ISOMER GEOMETRII.Tujuan1. Membedakan sifat fisika asam maleat dan asam fumarat berdasarkan perbedaan kelarutan dan titik didih.2. Mensintesis asam maleat dan asam fumarat dari asam maleat anhidrida.3. Menghitung rendemen asam fumarat yang disintesis dari asam maleat. II.Landasan TeoriIsomer adalah molekul yang memiliki rumus molekul sama, tetapi memiliki pengaturan yang berbeda dari atom dalam ruang. Yang mengecualikan setiap pengaturan yang berbeda yang hanya karena molekul berputar secara keseluruhan, atau berputar tentang obligasi tertentu.Suatu senyawa memiliki rumus molekul dan rumus struktur. Rumus molekul adalah rumus umum yang dimiliki oleh suatu senyawa yang dalam hal ini kadang kala sama dengan rumus molekul pada senyawa organik yang lain. Rumus struktur adalah rumus yang dimiliki oleh suatu senyawa yang membedakannya sengan senyawa organik yang lain.Dalam ilmu kimia, isomer ialah molekul-molekul dengan rumus kimia yangsama (dan sering dengan jenis ikatan yang sama), namun memiliki susunan atom yang berbeda (dapat diibaratkan sebagai sebuah anagram). Kebanyakan isomer memiliki sifat kimia yang mirip satu sama lain. Juga terdapat istilah isomer nuklir, yaitu inti-inti atom yang memiliki tingkat eksitasi yang berbeda.Contoh sederhana dari suatu isomer adalah C3H8O. Terdapat 3 isomer dengan rumus kimia tersebut, yaitu 2 molekul alkohol dan sebuah molekul eter. Dua molekul alkohol yaitu 1-propanol (n-propil alkohol, I), dan 2-propanol (isopropil alkohol, II). Pada molekul I, atom oksigen terikat pada karbon ujung, sedangkan pada molekul II atom oksigen terikat pada karbon kedua (tengah). Kedua alkohol tersebut memiliki sifat kimia yang mirip. (Keenan,1992)

Terdapat dua jenis isomer, yaitu isomer struktural dan stereoisomer Isomer rantaiIsomer-isomer ini muncul karena adanya kemungkinan dari percabangan rantai karbon. Sebagai contoh, ada dua buah isomer dari butan, C4H10. Pada salah satunya rantai karbon berada dalam dalam bentuk rantai panjang, dimana yang satunya berbentuk rantai karbon bercabang. Isomer posisiPada isomer posisi, kerangka utama karbon tetap tidak berubah. Namun atom-atom yang penting bertukar posisi pada kerangka tersebut.Sebagai contoh, ada dua isomer struktur dengan formula molekul C3H7Br. Pada salah satunya bromin berada diujung dari rantai. Dan yang satunya lagi pada bagian tengah dari rantai. Isomer grup fungsionalPada variasi dari struktur isomer ini, isomer mengandung grup fungsional yang berbeda- yaitu isomer dari dua jenis kelompok molekul yang berbeda.Sebagai contoh, sebuah formula molekul C3H6O dapat berarti propanal (aldehid) or propanon (keton).(Hart,2003)

