ujian akhir semester

UJIAN AKHIR SEMESTER KIMIA ORGANIK FISIK

Nama                           : Silvia lesmiana  (f1c111055))

Nama Kelompok         :  Irma Astriana (f1c111045)

                                       Johan Virnando (f1c111026)

                                       Reno Saputra (f1C111042

PRODI:  KIMIA MURNI

DOSEN: Dr.Syamsurizal

1.Sebagai orang kimia,anda tentu mengenal TNT,yaitu bom yang digunakan dalam medan perang.kalau senyawa tersebut di buat  jelaskan bagaimana mengontrol laju reaksi sekaligus mengontrol termodinamikanya.kemukan pula pendekatan kimia untuk mengendalikan kemungkinan terjadi ledakan.

JAWAB:

Diketahui bahwa sistem kerja bom TNT adalah apabila kedua kutub disatukan akan terjadi ledakan pada detonator,kemudian ledakan detonator akan memicu TNT karna panas yang di hasilkan dari ledakan itu mengurai TNT, dan bereaksi dengan zat campuran lain. Sehingga menimbulkan ledakan yang sangat dahsyat.

Adapun Cara mengontrol laju reaksinya kita harus mengontrol suhunya dimana yang kita ketahui bahan dasar pembuatan bom adalah bahan yang mudah beraksi,dimana pada suhu tinggi dan tekanannya tinggi maka akan terjadi ledakan.

Untuk mengontrol laju reaksi  yang harus dilakukan mengontrol suhu,pada suhu tinggi reaksinya berjalan dengan cepat dan pada suhu rendah laju reaksinya berjalan dengan lambat.

Dalam bom terdapat 2 reaksi yang mengakibatkan bom bisa meledak,yaitu reaksi fisi dan reaksi fusi.

Dimna reaksi Reaksi fusi nuklir adalah reaksi peleburan dua atau lebih inti atom menjadi atom baru dan menghasilkan energi, juga dikenal sebagai reaksi yang bersih.

 Reaksi fisi nuklir adalah reaksi pembelahan inti atom akibat tubrukan inti atom lainnya, dan menghasilkan energi dan atom baru yang bermassa lebih kecil.

Disini untuk menghindari ledakan, kita harus menghindari tumbukan antara inti atom dengan bahan lain dan mencegah reaksi tersebut bereaksi dengan bahan lainnya yang bisa menimbulkan letakan.disini kita harus menghentikan reaksi fisi yang bisa menimbulkan ledakan, dengan cara mengendalikan neutron dengan menaikan dan menurunkan batang pengaduk yang disisipkan dalam pipa bahan peledak,pengendali ini dapat dimasukan dalam pipa bahan peledak agar reaksi fisi berhenti.jika massa massa terlalu besar jumlah inti atom yang pecah secara cepat bisa menimbulkan ledakan.

        

2.Reaksi-reaksi radikal bebas lazimnya sukar dikontrol untuk mendapatkan suatu produk tunggal dalam jumlah banyak,kemukankan apa saja upaya  yang dapat anda lakukan untuk mengendalikan laju propagasi reaksi,berikan contoh reaksinya.

JAWAB:

Reaksi radikal tidak bergantungpada panjang rantai sehingga semua tahap propagasi dapat dikarakterisasi dengan menggunakan konstanta laju rx yg sama yaitu Ka. Upaya mengendalikan laju propagasi rx dengan mengontrol konsentrasi monomer.

Yang perlu dikontrol dan untuk mengendalikan laju propogasi adalah mengontrol suhu dan tekanan,jika suhu dan tekanan tinggi maka laju progasinya berjalan dengan cepat dan pembentukan radikel bebas pun menjadi cepat yang menggakibatkan radikal bebas menyerang reaktan yang menghasilkan molekul produk,sedangkan pada suhu dan temperatur rendah reaksi laju propagasi berjalan dengan lambat dan cenderung stabil.

