UJIAN MID SEMESTER

NAMA          :         Hidayah Chuswatun Chasanah

NIM               :         A1C111038

KELAS         :         Pendidikan Kimia Reguler 2011

UJIAN MID SEMESTER          

MATAKULIAH           : Kimia Organik II

SKS                                      : 3SKS

WAKTU                            : Mulai  Rabu, 24 April sampai dengan 1 Mei 2013 jam 24.00

PENGAMPU                 : Dr. Syamsurizal, M.Si

1. Asam karboksilat dapat ditransformasi menjadi beberapa turunan. Buatlah skema reaksi perubahan dari suatu ester menjadi amida selanjutnya target akhirnya adalah benzoil khlorida.

Jawaban :

• Skema Reaksi 

reaksi perubahan ester menjadi amida :

Suatu senyawa ester dapat dirubah menjadi suatu senyawa amida dengan mereaksikan senyawa ester tersebut dengan Amonia (NH₃) . Pada reaksi ini , ester direaksikan dengan Amonia (NH₃) menghasilkan suatu senyawa amida dan juga alcohol. Disini alcohol adalah merupakan hasil samping dari reaksi tersebut. Adapun reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut :

reaksi perubahan amida menjadi Benzoil Klorida :

Langkah selanjutnya yaitu mengubah suatu senyawa amida menjadi suatu senyawa asil klorida yang mana disini diubah menjadi benzoil klorida. Suatu senyawa amida yang diperoleh dari reaksi diatas (reaksi antara ester dengan NH₃) direaksikan kembali dengan HCl sehingga pada reaksi ini menghasilkan senyawa benzoil klorida dan NH₃. Pada reaksi ini, NH₃ merupakan hasil samping dari reaksi sintesis benzoil klorida tersebut. Adapun reaksinya yaitu :

2. Temukan manfaat dari benzoil khlorida, jelaskan bagaimana mekanisme senyawa benzoil khlorida berperan.

Jawaban :

• Manfaat dari Benzoil Klorida yaitu mempercepat reaksi antara fenol dengan beberapa Asil Klorida yang kurang reaktif.

Benzoil klorida memiliki rumus molekul C₆H₅COCl. Gugus -COCl terikat langsung pada sebuah cincin benzen. Senyawa ini jauh lebih tidak reaktif dibanding asil klorida sederhana seperti etanoil klorida.

Fenol pertama-tama diubah menjadi senyawa ionik natrium fenoksida (natrium fenat) dengan melarutkannya dalam larutan natrium hidroksida.

Ion fenoksida bereaksi lebih cepat dengan benzoil klorida dibanding fenol, tapi biarpun demikian reaksi tetap harus dikocok dengan benzoil klorida selama sekitar 15 menit. Padatan fenol benzoat terbentuk.

3.Bila benzoil khlorida dikonversi menjadi asam benzoat. Buatlah tiga contoh turunan asam benzoat sebagai model, kemudian jelaskan pengaruh efek resonansi terhadap kekuatan tiga jenis asam benzoat yang anda modelkan.

Jawaban :

Benzoil Klorida dapat dikonversi menjadi asam benzoate yaitu dengan cara mereaksikan senyawa benzoil klorida tersebut dengan air . Ketika benzoil klorida tersebut direaksikan dengan air , OH^- yang berasal dari air menggantikan posisi Cl pada benzoil klorida . Kemudian terbentuklah asam benzoate dan HCl . Adapun reaksinya adalah sebagai berikut :

Kemudian ada 3 turunan dari asam benzoat yang dimodelkan disini yaitu :

• Aspirin

Aspirin biasa digunakan sebagai obat penghilang rasa sakit (analgesik) dan penurun panas (antipiretik). Oleh karena itu aspirin juga digunakan sebagai obat sakit kepala, sakit gigi, demam dan sakit jantung. Penggunaan dalam jangka panjang dapat menyebabkan iritasi lapisan mukosa pada lambung sehingga menimbulkan sakit maag, gangguan ginjal, alergi, dan asma.

• Parasetamol

Parasetamol (asetaminofen) memiliki fungsi yang sama dengan aspirin tetapi lebih aman bagi lambung. Hampir semua obat yang beredar dipasaran menggunakan zat aktif parasetamol. Penggunaan parasetamol yang berlebihan dapat menimbulkan gangguan ginjal dan hati.

