Sintesis nitrobenzen Dhean

SINTESIS NITROBENZEN

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Nitrobenzen adalah suatu pelarut organik yang banyak

digunakan dalam bidang farmasi, yang digunakan dalam melarutkan bahan-

bahan obat yang pastinya sukar larut dalam pelarut-pelarut organik lain,

selain itu sebagian besar dari produksi nitrobenzen ini juga banyak digunakan

sebagai bahan dasar dalam pembuatan anilin. Nitrobenzen juga dikenal

sebagai flavoring agent dan juga banyak digunakan sebagai farfum dalam

sabun dan pelarut dalam cat untuk sepatu. Nitrobenzen merupakan senyawa

aromatik yang terbentuk dari reaksi antara asam nitrat dan benzene dan

dapat digunakan indicator untuk mempercepat reaksi terbentuknya

nitrobenzen.

Nitrobenzena merupakan senyawa yang dapat disintesis

dengan cara mereaksikan benzen dengan asam nitrat pekat dengan

menggunakan H2SO4 sebagai katalisator. Prinsip dari reaksi pembentukan

nitrobenzen adalah berdasarkan reaksi nitrasi yaitu penggantian atau

substitusi pada benzen dengan gugus nitrit. Pada reaksi ini asam sulfat dan

Dian Hardianti (15020110311 ) Ismail


asam nitrit akan bereaksi membentuk ion HSO4- yang akan mengaktifkan ion

nitronium yang merupakan penentu dalam terjadinya reaksi sintesa

nitrobenzen ini.

Karena kegunaannya yang cukup luas itulah maka setiap

mahasiswa farmasi dituntut untuk mengetahui dan memahami reaksi

pembentukan nitrobenzen.

B. Rumusan Masalah

Bagaimana cara mensintesis senyawa nitrobenzen dengan

menggunakan metode nitrifikasi?

C. Maksud Praktikum

Mengetahui dan memahami cara mensintesis nitrobenzan dengan

metode nitrifikasi.

D. Tujuan Percobaan

Menentukan sintesis nitrobenzen melalui metode nitrifikasi pada

benzen dengan reaksi pencampuran asam sulfat dan asam nitrat serta

benzene dan menghitung % rendamennya.

E. Manfaat Percobaan

Dapat mengetahui dan memahami proses dan reaksi sintesis

nitrobenzen dengan menggunakan metode nitrifikasi berdasarkan reaksi

antara asam nitrat (HNO3 ) dengan benzen dengan menggunakan katalisator

asam sulfat (H2SO4).




H2SO4

500 C


BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Teori Umum

Dalam tahun 1825 ahli kimia inggris Michael Faraday mengisolasi

suatu cairan berminyak dari saluran. Senyawa ini ternyata mempunyai rumus

molekul C6H6 dan diberi nama Benzen. 40 tahun kemudian ahli kimia Jerman,

Frederich august Kekule menemukan struktur ini. Hamper 75 tahun kemudian

baru dibentuk struktur Benzen yang modern (Fesenden, 2000).

Apabila dilakukan reaksi substitusi pada benzen (dalam hal benzen ini

tersubstitusi dua gugus) ada tiga kemungkinan isomer yaitu isomer orto (o),

isomer meta (m), dan isomer para (p). Benzena akan mengalami nitrasi bila

diolah dengan HNO3 pekat. Katalis asam lewis dalam reaksi ini adalah H2SO4

pekat. Seperti halogenasi, nitrasi aromatik berupa reaksi dua tahap. Tahap

pertama adalah tahap yang reaksinya berjalan sangat lambat. Reaksi ini

berupa serangan elektrofilik. Dalam nitrasi elektrofiliknya adalah NO2; dengan

persamaan pembentukan sebagai berikut (Fessenden & Fessenden.1995) :

NO2

+ HNO3 + H2O

nitrobenzen

Hasil serangan adalah suatu ion benzenomium yang mengalami

pelepasan H+ dengan cepat dalam tahap kedua. H+ ini bergabung dengan


NO2+

Lambat

-H


HSO4—untuk menghasilkan kembali katalis H2SO4 (Fessenden &

Fessenden.1995).

NO2 NO2

Suatu ion benzenonium nitrobenzen

Pada sintesa nitrobenzen, terbentuk dua reaksi, yaitu (Fessenden &

Fessenden.1995).

a. Reaksi utama

+ HNO3 H2SO4 NO2

50-60o C + H2O

Inaktifasi atau penghilangan air adalah perlu untuk menghindari

pengenceran asam nitratnya meskipun merupakan reaksi

irreversible.

b. Reaksi samping

NO2 + HNO3 H2SO4 NO2

50-60o C +H2O

NO2

Kecepatan substitusi dari gugus nitro yang sekunder lebih lambat

daripada yang pertama, dan gugus nitro yang kedua ini masuk ke posisi meta

terhadap yang pertama (Tim Asisten Kimia Organik Sintesis. 2003).


