---
title: "Amina dan Senyawa Nitrogen"
book: "Kimia Universitas — Tahun 2"
subject: chemistry
language: id
chapter: 23
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/chemistry/3/id/chapter/23-amina-dan-senyawa-nitrogen
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)"
---

# Bab 23 — Amina dan Senyawa Nitrogen

Ikan yang sudah tidak segar berbau trimetilamina, sebuah amina kecil yang mudah menguap. Perasan jeruk nipis menghilangkan bau itu: asamnya memprotonasi amina, dan ion amonium yang terbentuk, karena merupakan ion, tidak dapat menguap. Pasangan elektron bebas nitrogen membuat amina menjadi basa dan nukleofil; jika terikat pada karbonil, pasangan itu menghasilkan [imina](#def-b2-amines-imine), yang melaluinya protein menjalankan kimianya dan kimiawan membuat amina; dan pada cincin [aromatik](https://one-course.com/books/chemistry/3/id/chapter/16-teori-huckel-dan-sistem-terkonjugasi#def-b2-huckel-aromatic), melalui garam diazonium, pasangan itu membuka jalan menuju zat warna azo yang mewarnai abad kesembilan belas.

**Yang sudah kamu ketahui.**

Jilid Tahun 1: asam dan basa Brønsted, $\mathrm pK_a$ dan diagram predominansi, nukleofil dan substitusi bimolekular, hemiasetal dan asetal, donor hidrida, pereaksi organomagnesium, kelas sebuah karbon. [Bab 22](https://one-course.com/books/chemistry/3/id/chapter/22-aromatisitas-dan-substitusi-aromatik-elektrofilik#ch-b2-aromatic-substitution): nitrasi, reduksi nitroarena. Jilid sekolah: amina dan amida.

![Sebuah lapak ikan: potongan-potongan jeruk nipis diletakkan di antara ikan-ikan. Asamnya mengubah trimetilamina ikan menjadi ion amoniumnya yang tidak mudah menguap.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-3/b2-amines/img-09436408f6da.jpg)

*Sebuah lapak ikan: potongan-potongan jeruk nipis diletakkan di antara ikan-ikan. Asamnya mengubah trimetilamina ikan menjadi ion amoniumnya yang tidak mudah menguap.*

## 23.1 Struktur dan kebasaan

**Definisi 23.1 (Kelas amina).**

Sebuah amina adalah *amina primer* $\ce{RNH2}$, *amina sekunder* $\ce{R2NH}$, atau *amina tersier* $\ce{R3N}$ menurut jumlah gugus karbon yang terikat pada nitrogen. Sebuah *ion amonium kuaterner* $\ce{R4N+}$ mempunyai empat, dan tidak mempunyai pasangan elektron bebas.

Nitrogen amina kira-kira tetrahedral, dengan pasangan elektron bebas yang menempati posisi keempat. [Amina tersier](#def-b2-amines-class) dengan tiga gugus yang berbeda pada prinsipnya kiral tetapi tidak dapat dipisahkan menjadi enansiomernya: molekul itu terinversi melalui susunan planar, seperti payung yang tertiup angin, ribuan juta kali per detik pada suhu kamar.

**Proposisi 23.2 (Kebasaan).**

Dalam air, alkilamina adalah basa yang lebih kuat daripada amonia ($\mathrm pK_a$ ion-ion amoniumnya sekitar 10 sampai 11, dibandingkan dengan 9.26), arilamina jauh lebih lemah (anilinium 4.60), dan amida hampir tidak bersifat basa sama sekali (etanamida terprotonasi sekitar $-0.6$).

**Argumen.** Gugus-gugus alkil mendorong kerapatan elektron ke nitrogen (efek induktif) dan menstabilkan muatan positif ion amonium. Dalam air, solvasi melalui ikatan hidrogen juga berperan: ion dengan lebih banyak ikatan $\ce{N-H}$ lebih baik tersolvasi, itulah sebabnya trimetilamonium (9.80) adalah asam yang lebih lemah daripada amonium tetapi lebih kuat daripada dimetilamonium (10.73). Dalam anilina, pasangan elektron bebasnya terdelokalisasi ke dalam cincin dan hilang pada protonasi; dalam amida, pasangan itu terdelokalisasi ke oksigen karbonil, dan protonasi terjadi, secara lemah, pada oksigen. ∎

