BAB I PENDAHULUAN I.1. LATAR BELAKANG Aldehida yang mengandung atom karbon sebanyak £5 kerap kali dinamai dengan nama umum yaitu nama yang diturunkan dari nama umum asam karboksilat dengan menggantikan akhiran –at dengan aldehida. Untuk menunjukan posisi substituent (gugus samping/cabang) digunakan huruf Yunani. Aldehid dan keton adalah senyawa-senyawa sederhana yang mengandung sebuah gugus karbonil – sebuah ikatan rangkap C=O. Pada aldehid, gugus karbonil memiliki satu atom hidrogen yang terikat padanya bersama dengan salah satu dari gugus berikut: atom hidrogen lain atau, yang lebih umum, sebuah gugus hidrokarbon yang bisa berupa gugus alkil atau gugus yang mengandung sebuah cincin benzen. Ada beberapa kenyataan tentan gugus karbonil akan dikemukakan sebagai berikut: 1. Atom karbonnya adalah hibridisasi sp2 sehingga ketiga atom yang terikat padanya terletak pada satu bidang datar dengan besar sudut ikat adalah 120o 2. Ikatan rangkap dua karbon oksigen terdiri ata satu ikatan s dan satu ikatan p. Ikatan s adalah hasil tumpang tindih dari satu orbital sp2 atom karbon dengan satu orbital sp2 atom oksigen. Sedangkan ikatan p adalah hasil tumpang tindih satu orbital p atom karbon dengan satu orbital p atom oksigen. Dua orbital sp2 lainnya yang ada pada atom karbon masing-masing membentuk ikatan s dengan gugus atom lain. 3. Atom oksigennya masih memiliki dua pasang electron bebas. (atom okesigen dala gugus karbonil kemungkinan adalah sp2, meskipun hasil ini masih dipertentangkan) 4. Panjang ikatan C=O adalah 1,24Ao, lebih pendek daripada ikatan C-O pada alcohol dan eter (1,43Ao). Atom karbon yang sedikit bermuatan positif pada gugus karbonil bisa diserang oleh nukleofil. Nukleofil merupakan sebuah ion bermuatan negatif (misalnya, ion sianida, CN - ), atau bagian yang bermuatan negatif dari sebuah molekul (misalnya, pasangan elektron bebas pada sebuah atom nitrogen dalam molekul amonia NH 3 ). Selama reaksi berlangsung, ikatan rangkap C=O terputus. Efek murni dari pemutusan ikatan ini adalah bahwa gugus karbonil akan mengalami reaksi adisi, seringkali diikuti dengan hilangnya sebuah molekul air. Ini menghasilkan reaksi yang dikenal sebagai adisi-eliminasi atau kondensasi.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. LATAR BELAKANG
Aldehida yang mengandung atom karbon sebanyak £5 kerap kali dinamai dengan
nama umum yaitu nama yang diturunkan dari nama umum asam karboksilat dengan
menggantikan akhiran –at dengan aldehida. Untuk menunjukan posisi substituent (gugus
samping/cabang) digunakan huruf Yunani.
Aldehid dan keton adalah senyawa-senyawa sederhana yang mengandung sebuah gugus
karbonil – sebuah ikatan rangkap C=O. Pada aldehid, gugus karbonil memiliki satu atom
hidrogen yang terikat padanya bersama dengan salah satu dari gugus berikut:
atom hidrogen lain
atau, yang lebih umum, sebuah gugus hidrokarbon yang bisa berupa gugus alkil atau
gugus yang mengandung sebuah cincin benzen.
Ada beberapa kenyataan tentan gugus karbonil akan dikemukakan sebagai berikut:
1. Atom karbonnya adalah hibridisasi sp2 sehingga ketiga atom yang terikat padanya
terletak pada satu bidang datar dengan besar sudut ikat adalah 120o
2. Ikatan rangkap dua karbon oksigen terdiri ata satu ikatan s dan satu ikatan p. Ikatan s
adalah hasil tumpang tindih dari satu orbital sp2 atom karbon dengan satu orbital sp2
atom oksigen. Sedangkan ikatan p adalah hasil tumpang tindih satu orbital p atom
karbon dengan satu orbital p atom oksigen. Dua orbital sp2 lainnya yang ada pada
atom karbon masing-masing membentuk ikatan s dengan gugus atom lain.
3. Atom oksigennya masih memiliki dua pasang electron bebas. (atom okesigen dala
gugus karbonil kemungkinan adalah sp2, meskipun hasil ini masih dipertentangkan)
4. Panjang ikatan C=O adalah 1,24Ao, lebih pendek daripada ikatan C-O pada alcohol
dan eter (1,43Ao).
