LAPORAN PRAKTIKUM ORGANIK. Analisa Unsur-unsur senyawa organik

LAPORAN PRAKTIKUM ORGANIK :

ANALISA UNSUR-UNSUR SENYAWA ORGANIK 

PENDIDIKAN KIMIA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS KATOLIK WIDYA MADIRA

 KUPANG

1.      Judul Praktikum

Judul dari praktikum ini adalah “Analisa Unsur-Unsur Senyawa Organik”.

2.      Tujuan Praktikum

Ada pun tujuan dari praktikum ini adalah untuk menganalisis beberapa unsur dalam senyawa organik.

3.      Dasar Teori

Senyawa adalah zat yang terbentuk dari penggabungan unsur-unsur dengan pembentuknya. Senyawa dihasilkan dari reaksi kimia antara dua unsur atau lebih melalui reaksi pembentukan. Senyawa organik atau senyawa karbon adalah suatu senyawa yang unsur-unsur penyusunya terdiri dari atom karbon dan atom-atom hydrogen, oksigen, nitrogen, sulfur, halogen, atau fosfor (Riswiyanto, 2009).

Senyawa organik adalah golongan besar senyawa kimia yang molekulnya mengandung karbon, kecuali karbida, karbonat, dan oksida karbon. Banyak di antara senyawa organik seperti protein, lemak, dan karbohidrat merupakan komponen penting dalam biokimia. Di antara beberapa golongan senyawa organik adalah senyawa alifatik (rantai karbon yang dapat diubah gugus fungsinya), hidrokarbon aromatik (senyawa yang mengandung paling tidak satu cincin benzena), senyawa heterosiklik (yang mencakup atom-atom nonkarbon dan struktur cincinnya), dan polimer (molekul rantai panjang gugus berulang) (wawan, 2009).

Sifat fisika senyawa organik seperti titik leleh, titik didih, kelarutan tergantung pada struktur, gugus fungsi, dan berat molekul. Gugus fungsi suatu molekul organik sangat menentukan sifat reaksinya. Seperti halide (alkil halida), hidroksil (alkohol dan karboksilat), karbonil (aldehida dan keton), amino, dan sulfonil.

Ada dua jenis model analisis, yaitu analisis kuantitatif dan kualitatif. Analisis kualitatif membahas mengenai identifikasi zat-zat. Urusannya adalah unsur atau senyawa apa yang terdapat dalam suatu sampel atau contoh. Pada pokoknya tujuan analisis kualitatif adalah memisahkan dan mengidentifikasi sejumlah unsur (Vogel, 1985).

Perbedaan antara kimia organik dan kimia anorganik terletak kepada ada atau tidaknya ikatan karbon hidrogen. Sehingga, asam karbonat termasuk senyawa anorganik sedangkan asam format termasuk dalam senyawa organik.

Struktur organik ditandai dengan adanya ikatan kovalen antara atom atom molekulnya. Oleh karena itu, reaksi kimia pada senyawa organik ditandai dengan adanya pemutusan ikatan kovalen dan pembentukan ikatan kovalen yang baru. Proses ini membutuhkan waktu yang sangat bergantung pada kondisi saat berlangsungnya reaksi. (Tim Kimia Organik. Penuntun Praktikum Kimia Organik I. 2011).

Analisa kimia adalah penyelidikan kimia yang bertujuan untuk mencari susunan persenyawaan atau campuran persenyawaan di dalam suatu sampel. Umumnya suatu reaksi kimia merupakan suatu perubahan dari suatu senyawa atau molekul menjadi senyawa atau molekul lain.

Analisis kualitatif terhadap beberapa unsur dalam senyawa organik digunakan untuk mengetahui keberadaan unusr-unsur organik dalam suatu zat. Sistematika dalam menganalisa secara kualitatif suatu senyawa organik meliputi beberapa langkah, di antaranya :

a.       Melihat dan menentukan sifat-sifat fisik zat

Sifat fisika biasanya digunakan untuk menentukan kemurnian suatu zat atau untuk mengetahui jenis zat dalam analisis kualitatif. Sifat fisika yang sering ditentukan di antaranya, titik didih dan indeks bias untuk zat cair serta titik leleh dan bentuk kristal untuk zat padat.

