Pembuatan Asam Sulfanilat

A. Judul Percobaan :
Pembuatan Asam Sulfanilat

B. Tujuan Percobaan
Dapat mengerti tentang sulfonasi terhadap senyawa aromatik, yang merupakan salah satu jenis substitusi elektrofil.
Dapat mengenal tentang sifat-sifat senyawa benzen sulfonat.

C. Dasar Teori
Sulfonasi adalah salah satu jenis reaksi substitusi elektrofil aromatik.
Sulfonasi terhadap benzen kurang reaktif dibandingkan benzen tersubstitusi (bromobenzen,dsb), sehingga diperlukan asam sulfat berasap, H2SO4 + SO3, atau lazim dikenal dengan oleum. Sedangkan untuk misalnya toluen cukup digunakan asam sulfat pekat. Pereaksi yang lebih reaktif lagi adalah asam klorosulfonat, ClSO3H

Mekanisme reaksi sulfonasi belum ditemukan secara detil seperti halnya substitusi elektrofil lainnya. Penyerangan elektrofil dilakukan oleh SO3 yang secara listrik boleh dikatakan netral. Belerang trioksida ini terdapat dalam asam sulfat berasap (H2SO4 + gas SO3), sedangkan dalam H2SO4 pekat terjadi karena pergeseran kesetimbangan tekanan.
2H2SO4 SO3 + [H3O+] + [HSO4-]
Penyerangan SO3 terhadap sistem aromatik melalui serial reaksi kesetimbangan yang akhirnya terbentuk asam aril sulfonat.
Tahap penentu kecepatan reaksinya ditentukan oleh tahap pemutusan ikatan C-H dan cincin aromatik.

H SO4 SO3


SO3 +

Seringkali asam sulfonat digunakan sebagai gugus pelindung, substitusi langsung terhadap posisi yang diinginkan. Untuk membebaskan gugus sulfonat kembali, mudah sekali dilakukan hanya melalui pemanasan dalam asam sulfat encer. Asam sulfanilat adalah merupakan senyawa/stuktur dasar untuk pembuatan obat-obatan sulfa, misalnya sulfanilamid, sulfadazin, dsb.
Sifat yang menarik dari asam sulfonat adalah asam sangat kuat, dan mudah larut dalam air. Mudah diisolasi dalam bentuk garam natrium arylsulfonat dengan efek penggaraman dengan garam NaCl. Dalam pabrik zat warna, gugus asam sulfonat berfungsi untuk menaikkan kelarutan senyawa kompleknya melalui pembentukan air-garam natriumnya.
Anilin bereaksi dengan H2SO4 membentuk garam, tapi jika dipanaskan kuat akan mengalami penataan ulang melalui asam fenilsulfonat menjadi asam sulfanilat.
NH2 NH3HSO4- NHSO2OH- NH2
H2SO4 180-190


Aplikasi Kebalikan dari Sulfonasi
Sulfonasi bolak-balik kemungkinannya:
1.Gugus asam sulfonat digunakan untuk proteksi
2.Membentuk hasil termodinamika
- Dipakai sebagai gugus proteksi dilukiskan dalam sintesa o-nitroanilin.
Sulfonasi metanilida membentuk hamper hanya untuk p-sulfonat, kemudian terjadi nitasi orto menjadi gugus asetamida dan akhirnya gugus asam sulfonat dieliminasi dengan asam sulfat encer.

NHAc NHAc NH2 NH2
H2SO4 HNO3 NO2 H2O-H2SO4 NO2


SO2OH SO2OH o-nitroanilin
- Pada temperature rendah menghasilkan kinetika kentrol.
Pada umumnya asam toluen p-sulfonat dari toluen dan asam naftalena α-sulfonat dan dominan asam β-naftalena sulfonat.

