Kimia Organik 2

7/17/2019 Kimia Organik 2

http://slidepdf.com/reader/full/kimia-organik-2-568c9a91dfcc0 1/41

Kode Modul: 02.KIM-SMK-T.2005

MODUL DIKLAT BERJENJANG

Jenjang Sekolah : SMK

Bidang Studi : Kimia

Jenjang Diklat : Tinggi

KIMIA ORGANIK 2

Penyusun : Drs. Mamat Supriatna, M.PdPenyunting : Drs. Arief Sidharta, M.Pd

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONALDIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN DASAR DAN MENENGAH

PUSAT PENGEMBANGAN DAN PENATARAN GURU ILMU PENGETAHUAN ALAM

(SCIENCE EDUCATION DEVELOPMENT CENTRE)



i

KATA PENGANTAR

Pusat Pengembangan Penataran Guru Ilmu Pengetahuan Alam (PPPG IPA)

sebagai lembaga diklat memiliki tugas pokok dan fungsi antara lain mengembangkan

dan meningkatkan kualitas pendidikan sains untuk tingkat SD, SMP, SMA, SMK , dan

SLB. Sebagai lembaga pengembang, PPPG IPA selalu berupaya meningkatkan peran

dan fungsinya dengan mengembangkan standardisasi kompetensi tenaga kependidikan,

menerapkan standar pelayanan nasional, serta mengkaji dan mengembangkan bahan

diklat yang inovativ, aktual, dan sesuai dengan kebutuhan lapangan.

Modul adalah salah satu bahan diklat yang disusun untuk mengembangkan

model-model pembelajaran sains untuk dikaji, dipahami, dan diimplementasikan oleh

guru-guru dalam proses pembelajaran, agar guru dan siswa lebih memahami bagaimana

proses pemahaman sains. Oleh karena itu, pada proses belajar mengajar sains, guru

harus berorientasi pada tiga hal pokok, sebagai berikut.

1. Proses sains, siswa belajar dan memahami sains melalui pengamatan, pengukuran,

percobaan, menarik kesimpulan, dan lainnya.2. Struktur konsep sains yaitu: Fisika, Biologi, Kimia, dan IPBA.

3. Kecakapan hidup siswa (“life skills”).

Berdasarkan tiga aspek tersebut, cara yang ditempuh adalah dengan lebih

mengenalkan konsep-konsep sains dengan cara menggunakan model keterampilan

proses sains dan bahan diklat yang sesuai.

Diharapkan modul ini dapat dimanfaatkan oleh guru-guru di sekolah, sehingga

dapat meningkatkan kompetensi siswa dalam pembelajaran sains.

Semoga Tuhan Yang Maha Esa selalu menyertai kita dalam meningkatkan mutu

pendidikan khususnya sains di Indonesia

.

Bandung, November 2005

Plh. Kepala PPPG IPA,

Drs. Suryadi, M.M

NIP. 131 070 737



ii

DAFTAR ISI

Halaman

Kata Pengantar………………………………………………………...…….…….. i

Daftar Isi…………………………………………………………………………….. ii

Daftar Tabel..................................................................................................... iii

BAB I. PENDAHULUAN ……………………………………………..………. 1

A. Latar Belakang……………………………………….….…….…. 1

B. Standar Kompetensi …………..………………………………... 2

C. Indikator ……………………………………...….…………….…. 3D. Deskripsi Materi …………………………………………….…… 3

BAB II. REAKSI SENYAWA KARBON …………..…….………….…….…. 4

A. Reaksi Subsitusi Nukleofilik …………..………………..……… 4

B. Reaksi Subsitusi Elektrofilik ………………………………….… 13

C. Reaksi Eliminasi ……………………………………………….… 21

D. Reaksi Adisi............................................................................ 25

E. Reaksi Oksidasi – Reduksi..................................................... 28

F. Reaksi Polimerisasi................................................................. 32

G. Evaluasi.................................................................................. 35

BAB III. PENUTUP …………………………………………..………………… 36

DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………………...…….. 37



iii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Kecepatan Reaksi pada Subsitusi Alkil bromida

dengan I-.............................................................................. 5

Tabel 2. Kecepatan Reaksi Hidrolisis Alkil Bromida

pada Suhu 50o ……………………………….……………..… 6

Tabel 3. Keraktifan Nukleofil terhadap Metil Bromida ………….…… 9

Tabel 4. Kecepatan Beberapa Reaksi Alkil Halida............................. 13

Tabel 5. Orientasi dan Kecepatan Hasil Nitrasi pada

Benzena Bersubstituen Tunggal.......................................... 17

Tabel 6. Substituen Pengarah Meta yang

Selalu Mendeaktifkan ………………………………………… 18



1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Senyawa karbon tidak mudah terionisasi. Artinya senyawa

karbon sukar bereaksi dengan senyawa lain melalui reaksi ionnya.

Akan tetapi dalam kenyataannya telah dikenal bermacam-macam

reaksi senyawa karbon dan menghasilkan banyak sekali senyawa

karbon. Bagaimanakah reaksi senyawa karbon itu berlangsung dengan

keadaan senyawanya yang tidak mudah terionisasi?

Seperti telah Anda pelajari bahwa atom-atom dalam senyawa

karbon itu berikatan satu sama lain melalui ikatan kovalen. Dari konsep

ikatan kovalen itulah dinyatakan suatu reaksi senyawa karbon

berlangsung. Suatu reaksi senyawa karbon terjadi akibat pemutusan

ikatan lama dan pembentukan ikatan baru. Ikatan lama bisa putus jika

ada gangguan seperti pemanasan dan adanya suatu pereaksi yang

disebut nukleofil (suka akan inti positif) serta elektrofil (suka akanelektron) yang menyerang atom C yang mengikat gugus fungsi.

Karena itu, gugus fungsi memegang peranan dalam reaksi senyawa

karbon dan inilah yang menentukan sifat kimia senyawa karbon

tersebut.

Reaksi senyawa karbon yang diserang oleh nukleofil adalah atom

C yang mempunyai kerapatan elektron rendah, sedangkan oleh

elektrofil adalah atom c yang mempunyai kerapatan elektron tinggi.

Bila yang meyerang adalah nukleofil, reaksinya dinamakan reaksi

nukleofilik; bila yang menyerang elektrofil, reaksinya dinamakan reaksi

elektrofilik.

Reaksi senyawa karbon yang bermacam-macam itu dapat

digolongkan ke dalam tiga tipe dasar, yaitu tipe subsitusi, tipe

eliminasi, dan tipe adisi.



2

Pada modul ini Anda akan mempelajari tahap-tahap reaksi ketiga

tipe dasar itu dan secara khusus mempelajari tahap-tahap reaksi

oksidasi-reduksi serta tahap-tahap polimerisasi.

Dalam tahap-tahap reaksi, Anda mempelajari tahap-tahap

berlangsungnya reaksi, untuk mengetahui prosesnya. Dengan

berbekal pengetahuan mengenai tahap-tahap reaksi, Anda dapat

menjelaskan mengapa suatu reaksi terjadi, di samping Anda dapat

menduga apakah suatu reaksi dapat terjadi dan secara spekulatif

dapat meramalkan kecepatan reaksinya.

