Sifat Keasaman dari Asam Karboksilat

Suatu golongan senyawa organik, ciri khas dari asam karboksilat adalah sifat asamnya, yang ditunjukkan oleh gugus fungsi –COOH (karboksil). Rumus umum golongan asam monokarboksilat dinyatakan dengan RCOOH (asam monokarboksilat alifatik) atau ArCOOH (asam monokarboksilat aromatik). Dalam rumus umum tersebut R atau pun Ar mempunyai beberapa variasi struktur. Di samping asam monokarboksilat, diketahui juga adanya asam yang mengandung dua gugus –COOH (asam dikarboksilat), dan ada juga yang mengandung tiga gugus –COOH (asam trikarboksilat). Di antara asam-asam monokarboksilat, dikarboksilat, dan trikarboksilat tidak terdapat perbedaan sifat kimia yang mendasar.

 Sifat-sifat fisika asam karboksilat adalah sebagai berikut: (a) antar molekulnya terjadi asosiasi melalui ikatan hidrogen, (b) titik didihnya lebih tinggi daripada senyawa lain yang mempunyai berat molekul sebanding, (c) kelarutan asam karboksilat dalam air lebih besar daripada senyawa lain yang berat molekulnya sebanding.

Sifat-sifat kimia asam karboksilat adalah: (a) merupakan asam lemah, dengan harga pKa: 4-5, (b) keberadaan substituen yang berupa gugus penarik elektron dalam molekul asam karboksilat, meningkatkan keasamannya, (c) bereaksi dengan basa kuat dan menghasilkan garam yang larut dalam air, (d) dengan reduktor LiAlH₄ menghasilkan alkohol primer, tetapi dengan hidrogen dan katalis tidak terjadi reduksi, (e) dengan katalis asam (umumnya H₂SO₄), reaksi asam karboksilat dan alkohol menghasilkan ester, (f) asam karboksilat bila bereaksi dengan tionilklorida (SOCl₂) menghasilkan klorida asam (RCOCl), yang selanjutnya dengan NH₃ menghasilkan amida asam (RCONH₂), (g) pada suhu tinggi asam karboksilat mengalami dekarboksilasi, (h) dengan katalis P, reaksi antara asam karboksilat dan klor atau brom mengakibatkan terjadinya substitusi atom H pada rantai karbon oleh –Cl/ -Br.

    Keasaman dari asam karboksilat dapat dilihat dari:

1.     Pengukuarn kekuatan asam

Dalam air asam karboksilat berada pada kesetimbangan dengan ion karboksilat dan ion hidronium. Satu ukuran dari kekuatan asam ialah besarnya ionisasi dalam air. Lebih besar jumlah ionisasi, lebih kuat asamnya. Asam karboksilat umumnya asam yang lebih lemah daripada H₃O⁺; dalam larutan air, kebanyakan molekul asam karboksilat tidak terionisasi.

Kekuatan asam dinyatakan sebagai konstanta asam Ka, konstanta kesetimbangan ionisasi dalam air.

Dimana :     [RCO₂H] = molaritas dari RCO₂H

                  [RCO₂] = molaritas dari RCO₂^-

                             [H₃O⁺] atau [H⁺] = molaritas H₃O⁺ atau H⁺

Harga Ka yang lebih besar berarti asam tersebut lebih kuat sebab konsentrasi dari RCO₂^- dan H⁺ lebih besar. Untuk mempermudah maka harga pKa= adalah pangkat negatif dari pangkat dalam Ka. Apabila Ka bertambah, pKa berkurang; oleh sebab itu makin kecil pKa berarti makin kuat asamnya.

2.     Resonansi dan kekuatan asam

Sebab utama asam karboksilat bersifat asam adalah resonansi stabil dari ion karboksilat. Kedua struktur dari ion karboksilat adalah ekivalen; muatan negatif dipakai sam oleh kedua atom oksigen.

Delokalisasi dari muatan negatif ini menjelaskan mengapa asam karboksilat lebih asam daripada fenol. Walaupun ion fenoksida merupakan resonansi stabil kontribusi utama struktur resonansi mempunyai muatan negatif berada pada satu atom.

3.     Efek induksi dan kekuatan asam

Factor lain disamping resonansi stabil dari ion karboksilat mempengaruhi keasaman dari senyawa. Delokalisasi lebih jauh dari muatan negatif ion karboksilat menstabilkan anion, relative terhadap asamnya. Penambahan kestabilan dari anion menyebabkan bertambahnya keasaman dari suatu asam. Misalnya, khlor elektronegatif. Dalam asam khloroasetat, khlor menarik kerapatan elektron dari elektron dari gugusan karboksil ke dirinya. Penarikan elektron ini menyebabkan delokalisasi lebih jauh dari muatan negatif, jadi menstabilkan anion dan menambah kekuatan asam dari asamnya. Asam khloroasetat lebih kuat dari asam asetat.

