Reaksi Cannizzaro : Sintesis Benzil Alkohol dan Asam Benzoat

Ulya Fauziah, Virda Dzikria Rahmawati, Melfin Fridayanty Hia

Departemen Kimia, Fakultas MIPA, Universitas IndonesiaKampus UI Depok, 16424, Depok, Jawa Barat, Indonesia

E-mail : ulya.fauziah@ui.ac.id

Abstrak

Pada percobaan ini dilakukan sintesis Benzil Alkohol dan Asam Benzoat dengan bahan dasar benzaldehid. Reaksi yang terjadi adalah reaksi Cannizaro yang merupakan reaksi oksidasi dan reduksi serentak atau

disproporsionasi antara benzil klorida yang tidak mempunyai hidrogen-α dengan basa kuat seperti KOH. Benzil klorida akan tereduksi menjadi alkohol primer Benzil Alkohol dan juga teroksidasi menjadi asam

karboksilat Asam Benzoat.

Kata kunci : Cannizaro, Benzaldehid, Disproporsionasi, Benzil Alkohol, Asam Benzoat

Abstract

Synthesis Benzyl Alcohol and Benzoic Acid with benzaldehyde as the main material were carried out. This reaction is Cannizaro reaction which is the oxidation and reduction simultaneously reaction or

disproportionation reaction between Benzyl Chloride which has no Hydrogen-α with a strong base such as KOH. Benzyl Chloride would be reduced to a primary alcohol Benzyl Alcohol and also will be oxidized to

caroxylic acid Benzoic Acid.

Keywords: Cannizaro, Benzaldehyde, Disproportionation, Benzyl Alcohol, Benzoic Acid

1. PENDAHULUANReaksi Cannizaro, dinamakan dari penemunya Stanislao Cannizaro, adalah sebuah reaksi kimia yang

melibatkan disproporsionasi aldehida tanpa hydrogen pada posisi alfa yang diinduksi oleh basa. Cannizaro pertama kali menyelesaikan transformasi ini pada tahun 1853, ketika dia mendapatkan benzil alkohol dan asam benzoat dari reaksi antara benzaldehida dengan kalium karbonat.

2. TINJAUAN PUSTAKAReaksi cannizaro adalah reaksi autoredoks dengan menggunakan katalis basa yang merupakan

reaksi disproporsionasi. Reaksi autoredoks yang dimaksud, yaitu molekul benzaldehid dapat melakukan oksidasi maupun reduksi terhadap molekul benzaldehid itu sendiri. Reduksi ditunjukkan dengan penambahan atom hidrogen sehingga menghasilkan alkohol, sedangkan oksidasi ditunjukkan dengan penambahan atom oksigen sehingga menghasilkan asam karboksilat. Produk dari reduksi dalam percobaan ini yaitu benzil alkohol dan produk dari oksidasinya berupa asam benzoat. Reaksi Disproporsionasi adalah reaksi redoks dimana oksidator dan reduktor nya merupakan senyawa yang sama. Dari 2 molekul yang sama maka 1 molekul akan mengalami oksidasi sedangkan 1 molekul lainnya akan mengalami reduksi. Pemisahan dengan cara ekstraksi pelarut didasarkan pada distribusi zat terlarut antara dua pelarut (fasa) yang tak bercampur. Suatu zat terlarut akan terdistribusi antara dua fasa setelah pengocokan dan kedua fasa terpisah kembali. Setelah setimbang, perbandingan konsentrasi zat terlarut dalam kedua fasa akan konstan. Efisiensi ekstraksi tidak bergantung pada konsentrasi awal zat terlarut. Perbandingan distribusi tidak dipengaruhi oleh perbandingan volume pelarut yang dipakai. Akan tetapi, bagian atau fraksi zat terlarut yang terekstraksi bergantung pada volume kedua pelarut (Sunardi, 2004).

3. METODE PERCOBAANAlat yang digunakan dalam percobaan ini adalah erlenmeyer, alat refluks, magnetic stirer, magnetik bar, corong pisah, serta alat penunjang lain seperti gelas ukur, pipet tetes, beaker glass.

Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah 0,45 ml Benzaldehid; 1,25 ml KOH 11M; 1,25 ml Metanol ; 4,5 ml Metilen Klorida ; aquades ; Na2SO4 anhidrat, Na2CO3 serta HCl pekat.