![pK_a asam konjugasi beberapa basa nitrogen pada 25 C: makin tinggi nilainya, makin kuat basanya.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-3/b2-amines/fig-2ffe9400cbb0.svg)

*$\mathrm pK_a$ asam konjugasi beberapa basa nitrogen pada $25{}^{\circ}\mathrm{C}$: makin tinggi nilainya, makin kuat basanya.*

## 23.2 Amina sebagai nukleofil

Amina menyerang haloalkana melalui substitusi bimolekular. Produknya, amina yang lebih tersubstitusi, sekurang-kurangnya sama nukleofiliknya dengan amina awal dan bersaing memperebutkan haloalkana: alkilasi amonia menghasilkan campuran [amina primer](#def-b2-amines-class), sekunder, dan tersier serta garam kuaterner.

**Proposisi 23.3 (Polialkilasi).**

Alkilasi langsung amonia atau [amina primer](#def-b2-amines-class) menghasilkan campuran; hanya alkilasi tuntas sampai garam amonium kuaterner yang bersih.

**Argumen.** Setiap alkilasi meninggalkan pasangan elektron bebas pada nitrogen yang menjadi lebih kaya elektron karena gugus alkil yang baru; produknya bereaksi dengan haloalkana yang tersisa pada laju yang sebanding. Hanya ketika nitrogen tidak lagi mempunyai pasangan elektron bebas, dalam $\ce{R4N+}$, urutan itu berhenti. ∎

[Amina primer](#def-b2-amines-class) yang bebas dari kerabat-kerabatnya yang teralkilasi berlebih dibuat secara tidak langsung: melalui jalur Gabriel (alkilasi nitrogen ftalimida, yang membawa satu hidrogen asam saja, lalu pelepasan aminanya), melalui reduksi [nitril](#def-b2-amines-nitrile), amida, atau senyawa nitro, atau melalui [aminasi reduktif](#def-b2-amines-reductive-amination) (di bawah).

## 23.3 Imina dan enamina

**Definisi 23.4 (Adisi nukleofilik).**

Yang disebut *adisi nukleofilik* pada gugus karbonil adalah serangan nukleofil pada karbon karbonil, yang menjadi tetrahedral, sementara ikatan $\pi$ $\ce{C=O}$ menjadi pasangan elektron bebas pada oksigen.

**Definisi 23.5 (Hemiaminal, imina, dan enamina).**

[Amina primer](#def-b2-amines-class) beradisi pada aldehida atau keton dan menghasilkan *hemiaminal* (karbon yang membawa $\ce{OH}$ dan $\ce{NHR}$); dehidrasinya menghasilkan *imina* $\mathrm{R_2C{=}NR'}$. [Amina sekunder](#def-b2-amines-class), yang tidak dapat membentuk imina netral, setelah dehidrasi menghasilkan *enamina* $\mathrm{R_2C{=}CR{-}NR'_2}$, dengan ikatan rangkap yang berpindah ke karbon di sebelahnya.

![Pembentukan imina: adisi nukleofilik amina pada karbonil menghasilkan hemiaminal; katalisis asam mengubah OH-nya menjadi gugus pergi (-OH2+), air pergi, dan pasangan elektron bebas nitrogen membentuk ikatan rangkap C=N. Setiap tahap reversibel: air berlebih menghidrolisis imina kembali.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-3/b2-amines/fig-4b1e04100966.svg)

*Pembentukan [imina](#def-b2-amines-imine): [adisi nukleofilik](#def-b2-amines-nucleophilic-addition) amina pada karbonil menghasilkan [hemiaminal](#def-b2-amines-imine); katalisis asam mengubah $\ce{OH}$-nya menjadi gugus pergi ($\ce{-OH2+}$), air pergi, dan pasangan elektron bebas nitrogen membentuk ikatan rangkap $\ce{C=N}$. Setiap tahap reversibel: air berlebih menghidrolisis [imina](#def-b2-amines-imine) kembali.*

**Proposisi 23.6 (pH optimal).**

[Imina](#def-b2-amines-imine) terbentuk paling cepat dalam larutan yang agak asam, sekitar pH 4 sampai 5.

