IDENTIFIKASI ALKOHOL, KARBONIL DAN ASAM KARBOKSILAT

A.  ALKOHOL

Alkohol merupakan kelompok senyawa organik dengan gugus fungsi hidroksil (-OH). Alkohol primer, sekunder, dan tersier sama-sama memiliki gugus metil pada posisi alfa. Alkohol adalah komponen dari gugus hidroksil dengan pengikatan atom karbon dengan gugus alkilnya sebanyak tiga buah dan satu tangan pada gugus hidroksil. Pada pola sederhana, desain R-OH dengan “R” adalah gugus alkil dan “OH” adalah gugus hidroksil yang terikat pada karbon. Hibridisasi sp³ ada 3 jenis utama alkohol :

·   Alkohol primer

·   Alkohol skunder

·   Alkohol tersier

Nama-nama ini merujuk pada jumlah karbon yang terikat pada C-OH, contoh alkohol primer adalah metanol dan etanol. Alkohol sekunder paling sederhana adalah propandiol dan alkohol alkohol tersier sederhana adalah 2-metil-2-propandiol.

a.    Alkohol primer

Pada alkohol primer (1^o), atom karbon yang membawa gugus –OH hanya terikat pada satu gugus alkil. Ada pengecualian untuk metanol, CH₃OH, dimana mmetanol ini dianggap sebagai sebuah alkohol primer meskipun tidak ada gugus alkilnya yang terikat pada atom karbon yang membawa gugus –OH.

b.    Alkohol sekunder

Pada alkohol sekunder (2^o), atom karbon yang mengikat gugus –OH berikatan langsung dengan dua gugus alkil, kedua gugus alkil ini biasanya sama atau berbeda.

c.    Alkohol tersier

Pada alkohol tersier (3^o) atom karbon yang mengikat gugus –OH berikatan langsung dengan tiga gugus alkil, yang bisa merupakan kombinasi dari alkil yang sama

atau berbeda.

         Alkohol merupakan senyawa seperti air yang satu hidrogennya diganti oleh rantai atau cincin hidrokarbon.  Sifat fisis alkohol, alkohol mempunyai titik didih yang tinggi dibandingkan alkana-alkana yang jumlah atom C nya sama. Hal ini disebabkan antara molekul alkohol membentuk ikatan hidrogen. Rumus umum alkohol R – OH, dengan R adalah suatu alkil baik alifatis maupun siklik. Dalam alkohol, semakin banyak cabang semakin rendah titik didihnya. Sedangkan dalam air, metanol, etanol, propanol mudah larut dan hanya butanol yang sedikit larut. Alkohol dapat berupa cairan encer dan mudah bercampur dengan air dalam segala perbandingan.

         Berdasarkan jenisnya, alkohol ditentukan oleh posisi atau letak gugus OH pada rantai karbon utama karbon. Ada tiga jenis alkohol antara lain alkohol primer, alkohol sekunder dan alkohol tersier. Alkohol primer yaitu alkohol yang gugus –OH nya terletak pada C primer yang terikat langsung pada satu atom karbon yang lain contohnya : CH₃CH₂CH₂OH (C₃H₇O). Alkohol sekunder yaitu alkohol yang gugus -OH nya terletak pada atom C sekunder yang terikat pada dua atom C yang lain. Alkohol tersier adalah alkohol yang gugus –OH nya terletak pada atom C tersier yang terikat langsung pada tiga atom C yang lain .

         Reaksi-reaksi yang terjadi dalam alkohol antara lain reaksi substitusi, reaksi eliminasi, reaksi oksidasi dan esterifikasi. Dalam suatu alkohol, semakin panjang rantai hidrokarbon maka semakin rendah kelarutannya. Bahkan jika cukup panjang sifat hidrofob ini mengalahkan sifat hidrofil dari gugus hidroksil. Banyaknya gugus hidroksil dapat memperbesar kelarutan dalam air .

Senyawa yang mempunyai rumus molekul sama disebut isomer. Keisomeran dapat terjadi karena perbedaan struktur / karena konfigurasi. Struktur menggambarkan bagaimana atom – atom saling berkaitan dalam satu molekul , yaitu menggambarkan ikatan , sedangkan konfigurasi menggambarkan susunan ruang atom – atom dalam satu molekul .

·      Sifat fisika alkohol

1)   Titik didih

Titik didih alkohol relatif tinggi. Hal ini merupakan akibat langsung dan daya tarik intermolekuler yang kuat. Titik didih adalah ukuran dasar dari jumlah energi yang diperlukan untuk memisahkan suatu molekul cair dari molekul terdekatnya. Jika molekul terdekatnya molekul padat molekul tersebut sebagai ikatan hidrogen. Dibutuhkan energi yang cukup besar untuk memisahkan ikatan tersebut. Setelah itu molekul tersebut dapat terlepas dari cairan menjadi gas. Semakin besar massa molekul relatif alkohol maka titik didih makin tinggi. Titik didih alkohol bercabang lebih rendah daripada alkohol berantai lurus, meskipun massa molekul relatifnya sama.