Atom karbon yang sedikit bermuatan positif pada gugus karbonil bisa diserang oleh
nukleofil. Nukleofil merupakan sebuah ion bermuatan negatif (misalnya, ion sianida, CN-),
atau bagian yang bermuatan negatif dari sebuah molekul (misalnya, pasangan elektron bebas
pada sebuah atom nitrogen dalam molekul amonia NH3).
Selama reaksi berlangsung, ikatan rangkap C=O terputus. Efek murni dari pemutusan ikatan
ini adalah bahwa gugus karbonil akan mengalami reaksi adisi, seringkali diikuti dengan
hilangnya sebuah molekul air. Ini menghasilkan reaksi yang dikenal sebagai adisi-eliminasi
atau kondensasi.
I.2. RUMUSAN MASALAH
Adapun masalah yang akan diselesaikan dalam makalah ini adalah:
1. Apa pengertian Aldehid dan Keton?
2. Bagaimana Tata nama senyawa Aldehid dan Keton?
3. Bagaimana gugus karbonil dalam Aldehid dan Keton?
4. Bagaimana sifat-sifat fisik Aldehid dan Keton?
5. Bagaimana reaksi-reaksi Aldehid dan Keton?
6. Bagaimana pembuatan Aldehid dan Keton?
I.3. TUJUAN
Adapun tujuan dalam pembuatan makalah ini adalah untuk :
1. Untuk mengetahui pengertian Aldehid dan Keton
2. Untuk mengetahui tata nama senyawa Aldehid dan Keton
3. Untuk mengetahui gugus karbonil dalam Aldehid dan Keton
4. Untuk mengetahui sifat-sifat fisik Aldehid dan Keton
5. Untuk mengetahui reaksi-reaksi Aldehid dan Keton
6. Untuk mengetahui pembuatan Aldehid dan Keton
BAB II
PEMBAHASAN
II.1. PENGERTIAN ALDEHID DAN KETON
II.1.A. Aldehid dan keton sebagai senyawa karbonil
Aldehid dan keton adalah senyawa-senyawa sederhana yang mengandung sebuah gugus
karbonil – sebuah ikatan rangkap C=O. Aldehid dan keton termasuk senyawa yang sederhana
jika ditinjau berdasarkan tidak adanya gugus-gugus reaktif yang lain seperti -OH atau -Cl
yang terikat langsung pada atom karbon di gugus karbonil – seperti yang bisa ditemukan
misalnya pada asam-asam karboksilat yang mengandung gugus -COOH.
II.1.B. Ciri-ciri Aldehid
Pada aldehid, gugus karbonil memiliki satu atom hidrogen yang terikat padanya bersama
dengan salah satu dari gugus berikut:
atom hidrogen lain
atau, yang lebih umum, sebuah gugus hidrokarbon yang bisa berupa gugus alkil atau
gugus yang mengandung sebuah cincin benzen.
Pada gambar di atas kita bisa melihat bahwa keduanya memiliki ujung molekul yang sama
persis. Yang membedakan hanya kompleksitas gugus lain yang terikat.
Jika kita menuliskan rumus molekul untuk molekul-molekul di atas, maka gugus aldehid
(gugus karbonil yang mengikat atom hidrogen) selalunya dituliskan sebagai -CHO – dan
tidak pernah dituliskan sebagai COH. Oleh karena itu, penulisan rumus molekul aldehid
terkadang sulit dibedakan dengan alkohol. Misalnya etanal dituliskan sebagai CH3CHO dan
metanal sebagai HCHO.
II.1.C. Ciri-ciri keton
Pada keton, gugus karbonil memiliki dua gugus hidrokarbon yang terikat padanya. Sekali
lagi, gugus tersebut bisa berupa gugus alkil atau gugus yang mengandung cincin benzen.
Disini kita hanya akan berfokus pada keton yang mengandung gugus alkil untuk
menyederhanakan pembahasan.
Perlu diperhatikan bahwa pada keton tidak pernah ada atom hidrogen yang terikat pada
gugus karbonil.
Propanon biasanya dituliskan sebagai CH3COCH3. Diperlukannya penomoran atom karbon
pada keton-keton yang lebih panjang harus selalu diperhatikan. Pada pentanon, gugus
karbonil bisa terletak di tengah rantai atau di samping karbon ujung – menghasilkan pentan-
3-ena atau pentan-2-on.