Contoh reaksinya:                                

             H            H                           H          H                    

R-CH₂-C^O +H₂C=C             R-CH₂-C-CH₂-C^O

             X             X                           X         X

H^O+CH₃-O-H              CH₃-O-H              CH₃+H₂O

4.Buat lah senyawa 3-metil heksanol dengan menggunakan senyawa etana sebagai bahan dasar.

JAWAB:  awalnya etana direaksikan dengan reagen grignard,lalu di reaksikan kembali dengan ester,,,menggunakan katalis NaOH.

CH₃-CH₃ +MgCl                                 CH₃-CH₂-MgCl + H*

CH₃-CH₂-MgCl + (ester)CH₃-CH₂-CH₂-COO-CH₃        NaOH          CH₃CH₂CH(CH₃)CH₂CH₂COH + Mg +NaCl

                                            

5.Jelaskan peran kimia organik fisik dalam menjelaskan kemudahan suatu senyawa organik mengalami sublimasi.Beri contoh senyawa organiknya.

JAWAB:

Sublimasi adalah perubahan wujud dari padat ke gas tanpa mencair terlebih dahulu. Misalkan es yang langsung menguap tanpa mencair terlebih dahulu. Pada tekanan normal, kebanyakan benda dan zat memiliki tiga bentuk yang berbeda pada suhu yang berbeda-beda.

Jadi peran kimia organik fisik dalam suatu senyawa organik mengalami sublimasi ini kimia organik fisik menjelaskan pengontrolan suhu nya,jika pada suhu tinggi maka kosentrasinya harus rendah supaya reaksinya menjadi stabil,sedangkan pada suhu rendah maka kosentrasinya akan tinggi,jika kosentrasi tinggi maka partikel-partikelnya tinggi yang mengakibatkan reaksinya tidak stabil.disini kita harus memperhatikan tekanannya juga,bila tekanannya ditambah maka volumenya harus ditambah juga,karana pada tekanan tinggi jika volume kecil kemungkinan bisa terjadi ledakan.

Pada dalam keadaan cair tekanan uapnya sangat rendah, maka pada tekanan atmosfer zat tersebut dalam bentuk cairan sehingga kurang baik untuk disublimasikan. Agar sublimasi dapat dilakukan maka tekanan pada permukaan cairan harus diturunkan.Hal tersebut dapat kita pelajari lebih jelas dalam kimia organik fisik.

Adapun Contoh senyawa organiknya: AlCl₃, NH₄Cl, I₂, As2O₃.

PEMBENTUKAN IKATAN C-C TUNGGAL

PEMBENTUKAN IKATAN C-C TUNGGAL

 

 

     Ikatan C-C tunggal adalah ikatan sigma dan dikatakan terbentuk antara satu hibridisasi orbital dari masing-masing atom karbon.

atau

 

      IKATAN C-C adalah ikatan kovalen antara dua atom karbon. Bentuk yang paling umum adalah ikatan kovalen - ikatan yang terdiri dari dua elektron.

 

HIPERKONJUGASI

 

Hiperkonjugasi adalah ikatan C – C apabila mengikat atom lagi dengan ikatan. Rangkap 2 atau 3

C-C kecil dari pada C-C perhitungan karena adanya pengaruh ikatan rangkap dua atau tiga yaitu elektron. atau pengaruh hiperkonjugasi. Terjadi semacam resonansi. Gejala ini disebut hiperkonjugasi yaitu karena adanya pergeseran elektron sehingga tidak berikatan secara parsial  (atom H berdekatan) “no bond resonance” sehingga sering pula disebut konjugasi.

Seakan-akan mirip jarak ikatan rangkap tetapi tidak 100% hanya diantaranya.

Ex :

Ikatan dalam Etana.

Kedua atom karbon dalam etana adalah tetrahedral.