KLOROSULFONASI
Senyawa aromatic dimana agak tidak terdeaktivasi meskipun tidak stabil. Jadi asam bereaksi dengan asam klorosulfonat kemudian bereaksi dengan benzen pada suhu 20-25 oC (menghasilkan benzensulfonil klorida)

PhH + 2ClSO2OH PhSO2Cl + H2SO4 + HCl

Suatu contoh penting adalah sintesa sulfanilamida (obat-obat sulfa)
NHAc NHAc NHAc NH2

ClSO2OH NH3 H2O-H+

SO2Cl SO2NH2 SONH2

SULFONILASI
Benzen bereaksi dengan benzensulfonil klorida dan katalis MCl3 menjadi difenil sulfida.

PhH + PhSO2Cl MCl3 PhSO2Ph + HCl
Difenilsulfon

ASAM SULFANILAT
Asam sulfanilat (p-NH2C6H4SO3H.H2O) memiliki berat molekul (BM)=191,20. Murni pereaksi. (FI edisi IV, 1135)
Sifat-sifat fisika:
Titik leleh 10oC
Titik didih 20oC
Tekanan uap 1 mmHg (146oC)
Berat jenis cairan 1,84 (100%)
Berat jenis uap 3,4 (udara = 1)
b. Bahan
1. 14 gr (14 ml) Anilin
Anilin (C6H5NH2) memiliki berat molekul (BM) = 93,13; murni pereaksi. (FI edisi IV, 1128).

2. 40 gr (22 ml) Asam Sulfat (H2SO4) pekat
Asam sulfat mempunyai rumus kimia H2SO4, merupakan asam mineral yang kuat. Asam sulfat memiliki BM = 98,07. Zat ini larut dalam air pada semua kepekatan.
Asam sulfat mempunyai banyak kegunaan, termasuk dalam kebanyakan reaksi kimia dan proses pembuatan. Ia digunakan secara meluas sebagai bahan kimia pengilangan. Kegunaan utama termasuk produksi baja, memproses bijih mineral, sistesis kimia, pemrosesan air limbah dan penapisan minyak.
Reaksi hidrasi asam sulfat adalah reaksi eksoterm yang kuat. Jika air ditambah kepada asam sulfat pekat, ia mampu mendidih. Asam sulfat bersifat mengeringkan, sehingga digunakan dalam pengolahan kebanyakan buah-buahan kering.
Apabila gas SO3 pekat ditambah kepada asam sulfat, ia membentuk H2S2O7. Ini dikenali sebagai asam sulfat fuming atau oleum atau, jarang-jarang sekali, asam Nordhausen. Di atmosfer, zat ini termasuk salah satu bahan kimia yang menyebabkan hujan asam. http://www.wikipedia.org/wiki/Asam_sulfat
1.Larutan NaOH 10%
Natrium ialah unsur kimia dalam jadual berkala yang mempunyai simbol Na (Natrium dari Latin) dan nobor atom 11. Natrium adalah logam reaktif yang lembut, licin, dan keperakan dan tergolong dalam kumpulan logam Alkali. Ia amatlah reaktif, terbakar dengan nyalaan kuning, dan teroksida dalam udara. http://www.wikipedia.org/wiki/Natrium.
Natrium hidroksida (NaOH) termasuk pada golongan bahan kimia korosif. NaOH adalah salah satu bahan kimia yang mengakibatkan kerusakan pada jaringan hidup.
NaOH memiliki BM = 40,00. NaOH berwarna putih atau praktis putih, massa melebur, keras, rapuh, dan menunjukkan pecahan hablur. Bila dibiarkan di udara, akan cepat menyerap karbon dioksida dan lembab. NaOH mudah larut dalam air dan dalam etanol. (FI edisi IV, 589)
4. 2 – 3 gr karbon aktif
Karbon aktif berupa serbuk, berwarna hitam, dan tidak berbau. Diperoleh dari residu destilasi destruktif berbagai bahan organic, diolah untuk peningkatan kapasitas adsorbsi zat warna organic dan basa nitrogen. (FI edisi IV, 1128).


