BAB IPENDAHULUAN1.1Latar BelakangEster merupakan senyawa yang penting dalam industri. Ester merupakan turunan asam karboksilat dimana gugus OH pada asam karboksilat (RCOOH) diganti menjadi gugus R ( alkil ) sehingga menjadi ester dengan rumus RCOOR. Ester memiliki bau yang sangat khas yaitu berbau yang cukup menyengat terutama berbau harum.Oleh karena sifatnya itu ester banyak dimanfaatkan oleh manusia, baik yang diekstrak langsung dari tumbuh-tumbuhan dan hewan ataupun disintetis melalui reaksi-reaksi kimia.Etil asetat disintesis melalui reaksi esterifikasi Fischer dari asam asetat dan etanol, biasanya disertai katalis asam seperti asamsulfat.CH3CH2OH + CH3COOHCH3COOCH2CH3+ H2OReaksi diatas merupakan reaksi reversibel dan menghasilkan suatu kesetimbangan kimia. Oleh karena itu, rasio hasil dari reaksi diatas menjadi rendah jika air yang terbentuk tidak dipisahkan. Di laboratorium,produk etil asetat yang terbentuk dapatdipisahkan dariair denganmenggunakan aparatusDean-Stark. Etil asetat dapat dihidrolisis pada keadaan asam atau basa menghasilkan asam asetat dan etanol kembali.Katalisasam seperti asamsulfatdapat menghambat hidrolisiskarena berlangsungnya reaksi kebalikan hidrolisis yaitu esterifikasi Fischer. Untuk memperoleh rasio hasil yang tinggi, biasanya digunakan asam kuat dengan proporsi stoikiometris, misalnya natrium hidroksida.Etil asetat merupakan salah satu jenis pelarut yang memiliki rumus molekul CH3COOC2H5.Produk turunan ini memiliki kegunaan yang banyak seperti pengaroma dan pemberi rasa. Pada skala industri, etil asetat diproduksi darireaksi esterifikasiantaraasam asetat(CH3COOH) danetanol(C2H5OH)dengan bantuankatalisdalam suasana asam (H2SO4).Selain melalui reaksi di atas, etil asetat juga diproduksi secara komersil melalui reaksi antaraetilendan asam asetat. Namun, dari sisi keekonomian, etil asetat dari etanol dan asam asetat lebih kompetitif.Saat ini etil asetat di Indonesia diproduksi oleh dua perusahaan, yaituPT. Indo Acidatama TbkdanPT. Showa Esterindo Indonesia, dengan jumlah total produksi sebesar 62.500 ton per tahun. (CIC, 2009)

1.2TujuanMempelajari reaksi esterifikasi terhadap asam karboksilat.Membuat etil asetat dalam skala labor.

BAB IILANDASAN TEORI2.1.Pengertian EsterEster diturunkan dari asam karboksilat dengan mengganti gugus OH dengan gugus OR (R adalah gugus alkil atau aril). Ester merupakan senyawa organik yang bersifat netral, tidak bereaksi dengan logam Na dan PCl3.Ester merupakan salah satu turunan asam karboksilat yang di dapat dengan cara mereaksikan asam karboksilat dengan alkohol sehingga membentuk esterdan hasil samping berupa air. Ester yang terdiri dari asam-asam yangberat molekulrendah dan alkohol merupakan senyawa-senyawa cair yang tidak berwarna, sedikit larut dalam air dengan bau semerbak, dan mudah menguap. Ester dari beberapa asam karboksilat dengan rantai panjang terdapat secara alamiah di dalamlemak,lilin, dan minyak.Tabel 2.1Rumus Umum dan Struktur As.Karboksilat dan EsterKelompok SenyawaGugus FungsiRumus Umum

Asam Karboksilat-COOHR-COOH

Ester-COO-R-COOR

Sumber : Fessenden (1982)2.2 Sifat-sifat EsterEster merupakan senyawa turunan asam karboksilat yang memilikisifat maupun karekteristik tertentu seperti senyawa-senyawa lainnya.Ester dengan jumlah atom Karbon sedikit atau rantai yang pendek memiliki sifat mudah menguap dan berwujud cair. 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.Berikut ini penjelasan tentang sifat kimia dan sifat fisika dari senyawa ester.