**Argumen.** Tahap pertama memerlukan amina bebas (pasangan elektron bebasnya); medium yang terlalu asam memprotonasi amina ($\mathrm pK_a$ sekitar 10) dan menghilangkan nukleofilnya. Dehidrasi memerlukan asam untuk memprotonasi gugus hidroksil; pada pH tinggi dehidrasi berjalan lambat. Lajunya, hasil kali kedua kebutuhan itu, paling besar di antaranya. ∎

**Definisi 23.7 (Aminasi reduktif).**

Yang disebut *aminasi reduktif* mengubah senyawa karbonil dan amina menjadi amina yang lebih tersubstitusi dengan membentuk [imina](#def-b2-amines-imine) (atau ion iminium) dan mereduksinya dalam wadah yang sama, biasanya dengan natrium sianoborohidrida $\ce{NaBH3CN}$.

**Proposisi 23.8 (Selektivitas aminasi reduktif).**

Pada pH sekitar 6, $\ce{NaBH3CN}$ mereduksi ion iminium jauh lebih cepat daripada senyawa karbonil, sehingga amina terbentuk tanpa mereduksi aldehida atau keton menjadi alkohol.

**Argumen.** Gugus siano membuat $\ce{BH3CN-}$ menjadi donor hidrida yang lemah, terlalu lemah untuk karbonil netral tetapi cukup untuk ion iminium yang terprotonasi dan bermuatan positif, sebuah elektrofil yang jauh lebih baik. ∎

## 23.4 Garam diazonium

**Definisi 23.9 (Kimia diazonium).**

Yang disebut *ion diazonium* adalah kation $\ce{R-N+ #N}$. *Diazotisasi* mengubah amina [aromatik](https://one-course.com/books/chemistry/3/id/chapter/16-teori-huckel-dan-sistem-terkonjugasi#def-b2-huckel-aromatic) primer menjadi garam aril diazonium dengan natrium nitrit dan asam kuat pada 0–$5{}^{\circ}\mathrm{C}$. Dalam *reaksi Sandmeyer*, garam tembaga(I) ($\ce{CuCl}$, $\ce{CuBr}$, $\ce{CuCN}$) menggantikan gugus diazonium dengan Cl, Br, atau CN sambil melepaskan dinitrogen. Dalam *kopling azo*, ion diazonium, sebuah elektrofil lemah, menyerang cincin [aromatik](https://one-course.com/books/chemistry/3/id/chapter/16-teori-huckel-dan-sistem-terkonjugasi#def-b2-huckel-aromatic) yang teraktivasi dan menghasilkan senyawa azo $\mathrm{Ar{-}N{=}N{-}Ar'}$.

**Proposisi 23.10 (Kestabilan ion diazonium).**

Garam aril diazonium dapat disimpan dalam larutan berair yang dingin dan dipakai; ion alkil diazonium langsung melepaskan dinitrogen.

**Argumen.** Dinitrogen adalah gugus pergi yang sangat baik (molekul yang sangat stabil, kenaikan entropi yang besar). Untuk gugus alkil, lepasnya $\ce{N2}$ menyisakan karbokation, atau ion itu langsung diserang oleh air: ion itu tidak bertahan. Kation aril sangat tidak stabil (orbital $\sigma$ yang kosong pada bidang cincin, tidak distabilkan oleh sistem $\pi$), dan ikatan $\ce{C-N}$ ion aril diazonium diperkuat oleh konjugasi dengan cincin: pada suhu rendah ion itu bertahan; jika dihangatkan, ion itu terurai, dengan air yang menggantikan gugus diazonium dengan $\ce{OH}$. ∎

![Reaksi-reaksi garam aril diazonium. Gugus N2+ digantikan oleh halogen atau sianida (Sandmeyer, garam tembaga(I)), oleh OH (air hangat), atau oleh H (asam hipofosfit), atau dipertahankan dalam kopling azo.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-3/b2-amines/fig-8ac9ee2f8b05.svg)

*Reaksi-reaksi garam aril diazonium. Gugus $\ce{N2+}$ digantikan oleh halogen atau sianida (Sandmeyer, garam tembaga(I)), oleh $\ce{OH}$ (air hangat), atau oleh H (asam hipofosfit), atau dipertahankan dalam [kopling azo](#def-b2-amines-diazonium).*

**Metode 23.11 (Jalur melalui garam diazonium).**

1. Pakailah gugus amino ( [pengarah orto/para](https://one-course.com/books/chemistry/3/id/chapter/22-aromatisitas-dan-substitusi-aromatik-elektrofilik#def-b2-aromatic-substitution-directing) yang kuat) untuk menempatkan gugus-gugus lain, lalu ubahlah gugus itu melalui garam diazonium.
2. Gantilah gugus itu dengan H untuk memperoleh pola yang tidak dapat diberikan oleh substitusi langsung (1,3,5-tribromobenzena dari anilina).
3. Gantilah gugus itu dengan CN, lalu hidrolisis menjadi asam karboksilat: sebuah jalan menuju $\ce{-COOH}$ pada cincin.