• Natrium Benzoat

Natrium benzoat yang biasa digunakan sebagai pengawet makanan dalam kaleng.

Pengaruh Resonansi

Resonansi terjadi karena adanya delokalisasi elektron dari ikatan rangkap ke ikatan tunggal. Delokalisasi elektron yang terjadi pada benzena pada struktur resonansi adalah sebagai berikut:

Hal yang harus diperhatikan adalah, bahwa lambang resonasi bukan struktur nyata dari suatu senyawa, tetapi merupakan struktur khayalan. Sedangkan struktur nyatanya merupakan gabungan dari semua struktur resonansinya. Hal ini pun berlaku dalam struktur resonansi benzena, sehingga benzena lebih sering digambarkan sebagai berikut:

Teori resonansi dapat menerangkan mengapa benzena sukar diadisi. Sebab, ikatan rangkap dua karbon-karbon dalam benzena terdelokalisasi dan membentuk semacam cincin yang kokoh terhadap serangan kimia, sehingga tidak mudah diganggu. Oleh karena itulah reaksi yang umum pada benzena adalah reaksi substitusi terhadap atom H tanpa mengganggu cincin karbonnya.

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

Jawaban :

Asam O-asetilsalisilat  (aspirin) adalah turunan asam salisilat yang telah dikenal  sebagai prototip obat analgesik kelompok  NSAIDs. Sayangnya, stabilitas senyawa ini menjadi salah satu kelemahannya,  di samping efek sampingnya.

Reaksi yang paling berkontribusi dalam degradasi aspirin  adalah hidrolisis yang menghasilkan produk  asam salisilat dan asam asetat. Reaksi ini berlangsung dalam berbagai pH dan laju reaksinya mengikuti kinetika order pertama semu  (Marr,2004)  tetapi dalam suasana yang lebih basa,aspirin terhidrolisis lebih cepat (Reynolds, 1982). 

Kemampuan organisme tertentu untuk menurunkan senyawa aromatik dan hidrokarbon rantai panjang yang luar biasa karena jenis molekul yang stabil untuk menyerang oleh banyak agen aktif kimia. Namun, dibatasi untuk kelompok terbatas bakteri, yang paling menonjol menjadi pseudomonad dan terkait Gram-negatif spesies, dan beberapa jamur. Kapasitas untuk mendegradasi senyawa aromatik karena sintesis enzim yang mengkatalisis penggabungan oxygenase langsung dari oksigen ke dalam molekul substrat. Untuk molekul aromatik, pengenalan gugus hidroksil, dikatalisis oleh enzim oksigenase, efek resonansi yang stabil dari cincin benzena, sehingga membuat lebih rentan terhadap serangan oleh enzim yang mengkatalisis oksigenase lanjut pembukaan cincin. Produk fisi cincin kemudian lebih lanjut dimetabolisme, memproduksi intermediet dari siklus trikarboksilat yang pada gilirannya dimetabolisme melalui siklus itu. Jalur kemungkinan untuk degradasi asam asetilsalisilat oleh Acinetobacter lwoffii.

BIODEGRADASI SENYAWA ORGANIK

Secara umum biodegradasi atau penguraian bahan (senyawa) organik oleh mikroorganisme dapat terjadi bila terjadi transformasi struktur sehingga terjadi perubahan integritas malekuler. Proses ini berupa rangkaian reaksi kimia enzimatik atau biokimia yang mutlak 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).

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).

• Komponen minyak bumi yang sulit didegradasi merupakan komponen yang jumlahnya lebih kecil dibanding komponen yang mudah didegradasi. Hal ini menyebabkan bekteri pendegradasi komponen ini berjumlah lebih sedikit dan tumbuh lebih lambat karena kalah bersaing dengan pendegradasi alkana yang memiliki substrat lebih banyak. Isolasi bakteri ini biasanya memanfaatkan komponen minyak bumi yang masih ada setelah pertumbuhan lengkap bakteri pendegradasi komponen minyak bumi yang mudah didegradasi (Hadi, 2003).

