LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ORGANIK ISOMER GEOMETRI

LAPORAN PRAKTIKUM

ISOMER GEOMETRI

I.                   Tujuan

a)      Mengetahui isomer geometri

b)     memahami prinsip dasar isomer ruang khususnya isomer geometri serta memahami perbedaan sifat fisik antara senyawa yang berisomer cis dan trans

II.                Landasan teori

Isomer geometri adalah isomeri yang disebabkan oleh perbedaan letak atau gugus di dalam ruang. Isomer geometri sering juga disebut dengan isomer cis-trans. Isomeri ini tidak tidak reddapat pada kompleks dengan strruktur linear, trigonal planar, atau tetrahedral, tetapi umum terdapat pada kompleks planar segiempat dan oktahedral. Kompleks yang mempunyai isomer hanya kompleks-komplek yang bereaksi sangat lambat dan kompleks yang inert. Ini disebabkan karena kompleks-kompleks yang bereaksi sangat cepat atau kompleks-kompleks yang labil, sering bereaksi lebih lanjut membentuk isomer yang stabil

 (Syabatini, 2009 )

Pada beberapa senyawa kompleks koordinasi, ikatan kovalen menimbulkan kemungkinan terbentuknya senyawa-senyawa isomer, karena ligan terikat dalam ruangan sekitar ion logam pusat. Yang dimaksud dengan senyawa isomer adalah molekul-molekul atau ion-ion yang mempunyai susunan atom yang sama sehingga bangun dan sifat-sifatnya berbeda. Ada dua keisomeran yang lazim dijumpai pada senyawa kompleks koordinasi yaitu keisomeran cis-trans dan keisomeran optic.

Keisomeran cis-trans terjadi pada beberpa senyawa kompleks yang mempunyai bilangan koordinasi 4, 5, dan 6. Tetapi untuk bilangan koordinasi 4, keisomeran hanya terjadi pada bangun bersisi empat ligan-ligan sama jaraknya ke logam pusat. Misalnya, senyawa kompleks platina (II), [Pb(NH3)2¬Cl2], mempunyai dua senyawa isomer yang berbeda kelarutan, warna dan sifat-sifat lainnya

Kompleks kobalt (III) etilendiamin, [Co(en)₂Br₂]Br. Senyawa kompleks ini merupakan/mempunyai dua isomer, yaitu dextro (d) dan levo (l),

(Rivai, 1994)

Werner mengemukakan bahwa jika kompleks logam koordinat empat tipe [MA₂B₂] memiliki isomer geometri, misalnya isomer cis dan trans, maka dapat disimpulkan bahwa kompleks itu bujur sangkar. Kompleks ini tidak mungkin berbentuk tetrahedral karena bentuk tetrahedral tidak memiliki isomer geometri

(Ramlawati, 2005)

Tipe isomer ruang dimana 2 senyawa berbeda dalam hal kedudukan relatif 2 gugus terikat disekitar ikatan rangkapnya. Sebagai contoh adalah asam fumarat dan asam maleat. Pada asam fumarat, kedua gugusnya yaitu gugus –COOH dan gugus –H terletak pada sisi ikatan rangkap yang sama (disebut bentuk cis) sementara pada asam maleat kedua gugus tersebut terletak pada sisi ikatan rangkap yang berlawanan (disebut bentuk trans). Isomer geometris disebut juga isomer Cis-trans. Contoh lainnya adalah senyawa 1,2-dikloroetena.

Titik leleh asam maleat lebih rendah dari pada asam fumarat karena pada asam maleat. Hal ini menandakan adanya perbedaan sifat fisik antara senyawa berisomer cis dan trans. Senyawa berisomer Cis memiliki titik leleh lebih kecil karena adanya tolakan antara dua gugus karboksilat yang bersebelahan mengakibatkan senyawa ini kurang stabil

(Mulyono, 2005)

