Dasar teori

Esterifikasi adalah reaksi pembuatan senyawa ester dengan mereaksikan antara asam karboksilat dengan alkohol dan menghasilkan hasil samping berupa H2O. Ester biasa juga disebut sebagai turunan karboksilat. Sifat khas ester adalah baunya yang harum, oleh sebab itu ester biasanya digunakan sebagai pengharum ( essence sintetis ). Reaksi pembuatan ester :

Interaksi atau reaksi antara asam karboksilat dengan alcohol merupakan proses reaksi dapat balik dan merupakan reaksi yang berlangsung lambat, untuk mempercepat terjadinya reaksi perlu ditambahkan katalis. Biasanya katalis yang digunakan adalah asam (asam sulfat atau asam klorida). Pengaturan temperaturpun perlu dilakukan untuk mempercepat reaksi pembentukan ester.Sesuai dengan hukum aksi massa, kesetimbangan dapat bergeser ke arah pembentukan ester dengan adanya kelebihan salah satu pereaksi, Reaksi esterifikasi ini akan memberi hasil yang lebih baik untuk alcohol primer dan cukup baik untuk alcohol sekunder, tetapi untuk alcohol tersier tidak memberikan hasil yang baik.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 (Fessenden, 1982).

Esterifikasi FischerReaksi esterifikasi Fischer adalah reaksi pembentukan ester dengan cara merefluks sebuah asam karboksilat bersama sebuah alkohol dengan katalis asam. Asam yang digunakan sebagai katalis 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 anhidrida asam (ekonomi atom yang rendah) atau asil klorida (sensitif terhadap kelembapan). 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.Dalam sebuah penelitian ditemukan bahwa tetrabutilamonium tribromida (TBATB) adalah katalis yang amat efektif. Misalnya, asilasi 3-fenil propanol dengan asam asetat glasial dan TBATB dengan refluks menghasilkan ester dalam 15 menit, dengan rasio hasil 95%, tanpa harus memisahkan air. Para ahli percaya bahwa asam bromida yang dihasilkan oleh TBATB dapat memprotonasi alkohol terhadap asam karboksilat sehingga karboksilatnya-lah yang bertindak sebagai nukleofil, tidak seperti mekanisme esterifikasi standar.Mekanisme reaksiMekasnisme reaksi esterifikasi Fischer terdiri dari beberapa langkah: Transfer proton dari katalis asam keatom oksigen karbonil, sehingga meningkatkan elektrofilisitas dari atom karbon karbonil. Atom karbon karbonil kemudian diserang oleh atom oksigen dari alkohol, yang bersifat nukleofilik sehingga terbentuk ion oksonium. Terjadi pelepasan proton dari gugus hidroksil milik alkohol, menghasilkan kompleks teraktivasi. Protonasi terhadap salah satu gugus hidroksil, yang diikuti oleh pelepasan molekul air menghasilkan ester

EsterEster diturunkan dari asam karboksilat. Sebuah asam karboksilat mengandung gugus COOH dan pada sebuah gugus ester hidrogen digugus ini digantikan untuk sebuah gugus hidrokarbon dari beberapa jenis.

Sifat fisik dari asam asetat (CH3COOH )Nama alternatif- asam metana karboksilat- asam hidroksi ( Ac OH )- hidrogen asetat ( H Ac )- asam cukaBm: 60,05 gr/molDensitas: 1,049 gcm-3Fase: cairan 1,2669 cm-3, padatanTitik lebur: 16,50CTitik didih: 118,10CPenampilan: cairan tak berwarna atau cristalKeasaman (pKa ): 4,76 pada 250C

Sifat kimia dari asam asetatAtom hidrogen pada gugus karboksilat dalam asam karboksilat seperti asam asetat dapat dilepaskan sebagai ion H+, sehingga memberikan sifat asam. Asam asetat adalah asam lemah monoprotik dengan nilai pKa = 4,8. basa konjugasi adalah asetat. Sebuah larutan 1 M asam asetat memiliki pH sekitar 2,4.

