Archive for Juni 2013

ORGANIK: GUGUS KARBONIL

Jumat, 14 Juni 2013

Tag : Organik

SERI BELAJAR ORGANIK: GUGUS KARBONIL

Gugus fungsi karbonil adalah gugus yang dibentuk dari ikatan kovalen (bersifat polar) antara atom Oksigen dan Carbon melalui satu ikatan sigma dan satu phi. Adanya atom Oksigen yang bersifat elektronegatif disertai 2 PEB pada atom itu serta ikatan phi antara C dan O membuat gugus karbonil sebagai pusat reaksi yang reaktif pada senyawa aldehida dan keton. Gugus ini memegang peranan penting dalam reaksi kimia organik. Mekanisme reaksi apa saja yang terlibat pada gugus penting ini. Silakan pelajari dan download file berikut:

Download Di sini

PEMBAHASAN SOAL OSP KIMIA No 6

Selasa, 11 Juni 2013

0 Comments

Tag : OSNKimia

PEMBAHASAN ESSAY no 6.

SOAL OLIMPIADE SAINS KIMIA (PROPINSI) 2013

by Elizabeth TJahjadarmawan

SOAL 6. SENYAWA ORGANIK

Suatu senyawa organik A mengandung karbon 66,7%, hidrogen 11,1%, dan oksigen 22,2% (persen massa). Data spektrum massa senyawa A menunjukkan massa molekul senyawa ini adalah 72.

a. tentukan rumus molekul senyawa A.

Langkah pertama kita menentukan Rumus empiris senyawa:

C : H : O

66,7/12 : 11,1/1 : 22,2/16

5,558 : 11,1 : 1,3875

4 : 8 : 1

RE = (C₄H₈O)n = 72

Lalu mencari RM atau rumus molekul senyawa:

(C₄H₈O)n = 72

n= 1 maka RM = RE = C₄H₈O

Ketika senyawa A diteteskan ke dalam larutan 2,4 dinitrofenilhidrazine ternyata membentuk endapan berwarna jingga.

b. Tuliskan gugus fungsi dalam senyawa A yang bertanggung jawab terhadap terbentuknya endapan jingga dengan 2,4 dinitrofenilhidrazine.

Gugus fungsi aktif yang bertanggung jawab adalah gugus karbonil

( C = O) dalam hal ini bisa aldehida atau keton.

c. Gambarkan tiga struktur senyawa isomer A yang mengandung gugus fungsi tsb pada (b).

Tiga struktur isomer yang mungkin adalah:

Butanal (gugus aldehida)

2 butanon (gugus keton)

2 metil propanal (gugus aldehida)

Senyawa A dapat disintesis dari senyawa B dengan cara oksidasi. Salah satu isomer dari senyawa A memberikan hasil negatif terhadap reagen Bordwell-Wellman (reagen K₂Cr₂O₇ dalam asam) sedangkan kedua isomer lainnya mengubah warna jingga reagen Bordwell-Wellman menjadi larutan berwarna kehijauan. Salah satu isomer senyawa A juga memberikan hasil uji positif terhadap uji iodoform (mereaksikan senyawa dengan I₂ dalam larutan NaOH), sedangkan kedua isomer lainnya memberikan hasil negatif.

d. Gambarkan ketiga isomer B yang dapat menghasilkan isomer-isomer A pada (c)

Ketiga isomer B adalah:

Isomer pertama adalah 1 butanol karena 1 butanol dioksidasi menghasilkan butanal.

Isomer kedua adalah 2 butanol karena 2 butanol dioksidasi menghasilkan 2 butanon.

Isomer ketiga adalah 2 metil propanol karena 2 metil propanol dioksidasi menghasilkan 2 metil propanal.

e. Tuliskan reagen apa yang digunakan untuk konversi senyawa B menjadi A?

Reagennya adalah K₂Cr₂O₇ (berwarna orange) dalam suasana asam. Uji positif ditandai dengan berubahnya warna orange menjadi hijau karena terbentuknya ion Cr (III).

f. Tuliskan reaksi antara isomer A dengan reagen Bordwell-Wellmann yang menunjukkan hasil uji positif.

Butanal (gugus aldehida) + K₂Cr₂O₇ / H⁺à asam butanoat + Cr³⁺ (aq)

2 metil propanal (gugus aldehida) + K₂Cr₂O₇ / H⁺à asam 2 metil propanoat + Cr³⁺ (aq)

g. Tuliskan reagen dan reaksi yang dapat membedakan ketiga isomer A

Reagen yang membedakan adalah pereaksi iodoform (I₂/NaOH) dan K₂Cr₂O₇ / H⁺

h. Gambarkan struktur isomer B yang menghasilkan senyawa isomer A yang memberikan hasil uji Bordwell-Wellman negatif.

