KIMIA ORGANIK FISIK

KEASAMAN DAN KEBASAAN SENYAWA ORGANIK

TEORI ASAM – BASA ARRHENIUS

Arrhenius mengemukakan suatu teori dalam disertasinya (1883) yaitu bahwa senyawa ionik dalam larutan akan terdissosiasi menjadi ion-ion penyusunnya.

Menurut Arrhenius:

1.   Asam: zat/senyawa yang dapat menghasilkan H⁺ dalam air

HCl_(aq) → H⁺_(aq) + Cl ^-_(aq)

2.   Basa : zat/senyawa yang dapat menghasilkan OH^-dalam air

NaOH_(aq) → Na⁺_(aq) + OH^–_(aq)

3.   Reaksi netralisasi adalah reakai antara asam dengan basa yang menghasilkan garam:

HCl_(aq) + NaOH_(aq) → NaCl_(aq) + H₂O_(ℓ)

H⁺_(aq) + OH^–_(aq) → H₂O _(ℓ)

Asam

Secara kimia, kita dapat mendefinisikan asam sebagai senyawa yang menghasilkan ion hidrogen ketika larut dalam pelarut (biasanya air). Senyawa asam banyak kita temukan dalam kehidupan sehari – hari, seperti pada makanan dan minuman. Selain itu, senyawa asam dapat pula kita temukan di dalam lambung. Di dalam lambung terdapat asam klorida yang berfungsi membunuh kuman. Berdasarkan sifat kuat lemahnya asam, kita mengenal adanya asam kuatdan asam lemah. Kuat lemahnya suatu asam ditentukan oleh jumlah ion hydrogen yang terionisasi dalam larutan. Asam kuat adalah asam yang banyak menghasilkan air dalam larutannya (asam yang terionisasi sempurna dalam larutannya), sedangkan asam lemah adalah asam yang sedikit menghasilkan ion dalam larutannya (terionisasi sebagian dalam larutan). Konsentrasi larutan berkaitan dengan banyaknya zat yang terlarut dalam suatu volume pelarut tertentu. Semakin banyakzat yang terlarut, konsentrasi larutan tersebut semakin tinggi (semakin pekat). Pada larutan encer terdapat sejumlah kecil zat terlarut dalam pelarutnya. Untuk menyatakan konsentrasi larutan lazim digunakan istilah molar (M).

Basa

Secara kimia, kita dapat mengidentifikasikan basa sebagai senyawa yang menghasilkan ion hidroksida (OH-) ketika larut dalam pelarut air. Perhatikanlah bahwa rumus senyawa basa selalu memiliki gugus OH (kecuali untuk ammonium hidroksida). Adanya gugus OH inilah yang menyebabkan senyawa basa memiliki sifat – sifat khas sebagai suatu basa.

Salah satu sifat basa adalah meniadakan atau menghilangkan sifat suatu asam yang direaksikan dengan basa tersebut. Asam yang kita miliki akan berkurang sifat keasamannya, bahkan dapat berubah menjadi tidak asam. Apabila basa direaksikan dengan asam, maka akan membentuk garam dan air. Reaksi itu disebut dengan reaksi penetralan (netralisasi). Sebagai contohnya adalah kalsium hidroksida direaksikan dengan asam sulfat akan membentuk kalsium sulfat dan air.

Reaksi :

Kalsium Hidroksida + Asam Sulfat → Kalsium Sulfat + Air

Ca(OH)₂(aq)+ H₂SO₄(aq) → CaSO₄ (aq)+ 2H₂O

Kekuatan Asam

Dua faktor yang mempengaruhi ionisasi dari asam adalah:

1. Kekuatan dari ikatan yang diputuskan,
2. kestabilan ion yang terbentuk.

Dalam kasus ini, anda memutus ikatan dari molekul yang sama (antara O dan H) jadi bisa dianggap kekuatan ikatan yang diputuskan adalah sama. Faktor yang paling penting dalam menentukan kekuatan relatif dari molekul adalah pada sifat dari ion ion yang terbentuk.

