Laporan Praktikum Biokmia acara 4 Ekstraksi Cair - cair PDF

Preview

Summary

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM BIOKIMIA ACARA IV EKTRAKSI CAIR-CAIR Oleh : Prastyo Abi WIdyananto 26020112130079 PROGRAM STUDI ILMU KELAUTAN JURUSAN ILMU KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2014 I. PENDAHULUAN 1 LATAR BELAKANG Zaman semakin berkembang dan semakin m...

Description

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM BIOKIMIA ACARA IV EKTRAKSI CAIR-CAIR

Oleh : Prastyo Abi WIdyananto 26020112130079

PROGRAM STUDI ILMU KELAUTAN JURUSAN ILMU KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2014

I. PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Zaman semakin berkembang dan semakin maju. Lalu pada era yang modern ini, pemisahan suatu zat dengan menggunakan ekstraksi semakin sering digunakan dan semakin populer. Alasan utamanya adalah pemisahan ini dapat dilakukan baik dalam tingkat makro ataupun mikro. Prinsip metode ini didasarkan pada distribusi zat pelarut dengan perbandingan tertentu antara dua pelarut yang tidak saling bercampur , seperti benzena, karbon tetraklorida atau kloroform. Batasannya adalah zat terlarut dapat ditransfer pada jumlah yang berbada dalam kedua fase pelarut. Dalam ekstraksi, pelarut umum dipakai adalah air dan pelarut organik lain seperti CHCl3, eter atau pentana.Garam anorganik, asam-asam dan basa-basa yang dapat larut dalam air bisa dipisahkan dengan baik melalui ekstraksi ke dalam air dari pelarut yang kurang polar.Komponen-komponen kimia yang terkandung di dalam bahan organik seperti yang terdapat di dalam tumbuh-tumbuhan sangat dibutuhkan oleh keperluan hidup manusia, baik komponen senyawa tersebut digunakan untuk keperluan industri maupun untuk bahan obat-obatan. Komponen tersebut dapat diperoleh dengan metode ekstraksi dimana ekstraksi merupakan proses pelarutan komponen kimia yang sering digunakan dalam senyawa organik untuk melarutkan senyawa tersebut dengan menggunakan suatu pelarut. Ekstraksi

cair-cair (liquid

extraction,

solvent

extraction):

yaitu

pemisahan solute dari cairan pembawa (diluen) menggunakan solven cair. Campuran diluen dan solven tersebut bersifat heterogen (immiscible, tidak saling campur), dan jika dipisahkan terdapat 2 fase, yaitu fase diluen (rafinat) dan fase solven (ekstrak). Fase rafinat yaitu fase residu, berisi diluen dan sisa solute, sedangkan fase ekstrak adalah fase yang berisi solut dan solven. Pada ekstraksi cair-cair, satu komponen bahan atau lebih dari suatu campuran dipisahkan dengan bantuan pelarut. Proses ini digunakan secara teknis dalam skala besar misalnya untuk memperoleh vitamin, antibiotika, bahan-bahan penyedap,