II.2. TATA NAMA SENYAWA ALDEHID DAN KETON
1. Aldehida yang mengandung atom karbon sebanyak £5 kerap kali dinamai dengan
nama umum yaitu nama yang diturunkan dari nama umum asam karboksilat dengan
menggantikan akhiran –at dengan aldehida. Untuk menunjukan posisi substituent
(gugus samping/cabang) digunakan huruf Yunani.
2. Nama IUPAC Aldehida diturunkan dari nama rantai induk alkana dengan
menggantikan akhiran a dengan al.
3. Jika rantai karbon aldehida mkengfikat substituent, penomoran rantai utama dimulai
dari atom karbonil.
4. Jika gugus –CHO terikat langsung pada suatu cincin maka senyawa dinamai dengan
memberikan akhiran karboksaldehida atau karbaldehida pada nama sikloalkananya.
5. Nama IUPAC untuk keton diturunkan dari nama alkana rantai induknya dengan
mengganti akhiran a dengan on. Posisi gugus karbonil ditunjukkan dengan nomor
serendah mungkin dan diletakkan sebelum nama induk.
6. Nama umum keton tersusun dari dua gugus alkil yang terikat pada gugus karbonil
diikuti dengan kata keton.
7. Jika gugus keton ada diantara gugus fungsi lain yang lebih diutamakan maka untuk
menunjukkannya digunakan awalan okso dengan suatu nomor yang sesuai.
II.3. GUGUS KARBONIL
II.3.A. Ikatan pada gugus karbonil
Atom oksigen jauh lebih elektronegatif dibanding karbon sehingga memiliki kecenderungan
kuat untuk menarik elektron-elektron yang terdapat dalam ikatan C=O kearahnya sendiri.
Salah satu dari dua pasang elektron yang membentuk ikatan rangkap C=O bahkan lebih
mudah tertarik ke arah oksigen. Ini menyebabkan ikatan rangkap C=O sangat polar.
Ada beberapa kenyataan tentan gugus karbonil akan dikemukakan sebagai berikut:
1. Atom karbonnya adalah hibridisasi sp2 sehingga ketiga atom yang terikat padanya
terletak pada satu bidang datar dengan besar sudut ikat adalah 120o
2. Ikatan rangkap dua karbon oksigen terdiri ata satu ikatan s dan satu ikatan p. Ikatan s
adalah hasil tumpang tindih dari satu orbital sp2 atom karbon dengan satu orbital sp2
atom oksigen. Sedangkan ikatan p adalah hasil tumpang tindih satu orbital p atom
karbon dengan satu orbital p atom oksigen. Dua orbital sp2 lainnya yang ada pada
atom karbon masing-masing membentuk ikatan s dengan gugus atom lain.
3. Atom oksigennya masih memiliki dua pasang electron bebas. (atom okesigen dala
gugus karbonil kemungkinan adalah sp2, meskipun hasil ini masih dipertentangkan)
4. Panjang ikatan C=O adalah 1,24Ao, lebih pendek daripada ikatan C-O pada alcohol
dan eter (1,43Ao)
Oleh karena oksigen lebih elektronegatif daripada atom karbon maka struktur hibrida
resonansi karbonil dapat ditulis sebagai berikut:
Dari struktur hibridisasi ini maka dapat dipahami bahwa ikatan C=O adalah polar.
II.4. SIFAT-SIFAT FISIK
II.4.A. Titik Didih
Aldehid sederhana seperti metanal memiliki wujud gas (titik didih -21°C), dan etanal
memiliki titik didih +21°C. Ini berarti bahwa etanal akan mendidih pada suhu yang
mendekati suhu kamar.
Aladehid dan keton lainnya berwujud cair, dengan titik didih yang semakin meningkat
apabila molekul semakin besar.
Besarnya titik didih dikendalikan oleh kekuatan gaya-gaya antar-molekul.
Gaya dispersi van der Waals
Gaya tarik ini menjadi lebih kuat apabila molekul menjadi lebih panjang dan memiliki lebih
banyak elektron. Peningkatan gaya tarik ini akan meningkatkan ukuran dipol-dipol temporer
yang terbentuk. Inilah sebabnya mengapa titik didih meningkat apabila jumlah atom karbon
dalam rantai juga meningkat – baik pada aldehid maupun pada keton.
Gaya tarik dipol-dipol van der Waals
Aldehid dan keton adalah molekul polar karena adanya ikatan rangkap C=O. Seperti halnya
gaya-gaya dispersi, juga akan ada gaya tarik antara dipol-dipol permanen pada molekul-
molekul yang berdekatan.
