PEMBENTUKAN DAN SIFAT-SIFAT ASAM KARBOKSILAT

Baiklah pada minggu lalu kita sudah membahas terkait reduksi pada senyawa organic. Sekarang kita membahas pembentukan dan sifat-sifat asam karboksilat.

1.     Pembentukan asam karboksilat dengan mengoksidasi alkohol primer atau aldehida

Alkohol primer dan aldehida biasanya dioksidasi menjadi asam karboksilat menggunakan larutan kalium dikromat (VI) dengan adanya asam sulfat encer. Selama reaksi, larutan kalium dikromat (VI) berubah dari oranye menjadi hijau. Kalium dikromat (VI) dapat juga diganti dengan natrium dikromat (VI). Karena yang penting adalah ion dikromat (VI), semua persamaan dan perubahan warna akan sama.

Alkohol primer dioksidasi menjadi asam karboksilat dalam dua tahap –yang pertama menjadi aldehida dan kemudian menjadi asam karboksilat. Kami sering menggunakan versi yang disederhanakan dari persamaan ini menggunakan "[O]" untuk mewakili oksigen dari zat pengoksidasi.

Pembentukan aldehida ditunjukkan oleh persamaan yang disederhanakan:

"R" adalah atom hidrogen atau gugus hidrokarbon seperti gugus alkil.

Aldehida kemudian dioksidasi lebih lanjut untuk menghasilkan asam karboksilat:

Jika kita mulai dengan aldehida,  jelas hanya melakukan tahap ini.

Mulai dari alkohol primer, kita dapat menggabungkan ini menjadi satu persamaan tunggal untuk menghasilkan:

Misalnya, jika kita mengubah etanol menjadi asam etanoat, persamaan yang disederhanakan adalah:

Persamaan lengkap untuk konversi alkohol primer menjadi asam karboksilat adalah:

atau jika kita memulai dari aldehida adalah:

Sebenarnya sangat jarang membuat asam dimulai dari aldehida, tetapi sangat umum untuk memulai dari alkohol primer. Konversi etanol menjadi asam etanoat akan menjadi contoh khas. Alkohol dipanaskan dengan refluks dengan larutan campuran kalium dikromat (VI) berlebih dan asam sulfat encer. Pemanasan dengan refluks (pemanasan dalam labu dengan kondensor yang ditempatkan secara vertikal di dalamnya) mencegah aldehida yang terbentuk keluar sebelum sempat dioksidasi menjadi asam karboksilat. Disini menggunakan kelebihan zat pengoksidasi. Ketika oksidasi selesai, campuran dapat didistilasi. Anda berakhir dengan larutan asam.

1.     Pembentukan asam karboksilat dengan menghidrolisis nitril

Nitril adalah senyawa yang mengandung -CN yang melekat pada gugus hidrokarbon. Beberapa contoh umum termasuk:

Nama ini didasarkan pada jumlah karbon dalam rantai terpanjang - termasuk yang ada dalam kelompok -CN. Di mana Anda memiliki hal-hal yang disubstitusi ke dalam rantai (seperti dalam contoh ketiga), karbon -CN dihitung sebagai nomor 1.

Nitril diproduksi dalam dua reaksi penting - yang keduanya menghasilkan peningkatan panjang rantai karbon karena karbon tambahan dalam gugus -CN.

Mereka terbentuk dalam reaksi antara halogenalkana (haloalkana atau alkil halida) dan ion sianida. Sebagai contoh:

atau selama reaksi antara aldehida atau keton dan hidrogen sianida. Sebagai contoh, reaksi antara ethanal dan hidrogen sianida untuk membuat 2-hidroksipropanenitril adalah:

Proses nitril menjadi asam karboksilat

 Ada dua cara untuk melakukan ini, keduanya melibatkan reaksi ikatan rangkap tiga karbon-nitrogen dengan air. Ini digambarkan sebagai hidrolisis . Kedua metode ini menghasilkan produk yang sedikit berbeda - Anda hanya perlu berhati-hati untuk mendapatkan ini dengan benar.

Hidrolisis asam

Nitril dipanaskan dengan refluks dengan asam encer seperti asam hidroklorat encer. Asam karboksilat terbentuk. Misalnya, mulai dari ethanenitrile Anda akan mendapatkan asam etanoat. Asam etanoat dapat disuling dari campuran.

Hidrolisis basa

Nitril dipanaskan dengan refluks dengan alkali seperti larutan natrium hidroksida.

