Pembuatan Asetanilida

A.  JUDUL PERCOBAAN

Pembuatan Asetanilida

B.  TUJUAN PERCOBAAN

Pada akhir percobaan mahasiswa diharapkan dapat:

1.    Terampil menyusun dan menggunakan alat-alat dalam pekerjaan sintesis zat-zat organik.

2.    Menjelaskan teknik penyulingan bertingkat.

3.    Menjelaskan asas dasar ilmu kimia senyawa turunan amina.

C.  LANDASAN TEORI

Asetanilida merupakan senyawa turunan asetil amina aromatis yang digolongkan sebagai amida primer, dimana satu atom hidrogen pada anilin digantikan dengan satu gugus asetil. Asetanilida berbentuk butioran berwarna putih (kristal) tidak larut dalam minyak parafin dan larut dalam air dengan bantuan klorat anhidrat. Asetanilida atau disebut phenilasetamida mempunyai rumus molekul C₆H₅NHCOCH₃ dan berat molekul 135,16 g/mol. Ada beberapa proses pembuatan asetanilida antara lain:

1.    Pembuatan asetanilida dari asam asetat anhidrida dan anilin

2.    Pembuatan asetanilida dari anilin dan asam asetat

3.    Pembuatan asetanilida dari ketena dan anilin.

(Pandia, 2011: 1)

       Asetanilida banyak digunakan dalam industri kimia, antara lain:

1.    Sebagai bahan baku pembuatan obat-obatan

2.    Sebagai zat awal pembuatan penicilium

3.    Bahan pembantu dalam industri cat dan karet

4.    Bahan intermediet pada sulfan dan asetilklorida

Sifat fisis dan kimia dari anilin yaitu

1.    Anilin

            Sifat-sifat fisis:

1.    Rumus Molekul: C₆H₅NH₂

2.    Berat Molekul: 93,12 g/mol

3.    Titik Didih Normal: 184,4◦C

4.    Suhu Kritis: 426◦C

5.    Tekanan Kritis: 54,4 atm

6.    Wujud: Cair

7.    Warna: jernih

2.    Asam Asetat

Sifat-sifat fisis:

1.    Rumus Molekul: CH₃COOH

2.    Berat Molekul: 6,053 g/mol

3.    Titik Didih Normal: 117,9◦C

4.    Suhu Kritis: 426◦C

5.    Berat jenis: 1,051 g/ml

6.    Wujud: Cair

7.    Warna: jernih

3.    Asetanilida

Sifat-sifat fisis:

1.    Rumus Molekul: C₆H₅NHCOOH

2.    Berat Molekul: 135,16 g/mol

3.    Titik didih normal: 305◦C

4.    Titik leleh: 114,16◦C

5.    Berat jenis: 1,21 g/ml

6.    Titik beku: 114◦C

7.    Wujud: padat

8.    Warna: putih

9.    Bentuk: butiran/ kristal.

Proses pembuatan asetanilida pada intinya adalah mereaksikan anilin dengan asam asetat berlebih yang berlangsung sesuai dengan reaksi:

C₆H₅NH₂ + CH₃COOH                 C₆H₅NHCOCH₃ + H₂O

(Pramushinta, diah:2011: 1-2)

Amina adalah senyawa organik yang mengandung atom nitrogen trivalen yang berikatan dengan satu atau dua atau tiga atom karbon. Bila ditinjau dari rumus strukturnya, amina merupakan turuna dari amonia yang satu atau dua atau tiga buah atom hidrogennya digantikan oleh gugus alkil atau aril. Dengan demikian, bila gugus pengganti atom hidrogen dalam amonia beberapa gugus alkil(R), maka rumus struktur amina alifatik yang mungkin terjadi adalah RNH₂, RNH, atau R₃N. Bila gugus penggantinya aril(Ar) akan dijumpai pula rumus yang serupa. Amina diklasifikasikan menjadi amina primer, sekunder, dan tersier atas dasar jumlah atom H dan molekul NH₃ yang digantikan oleh gugus alkil atau aril. Suatu amina disebut amina primer bila satu atom H dalam molekul NH₃ disubsitusi oleh gugus alkil/aril. Bila banyaknya atom Ha yang disubtitusi sebnyak dua buah disebut amina sekunder dan apabila tiga buah disebut amina tersier. Amina merupakan senyawa polar dan antar molekulamina primer atau amina sekunder terdapat ikatan hidrogen. Iatan hidrogen antar amina sekunder digambarkan sebagai berikut :