2 butanon + + K₂Cr₂O₇ / H⁺à tidak bereaksi

Jadi isomer B yang negatif adalah 2 butanol.

i. Gambarkan struktur senyawa A yang memberikan hasil uji positif terhadap uji iodoform.

Uji iodoform positif untuk gugus:

Alkohol: CH₃CH R (OH)

"R" bisa berupa sebuah atom hidrogen atau sebuah gugus hidrokarbon (misalnya, sebuah gugus alkil).

Jika "R" adalah hidrogen, maka akan dihasilkan alkohol etanol, CH₃CH₂OH.

Etanol merupakan satu-satunya alkohol primer yang menghasilkan reaksi triiodimetana (iodoform).

Jika "R" adalah sebuah gugus hidrokarbon, maka dihasilkan alkohol sekunder. Banyak alkohol sekunder yang dapat menghasilkan reaksi triiodometana, tetapi semuanya memiliki sebuah gugus metil terikat pada karbon yang memiliki gugus -OH.

Tidak ada alkohol tersier yang bisa mengandung gugus ini karena tidak ada alkohol tersier yang bisa memiliki sebuah atom hidrogen terikat pada karbon yang memiliki gugus -OH. Tidak ada alkohol tersier yang dapat menghasilkan reaksi triiodometana (iodoform).

Gugus Aldehida dan keton positif terhadap Iodoform dengan bentuk CH3 (C=O) R

"R" bisa berupa sebuah atom hidrogen atau sebuah gugus hidrokarbon (misalnya, sebuah gugus alkil).

Jika "R" adalah hidrogen, maka diperoleh aldehid etanal, CH₃CHO.

Etanal merupakan satu-satunya aldehid yang dapat menghasilkan reaksi triiodometana.

Jika "R" adalah sebuah gugus hidrokarbon, maka diperoleh keton. Banyak keton dapat menghasilkan reaksi ini, tetapi semua keton tersebut memiliki sebuah gugus metil pada salah satu sisi ikatan rangkap C=O. Keton-keton ini dikenal sebagai metil keton.

Jadi isomer A yang positif adalah 2 butanon karena merupakan metil keton.

j. Gambarkan struktur senyawa produk reaksi antara senyawa A pada (i) dengan hidroksilamin.

Hidroksilamin (NH₂-OH) digunakan untuk memurnikan keton dan aldehida. Reaksi akan menghasilkan senyawa oksim yang mengendap.

Reaksi NH₂OH dengan aldehyde atau ketone menghasilkan sebuah senyawa oksim dengan rumus umum:

R₂C=O + NH₂OH (HCl atau NaOH) → R₂C=NOH + NaCl + H₂O

Atau:

CH₃ – C=O

CH₂-CH₃ + NH₂-OH + H⁺ à CH₃- C= N –OH + H₂O

CH₂-CH₃

k. Tuliskan mekanisme reaksi umum reaksi antara senyawa yang dapat memberikan hasil uji positif terhadap reagen uji iodoform.

Lihat gambar berikut:

l. Senyawa A mendidih pada 79,6 ^oC sedangkan pentana C₅H₁₂ yang memiliki massa molekul realtive sama, mendidih pada 36,3 ^o C. Jelaskan faktor apa yang menyebabkan perbedaan titik didih tsb.

Isomer atau senyawa dengan jumlah Mr relatif sama yang memiliki titik didih berbeda tentu karena strukturnya berbeda. Hidrokarbon rantai panjang memiliki ikatan antar molekul melalui gaya Van der Waals (non dipol-non dipol) bahkan karena ikatan intramolekulnya adalah non polar maka cenderung gaya London yang mendominasi. Ikatan ini relatif lemah sehingga hanya perlu sedikit energi untuk memutuskan ikatan antar molekulnya. Akibatnya titik didihnya lebih rendah.

Sedangkan Senyawa A dengan gugus karbonil atau alkohol bersifat lebih polar (ada atom Oksigen yang bersifat elektronegatif kuat) maka ikatan antar molekulnya lebih kuat (ingat di sini ikatan dipol-dipol). Akibatnya titik didih relatif lebih tinggi.

Jelas faktor yang mempengaruhi adalah selain perbedaan Mr, struktur senyawa namun juga adanya atom yang bersifat elektronegatif yang akan memberi sifat kepolaran senyawa.