Makin besar penarikan elektron oleh efek induktif, lebih kuat asamnya. Asam dikloroasetat mengandung dua atom khlor yang menarik elektron dan merupakan asam yang lebih kuat dari pada asam khlorasetat. Asam trikhloroasetat mempunyai tiga atom khlor dan lebih kuat lagi daripada asam dikhloroasetat.

4.     Garam dari asam karboksilat

Air salah satu basa telalu lemah untuk menghilangkan proton dalam jumlah besar dari kebanyakan asam karboksilat. Basa lebih kuat seperti natrium hidroksida mengalami reaksi sempurna dengan asam karboksilat membentuk garam yang disebut karboksilat. Reaksi ini disebut reaksi netralisasi asam basa.

Karboksilat adalah garam berperilaku seperti garam organik; tidak berbau, titik leleh relatif tinggi dan sering mudah larut dalam air. Karena bentuknya ion , maka sukar larut dalam pelarut organik. Garam natrium dari asam karboksilat rantai hidrokarbon panjang disebut sabun.

Karboksilat diberi nama sama seperti garam anorganik. Nama ion karboksilat diambil dari nama asam karboksilat asal.

Asam karboksilat bereaksi dengan natrium bikarbonat (Na⁺HCO₃^-) menghasilkan natrium karboksilat dan asam karbonat (H₂CO₃). Asam karbonat tidak stabil dan membentuk gas karbon dioksida dan air. Alkohol dan kebanyakan fenol tidak membentuk garam bila ditambah NaHCO₃ karena mereka kurang asam dibandingkan asam karbonat

Asam karboksilat juga bereaksi dengan ammonia dan amina menghasilkan ammonium karboksilat. Reaksi dengan amina penting sekali dalam kimia protein sebab molekul protein kaya akan gugusan karboksil dan gugusan amino.

Dengan mereaksikan asam karboksilat dengan asam kuat atau sedangkan mengubah garam kembali menjadi asam karboksilat.

Dari pembahasan diatas, permasalahannya:

Dilihat dari pengaruh resonansi dan kekuatan asam, dapat ditinjau dari persamaan ionisasi dan Ka berikut:

Terlihat jelas bahwa asam asetat memiliki Ka lebih besar daripada etanol. Yang saya tanyakan, Bagaimana hal tersebut dapat terjadi, tolong jelaskan prosesnya?

AMIDA

AMIDA

Ditinjau dari strukturnya turunan asam karboksilat merupakan senyawa yang diperoleh dari hasil pergantian gugus -OH dalam rumus struktur R-C-OOH oleh gugus X (halogen), -NH2 OR’, atau –OOCR. Masing-masing asil penggantian merupakan kelompok senyawa yang berbeda sifatnya dan berturut-turut dinamakan kelompok halida asam (R-COX), amida (RCONH2) ester (RCOOR’), dan anhidrida asam karboksilat (RCOOORCR). 

Seperti halnya asam karboksilat, turunan asam karbosilat juga dibedakan menjadi turunan asam karboksilat alifatik atau aromatik, baik yang tersubtitusi maupaun yang tidak tersubtitusi. Semua turunan asam karboksilat mempunyai gugus fungsi asil (RCO-) atau aroil (ArCO-) dan bila dihidrolisis menghasilkan asam karboksilat. Hasil samping dalam hidrolisis tersebut tergatung pada jenis turunan asam karboksilatnya.

Adanya gugus karbonil dalam turunan asam karboksilat meyebabkan molekulnya bersifat polar. Kepolaran ini yang berpengaruh terhadap sifat-sifat fisika dan kimia turunan asam karboksilat.

Tatanama 

Amida ialah suatu senyawa yang mempunyai nitrogen trivalen yang terikat pada suatu gugus karbonil. Dalam senyawa amida, gugusfungsi asil berkaitan dengan gugus –NH2. Dalam pemberian namanya, akhiran –Oat atau –At dalam nama asam induknya diganti dengan kata amida.