**Metode 23.12 (Membuat amina).**

1. [Amina primer](#def-b2-amines-class) pada rantai alkil: jalur Gabriel, atau reduksi [nitril](#def-b2-amines-nitrile) (satu karbon lebih banyak daripada haloalkana yang dipakai untuk membuatnya) atau amida.
2. [Amina sekunder](#def-b2-amines-class) atau tersier: [aminasi reduktif](#def-b2-amines-reductive-amination) senyawa karbonil yang tepat dengan amina yang tepat.
3. Amina [aromatik](https://one-course.com/books/chemistry/3/id/chapter/16-teori-huckel-dan-sistem-terkonjugasi#def-b2-huckel-aromatic) : nitrasi, lalu reduksi (besi atau timah dengan asam, atau [hidrogenasi katalitik](https://one-course.com/books/chemistry/3/id/chapter/21-oksidasi-dan-reduksi-alkena#def-b2-alkene-redox-hydrogenation) ).

## 23.5 Nitril

**Definisi 23.13 (Nitril).**

Yang disebut *nitril* adalah senyawa $\ce{R-C#N}$, yang dibuat melalui substitusi haloalkana oleh sianida atau melalui [reaksi Sandmeyer](#def-b2-amines-diazonium).

**Proposisi 23.14 (Reaksi-reaksi nitril).**

[Nitril](#def-b2-amines-nitrile) dihidrolisis, dalam asam atau dalam basa, menjadi amida lalu menjadi asam karboksilat; [nitril](#def-b2-amines-nitrile) direduksi oleh litium aluminium hidrida menjadi [amina primer](#def-b2-amines-class) $\ce{RCH2NH2}$; pereaksi organomagnesium beradisi sekali padanya, dan hidrolisis [imina](#def-b2-amines-imine) yang terbentuk menghasilkan keton.

**Argumen.** Karbon [nitril](#def-b2-amines-nitrile) bersifat elektrofilik, seperti karbon karbonil: air (diaktifkan oleh asam, atau sebagai hidroksida) beradisi padanya, dan setelah tautomerisasi menghasilkan amida, yang hidrolisisnya dibahas pada [Bab 24](https://one-course.com/books/chemistry/3/id/chapter/24-turunan-asam-karboksilat#ch-b2-acyl-substitution). Hidrida beradisi dua kali. Pereaksi organomagnesium beradisi sekali dan menghasilkan anion [imina](#def-b2-amines-imine) yang tidak bereaksi lebih lanjut; air lalu menghidrolisis [imina](#def-b2-amines-imine) itu menjadi keton. ∎

**Keselamatan.**

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-3/b2-amines/fig-c07e4913f0e8.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-3/b2-amines/fig-58320b3f229b.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-3/b2-amines/fig-748906458fb6.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-3/b2-amines/fig-76745c6dd418.svg)

Anilina dan *N*,*N*-dimetilanilina beracun melalui kontak kulit; natrium nitrit beracun dan bersifat pengoksidasi; natrium sianoborohidrida melepaskan hidrogen sianida dalam asam dan harus dipakai di dalam lemari asam. Garam diazonium kering dapat meledak: garam itu selalu dijaga dingin, dalam larutan, dan langsung dipakai.

## 23.6 Latihan

**Latihan 23.1 ★.**

Tentukan kelas: propan-1-amina, *N*-metiletanamina, trietilamina, tetrametilamonium klorida, anilina.

**Solusi Latihan 23.1.**

Primer; sekunder; tersier; garam amonium kuaterner; primer ([aromatik](https://one-course.com/books/chemistry/3/id/chapter/16-teori-huckel-dan-sistem-terkonjugasi#def-b2-huckel-aromatic)).

**Latihan 23.2 ★.**

Urutkan menurut kebasaan yang meningkat: amonia, metilamina, anilina, etanamida.

**Solusi Latihan 23.2.**

Etanamida $<$ anilina $<$ amonia $<$ metilamina ($\mathrm pK_a$ asam konjugasinya $-0.6$, 4.60, 9.26, 10.66).