Fenol

Fenol memiliki -OH terikat pada rantai benzennya. Saat ikatan hidrogen-oksigen pada fenol terputus, anda mendapatkan ion fenoksida , C₆H₅O^–. Delokalisai juga terjadi pada ion ini. Pada saat ini, salah satu dari antara elektron bebas dari atom oksigen overlap dengan elektron dari rantai benzen.

Overlap ini mengakibatkan dislokalisasi. Dan sebagai hasil muatan negatif tidak hanya berada pada oksigen tetapi tersebar ke seluruh molekul.

Lalu mengapa fenol lebih lemah daripada asam etanoik? Pada ion etanoat, delokalisasi terpusat pada daerah antara 2 atom oksigen.Sistem yang terdelokalisasi membagi muatan negatif diantara kedua atom oksigen. Tidak ada oksigen yang lebih kuat menarik hidrogen ion.

Pada ion fenoksida, atom oksigen tunggal masih merupakan yang paling elektronegatif dan sistem yang terdelokalisasi terpusat pada daerah oksigen tersebut. Sehingga atom oksigen memiliki muatan yang paling negatif, walaupun sebenarnya tidak memiliki muatan sebanyak itu apabila delokalisasi tidak terjadi.

Delokalisasi membuat ion fenoksida lebih stabil dari seharusnya sehingga fenol menjadi asam. Namun delokalisasi belum membagi muatan dengan efektif. Muatan negatif disekitar oksigen akan tertarik pada ion hidrogen dam membuat lebih mudah terbentuknya fenol kembali. Sehingga itu fenol merupakan asam yang sangat lemah.

Kekuatan basa

Dua faktor yang mempengaruhi kekuatan dari sebuah basa adalah:

1. Kemudahan pasangan bebas mengikat ion hidrogen,
2. kestabilan dari ion yang terbentuk.

Metilamin

Metilamin memiliki struktur:

Perbedaannya dengan amonia hanyalah adanya CH₃ pada metil amin. Golongan alkil memiliki kecenderungan untuk mendoron elektron menjauh dari mereka. Ini berarti akan adanya sejumlah muatan negatif tambahan disekitar atom nitrogen. Muatan negatif tambahan tersebut membuat pasangan bebas lebih menarik atom hidrogen. Semakin negatif nitrogen semakin mudah terikatnya ion hidrogen. Lalu bagaimana dengan saat ion metil telah terbentuk, apakah ini lebih stabil daripada ion amonium?

Bandingkan ion metilamonium dengan ion amonium. ion dari efek “dorongan elektron” metil. Semakin anda menyebar muatan tersebut, semakin stabil sebuah ion. Namun pada ion amonium tidak ada cara untuk menyebarkan ion positif. Nitrogen lebih negatif di metilamin daripada di amonia, sehingga mengikat hidrogen lebih aktif. Ion yang terbentuk di metilamin lebih stabil dari ion yang terbentuk dari amonia, sehingga lebih sulit berubah ke bentuk ion hidrogen lagi.

Pertanyaan

1.    jelaskan bagaimana terjadinya delokalisasi pada fenol ?

KIMIA ORGANIK FISIK

Aromatisasi

Aromatisitas adalah sebuah sifat kimia dimana sebuah cincin terkonjugasi yang ikatannya terdiri dari ikatan tidak jenuh, pasangan tunggal, atau orbit kosong menunjukan stabilitas yang lebih kuat dibandingkan stabilitas sebuah sistem yang hanya terdiri dari konjugasi. Aromatisitas juga bisa dianggap sebagai manifestasi dari delokalisasi siklik dan resonansi. Syarat-syarat Aromatisitas:

1.    Molekul harus berbentuk siklik.

2.    Setiap atom pada cincin tersebut harus mempunyai orbital π, membentuk sistem berkonjugasi.

3.    Molekul haruslah planar.

4.    Jumlah elektron π molekul haruslah ganjil dan memenuhi kaidah Huckel: (4n+2) elektronπ.

5.    Molekul- molekul yang mengandung 4n elektron π adalah antiaromatik.

 Senyawa aromatis terdiri dari beberapa kategori yaitu :

1.    Benzena

2.       Furan

3.    Natalena

4.    Antrasena

5.    Kuinazolina

6.    Asam Benzoat

7.    Adrenalin

8.    Benzaldehida

9.    Benzil bromida

10.  Dilapiola

11.  Estragola

12.  Ftalimida.

13.  Gugus fenil

14.  Isoksazola

15.  Mangostin

16.  Pirola

17.  Plumbagin

18.  Polietilena

19.  Tereftalat

20.  Purina

SENYAWA AROMATIK HETEROSIKLIK

Menurut Erich Huckel, suatu senyawa yang mengandung cincin beranggota lima atau enam bersifat aromatik jika:

- semua atom penyusunnya terletak dalam bidang datar (planar)

- setiap atom yang membentuk cincin memiliki satu orbital 2p

- memiliki elektron pi dalam susunan siklik dari orbital-orbital 2p sebanyak 4n+2

(n= 0, 1, 2, 3, ...)

Di samping benzena dan turunannya, ada beberapa jenis senyawa lain yang menunjukkan sifat aromatik, yaitu mempunyai ketidakjenuhan tinggi dan tidak menunjukkan reaksi-reaksi seperti alkena. Senyawa benzena termasuk dalam golongan senyawa homosiklik, yaitu senyawa yang memiliki hanya satu jenis atom dalam sistem cincinnya. Terdapat senyawa heterosiklik, yaitu senyawa yang memiliki lebih dari satu jenis atom dalam sistem cincinnya, yaitu cincin yang tersusun dari satu atau lebih atom yang bukan atom karbon. Sebagai contoh, piridina dan pirimidina adalah senyawa aromatik seperti benzena. Dalam piridina satu unit CH dari benzena digantikan oleh atom nitrogen yang terhibridisasi sp2, dan dalam pirimidina dua

unit CH digantikan oleh atom-atom nitrogen yang terhibridisasi sp2.

Senyawa-senyawa heterosiklik beranggota lima seperti furan, tiofena, pirol, dan

imidazol juga termasuk senyawa aromatik.

Benzene: senyawa aromatic sederhana

Senyawa aromatic yaitu molekulnya harus siklik dan datar, tiap atom dalam cincin harus memiliki orbital P tegak lurus pada bidang cincin → delokalisasi penuh electron II dan memenuhi aturan huckel.

Subsitusi aromatic elektrofilik, aromatis benzene menyajikan suatu kestabilan yang unik pada system pi, benzene tidak menjalai reaksi seperti pada alkena. Pada kondisi yang tepat mudah bereaksi substitusi elektrofilik.

(C. Budimarwanti https://www.slideshare.net/kelikbayu1/bab-vi)

Sifat-sifat senyawa aromatic:

1.    Senyawa siklik yang mengandung ikatan rangkap berselang seling

2.    Bersifat nonpolar

3.    Banyak digunakan sebagai pelarut

Erick Huckel (ahli kimia jerman, 1931) mengusulkan persyaratan senyawa aromatic yi:

1.    Datar

2.    Siklik

3.    Memiliki electron pi yang ber-jumlah  4n+2 (n=bilangan bulat)

Menurut huckel, cincin dengan electron pi berjumlah 2, 6, 10 atau 14 dapat bersifat aromatik.

http://www.academia.edu/9914414/Makalah_Senyawa_Aromatis

Pertanyaan.

1.    Apakah yang dimaksud senyawa siklik yang mengandung ikatan rangkap berselang seling pada sifat senyawa aromatic?