Cepat H


Nitrobenzene merupakan salah satu turunan dari benzene yang

diperoleh dari reaksi nitrasi dengan penambahan katalisator asam sulfat

pekat. Adapun reaksi nitrobenzene yaitu (Besari, 1982) :

1. Reduksi, hasil tergantung dari syaratnya, Reduksi sempurna dengan

larutan asam misalnya Sn atau Fe dengan HCl.

C6H5NO2 C6H5NO2 C6H5 NHOH C6H5NH2

(Nitrobenzen) (N-Fenil-hidroksi amina) (Anilina)

Penggunaan nitrobenzene terutama untuk membuat aniline keaktifan

fisiologis dari nitrobenzene : Penggunaan nitrobenzene selain untuk

membuat aniline, juga digunakan untuk bahan peledak dan sebagai zat

antara pada sintetis karena gugus nitro mengaktifkan halogen pada tempat

orto atau para dan memperkuat sifat asam atau gugus OH pada tempat orto

ata para.

Sedikit sekali reaksi kimia yang berjalan ke satu arah saja,

kebanyakan adalah reaksi dapat balik (reversible), pada suatu awal reaksi

dapat balik, reaksi berjalan ke pembentukan reaktan dari produk juga mulai

berjalan. Jika percepatan reaksi maju dan dan reaksi balik adalah sama, dan

konsenterasi dan produk tidak berubah dengan bertambahnya waktu maka

dikatakan bahwa kesetimbangan kimia telah tercapai (Respati,1995).

Zat-zat antara (nitrobenzene dan N – fenilhidroksil amina) tidak dapat

dipisahkan karena amat cepat direduksi. Maka reduksi dalam suasana asam

labung terjadi aniline.



2. Reduksi dalam larutan netral. Misalnya Zn + NH4Cl dalam air. Disini

terjadi N-fenil hidroksilamina sendiri tidak penting tetapi atas pengaruh

HCl mengalami pergeseran intramolekuler sehingga terjadi p-amino-fenol.

Penggunaannya :

- Sebagai pencuci pada pemotretan dengan nama “Rhodinal”

- Sebagai antioksidan

- Sebagai zat antara pada sintesis

3. Reduksi dalam larutan basa, hasilnya tergantung dari pereduksi yang

dipakai, kalau dipergunakan Zn + NAOH dalam air terdapat hidrazo-

benzena.

Zat-zat antara (nitrobenzene dan N – fenilhidroksil amina) tidak dapat

dipisahkan karena amat cepat direduksi. Maka reduksi dalam suasana asam

labung terjadi aniline. Masuknya suatu gugusan kedalam lingkaran benzen

tergantung pada gugus yang telah ada terlebih dahulu. Pada umumnya ,

gugus yang masuk pada posisi meta adalah nitro, asam sulfon,

karbon/karbonil, sedangkan yang masuk pada posisi ortho/para adala gugus

kloro, bromo,alkyl, dan amino/hidroksi. Bila benzen direaksikan dengan asam

nitrat pekat, dengan asam sulfat pekat sebagai katalisator akan terbentuk

nitrobenzen.



B. Uraian Bahan

1. Aquadest (Ditjen POM,1979)

Nama resmi : AQUA DESTILLATA

Sinonim : Air suling

Rumus kimia : H2O

Rumus struktur : H – O – H

BM : 18,02

Pemerian : Cairan jernih, tidak berwarna, tidak berbau,

tidak memiliki rasa.

% unsur penyusun : H = 11,9%; O = 88,81%

Kelarutan : Larut dalam alkohol

Kegunaan : Sebagai pelarut dan pencuci nitrobenzen

Penyimpanan : Dalam wadah tertutup rapat.

2. Asam nitrat (Ditjen POM. 1979)

Nama resmi : Acidum nitricum

Nama lain : Asam nitrat

Rumus molekul : HNO3

Rumus bangun : H – O – N = O

O

Berat molekul : 63,01

Persyaratan : Mengandung tidak kurang dari 69,0 %


O


dan tidak lebih dari 71,0 % b/b HNO3

Pemerian : Cairan berasap, sangat korosif, bau

khas, sangat merangsang, mendidih

pada suhu ± 120OC.