**Latihan 23.3 ★.**

Tuliskan [imina](#def-b2-amines-imine) yang terbentuk dari sikloheksanon dan metilamina, beserta kondisinya.

**Solusi Latihan 23.3.**

*N*-Metilsikloheksanimina, $\ce{C6H10=N-CH3}$: amina dan keton dalam medium yang asam lemah (pH 4–5), dengan pengeluaran air yang terbentuk (zat pengering atau distilasi azeotropik).

**Latihan 23.4 ★.**

Berawal dari benzenadiazonium klorida, tuliskan produk-produknya dengan $\ce{CuBr}$, $\ce{CuCN}$, air hangat, dan fenol dalam basa.

**Solusi Latihan 23.4.**

Bromobenzena; benzonitril; fenol; 4-hidroksiazobenzena $\ce{C6H5-N=N-C6H4-OH}$ (kopling pada posisi para terhadap gugus $\ce{O-}$ fenoksida).

**Latihan 23.5 ★★.**

Bentuk trimetilamina manakah yang dominan pada pH 7, dan dengan rasio berapa? Jelaskan peran jeruk nipis, dan bagaimana sebuah amina dapat diekstraksi dari pelarut organik ke dalam air.

**Solusi Latihan 23.5.**

$\mathrm pK_a = 9.80$: pada pH 7 rasionya $[\ce{(CH3)3NH+}]/[\ce{(CH3)3N}] = 10^{2.8} \approx 630$: bentuk terprotonasi dominan; air jeruk nipis (pH sekitar 2) memprotonasi praktis seluruhnya. Mengocok larutan organik sebuah amina dengan asam berair encer memindahkan amina itu, sebagai ion amoniumnya, ke dalam air; basa membebaskannya kembali.

**Latihan 23.6 ★★.**

Tuliskan [enamina](#def-b2-amines-imine) yang terbentuk dari sikloheksanon dan pirolidina, dan jelaskan mengapa [amina sekunder](#def-b2-amines-class) tidak dapat menghasilkan [imina](#def-b2-amines-imine).

**Solusi Latihan 23.6.**

1-(Sikloheks-1-en-1-il)pirolidina. Setelah adisi dan lepasnya air, nitrogen membawa muatan positif (ion iminium) dan tidak mempunyai hidrogen untuk dilepaskan; sebagai gantinya, sebuah proton lepas dari karbon di sebelahnya, sehingga terbentuk ikatan $\ce{C=C}$.

**Latihan 23.7 ★★.**

Buatlah *N*-benzilpropan-2-amina $\ce{C6H5CH2NHCH(CH3)2}$ melalui [aminasi reduktif](#def-b2-amines-reductive-amination): berikan dua pasangan pereaksi yang mungkin.

**Solusi Latihan 23.7.**

Benzaldehida dengan propan-2-amina, atau propanon dengan benzilamina, masing-masing dengan $\ce{NaBH3CN}$ pada pH sekitar 6.

**Latihan 23.8 ★★.**

Benzonitril bereaksi dengan etilmagnesium bromida, lalu dengan asam berair. Tuliskan produknya.

**Solusi Latihan 23.8.**

Propiofenon (1-fenilpropan-1-on), $\ce{C6H5COCH2CH3}$: satu adisi menghasilkan anion [imina](#def-b2-amines-imine), yang dihidrolisis menjadi keton.

**Latihan 23.9 ★★.**

Tuliskan sintesis Gabriel heksan-1-amina dan jelaskan mengapa sintesis itu tidak menghasilkan [amina sekunder](#def-b2-amines-class).

**Solusi Latihan 23.9.**

Kalium ftalimida + 1-bromoheksana: *N*-heksilftalimida; lalu hidrazina (atau hidrolisis) membebaskan heksan-1-amina. Nitrogen ftalimida yang teralkilasi tidak mempunyai pasangan elektron bebas yang tersedia (pasangan itu terdelokalisasi pada dua karbonil) dan tidak lagi mempunyai $\ce{N-H}$: nitrogen itu tidak dapat dialkilasi untuk kedua kalinya.

**Latihan 23.10 ★★★.**

Buatlah 1,3,5-tribromobenzena dari anilina.

**Solusi Latihan 23.10.**

Air brom membrominasi anilina pada ketiga posisi orto dan para terhadap gugus amino: 2,4,6-tribromoanilina. [Diazotisasi](#def-b2-amines-diazonium), lalu $\ce{H3PO2}$, menggantikan gugus amino dengan H: ketiga brom kini saling berposisi 1,3,5.