2.2.1Sifat-sifat fisika ester1. Senyawa cair yang tidak berwarna2. Sedikit larut dalam air3. Bau semerbak4. Mudah menguap2.2.2Sifat kimia ester1.Pada umumnya mempunyai bau yang harum, menyerupai bau buah-buahan2.Senyawa ester pada umumnya sedikit larut dalam air3.Ester lebih mudah menguap dibandingkan dengan asam atau alkoholpembentuknya4.Ester merupakan senyawa karbon yang netral5.Ester dapat mengalami reaksi hidrolisisPenamaan ester hampir menyerupai dengan penamaan basa.walaupun tidak benar-benar mempunyai kation dan anion, namun memiliki kemiripan dalam sifat lebih elektropositif dan keelektronegatifan. Suatu ester dapat dibuat sebagai produk dari suatu reaksi pemadatan pada suatu asam (pada umumnya suatu asam organik) dan suatu alkohol atau campuran zat asam karbol,walaupun ada cara-cara lain untuk membentuk ester. Pemadatan adalah suatu jenis reaksi kimia di mana dua molekul bekerja sama dan menghapuskan suatu molekul yang kecil, dalam hal ini dua gugus OH yang merupakan hasil eliminasi suatu molekul air. Suatu reaksi pemadatan untuk membentuk suatu ester disebut esterifikasi. Esterifikasi dapat dikatalis oleh kehadiran ion H+. Asam belerang sering digunakan sebagai sebagai suatu katalisator untuk reaksi ini. Ester dapat dibuat oleh suatu reaksi keseimbangan antara suatu alkohol dan suatu asam karbon.

2.3 EsterifikasiReaksi esterifikasi adalah suatu reaksi antara asam karboksilat dan alkohol membentuk ester. Esterifikasi dapat dikatalis oleh kehadiran ion H+ . asam belerang sering digunakan sebagai suatu katalisator untuk reaksi ini. Nama ester berasal dari essig-ather jerman, sebuah nama kuno untuk menyebut etil asam cuka ester (asam cuka etil).Ester dapat dibuat oleh suatu reaksi keseimbangan antara suatu alkohol dan asam karbon. Ester dinamai menurut alkil dari alkohol dan kemudian alkanoat (bagian asam karbon). Sebagai contoh, reaksi anatara asam metanol dan asam buttir menghasilkan ester metil butir C3H7-COO-CH3seperti halnya air.Senyawapaling sederhana adalah H-COO-CH3,metil metanoat. Karena ester dari asam yang lebih tinggi, alkana menyebut dengan - oat pada akhiran. Secara umum Ester dari asam berbau harum meliputi benzoat seperti metil benzoat. Reaksi esterifikasi merupakan reaksi pembentukan ester dengan reaksi langsung antara suatu asam karboksilat dengan suatu alkohol.Laju esterifikasi suatu asam karboksilat bergantung pada halangan sterik dalam alkohol dan asam karboksilatnya. Kuat asam dari asam karboksilat hanya memainkan peranan kecil dalam laju pembentukkan ester.Seperti kebanyakan reaksi aldehida dan keton, esterifikasi suatu asam karboksilat berlangsung melalui serangkaian tahap protonasi dan detonasi. Oksigen karbonil diprotonasi, alkohol nukleofilik menyerang karbon positif dan eliminasi air akan menghasilkan ester yang dimaksudseperti reaksi singkatGambar 2.1Reaksi Pembentukan Etil Asetat (Clark, 2007)Faktor-faktor yang berpengaruh pada reaksi esterifikasi adalah waktu reaksi, pengadukan, katalisator,dan suhu reaksi.1.PencampuranDengan adanya pengadukan pada saat pencampuran,molekul-molekul pereaktan dapat mengalami tumbukan yang lebih sering sehingga reaksi dapat berjalan secara optimal2.KatalisAdanya katalisator dalam reaksi dapat mempercepat jalannya suatu reaksi. Kereakifan dari katalisbergantung dari jenis dan konsentrasi yang digunakan.3.Waktu reaksiJika waktu bereaksi lama maka kesempatan molekul-molekul pertumbukan semakin sering.Sedangkan faktor-faktor yang memengaruhi arah kesetimbngan yaitu :KonsentrasiJika konsentrasi zat reaktan diperbesar, reaksi akan bergeser ke kanan, begitu juga sebaliknya jika diperkecil reaktan maka kesetimbangan akan bergeser ke rekatan itu sendiriSuhuJika suhu dinaikkan, kesetimbngan akan bergeser ke rekasi endoterm. Jika diturunkan suhunya maka kesetimbangan terjadi pada reaksi endotermVolumeJika volume reaktan diperbesar kesetimbangan akan berada padakoefisien yang besar, begitu juga sebelumnya.TekananJika tekanan diperbesar, kesetimbangan berada paa koefisien yang kecil.Proses esterifikasi dalam industri dapat dilakukan secara kontinyu maupun batch. Pemilihan kedua macam proses tersebut tergantung pada kapasitas produksinya. Untuk kapasitas produksi yang relatif kecil sebaiknya jenis yang digunakan adalah prosesbatch. Sedangkan proses esterifikasi kontinyu dipilih untuk kapasitas produksi yang relatif besar.