Bj : 1,41 gr/ml3

Penyimpanan : dalam wadah tertutup rapat

Kegunaan : Sebagai pembentuk gugus nitro/Sinton II.

3. Asam Sulfat (Ditjen POM. 1979)

Nama resmi : Acidum sulfuricum

Nama lain : Asam sulfat

Rumus molekul : H2SO4

Rumus bangun : O

H - O -S - O – H


Pemerian : Cairan kental seperti minyak, korosif, tidak

berwarna, jika ditambahkan ke dalam air

menimbulkan panas.

Penyimpanan : dalam wadah tertutup rapat.

Kegunaan : Sebagai katalisator.

4. Kalsium klorida (Ditjen POM. 1995)

Nama resmi : Calcii chloridum



Nama lain : kalsium klorida

Rumus molekul : CaCl2

Rumus struktur : Cl-Ca-Cl

Persyaratan kadar : Mengandung tidak kuirang dari 89,0 % dan

tidak lebih dari 102,0 %

Kelarutan : larut dalam 0,25 bagian air, mudah larut

dalam etanol

Pemerian : Hablur tidak bewarna, tidak berbau, rasa agak

pahit, meleleh basah

Penyimpanan : dalam wadah tertutup rapat

Kegunaan : sebagai Penghilang kekeruhan/pengikat air.

5. Natrium Hidroksida (Ditjen POM. 1995)

Nama resmi : Natrii Hydroxidum

Nama lain : Natrium hidroksida

Rumus molekul : NaOH

Rumus Struktur : Na-OH


Pemerian : Putih, bentuk batang, butiran massa hablur,

kertas sraput, mudah meleleh, basa, alkalis

Kelarutan : Mudah larut dalam air dan etanol

Kegunaan : Sebagai pencuci kelebihan

asam/menghilangkan sisa asam.



C. Prosedur Kerja

Adapun prosedur kera nitrobenzene yaitu : (Anonim,2013)

1. Masukkan 17 ml H2SO4 pekat ke dalam erlenmeyer yang berisi 15

ml asam nitrat pekat

2. Campuran asam tadi dipipet sedikit demi sedikit ke dalam labu alas

bulat yang berisi 10 ml benzen

3. campuran dihomogenkan dan bila suhu naik sampai 50oC, segera

didinginkan dalam air, agar tetap tercapai suhu antara 50o-60oC.

4. Pindahkan larutan tersebut ke dalam corong pisah, setelah

terbentuk dua lapisan ambil larutan yang jernih

5. Cuci larutan yang masih berada dalam corong pisah dengan 20 ml

air suling, setelah itu ambil lagi lapisan yang lebih jernih.

6. Cuci lagi larutan yang tadi dengan NaOH 0,5 N, setelah itu ambil

lagi lapisan yang lebih jernih.

7. Cuci lagi larutan tadi dengan 20 ml air suling sehingga diperoleh

nitrobenzene netral

8. Kemudian dibasahi dengan CaCl2 lalu dipanaskan di atas penangas

air.

9. Masukkan ke dalam corong pisah dan pisahkan dua larutan tersebut

hingga diperoleh nitrobenzene murni

10.Hitung persen rendamennya



BAB III

METODE KERJA

A. Alat yang Dipakai

Adapun alat-alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu : Batang

pengaduk, Corong, Corong pisah,bulp,Erlenmeyer, Gelas kimia 100 ml,Gelas

kimia 500 ml,Gelas ukur 10 ml,Oven, Termometer, Pipet tetes, pipet volume

10ml.

B. Bahan Yang digunakan

Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu:Asam Nitrat

pekat (HNO3) 15ml, Asam sulfat pekat (H2SO4) 17ml, Aquadest 40ml,

Benzen 10ml, Calsium klorida (CaCl2) 2 gr, NaOH 20ml, dan Tissue.

C. Cara Kerja

Disiapkan alat dan bahan yang akan digunakan, Dipipet larutan asam

nitrat pekat sebanyak 15 ml dan dimasukkan ke dalam dalam gelas piala,

kemudian dipipet 17 ml larutan asam sulfat pekat Ditambahkan ke dalam

gelas piala sedikit demi sedikit sambil dikocok, Diletakkan corong pisah pada

statif yang telah terpasang, Dipipet campuran asam tersebut ke dalam labu

berisi benzene sebanyak 10 ml, Direaksikan campuran sambil didinginkan

hingga suhunya naik mencapai 50O C, Ditambahkan lagi campuran asam ke

dalam labu hingga larutan asam habis. Nitrobenzen yang terbentuk



dimasukkan ke dalam corong pisah , untuk dipisahkan dengan campuran

asamnya, Nitrobenzen yang terbentuk dibilas dengan aquades 20 ml

kemudian dibilas lagi dengan 20 ml larutan NaOH dan terakhir dengan

dibilas kembali dengan aquades 20 ml, Lapisan nitrobenzene dipindahkan/

dimasukan ke dalam gelas piala dan dibasahkan dengan penambahan 2

gram CaCl2 dan dipanaskan diatas penganas air sehingga kekeruhan yang

ada tadi hilang, dan dihitung rendemen dari volume yang didapat.



