LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ORGANIK II SINTESIS ASAM BENZOAT

Transkripsi

1 LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ORGANIK II SINTESIS ASAM BENZOAT O l e h: KELOMPOK II (DUA) ASISTEN PEMBIMBING : NURUL HAMZAR LABORATORIUM KIMIA FARMASI JURUSAN FARMASI FAKULTAS ILMU KESEHATAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI ALAUDDIN MAKASSAR SAMATA-GOWA 2012

2 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Asam benzoat (C 6 H 5 COOH) adalah padatan kristal berwarna putih dan merupakan asam karboksilat aromatik yang paling sederhana. Asam benzoat merupakan zat pengawet yang sering di gunakan dalam saos dan sambal. Asam benzoat juga disebut antimikroba karena tujuan zat awet ini tidak untuk mencegah pertumbuhan khamir dan bakteri. Asam benzoat terbentuk dari reaksi oksidasi alkohol primer manjadi asam karboksilat dengan oksidator KMNO 4 dalam larutan basa dengan endapan MNO - 2 yang terbentuk dan filtrat asam benzoat yang di rekristalisasi. Untuk itulah dilakukan percobaan sintesis asam benzoat ini, agar diketahui proses pembentukan asam benzoat dari bahan prekursornya serta reaksi yang terjadi di dalamnya. Percobaan ini juga di lakukan untuk mengetahui hubungannya dengan dunia farmasi yaitu sebagai pengawet yang akan membantu mempertahankan mutu dari sediaan farmasi dengan menghambat pertumbuhan bakteri atau membunuh bakteri.

3 Asam benzoat berdasarkan bukti-bukti penelitian menunjukkan toksisitas yang sangat rendah terhadap manusia dan hewan. Pada manusia, dosis racun adalah 6 mg asam benzoat/kg berat badan melalui injeksi kulit tetapi pamasukan melalui mulut sebanyak 5 sampai 10 mg/hari selama beberapa hari tidak mempunyai efek negatif terhadap kesehatan. Asam benzoat sangat sedikit larut dalam air dingin tetapi larut dalam air panas, dimana ia akan mengkristal setelah didinginkan. B. Maksud dan Tujuan Percobaan 1. Maksud percobaan Mengetahui dan memahami cara mensintesis senyawa asam karboksilat dengan reaksi tertentu. 2. Tujuan percobaan Untuk membuat asam benzoat melalui oksidasi alkohol primer yaitu benzyl alkohol. C. Prinsip percobaan Penentuan sintesis asam benzoat dari benzyl alkohol berdasarkan reaksi oksidasi dimana Na 2 CO 3 dilarutkan dalam aquadest dan di tambahkan benzyl alkohol dan KMNO 4 sebagai oksidator kemudian di refluks. Apabila filtrat berwarna merah jambu, di tambahkan NaHSO 3 10 % dan di tambahkan HCl pekat hingga asam. Setelah itu di saring dan dikeringkan lalu di timbang berapa persen rendamennya.

4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Teori Umum Asam benzoat (benzoid acid) adalah suatu senyawa kimia dengan rumus C 6 H 5 COOH. Produk ini merupakan bahan kimia yang berupa asam organik padat berbentuk kristal putih, mudah terbakar, larut dalam alkohol, eter, mudah menguap dan mudah meledak ( Asam benzoat adalah zat pengawet yang sering dipergunakan dalam saos dan sambal. Asam benzoat juga disebut sebagai senyawa antimikroba karena tujuan penggunaan zat pengawet ini dalam makanan untuk mencegah pertumbuhan khamir dan bakteri terutama untuk makanan yang telah dibuka dari kemasannya ( Jumlah maksimum asam benzoat yang boleh digunakan adalah 1000 ppm atau 1 gram per kg bahan (permankes No 722/Menkes/per/1X/1998). Pembatasan penggunaan asam benzoat ini bertujuan agar tidak terjadi keracunan. Konsumsi yang berlebihan dari asam benzoat dalam suatu bahan makanan tidak dianjurkan karena jumlah zat pengawet yang masuk dalam tubuh bertambah semakin banyak dan seringnya mengkonsumsi ( Asam benzoat adalah pengawet makanan yang esensial atau sintetik yang dibuat berdasarkan beberapa reaksi kimia pada industri farmasi. Sebagai