2

produk-produk minyak bumi dan garam-garam. logam. Proses inipun digunakan untuk membersihkan air limbah dan larutan ekstrak hasil ekstraksi padat cair. Berdasarkan bentuk campuran yang diekstraksi, ekstraksi dibagi menjadi dua yaitu ekstraksi padat-cair dan ekstraksi cair-cair.Pada ekstraksi cair-cair, bahan yang menjadi analit berbentuk cair dengan pemisahannya menggunakan dua pelarut yang tidak saling bercampur sehingga terjadi distribusi sampel di antara kedua pelarut terebut.Pendistribusian sampel dalam kedua pelarut tersebut dapat ditentukan dengan perhitungan KD (koefisien distribusi). Ekstraksi lebih efisien bila dilakukan berulang kali dengan jumlah pelarut yang lebih kecil daripada jumlah pelarutnya banyak tetapi ekstraksinya hanya sekali. Salah satu contoh pemisahan dengan menggunakan metode ekstraksi yaitu pemisahan minyak atsiri dari biji pala.Pertama-tama yang dilakukan adalah mengambil kandungan minyak lemak dari bijinya, baru kemudian dilakukan pemurnian untuk mendapatkan minyak esensial atsirinya saja. Ekstraksi cair-cair terutama digunakan, bila pemisahan campuran dengan cara distilasi tidak mungkin dilakukan (misalnya karena pembentukan aseotrop atau karena kepekaannya terhadap panas) atau tidak ekonomis. Seperti ekstraksi padatcair, ekstraksi cair-cair selalu terdiri atas sedikitnya dua tahap, yaltu pencampuran secara intensif bahan ekstraksi dengan pelarut, dan pemisahan kedua fasa cair itu sesempurna mungkin. 1.2 TUJUAN 1.2.1 Memisahkan komponen kimia berdasarkan kepolarannya 1.2.2 Memisahkan dua fraksi yang berbeda

3

II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Ekstraksi Ekstraksi dapat didefinisikan sebagai proses kimia yang secara selektif mengambil zat terlarut dari suatu campuran dengan bantuan pelarut. Ekstraksi kayu meliputi suatu proses pemisahan dua zat atau lebih dengan menggunakan pelarut yang tidak saling campur. Ekstraksi pelarut dapat dilakukan dengan pelarut yang berbeda seperti eter, aseton, benzena, etanol, diklorometana atau campuran dari pelarut-pelarut tersebut.Asam lemak, asam resin, lilin, tannin, dan senyawa berwarna merupakan senyawa-senyawa yang paling penting yang dapat diekstraksi dengan pelarut.Komponen utama dari bagian kayu yang dapat larut dalam air terdiri atas karbohidrat, protein dan garam-garam an-organik (Fengel & Wegener 1995). Teknik ini (ekstraksi) bermanfaat untuk memisahkan campuran senyawa dengan berbagai sifat kimia yang berbeda. Contoh yang baik adalah campuran fenol C6H5OH, anilin C6H5NH2 dan toluen C6H5CH3, yang semuanya larut dalam dietil eter. Pertama anilin diekstraksi dengan asam encer. Kemudian fenol diekstraksi dengan basa encer. Toluen dapat dipisahkan dengan menguapkan pelarutnya. Asam yang digunakan untuk mengekstrak anilin ditambahi basa untuk mendaptkan kembali anilinnya, dan alkali yang digunakan mengekstrak fenol diasamkan untuk mendapatkan kembali fenolnya. Ekstraksi campuran-campuran merupakan suatu teknik dimana suatu larutan (biasanya dalam air) dibuat bersentuhan dengan suatu pelarut kedua (biasanya organik), yang pada hakikatnya tidak tercampurkan dengan yang pertama, dan menimbulkan perpindahan satu atau lebih zat terlarut (solut) ke dalam pelarut kedua itu. Untuk suatu zat terlarut A yang didistribusikan antara dua fasa tidak tercampurkan a dan b, hukum distribusi (atau partisi) Nernst menyatakan bahwa asal keadaan molekulnya sama dalam kedua cairan dan temperatur adalah konstan : Dimana KD adalah sebuah tetapan, yang dikenal sebagai koefisien distribusi (atau koefisien partisi) (Basset, 1994).

