UJIAN AKHIR
SEMESTER
KIMIA ORGANIK
FISIK
Nama
Anggota Kelompok : 1. Debby Mutiara Ananda (F1C111006)
2. Putri Ajeng Stephanie (F1C111034)
3. Gunawan
(F1C111035)
Hari :
Kamis, 23 Januari 2014
Waktu :
Kamis jam 09.00 WIB s.d Jumat jam 16.00 WIB
Dosen :
Dr. Syamsurizal
Soal
1.
Sebagai
orang kimia, anda tentu mengenal TNT, yaitu bom yang banyak digunakan dalam
medan perang. Kalau senyawa ini dibuat Jelaskan bagaimana cara mengontrol laju
reaksi dan sekaligus mengontrol termodinamikanya. Kemukakan pula pendekatan
kimia untuk mengendalikan kemungkinan terjadinya ledakan !
Jawaban :
Trinitrotoluene (TNT, atau Trotyl) adalah
kristalin aromatic hydrocarbon berwarna kuning pucat yang melebur pada suhu 354
K (178 °F, 81 °C). Trinitrotoluene adalah bahan peledak yang digunakan sendiri
atau dicampur, misalnya dalam Torpex, Tritonal, Composition B atau Amatol. TNT
dipersiapkan dengan nitrasi toluene C6H5CH3;
rumus kimianya C6H2(NO2)3CH3,
and IUPAC name 2,4,6-trinitrotoluene.
Trinitrotoluena berwarna kuning pucat,
berbentuk kristal jarum dan dapat disuling dalam ruang hampa. TNT sulit larut
dalam air, lebih mudah larut dalam eter, aseton, benzena, dan piridin. Dengan
titik leleh rendah yaitu 80,35° C, TNT dapat meleleh di uap dan dituangkan ke
dalam wadah. TNT bersifat beracun dan jika terkena kulit dapat menyebabkan
reaksi alergi, menyebabkan kulit berubah warna menjadi kuning-oranye terang.
·
Kelarutan
dalam air: 130 mg/L pada 20° C
·
Tekanan
uap pada 20° C: 150 sampai 600 Pa
·
Detonasi
speed: 6700-7000 m/s 6900 m/s (density: 1,6 g / cm ³)
·
Memimpin
tes blok: 300 ml/10 g
·
Sensitivitas
terhadap dampak: 15 newton meter (N • m) (1,5 kilopound (kp) • meter (m))
·
Gesekan
sensitivitas: untuk 353 N (36 kp) tidak ada reaksi
Bahan peledak 2,4,6 Tri Nitro
Toluena banyak digunakan sebagai bahan peledak militer dan industri karena
mempunyai beberapa keuntungan antara lain
titik leleh rendah, dapat
digunakan sebagai bahan peledak senyawa tunggal atau tidak membutuhkan bahan reduktor, relatif
stabil dan tidak sensitif terhadap benturan,
gesekan, maupun suhu tinggi sehingga relatif aman untuk digunakan sebagai bahan peledak .
Namun demikian bahan peledak ini sangat
peka terhadap gelombang energi atau dengan kata lain apabila terhadap bahan
peledak TNT dilewatkan shock wave ( gelombang kejut) maka segera terjadi
ledakan, dengan demikian untuk meledakkan TNT selalu menggunakan detonator dan
karena ledakan yang terjadi dipicu oleh gelombang energi maka yang terjadi
adalah proses detonasi maka ledakan yang terjadi adalah
bersifat high explosive.
Bom TNT
merupakan bom yang termasuk kedalam reaksi fusi dimana energi yang dipakai
adalah energi fusi. Reaksi
fusi adalah reaksi yang melibatkan proses penggabungan 2 inti ringan menjadi
sebuah inti yang lebih berat. reaksi fusi berlangsung pada suhu yang sangat
tinggi seperti pada inti matahari atau pada ledakan bom atom (bom fisi).
Bom fusi atau bom termonuklir menggunakan hydrogen
sebagai bahan bakarnya sehingga sering juga di sebut bom hydrogen. Suhu sangat
tinggi yang di butuhkan untuk berlangsungnya reaksi fusi pada bom hydrogen ini
di peroleh dari ledakan bom fisi. Jadi, dalam sebuah bom fusi terdapat pemicu
berupa bom fisi.Sehingga bom TNT akan meleleh pada suhu 80°C (176°F), jauh di
bawah suhu di mana ia akan meledak secara spontan. Maka cara untuk mengontrol
laju reaksi bahan peledak TNT ini adalah dengan cara mengontrol suhu yang kita
pakai ketika membuat bahan peledak TNT. TNT tidak menyerap atau larut dalam air,
yang memungkinkan untuk digunakan secara efektif dalam lingkungan basah.
