BENZENA DAN TURUNANNYA

BENZENA DAN TURUNANNYA

A.    Ringkasan Materi

Benzena pertama kali dimurnikan dari sisa minyak yang terdapat pada pipa gas di London oleh Michael Faraday tahun 1825. Saat itu telah diketahui bahwa rumus molekul benzena adalah C₆H₆, tetapi struktur yang mendekati kebenaran baru ditemukan oleh F. A. Kekule pada tahun 1865. kekule mengusulkan bahwa ikatan rangkap pada benzena dapat berpindah posisi dengan cepat sehingga benzena memiliki dua struktur yang ekuivalen.

Struktur benzena menurut Kekule memiliki tiga ikatan C = C berselang-seling dengan ikatan C – C yang berpindah secara cepat. Pada tahun 1940, memiliki bentuk gabungan antara kedua struktur Kekule sehingga ikatan rangkap benzena tidak nyata, sedang teori Kekule mengatakan bahwa tiga ikatan rangkap dapat berpindah secara cepat.

Setelah adanya teori orbital molekul, dibuat struktur molekul benzena yang dianggap lebih sesuai, yaitu:

1. Sifat-sifat Benzena

a.       pada suhu kamar berwujud cairan tak berwarna yang mudah menguap dan berbau khas.

b.      Memiliki titik didik 80 ⁰C, titik leleh 5,5 ⁰C dan mudah terbakar menghasilkan banyak jelaga.

c.       Tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik karena bersifat nonpolar.

d.      Benzena dapat mengadisi hidrogen dengan katalis Ni atau Pt halus membentuk sikloheksana.

e.       Benzena dapat mengadisi klor atau brom, jika terkena sinar matahari membentuk heksaklorosikloheksana (C₆H₆Cl­₆) atau heksabromosikloheksana (C₆H₆Br₆).

f.       Klor dan brom dapat menyubstitusi atim H dari benzena dengan katalisator AICI₃, Fe, dan SbCl₃.

g.      Jika campuran HNO₃  dan H₂SO₂  pekat direaksikan dengan benzena, maka sebuah atom H akan diganti dengan gugus nitro (-NO₂) yang monovalen (nitrasi).

h.      Jika H₂SO₄ berasap direaksikan dengan benzena, maka terbentuk asam benzena sulfonat (sulfonasi).

i.        Jika benzena dicampur dengan alkili halogenida dan AICI₃ kering sebagai katalisator, maka atom H berturut-turut dapat diganti dengan gugus-gugus alkil (sintesis Friedel dan Crafts).

Hasil Subtitusi Benzena

a.       Hasil monosubstitusi dari benzena hanya terdapat sebuah bentuk.

Substituen	Rumus Molekul	Rumus Struktur	Nama sistematis/ nama lazim
			Fluorobenzena/fenil fluorida Klorobenzena/fenil klorida Bromobenzena/fenil bromida lodobenzena/fenil iodida
			Metilbenzena/toluena
			Hidroksibenzena/fenol
			Aminobenzena/anilin
			Nitrobenzena
			Asam benzoat
			Benzaldehid
			Asambenzena sulfonat
			Fenil etena/stirena

b.      Hasil disubtitusi dari benzena mempunyai tiga isomer, yaitu:

Peraturan subtitusi dan orientasi dalam inti benzena, yaitu:

1)      Jika inti benzena telah berisi salah satu dari substituen, F, CI, Br, I, OH, OR

2)      Jika inti benzena telah berisi salah sau dari subtituen

c.       Hasil trisubtitusi dari benzena mempunyai tiga isomer jika subtituennya sama, yaitu visinal (v) asimetrik (a), dan simetrik (s). Jika subtituennya berbeda, maka isomernya semakin banyak.

2. Pembuatan Senyawa Benzena

a.       Dalam teknik, benzena dihasilkan dari tir arang-batu dengan jalan distilasi bertingkat.

b.      Distilasi kering Ca-benzoat dengan Ca(OH)₂

c.       Hidrolisis asam benzena sulfonat dengan jalan dipanaskan dengan larutan HCI.

d.      Etuna dialirkan melalui sebatang pipa yang panas berpijar.

e.       Distilasi fenol dengan debu Zn.