Campuran kompleks bentuk cis dan trans dapat dibuat dengan cara mencampurkan komponen-komponen non kompleks (penyusun kompleks). Berdasarkan perbedaan kelarutan antara bentuk cis dan trans maka kedua jenis isomer tersebut dapat dipisahkan. Sebgaia contoh kalium dioksalatodiakuokromat (III) dapat dikristalkan secara perlahan dengan melakukan penguapan larutan yang mengandung campuran bentuk cis dan trans. Dengan penguapan, kesetimbangan bentuk cis dan trans dapat digeser ke kanan karena kelarutan isomer trans lebih rendah. Selain itu, pemisahan isomer cis dan trans dapat dilakukan dengan cara

mengatur kondisi larutan sedemikian rupa sehingga kelarutan kompleks cis dan trans berbeda. Misalnya kompleks cis-diklorobis (trietilstibin) palladium dapat dikristalkan dalam larutan benzene meskipun dalam larutan hanya ada sekitar 6 % bentuk cis .

(Tim Dosen Kimia Anorganik, 2010)

Isomer geometri adalah isomer yang disebabkan oleh perbedaan letak atau gugus didalam ruang an. Isomer geometri sering juga disebut dengan isomer cis-trans. Isomeri ini tidak tidak reddapat pada kompleks dengan strruktur linear, trigonal planar, atau tetrahedral, tetapi umum terdapat pada kompleks planar segiempat dan oktahedral.

 Kompleks yang mempunyai isomer hanya kompleks-komplek yang bereaksi sangat lambat dan kompleks yang inert. Ini disebabkan karena kompleks-kompleks yang bereaksi sangat cepat atau kompleks-kompleks yang labil, sering bereaksi lebih lanjut membentuk isomer yang stabil.

Pada beberapa senyawa kompleks koordinasi, ikatan kovalen menimbulkan kemungkinan terbentuknya senyawa-senyawa isomer, karena ligan terikat dalam ruangan sekitar ion logam pusat. Yang dimaksud dengan senyawa isomer adalah molekul-molekul atau ion-ion yang mempunyai susunan atom yang sama sehingga bangun dan sifat-sifatnya berbeda. Ada dua keisomeran yang lazim dijumpai pada senyawa kompleks koordinasi yaitu keisomeran cis-trans dan keisomeran optik.

(Tim kimia organic,2014:26)

III.             Prosedur percobaan

3.1  Alat dan Bahan

a.      Alat

Ø  Erlenmeyer 125ml

Ø  Pembakar Bunsen

Ø  Corong buchner

Ø  Labu bulat 400ml

Ø  Alat penentuan titik leleh

b.      Bahan

Ø  Kertas saring

Ø  Anhidrat meleat

Ø  HCl pekat

3.2  skema kerja

dimasukkan ke Erlenmeyer

dididihkan

 

                                                            ditambahkan

didinginkan

dikumpulkan asam meleat diatas corong Buchner

dikeringkan

ditentukan titik lelehnya

 

                                                                                dimasukkan ke labu bundar 100 ml

 

                                                            ditambahkan 10 menit

                                                didinginkan pada suhu kamar

                                                dikumpulkan asam fumarat dalam corong.

IV.             Hasil dan pembahasan

4.1              data pengamatan

a.      anhidrat maleat dimasukkan + 20 ml aquades yang dipanaskan b.      saat proses  pendinginan c.

4.2              pembahasan

Isomer geometri adalah isomer yang disebabkan oleh perbedaan letak atau gugus didalam ruang an. Isomer geometri sering juga disebut dengan isomer cis-trans. Isomeri ini tidak tidak reddapat pada kompleks dengan strruktur linear, trigonal planar, atau tetrahedral, tetapi umum terdapat pada kompleks planar segiempat dan octahedral

Tata letak atau susunan atom-atom dalam suatu senyawa sangat mempengaruhi sifat fisika maupun kimia dari senyawa. Hal ini dapat dilihat dari asam maleat dan fumarat yang memiliki perbedaan sifat fisika dan kimia padahal memiliki rumus molekul yang sama yaitu HO₂CCH=CHCO₂H. Asam maleat dan fumarat merupakan isomer cis dan trans dari asam butendioat. Pada umumnya, senyawa yang berada pada posisi trans lebih banyak ditemukan dalam sistem kesetimbangan dan merupakan senyawa yang lebih  stabil dari isomer pada posisi cis.