5 pengawet makanan, asam benzoat ditambahkan sendiri atau dengan gram natrium, kalium dan kalsium. Makanan asam seperti buah asam, minuman bersoda, minuman ringan dan acar memiliki asam benzoat dalam komposisinya seperti cuka dan asam sitrat ( Asam benzoat dproduksi secara komersial dengan oksidasi parsial tuluena dengan oksigen. Proses ini dikatalis oleh kobalt ataupun naftenat ( Untuk semua metode sintesis, asam benzoat dapat dimurnikan dengan rekristalisasi dari air, karena asam benzoat larut dengan baik dalam air panas namun buruk dalam air dingin. Penghindaran menggunakan pelarut organik untuk rekristalisasi membuat eksperimen ini aman. Pelarut lain yang mungkin yakni asam asetat, benzena eter, eter petrolium dan campuran etanol dan air ( Pembuatan asam benzoat dalam skala laboratorium dapat dilakukan dengan empat cara yaitu : dengan cara dihidrolisis menjadi asam benzoat dari benzaldehida, bromobenzena dan dari benzylalkohol. Dengan cara dihidrolisis, asam benzoat dibuat seperti nitril ataupun amida lainnya, benzitril dan benzoamida dapat dihidrolisis menjadi asam benzoat ataupun basakonjugatnya dalam keadaan asam maupun basa (

6 Dari benzaldehida, asam benzoat dibuat dengan cara disproporsionasi benzaldehida yang di induksi oleh basa dalam reaksi cannizzaro akan menghasilkan sejumlah asam benzoat dan benzil alkohol dalam jumlah yang sama banyak. Benzil alkohol kemudian dapat dipisahkan dari asam benzoat dengan destilasi. Asam benzoat dapat dibuat dari bromobenzena dimana bromobenzena dapat dirubah menjadi asam benzoat dengan karbonasi zat antara fenil magnesium bromida. C 6 H 5 MgBr + CO 2 C 6 H 5 CO 2 MgBr C 6 H 5 MgBr + HCl C 6 H 5 COOH + MgBrCl ( Dari benzil alkohol asam benzoat dapat dibuat dengan cara benzil alkohol dapat di refluks dengan kalium permanganat ataupun oksidator lainnya dalam air. Campuran ini kemudian disaring dalam keadaan panas untuk memisahkan mangan dioksida dan kemudian didinginkan untuk mendapatkan asam benzoat ( Sejumlah besar jalur sintetik untuk mendapatkan asam benzoat dapat dikelompokkan dalam tiga tipe reaksi : a. Hidrolisis derivat asam karboksilat b. Reaksi oksidasi

7 c. Reaksi Grignard ( Tim Dosen Kimia Farmasi, 2011: 1) Beberapa zat pengoksidasi yang khas untuk oksidasi adalah: a. Kalium permanganat basa : KMnO 4 + OH - b. HNO 3 pekat atau panas c. Asam kromat : H 2 CrO 4 (dibuat insitu dari CrO 3 atau Cr 2 O 7 dengan H 2 SO 4 dalam air) d. Kromium trioksida (CrO 3 ) yang dikomplekskan dengan piridina atau dengan HCl. ( Tim Dosen Kimia Farmasi, 2011: 1)

8 B. Uraian Bahan 1. Aquadest ( Dirjen POM, 1979: 96 ) Nama resmi Nama lain Rumus molekul : AQUA DESTILLATA : Aquadest, air suling : H 2 O Berat molekul : 18,02 Rumus struktur Pemeriaan : H O H : Cairan jernih, tidak berwarna, tidak berbau, tidak mempunyai rasa. Penyimpanan Kegunaan : Dalam wadah tertutup rapat : Sebagai pelarut 2. Asam Benzoat ( Dirjen POM, 1979: 49 ) Nama resmi Nama lain Rumus molekul : ACIDUM BENZOICUM : Asam benzoat : C 7 H 5 COOH Berat molekul : 122,2 Rumus struktur : COOH

