2. 11/10/2014 | 2
Hydrolysis
• Yaitu proses pemecahan suatu zat dengan menggunakan air
• Sebuah proses kimia di mana molekul dari suatu zat target
dibagi/dipecah menjadi dua bagian oleh penambahan
sebuah molekul air
• Biasanya digunakan untuk memecah polimer
3. 11/10/2014 | 3
• Biasanya digunakan untuk memecah polimer
• Namun hidrolisa yang murni (hanya) dengan H2O tidak dapat bekerja
dengan sempurna, terbatas pada zat yang sangat reaktif
• Misal :
anhidride asam (RC(O))2O)
senyawa Grignard (RMgX )
laktat/laktid (C3H6O3 asam laktat)
ethylene oxide (C2H4O ; cyclic ether)
karena tidak stabil, mudah bereaksi dengan H2O
• Dalam industri tidak banyak dijalankan karena mahal
• Biasanya hidrolisa disertai proses penggunaan katalis asam,
basa, maupun enzimatis atau dengan bantuan mikroorganisme
4. 11/10/2014 | 4
Hidrolisa H2O + Katalis asam
Umumnya digunakan asam encer (konsentrasi rendah), namun
terkadang bisa dilakukan dalam kondisi yang konsentrat bila
memang dibutuhkan (e.g. cellulosic hydrolysis of hard wood)
Proses ini banyak dilakukan, misal :
H+
Minyak + air asam lemak
H+
Cellulosa + air glukosa
Yg mengkatalisis reaksi adalah H+ dari asam
5. 11/10/2014 | 5
Hidrolisa H2O + Katalis basa
Basa yang dipakai bisa berupa : - encer
- pekat
- padat
• Basa encer:
Basa encer
minyak + air sabun
• Basa pekat:
C5H11Cl + NaOH (pekat) C5H11OH + NaCl
• Basa padat : pada peristiwa peleburan, misal:
Cellulose dilebur dengan NaOH padat asam oksalat
6. 11/10/2014 | 6
Hidrolisa dengan mikroorganisme
• Misalnya hidrolisa dari tetes
Mikroorganisme,
enzim
Tetes + air glukosa ethanol
7. 11/10/2014 | 7
Produk hidrolisa tergantung dari zat yang dihidrolisa
• The hydrolysis of a primary amide forms a carboxylic acid and ammonia.
RCONH2 + H2O RCOOH + NH3
• The hydrolysis of a secondary amide forms a carboxylic acid and primary
amine.
RCONHR' + H2O RCOOH + R'NH2
• The hydrolysis of an ester forms a carboxylic acid and an alcohol.
RCOOR' + H2O RCOOH + R'OH
• The hydrolysis of a halogenoalkane forms an alcohol.
RBr + H2O ROH + H+ + Br-
PS: reaction with water
8. 11/10/2014 | 8
Zat-zat yang dihidrolisa
1. Hidrokarbon
• Hidrokarbon jenuh tidak bisa, walaupun ditambahkan
enzim
• Hidrokarbon tidak jenuh bisa
Contoh :
olefin
H+
CH2 = CH2 + H2O CH3CH2OH
9. 11/10/2014 | 9
2. Senyawa Aromatik
• Contohnya adalah:
H+
Benzene + H2O phenol
Namun tak banyak dijalankan karena hasilnya terlalu rendah
10. 11/10/2014 | 10
3. Karbohidrat
H+
• Pati glukosa
Bila reaksi belum sempurna dapat diperoleh dextrin dan
syrup
H2O, H+
• Sellulosa glukosa
• Pentosan H2O, H+
xylose, arabinose
Basa, OH-H2O,
• Sellulosa asam oksalat
11. 11/10/2014 | 11
• Yang banyak diolah yaitu ester yang molekulnya besar, bukan
yang sederhana
• Misalnya:
Minyak/lemak gliserol + asam lemak
sabun
4. Ester
H2O, H+
Basa
12. 11/10/2014 | 12
5. Eter
• ROR 2 ROH
• Reaksi ini tidak banyak dilakukan dalam industri karena
alkohol lebih murah dari eter.
• Eter yang banyak diolah yang berupa oxide. Misal:
ethylene oxide menjadi ethylene glycol
H2C – CH2 HOCH2 – CH2OH
O
H2O,H+
HOH
14. 11/10/2014 | 14
7. Senyawa yang mengandung nitrogen
H2O
O
RC – NH2 RCOOH + NH3
• Reaksi ini tidak banyak dilakukan
H2O, H+
Saccharin senyawa bersifat racun
15. 11/10/2014 | 15
8. Sulfonat
• --SO3H --ONa --OH
• C2H5OSO3H C2H5OH Tak banyak
dijalankan.
NaOH H2SO4
H2O
16. 11/10/2014 | 16
Usaha mempercepat reaksi
• Suhu tinggi kecepatan tinggi
Untuk memperoleh suhu tinggi maka tekanan yang dinaikkan karena air
mendidih pada 100 oC.
Tekanan dinaikkan titik didih akan bertambah.
• H2O diperbesar
• Memperbesar A
Hidrolisa terjadi dalam dua fase maka perlu pengadukan atau pengocokan,
atau bentuk alatnya yang sekaligus berfungsi sebagai pengaduk.
