1. Pada struktur Kekule, benzena digambarkan memiliki 3 ikatan rangkap yang seharusnya mudah mengalami adisi tetapi pada kenyataanya Benzena sukar diadisi dan lebih mudah disubstitusi. - MATERI STRUKTUR benzena

  Struktur benzena

1. Struktur Kekule

  Rumus molekul benzena (C H ) memperlihatkan ketidak jenuhan. Hal ini

  6

  6

  dibandingkan dengan molekul heksana yang memiliki enam atom karbon (C

  6 H 14 );

  heksena yang mempunyai satu ikatan rangkap (C

  6 H 12 ); sedangkan heksuna memiliki satu ikatan rangkap tiga (C H ).

  6

10 Untuk mennetukan bagaimana struktur benzena, pada tahun 1865 Friedrick August Kekule mengajukan.

  “senyawa benzena berbentuk siklik (rantai tertutup) dan segi enam beraturan dengan sudut antar atom C 120 . Setiap atom C mengikat atom C yang lain sehingga terdapat tiga buah ikatan rangkap dua yang berselang-seling dengan ikatan tunggal”.

  Meskipun Struktur Kekule merupakan struktur benzena yang dapat diterima, namun ternyata terdapat beberapa kelemahan dalam struktur tersebut. Kelemahan itu diantaranya:

  1. Pada struktur Kekule, benzena digambarkan memiliki 3 ikatan rangkap yang seharusnya mudah mengalami adisi tetapi pada kenyataanya Benzena sukar diadisi dan lebih mudah disubstitusi.

  2. Bentuk benzene adalah molekul planar namun ikatan tunggal dan rangkap dari karbon memiliki panjang yang berbeda.

  C-C 0.154 nm C=C 0.134 nm

  3. Struktur benzena yang sebenarnya lebih stabil dari benzena dengan struktur yang diperkirakan Kekule.

  Berdasarkan struktur benzena yang dikemukakan Kelule terlihat bahwa seolah- olah benzena mudah mengalami adisi seperti alkana. Tetapi ternyata benzena sukar di resonansi yang menyebabkan electron selalu berpindah-pindah. Ikatan rangkap merupakan kumpulan electron. Jika pereaksi seperti Brom atau HX direaksikan dengan benzene, kumpulan electron akan berpindah ke ikatan tunggal. Hal ini berlangsung terus-menerus sehingga menyulitkan terjadinya adisi.

  Struktur resonansi :

   Atau

  Karena ikatan rangkap tidak pasti posisinya akibat resonansi maka benzene dapat di tulis dengan struktur.

  Dalam system penamaan IUPAC, cincin benzena dianggap sebagai rantai utama. Selain itu kekule juga dapat menjelaskan tiga jenis isomer benzena disubstitusi,C

  6 H

  4 X 2 .

  Ketiga isomer itu ditandai dengan orto (o), meta (m), dan para (p).

   Posisi ortho (o) atau posisi 1,2

  Br Br

   o-diklorobenzena  Posisi meta (m) atau posisi 1,3 NO2 NO2 m-dinitrobenzena

   Posisi para (p) atau posisi 1,4

  NH

  2 NH

  2 p-diaminobenzena

  • Berikut ini tabel manfaat atau kegunaan dari beberapa senyawa turunan benzena:

  Tata nama benzena dan turunannya

  No. Turunan Benzena Manfaat

  1. Toluena - Bahan pembuatan asam benzoat

(metil benzena) - Bahan pembuat TNT (trinitro toluena)

  • Pelarut senyawa karbon

  2. Asam - Benzoat Pengawet makanan (karboksilatbenzena) - Bahan baku pembuatan Fenol

  • 3. Fenol (hidroksibenzena / Zat antiseptik
  • fenil alkohol) Zat disinfektan Pembuatan - pewarna
  • Resin

  4. Trinitro Toluen (TNT) -Bahan peledak

  5. Trinitro benzena (TNB) - Bahan peledak

  • 6. Nitro benzena Pewangi pada sabun
  • Pembuatan anilin

  7. Anilin (aminobenzena / - Obat-obatan - bahan peledak fenil amina) - Bahan dasar zat warna diazo

  9. Stirena - Bahan pembuatan plastik dan karet sintetis

  10. Asam salisilat - Bahan obat / zat analgesik (aspirin)

  • Obat penyakit kulit

  11. Asam tereftalat -Bahan serat sintetik polyester

  12. Parasetamol (asetaminofen) - Obat penurun panas

  13. Benzal dehida - Zat aditif penambah aroma makanan

  14. Benzil alkohol - Bahan pelarut

  15. Halogen benzena - Digunakan pada pembuatan cat dan pembuatan insektisida.

16. Asam benzena sulfonat - Pembuatan obat

  • Pemanis buatan (sakarin termasuk turunan asam benzena sulfonat)

