SIFAT KEASAMAN TURUNAN ASAM KARBOKSILAT

ASAM KARBOKSILAT

Suatu asam karboksilat adalah suatu senyawa yang mengandung gugusan karboksil, suatu istilah yang berasal dari karbonil dan hidroksil. Gugusan yang terikat pada gugusan karboksil dalam asam karboksilat bisa gugus apa saja, bahkan bisa gugus karboksil lain.

Dalam asam karboksilat gugus -COOH terikat pada gugus alkil (-R) atau gugus aril (-Ar). Meskipun yang mengikat gugus –COOH daspat berupa gugus alifatik atau aromatic, jenuh atau tidak jenuh, tersubstitusi atau tidak tersubstitusi sifat yang diperlihatkan oleh gugus –COOH tersebut pada dasarnya sama. Di samping terdapat asam yang mengandung satu gugus karboksil (asam monokarboksilat), diketahui juga terdapat asam yang memiliki dua gugus karboksil (asam dikarboksilat) dan tiga buah gugus karboksil (asam trikarboksilat). Perbedaan banyaknya gugus –COOH ini tidak mengakibatkan perubahan sifat kimia yang mendasar. Pada bidang biologi, terdapat gugus asam dengan derajat keasaman yang rendah, misalnya gugus -OH, -SH, gugus enol, gugus fenol. Senyawa bio-organik dengan gugus semacam ini tidak digolongkan sebagai asam organik. Contoh senyawa tersebut antara lain: asam laktat, asam asetat, asam format, asam sitrat dan asam oksalat

 KEASAMAN DARI ASAM KARBOKSILAT

Pengukuarn kekuatan asam

Dalam air asam karboksilat berada pada kesetimbangan dengan ion karboksilat dan ion hidronium. Satu ukuran dari kekuatan asam ialah besarnya ionisasi daslam air. Lebih besar jumlah ionisasi, lebih kuat asamnya. Asam karboksilat umumnya asam yang lebih lemah daripada H₃O⁺; daslam larutan air, kebanyakan molekul asam karboksilat tidak terionisasi.

Kekuatan asam dinyatakan sebagai konstanta asam Ka, konstanta kesetimbangan ionisasi dalam air.

Dimana :         [RCO₂H] = molaritas dari RCO₂H

                      [RCO₂] = molaritas dari RCO₂^-

                             [H₃O⁺] atau [H⁺] = molaritas H₃O⁺ atau H⁺

Harga Ka yang lebih besar berarti asam tersebut lebih kuat sebab konsentrasi dari RCO₂^- dan H⁺ lebih besar. Untuk mempermudah maka harga pKa= adalah pangkat megatifdari pangkat dalam Ka. Apabila Ka bertambah, pKa berkurang; oleh sebab itu makin kecil pKa berarti makin kuat asamnya.

Resonansi dan kekuatan asam

Sebab utama asam karboksilat bersifat asam adalah resonansi stabil dari ion karboksilat. Kedua struktur dari ion karboksilat adalah ekivalen; muatan negatif dipakai sam oleh kedua atom oksigen.

Delokalisasi dari muatan negatif ini menjelaskan mengapa asam karboksilat lebih asam daripada fenol. Walaupun ion fenoksida merupakan resonansi stabil kontribusi utama struktur resonansi mempunyai muatan negatif berada pada satu atom.

 Efek induksi dan kekuatan asam

Factor lain disamping resonansi stabil dari ion karboksilat mempengaruhi keasaman dari senyawa. Delokalisasi lebih jauh dari muatan negatif ion karboksilat menstabilkan anion, relative terhadap asamnya. Penambahan kestabilan dari anion menyebabkan bertambahnya keasaman dari suatu asam. Misalnya, khlor elektronegatif. Dalam asam khloroasetat, khlor menarik keerapatan elektron dari elektron dari gugusan karboksil ke dirinya. Penarikan elektron ini menyebabkan delokalisasi lebih jauh dari muatan negatif, jadi menstabilkan anion dan menambah kekuatan asam dari asamnya. Asam khloroasetat lebih kuat dari asam asetat.

Makin besar penarikan elektron oleh efek induktif, lebih kuat asamnya. Asam dikloroasetat mengandung dua atom khlor yang menarik elektron dan merupakan asam yang lebih kuat dari pada asam khlorasetat. Asam trikhloroasetat mempunyai tiga atom khlor dan lebih kuat lagi daripada asam dikhloroasetat.

