LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK KIMIA III

PEMBUATAN ASAM SULFANIL DARI ANILIN

Disusun oleh :

Shabrina Ananta

2013430150

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH JAKARTA

JAKARTA

2015

I. PENDAHULUAN

Judul Percobaan :

Pembuatan Asam Sulfonil dari Anilin

Prinsip Percobaan :

Sulfonasi adalah reaksi kimia yang melibatkan penggabungan gugusan sulfamat –

SO3H ke dalam suatu molekul ataupun ion. Pada saat pemisahan anili ke dalam asam sulfat

terjadi reaksi sulfonasi yaitu suatu reaksi substitusi yang mengsubstitusikan asam hidrogen

dengan gugus asam sulfonat (SO3H) pada molekul organik melalui ikatan kimia pada atom

karbonnya.

Reaksi :

Tujuan :

Untuk mengetahui pembuatan asam sulfonil dari anilin.

Untuk mengetahui proses kristalisasi dan herkristalisasi.

Untuk mengetahui sifat fisika dan kimia SO3H.

II. TINJAUAN PUSTAKA ( TEORI )

A. Anilin ( C6H5NH2 )

An i l i ne merupa kan se ny aw a tu r unan benz ene yang

mem puny a i gugu s amina, rumus molekul anilin C6H5NH2 dan mempunyai rumus

bangun :

Anilin dapat dibuat dengan cara mereaksikan fenil halide dengan

NH atau dengan mereduksi Nitrobenzene dengan campuran Fe dan HCl

dinetralkan dengan kapurdan disuling dengan uap lalu dimurnika n dengan

penyulingan bertingkat dan anilin merupakan basa lemah, menurut reaksi sebagai

berikut :

C6H5 NO2+6HCl+3 Fe→C6H 5NH 2+3 FeCl2+2H2O

Sifat fisika Anilin :

1. Berupa zat cair seperti minyak.

2. Sukar larut dalam air.

3. Beracun.

4. Titik didih 1840C.

5. Titik leleh -60C.

6. BM 93.

7. Berat jenis 1.02 g/mol.

Sifat kimia Anilin :

1. Bersifat basa sangat lemah.

2. Anilin dapat bereaksi dengan asam membentuk garam – garamnya .

3. Anilin dapat bereaksi dengan H2SO4 membentuk anilin monosulfat dan anilin

monosulfat  jika dipanaskan berubah menjadi asam sulfonat .

Kegunaan Anilin :

1. Untuk bahan dasar pembuatan zat warna.

2. Untuk bahan dasar pembuatan obat-obatan.

3. Untuk pembuatan bahan platik.

4. Untuk pembuatan bahan cat.

B. Asam Sulfat ( H2SO4 )

Asam sulfat ( H2SO4 )merupakan asam mineral (anorganik) yang kuat. Zat ini

larut dalam air pada semua perbandingan. Asam sulfat mempunyai banyak kegunaan

dan merupakan salah satu produk utama industri kimia. Kegunaan utamanya termasuk

pemrosesan bijih mineral, sintesis kimia, dan pemrosesan air limbah . Asam sulfat

murni yang tidak diencerkan tidak dapat ditemukan secara alami di bumi oleh karena

sifatnya yang higroskopis. Komponen utama asam sulfat yaitu belerang. Belerang

adalah zat padat yang pada temeperatur kamar melebur pada 1190C, berwarna kuning

rapuh, dan kristal belerang berbentuk rombik dengan rumus S.

Sifat fisika :

1. Cairan kental berwarna kekuningan.

2. Memiliki aroma yang khas seperti belerang.

3. Bersifat korosif.

4. Bersifat higroskopis.

5. Berat jenis 1.84 g/mol.

6. Titik didih 2400C.

7. Titil leleh 100C.

Sifat kimia :

1. Merupakan asam kuat.

2. Jika dicampur dengan air akan menimbulkan proses ke lingkungan yaitu reaksi

eksoterm (panas) sampai 1200C dan kontraksi, jadi isi campuran berkurang.