                     H                             R

                           N----------H-N          

                     R    R                       R

Ikatan hidrogen antar molekul amina tidak sekuat ikatan hidrogen antar molekul alkohol/air karena pebedaan keelektronegatifan antara nitrogen dan hidrogen (3,0-2,1=0,9) tidak sebesar perbedaan keelektrinegatifan abtar oksigen dan hidrogen (3,5-2,1=1,4). Pengaruh aanya ikatan hidrogen antar molekul amina dan antar molekul alkohol dapat disimpulkan dari harga titik didih dari cntoh kedua golongan senyawa tersebut seperti yang tercantum di bawah ini :

                           CH₃-HH₂                                             CH₃OH     

Berat molekul    31                                                        32

Titik didih          -6,3^oC                                                  65^oC

Amina dengan berat molekul rendah dapat larut dengan baik dalam air, sedangkan berat molekulnya tinggi kelarutannya lebih rendah. Hal ini disebabkan karena pada amina dengan berat molekul rendah labih mudah embentuk ikatan hidrogen dengan air dari apada amina dengan berat molekul tinggi, meskipun semua jenis amina dapat membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air ( Rasyid, 2010 : 187 dan 190-191).

            Ikatan dalam suatu amina beranalogi langsung dengan ikatan dalam amonia, suatu atom nitrogen sp3 yang terikat pada 3 atom atau gugus lain (H atau R) dan dengan sepasang elektron menyendiri dalam orbital sp3 yang tersisa.

               H-N-H                  CH₃-N-CH₃                                                       

                   H                              CH_{3                                                                     N}

                                                                                                                  H

  amonia                     trimetilamina                             piperidin   

CH₃CH₂OCH₂CH₃    (CH₃CH₂)₂NH                  CH₃CH₂CH₂CH₂OH

T.d 34,5^oC                     T.d 5,6 ^oC                                T.d 117 ^oC

Karea tidak mempunyai ikatan NH, amina tersier dalam bentuk vairan murni tidak dapt membentuk ikatan hidrogen. Titik didih amina tersier lebih rendah daari pada amina primer atau sekunder yang bobot molekulnya sepadan, dan titik didihnya lebih dekat ke titik didih alakana yang bobot molekulnya bersamaan.

                        Tidak ada ikatan hidrogen                              ada ikatan hidrogen

                        (CH₃)₃N          (CH₃)₃CH                                CH₃CH₂CH₂NH₂

(Fessenden, 1986 : 115-117).

            Amida merupaan turunan asam karboksilat biasa yang paling tidak reaktif. Amida banyak terdapat di alam. Amida yang apling penting ialah protein. Amida primer memiliki rumus umum RCONH_2. Amida primer ini dapat dibuat lewat reaksi amonia dengan ester, dengan kasil halida atau dengan anhidrida asam. Amida juga dapat dibuat dengan memanaskan garam amonium dari asam.

     R-COOH    + NH₃                  R-COO^-NH4⁺                   R-CONH₂ + H₂O

                                                garam amonium             amida

amida dinamai dengan mengganti akhiran at atau oat dari nama asamnya (baik untuk nama umum maupun nama IUPAC) dengan akhiran amida.

H-CONH₂       CH₂CONH₂    CH₃CH₂CH₂CONH2                         CONH₂

Formamida      asetamida        butanamida                             bezamida

Semua contoh di atas termasuk amida primer. Amida sekunder dan tersierdengan satu atau kedua hidrogen digantikan oleh gugus organik. Amida memiliki titik didih yang luar biasa tinggi untuk ukuran bobot molekulnya, meskipun subtitusi alkil padanitrogen menurunkan titik didih dan titik leleh jkarena menurunnya kemungkinan ikatan nitrogen (Hart, 2003 : 333-334).

D.  METODE PERCOBAAN                        

1. Alat

a.         Labu bundar 250 ml

b.        Kolom fraksinasi

c.         Kondensor refluks

d.        Termometer 240^oC

e.         Labu takar 25 ml

f.         Corong penyaring

g.        Pembakar spiritus

h.        Kaki tiga dan kasa asbes

i.          Corong buchner

j.          Gelas kimia 100 ml, 800 ml

k.    Batang pengaduk

l.      Labu erlenmeyer

m.  Labu semprot

n.    Pipet tetes

o.    Tang penjepit

p.    Gelas ukur 100 ml

2. Bahan

a.    Anilin (C₆H₅NH₂)

b.    Asam asetat glasial (CH₃COOH)

c.    Karbon aktif / norit

d.   Batu didih

e.    Alkohol 2 %

f.     Kertas saring whatman

g.    Kertas saring biasa

E.    PROSEDUR KERJA

a.    Kedalam labu bulat 250 ml menambahkan 10 ml anilin dan 12,5 ml asam asetat glasial.