Kali ini Anda tentu saja tidak akan menghasilkan asam karboksilat - asam apa pun yang terbentuk akan bereaksi dengan natrium hidroksida yang ada untuk menghasilkan garam. Anda juga tidak akan mendapatkan ion amonium karena mereka akan bereaksi dengan natrium hidroksida untuk menghasilkan amonia.

Mulai dari ethanenitrile, karena itu Anda akan mendapatkan larutan yang mengandung ion etanoat (misalnya, natrium etanoat jika Anda menggunakan larutan natrium hidroksida) dan amonia.

Anda harus ingat untuk mengubah ion menjadi asam karboksilat gratis, karena itulah yang kami coba buat. Untuk membebaskan asam lemah, asam etanoat, Anda hanya perlu memasok ion hidrogen dari asam kuat seperti asam klorida. Anda menambahkan cukup asam klorida ke dalam campuran untuk membuatnya asam.

Sekarang Anda bisa menyaring asam karboksilat.

Sifat Asam Carboxylic

Sebagian besar sifat asam karboksilat adalah hasil dari keberadaan gugus karboksil . Beberapa sifat fisik dan kimia dari senyawa ini dibahas  dibawah ini

1.     Sifat Fisik Asam Carboxylic

a. Molekul asam karboksilat adalah polar karena adanya dua atom oksigen elektronegatif.

b. Mereka juga berpartisipasi dalam ikatan hidrogen karena keberadaan gugus karbonil (C = O) dan gugus hidroksil.

c. Ketika ditempatkan dalam pelarut nonpolar, senyawa ini membentuk dimer melalui ikatan hidrogen antara gugus hidroksil dari satu asam karboksilat dan gugus karbonil yang lain.

d. Kelarutan senyawa yang mengandung gugus fungsi karboksil dalam air tergantung pada ukuran senyawa. Semakin kecil senyawa (semakin pendek kelompok R), semakin tinggi kelarutannya.

e. Titik didih asam karboksilat umumnya lebih tinggi dari air.Senyawa ini memiliki kemampuan untuk menyumbangkan proton dankarena itu asam Bronsted-Lowry. Mereka umumnya memiliki bau asamyang kuat. Namun, ester mereka memiliki bau yang menyenangkan dankarenanya digunakan dalam parfum. Sebelum kita melihat asam karboksilat,pengingat tentang alcohol.Titik didih alkohol lebih tinggi daripada alkanedengan ukuran yang sama karena alkohol dapat membentuk ikatan hydrogensatu sama lain serta gaya dispersi van der Waals dan interaksi dipol-dipol.

f. Kelarutan dalam air. Di hadapan air, asam karboksilat tidak dimerise. Sebaliknya, ikatan hidrogen terbentuk antara molekul air dan molekul asam individu. Asam karboksilat hingga empat atom karbon akan bercampur dengan air dalam proporsi berapapun. Ketika Anda mencampurkan keduanya, energi yang dilepaskan ketika bentuk ikatan hidrogen baru sama seperti yang diperlukan untuk memutus ikatan hidrogen dalam cairan murni.Kelarutan asam karboksilat  berkurang sangat cepat dengan semakin  panjangnya rantai, Dan energi dari melarutkan asam karboksilat dalam air menjadi lebih rumit(susah) .

2.     Sifat Kimia Asam Karboksilat

a. Karbon α milik asam karboksilat dapat dengan mudah dihalogenasi melalui reaksi Hell-Volhard-Zelinsky .

b. Senyawa ini dapat diubah menjadi amina menggunakan reaksi Schmidt.

c. Asam karboksilat dapat direduksi menjadi alkohol dengan memperlakukannya dengan hidrogen untuk menyebabkan reaksi hidrogenasi. Setelah bereaksi dengan alkohol, senyawa ini menghasilkan ester.

PERMASALAHAN:

1.  Apa kegunaan pada proses pembentukan asam karboksilat dari alcohol primer dengan menggunakan kelebihan zat pengoksidasi ?

2.   Kelarutan asam karboksilat  berkurang sangat cepat dengan semakin  panjangnya rantai. Mengapa itu bisa terjadi ? 

3. Ketika dalam kelarutan asam karboksilat  berkurang sangat cepat dengan semakin  panjangnya rantai. Begitupun untuk energi dari melarutkan asam karboksilat dalam air menjadi lebih sulit (susah). Apa yang menyebabkan itu terjadi ?.