Materi Kimia – Struktur benzena yang mengandung elektron-elektron yang terdelokalisasi memberikan kestabilan yang tinggi pada benzena. Hal ini menyebabkan benzena sulit bereaksi atau menjadi tidak reaktif. Jika terjadi reaksi, maka diperlukan kondisi seperti suhu dan tekanan tinggi serta katalis.
Jenis reaksi kimia pada benzena umumnya adalah reaksi substitusi. Reaksi ini melibatkan serangan pada cincin benzena yang kaya akan elektron oleh elektrofil yang mengandung muatan positif parsial/utuh. Karenanya, reaksi subsitusi ini juga dikenal sebagai reaksi substitusi elektrofilik. Reaksi substitusi dapat berlangsung pada suhu tinggi, atau lebih umum menggunakan katalis agar dapat berlangsung pada suhu lebih rendah.
Di samping itu, meski sulit namun benzena juga dapat bereaksi melalui reaksi adisi tetapi pada kondisi ekstrim, yakni pada suhu dan tekanan tinggi dengan bantuan katalis. Reaksi adisi yang terjadi melibatkan radikal bebas, bukan ikatan rangkap karena akan mengganggu delokalisasi elektron tersebut. Seperti halnya senyawa hidrokarbon pada umumnya, benzena juga dapat teroksidasi melalui reaksi oksidasi berupa pembakaran.
Jenis reaksi kimia pada benzena umumnya adalah reaksi substitusi. Reaksi ini melibatkan serangan pada cincin benzena yang kaya akan elektron oleh elektrofil yang mengandung muatan positif parsial/utuh. Karenanya, reaksi subsitusi ini juga dikenal sebagai reaksi substitusi elektrofilik. Reaksi substitusi dapat berlangsung pada suhu tinggi, atau lebih umum menggunakan katalis agar dapat berlangsung pada suhu lebih rendah.
Di samping itu, meski sulit namun benzena juga dapat bereaksi melalui reaksi adisi tetapi pada kondisi ekstrim, yakni pada suhu dan tekanan tinggi dengan bantuan katalis. Reaksi adisi yang terjadi melibatkan radikal bebas, bukan ikatan rangkap karena akan mengganggu delokalisasi elektron tersebut. Seperti halnya senyawa hidrokarbon pada umumnya, benzena juga dapat teroksidasi melalui reaksi oksidasi berupa pembakaran.
Baca juga, Struktur dan Tata Nama Senyawa Benzena dan TurunannyaBerikut akan dijelaskan secara ringkas reaksi-reaksi yang terjadi pada benzena.
1. Reaksi substitusi pada benzena
Reaksi substitusi pada benzena terdiri dari reaksi alkilasi Friedel-Crafts, reaksi halogenasi, reaksi nitrasi, reaksi sulfonasi, reaksi formilasi Gatterman-Koch, dan reaksi asilasi Friedel-Crafts. Berikut akan dijelaskan satu-persatu.a. Reaksi alkilasi Friedel-Crafts pada benzena
Benzena bereaksi dengan gugus alkil (R) dari haloalkana (R – X) membentuk alkilbenzena dengan bantuan katalis Aluminium triklorida AlCl3. Katalis ini membantu pembentukan elektrofil R+ dengan muatan parsial positif pada atom C yang awalnya mengikat halogen (X).R – X + AlCl3 –> R+ + AlCl3X-
b. Reaksi halogenasi pada benzena
Dalam gelap, benzena dapat bereaksi dengan halogen dengan bantuan katalis seperti AlCl3 dan FeBr3. Katalis ini berfungsi untuk mempolarisasi molekul halogen dengan menerima sepasang elektron dari salah satu atom halogen. Dengan demikian, salah satu molekul ujung halogen akan mempunyai muatan parsial positif (d+) dan bertindak sebagai elektrofil untuk menyerang cincin benzena yang nukleofilik. Reaksi melibatkan pembentukan intermediate sebelum diperoleh senyawa halobenzena.
c. Reaksi nitrasi pada benzena
Benzena bereaksi lambat dengan asam nitrat HNO3 pekat pada suhu 50oC. Oleh karena itu asam nitrat ini dicampur dengan asam sulfat H2SO4 pekat. Pencampuran ini menghasilkan elektrofil NO2+ melalui reaksi:HNO3 + 2H2SO4 –> NO2+ + 2HSO4- + H3O+
d. Reaksi sulfonasi pada benzena
Benzena dapat bereaksi dengan SO3 dalam H2SO4 pekat membentuk asam benzenasulfonat. Di dalam reaksi, cincin benzena yang kaya akan elektron diserang oleh elektrofil SO3 dengan muatan parsial positifnya pada atom S.
Baca juga, Manfaat Benzena dan Turunannya
e. Reaksi formasi Gatterman-Koch pada benzena
Benzena bereaksi dengan formil klorida (HCOCl) membentuk benzaldehid dengan bantuan katalis AlCl3 dan CuCl. HCOCl yang bersifat tidak stabil dibuat dengan mencampurkan CO dan HCl. Selanjutnya, katalis membantu terbentuknya elektrofil [H – C = O]+ di mana atom C yang bermuatan parsial positif akan menyerang cincin benzena.CO + HCl <--> HCO – Cl dan HCO – Cl + AlCl3 –> [H – C = O]+ + AlCl4-
f. Reaksi asilasi Friedel-Crafts pada benzena
Benzena bereaksi dengan gugus asil (RCO – ) dari asil klorida (RCOCl) membentuk asetofenon (metil fenil keton) dengan bantuan katalis AlCl3. Katalis membantu pembentukan elektrofil RCO+ dengan muatan parsial positif pada atom C.CH3COCl + AlCl3 –> [CH3 – C = O]+ + AlCl4-
2. Reaksi adisi pada benzena
Reaksi adisi pada benzena terdiri dari reaksi hidrogenasi dan reaksi klorinasi yang akan dijelaskan seperti di bawah ini.a. Reaksi hidrogenasi pada benzena
Benzena bereaksi secara adisi dengan hidrogen (H2) membentuk sikloheksana. Reaksi berlangsung pada suhu dan tekanan tinggi dengan bantuan katalis. Reaksi tidak melibatkan ikatan rangkap benzena, tetapi radikal bebas.
b. Reaksi klorinasi pada benzena
Benzena bereaksi dengan klorin (Cl2) pada suhu dan tekanan tinggi dengan bantuan cahaya kuat seperti UV.
3. Reaksi oksidasi pada benzena
Benzena teroksidasi oleh oksigen O2 melalui reaksi pembakaran. Reaksi ini menghasilkan karbon dengan kadar yang tinggi.
Advertisement