•Tiap karbon menggunakan 4 orbital sp3 untuk membentuk 4 ikatan kovalen:

     

     H    H
׀       ׀    ׀                 
H –C –C –H
׀      ׀     ׀ 
     H   

          HDalam etana , orbital sp3 adalah hibridisasi orbital , tetapi ikatan tunggal terbentuk antara atom karbon dengan hibridisasi lain memang terjadi ( misalnya sp² ke sp² ). Bahkan, atom karbon dalam ikatan tunggal tidak perlu dari hibridisasi yang sama. Etana, C₂H₆, merupakan contoh paling sederhana dari molekul yang mengandung ikatan karbon-karbon. 

 

Konsep ikatan sigma diperluas untuk menjelaskan interaksi ikatan yang melibatkan ketumpangtindihan cuping tunggal sebuah orbital dengan cuping tunggal lainnya. 

Sebagai contoh, propana dideskripsikan mengandung 10 ikatan sigma, masing-masing untuk dua ikatan C-C dan delapan ikatan C-H. Atom C primer : atom C yang mengikat langsung 1 atom C yang lainyang lain (tetangganya).

 

 

 PERTANYAAN :

 PERBEDAAN HIPERKONJUGASI PADA C-C TUNGGAL DAN C=C?

GUGUS PERGI DAN PENGARUH GUGUS TETANGGA

REAKSI SUBSTITUSI

Reaksi substitusi adalah reaksi dimana atom, ion, atau gugus menggantikan atom, ion, atau gugus lainnya. Karbon ujung suatu alkil halida bermuatan positif parsial

Contoh : .. _∂+ .. _∂- .. ..

HO:ˉ + CH₃CH₂ - :Br: → CH₃CH₂-OH+:Br:^ˉ

¨ ¨ ¨ ¨

Halida disebut gugus pergi ( leaving group ). Halida merupakan gugus pergi yang baik karena ion – ion ini merupakan basa yang sangat lemah. Beda halnya dengan OH¯ yang merupakan basa kuat, sehingga OH¯ bukan gugus pergi yang baik.

Fˉ basa yang lebih kuat dari ion halida lainnya, ikatan C-F lebih kuat C-X, sehingga F bukan gugus pergi yang baik. Jadi halida yang merupakan gugus pergi yang baik adalah Cl, Br, dan I.

Nukleofil ( Nuˉ )

Nukleofil merupakan spesi yang menyerang suatu alkil halida dalam reaksi substitusi atau spesi yang tertarik ke pusat positif ( basa lewis ).

Contoh : OHˉ, CH₃Oˉ, H₂O, CH₃OH, CH₃NH₃

Kebanyakan nukleofil adalah anion, namun beberapa molekul polar yang netral dapat bertindak sebagai nukleofil. Molekul netral tersebut mempunyai pasangan elektron menyendiri yang digunakan untuk membentuk ikatan sigma.

Elektrofil ( E⁺)

Elektrofil merupakan spesi apa saja yang tertarik ke suatu pusat negatif ( asam lewis )

Contoh : H⁺, ZnCl₂

          Pada reaksi substitusi nukleofilik, efek gugus tetangga didefinisikan sebagai gugus yang memberikan suatu reaksi intermediate yang baru pada pusat reaksi. Untuk reaksi substitusi seperti dibawah, X sebagai gugus tetangga berperan dalam penyerangan nukleofilik intramolekul sehingga melepaskan Y sebagai gugus pergi, yang kemudian diikuti oleh substitusi intermolekul.
           

Hasil dari efek gugus tetangga ini ialah pembentukan produk substitusi dengan konfigurasi yang berlawanan dengan konfigurasi yang seharusnya terjadi pada SN2, dimana reaksi SN2 pada umumnya membentuk konfigurasi yang berlawanan dengan substrat. Dengan adanya partisipasi gugus tetangga, konfigurasi produk sama dengan substrat.

masalah;;;;

 mengapa Halida merupakan gugus pergi yang baik?????

