Makalahku Inversi Gula PDF

Preview

Summary

Makalah Praktikum Kimia Fisika III : Inversi Gula BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Sukrosa adalah senyawa disakarida dengan rumus molekul C12H22O11. Sukrosa terbentuk melalui proses fotosintesis yang ada pada tumbuh-tumbuhan. Pada proses tersebut terjadi interaksi antara karbon dioksida dengan ai...

Description

Accelerat ing t he world's research.

Makalahku Inversi Gula fitria dewi

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

Makalah Prakt ikum Kimia Fisika III : Inversi Gula fit ria dewi

Laporan Prakt ikum Kimia Laju Hidrolisis Sukrosa Nadhira Silmi, Pret t y Sept iana Laporan-polarimet ri-jadi Khopsah Soenardi

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Sukrosa adalah senyawa disakarida dengan rumus molekul C12H22O11. Sukrosa terbentuk melalui proses fotosintesis yang ada pada tumbuh-tumbuhan. Pada proses tersebut terjadi interaksi antara karbon dioksida dengan air didalam sel yang mengandung klorofil. Bentuk sederhana dari persamaan tersebut adalah : 6 CO2 + 6 H2O —–> C6H12O6 + 6 O2 Gula tebu adalah disakarida, gula tersebut dapat dibuat dari gabungan dua gula yang sederhana yaitu glukosa dan fruktosa (monosakarida). Penggabungan dari dobel unit karbon monosakarida menjadi : C12H22O11 yang selanjutnya dinamakan sukrosa atau saccharose. Sukrosa pada kondisi larutan dengan brix rendah dapat mengalami dekomposisi yang salah satunya dapat disebabkan karena hidrolisis. Dalam larutan yang mengandung asam, sukrosa mengalami hidrolisis menghasilkan D – Glukosa dan D – Fruktosa. Sukrosa murni memutar bidang polarisasi ke kanan (+), sedangkan hasil hidrolisis berupa campuran senyawa yang memutar bidang polarisasi ke kiri (-), sehingga proses ini disebut inversi. Kehilangan gula akibat hidrolisi harus diperhatikan terutama pada pH rendah dan suhu yang tinggi. Kehilangan gula dapat menimbulkan kerugian bagi pabrik. Oleh karena itu pada percobaan ini akan ditentukan orde reaksi dari reaksi inversi gula menggunakan polarimeter.

B. Rumusan Masalah Berapa orde reaksi dari reaksi inversi gula menggunakan polarimeter?

C. Tujuan Menentukan orde reaksi dari reaksi inversi gula menggunakan polarimeter.

!"# "#$%$&%"'

1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Istilah laju atau kecepatan sering dibicarakan dalam pelajaran fisika. Pengertian laju dalam reaksi sebenarnya sama dengan laju pada kendaraan yang bergerak. Reaksi kimia menyangkut perubahan dari suatu pereaksi (reaktan) menjadi hasil reaksi (produk), yang dinyatakan dalam persamaan reaksi. Pereaksi

(reaktan) Hasil reaksi (produk)

Persamaan laju reaksi pertama kali dikemukakan oleh Gulberg dan Wooge dalam hukum Aksi Massa. Mereka menyebutkan laju reaksi pada suatu sistem pada temperatur tertentu berbanding lurus dengan konsentrasi zat yang bereaksi setelah tiap – tiap konsentrasi dipangkatkan dengan koefisien dalam persamaan yang bersangkutan. Dengan cara fisis penentuan konsentrasi dilakukan secara langsung, yaitu berdasar sifat–sifat fisis campuran yang dipengaruhi oleh konsentrasi campuran, misalnya daya hantar listrik, tekanan, adsorbsi cahaya, dan sebagainya. Penentuan secara kimia dilakukan dengan menghentikan reakis secara tiba – tiba (reaksi dibekukan) setelah selang waktu tertentu, kemudian konsentrasinya dihitung dengan analisis kimia. Laju reaksi akan menurun dengan bertambahnya waktu. Hal ini menunjukkan adanya hubungan antara konsentrasi zat yang tersisa saat itu dengan laju reaksi sehingga dapat dikatakan umumnya laju reaksi tergantung pada konsentrasi awal dari zat – zat pereaksi, pernyataan ini dikenal sebagai Hukum Laju Reaksi atau Persamaan Laju Reaksi mA

+

nB

oC

+ pD

Dalam persamaan laju reaksi dapat dituliskan v = k [A]m [B]n dimana, v = laju reaksi

(m/detik)

k = konstanta tetapan laju reaksi [A] = konsentrasi zat A

(L/mol.detik)

(mol/L)

[B] = konsentrasi zat B (mol/L) m = tingkat reaksi (orde reaksi) terhadap A n

= tingkat reaksi (orde reaksi) terhadap B

Tingkat reaksi total adalah jumlah total dari tingkat reaksi semua pereaksi. Tingkat reaksi nol (0) berarti laju reaksi tersebut tidak terpengaruh oleh konsentrasi pereaksi, tetapi hanya bergantung pada harga tetapan laju reaksi (k). !"# "#$%$&%"'