9 Pemeriaan : Hablur halus ringan, tidak berwarna, tidak berbau. Kelarutan : Larut dalam lebih kurang 350 bagian air, dalam lebih kurang 3 bagian etanol (95 %) P, dalam bagian kloroform P dan dalam 3 bagian eter P. Titik lebur : 121 sampai 124 Penyimpanan Kegunaan : Dalam wadah tertutup baik : Antiseptikum ekstern dan anti jamur 3. Asam Klorida ( Dirjen POM,1979: 53 ) Nama resmi Nama lain Rumus molekul : ACIDUM HYDROCHLORIDUM : Asam klorida : HCl Berat molekul : 36,46 Rumus struktur Pemeriaan : H - Cl : Cairan jernih, tidak berwarna, berasap, bau merangsang, jika diencerkan dengan 2 bagian air, asap dan bau hilang. Penyimpanan Kegunaan : Dalam wadah tertutup baik : Pemberi suasana asam 4. Benzil Alkohol ( Dirjen POM, 1979: 113 )

10 Nama resmi Nama lain Rumus molekul : BENZYLALCOHOLUM : Benzil alkohol : C 7 H 8 O Berat molekul : 108,14 Rumus struktur : CH 2 OH Pemeriaan : Cair, tidak berwrna, hampir tidak berbau, rasa tajam dan membakar. Kelarutan : Larut dalam 25 bagian air, dapat campur dengan etanol (95 %) P. Penyimpanan Kegunaan : Dalam wadah tertutup rapat dan jauh dari api : Sebagai bahan baku yang akan dioksidasi oleh KMnO 4 dalam sintesis Asam Benzoat. 5. Kalium Permanganat (Dijen Pom, 1979: ) Nama resmi Nama lain : KALII PERMANGANAS : Kalium permanganat Rumus molekul : KMnO 4 Berat molekul : 158,03

11 Pemeriaan : Hablur mengkilap, ungu tua atau hampir hitam, tidak bebrbau, rasa manis, atau sepat Klearutan : Larut dalam 16 bagian air, mudah larut dalam air mendidih. Penyimpanan Kegunaan : Dalam wadah tertutup baik : Sebagai oksidator 6. Natrium Bisulfit ( Dirjen Pom,1979: 709 ) Nama resmi Nama lain : NATRII BISULFIT : Natrium bisulfit Rumus molekul : NaHSO 3 Berat molekul : 104,06 Pemeriaan : Hablur, putih kekunigan, bau belerang dioksida, tidak mantap di udara. Kelarutan : Mudah larut dalam air, sukar larut dalam etanol (95 %) P. Penyimpanan Kegunaan : Dalam wadah tertutup baik : Sebagai penetral filtrat 7. Natrium Karbonat ( Dirjen POM,1979: 400) Nama resmi Nama lain : NATRII CARBONAS : Natrium karbonat Rumus molekul : Na 2 CO 3

12 Berat molekul : 106 Pemeriaan : Hablur tidak berwarna, atau serbuk hablur putih Kelarutan : Mudah larut dalam air lebih mudah larut dalam air mendidih. Penyimpana Kegunaan : Dalam wadah tertutup rapat : Pemberi suasana basa C. Prosedur Kerja 1. Sebanyak 2 gram Na 2 CO 3 dilarutkan dalam 25 ml air dalam labu alas bulat. 2. Ke dalam campuran no. 1 ditambahkan 3 ml Benzyl Alkohol 5 gram KMnO 4 dan ditambahkan ke dalamnya batu didih. 3. Refluks selama 30 menit, saring cuci dengan air. Bila filtrat masih berwarna merah jambu tambahkan NaHSO 4 10 %. 4. Tambahkan HCl P hingga larutan asam, dinginkan dalam wadah berisi air es. 5. Asam Benzoat disaring, dikeringkan, ditimbang, lalu dikristalkan air panas. 6. Kristal ditentukan titik lebur dan perolehan kembalinya. ( Tim Dosen Kimia Farmasi, 2011: 2)