Contoh:

HCOOH : Asam metanoat / asam format 

HCONH2 : metanamida(IUPAC)

Formamida (trivial)

CH3CH2CH2COOH : asam bityanoat/asam butirat

CH3CH2CH2CONH2 : butanamida (IUPAC)

Butiramida (trivial)

Sifar-sifat Fisika

Kepolaran molekul senyawa turunan asam karboksilat yang disebabkan oleh adanya gugus karbonil (-C-), sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat fisiknya (titik didih,titik lebur dan kelarutan) diketahui bahwa titik didih halida asam, anhidrida asam karboksilat dan ester hampir sama hampir sama dengan titik didih aldehida dan keton yang berat molekulnya sebanding. Perlu diingat bahwa aldehida dan keton adalah senyawa yang juga mengandung gugus karbonil. Khusus untuk senyawa amida, ternyata harga titik didihnya cukup tinggi. Hal ini disebabkan oleh adanya ikatan hidrogen antar molekulnya yang digambarkan sebagai berikut :

R

H C

…O N – H ….O N – H

C H

R

Semua turunan asam karboksilat dapat larut dalam pelarut organik, sedangkan dalam air kelarutannya tergantung pada jumlah atom karbon yang terdapat dalam molekulnya. Sebagai contoh, untuk kelompok senyawa ester yang mengandung 3-5 atom C dapat larut dalam air, tetapi untuk kelompok senyawa amida yang larut dalam air adalah yang memiliki 5-6 atom C.

Berbagai ester yang volatil mempunyai bau sedap sehingga sering digunakan dalam pembuatan parfum atau bahan penyedap rasa sintetik. Kelompok senyawa klorida asam memiliki bau yang tajam karena mudah terhidrolisis dan menghasilkan asam karboksilat dan HCL yang masing-masing memiliki bau khas.

Sifat-sifat Kimia

Dalam mempelajari sifat-sifat kimia masing-masing kelompok turunan asam karboksilat, terlebih dahulu harus dipahami. Ciri-ciri umum reaksinya seperti yang di uraikan di bawah ini :

Keberadaan gugus karbonil dalam turunan asam karboksilat sangat menentukan kereaktifan dalam reaksinya, walaupun gugus karbonil tersebut tidak mengalami perubahan. 

Gugus asil ( R-C=O ) menyebabkan turunan asam karboksilat mudah mengalami substitusi nukleofilik. Dalam substitusi ini, atom/gugus yang berkaitan dengan gugus asil digantikan oleh gugus lain yang bersifat basa. Pola umum reaksi substitusi nukleofilik tersebut dituliskan dengan persamaan reaksi

Reaksi substitusi nukleofilik pada turunan asam karboksilat berlangsung lebih cepat dari pada reaksi substitusi nukleofilik pada rantai karbon jenuh (gugus alkil), sehingga dengan demikian.

Deskripsi Amida

Amida adalah senyawa yang merupakan turunan asam karbosilat yang diperoleh dari penggantian –OH pada gugus –COOH oleh gugus –NH 2. Dengan demikian, rumus umum untuk amida adalah 

Pembutan Amida 

Amida dibuat dengan mereaksikan amonia pada klorida asam atau anhidrida asam, sedangkan dalam industri dibuat dengan cara memanaskan garam amonium karboksilat.

Contoh :

    Reaksi-reaksi amida

Hidrolisis

Hidrolisis suatu amida dapat berlangsung dalam suasana asam atau basa.Dalam lingkungan asam, terjadi reaksi antara air dengan amida yang telah terprotonasi dan menghasilkan asam karboksilat –NH 3 

Dalam lingkungan basa, terjadi serangan OH- pada amida dan menghasilkan anion asam karboksilat +NH3 

Pembuatan Imida 

Suatu anhidrida siklik seperti halnya anhidrida yang lain, dapat bereaksi dengan amoniak , tetapi hasil reaksinya mengandung dua macam gugus, yaitu gugus CONH2 dan gugus –COOH. Bila hasil reaksi ini dipanaskan, terjadi pelepasan satu molekul air dan terbentuk suatu imida.

Sintesis Amida

Sintesis Amida Asam Lemak dari Minyak Sawit dan Pengaruhnya Terhadap Oksidasi

        Minyak sawit dalam negeri umumnya digunakan untuk pembuatan minyak goreng, margarin, pengemulsi dan sabun. Kebutuhan produk dari minyak sawit diperkirakan akan terus meningkat. Oleh karena itu, diperlukan inovasi dalam proses maupun penggunaan minyak sawit tersebut. Salah satunya adalah amida asam lemak yang dapat dimanfaatkan sebagai pelumas, bahan obat-obatan, kosmetik, dan lain-lain.

        Amida asam lemak dibuat dengan cara amonolisis pada ragam suhu 150, 175, 200 dan 225⁰C selama I jam, lalu pada ragam waktu 1,5; 2 dan 2,5 jam. Produksi reaksi amonolisis pada penelitaian ini disebut dengan produk amidasi, yang diduga terdiri dari campuran beberapa komponen seperti amida asam lemak, asam lemak bebas, gliserol, dan sisa triglesirida yang tidak teramidasi. Keberhasilan reaksi amidasi dilihat berdasarkan banyaknya nitrogen yang terikat oleh produk amidasi. Suhu dan waktu optimum amidasi diperoleh pada 175⁰C selama I,5 jam dengan %N sebesar 0,1067%. Metode pemisahan amida asam lemak menggunakan pelarut dietil eter memiliki rendemen yang lebih tinggi, yaitu sebesar 30,42% (b/b) dibandingkan menggunakan pelarut HCl dan NaOH sebesar 26,22%(b/b).