Pada percobaan ini asam maleat diubah menjadi asam fumarat

Perubahan isomer dari yang satu ke yang lainnya dapat berlangsung melalui senyawa antara yang bersifat ion atau radikal bebas. Begitu pula dengan asam maleat (posisi cis) yang dapat mengalami isomerisasi menjadi asam fumarat (posisi trans) yang lebih stabil dengan cara ditambahkan asam klorida dan direfluks. Asam fumarat memiliki kelarutan yang lebih rendah dalam air dibandingkan dengan asam maleat sehingga mudah mengkristal selama proses refluks berlangsung.

Pada percobaan pengubahan asam maleat menjadi asam fumarat digunakan anhidrida maleat sebagai bahan utama. Ketika anhidrida maleat akan dimasukkan kedalam erlenmeyer yang berisi 4 ml aquades yang sedang di didihkan harus dilakukan dengan cepat tapi hati – hati, karena jika terlalu lama memasukkan anhidrida maleat ke erlenmeyer  kemungkinan besar aquadesnya telah habis menjadi uap. Aquades digunakan sebagai pelarut dapat mempermudah terjadinya pembukaan ikatan pada senyawa siklik dari  anhidrida maleat dan terbentuknya karbokation. Berikut mekanisme reaksinya

Percobaan pengubahan asam maleat menjadi asam fumarat ini bertujuan untuk memahami prinsip dasar isomer ruang khususnya isomer geometri serta memahami perbedaan sifat fisik antara senyawa yang berisomer cis dan trans. Dalam hal ini senyawa yang berisomer cis dan trans adalah asam maleat dan asam fumarat. Prinsip dari percobaan ini adalah reaksi adisi-eliminsi, yaitu memutuskan ikatan phi dengan reaksi adisi dan kemudian membentuk kembali dengan menggunakan reaksi eliminasi. Metode yang digunakan yaitu metode refluks ( yaitu Proses pendidihan atau pendestilasian dengan kolom fraksionasi sehingga uap yang terbentuk berkondensasi dan mengalir lagi kebawah akibatnya terjadi proses alir balik dan proses ini berlaku kontinyu), selain itu juga menggunakan metode kristalisasi (pemisahan endapan dari larutan berdasarkan perbedaan kelarutan), dan metode rekristalisasi (pemurnian Kristal dari larutan pengotor).

Asam maleat dan asam fumarat memiliki rumus molekul yang sama, yaitu HOOCCHHCHCOOH tetapi memiliki susunan yang berbeda dalam ruang. Isomer geometri adalah isomer yang diakibatkan oleh ketegaran dalam molekul dan hanya dijumpai dalam dua kelas senyawa, yaitu alkena dan senyawa siklik. Asam-asam maleat mempunyai struktur cis sedangkan asam fumarat mempunyai struktur trans

Adapun beberapa sifat fisika dari asam maleat dan fumarat adalah sebagai berikut:

Senyawa	Mr	Kelarutan dalam 100 g air		Titik leleh(oC)
		Pada 100oC	Pada 20oC
Asam maleat	116,03	400	79	130,5
Asam fumarat	116,03	9,8	0,7	302

a)      Asam maleat

Asam maleat merupakan asam-cis-butendioat atau disebut juga asam toksilat, merupakan senyawa dikarboksilat. Dalam senyawa ini, terdapat gugus etilena yang berikatan dengan dua gugus asam karboksilat. Asam maleat dapat membentuk ikatan hidrogen intramolekuler, hal ini dapat menyebabkan keasaman dari asam maleat lebih tinggi dari asam fumarat dan kelarutan dalam air yang berhubungan dengan kepolaran asam maleat lebih tinggi dari asam fumarat. Namun dengan adanya ikatan intramolekuler tersebut menyebabkan titik leleh dari asam maleat lebih rendah dari asam fumarat.Sumber utama asam maleat adalah anhidrida maleat yang dihasilkan secara komersil melalui oksidasi benzene

b)     Asam fumarat

Asam fumarat merupakan asam-trans-butendioat. Asam fumarat berupa kristal berwarna putih. Titik leleh dari asam fumarat cukup tinggi, dan jika dibandingkan dengan isomer strukturnya yaitu asam maleat, titik leleh asam fumarat jauh lebih tinggi. Hal ini disebabkan karena asam fumarat dapat membentuk ikatan hidrogen antarmolekulnya, sehingga dibutuhkan energi yang cukup besar untuk merusak ikatan tersebut sehingga asam fumarat dapat meleleh. Asam maleat merupakan asam yang lebih lemah dari asam maleat dengan Ka sebesar 9,6 x 10^-6. Jauh lebih lemah dari asam maleat yang memiliki Ka sebesar 10^-2.