13 BAB III METODE KERJA A. Alat dan Bahan 1. Alat Adapun alat yang digunakan dalam percobaan ini, yaitu batu didih, corong, dinamo air, gelas arloji, gelas kimia (Merck), gelas ukur (Merck), kaki tiga, kawat kasa, kertas saring, kertas timbang, klem, kondensor bola, labu alas bulat, neraca analitik, oven, pembakar spiritus, selang kondensor, sendok tanduk, dan statif. 2. Bahan Bahan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu aluminium foil, aquadest 25 ml, asam klorida 1-2 tetes, benzil alkohol 3 ml, es batu, kalium permanganat 5 gram, natrium bisulfit 10 %, natrium karbonat 2 gram dan tissue. B. Cara Kerja 1. Disiapkan alat bahan yang akan digunakan. 2. Diambil 2 gram Na 2 CO 3 dan dilarutkan dengan aquadest 25 ml dalam labu alas bulat.

14 3. Dimasukkan batu didih ke dalam labu untuk mengurangi letupan pada saat pemansan. 4. Ditambahkan 3 ml benzil alkohol dan 5 gram KMnO 4 5. Direfluks 40 menit 6. Disaring filtratnya 7. Ditambahkan NaHSO 3 10 %, apabila filtratnya berwarnah merah jambu 8. Ditambahkan HCl P 9. Didinginkan dengan es batu 10. Disaring dan dikeringkan lalu ditimbang 11. Direkristalisasi a. Kristal asam benzoat yang terbentuk dimasukkan ke dalam gelas kimia b. Ditambahkan 1/2 ml air panas dan dilarutkan c. Didinginkan dan disaring d. Ditimbang untuk selanjutnya dihitung persen (%) rendamennya.

15 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Tabel Pengamatan Alasan Perlakuan Na 2 CO 3 + H 2 O + Benzyl alkohol + KMnO 4 + dikocok Direfluks selama 40 menit Disaring + HCl P Didinginkan dengan es batu Dikeringkan dalam oven Didinginkan kembali dengan es Hasil Pengamatan Na 2 CO 3 larut Ungu kehitaman, terasa panas Coklat kehitaman Jernih Jernih Belum terbentuk kristal Belum terbentuk kristal Terbentuk Kristal dalam larutan Kristal putih batu Disaring

16 B. Reaksi CH 2 OH CHO COOH C. Perhitungan Mol benzyl alkohol

17 M 0,031 R 0,031 0,031 0,031 S 0 0,031 0,031

18 D. Pembahasan Asam benzoat adalah padatan kristal yang berwarna putih dengan rumus molekul C 6 H 5 COOH dan merupakan asam karboksilat aromatik yang paling sederhana. Sintesis adalah proses pembentukan suatu molekul dari suatu prekersor kimia, atau proses pembentukan tiruan senyawa yang terdapat di alam. Jadi sintesis asam benzoat adalah proses pembentukan atau pembuatan asam benzoat melalui serangkaian proses reaksi dari suatu senyawa atau lebih dengan penambahan katalis atau zat yang dibutuhkan tergantung dari jenis reaksinya. Asam benzoat dapat diperoleh dari reaksi oksidasi alkohol primer, seperti benzyl alkohol. Reaksi oksidasi adalah reaksi perusakan oleh oksidator kuat. Oksidator yang dapat digunakan selain KMnO 4 yakni asam nitrit (HNO 3 ) P atau panas, asam kromat (H 2 CrO 4 ) dan kromium trioksida (CrO 3 ) yang dikomplekskan dengan piridina atau piridina dengan HCl. Alkohol primer mula-mula dioksidasi dulu menjadi aldehida. Aldehida lebih mudah dioksidasi daripada alkohol. Oleh karena itu biasanya oksidasi tidak berhenti, melainkan terus sampai terbentuk asam karboksilat (atau anion karboksilat dalam larutan basa). CH 2 OH C-H COOH z Benzyl alkohol Benzaldehida Asam benzoat

