksilat yang anda sintesis dari suatu amida.

Efek induksi bekerja pada ikatan sigma pada ketiga reaksi diatas. Dorongan dari gugus R membuat kerapatan electron pada H semakin tinggi sehingga sulit untuk terionisasi. pengaruh efek induksi terhadap kekuatan tiga jenis asam karboksilat yang di sintesis dari  amida terletak pada kecenderungan mudahnya lepas gugus hidroksil dalam air yang di pengaruhi oleh efek induksi tersebut.

Hal tersebut dapat kita ketahui dari nilai pka yaitu pada asam format memiliki nilai pka 3,68. Nilai pka asam asetat 4,74 dan nilai pka asam butanoat 4,80. Dan semakin kecil nilai pka maka semakin kuat sifat asamnya , dimana hal ini dipengaruhi karena pada gugus alkil untuk mendorongsehingga kerapatan H meningkat dan sulit untuk terionisasi. Dan dari reaksi diatas gugus hidroksil pada asam format sangat sukar untuk terionisasi dan keasamanya lebih tinggi ,begitu juga dengan gugus hidroksil pada asam asetat sukar terionisasi dan nilai keasamanya dibawah asam format , begitu juga untuk asam butanoat yang memiliki gugus hidroksil yang dapat terionisasi dan nilai keasamanyapun lebih rendah.

4. Usulkan amida yang anda gunakan pada soal no.3 dapat dibiodegradasi oleh suatu mikroorganisme, bagaimana hasil penguraiannya?

dari soal no 3 amida yang di konversi menjadi asam karbksilat yang bisa di degradasi salah satunya asam asetat yang bisa di biodegradasi oleh mikroorganisme menjadi metana dengan Bakteri asetogenik (bakteri yang memproduksi asetat dan H₂) seperti Syntrobacter wolinii dan Syntrophomonas wolfei

BIODEGREDASI HIDROKARBON

Biodegradasi adalah Proses pemecahan atau perombakan yang dilakukan oleh  Mikroorganisme.  Selain itu pengurai atau pendegradasi umumnya adalah bakteri dan jamur. Proses ini berupa rangkaian reaksi kimia enzimatik atau biokimia yang memerlukan kondisi lingkungan yang sesuai dengan pertumbuhan dan perkembangbiakan mikroorganisme (Shechan dalam Nugroho, 2006).

Senyawa hidrokarbon dalam minyak bumi merupakan sumber karbon bagi pertumbuhan mikroorganisme, sehingga senyawa tersebut dapat didegradasi dengan baik (Nugroho, 2006).

Salah satu beban pencemaran yang menjadi masalah besar terhadap keseimbangan lingkungan adalah limbah yang disebabkan oleh minyak dan limbah lain yang juga merupakan turunan dari minyak bumi. Degradasi minyak sendiri dapat dilakukan dengan memanfaatkan mikroorganisme seperti bakteri, khamir, jamur maupun alga.

Di dalam minyak bumi terdapat dua macam komponen yang dibagi berdasarkan kemampuan mikroorganisme menguraikannya, yaitu komponen minyak bumi yang mudah diuraikan oleh mikroorganisme dan komponen yang sulit didegradasi oleh mikroorganisme (Hadi, 2003). Komponen minyak bumi yang mudah didegradasi oleh bakteri merupakan komponen terbesar dalam minyak bumi atau mendominasi, yaitu alkana yang bersifat lebih mudah larut dalam air dan terdifusi ke dalam membran sel bakteri. Jumlah bakteri yang mendegradasi komponen ini relatif banyak karena substratnya yang melimpah di dalam minyak bumi. Isolat bakteri pendegradasi komponen minyak bumi ini biasanya merupakan pengoksidasi alkana normal (Hadi, 2003).

Mikroorganisme, terutama bakteri yang mampu mendegradasi senyawa yang terdapat didalam hidrokarbon minyak bumi disebut bakteri hidrokarbonoklastik.  Bakteri ini mampu men-degradasi senyawa hidrokarbon dengan memanfaatkan senyawa tersebut sebagai sumber karbon dan energi yang diperlukan bagi pertumbuhannya. Mikroorga-nisme ini mampu menguraikan komponen minyak bumi karena kemampuannya mengoksidasi hidrokarbon dan menjadikan hidrokarbon sebagai donor elektronnya. Mikroorganisme ini berpartisipasi dalam pembersih-an tumpahan minyak dengan mengoksidasi minyak bumi menjadi gas karbon dioksida (CO2), bakteri pendegradasi minyak bumi akan menghasilkan bioproduk seperti asam lemak, gas, surfaktan, dan biopolimer yang dapat meningkatkan porositas dan permeabilitas batuan reservoir formasi klastik dan karbonat apabila bakteri ini menguraikan minyak bumi.

Bakteri hidrokarbonoklastik diantaranya adalah Pseudomonas, Arthrobacter, Alcaligenes, Brevibacterium, Brevibacillus, dan Bacillus.  Bakteri-bakteri tersebut banyak tersebar di alam, termasuk dalam perairan atau sedimen yang tercemar oleh minyak bumi atau hidrokarbon. Kita hanya perlu mengisolasi bakteri hidrokarbonoklastik tersebut dari alam dan mengkulturnya, selanjutnya kita bisa menggunakannya sebagai peng-olah limbah minyak bumi yang efektif dan efisien, serta ramah lingkungan.

Permasalahan:

Senyawa hidrokarbon dalam minyak bumi merupakan sumber karbon bagi pertumbuhan mikroorganisme, sehingga senyawa tersebut dapat didegradasi. Dan juga dalam Proses biodegradasi ini berupa rangkaian reaksi kimia enzimatik atau biokimia yang memerlukan kondisi lingkungan yang sesuai dengan pertumbuhan dan perkembangbiakan mikroorganisme yang berarti yang sangat berperan aktif salah satunya adalah enzim.

·         Adakah limbah atau efek samping yang ditimbulkan oleh proses biodegradasi, jika ada bagaiman dengan keberadaan limbah tersebut (berbahaya atau tidak) ? Tolong berikan contohnya.

·         Yang menjadi permasalahnya yaitu bagaimana kita membuat atau menyediakan enzim sedemikian banyak sehingga perkembangbiakan mikroorganisme pendegredasi tersebut bisa lebih cepat, sehingga proses biodegredasi bisa lebih cepat.

AMIDA
Pengantar

Ditinjau dari strukturnya turunan asam karboksilat merupakan senyawa yang diperoleh dari hasil pergantian gugus -OH dalam rumus struktur R-C-OOH oleh gugus X (halogen), -NH2 OR’, atau –OOCR. Masing-masing asil penggantian merupakan kelompok senyawa yang berbeda sifatnya dan berturut-turut dinamakan kelompok halida asam (R-COX), amida (RCONH2) ester (RCOOR’), dan anhidrida asam karboksilat (RCOOORCR). Seperti halnya asam karboksilat, turunan asam karbosilat juga dibedakan menjadi turunan asam karboksilat alifatik atau aromatik, baik yang tersubtitusi maupaun yang tidak tersubtitusi. Semua turunan asam karboksilat mempunyai gugus fungsi asil (RCO-) atau aroil (ArCO-) dan bila dihidrolisis menghasilkan asam karboksilat. Hasil samping dalam hidrolisis tersebut tergatung pada jenis turunan asam karboksilatnya.Adanya gugus karbonil dalam turunan asam karboksilat meyebabkan molekulnya bersifat polar. Kepolaran ini yang berpengaruh terhadap sifat-sifat fisika dan kimia turunan asam karboksilat.

Sifat Fisik Amida

 Amida mudah membentuk ikatan hidrogen sehingga titik didihnya tinggi dibandingkan senyawa lain dengan bobot molekul yang sama, namun bila terdapat subtituen aktif pada atom nitrogennya maka titik didih dan titik lelehnya cenderung menurun karena kemampuan untuk membentuk ikatan hidrogen juga menurun. Mudah larut di dalam air karena dengan adanya gugus C=O dan N-H memungkinkan terbentuknya ikatan hidrogen.
Kepolaran molekul senyawa turunan asam karboksilat yang disebabkan oleh adanaya gugus karbonil (-C-), sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat fisiknya (titik didih,titik lebur dan kelarutan)diketahui bahwa titij didih halida asam, anhidrida asam karboksilat dan ester hampir sama hampir sama dengan titk didih aldehid dan keton yang brat molekulnya sebanding. Perlu diingat bahwa aldehid dan keton adalah senyawa yang juga mengandung gugus karbonil. Khusus untuk senyawa amida, ternyata harga titik didihnya cukup tinggi. Hal ini disebabkan oleh adanya ikatan hidrogen antar molekulnya yang digambarkan sebagai berikut :

R

H C

…O N – H ….O N – H

C H

R
Sifat Kimia Amida

Amida bereaksi dengan nukleofil, misalnya dapat dihidrolisis dengan air. Amida dapat direduksi dengan litium anhidrida menghasilkan amina.  Kegunaan Amida Amida yang sangat terkenal adalah ureum (urea), yaitu suatu diamida dari suatu asam karbonat.  Urea merupakan padatan kristal tak berwarna, dan merupakan hasil akhir metabolisme protein. Orang dewasa rata-rata menghasilkan 30 g urea dalam air seni-nya sehari-hari. Urea dihasilkan besar-besaran untuk pupuk.pada tanaman-tanaman pertanian dan perkebunan. Urea juga digunakan sebagai bahan baku pembuatan obat dan plastik.

Turunan-turunan asamkarboksilat memiliki stabilitas dan reaktifitas yang berbeda tergantung pada gugus yangmelekat pada gugus karbonil. Stabilitas dan reaktifitas memiliki hubungan terbalik, yangberarti bahwa senyawa yang lebih stabil umumnya kurang reaktif dan sebaliknya. Karena asilhalida adalah kelompok paling tidak stabil, masuk akal bahwa senyawa ini dapat secara kimiadiubah ke jenis lain. Karena amida adalah jenis yang paling stabil, secara logis harusmengikuti bahwa amida tidak dapat dengan mudah berubah menjadi jenis molekul lain.Stabilitas semua jenis asam karboksilat derivatif umumnya ditentukan oleh kemampuankelompok fungsional untuk menyumbangkan elektron ke seluruh molekul. Pada dasarnya,semakin elektronegatif atom atau kelompok yang melekat pada gugus karbonil maka molekulakan kurang stabil. Hal ini mudah menjelaskan fakta bahwa asil halida yang paling reaktif karena halida biasanya cukup elektronegatif.

Sintesis amida

Akrilamida (atau amida akrilat) adalah senyawa organik sederhana dengan rumus kimia C₃H₅NO dan berpotensi berbahaya bagi kesehatan (menyebabkan kanker atau karsinogenik). Nama IUPAC-nya adalah 2-propenamida. Dalam bentuk murni ia berwujud padatan kristal putih dan tidak berbau. Pada suhu ruang, akrilamida larut dalam air, etanol, eter, dan kloroform. Ia tidak kompatibel dengan asam, basa, agen pengoksidasi, dan besi (dan garamnya). Dalam keadaan normal ia akan terdekomposisi menjadi amonia tanpa pemanasan, atau menjadi karbon dioksida, karbon monoksida, dan oksida nitrogen dengan pemanasan.

Dalam skala industri akrilamida dibuat dari hidrolisis akrilonitril oleh nitril hidratase.