Dengan memahami tahap-tahap reaksi, Anda diharapkan akan

terhindar dari kebiasaan untuk menghapal seluruh reaksi yang terjadi. Ada dua cara untuk penentuan tahap-tahap reaksi yaitu cara

kinetik dan cara nonkinetik. Cara kinetik berdasarkan kecepatan reaksi

dan nonkinetik berdasarkan pada zat-zat apa yang terjadi, seperti pada

reaksi toluena dan klor diperoleh dua hasil reaksi yaitu benzilklorida

dan o-klorotoluena. Karena ada dua hasil reaksi yang berbeda, tentu

proses berlangsungnya berbeda dan tahap-tahap reaksinya juga

berbeda.

B. Standar Kompetensi

Mendeskripsikan reaksi kimia karbon.



3

C. Indikator

1. menjelaskan reaksi subtitusi nukleofilik

2. menjelaskan reaksi subtitusi elaktrofilik3. mendeskripsikan reaksi eleminasi

4. menjelaskan reaksi adisi

5. mengenali reaksi oksidasi reduksi

6. menjelaskan reaksi polimerisasi.

D. Deskripsi Materi

Topik modul ini menjelaskan reaksi-reaksi dalam senyawakarbon yang meliputi reaksi subtitusi nukleofilik, reaksi substitusi

elektrofilik, reaksi adisi, reaksi oksidasi reduksi dalam senyawa karbon,

dan di bagian akhir dibahas reaksi eleminasi.



4

BAB II

REAKSI SENYAWA KARBON

A. Reaksi Subsitusi Nukleofilik

Reaksi subsitusi menggambarkan reaksi yang berlangsung

karena adanya pergantian suatu atom lain atau gugus lain. Dalam

reaksi subsitusi nukleofilik terjadi pergantian pereaksi nukleofil yaitu

partikel yang dapat memberi pasangan elektron pada atom karbon.

Pereaksi nukleofil dilambangkan dengan Nu-. Umumnya, sebuah

nukleofil adalah partikel yang tertarik ke suatu pusat atom positif. Jadi,sebuah nukleofil adalah suatu basa lewis yang merupakan anion atau

molekul netral yang mempunyai pasangan elektron bebas seperti: Cl-,

Br-, CN-, OH-, H2O, NH3, CH3-OH, CH3NH2,

CH3C=O, CH3C=O dan lainnya.

H OH

Contoh reaksi R : X + :Nu- ------ R:Nu + :X-

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

Pasangan elektron yang terdapat antara R dan X lebih berada

dekat X, sehingga terjadi pemutusan heterolitik dan terbentuk R+ (ion

karbonium) dan X-dengan terbentuknya R+ maka :Nu- menyerang dan

terjadilah R:Nu, X+ terdorong ke luar, X- disebut gugus yang pergi.

Pada reaksi ini terdapat kompetisi antara :Nu- yang menyerang

dan :X- yang terdesak, yang tergantung kepada besarnya energi

pembentukan R:Nu dan energi disosiasi RX.Menurut kecepatan reaksinya apakah terbentuk dulu R+ atau

penyerangan dan pendesakan terjadi bersamaan, maka dikenal

subsitusi nukleofilik tingkat satu (SN1) dan subsitusi nukleofilik tingkat

dua (SN2). Kapan terjadi SN

1 dan kapan terjadi SN2. Hal ini dipengaruhi

oleh faktor berikut:



5

(1) Struktur gugus alkil, (2) gugus yang pergi, (3) keadaan pelarut, (4)

polaritas pelarut, (5) tempat yang diserang, dan (6) pereaksi nukleofil.

1. Struktur gugus alkil

Struktur gugus alkil mempengaruhi kecepatan reaksi pada

SN1 dengan urutan alkil primer > alkil sekunder > alkil tersier pada

SN2 sedangkan pada SN

1, urutannya adalah alkil tersier > alkil

sekunder > alkil primer.

CH3

H3C - C - CH2Br (neopentilbromida) sangat tidak reaktif untuk SN2

CH3dengan adanya gugus ruang pada atom C, menimbulkan gangguan

ruang.

Di bawah ini diberikan tabel kecepatan reaksi pada subsitusi

alkilbromida dengan I- di dalam aseton menurut tahap-tahap SN2.*

Tabel 1. Kecepatan Reaksi pada Subsitusi Alkil bromida dengan I- didalam Aseton Menurut Tahap-Tahap SN

2.*

SN RBr + I- RI + Br -H

R CH3- CH3CH2 CH3CH2CH2- CH3- C-

CH3

Kecepatan relatif 145 1 0,82 0,0078H CH3 CH3

R CH3-C-CH2 CH3-C- CH3-C-CH2

CH3 CH3 CH3

Kecepatan relative 0,036 0,00051 0,000012



6

Tabel lain mengenai kecepatan reaksi hidrolisis alkil bromida

pada suhu 50o menurut SN1.

Tabel 2. Kecepatan Reaksi Hidrolisis Alkil Bromida pada Suhu 50o

Menurut SN1

SN RBr + Br - H2O ROH + HBr -

H

R CH3- CH3CH2 CH3CH2CH2- CH3-C-

CH3

Kecepatan relative 1,05 1 11,6 1,2.106

2. Gugus Pergi

Kereaktifan RX bisa pada SN1 maupun pada SN

2, ditentukan

sebagian oleh sifat gugus yang pergi. Pada umumnya terdapat

korelasi yang positif antara kereaktifan RX dan kekuatan asam HX.

Makin kuat asamnya makin reaktif Rx nya. Karena HF adalah asam

yang paling lemah, maka urutan kereaktifan RX adalah RI > RBr >

RCl > RF.Sebenarnya, reaksi dengan alkohol merupakan reaksi yang

lambat, kecuali jika ada katalis asam kuat. Ini disebabkan karena

gugus -OH adalah gugus yang paling lemah.

SN2 ROH + Br - RBr + HO-

H.. ..

R-O-H+ R – O – H +.. ..

..R-O-H+ + Br- RBr + H2O SN2

..

H

.. Br R-O-H+ R+ + H2O RBr + HO- SN

1

..

H



7

Garam logam berat terutama logam Ag, Hg, dan Cr

merupakan katalis bagi reaksi SN1 pada alkilhalida. Ikatan yang

terbentuk antara Ag dengan pasangan elektron bebas pada halida

mempercepat reaksi halida sebagai dasar pada uji kualitatif

alkihalida dengan AgNO3 di dalam larutan etanol. Kecepatan

mengendapnya perakhalida tergantung kepada struktur gugus alkil,

tersier > sekunder > primer.

Kenyataan ini digunakan dalam praktek untuk membedakan

primer, sekunder, tersierhalida. Biasanya tersierhalida langsung

bereaksi pada suhu kamar, sedangkan primerhalida harus

dipanaskan.

3. Keadaan Pelarut

Sifat pelarut tempat berlangsungnya substitusi nukleofilik

memberikan pengaruh yang sangat besar, tidak hanya terhadap

kecepatan reaksi tetapi juga terhadap tahap-tahap reaksi. Reaksi

R:Br + I: --- R:1 + Br: , dapat bereaksi menurut SN1 atau SN2

tergantung kepada pelarut yang digunakan. Dalam keadaan uap

misalnya, reaksi tidak akan berlangsung menurut SN1. Hal ini

mudah dimengerti, karena pada dissosiasi RX R+ + X akan

dibutuhkan energi yang sangat besar. Reaksi cenderung

berlangsung menurut SN1 pada pelarut yang terionisasi dengan

baik, sedangkan SN2 sebaliknya.