Proses yang pertama adalah perubahan maleat anhidrid menjadi asam maleat. Digunakan maleat anhidrid karena lebih stabil dari pada asamnya, yang disebabkan oleh kebebasan maleat anhidrid untuk bergerak dari pada asm maleat yang kaku (ada ikatan phi-nya). Maleat anhidrid terdiri dari 2 molekul asam maleat yang tidak mengandung air. Sehingga untuk merubahnya menjadi asam maleat diperlukan hidrolisis pada suhu tinggi

Untuk memecah anhirid maleat diperlukan energy yang besar untuk memutus ikatan C-O sehingga reaksi dilakukan pada suhu yang tinggi. Oleh karena itu aquadest (yang bertujuan untuk menghidrolisis/memcah anhidrid maleat menjadi asam maleat) yang akan ditambahkan dalam keadaan panas. Suhu tinggi (pemanasan aquadet) ini dimaksudkan untuk memutuskan ikatan C-O, selain itu aquadest dipanaskan supaya anhidrid maleat mudah larut. Setelah anhidrid maleat larut dalam air, larutan ini didinginkan dalam air es sampai asam maleat yang terbentuk mengendap sempuna. Proses pendinginan tersebut bertujuan untuk proses kristalisasi dengan menurunkan kelarutan produk asam maleat. Perubahan suhu yang terjadi dapat mempengaruhi struktur morfologi Kristal, baik pada bentk maupun ukurannya. Jika perubahan suhunya sangat besar, Kristal yang terbentuk berukuran besar. Namun jika perubahan suhunya tidak begitu besar dibutuhkan waktu yang lama untuk membentuk Kristal dan Kristal yang terbentuk lebih kecil dan halus. Karena perubahan suhu yang besar ini akan menyebabkan daya larut dari suatu larutan akan semakin kecil, dengan semakin kecilnya daya larut suatu laruatan maka larutan tersebut akan semakin cepat untuk membentuk Kristal.

Setelah lautan tersebut membentuk endapan, kemudian disaring dengan tujuan untuk memisahkan endapan asam maleat dari hasil larutan hidrolisisis anhidrid maleat

Filtrate hasil penyaringan akan diproses lebih lanjut untuk pembuatan asam fumarat dengan menggunakan reaksi adisi dan elimiasi.

1.    Reaksi Adisi

Pada tahap ini, filtrate hasil penyaringan yang berupa larutan asam maleat ditambah dengan HCl pekat. HCl berfungsi untuk mengadisi ikatan rangkap C=C pada asam maleat. Reaksi ini merupakan reaksi adisi elektofilik karena serangan awal dilakukan oleh sebuah elektrofil. Reaksi adisi ini menghasilkan ikatan tunggal C-C yang mudah berotasi sehingga terjadi perubahan letak gugus-gugus yang terikat pada dua atom C tersebut. Molekul ini dapat mengalami rotasi karena gugus-gugusnya hanya terikat oleh ikatan sigma, bukan ikatan rangkap (ikatan phi), sehingga brntuk keseluruhan sebuah molekul selalu berubah berkesinambungan. Sebuah molekul bukanlah partikel static yang berdiam diri, melainkan bergerak, memutar dan membengkokkan diri. Hal inilah yang menyebabkan molekul cenderung untuk berotasi. Akibat rotasi ini, gugus karbonil yang pada awalnya terletak pada satu sisi (cis) berubah menjadi saling berseberangan (isomer trans).