2.3.1Cara-Cara Lain untuk Membuat Ester1). Pembuatan Ester dari Alkohol dan Asil Klorida (Klorida Asam)Jika kita menambahkan sebuah asil klorida kedalam sebuah alkohol , maka reaksi yang terjadi cukup proresif pada suhu kamar menghasilkan sebuah ester dan awan-awan dari asap hidrogen yang asam dan beruap.Sebagai contoh, jika kita menambahkan etanol klorida kedalam etanol,maka akan terbentuk bannyak hydrogen klorida bersama dengan ester cair etil etanoat.CH3COCl + CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+ HCl

2). Pembuatan Ester dari Alkohol dan Anhidrada AsamReaksi-reaksi dengan anhidrida asam berlangsung lebih lambat dibanding reaksi-reaksi yang serupa dengan asil klorida, dan biasanya campuran reaksi yang terbentuk perlu dipanaskan.Reaksi berlangsung lambat pada suhu kamar (atau lebih cepat pada pemanasan). Tidak ada perubahan yang bisa diamati pada cairan yang tidak berwarna, tetapi sebuah campuran etil etanoat dan asam etanoat terbentuk.(H3CO)2O+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+ CH3COOHReaksi esterifikasi Fischer adalah reaksi pembuntukan ester dengan cara merefluks sebuah asam karboksilat bersama sebuah alkohol dengan katalis asam. Asam yang digunakan sebagai katalis biasanya biasanya adalah asam sulfat atau asam Lewis seperti skandium(III)triflat.Pembentukan ester melalui asilasi langsung asam karboksilat terhadap alkohol , seperti pada esterifikasi Fischer lebih disukai ketimbang asilasi dengan anhidrarida asam atau asil klorida. Kelemahan utama asilasi langsung adalah konstanta kesetimbangan kimia yang rendah. Hal ini harus diatasi dengan menambahkan banyak asam karboksilat, dan pemisahan air yang menjadi hasil reaksi. Pemisahan air dilakukan melalui distilasi Dean -Stark atau penggunaan saringan molekul.Mekanisme reaksi esterifikasi Fischer terdiri dari beberapa langkah.1.Transfer proton dari katalis asam ke atom oksigen karbonol, sehinggameningkatkan elektrofilisitas dari aatom karbon karbonil2.Atom karbon karbonil kemudian diserang atom oksigen dari alkohol, yangbersifat nukleofilik sehingga terbentuk ion oksonium.3.Terjadi pelepasan proton dari gugus hidroksil milik alkohol, menghasilkankompleks teraktivasi.4.Protonasi terhadap salah satu gugus hidroksil, yang diikuti pelepasan molekul air menghasilkan ester.2.3.2 Pembuatan Ester Berdasarkan Volatilitas.Golonganproses dalampembuatan ester berdasarkan volalitas.Golongan 1`Dengan ester yang sangat mudah menguap, seperti metal format, metal asetat,dan etil format, titik didih ester lebih rendah dari pada alcohol, oleh karena itu ester seger dapat dihilangkan dari campuran reaksi.Produk metal asetat dengan metode distilasi bachaus merupakan sebuah contoh dari golongan ini. Methanol dan asam asetat diumpankan ke dalam kolom distilasi dan ester segera dipisahkan sebagai campuran uap dengan methanol dari bagian atas kolom. Air terakumulasi di dasar tangki dan selanjutnya dibuang. Ester dan alcohol dipisahkan lebih lanjut dalam kolom distilasi yang ke dua.Golongan 2Ester dengan kemampuan menguap sebaiknya dipisahkan dengan cara menghilangkan air yang terbentuk secara distilasi. Dalam beberapa hal, campuran terner dari alkohol, air, dan ester dapat terbentuk. Kelompok ini layak untuk di pisahkan lebih lanjut dengan etil asetat, semua bagian ester di pindahkan sebagai campuran uap dengan alcohol dan sebagian air, sedangkan sisa air akan terakumulasi dalam system. Dengan butil asetat, semua bagian air di pindahkan ke bagian atas dengan sedikit bagian dari ester dan alcohol, sedangkan sisa ester terakumulasi dalam sistemGolongan 3Ester yang mempunyai volatilitas rendah, beberapa kemunungkinan timbul. Dalam hal butil dan amil alkohol, air dipisahkan sebagaicampuran binet dengan alkohol. Contoh proses untuk tipe seperti ini adalah pembuatan dibutil ftalat. Untuk menghasilkan ester dari alkohol yang lebih pendek (metal, etil,propel) dibutuhkan penambahan hidrokarbon seperti benzene dan toluene untuk memperbesar air yang terdistilasi, dengan alkohol, bertitik didih tinggi (benzyl,furfural,b-feniletil) suatu cairan tambahan selalu diperlukan untuk menghilangkan kandungan air dari campuran.2.3.3Kegunaan EsterEster banyak digunakan dalam kehiduapn sehari-hari antara lain :1.Etil asetat digunakan sebagai pelarut pada industri cat, tiner, tinta,plastic, farmasi dan industri kimia organik2.Amil asetat banyak digunakan sebagai pelarut untuk damar dan lak3.Esterifikasi etilen glikol dengan asam bensen 1.4 dikarboksilatmenghasilkan poliester yang digunakan sebagai bahan pembuat kain.4.Ester banyak digunakan sebagai esenpada makanan2.4Reaksi-Reaksi Ester2.4.1. HidrolisisSecara teknis, hidrolisis adalah sebuah reaksi dengan air. Reaksi inilahyang sebenarnya terjadi ketika ester dihidrolisis dengan air atau denganasam encer seperti asam hidroklorat encer.2.4.2.AmmonolisisReaksi antara ester dengan ammonia menghasilkan suatu amida disebutAmonolisis. Reaksi ammonolisis tidak memerlukan katalis.

2.4.3.TransesterifikasiReaksi antara ester dengan alkohol menghasilkan ester baru dengan gugusalkil (pada oksigen karbonil) dari alkohol yang baru.Pada reaksi ini terjadisubstitusi gugus alkil pada oksigen karbonil ester.2.4.4.Reaksi dengan pereaksi GrignardEster bereaksi dengan pereaksi Grignard membentuk suatu keton.

Gambar 2.2Reaksi Grignard (Riswiyanto, 2009)2.5. Etil Asetat2.5.1. Mekanisme Pembentukan Etil AsetatProses protonasi sangat dibutuhkan dalam reaksipembentukan etil asetatkarena dapat menaikan muatan positif pada atom karbon karbonil. Tanpa adanya H+, oksigen yang terikat pada C karbonil memiliki keelektornegatifan yang besar sehingga adanya efek imbas indeks dapat menyebabkan C karbonil berkurang keelektronegatifannya karena O akan cenderung memberikan elektronegatifan. Akan tetapi dengan adanya protonasi pada oksigen karbonil menyebabkan oksigen lebih cenderung memberikan elektron pada H+ sehingga muatan positif dari karbon karbonil meningkat dan menyebabkan keadaan yang baik penyerangan nukleofilik. Dimana yang bertindak sebagai gugus nukleofilik di sini adalah gugus OH dari etanol. Gugus OH merupakan gugus masuk yang baik sehingga akan menyerang karbon karbonil pada asam asetat yang telah terprotonasi.

Gambar 2.4Proses Protonasi (Riswiyanto 2009)Pada tahap ini terjadi adisi nukloefilik, yakni gugus OH (pada etanol) kemudian terjadi ikatan C-O yang baru atau ikatan ester baru. Setelah adisi nukleofilik maka reaksi dilanjutkan dengan deprotonasi/penghilangan gugus H+ pada ikatan ekster yang baru. Deprotonasi ini dilakukan dengan tujuan untuk membentuk ikatan C-O yang stabil

Gambar 2.4Adisi Nukleofilik, (Riswiyanto 2009)Karena digunakan katalis asam dari reaksi akan terbentuk kembali H+. hal ini memberikan peluang untuk terjadinya protonasi. Protonasi ini sangat di butuhkan karena melihat bahwa OH pada gugus asam asetat merupakan gugus pergi yang jelek karna OH memiliki keelektonegatifan sehingga kemampuan untuk terikat pada C yang parsial (+) sangat besar (karena adanya perbedaan momen dipol menyebabkan OH enggan pergi). Untuk itu dibutuhkan protonasi hingga terbentuk +OH2 yang merupakan gugus pergi yang baik.