3.1 Sintesis Benzil Alkohol dan Asam BenzoatAsam Benzoat dan Benzil Alkohol dibuat dengan cara menempatkan 0,45 ml benzil klorida, 1,25 mL

KOH 11M dan 1,25 mL metanol dalam labu bulat. Kemudian dipanaskan selama 1 jam diatas penangas air dalam suhu 65 oC – 75 oC. Lalu Mendinginkan campuran dalam suhu kamar, kemudian menambahkan akuades dingin kedalam corong pisah, setelah itu mengekstraksi larutan dengan 1,5 mL Metilen Klorida sebanyak tiga kali hingga terbentuk dua lapisan. Untuk mendapatkan Benzil Alkohol, diambil lapisan metilen klorida dan dicuci dengan 0,75 ml Na2CO3 dan akuades serta ditambahkan 0,45 gr Na2SO4

anhidrat. Kedalam lapisan yang berisi ion benzoat ditambahkan 6 ml aquades dan HCl pekat hingga larutan asam dan terbentuk asam benzoat.

3.2 Penentuan Yield Reaksi dan Kesalahan RelatifPersen Yield percobaan ditentukan dengan menggunakan rumus :

% yield=massa percobaanmassa teoritis

x 100 %

Sedangkan persen Kesalahan Relatif ditentukan dengan rumus :

% Kesalahan Relatif =|massa percobaan−massa teoritismassa teoritis |x 100 %

4. HASIL DAN PEMBAHASAN4.1 Data dan Hasil Pengamatan

Campuran Benzaldehid, KOH dan Metanol menghasilkan campuran tidak berwarna. Kemudian campuran direfluks selama 1 jam sembari diaduk dengan magnetic bar diatas magnetic strirrer. Lalu campuran didinginkan pada suhu ruang dan kemudian dituangkan ke dalam corong pisah dan ditambahkan aquades dan metilen untuk diekstraksi sebanyak 3 kali. Setelah ekstraksi, terbentuk dua lapisan, lapisan bawah merupakan metilen klorida dan benzyl alkohol dan lapisan atas yaitu asam benzoat dan air. Kedua lapisan dituang ke dalam bekaer glass untuk masing-masing diuji lebih lanjut. Beaker berisi lapisan bawah ditambahkan Na2CO3 dan Na2SO4 dan akan terbentuk dua lapisan ; lapisan bawah bening dan lapisan atas keruh. Lapisan atas dibuang. Lapisan bawah inilah benzyl alkohol. Dihasilkan benzyl alkohol sebanyak 2,65 ml.

Kemudian beaker yang berisi lapisan asam benzoat ditambahkan aquades dan didinginkan, kemudian diasamkan dengan HCl pekat hingga terbentuk endapan putih asam benzoat. Dihasilkan asam benzoat sebesar 0,06 gram.

Gambar 1. Campuran Benzaldehid, KOH dan Metanol sedang direfluks

Gambar 2. Proses Ekstraksi dengan menggunakan Metilen Klorida dan Air

Gambar 3. Campuran mulai terpisah, bagian bawah Benzil alkohol, bagian atas ion Benzoat

Gambar 4. Endapan Asam Benzoat

Endapan yang terbentuk berwarna putih dan berstruktur halus dengan berat endapan sebesar 0,06 gram yang merupakan asam benzoat.

Benzil Alkohol yang dihasilkan dari percobaan sebesar 2,65 ml

4.2 Perhitungan Secara Teoritisρ Benzaldehid = 1,04 gram/mlMr Benzaldehid = 107 gram/molVolume Benzaldehid = 0,45 ml

Massa Benzaldehid yang digunakan = ρ Benzaldehid x V Benzaldehid = 1,04 gram/ml x 0,45 ml = 0,468 gram

mol Benzaldehid= ρ Benzaldehid xV BenzaldehidMr Benzaldehid

=1,04 gram /ml x 0,45 ml107 gram /mol

=0,00437 mol

M 0,00437 mol - -R 0,00437 mol 0,002185 mol 0,002185 molS - 0,002185 mol 0,002185 mol

Massa Benzil Alkohol Teoritis = 0,002185 mol x 108 gram/mol = 0,23598 gramMassa Asam Benzoat teoritis = 0,002185 mol x 122 gram/mol = 0,26657 gram

4.3 Analisa PercobaanPada percobaan kali ini, praktikan melakukan percobaan pembuatan benzil alkohol dan asam

benzoat dari benzaldehid dan alkohol yang bertujuan untuk mengetahui proses dan tahapan reaksi cannizaro dan memahami mekanisme reaksi yang terjadi. Reaksi Cannizaro, dinamakan dari penemunya Stanislao Cannizaro, adalah sebuah reaksi kimia yang melibatkan disproporsionasi aldehida tanpa hydrogen pada posisi alfa yang diinduksi oleh basa. Cannizaro pertama kali menyelesaikan transformasi ini pada tahun 1853, ketika dia mendapatkan benzil alkohol dan asam benzoat dari reaksi antara benzaldehida dengan kalium karbonat.