RADIKAL BEBAS

RADIKAL BEBAS

Kalau ngomongi soal redikal bebas pasti hal yang terlintas adalah hal – hal yang berhubungan dengan masalah lingkungan disekitar kita , dimana bila lingkungan telah tercemar oleh polusi udara,asap rokok,radiasi dan juga oleh makanan yang kita konsumsi sehari – harijuga dapat menyebabkan tubuh kita terkena radikal bebas.

Maka untuk mencegah terkena radikal bebas tubuh kita memerlukan antioksidan untuk menetralkan radikal bebas  agar tidak menjadi radikal bebas itu sendiri. Namun segera setelah antioksidan menetralkan radikal bebas, kemampuan antiosidan terlebut menjadi tidak aktif. Oleh karena itu kita perlu terus memasok tubuh kita dengan antioksidan setiap harinya.

·     

    Contoh : Antioksidan adalah vitamin C, E dan beta-karoten.Tidak hanya vitamin, masih banyak jenis antioksidan lainnya seperti lycopene yang terdapat dalam tomat atau semangka dan juga lutein.

Penyakit yang ditimbulkan oleh radikal bebas biasanya adalah munculnya penyakit metabolic seperti, diabetes, stroke, darah tinggi, jantung, bahkan kanker, terjadinya penuaan dini, dan kerusakan jaringan sel – sel dalam tubuh kita.

Untuk dapat terhindar dari radikal bebas maka kita harus menjaga pola hidup sehat,seperti olah raga teratur,makan buah dan sayur,juga mengurangi makan cepat saji (fast food),kalau bias mengolah makanan sendiri dirumah,bagi yang merokok sebaiknya dikurangi,karena rokok sangat tidak baik untuk kesehatan jantung,paru – paru,hati,dll.

Pembentukan radikal bebas dalam tubuh kita terjadi pada saat tubuh kita mengalami hal dibawah ini:

● Pada waktu kita bernapas (hasil samping proses oksidasi atau pembakaran)

●Bahkan  Olahraga yang berlebihan juga tidak baik untuk kesehatan tubuh

● pada saat  terjadi peradangan

● Terpapar polusi Lingkungan (asap rokok, kendaraan bermotor, radiasi, dll)

●dll

Ada 3 golongan antioksidan dalam tubuh manusia  yaitu :

● Antioksidan Primer

Berfungsi mencegah pembentukan radikal bebas, misalnya Transferin, Feritin, albumin.

● Antioksidan Sekunder

Berfungsi menangkap radikal bebas dan menghentikan pembentukan radikal bebas, misalnya Superoxide Dismutase (SOD), Glutathion Peroxidase (GPx), Vitamin C, Vitamin E, B-Caroten, dll.

● Antioksidan Tersier atau repair enzyme

Berfungsi memperbaiki jaringan tubuh yang rusak oleh radikal bebas.

PERMASALAHAN YANG TERKAIT :

1.      Mengapa radikal bebas bias menjadi pemicu terjadinya kanker?

2.      Bagaimana peran antioksidan dalam tubuh untuk melawan radikal bebas?

Tolong diberi komentar,kritik dan saran nya ya!!!

kinetik dan termodinamika reaksi organik

Kinetika berkaitan kecepatan reaksi, termodinamika berkaitan dengan stabilitas

intermediet atau produk yang terjadi.

Reaksi karbonil merupakan contoh reaksi yang menarik untuk membahas kontrol

reaksi. Hal ini dikarenakan banyaknya produk yang bisa saja terbentuk jika tidak

dikontrol secara ketat. Ini berkaitan dengan adanya “diverse reactivity” senyawa

karbonil. Di satu sisi dia bisa berperilaku sebagai elektrofil, namun juga bisa bersifat

nukleofil pada kondisi tertentu.

Satu contoh misalnya pada reaksi Aldol, dengan 2 reaktan (A dan B) yang sama-sama

mempunyai hidrogen alfa, maka kemungkinan reaksi yang terjadi: A + A, A + B, B +

A, dan B + B. Artinya, selain adanya kondensasi silang, juga terdapat selfcondensation.