        Reaksi amidasi menghasilkan produk amidasi yang memiliki bilangan peroksida, bilangan penyabunan, titik leleh dan visikositas yang lebih tinggi dibandingkan RBDPO (Refined Bleached and Deodorized Palm Oil), sedangkan bilangan iodine, bilangan asam, dan kadar air lebih rendah. Semakin tinggi suhu oksidasi maka semakin besar peningkatan peroksida, bilangan asam, dan titik leleh RBDPO maupun produk amidasi, sedangkan bilangan iodine dan kadar air semakin menurun. Visikositas RBDPO maupun produk amidasi cendrung meningkat pada suhu oksidasi 90⁰C dan menurun setelah suhu tersebut. Hasil analisis sifat fisika-kimia menunjukkan bahwa produk amidasi lebih stabil terhadap oksidasi dibandingkan dengan RBDPO.

Dari pembahasan diatas,permasalahannya

1.   Bagaimana proses amida asam lemak dibuat dengan cara amonolisis dengan suhu tertentu dan mengapa dari hasil proses tersebut, menunjukkan bahwa produk amidasi lebih stabil terhadap oksidasi dibandingkan dengan RBDPO?

PEMBUATAN ESTER

ESTER

Ester merupakan kelompok senyawa organik yang memiliki rumus umum RCOOR¹. Ester termasuk turunan asam karboksilat yang gugus –OH dalam rumus RCOOH diganti oleh gugus –OR

Ester yang memiliki 3 sampai 5 atom karbon dapat larut dalam air dan selebihnya tidak larut dalam air. Ester merupakan kelompok senyawa organik yang memiliki aroma yang wangi seperti bunga dan buah sehingga banyak digunakan sebagai pengharum (essence), sarirasa dalam industri makanan dan minuman. Ester yang digunakan biasanya yang berwujud cair pada suhu kamar.

Titik leleh dan titik didih ester lebih rendah dibanding asam karboksilat dan. Hal ini disebabkan dalam ester tidak terbentuk ikatan hidrogen antarmolekulnya sedangkan pada alkohol dan asam karboksilat terjadi ikatan hydrogen antarmolekulnya. Adanya ikatan hidrogen inilah yang menyebabkan titik leleh dan titik didih alkohol asalnya lebih tinggi.

Reaksi esterifikasi adalah suatu reaksi antara asam karboksilat dan alkohol membentuk ester. Turunan asam karboksilat membentuk ester asam karboksilat. Ester asam karboksilat ialah suatu senyawa yang mengandung gugus -CO₂ R dengan R dapat berupa alkil maupun aril. Esterifikasi dikatalisis asam dan bersifat dapat balik.

Transesterifiksi

Jika suatu ester direaksikan dengan suatu alkohol maka akan diperoleh ester baru dan alkohol baru. Reaksi ini disebut reaksi transesterifikasi yang dapat berlangsung dalam suasana asam dan basa mengikuti pola umum berikut ini.

RCOOR¹ + R”OH ↔ RCOOR” + R¹OH

Reaksi diatas disebut transesterifikasi karena terjadi pertukaran antara gugus alkil dalam –OR¹ pada ester dengan gugus alkil dalam ikatan R”O.

 Pembahasan

Penggunaan minyak jelantah secara berulang-ulang sangat berbahaya bagi kesehatan. Dalam penggunaannya,minyak goreng mengalami perubahan kimia akibat oksidasi dan hidrolisis, sehingga dapat menyebabkan kerusakan pada minyak goreng tersebut. Melalui proses-proses tersebut beberapa trigliserida akan terurai menjadi senyawa-senyawa lain, salah satunya asam lemak bebas. Kandungan asam lemak bebas inilah yang kemudian akan diesterifikasi dengan metanol menghasilkan biodiesel. Sedangkan kandungan trigliseridanya ditransesterifikasi dengan metanol,yang juga mengahasilkan biodiesel dan gliserol. Dengan kedua proses tersebut maka minyak jelantah dapat bernilai tinggi.

Biodiesel dapat disintesis melalui esterifikasi asam lemak bebas atau transesterifikasi trigliserida dari minyak nabati dengan metanol sehingga dihasilkan metil ester.

Dari pembahasan diatas,permasalahannya adalah

1.   Mengapa melalui reaksi esterifikasi dan reaksi transesterifikasi minyak goreng dapat diproses menjadi biodiesel? adakah proses lain,selain proses kedua reaksi tersebut?