3. Bersifat encer dan tidak bereaksi dengan Bi, Hg, Cu, dan logam mulia.

4. Merupakan oksidator dan zat pendehidrasi.

5. Bersifat pekat.

Kegunaan H2SO4 :

1. Bahan pembuatan pupuk Ammonium sulfat dan asam sulfat.

2. Memurnikan minyak tanah.

3. Bahan kimia industri.

4. Menghilangkan karat besi sebelum baja dilapisi seng.

C. Asam Sulfonil

As am su l fon i l merupa kan p roduk has i l s u l fona s i yang

merupa kan a sa m o rga n ik da r i go longan a s am su l fona t , a t a u s e r ing

d i s ebu t j uga a s am p -a mino  benzene sulfonat atau asam sulfanilat yang

diperoleh dari mereaksikan anilin dan asam sulfat pekat. Asam sulfonil

dianggap sebagai ion amfoter ( zat yang mampu menunjukkan dua sifat saling

berlawanan,bersifat asam atau basa ). Zat ini terbentuk dari pemanasan anilin sulfat

pada suhu 2000C. Asam sulfonat bereaksi terurai sebelum mencair pada suhu

3000C dan tidak dapa t l a ru t da l am pe l a ru t o rgan ik .

Pada pembuatan asam sulfonil ini menggunakan reaksi sulfonasi,

sulfonasi yaitu reaksi yang terjadi dimana atom H yang terikat pada cincin

benzene diganti d e n g a n g u g u s s u l f o n a t . I s t i l a h s u l f o n a s i

t e r u t a m a d i g u n a k a n u n t u k menya takan r eaks i - r e aks i ya ng

mengguna kan pe reaks i su l fonas i ya ng umum seperti asam sulfat

pekat, oleum, dan pereaksi lainnya yang mengandung sulfur  trioksida.

Sulfonasi senyawa aromatik merupakan salah satu jenis sulfonasi yang

paling penting, sulfonasi tersebut dapat dilakukan dengan mereaksikan senyawa

aromatik dengan asam sulfat, dalam percobaan sulfonasi ini senyawa aromatik

yang digunakan adalah anilin, dan pe rcobaa n d i l akukan dengan

mere aks ikan an i l i n de ngan a sa m s u l f a t pe ka t pada suhu 180 -190 0C

dan menghasilkan produk utama berupa asam sulfanilat dan air sebagai hasil

sampingannya.

Sifat fisika asam sulfonil :

1. Berbentuk kristal berwarna putih ( dalam keadaan murni ).

2. Tidak dapat larut dalam pelarut organik.

3. Larut dalam air dingin -50C.

4. Terurai dalam ( sebelum ) mencair pada 3000C dan terbentuk pada suhu 180 -

190 0C.

Sifat kimia asam sulfonil :

1. Merupakan turunan benzen.

2. Bersifat amfoter.

3. Cenderung bersifat asam.

4. Dihasilkan dari anilin dengan asam sulfat,

Kegunaan asam sulfonil :

1. Digunakan sebagai katalis dalam proses industri.

2. Sebagai bahan dasar dalam industri farnasi.

3. Sebagai zat warna.

4. Sebagai zat pengemulsi.

D. Metode Proses

1. Kristalisasi

Kristalisasi adalah proses pembentukan bahan padat dari pengendapan larutan,

melt (campuran leleh), atau lebih jarang pengendapan langsung dari gas. Kristalisasi

juga merupakan teknik pemisahan kimia antara bahan padat-cair, di mana

terjadi perpindahan massa (mass transfer) dari suat zat terlarut (solute) dari cairan

larutan ke fase kristal padat.

Metode kristalisasi diantaranya adalah :

a)      Pendinginan

Untuk bahan-bahan yang kelarutannya berkurang dratis dengan menurunnya

temperatur, kondisi lewat jenuh dapat dicapai dengan pendinginan larutan panas

yang jenuh.

b)       Pemanasan

Untuk bahan-bahan yang kelarutannya berkurang sedikit dengan menurunnya

suhu. Kondisi lewat jenuh dapat dicapai dengan penguapan sebagian pelarut.

c)      Pemanasan dan Pendinginan

Metode ini merupakan gabungan dari dua metode diatas. Larutan panas yang Jenuh

dialirkan kedalam sebuah ruangan yang divakumkan. Sebagian pelarut menguap,

panas penguapan diambil dari larutan itu sendiri, sehingga larutan menjadi dingin

dan lewat jenuh. Metode ini disebut kristalisasi vakum. 

d)      Penambahan bahan (zat) lain.

Untuk pemisahan bahan organik dari larutan seringkali ditambahkan suatu garam.