• Katalisator: asam/basa
17. 11/10/2014 | 17
Mekanisme reaksi
• Misal :
Hidrolisa senyawa tak jenuh
H
C : : C HC – C+ + :O: HC : C : O : + C2H5OH + HH + +
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
18. 11/10/2014 | 18
Mekanisme reaksi
Misal : hidrolisis ester Ethyl ethanoate dengan air (+ dilute acid) ethanoic acid
and ethanol
• Mekanisme hidrolisa ethanoate menjadi ethanoic acid (acetic acid) dan etanol
terjadi dalam 5 langkah ;
• Langkah2 mekanisme akan dituliskan dalam bentuk reaksi satu arah (utk
menyederhanakannya)
19. 11/10/2014 | 19
Langkah 1:
• Katalis yang sebenarnya dalam hal ini adalah ion hidroksonium, H3O+
(terbentuk pada larutan asam)
• Pada langkah pertama, ester mengambil sebuah proton (ion hidrogen) dari
ion hidroksonium. Proton menjadi melekat pada salah satu pasangan
elektron bebas pada oksigen yang terikat ganda karbon.
Transfer proton pada oksigen memberi muatan positif, tetapi sebenarnya
muatan (+) terdelokalisasi (menyebar di sekitar) jauh lebih luas daripada
yang digambarkan
20. 11/10/2014 | 20
Langkah 2:
• Muatan positif pada atom karbon diserang oleh salah satu
pasangan elektron bebas pada oksigen dari molekul air.
21. 11/10/2014 | 21
Langkah 3:
• Berikutnya, sebuah proton (ion hidrogen) akan ditransfer dari atom oksigen bawah
ke salah satu dari yang lain. Ia dambil oleh salah satu zat lainnya dalam campuran
(contohnya: menempel pada pasangan elektron bebas pada molekul air) dan
kemudian dikembalikan ke salah satu dari oksigen
• Akhirnya, secara kebetulan, ia akan bergabung pada oksigen dengan gugus etil
yang menempel. Hasilnya:
22. 11/10/2014 | 22
Langkah 4:
• 1 molekul ethanol kemudian lepas dari ion yang merupakan
salah satu dari produk reaksi
1 2
Pada struktur ini (produk no.1) muatan positif muatan (+) juga
terdelokalisasi (menyebar di sekitar)
23. 11/10/2014 | 23
Langkah 5:
• Hidrogen kemudian dilepaskan dari (ikatannya dgn)
oksigen dengan reaksi dengan molekul air.
PS: hydroxonium ion catalyst has been regenerated.
24. 11/10/2014 | 24
Katalis reaksi
1. Asam
• H2SO4 , HCl Yang penting adalah H+
HNO3 , H3PO4 Jadi bila dipakai normalitas sama kecepatan akan sama
(H+) Makin besar (H+), reaksi makin cepat
• Bila konsentrasi terlalu tinggi maka mempermudah terjadinya reaksi samping
terutama pengarangan. Selain itu juga terjadinya pemecahan menjadi senyawa
yang lebih sederhana
• Dalam industri paling banyak dipakai yaitu H2SO4 karna sifat korosifnya dapat
dibatasi ;
HCl dipakai dalam laboratorium
HNO3 oksidator kuat
tidak banyak dipakai
H3PO4 kadang-kadang dipakai batu apung untuk disemprot dengan
(cair) H3PO4 cair sehingga didapat katalisator dalam bentuk padat
25. 11/10/2014 | 25
Katalis reaksi
2. Basa
• Sifatnya lebih banyak untuk mengikat asam yang timbul
Misal: pada pembuatan sabun
CH2OR
CHOR
CH2OR
CH2OR
CHOR + 3 RC – OH
CH2OR
• Jadi fungsi dari NaOH selain memperbesar kecepatan reaksi juga
memperbesar konversi.
O
NaOH, H2O
28. 11/10/2014 | 28
Contoh dalam Industri
1. Hidrolisa minyak
• Hidrolisa minyak/lemak fatty acid dan gliserol
• Ketika direaksikan dengan basa terhidrolisa menjadi gliserol dan sabun saponifikasi
29. 11/10/2014 | 29
1. Hidrolisa minyak
• Proses lama : gliserol terkadang tdk dipisahkan sabun menjadi berminyak
dan lembek
Larutan
NaOH
minyak
80oC
Warna, bau
+ filter pengisi
Na2SiO3
Persenyewaan phosphat
Batu kapur dan kaolin
Bahan yang bersifat mencuci
30. 11/10/2014 | 30
• Involving the base-catalyzed
hydrolysis
of the ester bond in
triglycerides:
(C11H23COO)3C3H5 +
3H2O → 3C11H23COOH
+ C3H5(OH)3
• Then the fatty acid is
neutralized with
sodium hydroxide to
make the sodium salt:
C11H23COOH + NaOH
→ C11H23COONa +
H2O
1. Hidrolisa minyak
31. 11/10/2014 | 31
Contoh dalam Industri
2. Hidrolisa karbohidrat
• Contohnya dalam hal pembuatan renewable
fuels, e.g. bioethanol
• Eh, what????