2)   Kelarutan

Kepolaran dari ikatan hidrogen merupakan faktor yang menentuksn besarnya kelarutan alkohol dan eter dalam air. Alkohol dengan massa molekul rendah larut dalam air. Kelarutan dalam air ini lebih disebabkan oleh ikatan hidrogen antara alkohol dan air. Dengan bertambahnya massa molekul relatif maka gaya-gaya Van den Waals antara bagian-bagian hidrokarbon dari alkohol menjadi lebih efektif menarik molekul-molekul alkohol satu sama lain. Oleh karena itu, semakin panjang rantai karbon, semakin kecil kelarutannya dalam air.

·      Sifat Kimia

1)   Dehidrasi alkohol

Dehidrasi (pelepasan air) merupakan reaksi yang melibatkan terlepasnya H dan OH . Reaksi dehidrasi alkohol dapat membentuk alkena atau eter dan air. Asam sulfat pekat berlebih dicampurkan dalam aklohol kemudian campuran tersebut dipanaskan hingga 180^oC, maka gugus hidroksil akan terlepas dan atom hidrogen dari karbon terdekatnya juga terlepas, membentuk H₂O.

2)   Oksidasi alkohol

Oksidasi alkohol akan menghasilkan senyawa yang berbeda, tergantung jenis alkoholnya.

3)   Reaksi alkohol dengan logam Na dan K

Alkohol kering (tidak mengandung air) dapat bereaksi dengan logam Na dan K tetapi tidak sereaksif air dengan logam Na dan K. Atom H dari gugus OH- digantikan logam tersebut, sehingga terbentuk Na-Alkoholat.

·      Kegunaan alkohol

a.    Kegunaan etanol

-       Spirit (minuman keras) bermetil yang diproduksi dalam skala industri.

-       Sebagai bahan bakar

-       Sebagai pelarut

b.    Kegunaaan metanol

-       Sebagai sebua stok industri.

                                                                                                  

B.  KARBONIL

Dalam kimia organik, gugus karbonil adalah sebuah gugus fungsi yang tersiri dari sebuah atom karbon yang berikatan rangkap denggan sebuah atom oksigen C=O. Istilah karbonil juga dapat merujuk ke karbon monoksida sebagai sebuah ligan pada senyawa organik atau kompleks organologam (misalnya nikel karbonil), dalam situasi ini karbon berikatan rangkap tiga dengan oksigen C=O. Senyawa karbonil dikarakteristikan oleh jenis-jenis senyawa berikut :

-       Senyawa aldehida

-       Keton

-       Asam karboksilat

-       Ester

-       Anida enon

-       Asil klorida

-       Anhidrida asam

Struktur umum dari gugus karbonil adalah R-CHO, senyawa karbonil lainnya termasuk urea dan karbenat.

          Reaktivitas karbonil lebih elektropositif daripada oksigen, sehingga rapatan elektron akan tertarik dari karbon dan meningkatkan polaritas ikatan. Oleh karena itu, karbon karbonil bersifat elektrofilik sehingga lebih reaktif terhadap nukleofil. Selain itu, oksigen yang elektronegatif juga dapat bereaksi dengan elektrofil. Hidrogen alfa pada senyawa karbonil lebih asam daripada ikatan OH yang biasa. Sebagai contoh nilai pKa asetaldehida dan aseton adalah 16,7 dan 19. Gugus karbonil dapat direduksi reagen hidrida seperti NaBHu dan LiAlHu dan oleh reagen brinad.

Aldehid dan keton adalah senyawa-senyawa sederhana yang mengandung sebuah gugus karbonil, sebuah ikatan rangkap CHO. Aldehid dan keton termasuk senyawa yang sederhana. Jika ditinjau berdasarkan tidak adanya gugus-gugus reaktif yang lain seperti –OH atau –Cl yang terikat langsung pada atom karbon digugus karbonil, seperti yang bisa ditentukan misalnya pada atom-atom karboksilat yang mengandung gugus –COOH.

·      Reaksi-reaksi penting dari gugus karbon

     Atom karbon yang sedikit bermuatan positif pada gugus karbonil diserang oleh nukleofil. Nukleofil merupakan sebuah ion bermuatan negatif atau bagian yang bermuatan negatif dari sebuah molekul. Selalu reaksi berlangsung ikatan rangkap C=O terputus. Efek murni dari pemutusan ikatan ini adalah bahwa gugus karbonil akan mengalami reaksi adisi , seringkali diikuti dengan hilangnya sebuah molekul air. Ini menghasilkan reaksi yang dikenal sebagai adisi, eliminasi, atau kondensasi. Aldehid berbeda dengan keton karena memiliki sebuah atom hidrogen yang terikat pada guguus karbonilnya. Ini menyebabkan aldehid sangat mudah teroksidasi. Keton tidak memiliki atom hidrogen tersebut sehingga tidak mudah dioksidasi. Keton hanya dioksidasi dengan menggunakan agen pengoksidasi kuat yang memiliki kemampuan untuk memutus ikatan karbon-karbon.