3. Kegunaan Benzena

Benzena pada awalnya digunakna untuk pewangi dan pelarut dalam industri, sekarang benzena masih digunakan untuk aditif bensin, bahan baku produksi obat-obatan, plastik, karet sintetis, dan zat warna. Dampak yang ditimbulkan jika banyak menghisap benzena adalah rasa kantuk, sakit kepala, jantung berdenyut dengan cepat, menggigil, dan tidak sadarkan diri. Apabila terminum menyebabkan muntah-muntah, iritasi pada lambung atau kematian. Benzena termasuk senyawa yang menyebabkan kanker, terutama leukimia.

B.     Aktivitas Siswa

I.        Tugas Kurikulum

1.        Tujuan: mengetahui kereaktifan benzena yang dipengaruhi oleh sifat aromatik.

2.        Alat dan bahan:

-    Cairan sikloheksana   - Cairan benzena -  larutan Br₂ dalam CHCI₂

-    Cairan sikloheksana   - Pipet tetes        -   tabung reaksi

3.        Langkah kerja;

a.       Siapkan tiga tabung reaksi, beri nomor pada masing-masing tabung berurutan.

b.      Masukkan 3 mL sikloheksana pada tabung 1,3 mL sikloheksena pada tabung 2, dan 3 mL benzena pada tabung 3.

c.       Tambahkan 5 tetes larutan Br₂ dalam CHCI₃ pada masing-masing tabung reaksi tersebut.

d.      Amati perubahan warna yang terjadi!

4.        Hasil pengamatan

Perlakuan	Sikloheksana	Sikloheksana	Benzena
Warna cairan sebelum reaksi
Warna larutan setelah ditambahkan larutan Br2 dalam CHCI3

5.        Pertanyaan:

a.        Reaksi apakah yang terjadi pada masing-masing tabung reaksi? Jelaskan!

b.       Tuliskan persamaan reaksi yang terjadi pada masing-masing tabung reaksi!

6.        Kesimpulan:

Bagaimana kesimpulan Anda dari pengamatan yang diperoleh masing-masing selama kegiatan tersebut?

II.     Pekerjaan Rumah

1.      Sebutkan nama seorang ahli yang menemukan struktur benzena!

2.      Benzena dapat mengadisi hidrogen, sebutkan katalisator yang sering digunakan!

3.      Apakah yang dimaksud dengan sintesis Friedel dan Crafts? Jelaskan!

4.      Sebutkan nama senyawa berikut.

5.      Sebutkan dampak negatif yang disebabkan oleh penggunaan benzena!

A.    Ringkasan Materi

1. Turunan Benzena

a.       Metilbenzena (fenil metana/toluena)

1)      Pembuatan;

Golongan senyawa ini terbentuk jika sebuah atom H atau lebih dari benzena diganti dengan gugus alkil (sintesis Friedel-Crafts).

2)      Sifat-sifat Toluena

a)      Cairan tidak berwarna, mempunyai titi didik 110,6⁰C dan massa jenis 0,86.

b)      Jika gas klor dialirkan ke dalam tolune mendidih dengan pengaruh sinar matahari, maka ketiga atom H dari metil akan digantikan oleh atom CI.

c)      Jika subtituasi terjadi pada suhu biasa dengan katalisator Fe, maka atom H dari fenil yang akan diganti dengan atom CI.

d)     Jika toluena direaksikan dengan campuran HNO₃ dan H₂SO₄ pekat, maka atom dari fenil akan diganti dengan gugus –NO₂.

e)      Jika direaksikan dengan H₂SO₄ berasap, terbentuk asam p-toluen sulfonat dan sedikit asam o-toluen sulfonat.

f)       (KMn)₄ + H₂SO₄) dapat mengoksidasi tiap-tiap rantai simpang menjadi –COOH.

b.      Nitrobenzena

1)      Pembuatan

2)      Sifat-sifat

a)      Zat cair kuning, berbau, dan beracun

b)      Dapat direduksi dengan H₂ membentuk fenil  amina/aminobenzena/anilin.

c.       Amina Aromatik/Anilin

1)      Pembuatan

2)      Sifat-sifat:

a)      Anilin adalah zat cair seperti minyak tak berwarna, sukar larut dalam air, uap aniin berbau sedap tetapi beracun.

b)      Basa anilin dalam air tidak membirukan lakmus.

c)      Untuk membuat zat warna, tetapi bukan zat warna sendiri.

d)     Anilin direaksikan dengan HNO₂ + HCI pada suhu di bawah 5⁰C membentuk senyawa garam diazonium.