Isomer geometri adalah isomeri yang disebabkan oleh perbedaan letak atau gugus di dalam ruang. Isomer geometri sering juga disebut dengan isomer cis-trans. Isomeri ini tidak tidak reddapat pada kompleks dengan strruktur linear, trigonal planar, atau tetrahedral, tetapi umum terdapat pada kompleks planar segiempat dan oktahedral. Kompleks yang mempunyai isomer hanya kompleks-komplek yang bereaksi sangat lambat dan kompleks yang inert. Ini disebabkan karena kompleks-kompleks yang bereaksi sangat cepat atau kompleks-kompleks yang labil, sering bereaksi lebih lanjut membentuk isomer yang stabil.a. Asam MaleatAsam maleat atau Asam (Z)-butenadioat atau asam toksilat adalah senyawa organik yang merupakan asam dikarboksilat. Molekul ini terdiri dari gugus etilena yang berikatan dengan dua gugus asam karboksilat. Asam maleat adalah isomer cis dari asam butenadioat, sedangkan asam fumarat merupakan isomer transnya. Isomer cis kurang stabil; perbedaan kalor pembakarannya adalah 22,7 kJ/mol. Kristal asam maleat berwarna putih, dan kristal tersebut mudah larut dalam air, titik lebur asam maleat adalah (130-1390C), b. Asam FumaratAsam fumarat atau asam (E)-butanedioat adalah senyawa organik yang merupakan asam dikarboksilat. Asam fumarat merupakan isomer trans dari asam butanedioat dengan bentuk kristal berwarna putih yang memiliki titik leleh 3000C. Kristal asam fumarat tidak mudah larut dalam air (Syabatini, 2009)Isomer struktur adalah senyawa-senyawa yang mempunyai rumus molekul sama, tapi memiliki rumus struktur yang berbeda (Hard, 1990). Susunan atom-atom dalam ruang dari suatu molekul seringkali sangat menentukan sifat fisika maupun sifat kimia molekul tersebut. Sebagai contoh, sifat-sifat yang ditunjukkan oleh asam maleat dan asam fumarat yang merupakan isomer geometri cis- dan trans- dari asam butendioat. Pada umumnya, isomer trans lebih stabil daripada isomer cis dan merupakan bagian terbanyak dalam sistem kesetimbanganPerubahan isomer-isomer geometri dari yang satu ke yang lainnya, dapat berlangsung melalui senyawa antara yang bersifat ion atau radikal bebas. Asam maleat mengalami isomerisasi menjadi asam fumarat yang lebih stabil dalam asam klorida pada kondisi refluks. Asam fumarat sukar larut dalam air dibandingkan asam maleat, sehingga mudah mengkristal selama reaksi berlangsung.Tabel Sifat Fisika Reaktan dan ProdukSenyawaMrKelarutan dalam 100 g airTitik leleh (0C)

Pada 1000CPada 200C

Asam Maleat116,0340079130,5

Asam Fumarat116,039,80,7302

(Frieda Nurlita, 2004)

III.Prosedur Kerja3.1 Alat dan Bahan Alat : Erlenmeyer 125mL Pembakar bunsen Corong buchner Labu bulat 400mL Alat penentuan titik lelehBahan : Kertas saring Anhidrat meleat HCl pekat

3.2 Skema kerja20 ml aquades

Didihkan dalam erlenmeyer 125 ml15 gr anhidrat meleat

Ditambahkan kedalam labu Didinginkan labu Dikumpulkan anhidrat meleat diatas corong buchner Dikeringkan dan ditentukan titik lelehFiltrat

Dimasukkan kedalam labu bundar 100 mL15 mL HCl pekat

Ditambahkan Didinginkan pada suhu kamar Dikumpulkan asam furamat dalam corongHasil pengamatan