·       Sifat fisika

1). Titik didih

     Karbon dan oksigen pada gugus karbonil berbagi dua pasang elektron namun pembagiannya tidak seimbang. Keelektronegatifan oksigen lebih besar untuk mengikat pasangan elektron sehingga kerapatan elektron pada oksigen lebih besar daripada karbon. Karbon lebih bermuatan positif sedangkan oksigen lebih bermuatan negatif. Kepolaran ikatan rangkap pada karbonil oksigen lebih besar daripada ikatan tunggal pada karbon oksigen. Perbedaan muatan pada molekul menyebabkan terjadinya dipol. Kepolaran ikatan rangkap pada aldehid dan keton sangat mempengaruhi titik didihnya. Oleh karena itu, titik didihnya relatif lebih tinggi dibandingkan dengan senyawa nonpolar yang setara.

2). Kelarutan

      Pada umumnya aldehid berfase cair, kecuali formaldehid yang berfase gas. Aldehid suhu rendah mempunyai bau yang khas menyengat, sedangkan aldehid suhu tinggi mempunyai bau yang enak sehingga digunakan untuk parfum dan aroma tambahan. Atom hidrogen pada molekul air dapat membentuk ikatan hidrogen dengan oksigen pada gugus karbonil, sehingga kelarutan aldehid hampir sama dengan alkohol dan eter. Formaldehid dan asetaldehid larut dalam air, sejalan dengan bertambahnya rantai karbon, kelarutan dalam air akan turun.

·      Sifat kimia

1). Oksidasi

     Aldehid sangat mudah dioksidasi menjadi asm karboksilat, dengan pereaksi fehling dan tollens yang disebut tes fehling dan tes tollens.

-       Tes Fehling

     Pereaksi yang digunakan dalam tes fehling terdiri dari campuran fehling A dan fehling B. Fehling A terdiri atas larutan CuSO₄ dan fehling B terdiri dari campuran NaOH dengan natrium-kalium tartrat. Pereaksi fehling dibuat dengan mencampurkan fehling A dan fehling B sehingga terbentuk ion kompleks Cu⁺² dalam suasana basa.

-       Tes Tollens

     Pereaksi yang digunakan adalah campuran larutan AgNO₃ da larutan NH₃ yang berlebihan membentuk ion kompleks Ag(NH₃)₂⁺. Aldehid akan teroksidasi menjadi asam karboksilat dan ion perak (Ag⁺) akan tereduksi menjadi logam perak.

2). Tidak membentuk hidrogen

·      Aldehid

a. Sifat – sifat aldehid :

1). Senyawa-senyawa aldehid dengan  jumlah atom C  rendah  (1 sampai  5 atom C)        

     mudah larut dalam air. Sedangkan senyawa aldehid dengan jumlah atom C lebih 

     dari 5 sukar larut dalam air.

2). Aldehid dapat dioksidasi menjadi asam karboksilatnya.

3). Aldehid dapat direduksi dengan gas H₂ membentuk alkohol primernya.

b. Kegunaan Aldehid

1).  Larutan formaldehid dalam air dengan kadar 40%dikenal dengan nama formalin.

      Zat ini banyak digunakan untuk mengawetkan spesies.

2).  Formaldehid juga banyak digunakan sebagai :

 -  Insektisida dan pembasmi kuman.

 -  Bahan baku pembuatan damar buatan.

             -  Bahan pembuatan plastik dan damar sintetik seperti Galalit.

3).  Asetaldehid dalam kehidupan sehari-hari antara lain digunakan sebagai :

-   Bahan untuk membuat karet dan damar buatan

-   Bahan untuk membuat asam asetat (asam Cuka)

-   Bahan untuk membuat alkohol

·      Keton

a. Sifat fisika keton :

1) Termasuk senyawa polar dan larut dalam air.

2) Titik didih alkanon / keton lebih tinggi disbanding yang lain.

3) Senyawa keton mempunyai sifat fisika hampir sama 

b. Sifat kimia  keton :

1) Antar senyawa keton tidak terjadi ikatan hidrogen.

2) Keton kurang reaktif dibandingkan dengan aldehid.

3) Keton merupakan reduktor yang sangat lemah.

c. Kegunaan Keton

1) Sebagai pelarut senyawa organik seperti lak, pembersih cat kayu, dan cat kuku.

2) Bahan baku dalam industri pembuatan kloroform.

3) Bahan anti ledakan pada penyimpanan gas asetilen.