Ada 2 faktor yang relevan terhadap kemampuan pelarut untuk

mengionkan yaitu:

a. konstanta dielektrikum yang tinggi mempermudah pelarut untuk

ionisasi. Air dengan konstanta dielektrikum = 80 akan lebih

efektif daripada hidrokarbon dengan konstanta dielektrikum =2.

b. kemampuan pelarut untuk melarutkan ion tersebut. Diharapkan

hidrolisis tersierbutilklorida lebih cepat berlangsung dalam

campuran air-alkohol daripada dalam eter-alkohol, karena air



8

dapat melarutkan anion dan kation, sedangkan eter hanya

melarutkan kation.

4. Polaritas Pelarut

Polaritas pelarut ternyata mempengaruhi ionisasi alkilhalida.

Ionisasi ini hanya mungkin karena energi yang dibutuhkan untuk

menguraikan alkilhalida dikeluarkan pada waktu terbentuknya

ikatan antara ion dan pelarut. Makin polar pelarutnya, makin kuat

daya melarutkannya makin cepat terionisasinya, jadi makin polar

pelarut, makin cepat terjadinya SN1. Bagaimana pengaruhnya

terhadap SN

2

? Ternyata makin polar pelarutnya, makin kuat ditarikhalidanya, tetapi pada waktu yang bersamaan -OH-nya lebih sukar

untuk dilepaskan. Jadi, untuk SN2, nampaknya kepolaran tidak

terlalu berpengaruh.

5. Tempat Yang Diserang

Tergantung kepada tempat yang diserang, maka yang

seharusnya terjadi substitusi, terjadilah eliminasi.

X X

- C – C terjadi subtitusi - C- C- terjadi eleminasi

H H

Nu Nu

Pada alkilprimer lebih cepat terjadi substitusi daripada

eliminasi, sedangkan pada alkiltersier lebih cepat terjadi eliminasi,

karena terbentuknya ion karbonium tersier yaitu ion karbonium

yang paling stabil, pelepasan H sangat mudah terjadi.



9

6. Pereaksi Nukleofil

Nukleofilisitas suatu pereaksi tergantung kepada

kemampuannya untuk memberikan pasangan elektron kepada

atom C yang mengandung gugus fungsi.

Berikut ini diberikan tabel kereaktifan berbagai nukleofil

terhadap metilbromida di dalam air pada suhu 500C.

Tabel 3. Keraktifan Nukleofil terhadap Metil Bromida

No Nukleovil Kecepatan relatif Kp

1 H2O 1 10-

2 CH3COO-

5,2 X 10 10-

3 Cl- 1,1 X 10 10-

4 Br - 7,8 X 103 10-2

5 N3- 1,0 X 10 10-

6 HO- 1,6 X 104 100

7 C6H5NH2 3,1 X 10 10-

8 I- 1,1 X 10 10-

Nukleofilisitas suatu pereaksi tidak selalu sebanding dengan

ke-basaan. Anda amati tabel di atas. Yang jelas adalah basa kuat

merupakan nukleofil yang baik (Contoh HO), tetapi basa sangat

lemah pun dapat menjadi nukleofil yang baik (Contoh I). Dalam hal

ini lebih cenderung dapat diselesaikan dengan energi solvasi.

Energi solvasi dari ion-ion yang kecil dengan muatan yang rapat

selalu lebih besar daripada energi solvasi ion-ion yang besar

dengan muatan yang menyebar.F(g)----------- F (ag) H= -177 kkal

Cl(g) --------- Cl (ag) H= -85 kkal

Br(g) --------- Br(ag) H= -78 kkal

I(g) --------- I(ag) H= -68 kkal



10

Berdasarkan energi solvasi ini, diperkirakan C1 akan

menjadi kurang reaktif daripada I .

Setelah Anda mempelajari faktor yang berpengaruh

terhadap tahap-tahap reaksi, marilah kita bahas lebih lanjut

pengaruh struktur gugus alkil. Perhatikan reaksi :

Terdapat dua kemungkinan tahap-tahap reaksi.

Terdapat dua kemungkinan reaksi yang terjadi.

1. CH3Cl CH3+ + Cl-

CH3+ + HO- CH3OH

CH3Cl + HO

-

CH3OH + Cl

-

H H

2. CH3Cl + OH- H O- C – Cl CH3OH + Cl-

H

HO—C- separuh terbentuk

-C—Cl separuh putus

Untuk menentukan tahap-tahap mana yang mungkin, maka

diamati kecepatan reaksinya. Pada reaksi di atas, kecepatan

reaksinya :

√ = k (CH3Cl) ( -OH).

Karena kecepatan reaksi tergantung kepada konsentrasi

CH3Cl dan konsentrasi -OH, maka ternyata tahap-tahap reaksinya

seperti pada kemungkinan 2). Substitusi yang berlangsung dengan

tahap-tahap 2) ini merupakan SN2 yang disebut juga substitusi

nukleofilik bimolekular (substitusi nukleofilik tingkat dua), Di sinipenyerangan dan pendesakan terjadi bersamaan. Berikut ini

terdapat perbandingan kecepatan antara gugus metil, etil, isopropil,

dan tersierbutil.



11

H H H CH3 H CH3 CH3 CH3

HO-C – Cl HO-C – Cl HO-C – Cl HO-C – Cl H H H CH3

150 1 0,1 0,001

Pada reaksi SN2, kereaktifan menurun dengan urutan

sebagai berikut: X pada CH3>X pada C primer >X pada C

sekunder > X pada C tersier.

Pada reaksi SN2, nukleofil menyerang dari arah yang

berlawanan dengan gugus pergi. Dalam hal reaksi di atas, HO

yang menyerang C datang dari arah yang berlawanan dengan Cl-.

Reaksinya berjalan satu tahap, tanpa melalui suatu intermediat

tetapi melalui suatu keadaan.

Bila gugus akilnya mempunyai C kiral (senyawanya aktif

optik), maka diramalkan akan terjadi enansiomernya yaitu semula

senyawanya desktrorotari setelah bereaksi menjadi levorotari.

Peristiwa perubahan dalam putaran bidang polarisasi cahaya

disebut inversi. Peristiwa ini telah diselidiki oleh Walden. Karena itu,reaksi ini dinamakan inversi Walden yang telah dicobanya pada

hidrolisis 2-bromooktana.

Bila yang direaksikan dengan -OH adalah tersierbutilklorida,

maka tahap-tahapnya berlangsung seperti tahap-tahap 1). Yaitu

sebagai berikut :

CH3 CH3

lambat

CH3- C- Cl CH

3- C+ + Cl-

CH3 CH3

CH3 CH3

cepat

CH3- CH + -OH CH3- C – OH

CH3 CH3



12

Reaksi tersebut berjalan dua tahap. Tahap pertama

terbentuknya ion karbonium (CH3)3-C+, yang berjalan lambat,

karena itu kecepatan reaksi ditentukan oleh reaksi tahap pertama

ini dan tahap kedua adalah tahap bereaksinya ion karbonium

dengan -OH yang berjalan cepat. Ion karbonium merupakan

intermediat, walaupun tak dapat dipisahkan secara khusus tapi

dapat dideteksi. Karena kecepatan reaksinya hanya tergantung

kepada konsentrasi tersierbutilklorida, jadi ditulis: kecepatan reaksi

= k (C4H9Cl). Maka substitusi dengan tahap-tahap semacam ini

dinamakan substitusi nukleofilik unimolekular (substitusi nukleofilik

tingkat satu) yang mempunyai notasi SN1.Pada reaksi SN

1, kereaktifan tergantung kepada kestabilan

ion karbonium, dengan urutan sebagai berikut.