Titik leleh suatu zat adalah suhu di mana terjadi keadaan seimbang antara fasa padat dan fasa cair. Titik didih suatu zat adalah suhu dimana tekanan uap zat cair sama dengan tekanan luar di atas permukaan zat cair tersebut. Indeks bias adalah bilangan yang menunjukkan perbandingan sinus sudut datang dengan sinus sudut bias cahaya yang melewati suatu media. Indeks bias merupakan tetapan fisik yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi suatu senyawa cairan dan dapat juga digunakan untuk menentukan kemurnian dari senyawa tersebut. Indeks bias sangat bergantung pada suhu.

b.      Menganalisa elementer atau tes kualitatif unsur

Tes kualitatif unsur bertujuan untuk menentukan unsur-unsur yang terdapat dalam suatu zat. Unsur-unsur yang umumnya terdapat dalam zat organik dalam pelarut inert dan pelarut aktif, secara kimia tergantung pada struktur molekulnya.

c.       Kelarutan

Kelarutan atau solubilitas adalah kemampuan suatu zat kimia tertentu, zat terlarut (solute), unutk larut dalm suatu pelarut (solvent).

d.      Identifikasi gugus fungsional

Gugus fungsi adalah kedudukan kereaktifan kimia dalam  molekul. Penentuan unsur penyusun suatu senyawa organik dapat dilakukan dengan analisis secara kualitatif. Selain menentukan unsur penyusun senyawa organik, analisis secara kualitatif juga dapat menentukan gugus fungsi yang terdapat di dalam senyawa organik tersebut. Di mana, senyawa organik bisa dikelompokkan berdasarkan gugus fungsi yang dimilikinya. Sehingga analisis secara kualitatif sangat membantu menentukan termasuk kelompok apa suatu senyawa organik yang belum diketahui berdasarkan gugus fungsi yang dimilikinya.

Setelah mengetahui sifat-sifat senyawa organik, dilanjutkan dengan melakukan analisis unsur penyusun senyawa. Senyawa organik umumnya terdiri dari karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), belerang (S) dan bisa juga terdapat halogen. Dalam mendeteksi masing-masing unsur yang terkandung, diperlukan pereaksi yang spesifik dan khusus.

Untuk mendeteksi unsur karbon dan hidrogen, senyawa yang akan diuji terlebih dahulu direaksikan dengan tembaga oksida kering (CuO) sambil dipanaskan untuk mempercepat dan menyempurnakan reaksi. Reaksi yang terjadi apabila senyawa tersebut mengandung karbon dan hidrogen adalah :

C_xH_Y + CuO → Cu_(s) + H₂O_(g) + CO₂(g)

Kemudian gas CO₂ yang dihasilkan dialirkan ke dalam larutan Ca(OH)₂, dimana nantinya bila positif terdapat CO₂ maka larutan Ca(OH)₂ akan berubah menjadi keruh. Persamaan reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

CO_2(g) + Ca(OH)_2(aq) → Ca(CO)_{3(s) ↓} + H₂O

Keberadaan gas H₂ dapat dilakukan dengan menangkap gas H₂ dengan kertas kobal (CoCl₂),  kertas kobal yang berwarna biru pada awalnya akan berwarna merah setelah terkena gas H₂.

Unsur yang pada umunya terkandung dalam senyawa organik adalah oksigen (O). Cara mendeteksi keberadaan unsur oksigen adalah dengan menggunakan pereaksi feroks (kompleks Fe⁺³[Fe(CNS)₆]^-3). Apabila mengandung oksigen, kertas feroks yang ditetesi senyawa sampel maka kertas feroks akan berubah warna menjadi merah.