Ini berarti bahwa titik didih akan menjadi lebih tinggi dibanding titik didih hidrokarbon yang
berukuran sama – yang mana hanya memiliki gaya dispersi.
Mari kita membandingkan titik didih dari tiga senyawa hidrokarbon yang memiliki besar
molekul yang mirip. Ketiga senyawa ini memiliki panjang rantai yang sama, dan jumlah
elektronnya juga mirip (walaupun tidak identik).
molekul tipe titik didih (°C)
CH3CH2CH3 alkana -42
CH3CHO aldehid +21
CH3CH2OH alkohol +78
Pada tabel di atas kita bisa melihat bahwa aldehid (yang memiliki gaya tarik dipol-dipol dan
gaya tarik dispersi) memiliki titik didih yang lebih tinggi dari alkana berukuran sebanding
yang hanya memiliki gaya dispersi.
Akan tetapi, titik didih aldehid lebih rendah dari titik didih alkohol. Pada alkohol, terdapat
ikatan hidrogen ditambah dengan dua jenis gaya-tarik antar molekul lainnya (gaya-tarik
dipol-dipol dan gaya-tarik dispersi).
Walaupun aldehid dan keton merupakan molekul yang sangat polar, namun keduanya tidak
memiliki atom hidrogen yang terikat langsung pada oksigen, sehingga tidak bisa membentuk
ikatan hidrogen sesamanya.
II.4.B. Kelarutan dalam air
Aldehid dan keton yang kecil dapat larut secara bebas dalam air tetapi kelarutannya
berkurang seiring dengan pertambahan panjang rantai. Sebagai contoh, metanal, etanal dan
propanon – yang merupakan aldehid dan keton berukuran kecil – dapat bercampur dengan air
pada semua perbandingan volume.
Alasan mengapa aldehid dan keton yang kecil dapat larut dalam air adalah bahwa walaupun
aldehid dan keton tidak bisa saling berikatan hidrogen sesamanya, namun keduanya bisa
berikatan hidrogen dengan molekul air.
Salah satu dari atom hidrogen yang sedikit bermuatan positif dalam sebuah molekul air bisa
tertarik dengan baik ke salah satu pasangan elektron bebas pada atom oksigen dari sebuah
aldehid atau keton untuk membentuk sebuah ikatan hidrogen.
Tentunya juga terdapat gaya dispersi dan gaya tarik dipol-dipol antara aldehid atau keton
dengan molekul air.
Pembentukan gaya-gaya tarik ini melepaskan energi yang membantu menyuplai energi yang
diperlukan untuk memisahkan molekul air dan aldehid atau keton satu sama lain sebelum bisa
bercampur.
Apabila panjang rantai meningkat, maka "ekor-ekor" hidrokarbon dari molekul-molekul
(semua hidrokarbon sedikit menjauh dari gugus karbonil) mulai mengalami proses di atas.
Dengan menekan diri diantara molekul-molekul air, ekor-ekor hidrokarbon tersebut memutus
ikatan hidrogen yang relatif kuat antara molekul-molekul air tanpa menggantinya dengan
ikatan yang serupa. Ini menjadi proses yang tidak bermanfaat dari segi energi, sehingga
kelarutan berkurang.
II.4.C. Perbedaan aldehid dan keton
Aldehid berbeda dengan keton karena memiliki sebuah atom hidrogen yang terikat pada
gugus karbonilnya. Ini menyebabkan aldehid sangat mudah teroksidasi.
Sebagai contoh, etanal, CH3CHO, sangat mudah dioksiasi baik menjadi asam etanoat,
CH3COOH, atau ion etanoat, CH3COO-.
Keton tidak memiliki atom hidrogen tersebut sehingga tidak mudah dioksidasi. Keton hanya
bisa dioksidasi dengan menggunakan agen pengoksidasi kuat yang memiliki kemampuan
untuk memutus ikatan karbon-karbon.
II.5. REAKSI-REAKSI PENTING DARI GUGUS KARBONIL
Atom karbon yang sedikit bermuatan positif pada gugus karbonil bisa diserang oleh
nukleofil. Nukleofil merupakan sebuah ion bermuatan negatif (misalnya, ion sianida, CN-),
atau bagian yang bermuatan negatif dari sebuah molekul (misalnya, pasangan elektron bebas
pada sebuah atom nitrogen dalam molekul amonia NH3).
