analisis unsur dan gugus fungsi dalam senyawa organik

Analisis Unsur dan Gugus Fungsidalam Senyawa Organik

Tursino

KFA 1 STFB

Analisis Unsur dalamSenyawa Organik

Pendahuluan (1)

Senyawa Organik :

C, H, O, N, S, halogen

Logam, As, Sb, Bi, Hg, Mg dll ?

Unsur C dan H umum dalam senyawaorganik; N, S, dan halogen yang dideteksi.

informasi/petunjuktentang golongan senyawa

Prinsip Analisis : destruksi, reduksi atau oksidasisenyawa organik menjadi senyawa anorganikyang larut air.

Metode Destruksi :

Cara Lassaigne destruksi senyawa organikdengan logam Na dan pemanasan.

Cara Middleton destruksi senyawa organikdengan campuran Na2CO3 dan serbuk Zn

Pendahuluan (2)

Lassaigne`s Sodium Fusion Test

Cara paling praktis, dapat untuk menentukan 5 unsurpenyusun : C, N, S, P dan halogen

Destruksi reduksi

Senyawa organik + logam Na dipanaskan

Mikro analisis : 10-20 mg

Penentuan N pada senyawa mudah meledak (garamdiazo dan senyawa polinitro) dan senyawa mudahmenguap (senyawa amina) + sukrosa/ naftalensebelum dilebur.

Destruksi Cara Lassaigne

Sampel : Hasil Destruksi :

C, N NaCN

C, N, S (Logam Na + panas) NaCNS

S Na2S

X NaX

O NaOH

Tabung : 20 mg zat + potongan logam Na panas hinggamerah membara.

Mortir : 15 ml air, gerus tabung yang mebara, hati-hati !!!

Masukkan ke Erlenmeyer dan didihkan 5 mneit saring : filtrat Lassaigne / Sodium Fusion Extract)

Bila Na berlebih, NaCNS NaCN dan Na2S

Destruksi Cara Lassaigne (2)

1. Deteksi Unsur Nitrogen

FeSO4 + 6 NaCN Na4(Fe(CN)6) + Na2SO4 (panaskan !)

3Na4(Fe(CN)6) + 2Fe2(SO4)3 Fe4(Fe(CN)6)3 + 6 Na2SO4*

endapan biru berlin

*setelah didingkan dan diasamkan H2SO4 : Fe2+ Fe3+

2. Deteksi Unsur Sulfur

Na2S + 2 CH3COOH 2CH3COONa + H2S

Pb(CH3COO)2 + H2S PbS (s) + 2CH3COOH (endapan hitam)

atau

Na2S + Na2(Fe(CN)5NO) Na4(Fe(CN)5NOS

merah ungu

Deteksi Unsur Hasil Destruksi (1)

3. Deteksi Unsur Nitrogen dan Sulfur

3NaCNS + FeCl3 Fe(CNS)3 + 3NaCl merah darah

(dalam HCl encer)

4. Deteksi Unsur Fosfor (Na3PO4)

PO43- + 12 MoO4

2- + 3NH4+ + 24 H+

NH4)3PO4.12MoO3 (s) + 12H2Oendapan kuning

(dalam HNO3 pekat)


5. Deteksi Halogen

NaX + AgNO3 AgX (s) + NaNO3, dalam HNO3 encer

Endapan putih atau kuning AgF larut air tidak terdeteksi Kondisi asam : agar tidak ada gangguan dari CN-, S2-, CNS-

dan mencegah AgOH atau Ag2O

NaI : 2NaI + 2NaNO2 + 4CH3COOH 2NO + 4CH3COONa I2 + 2H2O

lapisan kloroform : violet

NaBr : 2NaBr + PbO2 + 4CH3COOH Br2 + 2CH3COONa + Pb(CH3COO)2 +H2O

Br2 + kertas fluoresein merah muda

NaCl : NaCl + AgNO3 AgCl(s) + NaNO3 , dalam HNO3 encerputih

AgCl(s) + 2NH4OH Ag(NH3)2Cl + H2O

endapan melarut


Destruksi reduksi.

Dapat digunakan untuk penentuan N pada senyawamudah meledak (garam diazo dan senyawa polinitro) dansenyawa mudah menguap (senyawa amina) tanpa perlupenambahan sukrosa/ naftalen sebelum dilebur.

Uji N tidak terganngu dengan adanya S.

(Zn + Na2CO3)

N, S, X NaCN, NaX, ZnS(s)

Destruksi Cara Middleton (2)

Destruksi Cara Middleton (2)

Tabung : 100 mg zat + campuran Na2CO3 dan serbuk Zn ( 1 cm), aduk + campuran Na2CO3 dan serbuk Zn (3 cm) panas hingga merah membara.

Mortir : 15 ml air, gerus tabung yang mebara, hati-hati !!!

