Apa Itu Reaksi Nitrasi ?

Nitrasi

Nitrasi merupakan reaksi substitusi atom H pada benzena oleh gugus nitro, dan terjadi dengan cara mereaksikan benzena dengan asam nitrat (HNO3) pekat dengan bantuan katalis H2SO4 untuk mempercepat laju reaksi .Selain mempunyai peranan sebagai katalis asam sulfat pada reaksi nitrasi  juga berperan sebagai pengikat molekul air dan peredam panas pada proses nitrasi, dimana proses nitrasi ini berlangsung dalam reaksi eksotermis. Pada reaksi nitrasi spesi yang mempunyai peranan sebagai elektrofil adalah NO2+.

         Proses  nitrasi senyawa aromatik  telah lama diterapkan di industri kimia, yakni semenjak abad ke-19. Dalam produksi pada skala industri, umumnya proses nitrasi dilakukan dalam fasa cair menggunakan asam campuran yang terdiri dari asam nitrat dan asam sulfat. Tujuan dari dilakukannya penambahan asam sulfat pada proses nitrasi ini yaitu untuk protonasi asam nitrat agar terbentuk agen penitrasi, yaitu  ion nitronium sebagai elektrofil.  

    Pada nitrasi benzena dengan prosedur yang dilakukan secara kontinu menggunakan asam campuran (yang umumnya mempunyai komposisi 20-26% asam nitrat, 56-60% asam sulfat, dan sisanya air), yield  teoritis yang dapat dicapai sebesar 96-99% dengan waktu tinggal 10-30 menit. Asam nitrat yang digunakan pada reaksi nitrasi ini dibuat dalam jumlah berlebih dengan perbandingannya mol benzena dan asam nitrat sebesar yaitu 1:1,05, serta temperatur larutan selama proses berlangsung dijaga supaya tidak melebihi 50°C untuk menghindari terbentuknya produk samping dinitrobenzene.

Read More

Pengertian Aseton dan Sintesis Senyawa Aseton

 Aseton

Aseton merupakan senyawa karbonil yang memiliki gugus fungsi keton (-CO). Aseton juga dikenal sebagai propanon, dimetil keton, 2-propanon, propan-2-on, dimetilformaldehida, dan -ketopropana. Aseton dapat dibuat dari alkohol sekunder dengan cara oksidasi. Aseton adalah senyawa organik berupa cairan tidak berwarna dan mudah terbakar. Aseton merupakan senyawa orga09nik yang berupa cairan tidak berwarna dan mudah terbakar. Aseton merupakan merupakan senyawa keton yang paling sederhana.

Aseton larut dalam berbagai perbandingan air, etanol, dietil eter, dan lain lain. Aseton sendiri juga merupakan pelarut penting. Aseton dibuat secara lansung maupun tidak langsung dari propena. Secara umum, melalui proses kumena, benzena dialkilasi dengan propena kumena (isoprofilbenzena) dioksidasi untuk menghasilkan fenol dan aseton.

Konversi diatas terjadi melalui zat antara kumena hidroperoksida, diproduksi melalui propena yang dioksidasi lansung dengan menggunakan katalis Pd(II)/Cu(II), mirip seperti ‘’proses wacker’’. Aseton adalah zat yang tidak berwarna dengan berat jenis 0,812 g/mL pada suhu 0oC. Aseton juga merupakan senyawa yang memiliki bau khas. Aseton juga merupakan suatu pelarut yang baik bagi zat-zat organik. Salah satu ciri ciri dari cairan aseton ini ialah gampang sekali dalam menguapnya, gampang sekali terbakar, dan biasanya dihasilkan tanpa adanya warna .

Aseton dapat dibuat dengan berbagai proses dan dari bahan baku yang berbeda-beda. Kurang lebih aseton dapat dibuat dengan 3 proses yaitu sebagai berikut:

1.            Proses Cumene Hydroperoxide

Pada proses ini, benzene dialkilasi menjadi cumene yang kemudian dioksidasi dengan udara atau oksigen murni menjadi cumene hydroperoxide kemudian ditambahkan dengan asam dan pemanasan akan menghasilkan phenol dan aseton. 