4

Menurut

Khopkar

1990

dalam

Yunita

2004,

hal-hal

yang

perlu

dipertimbangkan dalam pemilihan pelarut adalah selektivitas, kapasitas, kemudahan untuk diuapkan dan harga pelarut tersebut. Prinsip kelarutan adalah “like dissolve like”, yaitu (1) pelarut polar akan melarutkan senyawa polar, demikian juga sebaliknya pelarut non-polar akan melarutkan senyawa non-polar, (2) pelarut organik akan melarutkan senyawa organik . Faktor-faktor yang harus diperhatikan dalam pemilihan metode ekstraksi adalah tujuan dari ekstraksi, skala (polaritas, efek berbagai pH, kestabilan terhadap panas), karakteristik pelarut yang digunakan (toksisitas, reaktivitas, biaya), kegunaan ekstrak dan penggunaan kembali pelarut (Houghton & Raman 1998).Tingkat ekstraksi bahan ditentukan oleh ukuran partikel bahan tersebut.Bahan yang diekstrak sebaiknya berukuran seragam untuk mempermudah kontak antara bahan dan pelarut sehingga ekstraksi berlangsung dengan baik (Sudarmadji & Suhardi 1996). Metode sokletasi merupakan teknik ekstraksi yang digunakan untuk memperoleh kandungan senyawa organik dari jaringan tumbuhan kering dengan menggunakan alat soklet.Metode sokletasi ini menggunakan panas sesuai dengan titik didih pelarut yang digunakan.Prinsipnya yaitu penguapan pelarut yang ditempatkan pada labu yang dipanaskan, kemudian uap tersebut melewati pipa samping alat soklet dan mengalami pendinginan ketika melewati kondensor. Pelarut yang terkondensasi akan jatuh pada bagian dalam alat soklet yang berisi sampel yang telah dibungkus kertas saring, sehingga seluruh senyawa yang ingin diekstrak dari sampel tersebut akan tertarik dan ditampung pada labu tempat pelarut awal. Proses ini berlangsung terus-menerus sampai diperoleh hasil ekstraksi yang diinginkan. Keuntungan metode ini adalah pelarut yang digunakan jauh lebih sedikit jika dibandingkan dengan metode maserasi (Houghton & Raman 1998). Tiga metode dasar pada ekstraksi cair-cair adalah ekstraksi bertahap, ekstraksi kontinyu, dan ekstraksi counter current. Ekstraksi bertahap merupakan cara yang paling sederhana. Caranya cukup dengan menambahkan pelarut pengekstraksi yang tidak bercampur dengan pelarut semula kemudian dilakukan pengocokan sehingga

5

terjadi kesetimbangan konsentrasi yang akan diekstraksi pada kedua lapisan, setelah ini tercapai lapisan didiamkan dan dipisahkan. (Khopkar, 1990) Hukum distribusi atau partisi dapat dirumuskan: bila suatu zat terlarut terdistribusi antara dua pelarut yang tidak dapat campur, maka pada suatu temperatur yang konstan untuk setiap spesi molekul terdapat angka banding distribusi yang konstan antara kedua pelarut itu, dan angka banding distribusi ini tidak tergantung pada spesi molekul lain apapun yang mungkin ada. Harga angka banding berubah dengan sifat dasar pelarut, sifat dasar zat terlarut, dan temperature.(Svehla, 1990)

2.2 Ekstraksi Cair-cair Ekstraksi cair-cair digunakan untuk memisahkan senyawa atas dasar perbedaan kelarutan pada dua jenis pelarut yang berbeda yang tidak saling bercampur.Jika analit berada dalam pelarut anorganik, maka pelarut yang digunakan adalah pelarut organik, dan sebaliknya. Pada metode ekstraksi cair-cair, ekstraksi dapat dilakukan dengan cara bertahap (batch) atau dengan cara kontinyu. Cara paling sederhana dan banyak dilakukan adalah