b.    Memasang kolom fraksinasi pada labu dan melengkapi dengan termometer dan kondensor untuk destilasi. Menggunakan gelas kimia 100 ml untuk menampung destilat.

c.    Menambahkan satu butir batu didih dan memanaskan perlahan-lahan supaya uap larutan tidak naik ke kolom.

d.   Meningkatkan pemanasan sedikit hingga air yang terbentuk dalam reaksi dan sedikit asam asetat akan terdestilasi perlahan-lahan dengan kecepatan yang rata (suhu uap 104-105^o C). Hal ini dilakukan setelah 15 menit.

e.    Menguji larutan yang tersisa didalam labu bundar 250 ml dengan sedikit air dingin, dan apabila sudah keruh menuangkan semua ke dalam air dingin.

f.     Menambahkan norit beberapa tetes dan alkohol 2 %

g.    Memanaskan larutan yang telah ditambahkan norit dan alkohol

h.    Menyaring larutan selagi panas dengan menggunakan corong buchner.

i.      Mendinginkan filtrat yang dihasilkan didalam air dingin

j.      Menyaring kristal dengan corong buchner

k.    Mengeringkan kristal yang diperoleh di oven sampai kering sempurna

I.     Menimbang kristal kering dan menghitung rendemennya.

F . HASIL PENGAMATAN

No	Aktivitas	Pengamatan
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.	Anilin (coklat) 10 ml ditambahkan dengan asam asetat glasial (bening) 12,5 ml Menambahkan satu butir batu didih dan mendestilasi larutan campuran. Menguji larutan yang tersisa dengan air dingin Menambahkan norit (hitam) beberapa tetes dan alkohol Memanaskan larutan Menyaring larutan dengan corong buchner Mendinginkan filtrat di dalam air dingin Menyaring larutan dengan corong buchner Mengeringkan kristal di oven	Larutan berwarna coklat Destilat yang bewarna bening (air             dan asam asetat yang tidak    bereaksi) Larutan keruh (terbentuk gumpalan putih kecoklatan) Larutan keruh Larutan menjadi bening dan terbentuk gumpalan coklat pada dasar  dan permukaan larutan Terbentuk 2 bagian: 1). Bagian I (residu) : endapan coklat 2). Bagian II (filtrat) : larutan bening Terbentuk kristal putih Terbentuk 2 bagian: 1). Bagian I (residu) : larutan bening 2). Bagian II (filtrat) : kristal putih Kristal kering berwarna putih

No	Aktifitas	Pengamatan
10.	Menimbang kristal	3,8 g

G. ANALISIS DATA

Diketahui : V anilin (C₆H₅NH₂₎                              : 20 gram

                   V asam asetat glasial (CH₃COOH)     : 26 gram

                   Mr  C₆H₅NH₂                                      : 20 ml

                   Mr  CH₃COOH                                   : 25 ml

                                   ρ CH₃COOH                                       : 60 g/mol

                         ρ  C₆H₅NH₂                                            : 93 g/ mol

Dit : % rendemen = ..........?

Penyelesaian:

Massa C₆H₅NH₂     =  ρ C₆H₅NH₂  x  V  C₆H₅NH₂

    

 =   1,024 g/ml   x   10 ml                              

                                =   10,24 gram 

                       

           mol C₆H₅NH₂  =  massa C₆H₅NH₂

                                                      Mr C₆H₅NH₂

                                    =  10,24 g

                                        93 g/mol        

                                    = 0,11 mol

Massa CH₃COOH  = ρ  CH₃COOH  x V  CH₃COOH

                                = 1,051 g/ml        x  12,5 ml

                                = 13,14 gram

Mol  CH₃COOH     = massa CH₃COOH

                                     Mr CH₃COOH   

                                = 13,14 g

                                  60 g/mol

                               = 0,22 mol

Reaksi yang terjadi:                                      

              CH₃COOH + C₆H₅NH₂                         C₆H₅NHCOOCH₃ + H₂O

M :       0,11 mol       0,22 mol                                    -                  -

B :       0,11 mol     0,11 mol                                  0,11 mol       0,11 mol

S :            -                0,11 mol                                0,11 mol       0,11 mol

    Mol asetanilida (C₆H₅NHCOOCH₃)   = 0,11 mol 

            Massa C₆H₅NHCOOCH₃                   = n  × Mr C₆H₅NHCOOCH₃

                                                                             =  0,11 mol × 135 g/mol

                                                                 =  14,85 gram (massa teori)

             Massa praktek                             = 3,8 gram

% Rendemen                                =   massa praktek     × 100 %

                                                                        Massa teori

                                                                 =   3,8 gram      × 100 %

                                                                     14,85 gram                    

                                                                 =   25,589 %

H. PEMBAHASAN

            Asetanilida adalah senyawa turunan asetil amina aromatis yang digolongkan sebagai amida primer dimana satu atom hidrogen pada anilin digantikan dengan satu gugus asetil. Proses pembuatan asetanilida pada intinya adalah mereaksikan anilin dengan asam asetat berlebih.pada pembuatan asetanilida, anilin (C₆H₅NH₂) ditambahkan dengan asam asetat glasial (CH₃COOH) menghasilkan larutan berwarna coklat. Proses ini berlangsung melalui reaksi subsitusi asil nukleofil dan disebut dengan proses asetilasi. Pada percobaan ini anilin berfungsi sebagai penyedia gugus amina, sedangkan asam asetat glasial berfungsi sebagai penyedia gugus asetat yang bersifat asam (melepas ion H⁺  / H₃O⁺ ) yang juga sangat mempengaruhi reaksi agar terbentuk suatu garam amina. Selain itu HCl berfungsi sebagai katalis yang mempercepat terjadinya reaksi serta untuk menetralkan muatan oksida sehingga asetanilida yang terbentuk tidak terhidrolisis kembali karena pengaruh air dan untuk mencegah terjadinya reaksi samping senyawa turunan asetil. Campuran anilin dan asam asetat ini kemudian didestilasi dengan menggunakan alat refluks. Proses refluks memiliki dua fungsi yaitu untuk mempercepat reaksi karena adanya proses pemanasan. Pemanasan akan meningkatkan suhu dalam sistem sehingga tumbukan antar molekul akan lebih banyak dan cepat sehingga akan mempercepat reaksi atau dengan kata lain pada proses ini kita mengontrol reaksi secara kinetik. Fungsi yang kedua adalah untuk menyempurnakan reaksi. Pemilihan metode refluks dalam percobaan ini karena apabila digunakan pemanasan biasa maka akan terbentuk uap yang akan mengurangi hasil kuantitatif dari suatu reaksi.

            Sebelum melakukan destilasi atau pemanasan larutan ditambahkan satu butir batu didih. Penambahan batu didih bertujuan untuk mencegah terjadinya bumping / letupan-letupan yang terjadi akibat pemanasan. Adapun prinsip kerja dari metode refluks yaitu pada saat memanaskan suatu pelarut volatil secara sempurna maka akan menghasilkan suatu uap dan uap tersebut akan melewati tabung refluks. Tabung refluks yang telah dilengkapi dengan pendinginan akan  mengakibatkan uap tersebut mengembun kembali sehingga reaksi berjalan dengan sempurna karena meminimalis senyawa yang hilang dan diperoleh hasil yang maksimal, serta pelarut akan tetap ada selama reaksi berlangsung. Perhitungan waktu dihitung setelah ada tetesan hasil refluks yang telah terkondensasi. Hal tersebut dikarenakan  pada saat itu pelarut berupa asam asetat sudah mulai menguap dan terkondensasi sehingga dapat dikatakan bahwa saat itu juga proses refluks sudah berlangsung. Pada saat pelarut yang digunakan mulai menguap maka konsentrasi larutan di dalam labu akan meningkat. Suhu destilat dijaga agar tidak melebihi 104-105^oC. Hal ini disebabkan apabila melewati 104-105^oC maka asetanilida dapat ikut keluar bersama air (100^oC) atau asam asetat yang tidak bereaksi (117^oC).

            Setelah didestilasi, larutan yang tersisa dalam labu bundar diuji dengan air dingin dan apabila sudah keruh, maka semua larutan dituangkan kedalam air dingin dan diaduk hingga terbentuk asetanilida yang berbentuk padatan kristal. Tujuan pendinginan ke dalam air dingin adalah agar diperoleh kristal asetanilida dan untuk menghidrolisis asam asetat yang masih tersisa dalam larutan. Hasil dari kristalisasi ini berupa kristal yang berwarna kuning kekuningan / kecoklatan yang berarti masih ada pengotor didalamnya yaitu sisa reaktan ataupun hasil samping reaksi. Kemudian ditambahkan dengan norit dan alkohol 2 %. Penambahan norit berfungsi untuk menyerap zat warna dan pengotor-pengotor yang berukuran besar karena karbon aktif memiliki pori-pori yang besar. Dengan penambahan karbon aktif ini diharapkan diproleh kristal yang lebih bersih dan murni daripada sebelumnya. Sedangkan alkohol berfungsi untuk mengikat sisa-sisa asam dan juga sisa-sisa air sehingga pada saat pemanasan akan ikut menguap bersama alkohol. Air dapat diikat oleh alkohol karena keduannya bersifat polar sehingga mudah untuk bereaksi.

            Tahap selanjutnya adalah memanaskan larutan sampai mendidih. Diperoleh larutan yang bening dan terbentuk gumpalan coklat pada dasar dan permukaan larutan. Setelah larytan mendidih, maka larytan disaring selagi panas dengan menggunakan penyaring buchner. Proses penyaringan ini menggunakan prinsipn sedimentasi dan dibantu menggunakan vakumpump, yaitu alat untuk menyedot udara, sehingga proses penyaringan dan pengeringan cepat selesai. Adapun tujuan dari penyaringan sewaktu panas karena bila larutan dingin maka larutan sudah mengkristal (asetanilida) dan akan tertinggal dikertas saring dengan karbon aktif dan pengotor lainnya sehingga hasil akhir asetanilida yang diperoleh akan semakin sedikit. Dari proses penyaringan ini terbentuk dua bagian yaitu bagian I (residu) yang berupa endapan warna coklat ( norit dan zat pengotor lainnya) dan bagian II (filtrat) berupa larutan bening. Filtrat ini kemudian didinginkan didalam air dingin dengan tujuan untuk mempercepat pendinginan dan rekristalisasi karena terjadinya keseimbangan suhu dimana air dingin akan menyerap sebagian kalor dari air panas. Kristal yang diperoleh tersebut disaring kembali dengan corong buchner dan terbentuk dua bagian yaitu bagian I (residu) larutan bening, dan bagian II (filtrat) kristal putih. Residu yang dihasilkan berwarna bening dan kristalnya berwarna putih menandakan bahwa dalam larutan yang disaring tidak lagi terdapat zat pengotor dan didapatkan kristal asetanilida yang murni. Kristal murni yang dihasilkan kemudian dikeringkan didalam oven. Tujuannya untuk mempercepat penguapan air yang masih terkandung dalam kristal. Selangjutnya kristal yang diperoleh ditimbang untuk mengetahui beratnya. Adapun berat kristal yang diperoleh yaitu 3,8 gram. Berdasarkan hasil analisis data diperoleh % rendemen sebesar 25,589 %. Hal ini tidak sesuai dengan teori yang seharusnya 100 % dan berat kristal seharusnya14,85 gram. Hal ini disebabkan pada saat destilasi yang kurang sempurna sehingga sebagian asetanilida ikut keluar bersama air. Adapun kristal yang diperoleh adlah kristal berwarna putih. Hal ini sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa kristal asetanilida berwarna putih dengan titik leleh sebesar 114,10^oC. Tapi pada percobaan ini kita tidak melakukan pengujian titik leleh sehingga tidak dapat diketahui apakah kristal yang diperoleh tersebut murni kristal asetanilida atau masih ada zat pengotor yang terkandung dalam kristal.

                        Adapun persamaan reaksinya:

H. KESIMPULAN DAN SARAN

1. Kesimpulan

a.       Asetanilida diperoleh dari hasil reaksi antara anilin dan asam asetat glasial dengan proses refluks dan destilasi

b.      Proses pembuatan asetanilida dinamakan asetilasi dimana terjadi reaksi subsitusi asil nukleofil

c.       Berat kristal yang diperoleh dari hasil percobaan yaitu 3,8 gram dengan persentase rendemen 25,589 %.

2. Saran

a.       Praktikan diharapkan agar lebih menguasai materi tentang asetanilida dan prosedur kerja agar praktikum dapat berjalan dengan lancar dan menghindari kesalahan dalam praktikum

b.      Praktikan diharapkan lebih hati-hati dalam menggunakan alat terutama alat-alat yang harganya mahal

c.       Diharapkan pada saat larutan didestilasi agar suhunya selalu diperhatikan agar diperoleh asetanilida yang lebih banyak.

                                                DAFTAR PUSTAKA

   Fessenden.1986. Kimia Organik Edisi Ke 3. Jakarta: Erlangga.

   Hart, Harold. 2003. Kimia Organik Edisi ke II. Jakarta: Erlangga.

   Pandia. 2011. Asetanilida /Phenilasetamida. http://repository.usu.ac.id/bitstream/ 123456789/27003/4/chapter % 2011.pdf. Diakses pada tanggal 21 November 2012

  Pramushinta, Diah. 2011. Asetanilida. http:// inuyashaku.wordpress.com. Diakses    pada tanggal 21 November 2012

Rasyid, Muhaedah. 2010. Kimia Organik I. Makassar : Universitas Negeri Makassar.