Cara untuk
mengontrol termodinamika bahan peledak TNT yaitu Bahan peledak 2,4,6 Tri Nitro
Toluenakarena mempunyai beberapa keuntungan antara lain titik leleh
rendah, dapat digunakan sebagai bahan
peledak senyawa tunggal atau tidak membutuhkan bahan reduktor, relatif stabil
dan tidak sensitif terhadap benturan, gesekan, maupun suhu tinggi sehingga
relatif aman untuk digunakan sebagai bahan peledak .
Namun demikian
bahan peledak ini sangat peka terhadap gelombang energi atau dengan kata lain
apabila terhadap bahan peledak TNT dilewatkan shock wave ( gelombang kejut)
maka segera terjadi ledakan, dengan demikian untuk meledakkan TNT selalu
menggunakan detonator dan karena ledakan yang terjadi dipicu oleh gelombang
energi maka yang terjadi adalah proses
detonasi maka ledakan yang terjadi adalah bersifat high explosive.
Pendekatan kimia untuk mengendalikan
terjadinya ledakan yaitu dengan cara pertama menganalisa residu pasca ledakan
dan yang kedua adalah mendeteksi dan mengidentifikasi trace bahan peledak yang
mungkin ada pada tangan, pakaian atau tempat lain yang diperhitungkan ada
keterkaitan atau berhubungan dengan sitersangka.
2.
Reaksi-reaksi
radikal bebas lazimnya sukar dikontrol untuk mendapatkan suatu produk tunggal
dalam jumlah banyak. Kemukakan apa saja upaya yang dapat anda lakukan untuk
mengendalikan laju propagasi reaksi, berikan contoh reaksinya !
Jawaban :
Perambatan (propagasi) : reaksi
dimana terbentuk radikal bebas baru, panjang rantai suatu reaksi radikal bebas
bergantung pada ernergi radikal – radikal yang terlibatdalam propagasi.
contoh reaksinya
:
Propagasi adalah
reaksi yang melibatkan radikal bebas yang mana jumlah radikal bebas akan tetap
sama. Setelah terbentuk, radikal bebas klor akan menjalani sederetan reaksi.
Tahap propagasi yang pertama adalah radikal bebas klor yang merebut sebuah atom
hidrogen dari dalam molekul metana, menghasilkan radikal bebas metil dan HCl.
Cl• + H:CH3
+ 1 kkal/mol → H:Cl + •CH3
Radikal bebas
metil juga sangat reaktif. Dalam tahap propagasi kedua, radikal bebas metil
merebut sebuah atom klor dari dalam molekul Cl2.
Propagasi rantai.
Radikal bebas
menyerang reaktan menghasilkan molekul produk dan spesies reaktif yang lain.
Radikal bebas yang baru ini bereaksi lebih lanjut dan membentuk lagi radikal
bebas yang semula, yang sekali lagi menyerang molekul reaktan. Dengan jalan ini
produk dan pembawa rantai terbentuk secara kontinyu. Proses ini diistilahkan dengan
reaksi propagasi.
Setelah
terbentuk radikal bebas dengan kereaktifan yang tinggi yang kemudian dapat
bereaksi dengan setiap spesies yang ditemukan. Pada tahap ini akan terbentuk
radikal bebas yang baru, karena radikal bebas yang dihasilkan pada tahap awal
bereaksi dengan molekul lain. Selanjutnya radikal bebas baru tersebut dapat
pula bereaksi dengan molekul atau radikal bebas yang lain.
Oleh karena itu dalam proses propagasi
dikatakan terjadi reaksi berantai. Apabila radikal bebasnya sangat reaktif,
misalnya radikal alkil, maka terjadi rantai yang panjang karena melibatkan
sejumlah besar molekul. Apabila radikal bebasnya kereaktifannya rendah,
misalnya radikal aril, maka kemampuannya bereaksi rendah sekali, sehingga
rantai yang terjadi pendek, bahkan mungkin tidak terjadi rantai.
Laju Propagasi Reaksi
merupakan laju Radikal bebas menyerang reaktan menghasilkan molekul produk dan
spesies reaktif yang lain. Radikal bebas yang baru ini bereaksi lebih lanjut
dan membentuk lagi radikal bebas yang semula, yang sekali lagi menyerang
molekul reaktan.
Cara mengendalikan laju propagasi reaksi yaitu, seperti yang kita ketahui Hasil radikal antioksidan oleh donasi hidrogen mempunyai
reaksi sangat rendah terhadap lemak. Reaksi yang rendah akan mengurangi laju tahap
propagasi.