ekstraksi

bertahap.Tekniknya

cukup

dengan

menambahkan

pelarut

pengekstrak yang tidak bercampur dengan pelarut pertama melalui corong pemisah, kemudian dilakukan pengocokan sampai terjadi kesetimbangan konsentrasi solut pada kedua pelarut. Setelah didiamkan beberapa saat akan terbentuk dua lapisan dan lapisan yang berada di bawah dengan kerapatan lebih besar dapat dipisahkan untuk dilakukan analisis selanjutnya. Cara ini digunakan jika harga D cukup besar (˃ 1000).Bila hal ini terjadi, maka satu kali ekstraksi sudah cukup untuk memperoleh solut secara kuantitatif. Nmaun demikian, ekstraksi akan semakin efektif jika dilakukan berulangkali menggunakan pelarut dengan volume sedikit demi sedikit. Bila suatu zat terlarut membagi diri antara dua cairan yang tak dapat campur, ada suatu hubungan yang pasti antara konsentrasi zat terlarut dalam dua fase pada kesetimbangan. Nernst pertama kalinya memberikan pernyataan yang jelas mengenai hukun distribusi ketika pada tahun 1981 ia menunjukkan bahwa suatu zat terlarut 6

akan membagi dirinya antara dua cairan yang tak dapat campur sedemikian rupa sehingga angka banding konsentrasi pada kesetimbangan adalah konstanta pada suatu temperatur tertentu.Meskipun hubungan ini berlaku cukup baik dalam kasus-kasus tertentu, pada kenyataannya hubungan ini tidaklah eksak.Yang benar, dalam pengertian termodinamik, angka banding aktivitas bukannya rasio konsentrasi yang seharusnya konstan. Aktivitas suatu spesies kimia dalam satu fase memelihara suatu rasio yang konstan terhadap aktivitas spesies itu dalam fase cair yang lain: Tetapan = KDA Di sini menyatakan aktivitas zat terlarut A dalam fase 1. Tetapan sejati KD A disebut koefisien distribusi dari spesies A. Ekstraksi cair-cair selalu terdiri atas sedikitnya dua tahap, yaitu pencampuran secara intensif bahan ekstraksi dengan pelarut dan pemisahan kedua fasa cair itu sesempurna mungkin. Pada saat pencampuran terjadi perpindahan massa, yaitu ekstrak meninggalkan pelarut yang pertarna (media pembawa) dan masuk ke dalam pelarut kedua (media ekstraksi). Sebagai syarat ekstraksi ini, bahan ekstraksi dan pelarut tidak saling melarut (atau hanya dalam daerah yang sempit).Agar terjadi perpindahan masa yang baik yang berarti performansi ekstraksi yang besar haruslah diusahakan agar terjadi bidang kontak yang seluas mungkin di antara kedua cairan tersebut.Untuk itu salah satu cairan distribusikan menjadi tetes-tetes kecil (misalnya dengan bantuan perkakas pengaduk). Tentu saja pendistribusian ini tidak boleh terlalu jauh karena akan menyebabkan terbentuknya emulsi yang tidak dapat lagi atau sukar sekali dipisah. Turbulensi pada saat mencampur tidak perlu terlalu besar. Yang penting perbedaan konsentrasi sebagai gaya penggerak pada bidang batas tetap ada. Hal ini berarti bahwa bahan yang telah terlarutkan sedapat mungkin segera disingkirkan dari bidang batas. Pada saat pemisahan, cairan yang telah terdistribusi menjadi tetes-tetes hanis menyatu kembali menjadi sebuah fasa homogen dan berdasarkan perbedaan kerapatan yang cukup besar dapat dipisahkan dari cairan yang lain.

7

2.3 Pelarut Pelarut adalah benda cair atau gas yang melarutkan benda padat, cair atau gas, yang menghasilkan sebuah larutan.Pelarut paling umum digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah air. Pelarut lain yang juga umum digunakan adalah bahan kimia organik (mengandung karbon) biasanya disebut pelarut organic. Dalam pemilihan pelarut pada umumnya dipengaruhi oleh faktor-faktor, factor tersebut antara lain yaitu: a.

Selektivitas

Pelarut hanya boleh melarutkan ekstrak yang diinginkan, bukan komponen lain dari bahan ekstraksi. Dalam praktek, terutama pada ekstraksi bahan alami, sering juga bahan lain (lemak, resin) ikut dibebaskan bersama dengan ekstrak yang diinginkan. Dalam hal ini larutan ekstrak tercemar yang diperoleh harus dibersihkan, yaitu diekstraksi lagi dengan pelarut kedua. b.