Garam ini larut lebih baik daripada bahan padat yang dinginkan sehinga terjadi

desakan dan membuat bahan padat menjadi terkristalisasi.

2. Herkristalisasi

Rekristalisasi merupakan salah satu cara pemurnian zat padat yang jamak

digunakan, dimana zat-zat tersebut atau zat-zat padat tersebut dilarutkan dalam suatu

pelarut kemudian dikristalkan kembali. Cara ini bergantung pada kelarutan zat dalam

pelarut tertentu di kala suhu diperbesar. Karena konsentrasi total impuriti biasanya

lebih kecil dari konsentrasi zat yang dimurnikan, bila dingin, maka konsentrasi

impuriti yang rendah tetapi dalam larutan sementara produk yang berkonsentrasi

tinggi akan mengendap. (Arsyad, 2001).

Ada tujuh metode dalam rekristalisasi yaitu: memilih pelarut, melarutkan zat

terlarut, menghilangkan warna larutan, memindahkan zat padat, mengkristalkan

larutan, mengumpul dan mencuci kristal, mengeringkan produknya (hasil)

(Williamson, 1999).

Diagram Alir proses :

III. Proses Alat :

50 g + 11 g Anilin Pencampuran dilakukan secara perlahan dan selalu dikocok. ( di labu dasar bulat )

Campuran dipanaskan di dalam oil bath pada suhu 180-190 0C.

Pemanasan dilakukan +- 4 jam dihitung setelah suhu mencapai 180-190 0C.

Setelah pemanasan, campuran dimasukkan ke beaker glass yang berisi +- 300 ml es batu. Dicampurkan es agar terjadi proses kristalisasi , setelah dimasukkan ke dalam es, dilakukan pemisahan antara kristal dengan larutan (jangan sampai kristal tersedot).

Herkristalisasi, sating dengan corong pemanas dengan penampung es 200ml kemudian saring kembali

Keringkan dalam oven dan timbang. Hitung Nilai rendemen.

1. Timbangan

2. Labu didih dasar bulat

3. Oil bath

4. Termometer

5. Beaker glass

6. Batu didih dan spatula

7. Statif dan klem

8. Bunsen

Bahan :

1. Asam sulfat

2. Anilin

3. Aquadest

4. Oil

5. Norit

Cara kerja :

1. 50 gram Asam Sulfat dimasukkan dalam 11 gram Anilin.

2. Pemberian Asam Sulfat sedikit demi sedikit dan selalu dikocok.

3. Campuran lalu dipanaskan dalam labu dasar bulat pada suhu 180-1900C dengan

menggunakan oil bath.

4. Pemanasan dilakukan selama 4 jam.

5. Setelah pemanasan campuran dituangkan ke dalam beaker glass berisi 300ml es

batu.

6. Kristal yang didapat di herkristalisasi dengan menggunakan norit untuk

menghilangkan kotoran – kotoran yang ada.

7. Setelah diherkristalisasi akan didapat kristal berupa jarum berwarna putih

mengkilap dengan 2 mol air Kristal.

8. Hitung rendemen teoritis dari hasil yang didapat.

Rangkaian Alat dan Keterangan

Gambar 1 : Pemanasan campuran diatas oil bath.

Gambar 2 : Proses penyaringan kristal.

IV. DATA PENGAMATAN

1. Anilin

Massa anilin = 11 gram

MR anilin = 93 gr/mol

ρ anilin = 1,02 gr/mL

Volume anilin = massa / ρ

= 11 gr / 1,02gr/mL

= 10,78 mL

Mol Anilin = massa / MR

= 11 gr / 93 gr/mol

= 0,1182 mol

2. Asam Sulfat

Massa H2SO4 = 50 gram

MR H2SO4 = 98 gr/mol

ρ H2SO4 = 1,84 gr/mL

Volume H2SO4 = massa / ρ

= 50 gr/1,84gr/mL

= 27,17 mL

Mol H2SO4 = massa / MR

= 50 gr / 98 gr/mol

= 0,5100 mol

Reaksi yang terjadi:

C6H5NH2 + H2SO4 C6H4NH2SO3H + H2O

Mula-mula : 0,1182 mol 0,5100 mol - -

Reaksi : 0,1182 mol 0,1182 mol 0,1182 mol 0,1182 mol -

Sisa : 0 mol 0,3918 mol 0,1182 mol 0,1182 mol

Massa Asam sulfonil teoritis

Massa Asam Sulfonil = mol x MR

= 0,1182 mol x 173 gr/mol

= 20,4486 gr

Massa Asam Sulfonil Praktis

Berat kertas saring + isi = 118.58 gr

Berat kertas saring = 111.79 gr -

Berat asam sulfonil = 6.79 gr

Rendemen= Bobot KristalBobot Teoritis

x100 %

Rendemen= 6.7920.4486

x100 %=33.21 %

V. PEMBAHASANLarutan Anilin yang berwarna putih dimasukkan ke dalam labu dasar bulat

lalu ditambahkan larutan Asam Sulfat berwarna putih. Pemberian Asam Sulfat ini

sedikit demi sedikit dan selalu dikocok. Asam sulfat pekat dalam percobaan ini

berfungsi sebagai elektrofilik yang akan menggantikan atom hidrogen pada anilin

sedangkan anilin berfungsi sebagai penyumbang aril. Larutan tersebut berubah warna

menjadi hitam setelah dicampurkan dengan Anilin, setelah itu campuran tersebut

dipanaskan pada suhu 180-1900C dengan menggunakan oil bath. Suhu tersebut selalu

dijaga selama 4 jam agar metode kristalisasi dapat terbentuk .

Setelah pemanasan, campuran dituangkan ke dalam beaker glass berisi 300ml

es batu. Campuran yang berisi kristal +air  tersebut berubah warna menjadi putih

keungu- keunguan. Proses pendinginan ini bertujuan agar kristal cepat terbentuk,

setelah itu campuran yang sudah didinginkan dipisahkan air dan kristalnya dengan

menggunakan pipet. Setelah air sudah habis lalu air tersebut diganti dengan volume

air yang sama.

   

Lalu  ditambahkan larutan norit diaduk sampai merata agar kotoran- kotoran

yang ada dapat menghilang, lalu pemanasan herkristalisasi kembali di saringan

pemanas agar kristal mengendap di bawah. Setelah itu campuran tersebut dituangkan

dalam beaker glass yang berisi 300ml es batu agar kristal terbentuk saat bercampur

dengan larutan Anilin + Asam Sulfat. Campuran  tersebut disaring dengan kertas

saring agar didapat kristal yang berwarna putih mengkilap. Setelah disaring, maka

kristal tersebut dikeringkan dengan oven dan dihitung nilai rendemennya.

Mekanisme reaksi yang terjadi yaitu reaksi substitusi elektrofilik antara anilin

dan asam sulfat pekat yaitu terjadi protonasi pada elektron bebas O pada asam sulfat

sehingga atom O akan menyerang H pada anilin dan anilin akan kehilangan satu atom

H. Kemudian anilin yang kehilangan satu atom H akan mengalami resonansi untuk

menstabilkan senyawanya. Atom C negatif pada gugus benzena anilin akan

menyerang atom S positif pada asam sulfat sehingga gugus sulfat akan berikatan pada

anilin menjadi  para amino benzen sulfonat. Para amino benzen sulfonat yang

terbentuk akan mengalami resonansi untuk menstabilkan senyawanya lalu atom N

negatif pada para amino benzen sulfonat akan menyerang atom H positif sehingga

membentuk asam sulfanilat

VI. KESIMPULAN

Pembuatan Asam Sulfanil merupakan gabungan reaksi Anilin dan Asam

Sulfat. Proses pembuatan Asam Sulfanil ini menggunakan metode kristalisasi dan

herkristalisasi pemanasan dan pendinginan. Larutan tersebut harus jenuh

(superheated), suhu dijaga sampai 180 – 1900C agar kristal mudah terbentuk, dengan

adanya proses saringan pemanas agar kristal masih terendap di bawah sehingga saat

dimasukkan ke dalam es, kristal mudah terbentuk. Penambahan norit pada saat

saringan pemanas akan menghilangkan kotoran- kotoran, sehingga Kristal yang

terbentuk berwarna putih mengkilap.

Berdasarkan praktikum pembuatan asam sulfonil dari anilin yang telah

dilakukan, diperoleh bobot asam sulfanilat praktis sebesar 6.79 gram dari bobot asam

sulfanilat teoritis sebesar 20,4486 gram. Maka, rendemen yang didapat sebesar 33.21

%.