Selama reaksi berlangsung, ikatan rangkap C=O terputus. Efek murni dari pemutusan ikatan
ini adalah bahwa gugus karbonil akan mengalami reaksi adisi, seringkali diikuti dengan
hilangnya sebuah molekul air. Ini menghasilkan reaksi yang dikenal sebagai adisi-eliminasi
atau kondensasi.
Aldehid dan keton mengandung sebuah gugus karbonil. Ini berarti bahwa reaksi keduanya
sangat mirip jika ditinjau berdasarkan gugus karbonilnya.
II.5.A. Adisi Sederhana pada Aldehid dan Keton
Bagian ini menjelaskan tentang adisi hidrogen sianida dan natrium hidrogensulfit (natrium
bisulfit) pada aldehid dan keton.
Adisi hidrogen sianida pada aldehid dan keton
Reaksi
Hidrogen sanida akan masuk ke ikatan rangkap C=O pada aldehid dan keton menghasilkan
senyawa yang dikenal sebagai hidroksinitril. Senyawa-senyawa ini biasa juga disebut sebagai
sianohidrin.
Sebagai contoh, jika hidrogen sianida diadisi ke etanal (sebuah aldehid) maka diperoleh 2-
hidroksipropananitril:
Jika diadisi ke propanon (sebuah keton) maka diperoleh 2-hidroksi-2-metilpropananitril:
Reaksi ini tidak biasanya dilakukan dengan menggunakan hidrogen sianida saja, karena
hidrogen sianida merupakan sebuah gas yang sangat beracun. Olehnya itu, aldehid dan keton
dicampur dengan sebuah larutan natrium atau kalium sianida dalam air yang telah
ditambahkan sedikit asam sulfat. pH larutan disesuaikan menjadi sekitar 4 sampai 5 karena
pada pH ini reaksi berlangsung paling cepat. Reaksi terjadi pada suhu kamar.
Larutan ini akan mengandung hidrogen sianida (hasil dari reaksi antara natrium atau kalium
sianida dengan asam sulfat), tetapi juga masih mengandung beberapa ion sianida bebas. Ini
penting untuk mekanisme reaksi.
Kegunaan reaksi
Molekul-molekul produk yang terbentuk mengandung dua gugus fungsional, yaitu:
gugus -OH yang berperilaku sebagai sebuah alkohol sederhana dan bisa digantikan
dengan spesies lain seperti klorin, yang selanjutnya bisa diganti lagi menghasilkan,
misalnya, gugus -NH2;
gugus -CN yang mudah diubah menjadi sebuah gugus asam karboksilat -COOH.
Sebagai contoh, hidroksinitril yang dibuat dari sebuah aldehid bisa digunakan untuk
menghasilkan molekul yang relatif rumit dengan mudah, misalnya molekul asam 2-amino –
asam amino yang digunakan untuk menyusun protein.
Adisi natrium hidrogensulfit pada aldehid dan keton
Natrium hidrogensulfit biasa juga dikenal sebagai natrium bisulfit, bahkan pada beberapa
buku-teks organik masih digunakan nama natrium bisulfit.
Reaksi
Reaksi ini hanya berlangsug dengan baik untuk aldehid. Untuk keton, salah satu gugus
hidrokarbon yang terikat pada gugus karbonil harus berupa gugus metil. Gugus-gugus besar
yang terikat pada gugus karbonil terlibat dalam proses reaksi yang berlangsung.
Aldehid atau keton dikocok dengan sebuah larutan jenuh dari natrium hidrogensulfit dalam
air. Jika produk telah terbentuk, produk tersebut akan terpisah sebagai kristal putih.
Untuk etanol, persamaan reaksinya adalah:
dan untuk propanon, persamaan reaksinya adalah:
Senyawa-senyawa yang dihasilkan ini jarang diberi nama secara sistematis, dan biasanya
dikenal sebagai senyawa adisi "hdrogensulfit (atau bisulfit)".
Kegunaan reaksi
Reaksi adisi natrium hidrogensulfit pada aldehid dan keton biasanya digunakan dalam
pemurnian aldehid (dan keton dimana reaksi ini berlangsung baik). Senyawa adisi yang
dihasilkan bisa diurai dengan mudah untuk menghasilkan kembali aldehid atau keton dengan
memperlakukannya dengan asam encer atau basa encer.
Misalnya, jika kita ingin memurnikan aldehid yang tidak murni, kita bisa mengocoknya
dengan sebuah larutan jenuh dari natrium hidrogensulfit untuk menghasilkan kristal. Kristal-
kristal ini bisa disaring dengan mudah dan dicuci untuk menghilangkan setiap zat pengotor.