Prinsip dari reaksi cannizaro adalah reaksi autoredoks dengan menggunakan katalis basa yang meru

pakan reaksi disproporsionasi. Reaksi autoredoks yang dimaksud, yaitu molekul benzaldehid dapat melakukan oksidasi maupun reduksi terhadap molekul benzaldehid itu sendiri. Reduksi ditunjukkan dengan penambahan atom hidrogen sehingga menghasilkan alkohol, sedangkan oksidasi ditunjukkan dengan penambahan atom oksigen sehingga menghasilkan asam karboksilat. Produk dari reduksi dalam

percobaan ini yaitu benzil alkohol dan produk dari oksidasinya berupa asam benzoat. Berikut merupakan mekanisme reaksi yang terjadi pada saat percobaan :

Gambar 5. Mekanisme reaksi sintesis Asam Benzoat dan Benzil Alkohol

Asam benzoat adalah senyawa organik berwujud padat, berwarna putih, berbau menyengat dengan titik leleh 122,4 °C serta mempunyai bentuk kristal monoklin. Dimana asam benzoat tersebut merupakan asam monokarboksilat aromatik (Ar COOH) yang diturunkan dari benzena dengan rumus struktur COOH. Dalam kehidupan sehari-hari asam benzoate berfungsi sebagai bahan pengawet makanan dan bahan obat-obatan. Sedangkan benzil akohol adalah senyawa organic yang berwujud cair, tak berwarna, dan bertitik didih 205,3 °C, dengan indeks bias 1,5396.

Dalam percobaan ini, disintesis benzil alkohol dan asam benzoat dengan cara mencampurkan benzaldehid, metanol, dan KOH. Dalam percobaan ini, benzaldehid berfungsi sebagai bahan utama dalam sintesis benzil alkohol dan asam benzoat, sedangkan KOH berfungsi sebagai katalis basa. Selanjutnya, dilakukan pemanasan dengan refluks sambil diaduk dengan magnetic stirrer selama satu jam. Prinsip dari metode refluks adalah pelarut volatile yang digunakan akan menguap pada suhu tinggi, namun akan didinginkan dengan kondensor sehingga pelarut yang tadinya dalam bentuk uap akan mengembun pada kondensor dan turun lagi ke dalam wadah reaksi sehingga pelarut akan tetap ada selama reaksi berlangsung. Pada saat refluks dimasukkan stirrer bar yang berfungsi untuk melakukan pengadukan agar larutan yang telah terkondensasi pada saat refluks kembali bercampur secara merata dengan cepat.

Selanjutnya dalam tahap percobaan ini yaitu melakukan pendinginan larutan dengan mengucurkan air kran ke bagian luar dinding labu dan kemudian melakukan penambahan metilen klorida, yang setelah itu larutan dipindahkan ke corong pisah dan dilakukan ekstraksi. Penambahan metilen klorida dilakukan secara bertahap, yaitu 1,5 ml sebanyak 3 kali. Penambahan metilen klorida berfungsi sebagai pelarut organik yang dapat melarutkan benzil alkohol dari campuran. Pada saat ekstraksi dengan metilen klorida, terbentuk dua lapisan, lapisan atas yaitu lapisan air yang terdiri dari air dan asam benzoat sedangkan lapisan bawah yaitu lapisan organik yang berupa metilen klorida dan benzil alkohol. Lapisan organic terdapat di bawah karena massa jenis metilen klorida lebih besar daripada massa jenis air. Setelah itu kedua lapisan tersebut dipisahkan.

Setelah dipisahkan, dilakukan perlakuan yang berbeda pada setiap lapisan. Pada lapisan organik (lapisan bawah), dilakukan pencucian dalam lapisan organic tersebut dengan menambahkan Na 2SO4

anhidrat dan Na2CO3 10% yang kemudian dibiarkan kering dan diperoleh benzil alkohol. Fungsi dari penambahan Na2SO4 anhidrat dan Na2CO3 10% adalah untuk menetralisir larutan dari sisa asam. Pada lapisan air (lapisan atas) dilakukan penambahan HCl pekat sampai larutan bersifat asam. Pada saat sebelum penambahan asam, larutan tidak terdapat endapan dan setelah dilakukan penambahan asam,

terbentuk endapan putih. Penambahan asam itu sendiri bertujuan agar ion benzoat menjadi asam benzoat yang ditandai dengan terbentuknya endapan putih. Reaksi setelah penambahan asam yaitu :

Gambar 6. Reaksi penambahan asam pada ion benzoat

Kemudian dilakukan penyaringan endapan asam benzoat dengan penyaring Buchner dengan

aquades yang bertujuan untuk membersihkan endapan asam benzoat dari pengotor-pengotor polar.