Akrilamida dapat membentuk rantai polimer panjang yang dikenal sebagai poliakrilamida, yang juga karsinogenik. Polimer ini dipakai dalam pengental karena ia akan membentuk gel bila tercampur air. Dalam laboratorium biokimia poliakrilamida dipakai sebagai fase diam dalam elektroforesis gel (PAGE atau SDS-PAGE). Ia dipakai pula dalam penanganan limbah cair, pembuatan kertas, pengolahan bijih besi, dan dalam pembuatan bahan pengepres. Beberapa akrilamida dipakai dalam pembuatan zat pewarna, atau untuk membentuk monomer lain.

Akrilamida dapat terbentuk pada bahan makanan gorengan yang mengandung pati, seperti kentang goreng, atau roti yang dipanggang. Pembentukan terjadi pada pengolahan dengan suhu mulai 120 °C dan dengan kadar 30 hingga 2300 mikromolal per kg. Walaupun proses sepenuhnya tidak diketahui, pembentukan ini diduga kuat terkait dengan fenomenon reaksi pencoklatan non-enzimatik yang dikenal sebagai reaksi Mallard. Perlakuan perendaman potongan kentang sebelum digoreng dalam air atau larutan asam sitrat dapat menurunkan kadar akrilamida sedangkan kepekatan warna coklat berkait erat dengan kadar akrilamida yang terbentuk.

HALIDA ASAM (ASIL HALIDA)

Asil Halida adalah suatu senyawa yang diturunkan dari asam karboksilatdengan mengganti gugus -OH pada karbonil dengan gugusan halogen.Gugusan halogen ini dapat berupa F, Cl, Br, I (gol.VIIA). Rumus umumnya :R – C – X                  dimana X adalah Halida dan R adalah alkil

         O

Kebanyakan halida yang bereaksi adalah klorida (Cl) sebab iodida dan bromida lebih sukar ditangani dan lebih mahal pembuatannya, serta dari segisintetis hanya sedikit lebih menguntungkan daripada klorida.

Struktur :

Tata Nama :

Ø  Dinamakan sesuai dengan nama asam karboksilat dengan mengganti akhiran at dengan il.

Pembuatan klorida asam karboksilat :

Klorida asam karboksilat umumnya dibuat dengan reaksi antara asam karboksilat dengan tionil klorida atau fosfor pentaklorida.

Beberapa Reaksi Klorida Asam Karboksilat :

Klorida asam karboksilat merupakan senyawa elektrofilik yang reaktif. Oleh karena itu mampu bereaksi berbagi senyawa nukleofil termasuk air, ammonia, amina, alkohol dan fenol.

1. Hidrolisis

Hidrolisis klorida asam karboksilat menghasilkan asam karboksilatnya.

2. Reaksi dengan Alkohol

Klorida asam karboksilat bereaksi dengan alcohol atau fenol membentuk ester dengan katalis basa organik.

3. Reaksi dengan Ammonia atau Amina

PERMASALAHAN

·         Dari artikel diatas yang ingin saya tanyakan yaitu yang berhubungan dengan kehidupan sehari-hari, diketahui bahwa akrilamida tersebut berpotensi berbahaya yaitu dapat menyebabkan kanker, sedangkan akrilamida juga  terdapat pada makanan yang mengandung pati seperti kentang goreng, mengapa hal tersebut bisa terjadi dan bagaimana cara untuk membuat reaksi sedemikian rupa sehingga akrilamida yang terdapat pada makanan tersebut tidak berbahaya  ?

·         Pada halida asam Kebanyakan halida yang bereaksi adalah clorida, sedangkan iodida dan bromida jarang sekali digunakan, mengapa bisa demikian ?

TURUNAN ASAM KARBOKSILAT

ESTER

Ester termasuk turunan asam karboksilat yang gugus –OH dalam rumus RCOOH diganti oleh gugus –OR¹.

Ester dibuat dengan mereaksikan alkohol atau fenol dengan asam karboksilat dengan bantuan katalis yang disebut Reaksi Esterifikasi. Reaksi esterifikasi merupakan reaksi reversibel yang sangat lambat, tetapi bila menggunakan katalis asam mineral seperti asam sulfat (H₂SO₄) dan asam klorida (HCl) kesetimbangan akan tercapai dalam waktu yang cepat. Pola umum dalam pembuatan ini dinyatakan dengan persamaan berikut

Dalam reaksi esterifikasi, ion H⁺ dari H₂SO₄ berperan dalam pembentukan ester dan juga berperan dalam reaksi sebaliknya yakni hidrolisis ester.