PEMBAHASAN SOAL OSP KIMIA 2013 no 5

Minggu, 09 Juni 2013

0 Comments

Tag : OSNKimia

PEMBAHASAN OSP KIMIA 2013

SOAL ESSAY no 5. ASAM SULFAT

(by: Elizabeth Tjahjadarmawan)

Proses kontak adalah salah satu proses yang digunakan untuk memproduksi asam sulfat H₂SO₄ dalam skala industri. Proses ini terdiri dari 4 tahap utama: Tahap pertama adalah reaksi antara leburan belerang dan gas Oksigen menghasilkan gas belerang dioksida.

Tahap kedua adalah proses penambahan oksigen berlebih kepada produk dari tahap pertama untuk menghasilkan gas belerang trioksida. Tahap ketiga adalah reaksi antara gas belerang trioksida dengan asam sulfat cair menghasilkan cairan oleum (H₂S₂O₇). Tahap keempat adalah proses penambahan air kepada oleum sehingga menghasilkan asam sulfat pekat. Pada produksi ini digunakan katalis V₂O₅ serta harus pada kondisi suhu relatif tinggi (450 ^o C) dan tekanan relatif tinggi (2-9) atm.

a. Tuliskan persamaan reaksi yang setara beserta fasa yang sesuai untuk setiap senyawa yang terlibat dalam reaksi untuk ke-4 tahap utama dalam proses Kontak.

S _(s) + O₂ _(g) à SO₂ _(g)

2SO₂ _(g) + O₂ _(g) à SO₃ _(g)

SO₃ _(g) + H₂SO₄ _(l) à H₂S₂O₇ _(l)

H₂S₂O₇ _(l) + H₂O _(l) à 2H₂SO₄ _(aq)

b. Katalis V₂O₅ pada proses Kontak berfungsi untuk mempercepat reaksi tahap 2. Mekanismenya V2O5 tereduksi menjadi vanadium (IV) saat oksidasi belerang dioksida menjadi belerang trioksida, kemudian vanadium (IV) teroksidasi kembali menjadi V₂O₅ ketika bereaksi dengan oksigen. Tuliskan kedua tahap reaksi redoks yang sesuai dengan mekanisme tsb.

SO₂ _(g) + V₂O₅ _(s) à SO₃ _(g) + 2VO₂ _(s)

2VO₂ _(s) + O₂ _(g) à V₂O₅ _(s)

Uap asam sulfat mengalami disosiasi ketika dipanaskan, sesuai dengan reaksi sbb:

H₂SO₄ _(g) ó H₂O _(g) + SO₃ _(g)

Data berikut menunjukkan tekanan parsial pada kesetimbangan di dua temperatur:

	P partial (Pa)	P partial (Pa)	P partial (Pa)
T (dalam K)	H₂SO₄ _(g)	H₂O _(g)	SO₃ _(g)
400	4,5	3,2	2,9
493	470	300	270

c. Tuliskan ungkapan tetapan kesetimbangan untuk tekanan, Kp untuk reaksi di atas:

Kp = p (H₂O) p (SO₃)

P (H₂SO₄)

d. Berdasarkan data pada tabel di atas hitung nilai tetapan kesetimbangan, Kp pada tiap temperatur tsb.

Pada 400 K à Kp = p (H₂O) p (SO₃) = (3,2) (2,9) = 2,06222 Pa

P (H₂SO₄) 4,5

Pada 493 K à

Kp =p (H₂O) p (SO₃) =(300) (270) = 172,3404255 Pa

P (H₂SO₄) 470

e. Jelaskan berdasarkan jawaban pada (d) apakah reaksi disosiasi uap asam sulfat tsb adalah reaksi eksoterm atau endoterm.

Reaksi adalah endoterm karena ketika suhu dinaikkan maka Kp menjadi besar. Hal ini menunjukkan bahwa reaksi memerlukan panas.

f. Uap asam sulfat ditempatkan dalam sebuah wadah pada 400 K dan dibiarkan mengalami dekomposisi selama beberapa saat sehingga tekanan parsial pada campuran tsb adalah:

H2O (g) = 1 Pa; SO3 (g) = 1 Pa; H2SO4 (g) = 5 Pa;. Jelaskan apakah campuran tsb telah mencapai kesetimbangan atau tidak?

Qp = p (H₂O) p (SO₃) = (1) (1) = 0,2 < Kp

P (H₂SO₄) 5

maka belum mencapai kesetimbangan.

g. Gambar struktur Lewis asam sulfat.