Proses dehidrogenasi ini berlangsung pada fase gas dengan tekanan 2-3 atm. Pada suhu 350°C konversi dari isopropanol bisa mencapai 90%. Karena reaksi terjadi pada kondisi endotermis, maka semakin tinggi suhu maka kesetimbangan akan bergeser kearah pembentukan aseton. Suhu reaksi 350°C digunakan kombinasi katalis Zinc Oxide-Zirconium Oxide (ZnO-ZrO), Copper-Chromium Oxide (Cu-Cro) atau Copper-Silicon Dioxide (Cu-SiO2). Proses dehidrogenasi isopropil alkohol dipilih karena memiliki alasan sebagai berikut :

a.            Proses dehidrogenasi isopropil alkohol tidak memerlukan unit pemisahan 02 dari udara sebelum diumpankan ke dałam reaktor.

b.            Dengan jumlah isopropil alkohol yang sama, konversi pada proses dehidrogenasi lebih besar sehingga hasil aseton yang diperoleh lebih banyak.

c.            Pada proses oksidasi timbul masalah terjadinya korosi sehingga dapat mengganggu jalannya proses, sedangkan pada proses dehidrogenasi, hal tersebut dapat dikurangi.

2.            Proses Oksidasi Isopropanol

Isopropanol dicampurkan dengan udara dan diumpankan ke reaktor yang bersuhu antara 80-140°C dengan tekanan operasi 3-4 atm. Reaksi mengunakan katalis yang sama dengan katalis yang digunakan pada proses dehidrogenasi isopropanol. Reaksi oksidasi Isopropanol sangat eksotermis. Dengan proses ini dihasilkan aseton dengan konversi 15%. Reaksinya sebagai berikut (Majid, 2019)

Read More

Pembuatan dan Sifat Fisika Amonia

Pembuatan dan Sifat Fisika Amonia (NH3)

Pembuatan Amonia

1. Pembuatan Amonia di Laboratorium

Dalam skala laboratorium, amonia dibuat dengan cara mereaksikan garam amonia klorida dengan basa Kuat atau oksida basa.Gas yang dihasilkan dapat diketahui dengan cara mengujianya menggunakan kertas lakmus. Gas amonia bersifat basa sehingga akan mengubah warna lakmus merah menjadi biru.

2. Pembuatan Amonia di Industri

Amonia dibuat dalam skala industri melalui proses Haber-Bosch. Proses pembuatan ini menggunakan bahan baku gas nitrogen dan gas hidrogen. Harga entalpi ΔH reaksi entalpi pembentukan amonia ini bersifat negatif berarti reaksi ini bersifat eksoterm (melepaskan kalor ke lingkungan).

Sifat Fisik Amonia

Amonia dan garam-garamnya bersifat mudah larut dalam air, kelarutan amonia dalam air dipengaruhi oleh suhu, pada suhu tinggi kelarutan amonia akan berkurang. Dalam keadaan terlarut, amonia dalam perairan dapat berupa amonia bebas (NH3) dan ion amonium (NH4+). Kandungan amonia bebas dan ion amonium sangat dipengaruhi oleh keberadaan oksigen terlarut, amonia ada dalam jumlah yang relatif kecil jika didalam perairan memiliki kandungan oksigen yang tinggi, sehingga kandungan amonia dalam perairan bertambah seiring dengan bertambahnya kedalaman. Pada dasar perairan kemungkinan terdapat amonia dalam jumlah yang lebih banyak dibanding perairan dibagian permukaan karena oksigen terlarut pada bagian dasar relatif kecil. 