Untuk mendeteksi keberadaan unsur belerang, nitrogen, dan halogen terlebih dahulu senyawa sampel ditambahkan dengan padatan logam natrium yang kemudian dipanaskan yang kemudian menjadi ekstrak natrium. Prinsip kerja dari identifikasi ini adalah mengubah unsur-unsur yang berikatan secara kovalen dalam zat organik menjadi garam natrium yang bersifat ionik. Nitrogen dengan adanya karbon diubah menjadi ion sianida (CN^-), belerang diubah menjadi ion sulfida (S^2-) dan halogen diubah menjadi ion halida (X^-). Dalam mendeteksi keberadaan belerang, ekstrak natrium diasamkan dengan asam asetat yang kemudian dididihkan. Gas yang ditimbulkan kemudian dideteksi dengan menggunakan kertas saring yang telah dicelupkan dalam larutan Pb-asetat. Dimana reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

Pb(CH₃COO)₂ + Na₂S_(g) → PbS_(s)↓ + CH₃COONa

4.      Alat dan bahan

4.1  Alat

·         Sendok

·         Pipet tetes

·         Tabung reaksi

·         Gelas ukur

·         Penjepit tebung reaksi

·         Lampu spiritus

4.2  Bahan

·         Urea padat

·         Larutan NaOH 0,1 M

·         Telur (Putih telur)

·         Pb(NO₃)₂  0,1 M

·         Kertas lakmus

5.      Prosedur Kerja

 5.1 Penentuan unsur N dalam senyawa organik

·      Memasukan satu senduk serbuk urea kedalam tabung reaksi.

·      Menambahkan 2 ml larutan NaOH 0,1 M.

·      Memanaskan perlahan-lahan dan cium bau gas yang keluar.

·      Periksa gas dengan kertas lakmus biru yang lembab.

5.2  Penentuan unsur S dalam senyawa organik

·      Masukan 2 ml putih telur kedalam tabung reaksi.

·      Menambahkan 5 ml larutan NaOH 0,1 M.

·      Memanaskan tabung hingga mendidih dan dinginkan.

·      Menambah 5 tetes larutan timbal nitrat 0,1 M.

·      Mengamati semua perubahan yang terjadi.

6.      Data pengamatan

6.1  Penentuan unsur N dalam senyawa organik

No	Langkah kerja	Data Pengamatan	Reaksi-reaksi
1.	Memasukkan 1 sendok serbuk urea ke dalam tabung reaksi.	Urea CO(NH2)2 berwarna merah muda dan berbentuk kristal padat
2.	Menambahkan 10 tetes larutan NaOH 0,1 M.	NaOH berwarna bening. Urea larut dalam NaOH. Larutan berwarna bening dan terbentuk endapan putih	CO(NH2)2 (s) +  2NaOH (aq) → Na2CO3(s)­ + NH3(g)
3.	Memanaskan pelahan-lahan dan mencium bau gas yang keluar.	Adanya gelembung gas dan aroma yang menyengat menyerupai aroma urine dan warnanya tetap bening
4.	Memeriksa gas dengan kertas lakmus merah.	Kertas lakmus merah berubah warna menjadi biru.
5.	Perubahan kertas lakmus menunjukan gas apa yang dihasilkan ?	Perubahan tersebut menunjukan gas yang dihasilkan yaitu gas NH3.
6.	Gas tersebut menunjukkan adanya unsur apa yang terkandung di dalamnya ?	Gas yang dihasilkan menandakan adanya unsur nitrogen (N).

6.2  Penentuan unsur S dalam senyawa organik

No	Langkah kerja	Data pengamatan	Reaksi-reaksi
1.	Memasukkan 2 ml putih telur ke dalam tabung reaksi.	Putih telur berwarna putih kekuningan.
2.	Menambahkan 20 tetes NaOH 0,1 M.	NaOH tidak berwarna (bening). Putih telur sedikit larut dalam putih telur, dimana sebagian  putih telur terpisah dengan  NaOH serta teksturnya kental.	C783H1116O208N203S2Fe4(l) (s) +  2NaOH (aq) → Na2S(s)­ + C783H1116O208N203Fe(OH)3(l)
3.	Memanaskan tabung hingga mendidih dan dinginkan.	Terdapat gelembung gas, adanya gumpalan berwarna putih (putih telur menggumpal) dan cairan bening dan bau menyengat. Tujuan pemanasan adalah untuk menghilangkan albumin.
4.	Menambahkan 5 tetes larutan timbal nitrat 0,1 M.	Pb(NO3)2 tidak berwarna (bening)	Na2S (s) +  2Pb(NO3)2 (aq) → PbS(s)­ + NaNO3(g)
5.	Mengamati perubahan yang terjadi.	Putih telur hancur, filtratnya cokelat kehitaman  dan terbentuk endapan cokelat (PbS).
6.	Perubahan tersebut menunjukkan unsur apa yang terkandung di dalamnya ?	Terbentuknya endapan menunjukan adanya unsur belerang (S)