Adisi asam encer, misalnya, selanjutnya dapat menghasilkan kembali aldehid awal.
Tentunya aldehid ini masih perlu dipisahkan dari asam yang berlebih dan berbagai macam
produk anorganik dari reaksi.
II.5.B. Reaksi Adisi-Eliminasi Aldehid dan Keton
Bagian ini menjelaskan tentang reaksi aldehid dan keton dengan 2,4-dinitrofenilhidrazin
(pereaksi Brady) sebagai sebuah reaksi uji untuk ikatan rangkap C=O. Disini kita juga
membahas sekilas tentang beberapa reaksi mirip lainnya yang dikenal sebagai reaksi adisi-
eliminasi (atau kondensasi).
Reaksi dengan 2,4-dinitrofenilhidrazin
2,4-dinitrofenilhidrazin sering disingkat menjadi 2,4-DNP atau 2,4-DNPH. Larutan 2,4-
dinitrofenilhidrazin dalam sebuah campuran metanol dan asam sulfat dikenal sebagai
pereaksi Brady.
Pengertian 2,4-dinitrofenilhidrazin
Walaupun namanya kedengaran rumit, dan strukturnya terlihat agak kompleks, namun
sebenarnya sangat mudah untuk dibuat.
Pertama-tama gambarkan rumus molekul dari hidrazin, yaitu sebagai berikut:
Pada fenilhidrazin, salah satu atom hidrogen dalam hidrazin digantikan oleh sebuah gugus
fenil, C6H5. Ini didasarkan pada sebuah cincin benzen.
Pada 2,4-dinitrofenilhidrazin, ada dua gugus nitro, NO2, yang terikat pada gugus fenil di
posisi karbon 2 dan 4. Sudut yang padanya terikat nitrogen dianggap sebagai atom karbon
nomor 1, dan perhitungan dilakukan searah arah jarum jam.
Melangsugkan reaksi
Rincian reaksi antara aldehid atau keton dengan 2,4-dinitrofenilhidrazin sedikit bervariasi
tergantung pada sifat-sifat aldehid atau keton yang terlibat, dan pelarut yang didalamnya
dilarutkan 2,4-dinitrofenilhidrazin. Pada prosedur berikut, anggap kita menggunakan 2,4-
dinitrofenilhidrazin dalam bentuk pereaksi Brady (sebuah larutan 2,4-dinitrofenilhidrazin
dalam metanol dan asam sulfat):
Masukkan beberapa tetes aldehid atau keton, atau bisa juga larutan aldehid atau keton dalam
metanol, ke dalam pereaksi Brady. Terbentuknya endapan kuning atau oranye terang
mengindikasikan adanya ikatan rangkap C=O dalam sebuah aldehid atau keton.
Reaksi uji ini adalah yang paling sederhana untuk sebuah aldehid atau keton.
Sifat kimiawi reaksi
Reaksi keseluruhan dituliskan dengan persamaan berikut:
R dan R’ bisa berupa kombinasi dari gugus-gugus hidrogen atau hidrokarbon (seperti gugus
alkil). Jika sekurang-kurangnya satu dari kedua gugus tersebut adalah hidrogen, maka
senyawa asalnya adalah aldehid. Jika kedua gugus tersebut adalah gugus hidrokarbon, maka
senyawa asalnya adalah keton.
Perhatikan secara seksama mekanisme yang terjadi.
Jika kedua molekul pereaksi digambarkan berderet, maka struktur produk reaksi dapat
ditentukan dengan mudah.
Produk reaksi dikenal sebagai "2,4-dinitrofenilhidrazon". Perlu diperhatikan bahwa yang
berubah hanya akhiran saja, dari akhiran "-in" menjadi "-on". Ini kemungkinan
membingungkan.
Produk dari reaksi dengan etanal disebut sebagai etanal 2,4-dinitrofenilhidrazon; produk dari
reaksi dengan propanon disebut propanon 2,4-dinitrofenilhidrazon – dan seterusnya. Ini tidak
terlalu sulit.
Reaksi ini dikenal sebagai reaksi kondensasi. Reaksi kondensasi merupakan reaksi dimana
dua molekul bergabung bersama disertai dengan hilangnya sebuah molekul kecil dalam
proses tersebut. Dalam hal ini, molekul kecil tersebut adalah air.