Setelah ditambah dengan HCl, larutan direfluks. Proses refluks bertujuan untuk mempercepat reaksi adisi, karena untuk memecah ikatan phi (ikatan rangkap) menjadi ikatan sigma (ikatan tunggal) karbon-karbon membutuhkan energy yang tinggi dan energy ini tidak tersedia untuk molekul pada temperature kamar, sehingga pendidihan pada proses refluks ini dapat menyediakan energy bagi molekul untuk memecahkan ikatan phi (ikatan rangkap).mekanisme reaksinya:

 

2.    Reaksi Eliminasi

Reaksi eliminasi bertujuan untuk membentuk kembali ikatan rangkap karbon-karbon sehingga bisa terbentuk asam fumarat. Reaksi eliminasi yang terjadi merupakan reaksi eliminasi pertama (E1) karena berlangsung lewat zat antara karbokation

 

HO: = basa

Br    =  gugus pergi (umumnya halida atau tosilat)

Setelah direfluks, larutan didinginkan, dengan tujuan untuk pendinginan tersebut bertujuan untuk proses kristalisasi dengan menurunkan kelarutan produk asam fumarat. Setelah lautan tersebut membentuk endapan, kemudian disaring dengan tujuan untuk memisahkan endapan asam fumarat dari larutan.

Titik leleh asam maleat lebih rendah dari pada asam fumarat karena pada asam maleat. Hal ini menandakan adanya perbedaan sifat fisik antara senyawa berisomer cis dan trans. Senyawa berisomer Cis memiliki titik leleh lebih kecil karena adanya tolakan antara dua gugus karboksilat yang bersebelahan mengakibatkan senyawa ini kurang stabil. Sedangkan senyawa yang berisomer trans memiliki tolakan yang lebih kecil sehingga senyawanya relative stabil. Dengan demikian titik leleh asam fumarat lebih tinggi dari pada asam maleat

V.                Penutup

5.1                 Kesimpulan

Berdasarkan literatur  yang telah di peroleh,maka dapat disimpulkan sebgai berikut:

a)      Isomer geometri adalah isomer yang disebabkan oleh perbedaan letak atau gugus didalam ruang an. Isomer geometri sering juga disebut dengan isomer cis-trans. Isomeri ini tidak tidak reddapat pada kompleks dengan strruktur linear, trigonal planar, atau tetrahedral, tetapi umum terdapat pada kompleks planar segiempat dan octahedral

b)      Prinsip dari percobaan ini adalah reaksi adisi-eliminsi, yaitu memutuskan ikatan phi dengan reaksi adisi dan kemudian membentuk kembali dengan menggunakan reaksi eliminasi.Dalam hal ini senyawa yang berisomer cis dan trans adalah asam maleat dan asam fumarat.

Senyawa berisomer Cis memiliki titik leleh lebih kecil karena adanya tolakan antara dua gugus karboksilat yang bersebelahan mengakibatkan senyawa ini kurang stabil. Sedangkan senyawa yang berisomer trans memiliki tolakan yang lebih kecil sehingga senyawanya relative stabil

5.2                 saran

pada percobaan ini tidak dilakukan secara langsung oleh praktikan.namun praktikan mencari materi tersebut di literature.sebaiknya,percobaan ini dilakukan supaya praktikan lebih dapat memahami materi yang di praktikumkan

VI.                Daftar pustaka

Mulyono. 2005. Kamus Kimia. Jakarta : Erlangga.

Ramlawati. 2005. Buku Ajar Kimia Anorganik Fisik. Makassar : Jurusan Kimia, FMIPA, UNM.

Rivai, Harizul. 1994. Asas Pemeriksaan Kimia. Jakarta : UI-Press.

Syabatini, Annisa. 2009. Pembuatan Cis dan Trans Kalium Dioksalatodiakuokromat.diakses tanggal 26 mei 2014

 http://annisafushie. wordpress.com/2009/11/25/Pembuatan-cis-dan-trans-kalium-dioksalatodiakuokromat.html

Tim Dosen Kimia Anorganik. 2010. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik. Makassar : Laboratorium Kimia, FMIPA, UNM

Tim kimia organic.2014.penuntun praktikum kimia organic.jambi:universitas jambi