PERMASALAHAN

Dari artikel yang saya posting, saya menemukan sebuah permasalahan, yaitu bahwa buah-buahan yang memiliki rasa asam dari asam karboksilat. Dalam sebuah literaturyang pernah  saya baca bahwa sifat keasaman dari belimbing tidak baik bagi penderita penyakit ginjal, konsumsi oleh mereka dengan gagal ginjal dapat menghasilkan cegukan, muntah, mual, dan kebingungan mental.  Asam Oksalat  dalam tubuh manusia membentuk senyawa yang tak larut dan tidak dapat diserap tubuh. Senyawa ini menumpuk dan membentuk butiran kristal yang tajam dalam saluran kemih dan butiran Kristal ini apabila menumpuk terus – menerus maka akan terbentuk batu di ginjal maupun di saluran kemih, nah ini yang dapat menyebabkan sakit luar biasa dan kalau sudah kronis menjadi penyakit gagal ginjal.

 Asam sitrat berguna untuk mengatasi pengaruh  keasaman asam oksalat yang tidak baik bagi tubuh, pertanyaan saya adalah1.  apakah ada hubungannya pengaruh tingkat keasaman yang dimiliki oleh asam oksalat dan asam sitrat, sehingga yang satu memicu penyakit dan yang satu pengatasai penyakit, padahal keduanya memiliki guguskarboksil -COOH yang merupakan turunan dari asam karboksilat. 2.Bagaiman mekanisme yang terjadi sehingga asam sitrat mampu mengatasi batu ginjal yang disebabkan asam oksalat? 

PEMBUATAN AMIDA

Amida merupakan turunan asam karboksilat yang paling tidak reaktif. Amida banyak terdapat di alam. Amida primer memiliki rumus umum RCONH2. Amida adalah suatu jenis senyawa kimia yang dapat memiliki dua pengertian. Jenis pengertian pertama adalah gugus fungsional organik yang memiliki gugus karbonil ( C=O ) yang berikatan dengan suatu atom nitrogen ( N ), atau suatu senyawa yang mengandung gugus fungsional ini. Jenis pengertian kedua adalah suatu bentuk anion nitrogen. Amida dengan kelompok NH2 bisa didehidrasi dengan sebuah nitril.

Amida primer ini dapat dibuat lewat reaksi amonia dengan ester, dengan asil halida, atau dengan anhidrida asam. Amida juga dapat dibuat dengan memanaskan garam amonium dari asam.

CH3COOH + NH3 à CH3CONH2 + H2O

Amida dinamai dengan menggantikan akhiran –at atau –oat dari nama asamnya( baik untuk nama umum maupun nama IUPAC) dengan akhiran –amida.

CHONH2 (Metanamida)

C2H5CONH2 (Propanamida)

CH3CONH2 (Etanamida)

Sifat-Sifat Amida

Amida memiliki titik didih yang luar biasa tinggi untuk ukuran bobot molekulnya. Seperti turunan asam lainnya, amida dapat bereaksi dengan nukleofili, contohnya amida dapat dihidrolisis oleh air:

CH3CONHCH3 + H2O à CH2COOH + CH3NH2

Reaksinya berlangsung dengan lambat sehingga biasanya diperlukan pemanasan yang lama atau katalis asam atau basa.

PERMASALAHAN:

Kita mengetahui bahwa ASIL HALIDA merupakan turunan dari ASAM KARBOKSILAT  yang sangat REAKTIF, sangat berbeda dengan AMIDA yang BERSIFAT PALING TIDAK REAKTIF dan sangat lambat bereaksi dengan nukleofili.

Pertanyaan saya adalah kenapa AMIDA memiliki kereaktifan yang amat berbeda dengan ASIL HALIDA, padahal AMIDA sendiri dapat dibuat dengan cara mereaksikan ASIL HALIDA dengan AMONIA? Apakah ada hubungannya dengan Pengaruh sifat yang dimiliki AMONIA ?

CH3COCl + XNH2 à CH3CONHX +HCl

ESTER

Dalam kimia, ester adalah suatu senyawa organik yang terbentuk melalui penggantian satu (atau lebih) atom hidrogen pada gugus hidroksil dengan suatu gugus organik (biasa dilambangkan dengan R'). 

 

SIFAT-SIFAT ESTER

B. Sifat Fisis
1. Ester memiliki titik didih dan titik beku yang lebih rendah dari titik didih dan titik beku asam karboksilat asalnya.

2. Ester dengan jumlah atom Karbon sedikit atau rantai yang pendek memiliki sifat mudah menguap dan berwujud cair yang berbau harum (beraroma
buah-buahan).

3.Sedangkan ester dengan rantai yang panjang ditemukan pada minyak (berwujud cair) dan lemak (padat) yang merupakan senyawa triester. Minyak dan lemak tidak larut dalam air tetapi larut dalam benzena, eter dan CS2.

4.Ester dapat larut dalam pelarut organik.