Kelarutan

Pelarut sedapat mungkin memiliki kemampuan melarutkan ekstrak yang besar (kebutuhan pelarut lebih sedikit). c.

Kemampuan tidak saling bercampur

Pada ekstraksi cair – cair, pelarut tidak boleh (atau hanya secara terbatas) larut dalam bahan ekstraksi. d.

Kerapatan

Pada ekstraksi cair-cair, sedapat mungkin terdapat perbedaan kerapatan yang besar antara pelarut dan bahan ekstraksi. Hal ini bertujuan kedua fase dapat dengan mudah dipisahkan kembali setelah pencampuran (pemisahan dengan gaya berat). Bila beda kerapatannya kecil, seringkali pemisahan harus dilakukan menggunakan gaya sentrifugal (misalnya dalam ekstraktor sentrifugal).

8

e.

Reaktivitas

Pada umumnya pelarut tidak boleh menyebabkan perubahan secara kimia pada komponen-komponen bahan ekstraksi. Sebaliknya dalam hal-hal tertentu diperlukan adanya reaksi kimia (misalnya pembentukan garam) untuk mendapat selktifitas tinggi. Seringkali ekstraksi juga disertai dengan reaksi kimia. Dalam hal ini bahan dipisahkan mutlak harus berada dalam bentuk larutan. f.

Titik didih

Karena ekstrak dan pelarut biasanya harus dipisahkan dengancara penguapan, destilasi atau retifikasi, maka titik didih kedua bahan tidak boleh terlalu dekat dan keduanya

tidak

membentuk

aseotrop.

Ditinjau

dari

segi

ekonomi,

akan

menguntungkan jika pada proses ekstraksi titik didih. g.

Kriteria yang lain

Pelarut sedapat mungkin harus murah, tersedia dalam jumlah besar, tidak beracun,tidak dapat terbakar, tidak eksplosif bila bercampur dengan udara, tidak korosif, tidak menyebabkan timbulnya emulsi, memiliki viskositas yg rendah dan stabil secara kimia maupun termis. (Handojo, 1995: 180) 2..3.1 Aquades Aquades adalah air hasil destilasi / penyulingan sama dengan air murni atau H2O, kerena H2O hampir tidak mengandung mineral. Sedangkan air mineral adalah pelarut yang universal.Oleh karena itu air dengan mudah menyerap atau melarutkan berbagai partikel yang ditemuinya dan dengan mudah menjadi tercemar.Dalam siklusnya di dalam tanah, air terus bertemu dan melarutkan berbagai mineral anorganik, logam berat dan mikroorganisme.Jadi, air mineral bukan aquades (H2O) karena mengandung banyak mineral. H–O–H

9

2.3.2 Etil Asetat Etil asetat adalah senyawa organik dengan rumus CH3CH2OC(O)CH3/ CH3COOC2H5.Senyawa ini merupakan ester dari etanol dan asam asetat. Senyawa ini berwujud cairan,tak berwarna tetapi memiliki aroma yang khas. Etil asetat merupakan pelarut polar menengah yang mudah menguap, tidak beracun dan tidak higrokopis. Etil asetat dapat melarutkan air hingga 30% dan larut dalam air hingga kelarutan 8% pada suhu kamar. Kelarutannya meningkat pada suhu yang lebih tinggi, namun senyawa ini tidak stabil dalam air mengandung basa atau asam. Etil asetat dapat dihirdolisis pada keadaan asam atau basa yang menghasilkan asam asetat dan etanol kembali. Katalis yang digunakan adalah asam sulfat (H 2SO4), karena berlangsungnya reaksi. Reaksi kebalikan hidrolisis yaitu, esterifikasi ficher. Untuk memperoleh hasil rasio yang tinggi biasanya digunakan asam kuat dengan proposi stoiklometris, misalnya natrium hidroksida. Reaksi ini menghasilkan etanol dan natrium asetat yang tidak dapat di reaksi lagi dengan etanol. Sifat fisika dan kimia etil asetat dapat dilihat pada tabel dibawah ini: Sifat Fisika