Sifat fisik amonia	Nilai
Fisik	Gas tak berwarna dan Berbau
Masa jenis	0,69 g/L
Kelarutan	89,9 g/mL
Titik lebur	-77,73⁰C
Temperatur autosulotan	651⁰C
Titik didih	-33,34⁰C
Keasaman (PKa)	9,25
Massa Molar	17 g/mol
Kebasaan (PKb)	4,75

Amonia di perairan akan ditemukan lebih banyak dalam bentuk ion ammonium jika pH perairan kurang dari 7, sedangkan pada perairan dengan pH lebih dari 7, amonia bebas atau amonia tak-terionisasi yang bersifat toksik terdapat dalam jumlah yang lebih banyak. Tingkat toksisitas amonia tak-terionisasi tergantung pada kondisi pH dan suhu di suatu perairan, sehingga kenaikan nilai pH dan suhu menyebabkan proporsi amonia bebas di perairan meningkat. Kadar amonia bebas yang tidak terionisasi pada perairan tidak lebih dari 0.2 mg/L, jika kadar amonia lebih dari 0,2 mg/L maka akan bersifat toksik bagi beberapa organisme, sesuai dengan Peraturan Pemerintah No. 51 Tahun 2004 untuk kadar amonia yang dapat ditoleren hanya 0,2 mg/L di dalam air laut. Kadar amonia yang tinggi dapat merupakan indikasi adanya pencemaran bahan organik.

Read More

Asetanilida

Asetanilida

Asetanilida adalah salah satu turunan dari senyawa anilin. Pada senyawa ini, salah satu atom hidrogen yang mengikat atom nitrogennya telah digantikan oleh gugus asetil. Asetanilida merupakan salah satu bentuk senyawa amida primer. Amida itu sendiri merupakan derivat asam karboksilat yang paling tidak reaktif, dan banyak ditemukan di alam terutama dalam bentuk poliamida yaitu protein. Gugus fungsional senyawa amida melibatkan atom nitrogen. Pada gugus fungsi senyawa amida, atom karbon pada karbonil dihubungkan ke atom nitrogen dan hidrogen dengan ikatan tunggal.

Asetanilida berwujud kristal putih dengan titik leleh 113,7ºC dan titik didih 304ºC. Senyawa ini mempunyai kelarutan dalam air yaitu sebesar 4 g/L. Asetanilida merupakan senyawa turunan asetil amina aromatis yang dapat larut dalam air panas dan dapat menyala pada temperatur 545⁰C. Senyawa ini tidak dapat larut dalam minyak parafin, mampu larut dalam air dengan bantuan kloral anhidrat.

Asetanilida mempunyai banyak kegunaan terutama dalam bidang ilmu kesehatan. Asetanilida dan turunannya memiliki banyak manfaat dalam bidang produksi obat-obatan, dan memegang peranan penting dalam molekul biologis aktif. Asetanilida menunjukkan berbagai aktivitas seperti antimikroba, antivirus, anti-inflamasi, sitotoksik, antijamur, dan antibakteri. Selain itu asetanilida juga mempunyai sifat antileishmanial, antitumor, anti insektisida, antikanker dan anti-rematik (Moore & Langley 2010). Dalam bidang farmasi, asetanilida sering dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan obat analgesik yaitu obat pereda nyeri dan antipiretik yaitu obat penurun panas. Asetanilida juga digunakan sebagai inhibitor dalam hidrogen peroksida. Senyawa ini juga digunakan sebagai penstabil pernis ester selulosa, sebagai intermediasi dalam sintesis akselerator karet, sintesis zat warna, sintesis kamper, serta sebagai prekursor dalam sintesis penisilin dan obat-obatan lainnya.

Sintesis Asetanilida

Pembentukan asetanilida dapat dilakukan dengan reaksi alkilasi amida fase cair, dimana proses pembentukan ini berlangsung dalam reaksi yang bersifat eksotermis. Asetanilida dapat disintesis dari anilin dan anhidrida asetat. Berdasarkan beberapa penelitian yang pernah dilakukan, terdapat beberapa metode yang bisa dilakukan untuk menyintesis asetanilida antara lain :

1. Sintesis Asetenilida dari Anilin dan Ketene

Sintesis asetanilida dari anilin dan ketene merupakan metode yang bersifat ekonomis. Pembuatan asetanilida dari ketene dan anilin dilakukan dengan cara mencampurkan ketene (dalam bentuk gas) ke dalam anilin dibawah kondisi yang diinginkan. Dari proses ini, akan dihasilkan asetanilida dengan konversi 90%. Ketene direaksikan dengan anilin menggunakan reactor packedtube pada temperatur 400-625 ⁰C dan pada tekanan 2 atm.