X pada C tersier> X pada C sekunder> X pada C primer> X

pada CH3 dengan perbandingan kecepatan raksi 100 juta : 45 : 1,7

: 1

Kestabilan ion karbonium ternyata tergantung kepada sifat

pelarut.

Dalam suatu studi dijumpai bahwa bromometana bereaksi

30x lebih cepat daripada bromoetana. Artinya jika bromoetana perlu

satu jam untuk separuh (1/2) reaksi, maka bromometana

membutuhkan 1/30 x 1 jam = 2 menit untuk menyelesaikan separuh

(1/2) reaksi.

Dari studi ini ditarik kesimpulan bahwa perbedaan kecepatan

itu disebabkan oleh adanya gugus metil dan gugus etil.

Bagaimana kita menjelaskan kesimpulan tersebut? Anda amati terjadinya penyerangan oleh -OH.

H H H CH3

C—Br C – Br

HO- H HO- H



13

Ada dua pendekatan yang dapat dilakukan

1) Kedua senyawa itu membedakan I atom H pada bromometana

dan 1 gugus metil pada bromometana. Kalau dibandingkan,

gugus metil lebih menolak elektron daripada atom H. Karena itu,

C yang akan diserang pada bromometana relatif lebih negatif.

Sudah barang tentu –OH yang akan menyerang agak dihambat

bahkan sedikit ditolak (partikel bermuatan sama saling

menolak).

2) Adanya gugus metil pada bromometana menyebabkan secara

ruang bromometana lebih ruah. Karena itu, bila ada gugus lainyang akan masuk, tentu saja agak terlambat.

Kedua pendekatan itu dapat Anda lakukan untuk menjelaskan

perbedaan kecepatan reaksi SN2. Berikut ini diberikan tabel mengenai

kecepatan rata-rata beberapa reaksi SN2 pada alkilhalida.

Tabel 4. Kecepatan Beberapa Reaksi Alkil Halida

Alkil Halida Kecepatan Relatif

CH3X

CH3CH2X

CH3(CH2)2X

(CH3)2CHX

30

1

0.4

0.03

B. Reaksi Subsitusi Elektrofilik

Subsitusi elektrofilik merupakan reaksi yang paling sering

ditemukan pada senyawa armatik, sedangkan pada senyawa alifatiklebih banyak dtemukan subsitusi nukleofilik daripada senyawa

elektrofilik. Hal ini disebabkan karena pada senyawa alifatik lebih

mudah terbentuk ion karbonium yang bermuatan positif dari pada ion

karbon yang bermuatan negatif.



14

Dalam reaksi subsitusi eletrofilik atom H yang terikat pada inti

benzena diganti oleh pereaksi elektrofil yaitu partikel yang bersifat suka

akan elektron. Karenanya, tentu pereaksi tersebut harus bermuatan

positif, atau pereaksi yang kekurangan elektron, atau molekul netral

yang berkutub X5+ --- Y5 -. Reaksi subsitusi elektrofilik yang penting

dapat digambarkan dalam ikhtisar berikut:

benzena

nitrobenzena

bromobenzena

Asam benzensulfonat

Etil benzena

Asetofenon(metilfenilketon)

HNO3

H2SO4

Br 2FeBr

H2SO4 pekat

CH2-CH2-Cl

AlCl3

CH3-C-Cl

O

AlCl3

NO3

Br

SO3H

CH2CH3

C-O

nitrasi

bromasi

sulfonasi

etilasi

asilasi

CH3

Pada reaksi subsitusi elektrofilik senyawa aromatik, tampak

bahwa inti benzena tetap tidak berubah. Ini menandakan bahwa ada

kestabilan cincin benzena pada aromatisitas cincin.

Tahap-tahap yang umum adalah sebagai berikut:

+X+X

HX + H+

+

Keadaan Transisi

Keadaan transisi itu merupakan kation yang tidak stabil yaitu

keempat elektron pi tersebar di antara 5 atom C. Keadaan transisi itu



15

dapat digambarkan dalam bentuk resonansi di bawah ini, dengan

anggapan adanya pembagian elektron yang merata.

X

H+

X+

H

++X

H +

X

+H

Keluarnya proton dari keadaan transisi ini akan memberikan hasil

subsitusi benzena.

Faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi subsitusi elektrofilik

pada senyawa aromatik:

1. Sifat Reagen Elektrofil

Reagen elektrofil yang akan bereaksi dengan benzena

biasanya tidak begitu saja ditambahkan. Misalnya, untuk reaksi

nitrasi, tidak langsung ditambahkan dengan asam nitrat pekat, tapi

asam nitrat pekat harus dicampur dulu dengan asam sulfat pekat

untuk memperoleh partikel yang lebih elektrofil yaitu ion nitronium,

NO2+

HNO3 + 2H2SO4 ------ NO2+ + H3+ + 2HS04-

Kemudian ion nitronium itulah yang menyerang benzena.

NO2

HNO2 + H+

+NO2+H2SO4

NO2 + H+

Di sini tampak bahwa katalis mempunyai peranan penting

dalam mempoduksi ion eletrofil, sebab tanpa H2SO4 sebagaikatalis, HNO3 tidak akan menghasilkan ion nitronium, tapi ion nitrat

(NO3-)3. Campuran yang dipakai biasanya adalah dengan

perbandingan 1 bagian asam nitrat pekat dengan 2 bagian asam

sulfat pekat. Untuk senyawa yang kurang aktif, misalnya p-



16

nitrotoluena, dipergunakan campuran asam nitrat berasap dan

asam sulfat berasap.

NO2 NO2HNO3,120o

SO3,H2SO4

CH3

NO2

CH3

NO2

HNO3,120o

SO3,H2SO4

CH3

NO2

O2 N

P-nitrotoluene 2,4 dinitrotoluene 2,4,6 trinitrotoluene (TNT)

Contoh lain reaksi klorasi benzena menurut riedel Crafs

C l + H C l

+F e C l 3

+ C l 2

Reaksi yang sebenarnya terjadi adalah:

C l+

+

+ C l+ H

C l 2 + F e C l3 C l+

+ F e C l4-

C l+

H

C l + H C l + F e C l3+ F e C l4-

Pada reaksi ini harus ada FeCl3 atau asam lewis lain, karena

adanya asam lewis inilah maka Cl2 dapat diionkan menjadi Cl+ dan

Cl-. Kemudian Cl- berikatan dengan FeCl3 menjadi FeCl4-,

sedangkan Cl+

inilah yang merupakan reagen elektrofil bereaksidengan benzena yang merupakan sumber elektron (mempunyai 3

ikatan pi).



17

2. Gugus Yang Sudah Terikat Pada Benzena

Gugus yang sudah terikat pada benzena mempengaruhi

reaktivitas dan orientasi pada reaksi substitusi elektrofilik.

Berdasarkan hasil kerja para akhli kimia lebih 100 tahun terakhir ini,

telah dipastikan adanya tiga masalah:

a. Adanya kemungkinan hasil reaksi dalam bentuk orto, meta, atau

para (orientasi).

b. Persentase tiga bentuk di atas, seandainya ketiga bentuk

diperoleh.

c. Reaktivitasnya, jika bandingkan dengan benzena tanpa

subtituen (gugus yang sudah ada).Berikut ini diberikan tabel mengenai data orientasi dan

kecepatan hasil nitrasi pada benzena bersubstituen tunggal.

NO2nitrasi

R R

O

R

NO2

+ +

R

NO2

m p

Tabel 5. Orientasi dan Kecepatan Hasil Nitrasi padaBenzena Bersubstituen Tunggal

ROrientasi Reaktivitas

Relatif %0 %m %p

-CH3

-C(CH3) 3

-CH2Cl-Cl-Br -NO2-COOC2H3

-CF3

-

N (CH3) 3

56,5

12,032,029,636,56,42,3

3,5

8,515,50,91,293,268,410089

40

79,552,568,962,40,33,3

11

24

15,70,3020,0330,030

10-7

0,0003



18

Dari data ini tampak bahwa:

1) beberapa substituen yang mengadakan orientasi ke orto-para

atau meta. Substituen yang mengadakan orientasi ke orto-para

disebut pengarah orto-para dan substituen yang mengadakan

orientasi ke meta disebut pengarah meta.

2) substisuen yang merupakan pengarah orto-para dapat

mengaktifkan dapat mendeatifkan.

3) substituen yang merupakan pengarah meta bersifat

mendeaktifkan. Yang bersifat mengaktifkan tidak dikenal.

4) beberapa substituen mempunyai reaktivitas yang kecil sekali,

kurang dari 1. substituen tersebut dikatakan mempunyai sifatmendeaktfkan

5) beberapa substituen mempunyai reaktivitas yang besar sekali,

lebih dari 1. Substituen tersebut dikatakan mempunyai sifat

mengaktifkan.

Substituen pengarah orto-para mana yang mengaktifkan dan

mana yang mendeaktifkan, begitu juga untuk substituen pengarah

meta yang selalu mendeaktifkan dapat dilihat pada tabel berikut:

Tabel 6. Substituen Pengarah Meta yang Selalu Mendeaktifkan

Pengarah o-pyang mengaktikan

Pengarah o-pyang mendeatifkan

Pengarah –myang mendeaktifkan

-OH

-O-

-OR-OC6H5

-NH2

-NR2

-NHCOCH3

-Alkil (mis. CH3)-Aril (mis. C6H5)

-CH2Cl

-F

-Cl-Br -ICH = CHNO2

-NO2

+

-NH3

+

-NR3

-IC6H5

-CF3

-CCl3-SO3H-SO2R-COOH-COOR-COH2

-COH-COR-CN



19

Mengapa ada gugus pengarah orto-para? Diterangkan

dengan resonansi, yatu peristiwa bergesernya elektron.

Mari kita amati senyawa fenol. Fenol mempunyai bentuk resonansi:

..

OH+OH OH+

..

Ternyata pada tempat orto dan para, atom C bermuatannegatif. Jadi, tempat orto-para disukai elektrofil yang kemudian

melekat di situ. Contoh lain: senyawa kolorebenzena yang

mempunyai bentuk resonansi.

..

Cl Cl+ Cl

..

Juga ternyata muatan negatifnya terdapat pada tempat orto-para,

sehingga elektrofil melekat di situ.

Contoh lain: senyawa toluena dengan bentuk resonansi

..

CH3

+HCH2 H+CH2

..



20

Toluen bersifat sedikit asam, karena itu melepaskan H+.

Karena H+ terlepas, pasangan elektron dari C metil diberikan

kepada inti benzena menempati lokasi orto-para, selanjutnya

ditempati elektrofil.

Bagaimana dengan gugus meta? Juga dijelaskan dengan

bentuk resonansi. Mari amati senyawa nitrobenzena yang bentuk

resonansinya adalah sebagai berikut :

+

N+

+

ON+

OO ON+

O O

Atom N pada senyawa benzena mempunyai muatan positif,

karena itu bersifat menarik elektron dari inti benzena. Ternyata

elektron yang ditariknya adalah dari tempat orto-para, sehingga

orto-para kekurangan elektron sehingga akibatnya bermuatan

positif. Elektrofil tidak dapat melekat di situ bahkan ditolak, karena

itu melekat ke meta yang bermuatan relatif negatif.

Bagaimana reaktivitas dapat dijelaskan? Kita ambil contoh

pengarah orto-para yang mendeaktifkan, tetapi adanya gugus

halogen, mendeaktifkan. Hal ini disebabkan karena halogen secara

induktif bersifat menarik elektron dari inti benzena, yang

mengakibatkan inti benzena menjadi positif. Karena menjadi positif,

maka masukan elektrofil agak terhambat, jadi Cl mendeaktifkan inti

benzena.

3. Ukuran partikel elektrofil

Ukuran partikel elektrofil berpengaruh terhadap hasil

substitusi; klorasi toluena menghasilkan 33,9% pada tempat para,

sedangkan bromasi toluena menghasilkan 66,8% pada para,



21

memang ukuran partikel Cl+ lebih kecil dari pada partikel Br +, klorasi

tluena lebih banyak ke tempat orto. Hasil para lebih banyak

daripada hasil orto.

Hal ini disebabkan karena pada tempat orto masuknya

elektrofil terhambat oleh gugus ruah (gangguan ruah), atau oleh

muatan positif dari substituen (partikel bermuatan sama saling

menolak).

C. Reaksi Eliminasi

Reaksi eliminasi adalah reaksi yang mengakibatkan

tersingkirnya 2 atom/gugus dari dua atom C yang bersebelahan(visinal) hingga terbentuk ikatan rangkap (olefin). Pada reaksi eliminasi

yang tersingkir adalah atom H pada Cβ. (Ingat: Cα adalah C yang

mengikat gugus fungsi). Karena ada gugus yang tersingkir, untuk

reaksi eliminasi ini diberi awalan de-, misal reaksi dehidrogenasi

artinya reaksi penyingkiran 2 atom hidrogen; reaksi dehalogansi artinya

penyingkiran 2 atom halogen; reaksi dehidrohalogenasi artinya reaksi

penyingkiran 1 atom H dan 1 atom halogen dan dehidrasi artinya

penyingkiran 1 atom H dan gugus –OH yang menghasilkan satu

molekul air.

Reaksi umum digambarkan sebagai berikut.

H H H H

H - C - C - + H2 H - C = C -- H + XY

X YX dan Y merupakan atom/ gugus yang sama, bisa juga berbeda,

antara lain bisa merupakan H, halogen, OH, NH2, dan OC2H5.



22

Contoh reaksi:

1. Reaksi dehidrobromasi etil bromida dengan alkohol

H H H H

H - C - C - H + H2SO4 H -C = C - H + C2H5OH + Br -

H Br

2. Reaksi dehidrasi etanol dengan H2SO4 pekat sebagai penarik air

H2C - CH2 + H2SO4 H2C = CH2+ H2SO4.H2O

H OH

Reaksi deklorasi 1, 2 dikloropropana dengan logam Zn

H H

CH3 - C - C - H + Zn CH2 -C = CH + ZnCl2

Cl Cl H H

Reaksi:

Seperti sudah Anda pelajari di depan, reaksi eliminasi bersaing

dengan reaksi substitusi. Hal ini disebabkan karena tahap pertama

reaksi eliminasi identik dengan tahap pertama reaksi substitusi

nukleofilik SN1, yaitu terbentuk ion karbonium. Kemudian ion

karbonium melepaskan proton (atom H) pada C yang bersebelahan

dengan C yang bermuatan positif, karena dipengaruhi oleh muatan

positif itu dan didekati penyerang nukleofil.