19 Adapun cara kerja pada percobaan ini yakni mula-mula disiapkan alat dan bahan, kemudian ditimbang 2 g Na 2 CO 3. Na 2 CO 3 disini sebagai pemberi suasana basa agar reaksi dapat berlangsung dengan baik, kemudian Na 2 CO 3 tadi ditambahkan dengan 25 ml H 2 O. H 2 O berfungsi untuk melarutkan Na 2 CO 3. Kemudian dimasukkan ke dalam labu alas datar. Diukur 5 ml benzyl alkohol menggunakan gelas ukur dan ditimbang 5 g KMnO 4 menggunakan neraca analitik kemudian keduanya dimasukkan ke labu alas datar tadi. Benzyl alkohol disini sebagai alkohol primer yang akan mengalami reaksi oksidasi, serta KMnO 4 sebagai oksidator yang akan mengoksidasi benzyl alkohol menjadi benzaldehida. Kemudian ke dalam labu tersebut dimasukkan batu didih untuk mencegah terjadinya letupan, meratakan pemanasan, dan untuk mencegah labu agar tidak pecah. Setelah itu dirangkai alat refluks, setelah selesai merangkai alat refluks, dialirkan air dari dinamo melalui selang bagian bawah kondensor, tujuannya agar kondensor dapat terisi penuh oleh air, dan meratakan proses pendinginan. Kemudian dinyalakan pembakar spritus, kemudian campuran senyawa tadi di refluks selama 40 menit. Tujuannya, dengan pemanasan maka akan mempercepat terjadinya reaksi serta senyawa yang dipanaskan tidak berkurang. Kemudian

20 disaring untuk memisahkan senyawa benzaldehida dengan garam-garam mangan (Mn 2+ ). Karena filtratnya jernih, sehingga tidak perlu ditambahkan NaHSO 3 10 %, sebab fungsi dari NaHSO 3 10 % adalah sebagai penetrasi MnO 4 - yang berwarna ungu tua. Lalu ditambahkan 1-2 tetes HCl P untuk memberi suasana asam dan sebagai pendonor proton (H + ) untuk pembentukan asam benzoat dari benzaldehida. Kemudian didinginkan dengan es batu untuk membentuk kristal asam benzoat, kemudian dikeringkan di dalam oven. Lalu disaring untuk memisahkan kristal asam benzoat dengan larutan lainnya. Kemudian residu + kertas saring dikeringkan. Kemudian kristal direkristalisasi, tujuannya untuk memperoleh kristal asam benzoat yang memiliki tingkat kemurnian yang tinggi. Cara untuk merekristalisasi kristal, yakni kristal dilarutkan dengan ½ ml air panas hingga larut, kemudian didinginkan kembali dengan es, kemudian disaring dan dikeringkan. Setelah itu ditimbang bobot kristal untuk selanjutnya dihitung persen (%) rendamennya. Cara kerja pada percobaan ini menggunakan refluks. Prinsip dari refluks yakni bahan-bahan dipanaskan dalam labu, dengan pemanasan itulah sehingga pelarut volatile (mudah menguap) akan menguap pada suhu tinggi, namun akan didinginkan dengan kondensor sehingga pelarut yang tadinya dalam bentuk uap akan mengembun pada kondnsor dan turun lagi ke dalam wadah reaksi (labu) sehingga pelarut akan tetap ada selama reaksi berlangsung.

21 Metode refluks hampir sama dengan metode destilasi dari segi alat-alat yang digunakan. Namun destilasi bertujuan untuk memisahkan senyawa yang memiliki perbedaan titik didih. Sehingga senyawa yang memiliki titik didih rendah akan menguap terlebih dahulu, uap tersebut akan masuk ke kondensor lurus (untuk mengalami proses pendinginan). Uap tersebut akan berubah menjadi air yang kemudian turun ke wadah penampungan. Sedangkan refluks untuk memisahkan senyawa dari komponen kimia, yang dilarutkan dengan cara sampel dimasukkan ke dalam labu bersama-sama dengan cairan penyari lalu dipanaskan, uap-uap cairan penyari terkondensasi pada kondensor bola menjadi molekulmolekul cairan penyari yang akan turun kembali menuju labu alas bulat, sampel yang berada pada labu alas bulat akan disari kembali, demikian seterusnya berlangsung sampai penyarian sempurna. Dalam dunia farmasi asam benzoat berfungsi sebagai pengawet makanan, pengawet pada larutan dan sediaan yang akan disimpan dalam jangka waktu lama, serta berfungsi sebagai antifungi. Sebagai antifungi asam benzoat dikombinasikan dengan asam salisilat, dimana asam benzoat memberikan efek fungistatik sedangkan asam salisilat memberikan efek keratolik. Karena asam benzoat hanya bersifat fungistatik maka penyembuhannya baru tercapai setelah lapisan tanduk yang menderita infeksi terkelupas seluruhnya. Efek fungistatik yang dihasilkan dari asam benzoat ada kaitannya dengan antiseptik dan disinfektan. Antiseptik adalah senyawa kimia yang digunakan untuk menghambat atau mematikan