Sifat Kimia

Berbau Khas

Rumus molekul

Titik didih : 77,1 0C

Mudah menguap

Densitas

: 0,89 gr/cm3

Tidak Beracun

Berat Molekul : 88,12 gr/mol

Tidak Higroskopis Tidak berwarna

Tabel 1. Sifat fisika dan sifat kimia etil asetat

2.3.3 n-Heksana Heksana adalah sebuah senyawahidrokarbonalkana dengan rumus kimia C6H14 (isomer utama n-heksana memiliki rumus CH3(CH2)4CH3). Awalan heks-

10

merujuk pada enam karbon atom yang terdapat pada heksana dan akhiran -ana berasal dari alkana, yang merujuk pada ikatan tunggal yang menghubungkan atomatom karbon tersebut.Seluruh isomer heksana amat tidak reaktif, dan sering digunakan sebagai pelarut organik yang inert.Heksana juga umum terdapat pada bensin dan lem sepatu, kulit dan tekstil.Dalam keadaan standar senyawa ini merupakan cairan tak berwarna yang tidak larut dalam air. 2.3.4 Rotari Evaporator Rotary evaporator adalah alat yang digunakan untuk melakukan ekstraksi, penguapan pelarut yang efisien dan lembut.Komponen utamanya adalah pipa vakum, pengontrol, labu evaporasi, kondensator dan labu penampung hasil kodensasi (Rahayu, 2009). Prinsip rotary evaporator adalah proses pemisahan ekstrak dari cairan penyarinya dengan pemanasan yang dipercepat oleh putaran dari labu, cairan penyari dapat menguap 5-10º C di bawah titik didih pelarutnya disebabkan oleh karena adanya penurunan tekanan. Dengan bantuan pompa vakum, uap larutan penyari akan menguap naik ke kondensor dan mengalami kondensasi menjadi molekul-molekul cairan pelarut murni yang ditampung dalam labu penampung. Prinsip ini membuat pelarut dapat dipisahkan dari zat terlarut di dalamnya tanpa pemanasan yang tinggi (Rachman, 2009). Ekstraksi menggunakan rotary evaporator dapat digunakan pada bahan makanan seperti pandan. Pandan merupakan tumbuhan monokotil yang memiliki beraroma wangi. Pandan mempunyai akar

tunjang besar, daunnya roset

rapat.Daunnya dapat berkhasiat sebagai penambah nafsu makan karena kandungan alkaloida, saponin, dan flavonoida.Selain itu dapat digunakan untuk pewarna makanan karena memiliki klorofil yang berwarna hijau dan juga mengandung minyak atsiri. Klorofil merupakan pigmen fotosintesis pada tumbuhan yang dapat menyerap

11

cahaya merah, biru, ungu dan merefleksikan cahaya hijau.Klorofil banyak terdapat pada daun dan merupakan ciri tumbuhan autotrof (Arya, 2005).

12

III. Materi dan Metode 3.1 Waktu dan Tempat Waktu dan tempat dilaksanakannya praktikum biokimia modul 1 acara ke 4 yaitu pada hari kamis, tanggal 18 April 2013 pukul 15.30 - 18.00 WIB, bertempat di laboratorium Biokimia gedung E lantai 1 Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Diponegoro. 3.2 Materi 3.2.1 Alat NO NAMA 1.

GAMBAR

FUNGSI Untuk

Gelas ukur

mengukur

volume larutan , tidak memerlukan

tingkat

ketelitian yang tinggi dalam jumlah tertentu

2.

untuk

Statif

menegakkan

buret, corong, corong pisah

dan

peralatan

gelas lainnya pada saat digunakan.

3.

Untuk

corong

menyaring

ca...