4.4 Analisa HasilHasil yang didapat dalam percobaan ini adalah endapan asam benzoat yang berupa serbuk halus berwarna putih dan Benzil Alkohol yang berupa larutan bening. Endapan asam benzoat yang didapat tidak terlalu banyak kemungkinan disebabkan oleh kesalahan-kesalahan yang dilakukan praktikan pada saat percobaan. Benzil Alkohol yang didapat melebihi teoritisnya, hal ini dimungkinkan masih mengandung pengotor-pengotor sehingga benzil alkohol tidak dalam keadaan murni.

Gambar 7. Endapan asam benzoat Gambar 8. Larutan benzyl alkohol (lapisan bawah)

4.5 Persen Yield dan Kesalahan RelatifMassa Benzil Alkohol Teoritis = 0,002185 mol x 108 gram/mol = 0,23598 gramMassa Asam Benzoat teoritis = 0,002185 mol x 122 gram/mol = 0,26657 gramMassa Asam Benzoat hasil percobaan = massa kertas saring+isi – massa kertas saring = 0,49 gr – 0,43 gr = 0,06 grVolume Benzil Alkohol hasil percobaan = 2,65 mlρ Benzil Alkohol = 1,312 gram/mlmassa Benzil Alkohol hasil percobaan = ρ Benzil Alkohol x volume Benzil Alkohol = 1,312 gram/ml x 2,65 ml = 3,4768 gram

% yield Benzil Alkohol=massa percobaanmassa teoritis

x100 %

¿ 3,4768 gram0,23598 gram

x 100 %=1473,34 %

% Kesalahan Relatif Benzil Alkohol=|massa percobaan−massa teoritismassa teoritis |x 100 %

¿|3,4768 gram−0,23598 gram0,23598 gram |x100 %=1373,34 %

% yield Asam Benzoat=massa percobaanmassateoritis

x 100 %

¿ 0,06gram0,26657 gram

x100 %=22,51 %

% Kesalahan Relatif Asam Benzoat=|massa percobaan−massa teoritismassateoritis |x 100 %

¿|0,06 gram−0,26657 gram0,26657 gram |x 100 %=77,49 %

4.6 Analisa KesalahanDalam percobaan ini dihasilkan persen kesalahan relatif yang cukup besar dikarenakan beberapa hal diantaranya adalah kekurangtelitian praktikan dalam menimbang bahan kimia atau pengukuran volume larutan yang akan digunakan dalam percobaan. Selain itu proses ekstraksi yang kurang sempurna, dan kondisi alat dan bahan yang sudah terkontaminasi zat asing.

KESIMPULANPercobaan pembuatan Asam Benzoat dan Benzil Alkohol dengan bahan utama Benzaldehid

berlangsung melalui reaksi Cannizzaro yaitu reaksi oksidasi dan reduksi serentak atau reaksi disproporsionasi yang terjadi pada aldehid yang tidak mempunyai hidrogen-α. Aldehid yang dipakai adalah Benzaldehid yang sebagian akan teroksidasi menjadi ion benzoat, dan sebagian lagi akan mengalami reduksi menjadi Benzil alkohol. Reaksi pada percobaan ini dibantu oleh adanya KOH sebagai nukleofil dan katalis basa. Volume Benzil Alkohol yang didapat sebesar 2,65 ml dan berat Asam Benzoat yang didapat sebesar 0,06 gram.

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji syukur kehadirat Allah SWT, karena atas izin-Nya saya dapat menyelesaikan laporan praktikum ini. Terima kasih tak lupa jua saya ucapkan kepada rekan praktikum saya ; Virda dan Melfin karena sudah bekerja sama dalam praktikum ini. Terima kasih saya ucapkan kepada Asisten Lab kami ; Kak Syukur yang telah dengan sabar membimbing kami sehingga kami berhasil menyelesaikan laporan praktikum ini. Saya juga berterima kasih kepada Laboratorium Kimia Organik Universitas Indonesia atas fasilitas peralatan, dan bahan-bahan percobaan yang telah disediakan.

DAFTAR PUSTAKA

Marareza, Harry. 2012. “Reaksi Cannizaro”. http://www/ziddu.com/download/19811400/reaksi-cannizaro.html diakses pada 13 November 2014 pukul 19.50

Nasution, M.Arfin F.2013.Catatan Penting, Pratikum Sintesis Kimia Organik. Depok : Departemen kimia FMIPA Universitas Indonesia.

Sunardi. 2004. Diktat Kuliah Cara-cara Pemisahan. Depok : Departemen Kimia FMIPA UI

Tim KBI Kimia Organik. 2014. Penuntun Praktikum Kimia Organik. Depok : Departemen Kimia FMIPA UI.

Marareza, Harry. 2012. “Reaksi Cannizaro”. http://www/ziddu.com/download/19811400/reaksi-cannizaro.html diakses pada 13 November 2014 pukul 19.50