5.Ester dengan 3-5 atom karbon dapat larut dalam air.

B. Sifat Kimia
1. Ester bersifat netral dan tidak bereaksi dengan logam natrium
maupun PCl3.

2. Ester dapat mengalami hidrolisis menjadi asam karboksilat dan
alkohol.


3. Hidrolisis ester suku tinggi dengan NaOH atau KOH menghasilkan

sabun dan gliserol (reaksi penyabunan).
Contoh:

4. Ester dapat mengalami reduksi menjadi alkohol.

Contoh:

 

5. Reduksi terhadap ester tak jenuh suku tinggi (minyak atau lemak
cair) yang menghasilkan mentega
 

PEMBUATAN ESTER

Ester dibuat dengan mereaksikan alkohol atau fenol dengan asam karboksilat kemudian direfluks. Fenol yaitu senyawa organik dimana gugus -OH langsung terikat pada cincin benzena. Reaksi pembuatan ester disebut esterifikasi dan reaksi yang terjadi disebut reaksi esterifikasi Fischer. Reaksi esterifikasi merupakan reaksi reversibel yang sangat lambat, tetapi bila menggunakan katalis asam mineral seperti asam sulfat (H₂SO₄) dan asam klorida (HCl) kesetimbangan akan tercapai dalam waktu yang cepat. Pola umum dalam pembuatan ini dinyatakan dengan persamaan berikut

RCOOH + R¹OH ↔ RCOOR¹ + H₂O

Dalam reaksi esterifikasi, ion H⁺ dari H₂SO₄ berperan dalam pembentukan ester dan juga berperan dalam reaksi sebaliknya yakni hidrolisis ester. Sesuai dengan hukum aksi massa, untuk memperoleh rendemen ester yang tinggi maka kesetimbangan harus bergeser ke arah pembentukkan ester. Untuk mencapai keadaan ini dapat ditempuh dengan cara:

a. Salah satu pereaksi digunakan secara berlebih. Biasanya alkohol dibuat berlebih karena murah dan mudah diperoleh.

b. Membuang salah satu produk dari dalam campuran reaksi

Laju reaksi esterifikasi suatu asam karboksilat bergantung pada halangan sterik dalam alkohol dan asam karboksilatnya. Dengan bertambahnya halangan sterik di dalam zat antara, laju pembentukkan ester akan menurun. Dengan demikian rendemen ester akan berkurang.

Esterifikasi dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah struktur molekul dari alkohol, suhu dan konsentrasi reaktan maupun katalis. Kereaktifan alkohol terhadap esterifikasi: CH₃OH > alkohol primer > alkohol sekunder > alkohol tersier

Kereaktifan asam karboksilat terhadap esterifikasi : HCOOH > CH₃COOH > RCH₂COOH > R₂CHCOOH > R₃CCOOH

Selain dibuat dari asam karboksilat, ester juga dapat diperoleh dengan cara mereaksikan suatu klorida asam atau suatu anhidrida asam dengan alkohol atau fenol. Reaksi pembuatan ester dari klorida asam dan anhidrida asam mengikuti pola umum reaksi berikut.

Klorida Asam

RCOCl + R¹OH → RCOOR¹ + HCl

RCOCl + ArOH → RCOOAr + HCl

Anhidrida Asam

(RCO)₂O + R¹OH → RCOOR¹ + RCOOH

(RCO)₂O + ArOH → RCOOAr + RCOOH

KEGUNAAN ESTER

Ester yang beraroma buah-buahan (seperti isopentil asetat yang beraroma pisang) banyak digunakan sebagai penambah aroma (essen) pada makanan dan minuman.

Dalam bidang farmasi, beberapa obat merupakan senyawa ester yang paling populer adalah obat penghilang rasa sakit serta pelemas otot. Senyawa-senyawa tersebut adalah turunan asam salisilat seperti aspirin dan minyak gosok.

Minyak merupakan senyawa triester dari senyawa asam karboksilat dengan gliserol, minyak dimanfaatkan untuk menggoreng produk makanan. Minyak dan lemak juga merupakan bahan baku pembuatan sabun. Ester dari alkohol rantai panjang dengan asam karboksilat rantai panjang merupakan bahan pembuatan lilin nonparafin.

PERMASALAHAN:

Pada pembuatan ester(esterfikasi):

RCOOH + R^’OH ↔ RCOOR^’ + H₂O

Diketahui bahwa H2O(air) yang terbentuk dari reaksi tersebut menggunakan gugus dari asam dan hidrogen dari alkohol, jadi pada reaksi ini gugus –OR dari alkohol menggantikan gugus –OH dari asam. Bagaimana mekanisme ini dapat terjadi ?