Masukkan ke Erlenmeyer dan didihkan 5 mneit saring :

filtrat : NaCN dan Na2S deteksi untuk CN- dan S2-

residu : ZnS asamkan : H2S + Pb2+ PbS(s)

Analisis Gugus Fungsidalam Senyawa Organik

Pendahuluan (1)

Gugus fungsi kumpulan atom-atom dari suatu molekulyang memberikan peranan besar terhadap sifat fisikokimiasuatu senyawa organik.

Sifat fisikokimia : kelarutan/polaritas, reaktifitas, kereaktifan suatu pereaksi, keasaman-kebasaan, dll

Analisis gugus fungsi dapat dilakukan dengan metode kimiadan metode fisikokimia (instrumentasi).

Metode Kimia : reaksi antara gugus fungsi dengan pereaksi endapan, bau, warna khas

Jenis pereaksi : pereaksi umum vs khusus/khas

Spot test uji kimia yang dilakukan secara mikro dengancara tetes : 2-3 tetes, tabung reaksi/plat tetes.

Jenis Gugus Fungsi :

Hidroksi alkana R OH Alkohol, R = alkil

Fenol, R = aril

Karbonil (aldehida RCHO dan keton RCOR)

Karboksilat R-COOH dan ester R-COO-R

Amida, R-CO-NH2 dan amida siklik

Sulfidril = merkaptam = tiol R-SH

Amin, primer = - NH2, sekunder = - NHR, dan tersier = -NR2

Nitro

Ikatan rangkap

dll

Pendahuluan (2)

Senyawa hidroksi yang berikatan dengan radikal alifatik,

Umumnya netral atau asam sangat lemah,

R OH (alkil, alifatik) RO- + H+

Umumnya alkohol rantai pendek larut dalam air/dioksan,

Contoh alkohol yang tidak larut air: stearil alkohol R-nya panjang namun pada umumnya larut dalam dioksan,

Jenis : primer, sekunder, tersier ...?

Alkohol (1)

Reaksi Umum1. Reaksi dengan NaR-OH + Na R-ONa + H2 (dapat diamati dengan adanya gelembung H2)

2. Rx oksidasi oleh Ce(IV)Ce(IV) + alkohol warna merah warna kuning

Ce(IV) + Ar hijau coklat warna kuning

2ROH + (NH3)2Ce(NO3)6 [Ce(NO3)4(ROH)2] + 2NH4NO3

3. Pembentukan esterHasil yang diamati: tercium bau ester yang khas.Reaksi ini jarang djadikan dasar analitik karena berjalan sangat lambat, sehingga kadang-kadang dimodifikasi dengan penambahan katalis, pelarut, atau bahan pengasilasi.R-OH + R-COOH R-COO-R + H2O

Alkohol (2)

Reaksi pembedaan jenis alkoholDilakukan berdasarkan reaksi oksidasi alkohol.

a. OksidasiR-OH RCHO merah (menggunakan pereaksi Schiff pereaksi ini digunakan untuk mendeteksi keberadaan aldehid). Untuk reaksi oksidasi alkohol dapat digunakan KMnO4.

Alkohol primer: RCH2OH RHC=O + H2O (terbentuk warna merah ungu)Alkohol sekunder: RRCHOH RRC=O + H2O (setelah ditambah Na-nitroprusida dan NH4OH akan terbentuk warna merah violet)

Alkohol tersier : R3COH tidak bereaksi

Alkohol (3)

Untuk membedakan antara alkohol monovalen dan polivalen dapat digunakan reaksi Malaprada, yaitu :

R-OH direaksikan dengan NAIO4 tidak bereaksi (tidak menunjukkan hasil)

-C(OH)-C(OH)- direaksikan dengan NaIO4 terbentuk aldehid

Selain itu, alkohol polivalen juga dapat dideteksi dengan pereaksi H3BO3 peningkatan keasaman H3BO3.

CH2(OH)-CH(OH)-CH2OH + H3BO3 keasaman meningkat

Alkohol (4)

b. Reaksi LucasPrinsip : mengubah alkohol menjadi alkil halidaPeraksi lucas : ZnCl2 anhidrat + HCl (p)

Apabila pereaksi Lucas ditambahkan kepada alkohol, danmenunjukkan ciri-ciri (kecepatan reaksi):

larutan jernih (tdk ada reaksi) alkohol tersebut didugaalkohol primer

larutan keruh setelah 5 - 60 menit alkohol tersebutdiduga alkohol sekunder

R2CH-OH + HCl =ZnCl2 => R2CH-Cl + H2O

endapan / kekeruhan dalam waktu singkat alkohol tersebut diduga alkohol tersier

R3C-OH + HCl = ZnCl2 => R3C-Cl + H2O

Alkohol (5)

c. Uji kromatPrinsip : terjadinya oksidasi brutal, terutama dalam H2SO4 p

Pereaksi : Krom trioksida (K2Cr2O7 dalam H2SO4 p) : Alkohol primer dan sekunder teroksidasi menjadi asam

dan keton, krom akan memberikan endapan warna hijau / hijau biru setelah 5 detik penambahan pereaksi.