Contoh reaksi: Reaksi dehidrobromasi tersierbutilbromida dalam basa.

Tahap 1:CH3 CH3

CH3 - C - CH2 CH3 - C+ - CH2 + Br -

Br H H



23

Tahap 2:

CH3 CH3

CH3 C+ CH2 CH3 C = CH2+ H2O-

HO- H

Bila HO- menyerang C yang bermuatan positif, maka terjadi hasil

substitusi nukleofilik antara lain dipengaruhi oleh struktur alkilhalida,

sifat nukleofilik, dan suhu.

Metilhalida dan alkilhalida primer cenderung menjadi SN2, karena

tak membentuk ion karbonium, sedangkan alkilhalida tersier cenderung

mengalami eliminasi dengan suatu basa kuat, tetapi cenderungmenjalani SN

1 di dalam air atau alkohol.

Reaksi eliminasi biasanya mengalami energi aktivasi yang lebih

tinggi. Jadi pada suhu tinggi cenderung terjadi eliminasi.

Reaksi eliminasi pada senyawa-senyawa alkilhalida yang tidak

simetris dapat menghasilkan 2 atau 3 alkena yang berbeda. Hal ini

disebabkan karena ada 2 atau 3 atom C yang bersebelahan dengan

atom C yang bermuatan positif, maka ada 2 atau 3 atom H pula yang

mungkin diserang oleh nukleofil. Atom H mana yang mungkin diserang

oleh nukleofil tergantung pada ion karbonium yang terbentuk.

Contoh reaksi: hidroklorasi 2 kloro2, 3 imetilpentana

H Cl H

Tahap 1: C2H5 C C CH3lambat Cl + C2H5 - C - C+ CH3

CH3 CH3 CH3 CH3

H H

Tahap 2: C2H5 - C - C - CH2 melepaskan proton

CH3 CH3



24

Ada 2 proton yang bisa dilepaskan:

a. Yang terikat pada gugus metil sehingga terbentuk

H

C2H5 - C - C = CH2 2,3 dimetil 1-pentana

CH3 CH3

b. Yang terikat pada gugus sekunder butil sehingga terbentuk

C2H5 - C = C - CH3 2,3 dimetil 2 pentena

CH3 CH3

Kedua macam alkena itu mungkin terjadi bersamaan tapi yangberbeda adalah persentasenya.

Ada dua pendekatan yang dapat dilakukan:

a. Dilihat dari kemudahan lepas, H yang terikat pada sekunder butil

lebih mudah lepas karena gangguan ruang (partikel lebih mudah

lepas dari gugus ruang).

b. Dilihat dari gugus partikel yang menyerang, misalnya nukleofil yang

menyerang H mempunyai gugus ruang maka yang mudah diserang

adalah H yang terikat pada metil (tak ada gangguan ruang)

Ternyata dari hasil eksperimen, kecepatan reaksi hanya

dipengaruhi oleh konsentrasi alkilhalida, karena itu merupakan reaksi

tingkat 1, yang diberi notasi E1.

Reaksi eliminasi biasanya terjadi dalam larutan basa karena

alkilhalida tidak larut dalam air. Manakala konsentrasi basa ini juga

mempengaruhi kecepatan reaksi, maka terdapat perbedaan dalam

tahap-tahap reaksi, yaitu terjadi reaksi satu tahap sebagai berikut:H X H

H- C - C H - C = C + X- + Hnu : H

Pada reaksi ini tidak melalui keadaan transisi, tetapi terjadi

serempak, begitu H diserang oleh nukleofil, ikatan H – C putus, ikatan



25

C – C terbentuk dan X lepas. Karena kecepatan reaksinya dipengaruhi

oleh dua macam konsentrasi, reaksi ini merupakan reaksi tingkat dua

dengan notasi E2, baik dalam reaksi E1 maupun reaksi E2. Alkilhalida

tersier bereaksi paling cepat dan alkilhalida primer paling lambat. Pada

alkilhalida primer cenderung terjadi substitusi daripada eliminasi,

sehingga hanya sedikit alkena yang terbentuk.

D. Reaksi Adisi

Reaksi adisi adalah reaksi penambahan suatu adenda pada

senyawa berikatan pi, sehingga ikatan pi putus dan terbentuk ikatan

sigma. Adenda yang ditambahkan dapat merupakan adenda identik

seperti H2, Cl2, dan Br 2 dan dapat merupakan adenda non-identik

seperti HOH (H2O), HCl, HBr dan sebagainya.

Senyawa karbon yang berikatan pi dapat merupakan alkena

simetri seperti H2C = CH2 atau R2C = CR2 dan juga dapat merupakan

senyawa alkena tak simetri seperti CH3 – C = CH2 atau yang

mempunyai struktur.

R’ – C = C – R”

R - R”’

Pada bagian berikut ini Anda akan mempelajari reaksi adisi

senyawa alkena tak simetri dengan adenda non-identik.

Contoh: Reaksi hidrobromasi propena dengan persamaan reaksi:

CH3 – C = CH2 + HBr CH3 – CH2 - CH2 – Br

H3 – CH – CH3

Br

Anda lihat ada dua hasil reaksi, terjadi 1-bromopropana (a) dan

terjadi 2-bromopropana (b). Mana yang cenderung terjadi? Marilah kita

lihat tahap-tahap reaksinya!



26

Dari pengamatan percobaan yang telah dilakukan para ahli,

diketahui bahwa reaksi adisi ini adalah adisi elektrofilik. Dalam adenda

HBr, maka elektrofilnya adalah H+. Karena yang akan masuk adalah

H+, maka C yang diserang adalah yang relatif negatif. Pada CH3 – C =

CH2 kita ketahui CH3 penolak elektron sehingga elektron yang berada

pada ikatan pi cenderung lebih bertolak ke –CH2 sehingga terjadi

bentuk resonansi berikut.

Tahap 1. CH3 – C = CH2 CH3 – C – CH2

H H

Tahap 2: H+ + CH3 – C – CH2 CH3 – C – CH3

H H

H+ menyerang C yang relatif negatif sehingga terbentuk ion

karbbonium.

Tahap 3: Br- menyerang ion karbonium sehingga terbentuk senyawa 2-

bromopropana.

Br- + CH3 – C+ - CH3 CH3 – C – CH3

H H

Kembali kita kepada pertanyaan hasil mana yang cenderung terjadi

pada hidrobromasi propena. Jelas hasil b yang telah mengikuti tahap-

tahap reaksi.

Hasil pengamatan, daya tolak elektron berurutan sebagai berikut :

CH3 – CH - > CH3-CH2- > CH3- > H –

CH3



27

Contoh: Reaksi hidroksi 2-pentena.

Tahap 1 : CH3-C=C-C2H5 CH3- C – C – C2H5

H H H H

Etil lebih menolak elektron dari pada metil, sehingga c yang mengikat

metil, relatif lebih negatif.

Tahap 2: H+ + CH3- C – C+- C2H5 CH3-C-C= C2H5

H H H H

H H Cl

Tahap 3: Cl- + CH3-C–C+-C2H5 CH3 –C – C – C2H5

H H H H3-kloropentana.

Sesuai dengan tahap-tahap reaksi yang telah dilalui, hasil reaksi

hidroklorasi 2-pentena adalah 3-kloropentana dan bukan 2-

kloropentana.

Nampaknya, hasil reaksi adisi akan sangat dipengaruhi oleh

atom atau gugus yang terikat pada C berikatan pi. Gugus penolak

elektron menyebabkan elektron pada ikatan pi bergeser menjauhi,

sedangkan gugus penarik elektron menyebabkan elektron bergeser

arah C yang mengikat gugus penarik elektron itu. Atom atau gugus

mana yang bersifat menarik elektron? Pada kegiatan belajar 2 Anda

telah mempelajari gugus –NO2 adalah penarik elektron, tetapi atom Cl

memperlihatkan dua sifat, dapat menarik elektron atau menolak

elektron.Dari reaktivitas bromasi terhadap CH2 = CH-Cl (kloroetena)

diketahui reaksi sangat lambat. Ini membuktikan Cl mendeaktifkan,

artinya Cl lebih bersifat menarik elektron.



28

E. Reaksi Oksidasi – Reduksi

Dalam kimia karbon tidaklah mudah untuk menentukan apakah

suatu senyawa karbon mengalami oksidasi atau mengalami reduksi.

Hal ini disebabkan karena karbon tergantung kepada senyawanya.

Pada senyawa CH4 bilangan oksidasi karbon adalah –4, pada C2H6

adalah –3, pada C3H7 adalah –2,67, pada C4H10 adalah 2,5 pada

CH3OH bilangan oksidasi C adalah –2 dan pada CH3COOH terdapat

bilangan oksidasi C yang berbeda pada gugus –CH3 gugus –COOH.

Namun, telah disepakati bahwa jika molekul senyawa karbon

memperoleh oksigen atau kehilangan hidrogen, dikatakan molekul itu

teroksidasi.Contoh: CnH2n+2

O CO2 + H20

CH3CH2-OH O CH3- COOH

Molekul senyawa karbon dikatakan tereduksi, bila kehilangan

oksigen atau memperoleh hidrogen.

Contoh: CH3 –C – CH3 CH3 – C – CH3

O OH

C6H5-NO2 C6H5 – NH2

Tahap-tahap reaksi pada oksidasi digambarkan sebagai berikut.

Ikatan C – H putus dan terbentuk ikatan baru C – O.

Contoh: Oksidasi senyawa etanol

H H

Tahap 1 : CH3 – C - OH + O CH3- C – O H

H OH

O masuk ke C yang memiliki H dan OH



29

Tahap 2 : H tertarik pada O yang memiliki elektron bebas hingga terbentuk

ion oksonium

Tahap 3 :Molekul air lepas dari ion oksonium, hingga terbentuk

metilaldehid

Pada etanol masih ada satu H yang bisa dioksidasi sehingga

terbentuk asam asetat. Pada alkohol sekunder ada satu H yang bisa

dioksidasi sehingga terbentuk aseton. Pada alkohol tersier tidak ada

atom H yang bisa dioksidasi, tetapi dengan oksidator kuat, alkohol

tersier akan dioksidasi menjadi CO2 dan H2O seperti juga senyawa

karbon lainnya .

Pada oksidasi senyawa karbon, oksidator yang digunakan bisadiseleksi tergantung berapa O yang dibutuhkan. Sebagai oksidator

lemah dapat digunakan MnO2 seperti pada oksidasi etanol menjadi

etanol, tetapi oksidasi etanol menjadi asam asetat digunakan oksidator

sedang K2Cr 2O7 dan untuk oksidasi alkohol tersier digunakan oksidator

kuat KMnO4.

Tahap 1 : Ikatan pi dan ikatan sigma putus, maka masuklah O.

H

R – C = CH2 R – C – O - O - C – C –H

H H O - O

Tahap 2 : O mempunyai pasangan elektron bebas yang menarik H

sehingga O bermuatan positif karena elektronnya diberikan

kepada H.

C menjadi negatif karena ketika H tertarik ke O, H

meninggalkan elektron



30

R – C – O – O – C – C - H

.. .. ..

H O+ --- O H..

- - -

+R – C – O – O

+

– C: -

..

H

O - O H

H

+

Tahap 3 : Karena berdekatan dengan C-, O yang tidak mengikat H

menjadi positif, padahal O ini telah berikatan dengan O+.

Karena kedua O ini positif, tak mungkin positif dan positif

berdampingan, maka O – O+ putus dan terbentuklah R-COOH

dan H-COOH.

R – C – O – O – C.. ..

O+ --- O H

- +R – C – OH + H - C - OH

OO

Reaksi oksidasi suatu alkena digunakan oleh Baeyer untuk

menentukan letak ikatan rangkap. Ikatan rangkap paling ujung akan

selalu memberikan asam format H-COOH.

Senyawa alkilbenzena bila dioksidasi akan memberikan asam

benzoat, CO2 dan H2O, sedangkan toluen hanya akan memberikan

asam benzoat dan H2O.

C6H5- CH3 O C6H5 – COOH + H2O

C6H5 – CnH2n+1 O C6H5-COOH + CO2 + H2O

Oksidasi senyawa keton membutuhkan oksidator kuat. Hasiloksidasi adalah asam-asam organik.



31

Contoh: Oksidasi 2-heksanon

Tahap 1 : Ikatan C – CH3 putus, masuk O dan serempak H tertarik ke

O.

CH3 – C – C4H9

O

-H – C – O+ – O – C – C4H9

..

H

HO --- O

..

Tahap 2 : Salah satu H yang sudah terikat pada O tertarik pada O lain.

H – C – O – O – C – C4H9

.. ..

O --- O

- - -H – C – O – O – C – C4H9

..

O

H

+

..-

O

H

Tahap 3 : Sejalan dengan tahap 3 pada oksidasi alkena

H – C – O – O – C – C4H9

O --- O+

HCOOH + C4H9COOH

H

H

Tahap 4 : Ikatan C – C4H9 putus, masuk O dan serempak H tertarik ke

O. Kemudian berlangsung tahap 2 dan 3

H3C – C – C4H9

O

-H3C – C – O – O – C – C3H7

..H

O+

..+

O

H



32

H3C – C – O – O - C – C3H7

OH3C – C – O – O – C – C3H7

..

H

O

+

O+

.. ..

O

HH

H3C – C – O – O - C – C3H7

O

CH3 – COOH + C3H7COOH..

O+

H

-+

H

Pada akhir reaksi, oksidasi dua heksanon menghasilkan empat

macam asam yaitu asam format, asam asetat, asam butirat, dan asam

velerat.

F. Reaksi Polimerisasi

Reaksi polimerisasi adalah reaksi penggabungan molekul-

molekul sederhana (monomer) menjadi molekul besar. Reaksi

polimerisasi banyak terjadi secara alamiah seperti pada protein

(gabungan asam amino) atau pada selulose (gabungan glukose) yaitu

yang disebut polimer alam. Polimer alam mempunyai berat molekul

yang sangat tinggi; karet alam 60.000 – 300.000; selulose 300.000 –

500.000 dan protein 15.000.000. Polimer sintetik terbatas hanya

sampai 5000.

Dalam modul ini Anda akan mempelajari tahap-tahap reaksipolimerisasi untuk polimer sintetik. Reaksi polimerisasi merupakan

reaksi yang berkesinambunga. Artinya hasil reaksi 2 monomer (M)

akan bereaksi dengan monomer lainnya dan begitu seterusnya sampai

memenuhi persyaratan yang dikehendaki. Bila monomer yang



33

bergabung mempunyai dua gugus fungsi artinya ada M1 dan M2, maka

reaksinya disebut kopolimerisasi.

Pada umumnya reaksi polimerisasi atau kopolimerisasi

merupakan reaksi adisi, tetapi adakalanya reaksi substitusi.

1) Polimerisasi adisi

Contoh:

CF2=CF2 + CF2=CF2 CF2--F2--CF2--CF2

Teflon

Ikatan pi hilang dan terbentuk ikatan sigma dengan rantai lurus hingga

terjadi suatu homopolimer.

Contoh lain:CH2=CH-Cl + CH2=CH-Cl CH2-CH-CH2- CH

Cl ClPolivinilklorida (PVC)

Ikatan pi hilang dan terbentuk ikatan sigma dengan rantai khusus.

Contoh kopolimerisasi adisi:

C H = C H 2 + C H 2 = C H – C H 2 = C H 2

A s a m a d ip a t ( M 1 ) b u ta d ie n a ( M 2 )

- C H - C H 2 - C H 2 - C H = C H - C H 2

K a r e t s i n t e t ik

Ikatan pi pada stirena hilang, pada butadiena bergeser ke tengah.

Pada kopolimerisasi ini, tergantung kepada proses sintesisnya akan

diperoleh struktur dengan alternatif

M1M2 M1M2 M1M2 bergantian antara M1 dan M2

M1M2 M2M2 M1M2 M2M2 monomer M1 : M2 = 1 : 3

M2M1 M1M1 M2M1 M1M1 monomer M1 : M2 = 3 : 1



34

Perbedaan struktur kopolimer itu akan mengakibatkan perbedaan sifat

karet sintetik tersebut. Lebih banyak ikatan rangkap, lebih banyak

kecenderungan

untuk beradisi lagi, sehingga terjadi ikatan silang dengan struktur

M1M2 M1.

M2M1 M2

(bentuk cangkok) yang menyebabkan sifat kenyal bertambah. Bentuk

cangkok bisa terjadi, karena masih ada ikatan pi yang bergeser pada

butadena.

2) Polimerisasi substitusi

C O H + H O - C H 2 + C H 2 O H

A s a m t e r a f t a la t

C – O - C H 2 - C H 2 - O H + H 2 O

E s t e r g l ik o l t e r a f ta l a t

H C O O

g l i k o lM 1 M 2

H O O C

M 1 M 2

Polimerisasi ini merupakan polimerisasi substitusi, sebab gugus –OH

pada asam diganti oleh gugus glikol sehingga terjadi ester. Begitu

seterusnya ujung –OH dari asam bereaksi dengan H dari glikol,

terbentuk air dan poliester, karena terbentuk molekul lain dikondensasi.

Poliester merupakan bahan serat tekstil yang disebut dakron.



35

G. Evaluasi

1. 1-butena direaksikan dengan larutan HBr.

a. Reaksi apa yang berlangsung ?

b. Tuliskan tahap-tahap reaksinya !

c. Reaksi mana yang mungkin terjadi?

2. Tuliskan tahap-tahap reaksi adisi 2- metil propana dengan bantuan

asam HCl serta tuliskan nama-nama zat yang direaksikan serta

hasil reaksinya!

3. Jelaskan perbedaan reaksi adisi dan reaksi eleminasi dengan

contoh satu perbedaan reaksi!

4. TNT adalah salah satu turunan benzena.a. Tuliskan struktur nitrobenzena !

b. Tuliskan beberapa kegunaan TNT !

c. Tuliskan persamaan reaksi TNT dengan udara !

5. Apa perbedaan homo polimer dengan kopolimer?

6. Salah satu polimer yang banyak digunakan untuk pipa air adalah

PVC.

a. Tuliskan struktur polimer PVC!

b. Tuliskan reaksi terbentuknya polimer PVC!

c. Tuliskan monomer PVC dan namanya!



36

BAB III

PENUTUP

Atom karbon (C) sebagai penyusun utama senyawa karbon

mempunyai sifat yang khas dan dapat membentuk variasi rantai

karbon yang jumlahnya sangat banyak dengan ikatan kovalen. Ikatan

kovalen yang menentukan suatu reaksi senyawa karbon berlangsung.

Suatu reaksi senyawa karbon terjadi akibat pemutusan ikatan

lama dan pembentukan ikatan baru. Ikatan lama bisa putus jika ada

gangguan seperti pemanasan dan adanya suatu pereaksi yang disebut

nukleofil (suka akan inti positif) serta elektrofil (suka akan elektron)

yang menyerang atom C yang mengikat gugus fungsi. Karena itu,

gugus fungsi memegang peranan dalam reaksi senyawa karbon dan

inilah yang menentukan sifat kimia senyawa karbon tersebut.

Reaksi senyawa karbon yang diserang oleh nukleofil adalah

atom C yang mempunyai kerapatan elektron rendah, sedangkan oleh

elektrofil adalah atom C yang mempunyai kerapatan elektron tinggi. Bila

yang menyerang adalah nukleofil reaksinya dinamakan reaksi

nukleofilik; bila yang menyerang elektrofil, reaksinya dinamakan reaksi

elektrofilik.

Reaksi senyawa karbon yang bermacam-macam itu dapat

digolongkan ke dalam 3 tipe dasar, yaitu tipe subsitusi, tipe eliminasi,

dan tipe adisi. Ditambah dua tipe reaksi lainnya oksidasi-reduksi dan

reaksi polimerisasi.



DAFTAR PUSTAKA

Budy, J.E. 1995. General Chemistry Principle & Structure Fith. Edition;

Singapore : Jhon Willey & Sons Inc.

Depdiknas, 2003. Kurikulum KBK 2004.

Depdikbud, 1997. Kimia SMU III, Kumpulan Lembar Kerja Siswa.

Jakarta : Proyek Alat-alat IPA dan Pemantapan Kerja Guru,.

Direktorat Pendidikan Menengah Umum 2003. Contoh Silabus dan

Sistem Penilaian. Jakarta : Depdiknas.Fessenden, R.J. & J.B. Fessenden, 1983. Kimia Organik, Edisi Kedua,

Jilid I , Terjemahan Endayana Pudjatmaka. Jakarta :

Erlangga.

Harry Firman dan Liliasari, 1994, Kimia III untuk SMU Kelas III , Balai

Pustaka. Jakarta : Depdikbud.

Morrison, R. T., Robert Neilson Boyd, 1977. Organic Chemistry. Trird

Edition. India : Prentice-Hall.

Keenan, Kleinfelter, 1999. Ilmu Kimia Untuk Universitas JILID II ; Harper

& Row. Publisher Inc. Jakarta : Penerbit Erlangga.

PKG, JPA. 1998. Bahan Mengajar dan Analilisis Materi Perkuliahan

Kimia, Proyek Perluasan dan Peningkatan Mutu SMU,

Jakarta : Depdikbud .

Sastrawijaya & Juariah 1986. Kapita Selekta Kimia Sekolah II . Jakarta :

Universitas Terbuka.

Syukri, S. 1999. Kimia Dasar Jilid III . FMIPA IKIP Padang, Bandung :

Penerbit ITB.

Documents

Kimia Organik 2