E. CARA KERJA


HASIL PENGAMATAN
F. PEMBAHASAN

Untuk membuat as. Sulfanilat dari anilin, maka anilin perlu direaksikan dengan H2SO4.
Sebelumnya hal yang harus diingat adalah semua perlakuan dilakukan dalam lemari asam serta anilin yang digunakan harus anilin murni.Sebab anilin yang tidak murni akan menghasilkan as. Sulfanilat yang lebih kecil.
Langkah awal yang dilakukan adalah memasukkan 6 ml anilin ke dalam labu dengan menggunakan corong tangkai panjang diusahakan agar anilin tidak melengket pada leher labu.
selanjutnya ditambahkan 5 ml H2SO4 pekat sedikit demi sedikit menggunakan pipet sampai larutan dingin. Pada saat penambahan H2SO4 pekat anilin mengeluarkan uap putih menyerupai asap (Putih anilin monosulfat), dan campuran antara anilin dengan H2SO4 pekat menghasilkan endapan yang berbentuk seperti karang, berwarna merah muda- abu-abu.
Kemudian dihomogenkan dengan 16 ml H2SO4 dengan cara dipipet sedikit demi sedikit, penambahan ini bertujuan untuk mempercepat jalannya reaksi. Hasil yang diperoleh larutan menjadi warna merah muda keabu-abuan.
Berikutnya dipasang alat kondensor refluks yang dilengkapi dengan penangas minyak.
Campuran larutan anilin dan H2SO4 kemudian dipanaskan di dalam penangas minyak yang dilengkapi dengan 2 buah termometer. Termometer yang satu digunakan untuk minyak sedangkan yang satunya lagi untuk campuran larutan, sebab suhu dalam campuran tidak secepat suhu penangas minyak.. Pada pemanasan ini suhu harus dijaga yaitu 1800C-1900C, karena suhu dibawah 1800C hanya akan membentuk senyawa orto.
Pemanasan berlangsung selama 1 jam.
Setelah pemanasan, maka campuran larutan didinginkan perlahan-lahan dalam udara sampai suhu kamar. Campuran larutan yang didinginkan perlahan-lahan menghasilkan kristal as. Sulfanilat.
Segera setelah terbentuk kristal, campuran larutan dipindahkan kedalam gelas piala yang berisi air es. Hasilnya campuran larutan menjadi berwarna merah muda.
Apabila kristal telah terbentuk, dikumpulkan dalam corong buchner (disaring). Maka filtrat dan kristal akan terpisah.
Filtrat yang dihasilkan didinginkan dengan air es, sedangkan kristalnya dilarutkan dalm 150 ml air panas. Larutan yang sebelumnya berwarna menjadi bening.

G. JAWABAN PERTANYAAN

1.Soal : Untuk percobaan ini, tentukan kemurnian hasilnya dengan menentukan titik leleh, dan hitung rendemen teori maupun rendemen praktisnya.

Jawaban :
1 mol anilin = 1 mol asam sulfanilat
Gr anilin
Mol =
BM anilin
14 gr
Mol = = 0, 15 mol
93,13 gr/mol

Mol asam sulfanilat = mol anilin
Mol asam sulfanilat = 0,15 mol
Gr asam sulfanilat = mol asam sulfanilat x BM asam sulfanilat
= 0,15 mol x 191,20 gr/mol
= 28,68 gr


2.Soal : Dari segi praktis, perbedaan apakah yang dipunyai oleh Na-benzensulfonat, Natrium P-toluensulfonat dan asam sulfanilat? Jelaskan !
Jawaban : Pada dasarnya pembuatan Na-benzensulfonat dan p-toluensulfonat menggunakan bahan dasar yang sama yaitu H2SO4 pekat. Namun pada p-toluensulfonat ditambahkan toluen kering bebas tiofen. Hasil yang diperoleh pun berbeda, jika pada pembuatan Na-benzensulfonat menghasilkan Na-benzensulfonat murni, maka pada pembuatan p-toluensulfonat menghasilkan kristal. Sedangkan untuk asam sulfanilat menggunakan bahan dasar yang berbeda dari keduanya, yaitu anilin. Hasil akhir yang diperoleh sama seperti pada pembuatan p-toluensulfonat yakni berupa kristal. Namun pada perlakuannya tetap ditambahkan H2SO4 pekat.