VII. TUGAS

1. Jelaskan mekanisme reaksi sulfonasi!

Mekanisme reaksi yang terjadi yaitu reaksi substitusi elektrofilik antara anilin

dan asam sulfat pekat yaitu terjadi protonasi pada elektron bebas O pada asam sulfat

sehingga atom O akan menyerang H pada anilin dan anilin akan kehilangan satu atom

H. Kemudian anilin yang kehilangan satu atom H akan mengalami resonansi untuk

menstabilkan senyawanya. Atom C negatif pada gugus benzena anilin akan

menyerang atom S positif pada asam sulfat sehingga gugus sulfat akan berikatan pada

anilin menjadi  para amino benzen sulfonat. Para amino benzen sulfonat yang

terbentuk akan mengalami resonansi untuk menstabilkan senyawanya lalu atom N

negatif pada para amino benzen sulfonat akan menyerang atom H positif sehingga

membentuk asam sulfanilat

2. Jelaskan perbedaan cooler dan kondensor! Mengapa sulfonasi tidak

menggunakankeduanya?

Kondensor adalah sebuah alat penukar kalor (Heat Exchanger) yang digunakan untuk

mengkondensasikan/mengubah gas yang bertekanan tinggi berubah menjadi cairan

yang bertekanan tinggi yang kemudian akan dialirkan ke Receiver Dryer dan

dilanjutkan ke expansi valve. Dalam penggunaannya kondensor diletakakan diluar

ruangan yang sedang didinginkan supaya panas yang keluar saat pengoperasiannya

dapat dibuang keluar sehingga tidak mengganggu proses pendinginan.

Cooler adalah suatu alat yang berfungsi untuk mencegah terjadinya over heating (panas

berlebihan) dengan cara mendinginkan suatu fraksi panas dengan menggunakan media cairan

dingin, sehingga akan terjadi perpindahan panas dari fluida yang panas ke media pendingin

tanpa adanya perubahan suhu. Alat pendingin biasanya menggunakan media air, dalam

prosesnya air pendingin tidak mengalami kontak langsung dengan fraksi pans tersebut, karena

fraksi panas mengalir di dalam pipa sedangkan air pendingin berada di luar pipa.

3. Mengapa pemanasan dilakukan selama 4 jammenggunakan oilbath? Bisakah diganti

dengan pemanas lain? Jelaskan!

Tujuan pemanasan selama 4 jam pad suhu 180-190°C merupakan suhu optimum untuk

terbentuknya asam sulfonil. Apabila pemanasan yang dilakukan belum mencapai keadaan

yang optimal maka yang terbentuk adalam m-amino benzene sulfat (bersifat sangat mudah

larut dalam air sehingga akan menyulitkan dalam penanganan proses selanjutnya). P-amino

benzene sukfat akan tercapai pada suhu 180-190°C. Digunakan oilbath sebagai pemanas yaitu

karena fungsi dari oilbath sendiri sebagai pentrasfer panas kepada suatu materi/item yang

memiliki luas permukaan yang lebih banyak dan panas yang di terima stabil. Untuk alasan

pemilihan Oli sebagai agen penghantar panas adalah titik didihnya yang lebih tinggi, hal ini

dibutuhkan untuk kebutuhan panas yang tinggi.

Tidak bisa digunakan pemanas lain, misal pemanas air (waterbath) karena air hanya dapat

digunakan untuk memanaskan materi sampai suhu tidak melebihi 105°C karena diatas

temperatur tersebut air sudah menguap.

4. Jelaskan mengapa herkristalisasi asam sulfonil harus dilakukan setelah pencucian

dengan air aquadest? Bisakah dengan tanpa tahapan tersebut?

Dilakukan setelah pencucian dengan air aquadest yaitu untuk menghilangkan sisa-sia

asam sulfat yang masih ada pada larutan dan untuk melarutkan sisa-sisa garam yang

terbentuk. Apabila tahapan tersebut dilewatkan maka larutan asam sulfonilat yang

terbentuk tidak sempurna karena masih mengandung sisa asam dari asam sulfat dan

pengotor lainnya.

5. 20 gram anilin direaksikan dengan 60gram asam sulfat. Bila konversi hasil yang di

dapat adalah 60%. Maka berapa gram rendemen yang di dapat?