2. Sintesis Asetanilida menggunakan Metode Ultrasonik

Pembuatan asetanilida yang dilakukan menggunakan bahan dasar anhidrida asetat dan anilin dengan batuan teknologi ultrasonik. Dengan metode ini akan dihasilkan produk asetanilida yang lebih banyak, dimana rendemen asetanilida bisa mencapai hingga 89,31%. Selain persentase perolehan produknya yang tinggi, kelebihan lainnya dari metode ultrasonik ini yaitu waktu yang diperlukan lebih singkat jika dibandingkan dengan metoda konvensional. 

3. Sintesis Asetanilida Menggunakan Aldehid Aromatik dan Derivat Sulfonamida

Bahan-bahan yang digunakan pada proses sintesis asetanilida dengan metode ini yaitu anilin, anhidrida asetat, dan asam asetat glasial. Pada tahapan awal, bahan-bahan ini direfluks seperti pada pembuatan asetanilida dengan metode konvensional pada umumnya. Produk yang dihasilkan dari tahapan pertama inilah yang ditambahkan dengan aldehida aromatis. Dari proses sintesis asetanilida dengan metode ini, dihasilkan produk yang mempunyai efek antimikroba yang jauh lebih baik jika dibandingkan dengan obat standar streptomisin (Alfina, 2011). Senyawa hasil sintesis dikarakterisasi untuk mencari ciri spesifik yang dimiliki oleh suatu senyawa dan kandungan didalamnya.

Read More

Kloroform

Kloroform

Kloroform juga dikenal dengan haloform karena brom dan klor dapat bereaksi dengan metal keton yang menghasilkan bromoform dan kloroform. Haloform disimbolkan dengan CHX3. Kloroform adalah senyawa dari asam formiat dan termasuk ke dalam senyawa polihalogen yakni turunan karboksilat yang mengikat lebih dari satu atom halogen. Kloroform memiliki rumus molekul CHCl3 dengan massa molekul relatif sekitar 119,38 g/mol. Densitas kloroform adalah sekitar 1,492 g/cm3, titik didihnya sekitar 61,5°C dan titik lebur -63°C. Bahaya utama kloroform adalah harmful (Xn) dan menyebabkan iritasi .

  Kloroform (Trichloromethane, Methenyl Chloride) pada tekanan dan temperatur normal berwujud cairan bening dan berbau khas. Pada kondisi tersebut kloroform tidak mudah terbakar, tetapi campuran uap panas kloroform dan uap alkohol menimbulkan nyala api berwarna hijau. Kloroform lebih dikenal karena kegunaannya sebagai bahan pembius, walaupun pada kenyataannya kloroform lebih banyak digunakan sebagai pelarut non-polar dilaboratorium atau industri. Kloroform dapat larut dalam pelarut organik dan hanya sedikit larut dalam air.  Selain itu, kloroform dapat digunakan sebagai bahan baku, maupun bahan pendukung suatu proses sintesis. Produk-produk kimia yang menggunakan kloroform sebagai bahan baku antara lain polimer polytetrafluoroethylene, pengawet tembakau, fungisida, dan vermisida. Selain itu, kloroform juga digunakan sebagai zat pengekstrak/pelarut pada pembuatan penisilin di bidang farmasi serta bahan untuk merecovery minyak, lemak, steroid, alkaloid maupun glukosa.

Berikut penggunaan kloroform dalam kehidupan : 

1. Kloroform digunakan untuk mengekstraksi komponen yang tidak larut dalam air seperti lipid dalam proses isolasi DNA. Proses isolasi DNA melibatkan larutan yang berisi campuran fenol, kloroform, dan isoamilalkohol. 

2. Kloroform digunakan sebagai campuran dalam penenentuan konsentrasi detergen anionik seperti “sodium dodesil sulfat”. Metode yang dilakukan dinamakan Methylene Blue Active Substance. Lapisan bagian kloroform diambil lalu diukur menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 652 nm.

3. Kloroform digunakan untuk mengkuantifikasi secara kasar kandungan lipid dalam suatu sampel. 

4. Kloroform digunakan untuk mengekstraksi kafein dalam minuman.

5. Produksi polytetrafluoroethylene (PTFE).

6. Pelarut yang stabil, relatif tidak aktif, dan melarutkan banyak senyawa organik didalam laboratorium. 

Macam-macam proses produksi kloroform yaitu :

a. Klorinasi metana

Produksi kloroform yang banyak diaplikasikan dalam industri dapat dilakukan melalui klorinasi metana dengan bantuan katalis alumina. Bahan baku yang digunakan adalah metana dengan kemurnian tinggi. Adapun reaktor yang digunakan adalah reaktor fixed bed katalitik. Suhu reaksi adalah 275°C sampai 450°C. Proses halogenasi metana menghasilkan beberapa macam chlorinated product, yaitu klorometana (CH3Cl), diklorometana (CH2Cl2) dan kloroform (CHCl3). Selain itu terdapat reaksi samping klorinasi kloroform yaitu karbon tetraklorida (CCl4) .

Adapun kelebihannya yaitu prosesnya termasuk proses panas katalitik dimana suhu dapat berperan sebagai katalis sehingga tidak diperlukan adanya regenerasi katalis, rendemen yang dihasilkan cukup tinggi, yaitu sekitar 90-95%. Kekurangan dari proses ini yaitu reaktor fixed bed harus mempunyai konstruksi penyangga yang cukup kuat untuk menyangga katalis, reaktor fixed bed harus terbuat dari bahan yang tahan terhadap pembebasan panas, karena reaksi klorinasi adalah reaksi eksotermis tinggi  sehingga reaktor tersebut biayanya cukup mahal. 

b. Klorinasi fotokimia 

Proses klorinasi dengan metode klorinasi fotokimia didasarkan pada reaksi klorinasi metana oleh aktivasi dari reaksi masa dengan radiasi sinar. Adapun pemisahan molekul klorin (Cl2) menjadi radikal Cl adalah dengan meradiasikan reaksi massa dengan sumber sinar yang mempunyai radiasi 3000-5000 A. Bahan baku yag digunakan adalah metana dengan kemurnian yang tiggi. Rendemen pada proses ini adalah sekitar 90%. Adapun reaktor yang digunakan adalah reaktor fotokimia. Keuntungan dari metode ini adalah mengurangi pengotor pada klorometana yang dihasilkan. Adapun kerugian dari proses klorinasi diantaranya tingginya biaya perawatan dan kapasitas reaktor rendah.

c. Reduksi karbon tetraklorida

Reduksi tetraklorida (CCl4) direduksi dengan hidrogen dengan bantuan katalis besi pada suhu reaksi 15 ℃ dan tekanan operasi 5,80 atm. Kelebihan dari proses ini adalah rendemen yang dihasilkan cukup tinggi yaitu sekitar 70-80%. Namun, kelemahan dari proses ini adalah reaksinya berjalan dengan lambat.