Sifat fisik dari asam sulfatRumus molekul : H2SO4 Massa molar : 98,08 g/mol Penampilan : cairan bening, tak berwarna, tak berbau Densitas : 1,84 g/cm3, cair Titik leleh : 10 C, 283 K, 50 F Titik didih : 337 C, 610 K, 639 F Keasaman(pKa) : 3 Viskositas : 26,7cP (20 C)

Sifat fisik dan kimia dari butan-1-olRumus kimia: CH3( CH2 )3 OHBm: 58,12 gr/molTitik leleh: 134,8 KSp.gr pada 200C: 0,579Densitas: 0,804 gr/mlKegunaan butil asetat- sebagai bahan baku zat warna- sebagai bahan baku industri farmasi - sebagai bahan pengawet- sebagai essens pada makanan

Proses esterifikasi adalah suatu reaksi reversible antara suatu asam karboksilat dengan suatu alkohol. Produk esterifikasi disebut ester yang mempunyai sifat yang khas yaitu baunya yang harum. Sehingga pada umumnya digunakan sebagai pengharum (essence) sintetis. Reaksi esterifikasi merupakan reaksi reversible yang sangat lambat. Tetapi bila menggunakan katalis asam sulfat atau asam klorida, kesetimbangan reaksi akan tercapai dalam beberapa jam.Esterifikasi dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah; struktur molekul dari alkohol, suhu proses dan konsentrasi katalis maupun reaktan.Kereaktifan alkohol terhadap esterifikasi; CH3OH > primer > sekunder > tersierKereaktifan asam karboksilat terhadap esterifikasi;HCO2H > CH3CO2H > RCH2CO2H > R2CHCO2H > R3CCO2H.

Kinetika reaksi antara asam karboksilat dengan alkohol yang menggunakan katalis asam dinyatakan sebagai berikut; ROH + H+ ROH2 + RCOOH + ROH2+ RCOOR + H3O+Persamaan diatas didasarkan pada asumsi bahwa ion hidrogen (H+) dari katalis bereaksi dengan gugus hidroksil dari alkohol untuk membentuk kompleks ROH2+ kemudian bereaksi dengan asam karboksilat mem-bentuk ester.Laju esterifikasi sesuai dengan konsentrasi ester dan kompleks alkohol :d [ RCOOR ] / dt = k [R COOH] [ ROH2+]Dengan terbentuknya air dalam reaksi ini menyebabkan lambatnya laju esterifikasi, sehingga kesetimbangan antara alkohol dengan kompleks air ditunjukkan pada persamaan reaksi dibawah ini :ROH2+ + H2O H3O+ + ROH,Berdasarkan reaksi kesetimbangan diatas, maka konstanta kesetimbangan dinyatakan dengan persaman sebagai berikut :K = [ H3O+] [ ROH] / [ ROH2+] [H2O]Sesuai dengan hukum aksi massa (mass-action law), untuk memperoleh rendemen ester yang tinggi, maka kesetimbangan harus bergeser ke arah pemebentukan ester. Untuk mencapai keadaan ini dapat ditempuh dengan cara :a. Salah satu pereaksi (yang murah) digunakan secara berlebih. b. Membuang salah satu produk dari dalam campuran reaksi, misalnya melalui proses distilasi air secara azeotropis.Laju esterifikasi suatu asam karboksilat bergantung terutama pada halangan sterik dalam alkohol dan asam karboksilatnya. Dengan bertambahnya halangan sterik di dalam zat antara, laju pembentukan ester akan menurun. Dengan demikian rendemen ester akan berkurang. Jika suatu ester yang meruah (bulky) harus dibuat, maka lebih baik digunakan rute sintetis yang lain. Contoh adalah reaksi antara alkohol dengan anhidrida asam atau klorida asam yang lebih reaktif daripada asam karboksilat dan yang bereaksi dengan alkohol secara irreversible.