d.      Asam benzena sulfonat

1)      Pembuatan

2)      Sifat-sifat:

a)        Dalam keadaan murni berbentuk kristasl, tak berwarna, dan higroskopis.

b)       Suatu asam kuat berbasa satu dapat membentuk garam Na-benzena sulfonat.

e.       Fenol atau Hidroksibenzena

1)      Pembuatan

a.       Distilasi bertingkat tir arang –batu.

b.      Reduksi nitrobenzena kemudian diazotasi

c.       Na-benzena sulfonat + NaOH padat dipanaskan

d.      Monoklorobenzena dipanaskan dengan larutan NaOH 8%, dengan katalisator garam Cu pada tekanan tinggi.

2)      Sifat-sifat:

a)      Fenol murni berbentuk kristal, tak berwarna, sangat berbau, bersifat antiseptik.

b)      Larutan fenol dalam air disebut air karbol atau asam karbol sebagai disinfektan.

c)      Fenol tidak dapat dioksidasi menjadi aldehid atau keton seperti alkohol.

d)     Jika direaksikan dengan H₂SO₄ pekat tidak membentuk ester, tetapi membentuk asam fenol sulfonat (orto dan para)

e)      Dengan HNO₃ pekat (+H₂SO₄ pekat) dihasilkan nitrofenol dan pada nitrasi selanjutnya terbentuk 2,4,6-trinitrofenol atau asam pikrat.

f)       Bahan untuk membuat zat warna dan plastik (bakelit) merupakan hasil kondensasi danfenol dan metanal.

6. Asam benzena

1)      Pembuatan

a) Oksidasi toluena dengan K₂Cr₂O₆ + H₂SO_{4. ­}

b).    Dari bezonitril dengan jalan dipersabunkan dengan larutan asam.

c).    Distilasi kering campuran Na-benzena sulfonat dan Na-format

d).   Dari benzaldehid dengan reaksi Cannizaro

e).    Mengalirkan gas klor ke dalam toluena mendidik, kemudian dididihkan dengan air.

2)      Sifat-sifat:

a)      Asam lemak bersifat mengawetkan (sebagai pengawet)

b)      Distilasi kering campuran Na-benzenat dan NaOH padat menghasilkan benzena.

c)      Disitilasi kering Na-benzoat dan Na-format membentuk benzaidehid.

7. Asam Salisilat

1)      Pembuatan

a)      Sintesis Kolbe (hanya 50% N-Fenolat mejadi Na-Salisilat)

b)      Sintesis R. Scnmit (100% Na-Fenolat menjadi Na-Salisilat)

2)      Sifat-sifat

Untuk membuat aspirin atau acetosal (obat sakit kepala), yaitu ester asam salisilat dengan asam setat.

8. Stirena

1)      Pembuatan

Substitusi etena pada molekul benzena dengan katalis AICI₃ dicampur dengan HCI pada suhu 95 ⁰C membentuk etilbenzena. Etilbenzena kemudian dipanaskan pada suhu 600⁰C dengan katalis logam Zn (berfungsi sebagai dehidrigensi gugus etil).

2)      Sifat-sifat:

Digunakan sebagai bahan dasar pembuatan plastik polistirena yang dipakai untuk kabin TV, radio, boneka, dan sebagainya.

INFOMEDIA

Herbisida 2,4,5-T (2,4,5-trikolo fenoksi asetat) diperkirakan sebagai sumber berbagai masalah kesehatan yang diderita oleh prajurit veteran perang Vietnam. Saat perang Vietnam, herbisida ini digunakan oleh prajurit Amerika untuk mematikan rumput ilalang yang tumbuh di medan perang agar prajurit Vietnam tidak dapat bersembunyi. Sebenarnya senyawa 2,4,5-T tidak berbahaya. Tetapi bahaya kesehatan timbul dari senyawa kontaminan yang terdapat dalam produk herbisida ini. Kontaminan yang terkandung adalah TCDD (2,3,7,8-tetrakloro dibenzo-p-dioksin) yang ikut dihasilkan saat proses pembuatan herbisida 2,4,5-T, TCCD merupakan salah satu senyawa yang digolongkan sebagai dioksin yang dihasilkan dari prosuk samping industri yang menggunakan bahan baku klorin, juga dihasilkan dari proses pembakaran sampah plastik maupun organik. Apabila mengenai kulit manusia mengakibatkan kelainan yang dinamakan penyakit cnloracne.