Suatu larutan yang mengandung garam natrium NaX menghasilkan endapan kuning ketika dicampurkan dengan larutan timbal (II) nitrat. Sedangkan padatan garam NaX akan bereaksi dengan asam sulfat pekat panas menghasilkan beberapa produk termasuk uap yang berwarna ungu.

h. Tulis persamaan reaksi yang setara antara larutan NaX dengan larutan timbal (II) nitrat. Jangan lupa tuliskan fasanya.

2NaX (aq) + Pb(NO₃)₂ (aq) à 2Na⁺(aq) + NO₃^- (aq) + PbX₂ (s)

2NaI (aq) + Pb(NO₃)₂ (aq) à 2Na⁺(aq) + NO₃^- (aq) + PbI₂ (s)

k. Uraikan penjelasan yang akhirnya dapat mengungkapkan identitas dari garam NaX

Jika PbX₂ direaksikan dengan garam timbal (II) nitrat menghasilkan endapan kuning maka endapan kuning itu adalah PbI₂

Uapnya berwarna ungu maka X2 adalah I2 yaitu uap ungu jika dipanaskan maka NaX adalah NaI.

Berdasarkan reaksi:

2NaX (s) + 3H₂SO₄ (aq) à X₂ (g) + 2NaHSO₄ (s) + SO₂ (g) + 2H₂O (l)

Etanol mengalami dehidrasi oleh penambahan asam sulfat pekat berlebih pada 170^o C menghasilkan senyawa A. Reaksi A dengan H₂O pada tekanan dan suhu tinggi menghasilkan senyawa B (suatu cairan yang mudah menguap). Reaksi A dengan H₂ panas dan katalis Ni menghasilkan senyawa C.

j. berdasarkan informasi pada wacana di atas, uraikan dengan persamaan reaksi yang dapat mengungkap identitas senyawa A, B, dan C.

A= etena (reaksi eliminasi)

B = etanol (adisi)

C= etana (reaksi adisi)

PEMBAHASAN SOAL OSP KIMIA 2013 No 4

0 Comments

Tag : OSNKimia

PEMBAHASAN SOAL OSP KIMIA 2013

SOAL ESSAY no 4. KINETIKA REAKSI
(by Elizabeth Tjahjadarmawan)

Pada temperatur kamar 30^oC ternyata gas SO₂Cl₂ dapat terdisosiasi menjadi gas Cl₂. Untuk mengamati laju reaksi penguraiannya, ke dalam suatu wadah dimasukkan gas SO₂Cl₂ dan diukur tekanan awalnya (kPa). Laju penguraian gas SO₂Cl₂ tersebut diamati dengan mengukur tekanan di dalam wadah pada periode waktu tertentu. Diperoleh data sbb:

Waktu (detik) Tekanan Total dalam wadah (P.tot) KPa

0 1384

60 2076

120 2422

180 2592

Berdasarkan data tsb maka jawablah pertanyaan berikut ini:

a. Tuliskan reaksi disosiasi gas SO₂Cl₂ pada suhu kamar.

SO₂Cl₂ (g) à SO₂ (g) + Cl₂ (g)

b. Tentukan tekanan parsial gas SO₂Cl₂ setelah 60 dan 180 detik.

SO₂Cl₂ (g) à SO₂ (g) + Cl₂ (g)

Awal 1384

Reaksi x x x

Sisa 1384-x x x

P total = 1384 –x + x+ x = 1384 + x

Pada 60 detik:

P tot = 2076 = 1384 + x

X = 692 KPa

P SO2Cl2 = 1384 – x = 1384 – 692 = 692 kPa

Pada 180 detik:

P tot = 2592 = 1384 + x

X = 1208 KPa

P SO2Cl2 = 1384 – x = 1384 – 1208 = 176 kPa

Tentukan berapa persen gas SO2Cl2 yang terdisosiasi setelah 180 detik.

=(1208/1384) x 100% = 87,283 %

(i) Berdasarkan data dan perhitungan yang Anda peroleh tentukan waktu paruh (t1/2) dari SO2Cl2.

Waktu paruh = 60 detik

(ii) tentukan orde reaksi dari disosiasi gas SO2Cl2.

Data t1/2 konstan maka orde reaksi adalah satu.

(iii) tentukan tetapan laju reaksi penguraian gas SO2Cl2 pada suhu kamar.

Karena orde satu maka nilai k=

Ln (Ao/At) = k. ∆ t

In (1384) – In (692) = k (60 detik) à k = 1,1552 x 10^-2 s^-1

(iv) Tentukan tekanan total dalam wadah setelah periode waktu 200 detik.