Alkohol tersier tidak bereaksi dengan pereaksi ini.

3RCH2OH + 6CrO3 3RCOOH + 2Cr3(SO4)2 + 9H2O3RRCHOH + 3CrO3 RCC=O + Cr3(SO4)2 + 6H2O

Alkohol (6)

Alkohol (7)

d. Uji Vanadium Oksim

Pereaksi : Campuran Amonium vanadat dan 8 hidroksi kuinolin

Dalam asam encer, jika alkohol ditambahkan denganpereaksi, akan : R-OH merah (cepat) R2CH-OH jingga (cepat) R3CH-OH lama-lama menjadi jingga

Phenol Aril Alkohol (1)

Senyawa fenol alkohol aromatik ( gugus fenol) :- Umumnya tidak berwarna, namun karena adanya

udara dapat teroksidasi menjadi berwarna- Asam lemah pKa- Larut dalam NaOH 5%- Senyawa hidroksi yang berikatan dengan radikal aril

aromatik

Klasifikasi:1. Fenol monovalen (OH = 1)2. Fenol polivalen (OH>1), lebih reduktif daripada fenol

monovalen

Reaksi umum :

1. Reaksi dengan FeCl3 (ditambahkan 1-3 tetes FeCl3)Hasil: terbentuk warna yang khas (ungu)Reaksi: 6C6H5OH + FeCl3 [Fe(OC6H5)6]

3- + 3H+ + 3HCl

2. Reaksi pembentukan pembentukan garam : garam fenolatArOH (ArO)3Fe + H2O

Reaksi pada umumnya menghasilkan warna berbeda tergantungfenol yang diperiksa terutama fenol polivalen.

Contoh :a. resorsinol, kresol biru + violetb. -naftol pink



3. Reaksi LiebermanPrinsip : Terjadi pembentukan indofenol reaksi positif untuk fenol dengan posisi para yang bebas/kosong

Hasil: terbentuk warna merah

NaNO2, H2SO4/HNO3

4. Uji pelelehan ftalinPereaksi: ftalat anhidrida + H2SO4 p + NaOH 5%Hasil: larutan berwarna kuning

5. Uji pengabungan dengan garam diazoPereaksi: larutan asam sulfanilat, larutan NaNO2, larutan NaOHHasil: terbentuk warna merah

Ikatan Rangkap, RCOH, RCOR, RCOOH, RCOOR, dsb.?

GUGUS KARBONIL :

1. Bersifat netral dan mengandung gugusRCHO (aldehid) dan CO (keton)

2. Aldehid lebih reaktif daripada keton(aldehid teroksidasi dengan mudahmembentuk asam, sedangkan ketonsulit teroksidasi)

3. Reaksi umum : adisi dan reduksi

Gugus Karbonil Aldehid danKeton (1)

Metode umum yang dapat digunakan untuk identifikasi gugus karbonil:

metode berdasarkan pada reaksi kondensasi: adisi melalui ikatanrangkap C=O yang diawali dengan penyerangan nukleofilik padakarbon karbonil. Metode ini dibedakan lagi menjadi:

a. oksimasi: pembentukan oksim, hasil reaksi kondensasialdehid/keton dengan hidroksilamin (NH2OH)

b. pembentukan hidrazon: hasil reaksi kondensasi senyawakarbonil dan hidrazin adalah hidrazon

c. pembuatan semikarbazon: aldehid dan keton dengansemikarbazin membentuk endapan yang tidak larutsemikarbazon

metode adisi bisulfit: bisulfit menempel pada ikatan rangkapkarbonil sehingga terbentuk ikatan antara karbon dengan sulfur

metode oksidasi: hanya aldehid yang dapat dioksidasi membentukasam karboksilat yang sesuai



Aldehid (RCHO), reduktor : mengalami reaksi oksidasi

a. Reaksi dengan Tollens pembentukan cermin perakCampuran AgNO3 dalam NH4OH dibuat segar, maka akan terbentuk cerminperak, aldehid akan teroksidasi.

RCHO + 2AgNH3+ 2Ag (endapan) + RCOO- + NH4+ + H2O + NH3

Aldehid alifatik dan aromatik akan memberikan reaksi positif

b. Fehling/Benedict/BarfoedKetiganya mengandung Cu2+, hanya beda pH-nya.