Belum selesai masalah tersebut jika ternyata senyawa A ata B berupa

molekul asimetri sehingga adanya 2 kemungkinan H alfa yang menghasilkan

intermediet yang berbeda (regioselektivitas).

Termodinamika Kimia

Termodinamika kimia mempelajari hubungan antara reaktan dan hasil reaksi, tidak mempelajari bagaimana suatu reaksi tersebut berlangsung dan dengan kecepatan berapa kesetimbangan reaksi kimia dicapai. Hal ini dipelajari dalam kinetika kimia,sehingga kinetika kimia merupakan pelengkap bagi termodinamika kimia.Termodinamika kimia memberikan 2 hal penting yang diperlukan dalam merancang reaktor, yaitu : panas yang dibebaskan atau panas yang diserap selama reaksi berlangsung dan tingkat reaksi maksimum yang tepat

Kontrol Kinetika  yang mempelajari laju reaksi dan faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi tersebut.

jadi Kinetika berkaitan kecepatan reaksi, termodinamika berkaitan dengan stabilitas

intermediet atau produk yang terjadi. kontrol ini sangat diperlukan dalam sintesis senyawa senyawa organik seperti reaksi karbonil,

ini adalah contoh suatu reaksi organik yang sederhana.

CH3Br + OH - --> CH3 OH + Br -  

TEORI ASAM BASA

TEORI ASAM BASA MENURUT TEORI :

1.Teori Arrhenius (oleh Svante August Arrhenius)

ASAM  adalah zat yang apabila dilarutkan dalam air dapat menghasilkan ion H+. Akibat kelebihan ion H+ maka air yang sudah ditambahkan zat asam disebut sebagai larutan asam.

contoh: HCl, H2SO4, H2CO3, H3PO4,HCN, HNO3

HCl + H2O à H+ + Cl- + H2O

BASA : pengionan dalam air melepaskan ion OH-

Basa adalah zat yang apabila dilarutkan dalam air dapat menghasilkan ion OH-. Akibat kelebihan ion OH- maka air yang sudah ditambahkan zat basa disebut sebagai larutan basa

contoh: NaOH, KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2

NaOH + H2O à Na+ + OH- + H2O

Reaksi asam basa : Reaksi penetralan

·      Penggabungan ion H+ dan OH- membentuk air

·      Kation yang terikat pada OH- dan anion yang terikat pada H+ membentuk senyawa ionik (garam)

HCl + NaOH à NaCl + H2O

     Asam    Basa       Garam    Air

2.Teori Bronsted Lowry (oleh Bronsted dan Lowry)

Dasar teori: pertukaran proton (H+)

·   Asam: sebagai donor (pemberi) proton

·   Basa: sebagai akseptor (penerima) proton

Amfiprotik/ Amfoter: bisa bersifat asam atau basa

Contoh : H2O, NH3, HCH3COO, H2PO4-

HCl  +  H2O à H3O+ + Cl-

Asam    basa

H2O  +  NH3 à NH4+ + OH-

                       Asam    basa

Reaksi asam basa :

·      Reaksi perpindahan proton dari asam ke basa

·      Membentuk asam dan basa konjugasi

ü  Asam kuat: basa konjugasi lemah

ü  Basa kuat: asam konjugasi lemah

HCl  +  H2O  à  H3O+  +  Cl-

Asam1  basa1    asam2     basa2

-Asam konjugasi memiliki atom H lebih banyak  daripada basa konjugasinya

-Basa konjugasi memiliki muatan negatif lebih banyak daripada asam konjugasinya

H2PO4-                        à     HPO42-

asam konjugasi             basa konjugasi

note:

Semua asam basa Arrhenius adalah asam basa bronsted lowry

3.Teori Lewis (oleh Lewis)

