Ujian Akhir Semester

Ujian Akhir Semester

Nama              : Voni Sukawati

Mata Kuliah    : Kimia Organik Fisik

SKS                 : 3 SKS

Dosen              : Dr. Syamsurizal

Waktu                         : Kamis Jam 09.00 WIB sd Jum’at Jam 16.00 WIB

Nama kelompok

1.      Supriyati                      F1C111018     kontribusi No 2 &  4

2.      Sri Febriani                  F1C111021     kontribusi No 5 & 4

3.      Voni Sukawati            F1C111023     kontribusi No 1 & 4

Soal :

1.      Sebagai seorang kimia, anda tentu mengenal TNT, yaitu bom yang banyak digunakan dalam medan perang. Kalau senyawa ini dibuat jelaskan bagaimana cara mengontrol laju reaksi dan sekaligus mengontrol termodinamikanya? Kemukakan pula pendekatan kimia untuk mengendalikan kemungkinan terjadinya ledakan!

Jawab :

Dalam pembuatan senyawa TNT dipersiapkan dengan nitrasi toluene C₆H₅CH₃ : rumus kimianya C₆H₂(NO₂)₃CH₃, dan nama IUPAC 2,4,6-trinitrotoluene. 

 

Gambar 1. Sintesis Trinitrotoluena

Di bidang laboratorium, 2,4,6-trinitrotoluene dihasilkan oleh proses dua langkah. Campuran penitrasi dari nitrat pekat dan asam sulfat digunakan untuk nitrat toluena untuk campuran mono- dan di-nitrotoluene isomer, dengan pendinginan untuk mempertahankan kontrol suhu. Nitrasi toluena kemudian dipisahkan, dicuci dengan natrium bikarbonat encer untuk menghilangkan nitrogen oksida, dan kemudian dengan hati-hati nitrasi dengan campuran asam nitrat berasap dan asam sulfat. Menjelang akhir nitrasi, campuran dipanaskan pada dengan uap. Trinitrotoluene dipisahkan, dicuci dengan larutan encer natrium sulfit dan kemudian direkristalisasi dari alkohol.

Dalam pembuatan senyawa TNT ini perlu dikontrol laju reaksi dan control termodinamikanya. Pada pembuatan diatas factor yang harus dikontrol adalah suhu.  Suhu dikontrol dengan pendinginan karena pada suhu tinggi senyawa TNT akan mudah meledak secara spontan. Hal ini dikarenakan pada suhu tinggi tumbukan antar molekul-molekulnya akan semakin besar (kuat) sehingga tekanannya pun akan semakin besar dan menyebabkan terjadi ledakan.

2.      Reaksi-reaksi radikal bebas lazimnya sukar dikontrol untuk mendapatkan suatu produk tunggal dalam jumlah banyak. Kemukakan apa saja upaya yang dapat anda lakukan untuk mengendalikan laju propagasi reaksi, berikan contoh reaksinya!

Jawab :

Laju reaksi propagasi overall dapat dinyatakan dengan:

R_p = k_p [M] [M^•]

Dimana:

[M]  = Konsentrasi monomer

            [M^•] = Konsentrasi radikal rantai dengan ukuran RM^• dan yang lebih besar.

Dari persamaan diatas, maka dapat disimpulkan bahwa, laju reaksi (k_p) berbanding terbalik dengan [M] dan [M^•], semakin besar laju reaksi (k_p), maka [M] [M^•] akan semakin kecil. Jadi cara mengendalikan laju reaksi propagasi adalah jika [M] [M^•] diperbesar maka laju reaksi akan semakin kecil dan begitu juga sebaliknya.

Dalam reaksi propagasi, radikal akan bertumbukan dengan molekul lain menghasilkan produk dan radikal lain.

Contoh reaksi propagasi adalah

Br + H₂ → HBr + H

dan

Br₂ + H → HBr + Br*

Reaksi propagasi akan terus berlangsung hingga jumlah reaktan menjadi kecil.

4.      Buatlah senyawa 3-metil heksanol dengan menggunakan senyawa etana sebagai bahan dasar!

Jawab :

Senyawa alkana adalah senyawa yang tidak mudah (sukar) bereaksi dengan senyawa lainnya, karena alkana merupakan hidrokarbon jenuh yang bersifat kurang reaktif, yang hanya memiliki ikatan tunggal antara C-C dan C-H. Seperti yang diketahui pada alkana ini terdapat ikatan antara C-H yang sangat sukar bereaksi. Alkana ini memiliki rumus umum C_nH_2n+2, maka semakin panjang rantai alkana akan semakin semakin sukar untuk bereaksi dikarenakan pada alkana tersebut semakin jenuh sehingga senyawa alkana harus diubah menjadi alkena terlebih dahulu dengan Reaksi eliminasi pada alkana. Reaksi eliminasi  adalah reaksi penghilangan beberapa atom/ gugus atom untuk membentuk senyawa baru ( kebalikan senyawa adisi).

 

5.      Jelaskan peran Kimia Organik Fisik dalam menjelaskan kemudahan suatu senyawa organik mengalami sublimasi. Berikan contoh senyawa organiknya!

Jawab :

Materi di alam pada umumnya merupakan campuran, maka untuk mendapatkan suatu zat tertentu yang murni perlu dilakukan pemisahan dengan berbagai cara yaitu filtrasi (penyaringan), kristalisasi (pengkristalan), destilasi (penyulingan), ekstraksi (penyaringan), absropsi (penyerapan) kromatografi (pemisahan zat-zat berwarna) dan sublimasi. 

Banyak senyawa organik yang sebenarnya tak dapat larut dalam air, yang semuanya mempunyai kelarutan yang terhingga betapapun kecilnya. Tetapi hasil kali kelarutan, Ksp merupakan suatu ukuran kelarutan dari senyawa yang sedikit dapat larut seperti itu.

Sublimasi merupakan pemisahan senyawa organik (zat padat) berdasarkan perbedaan tingginya tekanan uap masing-masing zat padat dibawah temperatur titik leburnya.

Peran kimia organik fisik dalam pemurnian senyawa organik adalah memurnikan senyawa organik yang berbentuk padat berdasarkan perbedaan sifat fisiknya yaitu senyawa yang memiliki tekanan uap lebih rendah akan menguap lebih dulu dibandingkan senyawa yang memiliki tekanan uap yang tinggi.

Contoh senyawa organik yang dimurnikan secara sublimasi adalah naftalen.