Fehling bersifat basa (CuSO4 + NaOH + Na K tartrat)Benedict bersifat kurang basa karena ada sitrat (CuSO4 + Na2CO3 + Na sitrat)Barfoed bersifat sedikit asam (CuSO4 + asam laktat + HOAc) monosakarida

RCHO + Cu(OH)2+ Cu2O (endapan merah) + RCOO- + 3H2O

c. Uji SchiffPereaksi schiff adalah larutan air yang mengandung fuchsin, akan terbentuk warna pink / merah violet untuk aldehid


d. Uji pembentukan hidrazon

Pereaksi: 2,4-dinitrofenilhidrazon HCl pHasil: endapan jingga coklat


Keton (CO) Oksidasi?

a. Uji Legal-Rothera

Pereaksi: Na-nitroprusida /NH3+

Hasil: keton akan memberikan warna merah ungu

b. Iodoform

Pereaksi: NaOH + air iod

Hasil: tercium bau khas dan terbentuk endapan kuning

Positif untuk gugus CH3CO

RCOCH3 + NaOH 10% + KI akan terbentuk warna kuning coklat

RCOCH3 + 4NaOH + 3I2 CHI3 + RCOONa + 3NaI + H2O


c. Uji m-dinitrobenzen

Reaksi spesifik untuk metil keton

Metil keton + dinitrobenzen akan terbentuk violet


RCOOH RCOO- + H+ (Sifat keasaman > dari fenol)

Larut dalam air s.d. C5, tidak larut apabila > dari C5

Reaksi umum :

a. Dengan lakmus biru akan berwarna merah

b. Uji bikarbonat

Pereaksi: NaHCO3 5%

Hasil: terbentuk gelembung udara yang dapat mengendapkan air kapur

NaHCO3 + RCOOH CO2 + H2O + RCOOHNa

CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O

c. Esterifikasi

Pereaksi: etanol atau metanol + H2SO4 p (sebagai dehidrator)

Hasil: tercium bau ester yang khas

RCOOH + ROH RCOO-R + H2O

Gugus Karboksil

Reaksi umum

a. Penyabunan (hidrolisis ester dengan NaOH) / uji fenolftalein

Pereaksi: etanol + indikator fenolftalein + NaOH 5%

Hasil: pada pemanasan larutan merah muda hilang

RCOO-R + NaOH RCOO-Na (sabun) + R-OH

b. Uji asam hidroksamat

Pereaksi: larutan hidroksilamin HCl (dalam etanol) + NaOH 5% + HCl + FeCl3

Hasil: terbentuk warna merah violet

Gugus Ester

GUGUS AMIN : Bersifat basa, namun sifat basa tergantung pada R. R

alifatik umumnya bersifat basa tapi kalau R aromatikbersifat netral.

R-NH2 + H+ RNH3+

Memiliki bau yang khas Tidak larut dalam air, tetapi larut dalam asam mineral Klasifikasi : primer, sekunder, tersier, kuarterner

Gugus Amin, (R-NH2) - 1

Reaksi umum :

a. Diazotasi dan penggabungan

Pereaksi: HCl p + NaNO2 + larutan beta naftoldalam NaOH

Hasil: warna merah atau jingga

R-NH2 + NaNO2 + H+ R-N2+ (diazo)

R alifatik cepat terbentuk dan tidak stabil :

R-N2+ + H2O R-OH + N2



R aromatik tahan dibawah t = 150. Jika > 150 terurai menjadi gas N2, sehingga digabung dengan -naftol biar tidak terbentuk gas N2

R-N2+ ( amin aromatik primer) + -naftol berwarna (merah/jingga)

b. pDAB.HCl (dimetil aminobenzaldehid) Pereaksi: HCl + p-DAB HCl Hasil: endapan kuning sampai jingga

R-NH2 (amin)+ HOCR RN=CHN (imin, terbentuk endapan kuning merah)

c. Reaksi korek apiDari batang korek api yang mengandung lignin. Amin dalam HCl p dicelupkan batang korek api batang korek api berwarna kuning jingga

d. Uji KarbilaminPereaksi: etanol + NaOH 5% + CHCl3Hasil: setelah dipanaskan, tercium bau isonitril (racun kuat)

Reaksi: RNH2 + CHCl3 + 3NaOH RCN + 3NaCl + 3H2O


SENYAWA TAK JENUH (ikatan rangkap)

a. Uji Brom

Pereaksi: CCl4 atau asam asetat + larutan jenuh brom

Hasil : perubahan warna dari coklat menjadi pucat atau jernih

b. Uji Baeyer

Pereaksi: air atau aseton + larutan KMnO4 2%

Hasil: warna ungu KMnO4 hilang dan terbentuk endapan mangan dioksida

c. Uji Deniges

Pereaksi: air + pereaksi Deniges

Hasil: terbentuk endapan kuning

Terima Kasih

analisis unsur dan gugus fungsi dalam senyawa organik

Documents