7.      Analisis data

7.1 Penentuan Unsur N dalam senyawa Organik

Persamaan Reaksinya sebagai berikut :

            CO(NH₂)_{2 (s)} +  2NaOH _(aq) → Na₂CO_3(s)­ + NH_3(g)

            Mekanisme Reaksinya :

 

Penjelasan mekanisme Reaksi :

·                  Pada senyawa urea CO(NH₂)_{2 (s)} diatas, adanya perbedaan keelektronegatifan antara atom C dengan O dimana O lebih elektronegatif dari C sehingga elektron ikatan antara C dengan O cenderung ke atom O sehingga atom O menjadi parsial negatif (δ^-) dan atom C menjadi parsial Positif (δ⁺). Selanjutnya,  adanya perbedaan keelektronegatifan antara atom N dengan C pada senyawa urea, dimana atom N lebih elektronegatif dari atom C, menyebabkan elektron ikatan antara atom N dengan C, putus ke atom N sehingga atom N menjadi N^-  dan atom C menjadi  carbakation (C⁺).

·                       Pada senyawa NaOH , adanya perbedaan keelektronegatifan antara atom O dengan H dimana O lebih elektronegatif dari H sehingga elektron ikatan antara O dengan H putus ke atom O, sehingga atom O menjadi negatif (O^-)   dan atom H terprotonasi menjadi Hidronium (H⁺).

·                      Selanjutnya, atom N^- berinteraksi dengan atom H⁺ membentuk senyawa NH_3(g) dan O­^- berinteraksi dengan C⁺ membentuk senyawa Natrium Carbonat (Na₂CO₃). Terbentuknya gas NH₃ menandakan adanya unsur Nitrogen (N).

7.2 Penentuan Unsur S dalam senyawa Organik

Persamaan Reaksinya sebagai berikut :

Unsur S dalam putih telur terdapat dalam Oksihemoglobin dengan rumus molekul C₇₈₃H₁₁₁₆O₂₀₈N₂₀₃S₂Fe_4(l).

_·                     C₇₈₃H₁₁₁₆O₂₀₈N₂₀₃S₂Fe_{4(l) (s)} +  2NaOH _(aq) → Na₂S_(s)­ + C₇₈₃H₁₁₁₆O₂₀₈N₂₀₃Fe(OH)_3(l)

_·                      Na₂S _(s) +  2Pb(NO₃)_{2 (aq)} → PbS_(s)­ + NaNO_3(g)

            Mekanisme Reaksinya :

 

Penjelasan mekanisme Reaksi :

·                            Pada senyawa Natrium Sulfida (Na_2­S) diatas, adanya perbedaan keelektronegatifan antara atom Na dengan S ; dimana atom S lebih elektronegatif dari Na sehingga elektron ikatan antara S dengan Na putus ke atom S sehingga atom Na menjadi Na⁺  dan atom S menjadi  S^-2.

·                          Pada senyawa Pb(NO₃)₂ , adanya perbedaan keelektronegatifan antara atom O dengan Pb dimana O lebih elektronegatif dari Pb sehingga elektron ikatan antara O dengan Pb putus ke atom O, sehingga atom O menjadi negatif (O^-2)   dan atom Pb menjadi Pb⁺²).

·                         Selanjutnya, atom S^-2 berinteraksi dengan atom Pb⁺² membentuk senyawa PbS_(s) berwarna coklat hitam dan O­^-2 berinteraksi dengan Na⁺² membentuk senyawa Natrium Nitrat (NaNO₃). Terbentuknya endapan PbS menandakan adanya unsur Sulfur/belerang (S).

8.      Pembahasan

Senyawa organik adalah golongan besar senyawa kimia yang molekulnya mengandung karbon, kecuali karbida, karbonat, dan oksida karbon. Banyak di antara senyawa organik seperti protein, lemak, dan karbohidrat merupakan komponen penting dalam biokimia. Sifat fisika senyawa organik seperti titik leleh, titik didih, kelarutan tergantung pada struktur, gugus fungsi, dan berat molekul. Gugus fungsi suatu molekul organik sangat menentukan sifat reaksinya. Seperti halide (alkil halida), hidroksil (alkohol dan karboksilat), karbonil (aldehida dan keton), amino, dan sulfonil.