d. Reaksi Aseton dengan kaporit

Reaksi kaporit (CaOCl2.H2O) dengan aseton, asetaldehid, atau etil alkohol menghasilkan crude kloroform, dimana hasil reaksi dimurnikan dengan penambahan zat kimia dan distilasi. Aseton bereaksi dengan perbandingan 0,045 kg aseton, 0,453 kg kaporit, dan suhu reaksinya dijaga sekitar 43,3℃ dengan menggunakan alat pendingin. Ketika aseton telah ditambahkan semuanya, suhunya dinaikkan menjadi 56,7℃. Kemudian secara perlahan-lahan suhunya dinaikkan menjadi 65,5℃ dan kloroform mulai terbentuk. Produk hasil sintesis selanjutnya dikarakterisasi untuk mengetahui kandungan yang ada didalam produk dan ada atau tidaknya kloroform pada produk. Apapun kelebihan dari reaksi aseton dengan kaporit adalah proses reaksinya cukup sederhana dengan suhu operasi yang relatif rendah dan rendemen yang dihasilkan cukup tinggi yaitu 86-91%. Sedangkan kekurangannya adalah proses reaksi tersebut termasuk proses konvensional dan prosesnya dilakukan secara batch sehingga kuntitas produksinya dibatasi.

Read More

Apa Itu Amina ?

Amina

Amina adalah turunan amonia dengan satu atau lebih atom hidrogennya digantikan oleh gugus alkil atau senyawa karbon mengandung nitrogen. Amina merupakan senyawa organik yang mengandung atom nitrogen trivalent yang terikat pada satu sampai tiga atom karbon. Amina juga merupakan suatu senyawa yang mengandung gugus amino(^-NH2,^-NHR, atau ^–NH2).

Berdasarkan jumlah atau H yang dapat digantikan oleh gugus alkilnya amina terbagi menjadi tiga, yaitu amina primer; amina sekunder; dan amina tersier. Untuk membedakan antara amina primer; amina sekunder; dan amina tersier dapat dilakukan tes hinsberg. Tes hinsberg merupakan pengujian dengan mereaksikan benzenasulfonil klorida dengan senyawa amina².

Uji Hinsberg dilakukan dalam basa berair (NaOH atau KOH), dan pereaksi benzenasulfonil klorida yang digunakan sebagai minyak yang tidak larut. Karena sistem ini bersifat heterogen, laju reaksi ketika reagen sulfonil klorida dihidrolisis menjadi garam sulfonat tanpa adanya amina relatif lambat. Amina larut dalam fase reagen, dan segera bereaksi dengan reagen yang ditambahkan, HCl yang dihasilkan dari reaksi tersebut dinetralkan oleh basa. Turunan sulfonamida dari 2º-amina biasanya berupa padatan yang tidak larut, namun turunan sulfonamida dari 1º-amina bersifat asam serta larut dalam basa cair. Pengasaman larutan ini kemudian mengendapkan sulfonamida dari 1º-amina.

Amina mampu mengikat hidrogen sehingga titik didih senyawa ini lebih tinggi daripada fosfin, namun lebih rendah daripada alkohol yang sesuai. Amina juga menunjukkan beberapa kelarutan dalam air, namun kelarutannya menurun dengan peningkatan atom karbon.Hal ini dikarenakan terjadinya peningkatan hidrofobisitas senyawa dengan bertambahnya panjang rantai.

Amina alifatik yang merupakan amina yang terhubung ke rantai alkil, menunjukkan kelarutan dalam pelarut polar organik seperti dietilamin. Amina aromatik yang merupakan amina yang berpartisipasi dalam cincin terkonjugasi, menyumbangkan pasangan elektron bebasnya ke dalam cincin benzena dan dengan demikian kemampuan mereka untuk terlibat dalam ikatan hidrogen menurun. Hal ini menyebabkan penurunan kelarutannya dalam air dan titik didihnya menjadi tinggi seperti yang terjadi pada senyawa anilia.

Amina bersifat basa dan kebasaannya bergantung pada sifat elektronik substituen (gugus alkil meningkatkan kebasaan; gugus aril menguranginya), hambatan sterik, dan derajat solvasi amina terprotonasi. Umumnya efek gugus alkil meningkatkan energi pasangan elektron bebas, sehingga meningkatkan kebasaan. Selain itu,  cincin aromatik yang mendelokalisasi pasangan elektron bebas pada nitrogen ke dalam cincinnya menyebabkan sifat kebasaannya. Setelah terkonversi menjadi senyawa amonium, kelarutan amina akan terprotonasi.

Read More