H. JAWABAN DISKUSI

Kelompok 1 :
Soal :
1.Bagaimana rumus struktur Na- benzensulfonat?
2.Apa yang dimaksud dengan membentuk hasil termodinamika ?
Jawab:
1.Rumus struktur Na-benzensulfonat
NaSO3


2. Membentuk hasil termodinamika :
Dipakai sebagai gugus proteksi dilukiskan dalam sintesa o- nitroanilin.
Sulfonasi metanilida membentuk hampir hanya untuk p-sulfonat, kemudian terjadi nitasi orto menjadi gugus asetamida dan akhirnya gugus asam sulfonat dieliminasi dengan asam sulfat encer.
Pada temperatur rendah menghasilkan kinetika kentrol.
Pada umumnya asam toluen p-sulfonat dari toluen dan asam naftalena α-sulfonat dan dominan asam β-naftalena sulfonat.

Kelompok II:
Soal : Bagaimana sifat fisika sulfonasi?
Jawab : Salah satu contoh dari sulfonasi adalah asam aminosulfonat. Asam aminosulfonat ini berbentuk garam yang inerf dalam bentuk zwitter ion.

Kelompok III:
Soal : Pada proses pemurnian kristal, apa tujuan penekanan dan pencucian berulang-ulang?
Jawab : Penekanan dan pencucian yang berulang-ulang dilakukan dengan tujuan agar kristal yang dihasilkan akan lebih kering dan lebih bersih.

Kelompok IV:
Soal : Mengapa pada pembuatan Na-benzensulfonat hanya menghasilkan NaCl murni padahal tujuannya membentuk Na-benzensulfonat?
Jawab : Pada proses ini Na-benzensulfonat sudah terbentuk tetapi dalam Na-benzensulfonat tersebut masih terdapat garam NaCl dan garam-garam lainnya. Sehingga dilakukan pengkristalan kembali dengan etanol 95% panas.

Kelompok V:
Soal : Apa tujuan penambahan NaHCO3 pada residu Ar2SO2?
Jawab : Ar2SO2 bersifat asam maka ditambahkan NaHCO3­ yang bersifat basa. Hal ini bertujuan untuk menetralkan.

Kelomok VII:
Soal : Bagaimana penjelasan reaksi pada halaman 1?
Jawab : Penyerangan SO3 terhadap system aromatik melalui serial reaksi kesetimbangan yang akhirnya terbentuk asam aril sulfonat. Tahap penentu kecepatan reaksinya ditentukan oleh tahap pemutusan ikatan C-H dan cincin aromatic.

Kelompok VIII:
Soal :
1.Bagaimana yang disebut dengan benzene bebas Tiofen?
2.Apa tujuan penambahan air dingin ?
Jawab:
1. Benzen bebas tiofen yaitu benzene yang murni dari tiofen atau gugus-gugus yang terikat pada Benzen.
2. Untuk membantu mempercepat turunnya suhu, agar reksi berlangsung sempurna antara benzene dengan asam sulfat.

DAFTAR PUSTAKA

Departemen Kesehatan RI. 1995. Farmakope Indonesia Edisi IV. Jakarta: Direktorat Jenderal Pengawasan Obat dan Makanan Depkes RI.
Kumanireng, dkk. 2005. Bahan Ajar Kimia Organik 5. Makassar: Universitas Hasanuddin Makassar.
Penuntun Praktikum Kimia Organik. Bandung: ITB.
http://www.wikipedia.org/wiki/Asam_sulfat
http://www.wikipedia.org/wiki/Natrium
http://www.kimi@net.com