Ada dua jenis model analisis yang biasa digunakan untuk mengidentfikasi unsur  yaitu analisis kuantitatif dan kualitatif. Analisis kualitatif membahas mengenai identifikasi zat-zat. Urusannya adalah unsur atau senyawa apa yang terdapat dalam suatu sampel atau contoh. Pada pokoknya tujuan analisis kualitatif adalah memisahkan dan mengidentifikasi sejumlah unsur. Pada percobaan ini dilakukan identifikasi atau menganalisa unsur N dan S yang terdapat pada senyawa organik, yaitu pada senyawa urea dan putih telur.

Analisis terhadap unsur nitrogen (N) dilakukan dengan mereaksikan urea dengan NaOH kemudian dipanaskan secara perlahan. Ketika kedua senyawa ini dicampurkan lalu dipanaskan, perubahan yang terjadi adalah adanya gelembung gas (NH₃) dan aroma yang menyengat menyerupai aroma urine serta terdapat endapan putih (Na₂CO₃). Kemudian gas tersebut diuji keasamannya dengan menggunakan kertas lakmus merah. Setelah diperiksa, kertas lakmus merah berubah menjadi warna biru, hal ini membuktikan bahwa gas yang keluar tersebut adalah gas NH₃ bersifat basa. Berdasarkan sifat-sifat ini maka dapat diidentifikasi bahwa dalam larutan tersebut terdapat unsur Nitrogen.

Analisis terhadap unsur belerang (S) dengan mereaksikan putih telur dengan NaOH kemudian dipanaskan sampai mendidih. Putih telur mengandung protein yang berupa asam amino. Asam amino yang terdapat dalam putih telur yakni sistein (cys). Unsur belerang dalam putih telur terdapat pada oksihemoglobin dengan rumus molekul C₇₈₃H₁₁₁₆O₂₀₈N₂₀₃S₂Fe_4(l).  Untuk mendeteksi keberadaan unsur belerang, terlebih dahulu senyawa sampel (putih telur) ditambahkan dengan larutan NaOH yang kemudian dipanaskan menjadi endapan natrium sulfida Na₂S. Prinsip kerja dari identifikasi ini adalah mengubah unsur-unsur yang berikatan secara kovalen dalam zat organik menjadi garam natrium yang bersifat ionik. Belerang diubah menjadi ion sulfida (S^2-). Putih telur yang ditambahkan dengan NaOH 0,1 M kemudian dipanaskan dan menghasilkan endapan coklat serta timbul gelembung gas. Hal ini disebabkan karena albumin dapat terkoagulasi oleh panas. Kemudian ke dalam tabung reaksi ditambahkan lagi dengan beberapa tetes larutan Pb(NO₃)₂ dan menghasilkan endapan berwarna Coklat karena mengandung PbS.

9.      Simpulan

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa keberadaan suatu unsur dapat diidentifikasi dengan memanfaatkan perubahan atau reaksi kimia yang terjadi. Analisis unsur memanfaatkan perubahan kimia dimungkinkan karena unsur-unsur mengalami perubahan yang khas. Analisis unsur yang dilakukan pada percobaan ini tergolong analisis kualitatif. Unsur nitrogen (N) dalam urea dapat diidentifikasi dengan cara mereaksikan urea dengan NaOH kemudian dipanaskan secara perlahan yang akan menghasilkan gas dengan aroma seperti aroma urine dan dapat membirukan kertas lakmus merah (NH₃). Sementara unsur belerang (S) dalam putih telur dapat dikenali dengan terbentuknya endapan hitam setelah putih telur direaksikan dengan NaOH dan Pb(NO₃)₂.

Daftar Pustaka

Drs. Parlan M.Si 2003. KimiaOrganik I. Malang  JICA

Fessenden & Fessenden, 1982. Kimia Organik Edisi ketiga jilid 1 dan 2.jakarta : Erlangga.

Team Teaching Kimia Anorganik. 2008. Modul Praktikum.Gorontalo:UNG 


#Sumber laporan : Laboran Fkip Kimia Unwira