**Latihan 23.11 ★★★.**

Rancanglah sebuah zat warna azo dari 4-nitroanilina dan fenol: tuliskan [diazotisasinya](#def-b2-amines-diazonium), koplingnya (posisi dan pH), dan produknya.

**Solusi Latihan 23.11.**

4-Nitroanilina + $\ce{NaNO2}$ + $\ce{HCl}$ pada 0–$5{}^{\circ}\mathrm{C}$: 4-nitrobenzenadiazonium klorida. Kopling dengan fenol dalam larutan yang basa lemah (fenoksida, sangat teraktivasi) pada posisi para terhadap $\ce{O-}$: 4-[(4-nitrofenil)diazenil]fenol, $\ce{O2N-C6H4-N=N-C6H4-OH}$, sebuah zat warna jingga.

**Latihan 23.12 ★★★.**

Hidroksida amonium kuaterner dari *N*,*N*-dimetilbutan-2-amina, jika dipanaskan, terutama menghasilkan but-1-ena. Jelaskan orientasi Hofmann ini, yang berlawanan dengan aturan Zaitsev dari jilid Tahun 1.

**Solusi Latihan 23.12.**

Gugus trimetilamonium adalah gugus pergi yang buruk dan meruah, dan membuat hidrogen-hidrogen $\beta$ pada sisi $\ce{CH3}$ lebih asam dan lebih mudah dijangkau; basa mengambil hidrogen dari karbon yang kurang tersubstitusi: but-1-ena, alkena yang kurang tersubstitusi (produk Hofmann).

## 23.7 Soal: Membuat Metil Jingga

**Soal 23.1.**

Soal akhir pekan — asam sulfanilat dan [diazotisasinya](#def-b2-amines-diazonium), [kopling azo](#def-b2-amines-diazonium) dengan *N*,*N*-dimetilanilina, metil jingga sebagai indikator, dan rendemennya

Data: asam sulfanilat (asam 4-aminobenzenasulfonat) $\ce{C6H7NO3S}$; metil jingga, garam natriumnya $\ce{C14H14N3NaO3S}$; $\mathrm pK_a$ bentuk asam metil jingga 3.47. Massa molar ($\mathrm{g}/\mathrm{mol}$): C 12.011, H 1.008, N 14.007, O 15.999, Na 22.990, S 32.06. Percobaan (data latihan): $5.00\,\mathrm{g}$ asam sulfanilat, rendemen 80 %.

**Bagian I — Asam sulfanilat dan [diazotisasi](#def-b2-amines-diazonium).**

1. Asam sulfanilat berada sebagai zwitterion. Gambarlah zwitterion itu.
2. Mengapa asam itu dilarutkan dalam larutan natrium karbonat lebih dahulu?
3. Tuliskan pembentukan asam nitrit dari natrium nitrit dan asam klorida.
4. Tuliskan [diazotisasi](#def-b2-amines-diazonium) ion 4-sulfonatoanilinium.
5. Mengapa reaksi itu dijalankan pada 0– $5{}^{\circ}\mathrm{C}$ ?
6. Berapa jumlah natrium nitrit yang diperlukan untuk $5.00\,\mathrm{g}$ asam sulfanilat?
7. Mengapa sedikit kelebihan nitrit diuji, lalu dimusnahkan?

**Bagian II — Kopling.**

8. Mengapa *N* , *N* -dimetilanilina merupakan pasangan yang baik?
9. Pada posisi manakah dari cincinnya [ion diazonium](#def-b2-amines-diazonium) menyerang, dan mengapa?
10. Tuliskan produknya (sebagai sulfonat).
11. Mengapa kopling dijalankan dalam larutan yang asam lemah, bukan asam kuat?
12. Mengapa larutan itu kemudian harus dibuat basa untuk mengendapkan garam natriumnya?
13. Mengapa [ion diazonium](#def-b2-amines-diazonium) merupakan elektrofil lemah, yang hanya bereaksi dengan cincin yang teraktivasi?

**Bagian III — Sebuah indikator.**

14. Apa warna metil jingga dalam basa, dan dalam asam?
15. Di mana metil jingga menerima proton?
16. Pada rentang pH berapakah warnanya berubah?
17. Mengapa sistem terkonjugasi yang panjang menghasilkan warna yang tampak?
18. Mengapa protonasi menggeser serapannya?