Pada 200 detik:

Ln (Ao/At) = k. ∆ t

Ln (1384/At) = 1,1552 x 10^-2(200)

At = 137,3233847 kPa (SO2Cl2 yang bereaksi)

Maka SO2Cl2 sisa = 1384 - 137,3233847 = 1246,676615 kPa

Jadi P total = 1246,676615 kPa + 2 ( 137,3233847 ) = 1521,3232 kPa

(v) Bila suhu penguraian SO2CL2 dinaikkan menjadi 40^oC, bagaimana laju penguraian gas SO2Cl2 lebih cepat atau lambat? Jelaskan alasan Anda.

Bila suhu naik maka tetapan laju naik dan reaksi berlangsung cepat sesuai hukum Arhennius.

(vi) Gambarkan formula Lewis untuk SO2 dan SO2CL2.

O = S = O dan O = S = O

PEMBAHASAN SOAL OSP KIMIA no 3.

2 Comments

Tag : OSNKimia

PEMBAHASAN SOAL ESSAY No 3.

OLIMPIADE SAINS TKT PROPINSI 2013 BIDANG KIMIA

(by Elizabeth Tjahjadarmawan)

Berikut adalah pembahasan soal Essay No 3. Mohon masukan, saran, atau koreksi jika terdapat kesalahan.. terima kasih.

Asam malat C₄H₆O₅ adalah asam dikarboksilat (H₂M) yang banyak terdapat dalam buah apel hijau dan memberikan rasa asam yang segar.

Struktur asam malat.

Asam malat banyak digunakan sebagai additif pada bahan pangan dan untuk perawatan kulit. Anda membuat juice apel dan diperoleh 250 ml larutan dengan pH 3,5.

a. Tuliskan reaksi ionisasi asam malat.

C4H6O5 à C4H5O5^- + H ⁺

C4H5O5^- à C4H4O5^‑ + H ⁺

b. Hitunglah berapa konsentrasi molar ion hidrogen dalam juice apel.

pH = 3,5 = - log (H⁺)

(H ⁺) = 10^-3,5 M = 3,16227766. 10 ^-4 M

Juice apel dapat dititrasi dengan alkali standar, tetapi dalam titrasi tersebut hanya terdapat 1 titik akhir. Sebanyak 25 ml sampai juice apel dinetralisasikan secara akurat dengan 27,5 mL larutan Natrium hidroksida 0,1 mol/L dengan memakai indikator PP ( rentang pH 8,3 – 10,0).

c. Berdasarkan titrasi tsb, hitunglah konsentrasi molar dari asam malat dalam juice tsb.

NaOH + 2 H ⁺ à 2 Na ⁺ + 2 H2O

Mol NaOH

=27,5 . 10 ^-3 L (0,1 mol/L)

=2,75. 10 ^-3 mol

Mol ion Hidrogen

= 2 (2,75. 10 ^-3 mol)

= 5,5 . 10 ^-3 mol

= 5,5. 10 ^-3 mol x (250/25)

= 0,055 mol/L.

d. Jelaskan mengapa hanya dapat digunakan 1 indikator dan tidak 2 indikator sebagaimana umumnya pada titrasi asam lemah dikarboksilat.

Biasanya jika hanya terdapat 1 titik akhir titrasi. Kemungkinan Ka1 sama atau hampir sama dengan Ka2, atau Ka1 terlalu besar (Ka1 dominan) dibandingkan Ka2 sehingga yang digunakan hanya Ka1.

e. Bila diasumsikan bahwa nilai pH juice terutama disumbangkan oleh H⁺ dari ionisasi tingkat pertama asam malat, hitunglah berapa nilai Ka1 dari asam malat tsb.

H+ = √ Ka. Ma

3,16227766. 10 ^-4 = √ Ka. 0,055

Ka = 1,818. 10 ^-6

f. Berikan dua alasan mengapa PP adalah indikator yang cocok untuk titrasi ini.

Alasan 1. Pemilihan indikator berdasarkan pada titik ekivalen reaksi antara titrasi asam lemah oleh basa kuat terdapat pada pH=8 dan ini harus memotong daerah range pH indikatornya nya yaitu 8,3 – 10). Alasan 2. Indikator PP mengalami perubahna warna yang mudah diamati oleh mata.

g. Bagaimana pH larutan garam Na2M? Asam, basa, atau netral?

Karena asam malat adalah asam lemah dan NaOH adalah basa kuat maka terjadi hidrolisis garam yang bersifat basa karena menghasilkan OH^-.

Reaksi hidrolisis:
Na2C4H4O5 + H2O à C4H4O5 ^2- + 2 Na ⁺

C4H4O5 ^2- + H2O à C4H4O5H ^- + OH ^-