IV.Hasil dan Pembahasan4.1 Data PengamatanPerlakuanPengamatan

20 mL aquades + 15 gr anhidrat meleat

Anhidrat meleat larut dalam air mendidih dengan larutan tidak berwarna

Filtrat + 15 mL HCl

Terbentuk kristal yang merupakan asam furamat

4.2 PembahasanAsam maleat dan asam fumarat dapat disintesis dari asam maleat anhidrat. asam maleat memiliki kelarutan dalam air pada suhu 1000C sebesar 400g/100g sehingga secara teoritis asam maleat larut semua. Asam maleat atau Asam (Z)-butenadioat atau asam toksilat adalah senyawa organik yang merupakan asam dikarboksilat. Molekul ini terdiri dari gugus etilena yang berikatan dengan dua gugus asam karboksilat. Asam maleat adalah isomer cis dari asam butenadioat, sedangkan asam fumarat merupakan isomer transnya. Isomer cis kurang stabil; perbedaan kalor pembakarannya adalah 22,7 kJ/mol. Kristal asam maleat berwarna putih, dan kristal tersebut mudah larut dalam air, titik lebur asam maleat adalah (130,50C), Asam fumarat atau asam (E)-butanedioat adalah senyawa organik yang merupakan asam dikarboksilat. Asam fumarat merupakan isomer trans dari asam butanedioat dengan bentuk kristal berwarna putih yang memiliki titik leleh 3020C. Kristal asam fumarat tidak mudah larut dalam air.Anhidrat meleat dilarutkan dalam aquades menidih. Proses pendidihan aquades berfungsi agar anhidrida maleat dapat cepat larut. Ketika penambahan anhidrida maleat ke dalam air mendidih dalam erlenmeyer dilakukan dengan cepat sehingga air yang mendidih tadi tidak banyak menguap. Penggunaan aquades berfungsi sebagai pelarut sehingga mempermudah terjadi pembukaan ikatan pada senyawa siklik dari anhidrida maleat dan terbentuknya karbokation. Larutan tidak berwarna menandakan bahwa anhidrida maleat larut semua dalam air.Kristal asam maleat yang terbentuk kemudian ditentukan titik lelehnya. Titik leleh asam maleat secara literatur yang leleh pada suhu 130C. Untuk memecah anhirid maleat diperlukan energy yang besar untuk memutus ikatan C-O sehingga reaksi dilakukan pada suhu yang tinggi. Oleh karena itu aquadest (yang bertujuan untuk menghidrolisis/memcah anhidrid maleat menjadi asam maleat) yang akan ditambahkan dalam keadaan panas. Suhu tinggi (pemanasan aquadet) ini dimaksudkan untuk memutuskan ikatan C-O, selain itu aquadest dipanaskan supaya anhidrid maleat mudah larut. Setelah anhidrid maleat larut dalam air, larutan ini didinginkan dalam air es sampai asam maleat yang terbentuk mengendap sempuna. Proses pendinginan tersebut bertujuan untuk proses kristalisasi dengan menurunkan kelarutan produk asam maleat.Perubahan suhu yang terjadi dapat mempengaruhi struktur morfologi Kristal, baik pada bentk maupun ukurannya. Jika perubahan suhunya sangat besar, Kristal yang terbentuk berukuran besar. Namun jika perubahan suhunya tidak begitu besar dibutuhkan waktu yang lama untuk membentuk Kristal dan Kristal yang terbentuk lebih kecil dan halus. Karena perubahan suhu yang besar ini akan menyebabkan daya larut dari suatu larutan akan semakin kecil, dengan semakin kecilnya daya larut suatu laruatan maka larutan tersebut akan semakin cepat untuk membentuk Kristal. Setelah lautan tersebut membentuk endapan, kemudian disaring dengan tujuan untuk memisahkan endapan asam maleat dari hasil larutan hidrolisisis anhidrid maleat. Dari percobaan ini titik leleh dari asam maleat adalah. Filtrat hasil penyaringan akan diproses lebih lanjut untuk pembuatan asam fumarat dengan menggunakan reaksi adisi dan elimiasi. Reaksi AdisiPada tahap ini, filtrate hasil penyaringan yang berupa larutan asam maleat ditambah dengan HCl pekat. HCl berfungsi untuk mengadisi ikatan rangkap C=C pada asam maleat. Reaksi ini merupakan reaksi adisi elektofilik karena serangan awal dilakukan oleh sebuah elektrofil. Reaksi adisi ini menghasilkan ikatan tunggal C-C yang mudah berotasi sehingga terjadi perubahan letak gugus-gugus yang terikat pada dua atom C tersebut. Molekul ini dapat mengalami rotasi karena gugus-gugusnya hanya terikat oleh ikatan sigma, bukan ikatan rangkap (ikatan phi), sehingga brntuk keseluruhan sebuah molekul selalu berubah berkesinambungan. Sebuah molekul bukanlah partikel static yang berdiam diri, melainkan bergerak, memutar dan membengkokkan diri. Hal inilah yang menyebabkan molekul cenderung untuk berotasi. Akibat rotasi ini, gugus karbonil yang pada awalnya terletak pada satu sisi (cis) berubah menjadi saling berseberangan (isomer trans).Setelah ditambah dengan HCl, larutan direfluks. Proses refluks bertujuan untuk mempercepat reaksi adisi, karena untuk memecah ikatan phi (ikatan rangkap) menjadi ikatan sigma (ikatan tunggal) karbon-karbon membutuhkan energy yang tinggi dan energy ini tidak tersedia untuk molekul pada temperature kamar, sehingga pendidihan pada proses refluks ini dapat menyediakan energy bagi molekul untuk memecahkan ikatan phi (ikatan rangkap). Reaksi EliminasiReaksi eliminasi bertujuan untuk membentuk kembali ikatan rangkap karbon-karbon sehingga bisa terbentuk asam fumarat. Reaksi eliminasi yang terjadi merupakan reaksi eliminasi pertama (E1) karena berlangsung lewat zat antara karbokation. Mekanisme reaksi adisi dan eliminasi