1.      Jenis Hidrokarbon yang Didegradasi Mikroba (Hadi, 2003).   
               

a.       Hidrokarbon Alifatik

Mikroorganisme pedegradasi hidrokarbon rantai lurus dalam minyak bumi ini jumlahnya relatif kecil dibanding mikroba pendegradasi hidrokarbon aromatik. Di antaranya adalah Nocardia, Pseudomonas, Mycobacterium, khamir tertentu, dan jamur. Mikroorganisme ini menggunakan hidrokarbon tersebut untuk pertumbuhannya. Penggunaan hidrokarbon alifatik jenuh merupakan proses aerobik (menggunakan oksigen). Tanpa adanya O2, hidrokarbon ini tidak didegradasi oleh mikroba (sebagai pengecualian adalah bakteri pereduksi sulfat). Reaksinya :

b.      Hidrokarbon Aromatik

Banyak senyawa ini digunakan sebagai donor elektron secara aerobik oleh mikroorganisme seperti bakteri dari genus Pseudomonas. Metabolisme senyawa ini oleh bakteri diawali dengan pembentukan Protocatechuate atau catechol atau senyawa yang secara struktur berhubungan dengan senyawa ini. Kedua senyawa ini selanjutnya didegradasi menjadi senyawa yang dapat masuk ke dalam siklus Krebs (siklus asam sitrat), yaitu suksinat, asetil KoA, dan piruvat. Reaksinya :

2.      Faktor Pembatas Biodegradasi

Kemampuan sel mikroorganisme untuk melanjutkan pertumbuhannya sampai minyak bumi didegradasi secara sempurna bergantung pada suplai oksigen yang mencukupi dan nitrogen sebagai sumber nutrien. Seorang ilmuwan bernama Dr. D. R. Boone menemukan bahwa nitrogen tetap merupakan nutrien yang paling penting untuk degradasi bahan bakar. Selain itu keaktifan mikroorganisme pendegradasi hidrokarbon juga dipengaruhi oleh kondisi lingkungan seperti temperatur dan pH. Kondisi lingkungan yang tidak sesuai menyebabkan mikroba ini tidak aktif bekerja mendegradasi minyak bumi. Sebagai contoh, penambahan nutrien anorganik seperti fosfor dan nitrogen untuk area tumpahan minyak meningkatkan kecepatan bioremediasi secara signifikan.

 PUSTAKA

     Nugroho, A. 2003. Bioremidiasi Hidrokarbon Minyak Bumi. Jakarta: Bumi Aksara

     Hadi, S N. 2003. Degradasi Minyak Bumi via “Tangan” Mikroorganisme.

Diaksesdarihttp://www.chemistry.org/artikel_kimia/kimia_material/degradasi_minyak_bumi_via_tangan_mikroorganisme/.

http://pranantagiat.blogspot.com/2012/06/biodegradasi-senyawa-hidrokarbon.html

 Permasalahan :

1. Pada artikel diatas disebutkan bahwa "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" kemudian "Komponen minyak bumi yang mudah didegradasi oleh bakteri merupakan komponen terbesar dalam minyak bumi atau mendominasi" sedangkan "Komponen minyak bumi yang sulit didegradasi merupakan komponen yang jumlahnya lebih kecil dibanding komponen yang mudah didegradasi".  yang saya tanyakan mengapa komponen yang mudah didegradasi itu adalah komponen yang terbesar dan apakah tidak mungkin jika komponen yang lebih kecil yang menjadi mudah didegradasi ??? tolong jelaskan !

2. Pada artikel diatas,,di faktor pembatas biodegradasi disebutkan "keaktifan mikroorganisme pendegradasi hidrokarbon juga dipengaruhi oleh kondisi lingkungan seperti temperatur dan pH".  yang saya tanyakan , Pada kondisi lingkungan (temperatur dan suhu) berapa yang sangat optimal untuk keaktifan mikroorganisme dalam mendegradasi hidrokarbon ?

KEASAMAN ASAM KARBOKSILAT

Rumus Umum Asam Karboksilat

Asam karboksilat mengurai dalam air menghasilkan anion karboksilat dan ion hidronium.

Keasaman asam karboksilat :

• ditentukan oleh mudahnya gugus karboksil melepaskan ion hidrogen
• bersifat asam lemah

            Keasaman diukur secara kuantiatif dengan tetapan keasaman atau ionisasi, K_a . nilai K_a suatu asam 

  dinyatakan :

• masih jauh lebih asam dari senyawa-senyawa organik lainnya

• Kekuatan asam karboksilat sangat dipengaruhi oleh substituen yang terikat pada gugus alkil asam  
   karboksilat
• Substituen yang dapat menstabilkan ion karboksilat akan meningkatkan keasaman asam karboksilat

daftar gugus dalam urutan daya menarik elektronnya :


• Substituen yang menurunkan kestabilan ion karboksilat akan menurunkan keasaman asam karboksilat

• Asam kloroasetat >>> dari asam asetat, sebab asam kloro asetat memiliki satu gugus penarik elektron
   yaitu klor .
• Klor (Cl) akan menarik elektron melalui efek induksi sehingga mengurangi kerapatan elektron dari karbon
   α, akibatnya muatan negatif gugus karboksilat sebagian tersebar oleh muatan δ+ di dekatnya.

• Pengaruh efek induksi makin berkurang dengan makin banyaknya atom yang berada diantara gugus
   karboksil dan gugus penarik elektron.

Sumber :
ml.scribd.com/doc/50534810/ASAM-KARBOKSILAT-1





Pertanyaan :
Pada artikel diatas disebutkan bahwa "Pengaruh efek induksi makin berkurang dengan makin banyaknya atom yang berada diantara gugus karboksil dan gugus penarik elektron". yang saya tanyakan , bagaimana caranya agar pengaruh efek induksi itu tidak berkurang meskipun  dengan jumlah atom yang semakin banyak diantara gugus karboksil dan gugus penarik elektron tersebut.

AMIDA

Amida

Amida adalah senyawa yang sangat tidak reaktif, karena protein terdiri dari asam amino yang dihubungkan oleh ikatan amida. Amida tidak bereaksi dengan ion halida, ion karboksilat, alkohol, atau air karena dalam setiap kasus, nukleofil yang masuk adalah basa lemah dari gugus pergi amida.

Amida dapat bereaksi dengan air dan alkohol jika campuran reaksi dipanaskan dalam suasana asam.

Teori orbital molekul dapat menjelaskan mengapa amida yang tidak reaktif. Amida memiliki kontributor resonansi penting di mana saham nitrogen satu pasangan dengan karbon karbonil, orbital yang berisi pasangan bebas tumpang tindih orbital kosong dari gugus karbonil.

Keadaan tumpang tindih menurunkan energi-satu pasangan itu bukan basa atau nukleofilik-dan menimbulkan energi dari orbital gugus karbonil, sehingga kurang reaktif terhadap nukleofil. Amida dengan kelompok NH₂ bisa didehidrasi dengan sebuah nitril. Reagen dehidrasi umumnya digunakan untuk tujuan ini adalah P₂O₅, POCl₃, dan SOCl₃.

Sumber :

moko31.files.wordpress.com/2010/11/sna-fix.docx

Pertanyaan :
1. Amida tidak bereaksi dengan ion halida, ion karboksilat, alkohol, atau air karena dalam setiap kasus, nukleofil yang masuk adalah basa lemah dari gugus pergi amida.

akan tetapi Amida dapat bereaksi dengan air dan alkohol jika campuran reaksi dipanaskan dalam suasana asam.

yang ditanyakan , mengapa bisa demikian ? padahal sudah disebutkan bahwa amida tidak bereaksi dengan air maupun alkohol.

Hidrolisis Ester-Ester Sederhana

Pengertian hidrolisis

Secara teknis, hidrolisis adalah sebuah reaksi dengan air. Reaksi inilah yang sebenarnya terjadi ketika ester dihidrolisis dengan air atau dengan asam encer seperti asam hidroklorat encer.

Hidrolisis ester dengan basa melibatkan reaksi dengan ion-ion hidroksida, tetapi hasil keseluruhannya sangat mirip sehingga dikategorikan dalam hidrolisis dengan air atau asam encer.

Hidrolisis menggunakan air atau asam encer

Reaksi dengan air murni sangat lambat sehingga tidak pernah digunakan. Reaksi ini dikatalisis oleh asam encer, sehingga ester dipanaskan di bawah refluks dengan sebuah asam encer seperti asam hidroklorat encer atau asam sulfat encer.
Berikut dua contoh sederhana dari hidrolisis menggunakan sebuah katalis asam.
Pertama, hidrolisis etil etanoat:


dan yang kedua hidrolisis metil propanoat:


Perhatikan bahwa kedua reaksi di atas dapat balik (reversibel). Untuk melangsungkan hidrolisis sesempurna mungkin, harus digunakan air yang berlebih. Air diperoleh dari asam encer, sehingga ester perlu dicampur dengan asam encer yang berlebih.

Hidrolisis menggunakan basa encer

Ini merupakan cara yang lazim digunakan untuk menghidrolisis ester. Ester dipanaskan di bawah refluks dengan sebuah basa encer seperti larutan natrium hidroksida.
Ada dua kelebihan utama dari cara ini dibanding dengan menggunakan asam encer. Reaksinya berlangsung satu arah dan tidak reversibel, dan produknya lebih mudah dipisahkan.
Mari kita mengambil contoh ester sama seperti kedua contoh di atas, tapi menggunakan larutan natrium hidroksida bukan sebuah asam encer:
Pertama, hidrolisis etil etanoat menggunakan larutan natrium hidroksida:


dan selanjutnya hidrolisis metil propanoat dengan cara yang sama:


Perhatikan bahwa terbentuk garam natrium bukan asam karboksilat sendiri.
Campuran ini relatif mudah dipisahkan. Jika digunakan larutan natrium hidroksida yang berlebih, tidak akan ada ester yang tersisa.
Alkohol yang terbentuk bisa dipisahkan dengan distilasi. Pemisahan ini cukup mudah.
Jika anda menginginkan terbentuk asam bukan garamnya, anda harus menambahkan asam kuat yang berlebih seperti asam hidroklorat encer atau asam sulfat encer ke dalam larutan yang tersisa setelah distilasi pertama.
Jika anda melakukan ini, campuran akan dibanjiri dengan ion-ion hidrogen. Ion-ion hidrogen ini ditangkap oleh ion-ion etanoat (atau ion paropanoat atau ion apapun) yang terdapat dalam garam membentuk asam etanoat (atau asam propanoat, dan lain-lain). Karena asam-asam ini adalah asam lemah, maka ketika bergabung dengan ion hidrogen, cenderung tetap bergabung.
Sekarang asam karboksilat bisa dipisahkan dengan distilasi.

Hidrolisis ester-ester kompleks utuk membuat sabun

Pembahasan ini berkaitan dengan hidrolisis basa (dengan menggunakan larutan natrium hidroksida) ester-ester besar yang ditemukan dalam lemak dan minyak hewani dan nabati.
Jika ester-ester besar yang terdapat dalam lemak dan minyak hewani dan nabati dipanaskan dengan larutan natrium hdiroksida pekat, reaksi yang terjadi persis sama dengan reaksi pada ester-ester sederhana.
Terbentuk asam karboksilat – kali ini, garam natrium dari sebuah asam besar seperti asam oktadekanoat (asam stearat). Garam-garam ini merupakan komponen sabun yang penting – yaitu komponen yang melakukan pembersihan.
Juga terbentuk alkohol – kali ini, alkohol yang lebih rumit, propan-1,2,3-triol (gliserol).

Karena hubungannya dengan pembuatan sabun, hidrolisis ester dengan basa terkadang disebut sebagai saponifikasi.


Sumber :


http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/sifat_senyawa_organik/ester1/hidrolisis_ester/
 


Pertanyaan :

 Pada reaksi hidrolisis dengan menggunakan asam encer , reaksi bersifat reversibel dan pada reaksi hidrolisis dengan menggunakan basa encer , reaksi tidak reversibel. pertanyaannya , dapatkah kita membuat reaksi hidrolisis dengan menggunakan asam encer menjadi reaksi yang tidak reversibel ?

jika iya, bagaimana caranya dan tolong jelaskan bersama reaksi nya ! dan jika tidak tolong jelaskan kenapa !