Gambar 2.5Protonasi (Riswiyanto 2009)Pada tahap akhir dari reaksi ini adalah lepasnya air dan putusnya ikatanC-O akan tetapi karena reaksi ini merupakan kesetimbangan maka air yang dilepaskan akan menyerang kembali gugus karbonil yang terprotonasi. Ester yang dihasilkan (yang berprotonasi) akan melepaskan protonnya dan membentuk etil asetat/etil etanoat sebagai produk akhir.2.6 Etanol

Etanol disebut juga etil alkohol, alkohol murni, alkohol absolut atau alkohol saja adalah sejenis cairan yang mudah menguap, mudah terbakar, tidak berwarna dan merupakan alkohol yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari hari. Etanol adalah suatu obat rekreasi yang paling tua. Etanol banyak digunakan sebagai pelarut sebagai bahan bahan kimia yang di tunjukan untuk konsumsi dan kegunaan manusia. Contohnya adalah pada parfum, perasa, pewarna makanan, dan obatobatan. Dalam kimia etanol adalah pelarut yang penting sekaligus sebagai stok umpan untuk sintesis senyawa kimia lainnya. Dalam sejarahnya ethanol telah lama di gunakan sebagai bahan bakar. Sifat fisika dan kimia etanol sebagai berikut. Etil asetat juga mempunyai Rumus molekul etanol C2H5OH atau rumus empiris C2H6O. Sifat-sifat fisik Etanol antara lain :1.Massa molekul relatif : 46,07 gr/mol.2.Titik beku : -114,1oC.3.Titik didih normal : 78,32oC.Etanol termasuk dalam alkohol primer, yang berarti bahwa karbon yang berikatan dengan gugus Hidroksil paling tidak memiliki 2 Hidrogen atom yang terikat dengannya juga. Reaksi kimia yang dijalankan oleh ethanol kebanyakan pada fungsi gugus Hidroksil.

2.7 Asam Sulfat ( H2SO4)Asam Sulfat ( H2SO4) merupakan asam mineral ( Anorganik ) yang kuat. Zat ini larut dalam air pada semua perbandingan, asam sulfat mempunyai kegunaan dan merupakan salah satu produk utama industri kimia. Walaupun asam sulfat yang mendekati 100% dapat dibuat, ia akan melepaskan SO3pada titik didihnya dan menghasilkan asam 98,3%. Asam sulfat 98% lebih stabil untuk disimpan dan merupakan bentuk asam sulfat yang paling umum. Asam sulfat 98% pada umumnya disebut sebagai asam sulfat pekat. Berikut adalah sifat-sifat asam sulfat. Sifat sifat Asam Sulfat ialah :1.Nama sintesis : Asam sulfat2.Rumus molekul : H2SO43.Massa molar : 98,078 gr/mol4.Penampilan : Bening, tidak berwarna, tidak berbau5.Densitas : 1,84 gr/cm3 , cairan6.Titik leleh : 10oC, 283 K, 50oF7.Titik didih : 290oC, 563oK, 554oF8.Kelarutan dalam air : Bercampur penuh9.Viskositas : 26,7 CP pada 20oC10.Klasifikasi : Sangat korosif11.Titik nyala : Tak ternyalakan

2.8 Asam AsetatAsam asetat, asam etanoat atau asam cuka adalah senyawa kimia asam organik yang dikenal sebagai pemberi rasa asam dan aroma dalam makanan. Asam cuka memiliki rumus empiris C2H4O2. Rumus ini seringkali ditulis dalam bentuk CH3-COOH, CH3COOH, atau CH3CO2H. Asam asetat murni ( asam asetat glasial) adalah cairan higroskopis tak berwarna, dan memiliki titik beku 16.7C.Asam asetat merupakan salah satu asam karboksilat paling sederhana, setelah asam format. Larutan asam asetat yang larut dalam air merupakan sebuah asam lemah, artinya hanya terdisosiasi sebagian menjadi ion H+dan CH3COO-. Asam asetat merupakan pereaksi kimia dan bahan baku industri yang penting. Asam asetat digunakan dalam produksi polimer seperti polietilena tereftalat, selulosa asetat, dan polivinil asetat, maupun berbagai macam serat dan kain.Dalam industri makanan, asam asetat digunakan sebagai pengatur keasaman. Di rumah tangga, asam asetat encer juga sering digunakan sebagai pelunak air. Dalam setahun, kebutuhan dunia akan asam asetat mencapai 6,5 juta ton per tahun. 1.5 juta ton per tahun diperoleh dari hasil daur ulang, sisanya diperoleh dari industri petrokimia maupun dari sumber hayati.Sifat-sifat dari Asam Asetat ialah :1.Nama Sistematis : Asam etanoat, asam asetat2.Nama Alternatif : Asam metanakarboksilat, hidrogen asetat, asam cuka3.Rumus Molekul : CH3COOH4.Massa Molar : 60,05 gr/mol5.Titik lebur : 16,5 C