Dasar teori : pemakaian pasangan elektron bebas

Asam : menerima pasangan elektron bebas

Ex: H+, kation logam (Fe3+, Al3+)

Senyawa melibatkan unsur gol.III biasanya asam lewis kuat (membentuk ikatan kovalen koordinasi)

Basa :  memberikan pasangan elektron bebas

Ex: OH-, atom dan ion dari golongan V - VII (F-,Cl-)

Reaksi asam basa :

·      Pemakaian bersama pasangan elektron (ex: pada ikatan kovalen koordinasi)

Ex: Reaksi BF3 (asam) dan NH3 (basa)

       Reaksi pembentukan senyawa kompleks

note:

Semua asam basa Arrhenius adalah asam basa Lewis

Asam:

Ion H+ menyebabkan:

·   Mengubah warna lakmus biru menjadi merah

·   Memberi rasa asam

·   Bereaksi dengan logam dan basa

Contoh asam dalam kehidupan sehari-hari:

ü  Asam sitrat (pada jeruk dan anggur)

ü  Asam asetat (cuka)

ü  Asam askorbat (vitamin C)

ü  Asam sulfat (air aki)

Basa:

·   Memberi rasa pahit

   Contoh basa dalam kehidupan sehari-hari:

ü  Natrium bikarbonat (Soda kue)

ü  Amonia (untuk pupuk)

ü  Natrium hidroksida (pada pembersih oven)

Gabungan asam dan basa : memberi rasa asin

TETAPAN KESETIMBANGAN PENGIONAN ASAM BASA

Asam basa mengion dalam larutan dengan derajat pengionan yang berbeda

§ Asam kuat dan basa kuat : (mendekati 1)

Ex : asam kuat à H2SO4, HNO3, HCl, HClO4,HBr

       Basa kuat à KOH, NaOH, Mg(OH)2,LiOH

§ Asam lemah dan basa lemah:  (sgt jauh dari 1)

Ex : asam lemah à H2CO3,CH3COOH,HCN, H3PO4

       Basa lemah à Fe(OH)3, NH4OH, Al(OH)3

o Tetapan kesetimbangan pengionan asam = Ka

Semakin tinggi Ka, semakin kuat asam

o Tetapan kesetimbangan pengionan basa = Kb

Semakin tinggi Kb, semakin kuat basa

o Tetapan Kesetimbangan autoionisasi air = Kw

Terjadi karena adanya sifat amfiprotik air

Asam Dan Basa Monovalen

valensi asam atau basa adalah satu

asam lemah monovalenàEx: asam asetat

CH3COOH à H+ + CH3COO-

basa lemah monovalenàEx: natrium hidroksida

NH4OH à NH4+ + OH-

Pasangan asam-basa konjugasi:

Asam makin lemah, basa konjugasinya makin kuat

è Ka x Kb = Kw

Asam Dan Basa Polivalen

valensi asam atau basa adalah lebih dari satu

Asam dan basa polivalen mengion secara bertahap dan tiap tahap memiliki nilai tetapan kesetimbangan sendiri.

Contoh: Asam sulfat

H2SO4 à H+  + HSO4-

HSO4- à H+  + SO42-

KONSENTRASI ION H+ DAN pH (derajat keasaman)

Asam/Basa Kuat:

à elektrolit kuat (mengion hampir sempurna dalam air)

pH dapat ditentukan langsung dari nilai konsentrasi (C) asam dan basa tersebut.

[H+]= C asam.valensi asam      

[OH-]= C basa.valensi basa       

Asam/Basa Lemah:

o   Konsentrasi H+ dari asam dan OH- dari basa bergantung pada derajat ionisasi (α)dan tetapan ionisasi (Ka (asam) atau Kb (basa))

[H+] =    √ Ka.C asam 

[OH-]= √ Kb.C basa

pH = - log [H+]                           pH + pOH = 14

pOH = - log [OH-] 

Ket: C=konsentrasi (Molaritas)