  Beberapa gambar lambang struktur dari turunan benzena (nama di bawah gambarnya):

  1. Toluena

  2. Anilina

  3. Fenol

  4. Benzaldehida

5. Asam Benzoat

  

6. 1, 3, 5-trinitro benzena

7. 1, 2, 4-trinitro benzena

8. 2, 4, 6-trinitro toluena

  9. klorobenzena (fenil klorida) 10.etilen benzena (stirena) 11.etilen benzena (stirena)

12.Asam salisilat

a. Nama turunan benzene satu substituen Substituen Rumus struktur/nama

  Halogen ( -F, -Cl, -Br, - I)

  Klorobenzena Alkil (-CH ) 3 Metilbenzena / toluene Hidroksi

  (-OH) Hidroksibenzena / fenol

  Amino (-NH 2 ) Aminobenzena / aniline

  Nitro (-NO ) 2

  Karboksilat (-COOH) Asam benzene sulfonat

  Aldehid (-COH) Benzaldehid

  Sulfonat 3 SO H (SO 3 H) Asam benzene sulfonat

  Etena (-CH=CH 2 ) Fenil etena / stirena

b. Nama turunan benzene dua substituent

   Posisi ortho (o) atau posisi 1,2

  Br Br

   o-diklorobenzena  Posisi meta (m) atau posisi 1,3 2 NO

  NO

  2 m-dinitrobenzena

   Posisi para (p) atau posisi 1,4

  NH

2 NH

  2 p-diaminobenzena

c. Nama turunan tiga substituen Aturan keprioritasan

  COOH , SO

  3 H , COH , OH , NH 2 , CH 3 , NO 2 , X

  1,2,4-trinitrobenzena Gugus fungsi pada senyawa turunan benzene terbentuk melalui reaksi substitusi.

  Reaksi substitusi pada benzene lebih mudah dibanding reaksi adisi.

  1. Reaksi Halogenasi Yaitu penggantian / substitusi atom H dengan atom halogen dengan bantuan katalis besi (III) halida

  Reaksi :

  2. Reaksi Nitrasi Yaitu penggantian /substitusi atom H dengan gugus nitro. Pada reaksi ini digunakan pereaksi asam nitrat (HNO ) atau HONO dengan katalis asam sulfat

  

3

  2

  sehingga di peroleh nitrobenzena. Reaksi :

  3. Reaksi Sulfonasi Yaitu penggantian / substitusi atom H dengan gugus sulfonat. Reaksi benzene dengan asam sulfat (HOSO

3 H) disertai pemanasan menghasilkan benzenesulfonat.

  4. Reaksi alkilasi Friedel-Craft Yaitu Penggantian / substitusi atom H dengan gugus alkil dengan katalis AlCl

  3

  sehingga menghasilkan alkil benzene Reaksi :

  Apabila dua atom H dari molekul benzene yang disubstitusi maka ada tiga kemungkinan posisi substituent yang terikat pada atom-atom karbon. Hal ini dapat dinyatakan dengan awalan o (orto), m (meta), p (para). Jadi tiap atom c diberi nomor untuk menentukan posisi substituennya.

  a. Posisi ortho (o) Apabila substituent berada pada posisi 1,2 atau kedua substituent terletak bersebelahan.

  Contoh : Br

  Br

  b. Posisi meta (m) Apabila substituent berada pada posisi 1,3 atau kedua substituent berselang satu atom C contoh : Cl

  Cl

  c. Posisi para (p) Apabila substituent berada pada posisi 1,4 atau kedua substituent berseberangan C . Contoh :

  NO

  2 NO

2 Kembali kita perhatikan struktur benzene berikut ini:

  Dari struktur terlihat bahwa benzene tersusun atas karbon dan

hydrogen, berarti benzene termasuk senyawa hidrokarbon. Hal ini

menunjukan bahwa sifatnya juga mirip dengan senyawa hidrokarbon yang

lain, seperti minyak. Minyak jika kita masukkan ke dalam air , tidak akan

larut. Hal ini disebabkan oleh minyak termasuk senyawa nonpolar

sehingga tidak larut dalam air yang termasuk senyawa polar. Sifat sama

dengan sifat senyawa benzene yaitu non polar sehingga tidak larut di

dalam air.