22 mikroorganisme pada jaringan hidup yang mempunyai efek membatasi dan mencegah infeksi agar tidak menjadi lebih parah. Disinfektan adalah senyawa kimia yang digunakan untuk membunuh mikroorganisme patogen pada bendabenda, misalnya pada lantai ruangan, meja operasi, dan sebagainya. Jadi asam benzoat termasuk senyawa antiseptik yang membatasi dan mencegah infeksi dari fungi (jamur) agar tidak menjadi lebih parah. Adapun mekanisme kerja dari asam benzoat sebagai antifungi yakni asam benzoat sebagai bahan pengawet berdasarkan permeabilitas dari membran sel mikroba terhadap molekul asam yang tidak terdisosiasi, sehingga di dalam sel banyak terdapat ion hidrogen. Hal ini menyebabkan ph sel menjadi rendah sehingga dapat merusak organ sel mikroba. Menurut literatur, asam benzoat yang diperoleh untuk 3 ml atau 3,132 gram benzyl alkohol adalah 3,539 gram, sedangkan dalam percobaan diperoleh berat asam benzoat sebesar 0,0505 gram. Hasil ini sangat berbeda jauh dengan literatur. Perbedaan hasil ini desebabkan karena adanya beberapa factor kesalahan. Adapun faktor kesalahan tersebut yakni kesalahan dari praktikan dan bahan serta alat yang digunakan dalam praktikan, diantaranya kurang telitinya para praktikan dalam menimbang dan mencampur bahan sehingga masih ada bahan yang tidak larut, terbatasnya alat seperti labu alas bulat yang tidak ada, terbatasnya waktu, dan sebagainya.

23 Hubungan percobaan ini dengan dunia farmasi, yaitu asam benzoat digunakan sebagai pengawet untuk sediaan obat.

24 BAB V PENUTUP A. Kesimpulan Dari hasil percobaan yang telah dilakukan diperoleh asam benzoat dari reaksi oksidasi benzyl alkohol serta persen (%) rendamennya sebanyak 1,4 %. B. Saran 1. Untuk Laboratorium Sebaiknya alat dan bahan di laboratorium dilengkapi demi kelancaran praktikum. 2. Untuk Asisten Pertahankan cara mengajarnya kak, dan sebaiknya asisten tidak meninggalkan praktikan terlalu lama.

25 DAFTAR PUSTAKA Anonim. Asam Benzoat, 25 November Dirjen POM. Farmakope Indonesia Edisi III, Departemen kesehatan RI: Jakarta, Fessenden, Ralph J. Dasar-Dasar Kimia Organik, Erlangga: Jakarta, November November Tim dosen kimia farmasi, Penuntun Praktikum Kimia Organik II, Farmasi fikes : Makassar, 2012.

26 LAMPIRAN Skema Kerja 2 gram Na 2 CO ml Labu alas bulat + batu didih + 3 ml benzil alkohol dan 5 gram KMNO 4 Di refluks ± 30 menit Disaring filtratnya + NaHSO 3 10 % filtrat = merah jambu + HCL Pekat Dinginkan dengan es batu Disaring Dikeringkan Ditimbang Di rekristalisasi Kristal asam benzoat Dimasukkan dalam gelas kimia

27 + ½ ml air panas Dinginkan Disaring Dikeringkan Ditimbang