**Bagian IV — Rendemen.**

19. Hitunglah massa molar asam sulfanilat.
20. Hitunglah massa molar metil jingga (garam natrium).
21. Hitunglah jumlah asam sulfanilat yang dipakai.
22. Hitunglah massa teoretis metil jingga.
23. Kehilangan apa saja yang menjelaskan rendemen di bawah 100 %?
24. Nyatakan massa metil jingga yang diperoleh dari $5.00\,\mathrm{g}$ asam sulfanilat pada rendemen 80 %.

**Solusi Soal 23.1.**

**1.** $\mathrm{{}^-O_3S{-}C_6H_4{-}NH_3^+}$: gugus sulfonat yang asam telah memprotonasi amina. **2.** Zwitterion itu sukar larut dalam air; karbonat mendeprotonasi gugus amonium, sehingga terbentuk natrium sulfanilat yang larut. **3.** $\ce{NaNO2 + HCl -> HNO2 + NaCl}$. **4.**

$$
\mathrm{{}^-O_3S{-}C_6H_4{-}NH_2 + HNO_2 + H^+ \to {}^-O_3S{-}C_6H_4{-}N_2^+ + 2\,H_2O} .
$$

**5.** Garam diazonium terurai (menjadi fenol dan $\ce{N2}$) jika hangat; asam nitrit juga terurai. **6.** $5.00/173.19 = 28.9\,\mathrm{mmol}$: $28.9\,\mathrm{mmol}$ $\ce{NaNO2}$, yaitu $1.99\,\mathrm{g}$. **7.** Asam nitrit berlebih akan bereaksi dengan pasangan kopling; kelebihan itu dideteksi dengan kertas kanji–iodida dan dimusnahkan dengan urea atau asam sulfamat. **8.** Cincinnya sangat teraktivasi oleh gugus dimetilamino, sebuah donor yang kuat. **9.** Para terhadap $\ce{N(CH3)2}$: pengarahan orto/para, dan posisi-posisi orto terhalang oleh gugus-gugus metil. **10.** $\mathrm{{}^-O_3S{-}C_6H_4{-}N{=}N{-}C_6H_4{-}N(CH_3)_2}$. **11.** Dalam asam kuat, gugus dimetilamino terprotonasi: $\ce{-NH(CH3)2+}$ mendeaktifkan cincin dan kopling berhenti. **12.** Produknya terbentuk dalam bentuk asamnya yang terprotonasi dan sebagian larut; dalam basa, natrium sulfonatnya, yang kurang larut dalam larutan bergaram, mengendap. **13.** Muatan positifnya terdelokalisasi ke cincin dan nitrogen ujungnya merupakan pusat elektrofilik yang buruk; hanya cincin yang diaktifkan oleh $\ce{-O-}$, $\ce{-OH}$, atau $\ce{-NR2}$ yang bereaksi. **14.** Kuning jingga dalam basa, merah dalam asam. **15.** Pada salah satu nitrogen gugus azo (bentuk terprotonasinya distabilkan oleh konjugasi dengan gugus dimetilamino). **16.** Sekitar $\mathrm pK_a \pm 1$: kira-kira dari 3.1 sampai 4.4, di sekitar $\mathrm pK_a = 3.47$. **17.** Dua cincin dan gugus azo membentuk sistem terkonjugasi yang panjang: celah antara tingkat terisi tertinggi dan tingkat $\pi$ kosong terendah kecil ([Proposisi 16.15](https://one-course.com/books/chemistry/3/id/chapter/16-teori-huckel-dan-sistem-terkonjugasi#prop-b2-huckel-gap)) dan serapannya terletak di daerah tampak. **18.** Protonasi mengubah sebaran muatan dalam sistem $\pi$ dan makin mempersempit celah itu: serapannya bergeser ke panjang gelombang yang lebih panjang, dan warnanya dari kuning menjadi merah. **19.** $173.19\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$. **20.** $327.33\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$. **21.** $28.87\,\mathrm{mmol}$. **22.** $0.02887 \times 327.33 = 9.45\,\mathrm{g}$. **23.** Penguraian garam diazonium, kopling yang tidak sempurna, kelarutan produk dalam larutan induk dan air cucian. **24.** $0.80 \times 9.45 = \boldsymbol{7.56\,\mathrm{g}}$ metil jingga.