Upaya yang dapat anda lakukan untuk
mengendalikan laju propagasi reaksi yaitu adalah dengan 3 cara antara lain:
A.
Dengan
cara mencegah atau menghambat terbentuknnya radikal bebas baru
B.
Inaktivasi
atau menangkap radikal dan memotong propagasi(pemutusan rantai)
C.
Perbaikan(repair)
kerusakan sel akibat radikal bebas
Diasumsikan bahwa reaktivitas radikal tidak
tergantung pada panjang rantai, sehingga semua tahap propagasi dapat
dikarakterisasi dengan menggunakan konstanta laju reaksi yang sama .
Contoh reaksi propagasi :
3.
Buatlah
senyawa 3-metil heksanol dengan menggunakan senyawa etana sebagai bahan dasar !
Jawaban :
H2SO4
sebagai katalis
3 C=C + H2O CH3-C-C-C-C-C-OH
CH3
4.
Jelaskan
peran Kimia Organik Fisik dalam menjelaskan kemudahan suatu senyawa organik
mengalami sublimasi. Berikan contoh senyawa organiknya !
Jawaban :
Sublimasi adalah
perubahan wujud dari padat ke gas tanpa mencair terlebih dahulu. Misalkan es
yang langsung menguap tanpa mencair terlebih dahulu. Pada tekanan normal,
kebanyakan benda dan zat memiliki tiga bentuk yang berbeda pada suhu yang
berbeda-beda. Pada kasus ini transisi dari wujud padat ke gas membutuhkan wujud
antara. Namun untuk beberapa antara, wujudnya bisa langsung berubah ke gas
tanpa harus mencair.
Pada umumnya
perubahan tingkat wujud berlangsung menurut pola padat – cair – gas – atau
kebalikannya. Ada beberapa zat yang dapat berubah langsung dari keadaan uap ke
keadaan padat yang disebut menyublim.Sifat demikian dimiliki oleh unsur yodium,
kamfer, naftalen, belerang.
Zat padat pada
umumnya mempunyai bentuk kristal tertentu: Kubus, heksagonal, rombik, monoklin
dan sebagainya. Unsur belerang dalam suhu biasa berwarna kuning dengan bentuk
kristal rombik. Jika belerang rombik dipanaskan sampai 96° bentuk kristalnya
berubah menjadi monoklin. Jika belerang cair didinginkan tiba-tiba pada 119°
terjadi pula bentuk kristal monoklin (seperti bentuk jarum).
Pada pendinginan
lebih lanjut sampai 96° terjadi bentuk rombik. Suhu 96° adalah suhu peralihan.
Peristiwa ini disebut alotropi ialah satu macam zat dalam keadaan berlainan
mempunyai sifat fisik yang berbeda.Sejumlah zat dapat menyublim atau dapat
berubah dari wujud padat ke wujud gas atau dari wujud gas menjadi wujud padat
tanpa melalui wujud cair terlebih dahulu.Teknik pemisahan dengan cara sublimasi
sering dilakukan untuk beberapa senyawa organik. Contohnya NH4Cl, dll
Dalam kehidupan
sehari-hari pemisahan dengan kromatografi dapat kita temui pada perembesan air
pada dinding yang menghasilkan garis-garis dengan jarak tertentu. Selain itu, kapur
barus (biasa dipakai pengharum pakaian atau ruangan), kafein (zat yang terdapat
dalam biji teh atau kopi yang dapat membantu orang supaya tidak mengantuk),
kristal iod, dan padatan karbon dioksida yang biasa disebut es kering. Peran kimia
organik adalah mengisolasi, memurnikan dan mempelajari struktur zat alamiah
yang berhubungan dengan proses sublimasi.
Peran kimia organik fisik dalam
menjelaskan kemudahan suatu senyawa organik mengalami sublimasi :
Peranannya adalah Kimia Fisik. Bidang
ini berkaitan dengan ilmu fisika, sehingga memusatkan kajian pada penelitian
tentang energi yang menyertai reaksi kimia, sifat fisik kimia, dan perubahan
senyawa kimia. Pada
umumnya perubahan tingkat wujud berlangsung menurut pola padat – cair – gas –
atau kebalikannya.
contohnya adalah :
·
Pemurnian naftalen dengan menggunakan proses
sublimasi dikarenakan karena sifat naftalen yang mudah menyublim dan merupakan
padatan Kristal yang tak bewarna.
·
senyawa organiknya yaitu arsen, belerang
dan ammonium nitrat.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar