UJIAN AKHIR SEMESTER ORGANIK FISIK

UJIAN AKHIR SEMESTER

MATA KULIAH                    : Kimia Organik Fisik
SKS                                        : 3 SKS
DOSEN                                  : Dr. Syamsurizal

NAMA KELOMPOK            :

1. BAMBANG PAMUNGKAS                                            (F1C111009)

2. MUHAMAD RIVA’I                                                        (F1C111030)

3. SLAMET RIYANTO                                                        (F1C111059)
4. M.AGUS RICKY.R                                                          (F1C111062)

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.

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.

3. Buatlah senyawa 3-metil heksanol dengan menggunakan senyawa etana sebagai bahan dasar.

4. Jelaskan peran kimia organik fisik dalam menjelaskan kemudahan suatu senyawa organik mengalami sublimasi. Berikan contoh senyawa organiknya.

Jawaban ujian semester kimia organik fisik

1. beberapa cara Mengontrol Laju reaksi, mengontrol      termodinamika pada senyawa TNT :

            Trinitrotoluene, atau yang lebih sering disebut dengan TNT, menghasilkan kekuatan ledakan sebesar 4.853 Joule/gram. Untuk memudahkan kita dalam memahami hal ini, Joule adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk menggerakkan benda dengan berat 1 Newton (kira-kira 102 gram) sejauh 1 meter. Berdasarkan pengertian ini, kita bisa menyimpulkan bahwa setiap 1 gram TNT melepaskan energi sebesar 4.853 Joule.

            Laju reaksi ternyata dipengaruhi oleh berbagai faktor,seperti suhu,konsentrasi,dan factor lainnya dengan ini kita bisa mengontrol laju reaksi TNT.Salah satu solusinya sering digunakan dalam pembuatan TNT adalah dapat mencegah reaksi rantai, yaitu menggabungkan bahan bakar dengan bahan yang disebut sebagai moderator, yaitu unsur ringan dengan densitas rendah, sehingga neutron dapat berinteraksi dengannya dan menjadi lambat tanpa ditangkap atau melepaskan diri.

            Termodinamika bahwa pengaruh suhu dapat mempercepat reaksi. Karena pada reaksi memiliki energi melebihi energi aktivasi sehingga mengatur suhu yang tepat TNT meleleh pada 80°C (176°F), jauh di bawah suhu di mana ia akan meledak secara spontan jadi dengan suhu yang tepat akan sulit meledak. Cara lain untuk menurunkan energi aktivasi dengan menambah katalis. Dalam reaksi kimia, katalis tidak mengalami perubahan.

Pendekatan Kimia untuk mengendalikan kemungkinan terjadinya ledakan

                 a. Proses sulphitation

Cara paling umum adalah TNT dapat distabilkan dengan proses kimia yang disebut sulphitation, di mana crude TNT diperlakukan dengan larutan sulfit dan larutan natrium untuk menghilangkan isomer TNT dan produk reaksi yang tidak diinginkan yang dapat mengurangi resiko terjadinya ledakan

                 b. Pengaruh Katalis

Reaksi peledakan ini biasanya berlangsung dengan adanya katalis. Katalis inilah yang menyebabkan suatu reaksi kimia berlangsung dengan cepat. Katalis adalah suatu zat yang dapat meningkatkan kecepatan reaksi tanpa memodifikasi perubahan energi gibbs standar dari suatu reaksi (Admin Alif, 2005).dengan penambahan katalis dapat menurunkan energy aktivasi sehingga menghindari terjadinya ledakan

               c.  Detonation Explossive
(                 (Pemicu yang mengakibatkan radikal bebas)

Detonasi adalah proses kimia-fisika yang mempunyai kecepatan reaksi sangat tinggi, sehingga menghasilkan gas dan temperature sangat besar yang semuanya membangun ekspansi gaya yang sangat besar pula. Kecepatan reaksi yang sangat tinggi tersebut menyebarkan tekanan panas ke seluruh zona peledakan dalam bentuk gelombang tekan kejut (shock compression wave) dan proses ini berlangsung terus menerus untuk membebaskan energi hingga berakhir dengan ekspansi hasil reaksinya.   Contoh proses detonasi terjadi pada jenis bahan peledakan TNT antara lain:

Selain katalis, terjadinya ledakan juga bisa disebabkan faktor lain, seperti nyala dari korek api, dan sebagainya.Contohnya Nyala api ini dapat menjadi pemicu TNT terbentuknya radikal bebas.Karena Dalam suatu mekanisme reaksi, radikal bebas ini dapat menyebabkan reaksi bercabang yang menghasilkan lebih dari satu radikal. Jika reaksi radikal ini terjadi dalam jumlah yang banyak, maka jumlah radikal bebas dalam suatu reaksi akan meningkat.

Akhirnya reaksi akan berlangsung sangat cepat dan akan dibebaskan energi yang sangat besar. Selanjutnya terjadilah ledakan.untuk itu kita perlu mencegah TNT agar tidak terkena pemicu yang bisa menyebabkan radikal bebas yang dapat meungkinkan terjadinya ledakan 

             d.  Pengurangan Massa Reaktan

Albert Einstein mengemukakan  sebuah teori hubungan antara energi dengan massa dan kecepatan suatu benda yang dikenal dengan persamaan E = M.C².Jadi bahwa suatu reaksi peledakan akan semakin besar jika massa reaktan (zat yang mengalami reaksi) digunakan dalam jumlah besar dengan adanya kecepatan yang sangat tinggi.oleh karena itu pengurangan reaktan/sedikit reaktan yang digunakan  akan bisa mengendalikan kemungkinan terjadinya ledakan.bisa juga dilakukan pengenceran TNT atau memperkecil kadar konsentrasi TNT.

             e. Suhu

TNT meleleh pada 80°C (176°F),jadi perlu mempertahankan suhu dari lingkungan agar tidak terjadi kenaikan suhu yang secara tiba-tiba yang dapat menimbulkan ledakan dan juga mencegah TNT agar tidak bereaksi senyawa lain yang dapat menaikkan suhu secara spontan sehingga timbulnya ledakan jadi perlu ruangan khusus atau terisolasi dimana suhunya selalu stabil

2.    Beberapa cara pengendalian laju propagansi reaksi radikal bebas ialah :

Diasumsikan bahwa reaktivitas radikal tidak tergantung pada panjang rantai, sehingga semua tahap propagasi dapat dikarakterisasi dengan menggunakan konstanta laju reaksi yang sama, yaitu k_d.

Laju reaksi propagasi overall dapat dinyatakan dengan:

                dengan [M]  : konsentrasi monomer

                            [M^·] : konsentrasi radikal rantai dengan ukuran

                             RM^· dan yang lebih besar

•       Untuk kebanyakan monomer, nilai k_p berkisar antara        10² –    10⁴ L/mol.s.

•       Nilai ini jauh lebih besar jika dibandingkan dengan konstanta laju reaksi polimerisasi kondensasi (10^-3 L/mol.s untuk poliesterifikasi dengan katalis asam).

•       Pertumbuhan radikal rantai berlangsung dengan sangat cepat.

Jadi ada beberapa upaya yang dapat dilakukan untuk mengendalikan laju propagansi reaksi yaitu dengan mengatur jumlah konsentrasi monomer dan juga konsentrasi radikal dengan ukuran RM nya dan juga dapat dilakukan dengan cara :

1. Pemanasn monomer
2. Penambahan inisiator yang akan membentuk radikal bebas ketika dipanaskan atau di-radiasi
3. Terminasi rantai yaitu terminasi dengan couping atau kombinasi dan juga disproposionasi

CONTOH REAKSI DARI INISIATOR DALAM PENGENDALIAN LAJU  PROPAGANSI

4.        Ada beberapa cara pembuatan senyawa 3-metil heksanol dengan bahan dasar etana ,

 

kami mereaksikan senyawa etana dengan 1-butanol menggunakan katalis H₃PO₄ pada suhu 300⁰ C

5.         Salah satu peran kimia organik fisik yang mengalami sublimasi

Disini saya mengambil contoh senyawa organic mengalami sublmasi,misalkan ALCl3 .
Alias                            : anhidrat aluminium klorida

Rumus kimia               : AlCl3

Berat molekul              : 133,35

Kimia                           : Inorganic – klorida

Peraturan Type            : anhidrat aluminium klorida (*)

Penyimpanan               : udara dingin dan kering untuk menghemat

 Butiran putih atau bubuk, memiliki bau yang kuat dari asam klorida. Industri lampu kuning, karena kehadiran klorin bebas. Barang-barang dalam kasus uap air dapat dihidrolisis, ledakan air. Yang banyak digunakan dalam industri. Terbuat dari aluminium dan reaksi klorin.

Peran AlCl ₃ adalah lembaran seperti berlapis kubik lapisan dekat dikemas. Dalam kerangka ini,Al Pusat menunjukkan geometri koordinasi oktahedral^.Dalam mencair, aluminium triklorida ada sebagai dimer Al₂Cl_6, dengan aluminium tetracoordinate. Perubahan struktur ini terkait dengan kepadatan yang lebih rendah dari fase cair (1,78 g / cm ³⁾ vs triklorida aluminium padat (2,48 g / cm ^3).

Al ₂ Cl ₆ dimer juga ditemukan dalam fase uap. Pada tinggi suhu ,Al₂ Cl ₆ dimer memisahkan ke trigonal planar AlCl _3, yang secara struktural analog dengan BF ₃ . Mencair melakukan listrik buruk,seperti lebih ionik halida seperti natrium klorida .

Aluminium klorida diproduksi dalam skala besar oleh eksotermik reaksi aluminium logam dengan klorin atau hidrogen klorida pada suhu antara 650-750 ° C.

2 Al + 3 Cl ₂ → 2 AlCl ₃

2 Al + 6 HCl → 2 AlCl ₃ + 3 H ₂

Aluminium juga membentuk lebih rendah klorida , aluminium (I) klorida (AlCl), tapi ini sangat tidak stabil dan hanya dikenal dalam fase uap.

Pembentukan Ikatan C-C (ikatan Tunggal)

Ikatan kimia adalah sebuah proses fisika yang bertanggung jawab dalam interaksi gaya tarik menarik antara dua atom atau molekul yang menyebabkan suatu senyawa diatomikatau poliatomik menjadi stabil. Penjelasan mengenai gaya tarik menarik ini sangatlah rumit dan dijelaskan oleh elektrodinamika kuantum. Dalam prakteknya, para kimiawan biasanya bergantung pada teori kuantum atau penjelasan kualitatif yang kurang kaku (namun lebih mudah untuk dijelaskan) dalam menjelaskan ikatan kimia. Secara umum, ikatan kimia yang kuat diasosiasikan dengan transfer elektron antara dua atom yang berpartisipasi. Ikatan kimia menjaga molekul-molekul, kristal, dan gas-gas diatomik untuk tetap bersama. Selain itu ikatan kimia juga menentukan struktur suatu zat.

Kekuatan ikatan-ikatan kimia sangatlah bervariasi. Pada umumnya, ikatan kovalen dan ikatan ion dianggap sebagai ikatan "kuat", sedangkan ikatan hidrogen dan ikatan van der Waals dianggap sebagai ikatan "lemah". Hal yang perlu diperhatikan adalah bahwa ikatan "lemah" yang paling kuat dapat lebih kuat daripada ikatan "kuat" yang paling lemah.

Ikatan Kovalen adalah ikatan yang terjadi karena pemakaian pasangan elektron secara bersama oleh 2 atom yang berikatan. Ikatan kovalen terjadi akibat ketidakmampuan salah 1 atom yang akan berikatan untuk melepaskan elektron (terjadi pada atom-atom non logam).

Pembentukan ikatan kovalen terbentuk dari atom-atom unsur yang memiliki afinitas elektron tinggi serta beda keelektronegatifannya lebih kecil dibandingkan ikatan ion. Atom non logam cenderung untuk menerima elektron sehingga jika tiap-tiap atom non logam berikatan maka ikatan yang terbentuk dapat dilakukan dengan cara mempersekutukan elektronnya dan akhirnya terbentuk pasangan elektron yang dipakai secara bersama. Pembentukan ikatan kovalen dengan cara pemakaian bersama pasangan elektron tersebut harus sesuai dengan konfigurasi elektron pada unsur gas mulia yaitu 8 elektron (kecuali He berjumlah 2 elektron).

Proses Pembenntuk Ikatan Kovalen Tunggal

 Contoh proses terbentuknya Atom C dan H Berikatan dengan Cara Pemakaian Elektron Bersama dan Membentuk Ikatan Kovalen Tunggal. Atom C memiliki konfigurasi elektron 2 4 sehingga elektron valensinya 4. Adapun konfigurasi elektron atom H adalah 1 sehingga elektron valensinya adalah 1. 

Untuk mencapai kestabilannya, atom C cenderung menerima 4 elektron, sedangkan atom H cenderung menerima 1 elektron. Atom C dapat berikatan dengan atom H dengan cara pemakaian elektron bersama sehingga 1 atom C mengikat 4 atom H.

Ikatan yang terbentuk melalui pemakaian elektron bersama dinamakan ikatan kovalen. Senyawa yang terbentuk dinamakan senyawa kovalen. Ikatan kovalen terbentuk antara atom nonlogam dan atom nonlogam lainnya. Ada berapa jenis ikatan kovalen? Perhatikanlah kembali struktur Lewis CH4. Ternyata, elektron yang digunakan bersama setiap pasang atom C dan H ada 2 elektron. Struktur Lewis dapat juga digunakan untuk menunjukkan jenis ikatan antaratom. Jenis ikatan yang terbentuk bergantung pada jumlah elektron yang digunakan bersama. Jika digunakan 2 elektron, jenis ikatannya adalah ikatan tunggal. Jika digunakan 4 elektron, jenis ikatannya adalah ikatan rangkap dua. Jika digunakan 6 elektron, jenis ikatannya adalah ikatan

rangkap tiga. Berdasarkan hal tersebut, senyawa CH4 dapat juga digambarkan sebagai berikut.

Contoh Lainnya :

1H = 1

9F = 2, 7

Atom H memiliki 1 elektron valensi sedangkan atom F memiliki 7 elektron valensi. Agar atom H dan F memiliki konfigurasi elektron yang stabil, maka atom H dan atom F masing-masing memerlukan 1 elektron tambahan (sesuai dengan konfigurasi elektron He dan Ne). Jadi, atom H dan F masing-masing meminjamkan 1 elektronnya untuk dipakai bersama.

Sumber :  
http://id.wikipedia.org/wiki/Ikatan_kimia
http://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/03/contoh-ikatan-kovalen-tunggal-proses-pembentukan-pengertian-soal-kunci-jawaban-senyawa-unsur-kimia.html#ixzz2qQ6io8rb

 Pertanyaan :

Apakah bisa Ikatan tunggal berubah menjadi ikatan rangkap dan sebaliknya, Mengapa dan jelaskan alasannya?