Dari segi mekanisme, reaksi ini adalah reaksi adisi-eliminasi nukleofilik. 2,4-
dinitrofenilhidrazin pertama-pertama memasuki ikatan rangkap C=O (tahap adisi)
menghasilkan sebuah senyawa intermediet yang selanjutnya kehilangan sebuah molekul air
(tahap eliminasi).
Kegunaan reaksi
Reaksi adisi-eliminasi aldehid dan keton memiliki dua kegunaan dalam pengujian aldehid
dan keton.
Pertama, reaksi ini bisa digunakan untuk menguji keberadaan ikatan rangkap C=O.
Ikatan rangkap C=O dalam sebuah aldehid atau keton hanya memiliki endapan
berwarna oranye atau kuning.
Kedua, reaksi ini bisa digunakan untuk membantu mengidentifikasi aldehid atau
keton tertentu.
Endapan disaring dan dicuci dengan, misalnya, metanol dan selanjutnya
direkristalisasi dari sebuah pelarut yang cocok, dimana pelarut ini bisa bereda-beda
tergantung pada sifat aldehid dan keton. Sebagai contoh, kita bisa merekristalisasi
produk-produk aldehid dan keton kecil dari sebuah campuran etanol dan air.
Kristal-kristal yang terbentuk dilarutkan dalam pelarut panas dengan jumlah yang
minimum. Jika larutan telah dingin, kristal-kristal diendapkan ulang dan bisa disaring,
dicuci dengan sedikit pelarut dan dikeringkan. Kristal-kristal ini akan menjadi murni.
Jika anda mengetahui titik lebur kristal-kristal, maka anda bisa membandingkannya
dengan tabel-tabel titik lebur 2,4-dinitrofenilhidrazon dari semua aldehid dan keton
umum untuk mencari aldehid atau keton mana yang diperoleh.
Beberapa reaksi mirip lainnya
Jika anda melihat kembali persamaan-persamaan reaksi yang telah disebutkan di atas, tidak
ada yang berubah pada 2,4-dinitrofenilhidrazin selama reaksi kecuali gugus -NH2. Reaksi
yang serupa bisa dihasilkan jika gugus -NH2 terikat pada sesuatu yang lain.
Pada masing-masing kasus, reaksi akan terlihat sebagai berikut:
Dengan pereaksi berikut, yang berubah hanyalah sifat "X".
dengan hidrazin
Produk di atas adalah "hidrazon". Jika anda menggunakan propanon, maka produk itu adalah
propanon hidrazon.
dengan fenilhidrazin
Produk di atas adalah sebuah "fenilhidrazon".
dengan hidroksilamin
Produk di atas adalah sebuah"oksim" – misalnya, etanal oksim.
II.5.C. Oksidasi Aldehid dan Keton
Bagian ini menjelaskan tentang cara-cara yang dapat dipakai untuk membedakan antara
aldehid dan keton dengan menggunakan agen-agen pengoksidasi seperti larutan kalium
dikromat(VI) asam, pereaksi Tollens, larutan Fehling dan larutan Benedict.
Latar belakang
Mengapa aldehid dan keton memiliki sifat yang berbeda?
Anda akan mengingat dari pembahasan lain di topik aldehid keton bahwa perbedaan antara
aldehid dan keton adalah keberadaan sebuah atom hidrogen yang terikat pada ikatan rangkap
C=O dalam aldehid, sedangkan pada keton tidak ditemukan hidrogen seperti ini.
Keberadaan atom hidrogen tersebut menjadikan aldehid sangat mudah teroksidasi. Atau
dengan kata lain, aldehid adalah agen pereduksi yang kuat.
Karena keton tidak memiliki atom hidrogen istimewa ini, maka keton sangat sulit dioksidasi.
Hanya agen pengoksidasi sangat kuat seperti larutan kalium manganat(VII) (larutan kalium
permanganat) yang bisa mengoksidasi keton – itupun dengan mekanisme yang tidak rapi,
dengan memutus ikatan-ikatan C-C.
Dengan tidak memperhitungkan agen pengoksidasi yang kuat ini, anda bisa dengan mudah
menjelaskan perbedaan antara sebuah aldehid dengan sebuah keton. Aldehid dapat dioksidasi
dengan mudah menggunakan semua jenis agen pengoksidasi; sedangkan keton tidak.
Rincian reaksi-reaksi ini akan dibahas lebih lanjut pada bagian-bagian bawah ini.
Apa yang terbentuk apabila aldehid dioksidasi?
Hasil yang terbentuk tergantung pada apakah reaksi dilakukan pada kondisi asam atau basa.
Pada kondisi asam, aldehid dioksidasi menjadi sebuah asam karboksilat. Pada kondisi basa,
asam karboksilat tidak bisa terbentuk karena dapat bereaksi dengan logam alkali. Olehnya itu
yang terbentuk adalah garam dari asam karboksilat.
Menuliskan persamaan reaksi untuk reaksi-reaksi oksidasi
Jika anda ingin mengetahui persamaan untuk reaksi-reaksi oksidasi ini, maka satu-satunya
cara yang tepat digunakan untuk menuliskannya adalah dengan menggunakan persamaan
setengah reaksi.
Persamaan setengah reaksi untuk oksidasi aldehid berbeda-beda tergantung pada kondisi
reaksi (apakah asam atau basa).
Pada kondisi asam, persamaan setengah reaksinya adalah:
dan pada kondisi basa:
Persamaan-persamaan setengah reaksi ini selanjutnya digabungkan dengan persamaan
setengah reaksi dari agen pengoksidasi yang digunakan. Contohnya dijelaskan secara rinci
berikut ini.
Contoh-contoh spesifik
Pada masing-masing contoh berikut, kami berasumsi bahwa anda telah mengetahui apakah
yang terbentuk adalah aldehid atau keton. Ada banyak hal lain yang juga dapat memberikan
hasil positif.
Dengan mengasumsikan bahwa anda mengetahui apa yang harus terbentuk (aldehid atau
keton), pada masing-masing contoh, keton tidak memberikan hasil positif. Hanya aldehid
yang memberikan hasil positif.
Penggunaan larutan kalium dikromat(VI) asam
Sedikit larutan kalium dikromat(VI) diasamkan dengan asam sulfat encer dan beberapa tetes
aldehid atau keton ditambahkan. Jika tidak ada yang terjadi pada suhu biasa, campuran
dipanaskan secara perlahan selama beberapa menit – misalnya, dalam sebuah labu kimia
berisi air panas.
keton Tidak ada perubahan warna pada larutan oranye.
aldehid Larutan oranye berubah menjadi biru.
Ion-ion dikromat (VI) telah direduksi menjadi ion-ion kromium(III) yang berwarna hijau oleh
aldehid. Selanjutnya aldehid dioksidasi menjadi asam karboksilat yang sesuai.
Persamaan setengah reaksi untuk reduksi ion-ion dikromat(VI) adalah:
Menggabungkan persamaan di atas dengan persamaan setengah reaksi dari oksidasi sebuah
aldehid pada kondisi asam, yakni
akan menghasilkan persamaan lengkap sebagai berikut:
Penggunaan pereaksi Tollens (uji cermin perak)
Pereaksi Tollens mengandung ion diamminperak(I), [Ag(NH3)2]+.
Ion ini dibuat dari larutan perak(I) nitrat. Caranya dengan memasukkan setetes larutan
natrium hidroksida ke dalam larutan perak(I) nitrat yang menghasilkan sebuah endapan
perak(I) oksida, dan selanjutnya tambahkan larutan amonia encer secukupnya untuk
melarutkan ulang endapan tersebut.
Untuk melakukan uji dengan pereaksi Tollens, beberapa tetes aldehid atau keton dimasukkan
ke dalam pereaksi Tollens yang baru dibuat, dan dipanaskan secara perlahan dalam sebuah
penangas air panas selama beberapa menit.
keton Tidak ada perubahan pada larutan yang tidak berwarna.
aldehid Larutan tidak berwarna menghasilkan sebuah endapan perak berwarna abu-abu,
atau sebuah cermin perak pada tabung uji.
Aldehid mereduksi ion diamminperak(I) menjadi logam perak. Karena larutan bersifat basa,
maka aldehid dengan sendirinya dioksidasi menjadi sebuah garam dari asam karboksilat yang
sesuai.
Persamaan setengah reaksi untuk reduksi ion diamminperak(I) menjadi perak adalah sebagai
berikut:
Menggabungkan persamaan di atas dengan persamaan setengah reaksi dari oksidasi sebuah
aldehid pada kondisi basa, yakni
akan menghasilkan persamaan reaksi lengkap:
Penggunaan larutan Fehling atau larutan Benedict
Larutan Fehling dan larutan Benedict adalah varian dari larutan yang secara ensensial sama.
Keduanya mengandung ion-ion tembaga(II) yang dikompleks dalam sebuah larutan basa.
Larutan Fehling mengandung ion tembaga(II) yang dikompleks dengan ion tartrat dalam
larutan natrium hidroksida. Pengompleksan ion tembaga(II) dengan ion tartrat dapat