BAB IV

HASIL PENGAMATAN

A. Data Pengamatan

B. Reaksi

Reaksi terbentuknya nitrobenzene

1. HNO3 + 2 H2SO4 NO2¯ + H3O+ + 2 HSO4-

NO2+ H- H2SO4 + H2SO4

NO3

H NO2

C. Perhitungan

Dik :

Bj benzene : 0,876 g/ml


No H2SO4 HNO3 Benzen Nitrobenzen

1. 17 ml 15 ml 10 ml 10 ml


Vol benzene : 10 ml

Bj nitrobenzene : 1,205 g/ml

Vol nitrobenzene : 10 ml

MR benzene : 78,11

MR nitronenzene : 123,113

1 mol benzene = 1 mol nitrobenzene

Mol C6H6 = gram MR

= gram 78,11

Gram = vol. x Bj benzene

= 10 ml x 0,876 g/ml

= 8,76 gr

Mol C6H6 = 8,76 = 0,112 mol 78,11

Berat nitrobenzene secara teoritis = mol C6H5 NO2

Mol C6H5 . NO2 = 1 x mol benzene (C6H6) 1

= 1 x 0,112 mol 1

= 0,112 mol

Massa teoritis = MR x mol C6H5 NO2

= 123,113 x 0,112 mol

= 13,79 gram

Massa praktek = Vol x Bj nitrobenzene

= 10 ml x 1,205 g/ml

= 12,05 gr



Rendamen = Berat praktek x 100 % 13,79 gr

= 12,05 x 100 % 13,79

= 87,38 %

D. Pembahasan

Nitrobenzen merupakan senyawa yang umumnya digunakan

sebagai bahan pelarut organik selain dapat juga dijadikan sebagai bahan

peledak. Senyawa ini dapat disintesis dari benzen dengan asam nitrat pekat

dan menggunakan katalisator asam sulfat pekat. Katalisator adalah zat yang

dapat mempercepat terjadinya suatu reaksi akan tetapi pada akhir reaksi zat

tersebut akan terbentuk sejumlah zat awal. Mekanisme kerjanya adalah

dengan menurunkan energi aktivasi reaksi sehingga energi yang dibutuhkan

untuk bereaksi lebih kecil dan reaksi semakin mudah atau semakin cepat

bereaksi. Dalam melakukan pencampuran larutan asam, larutan asam sulfat

pekat ditambahkan dengan asam nitrat pekat, seharusnya yang dilakukan

adalah sebaliknya mengingat bahwa BJ asam sulfat pekat lebih besar jika

dibandingkan dengan BJ asam nitrat pekat. Akan tetapi disini terjadi

pengecualian, karena sifat asam nitrat yang merupakan cairan berasap

sehingga akan mengeluarkan gas/asap, sedangkan asam sulfat tidak

mengeluarkan gas.

Pada percobaan ini larutan asam sulfat pekat yang digunakan

sebanyak 17 ml kemudian dimasukkan ke dalam corong pisah dan



ditambahkan sedikit demi sedikit asam nitrat pekat sebanyak 15 ml, selain itu

benzene yang digunakan sebanyak 10 ml dan dimasukkan ke dalam

Erlenmeyer kosong. Campuran asam yang telah homogen kemudian

ditambahkan / dititrasi sedikit demi sedikit ke dalam larutan benzene pada

erlemeyer yang dipasangi dengan termometer untuk memperhatikan suhunya

yang harus berada diantara 50 – 60O C. suhunya tidak boleh berada diatas

60O C disebabkan kemungkinan terbentuknya m-nitrobenzen dan senyawa

nitro yang lebih tinggi. Suhu dibawah 50O C juga tidak dikehendaki sebab

dapat mengakibatkan muncratnya campuran reaksi (Reavtion mixture). Jika

suhunya sudah mendekati 60O C segera didinginkan dengan memasukkan ke

dalam sebuah wadah yang berisi es sampai suhunya turun mendekati 50O C,

kemudian dilanjutkan penambahan asamnya hingga tepat bereaksi secara

sempuna.

Menurut aturan umum, zat dengan Bj yang lebih berat dituangkan ke

dalam larutan Bj yang lebih ringan. Dimana Bj asam sulfat yaitu tidak kurang

dari 1,84 dan asam nitrat mempunyai Bj tidak kurang dari 1,41. hal ini sesuai

dengan teori asam sulfat pekat dituangkan ke dalam asam nitrat. Tetapi disini

ada pengecualian karena larutan asam nitrat mengeluarkan gas sedangkan

asam sulfat tidak mengeluarkan gas. Pada saat penambahan asam nitrat ke

dalam asam sulfat, hal yang harus diperhatikan adalah suhu antara 50 – 60O

C. karena jika suhu diatas 60O C akan terjadi ledakan sedangkan jika

suhunya dibawah 50O C reaiksinya akan berjalan dengan lambat.



Larutan yang diperoleh dari hasil reaksi titrasi, akan membentuk 2

lapisan. Lapisan yang berada diatas merupakan cairan yang mempunyai Bj

yang lebih kecil dalam hal ini adalah campuran asamnya dan yang berada

dibawah adalah larutan nitrobenzene. Akan tetapi dalam praktek, campuran

asamnya berada dilapisan bawah. Hal ini terjadi karena kemungkinan masih

terdapat zat-zat pengotor yang tersisa di dalam pada larutan nitobenzen.

Setelah dilakukan pemisahan, kemudian dilakukan pencucian sebanyak 3

kali pertama dengan aquades, kemudian dengan larutan NaOH dan terakhir

dicuci kembali dengan aqudest. Pencucian dengan aquadest dimaksudkan

untuk menghilangkan zat-zat pengotor yang polar yang dihasilkan dari

pencampuran antara asam nitrat dengan asam sulfat. Sedangkan pencucian

dengan NaOH bertujuan untuk meneralkan kelebihan asamnya.

Pada saat pencucian akan terbentuk 2 lapisan karena adanya rbedaan

Bj. Bj air adalah 1, nitrbenzen 1,205 maka ketika dibilaas dengan aquadest

nitrobenzene akan berada pada lapisan bawah karena Bj nya lebih berat dari

air. Setelah dibilas sebanyak 3 kali kemudian larutan nitrobenzen tersebut

ditambahkan CaCl2 anhidrat untuk mengeringkan karena CaCl2 anhidrat

cenderung untuk mengikat air dan menjernihkan, sehingga diperoleh larutan

nitrobenzene. Kemudian dilakukan penyaringan, agar diperoleh larutan

nitrobenzene murni dan diukur volume yang diperoleh.

Dari percobaan yang dilakukan diperoleh larutan nitobenzen sebanyak

10 ml dengan rendamen sebesar 87,38%. Nitrobenzen yang didapatkan bisa



digunakan untuk membuat aniline dengan menambahkan ZnSO4 kemudian

dilarutkan di dalam nitrobenzene dan ditambahkan HCl pekat sedikit demi

sedikit. Penambhan ZnSO4 pada pembuatan anilin berfungsi sebagai

katalisator yang dapat mempercepat rekasi hingga terbentuknya aniline,

selain itu juga dapat digunakan sebagai bahan pembuatan bom, bahan

pembuat cat kuku, pelarut, dan lain-lain.

Adapun faktor kesalahan dari percobaan ini adalah :

1. Pada saat thermometer diletakkan pada wadah es batu, praktikan

terlalu lama mengangkat thermometer tersebut. Yang

mengakibatkan nitrobenzene yang dihasilkan tidak terlalu banyak.



BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

Dari hasil percobaan diperoleh volume nitrobenzen sebanyak 10 ml

dan persen rendamennya adalah 87,38 %

B. Saran

Sebaiknya Alat yang ada dalam laboratorium kimia farmasi dilengkapi

agar praktikum berjalan lancar.



DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2013. “Penuntun Praktikum Kimia Organik Sintesis”. UMI Press.

Makassar.

Ditjen POM. 1997. “Farmakope Indonesia Edisi !V”. Depkes RI : Jakarta.

Ditjen POM. 1979. “Farmakope Indonesia Edisi III.” Depkes RI : Jakarta

Besari Ismail. 1982. “Kimia Organik untuk Universitas” Armico-Press.

Bandung.

Fesenden. 2000. “ Dasar-Dasar Kimia Organik” Penerbit Erlangga :

Jakarta.

Fessenden & Fessenden, (1995), “Kimia Organik’, Edisi ketiga, Penerbit

Erlangga, Jakarta.

Respati,Ir.” Pengantar Kimia Organik Jilid I”. Aksara Baru. Jakarta.






Documents

Sintesis nitrobenzen Dhean