  Sifat senyawa benzene lainya adalah senyawa ini berwujud cair pada suhu kamar , sangat mudah menguap dan bersifat racun. Benzene juga mempunyai sifat yang tidak reaktif dan mudah terbakar. Sebelumnya benzene dibuat dari pemanasan batu bara tanpa udara (pirolisis). Tetapi, dengan perkembangan sistem katalis , benzene dibuat dari minyak bensin yang mengandung atom C – C 5 10 .

  • a. Kegunaan 1) Benzena digunakan sebagai pelarut.

  

Kegunaan dan dampak dari benzena dan beberapa turunannya

  2) Benzena juga digunakan sebagai prekursor dalam pembuatan obat, plastik, karet buatan dan pewarna.

  3) Benzena digunakan untuk menaikkan angka oktana bensin.

  4) Benzena digunakan sebagai pelarut untuk berbagai jenis zat. Selain itu benzena juga digunakan sebagai bahan dasar membuat stirena (bahan membuat sejenis karet sintetis) dan nilon–66. 5) Asam Salisilat

  Asam salisilat adalah nama lazim dari asam o–hidroksibenzoat. Ester dari asam salisilat dengan asam asetat digunakan sebagai obat dengan nama aspirin atau asetosal. 6) Asam Benzoat digunakan sebagai pengawet pada berbagai makanan olahan. 7) Anilina

  Anilina merupakan bahan dasar untuk pembuatan zat-zat warna diazo. Reaksi anilina dengan asam nitrit akan menghasilkan garam diazonium, dan proses ini disebut diazotisasi. 8). Toluena kegunaan toluena yang penting adalah sebagai pelarut dan sebagai bahan baku pembuatan zat peledak trinitrotoluena (TNT).

  7) Stirena Jika stirena mengalami polimerisasi akan terbentuk polistirena, suatu jenis plastik yang banyak digunakan untuk membuat insulator listrik, bonekaboneka, sol sepatu, serta piring dan cangkir. 8) Benzaldehida digunakan sebagai zat pengawet serta sebagai bahan baku pembuatan parfum karena memiliki bau yang sedap.

  9) Natrium Benzoat, Seperti asam benzoat, natrium benzoat juga digunakan sebagai bahan pengawet makanan dalam kaleng.

  10) Fenol

  Fenol (fenil alkohol) dalam kehidupan sehari-hari lebih dikenal dengan nama karbol atau lisol, dan dipergunakan sebagai zat disinfektan (pembunuh bakteri) karena dapat menyebabkan denaturasi protein.

  b. Dampak 1) Benzena sangat beracun dan menyebabkan kanker (karsinogenik).

  2) Benzena dapat menyebabkan kematian jika terhirup pada konsentrasi tinggi, sedangkan pada konsentrasi rendah menyebabkan sakit kepala dan menaikkan detak jantung.

  Sifat fisik dan kimia benzena

  a. Sifat Fisik a. Benzena merupakan senyawa yang tidak berwarna.

  b. Benzena berwujud cair pada suhu ruang (27 C).

  c. Titik didih benzena : 80,1

  C, Titik leleh benzena : -5,5 C.

  d. Benzena tidak dapat larut air tetapi larut dalam pelarut nonpolar.

  e. Benzena merupakan cairan yang mudah terbakar.

  b. Sifat Kimia a. Benzena merupakan cairan yang mudah terbakar.

  b. Benzena lebih mudah mengalami reaksi substitusi dari pada adisi.

  c. Halogenasi Benzena dapat bereaksi dengan halogen dengan katalis besi(III) klorida membentuk halida benzena dan hydrogen klorida.

  d. Sulfonasi

  Benzena bereaksi dengan asam sulfat membentuk asam benzenasulfonat, dan air.

  e. Nitrasi Benzena bereaksi dengan asam nitrat menghasilkan nitrobenzena dan air.

  f. Alkilasi Benzena bereaksi dengan alkil halida menmbentuk alkil benzena dan hidrogen klorida.