Filtrat yang diperoleh sebelumnya ditambahkan dengan HCl pekat. Proses ini merupakan proses perubahan asam maleat menjadi asam fumarat. Penambahan HCl berfungsi sebagai katalis yang digunakan untuk memprotonasi salah satu gugus karbonil sehingga ikatan rangkap pada atom karbon dapat beresonansi dan terjadi rotasi pada ikatan tunggal, selanjutnya ikatan rangkap beresonansi kembali. Ion H+ dihasilkan lagi dari reaksi pada tahap keempat.Kristal yang terbentuk direfluks.Fungsi refluks adalah untuk membantu proses pemanasan pada asam fumarat, sehingga panas yang dihasilkan dapat berlangsung secara kontinu dan merata. Sedangkan penutupan erlenmeyer dengan aluminium foil berfungsi agar uap tidak keluar ke udara. Proses pemanasan dihentikan apabila kristal terbentuk semua dan sempurna dan tidak ada lagi larutan di dalamnya.Titik leleh dari asam furamat adalah 302C.Keisomeran geometri ini dilakukan pengubahan asam maleat menjadi asam fumarat. Sebelum dilakukan pengubahan menjadi asam fumarat, terlebih dahulu dilakuakan pembuatan asam maleat yang menggunakan anhidrida maleat sebagai bahan utama. Anhidrida maleat ditambahkan pada aquadest yang telah dididihkan. Dalam hal ini aquadest berfungsi sebagai pelarut sehingga mempermudah terjadinya pembukaan ikatan pada senyawa siklik dari anhidrida maleat dan terbentuknya karbokation. Mekanisme reaksinya sebagai berikut:

Titik leleh asam fumarat jauh lebih tinggi daripada asam maleat karena asam fumarat dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekuler, sehingga interaksi antar molekul asam fumarat lebih susah untuk dilepaskan dan mengakibatkan titik leleh asam fumarat lebih tinggi daripada asam maleat. Sedangkan asam maleat membentuk ikatan hidrogen intra molekuler, sehingga molekul-molekul asam maleat lebih mudah lepas dan mengakibatkan titik leleh asam maleat lebih rendah daripada asam fumarat.

V.Saran dan Kesimpulan5.1 KesimpulanAsam maleat dan asam fumarat merupakan isomer geometric is-trans. Asam maleat berisomer cis, sedangkan asam fumarat berisomer trans.2.Prinsip dasar pengubahan asam maleat menjadi asam fumarat adalah berdasarkan reaksi adisi-eliminasi3.Asam maleat dan asam fumarat dapat dibedakan sifat fisiknya berdasarkan perbedaan titik lelehnya4. Titik leleh asam maleat lebih rendah dari pada asam fumarat. Titik leleh asam maleat adalah 130,5C sedangkan titik leleh asam fumarat adalah 302C .

5.2 SaranPada percobaan ini data dan pembahasan diperoleh berdasarkan literatur dikarenakan kekurangan bahan.Praktikan menyarankan agar dapat dilengkapi sehingga praktikan dapat melakukan praktikum secara efektif.

V.Daftar PustakaFrieda Nurlita dan I Wayan Suja. 2004. Buku Ajar Praktikum Kimia Organik. Singaraja: Universitas Pendidikan GaneshaHart.D.J., 2003, Kimia Organik Edisi Kesebelas, Erlangga.Keenan,W. Charles. 1992. Kimia Untuk Universitas Jilid 1. Erlangga. Jakarta.Singaraja: IKIP Negeri Singaraja.Syabatini, A.2009.Kinetika Adsorpsi.PT. Gramedia Pustaka Utama:Jakarta.