Mekanisme : esterifikasi Fisher

Reaksi Esterifikasi Fischer adalah reaksi pembentukan ester dengan cara merefluks sebuah asam karboksilat bersama alcohol dengan katalis asam.

1.      Transfer proton dari katalis asam ke atom oksigen karbonil, sehingga meningkatkan

elektrofilisitas dari atom karbon karbonil.

2.      Atom karbon karbonil kemudian diserang oleh atom oksigen dari alkohol, yang bersifat nukleofilik sehingga terbentuk ion oksonium.

3.      Terjadi pelepasan proton dari gugus hidroksil milik alkohol, menghasilkan kompleks teraktivasi

4.      Protonasi terhadap salah satu gugus  hidroksil, yang diikuti oleh pelepasan molekul air menghasilkan ester

1. Protonasi gugus karbonil

2. Adisi gugus nukleofil

3. Pelepasan H⁺ ® intermediet

4. Protonasi oksigen

5. Pelepasan molekul air

6. Pelepasan H⁺ ® ester

ASAM ANHIDRIDA

Asam karboksilat seperti asam etanoat memiliki struktur sebagai berikut:

Jika anda mengambil dua molekul asam etanoat dan menghilangkan sebuah molekul air diantara kedua molekul tersebut (lihat gambar berikut) maka akan diperoleh anhidrida asam, yakni anhidrida etanoat (nama lama: anhidrida asetat).

Pembuatan anhidrida asam karboksilat

Umumnya dibuat di laboratorium. Anhidrida asam karboksilat yang umum digunakan adalah asetat anhidrida dan tersedia secara comersial.

Reaksi Anhidrida Asam

1. Hidrolisis

Hidrolisis anhidrida asam dalam larutan asam atau basa menghasilkan 2 asam karboksilatnya.

2. Reaksi dengan Alkohol

Reaksi anhidrida asam dengan alkohol menghasilkan ester dan asam karboksilat.

Kelarutan dalam air

Anhidrida etanoat tidak bisa dikatakan larut dalam air karena dia bereaksi dengan air menghasilkan asam etanoat. Tidak ada larutan cair dari anhidrida etanoat yang terbentuk.

Titik didih

Anhidrida etanoat mendidih pada suhu 140°C. Titik didih cukup tinggi karena memiliki molekul polar yang cukup besar sehingga memiliki gaya dispersi van der Waals sekaligus gaya tarik dipol-dipol.

Akan tetapi, anhidrida etanoat tidak membentuk ikatan hidrogen. Ini berarti bahwa titik didihnya tidak sama tingginya dengan titik didih asam karboksilat yang berukuran sama. Sebagai contoh, asam pentanoat (asam yang paling mirip besarnya dengan anhidrida etanoat) mendidih pada suhu 186°C.

·         Ester terbentuk dari asam karboksilat yang memiliki gugus OH, ketika diraksikan dengan alcohol dan terbentuk ester dan gugus menjadi OR, dengan memperhatikan perbedaan gugus tersebut maka bagaimana sifat-sifatnya (fisik dan kimia) sebelum dan sesudah bereaksi pada keadaan yang sama.

·         Dengan memperhatikan rumus umum anhydrida, maka Bagaimana proses tersebut sehingga terbentuknya anhydria.? Sebagai contohnya dua molekul asam etanoat dan menghilangkan sebuah molekul air diantara kedua molekul tersebut (lihat gambar berikut) maka akan diperoleh anhidrida asam, yakni anhidrida etanoat. Bagaimana proses penghilangan atom hydrogen tersebut sehingga pengabungan tersebut membentuk senyawa anhidrida ?