2

harga k tergantung pada suhu, jika suhunya tetap harga k juga tetap. Untuk mengetahui hubungan pereaksi dengan reaktan, digunakan orde reaksi yang diperoleh dari perhitungan konsentrasi sehingga grafik yang diperoleh berbentuk grafik perpangkatan. Harga k tergantung pada tingkat (orde) reaksi totalnya. Apabila ditunjukkan dengan grafik antara laju reaksi terhadap konsentrasi, maka diperoleh grafik sebagai berikut : ● Orde reaksi nol, Reaksi yang memiliki kecepatan reaksi tetap dan tidak dipengaruhi konsentrasi reaktan. Kecepatan reaksi dipengaruhi / ditentukan oleh intensitas katalis. Persamaannya : v = k [x]0 = k Grafik orde reaksi nol : v

[x]

•

Orde reaksi satu,

v

Persamaannya : v = k [x]1 = k [x] Grafik orde reaksi satu [x]

•

Orde Reaksi dua, Persamaannya :

v 2

v = k [x] Grafik orde reaksi dua :

[x]

Polarimeter

Polarimetri adalah suatu cara analisa yang didasarkan pada pengukuran sudut putaran (optical rotation) cahaya terpolarisir oleh senyawa yang transparan dan !"# "#$%$&%"'

3

optis aktif apabila senyawa tersebut dilewati sinar monokromatis yang terpolarisir tersebut. Senyawa optis aktif adalah senyawa yang dapat memutar bidang getar sinar terpolarisir. Zat yang optis ditandai dengan adanya atom karbon asimetris atau atom C kiral dalam senyawa organik, contoh : kuarsa ( SiO2 ), fruktosa. Cahaya monokromatik pada dasarnya mempunyai bidang getar yang banyak sekali. Bila dikhayalkan maka bidang getar tersebut akan tegak lurus pada bidang datar. Bidang getar yang banyak sekali ini secara mekanik dapat dipisahkan menjadi dua bidang getar yang saling tegak lurus. Yang dimaksud dengan cahaya terpolarisasi adalah senyawa yang mempunyai satu arah getar dan arah getar tersebut tegak lurus terhadap arah rambatnya. Prinsip dasar polarimetris ini adalah pengukuran daya putar optis suatu zat yang menimbulkan terjadinya putaran bidang getar sinar terpolarisir. Pemutaran bidang getar sinar terpolarisir oleh senyawa optis aktif ada 2 macam, yaitu : 1. Dexro rotary (+), jika arah putarnya ke kanan atau sesuai putaran jarum jam. 2. Levo rotary (-), jika arah putarnya ke kiri atau berlawanan dengan putaran jarum jam.

Inversi Gula

Karbohidrat merupakan senyawa karbon, hidrogen dan oksigen yang terdapat dalam alam. Karbohidrat sangat beranekaragam sifatnya. Misalnya, sukrosa (gula pasir) dan kapas, keduanya adalah karbohidrat. Salah satu perbedaan utama antara pelbagai tipe karbohidrat ialah ukuran molekulnya. Gula merupakan zat optis aktif. Bila cahaya terpolarisasi linier jatuh pada bahan optis aktif, maka cahaya yang keluar bahan akan tetap terpolarisasi linier dengan arah bidang getar terputar terhadap arah bidang getar semula Sifat optis aktif zat dispesifikasikan dengan sudut putar jenis.Sudut putar bidang polarisasi sebanding dengan sudut putar jenis dan konsentrasi bila sudut putar jenis diketahui dan sudut putar bidang polarisasi dapat diukur, maka konsentrasi (kadar) zat optis aktif dapat ditentukan (hal ini merupakan prinsip yang digunakan untuk menentukan kadar zat optis !"# "#$%$&%"'

4

Gula inversi adalah campuran D-glukosa dan D- fruktosa yang diperoleh dengan hidrolisis asam atau enzimatik dari sukrosa. Enzim yang mengkatalis hidrolisis sukrosa disebut invertase,bersifat spesifik untuk ikatan β-Dfruktofuranosida dan terdapat dalam ragi dan lebah (madu terutama terdiri dari gula inversi). Berdasarkan teori bahwa mayoritas gula adalah fruktosa dan fruktosa membelokkan cahaya ke kiri. Gula yang terdiri dari Sukrosa maupun Glukosa memutar cahaya ke kanan. Sukrosa memiliki rotasi +66,5° (positif) produk yang dihasilkan glukosa[α]= +52,7° dan fruktosa [α] = -92,4o mempunyai rotasi netto negatif.Dengan mengetahui pembelokan cahaya yang dihasilkan oleh larutan gula, dapat di analisa jenis/komposisi gula yang ada dalam larutan tersebut Sudut putar jenis jenis dapat dihitung :

[α ] =

putaran yang diamati panjang tabung (dm) x kadar (gram/ml)

Kinetika reaksi inversi gula merupakan reaksi orde satu terhadap sukrosa. Dalam larutan gula yang netral (pH=5) reaksi hidrolisa gula mempunyai waktu paruh 10 minggu. Sedangkan didalam larutan asam, dengan adanya katalis ion H+, waktu paruh tersebut lebih pendek. Hukum laju reaksi inversi gula tersebut dapat diungkapkan sebagai berikut: R = - d (gula) / dt

= k (H+)(H2O)(gula)

Dengan metode grafik, dapat dikemukakan sebagai berikut. Reaksi hidrolisis dari percobaan: C11H22O11 + H2O

C6H12O6 + C6H12O6

!"# "#$%$&%"'

5

Cara Penggunaan Polarimeter Cara penggunaan berikut adalah cara pada Zeiss Polarimeter, tetapi secara umum cara penggunaan polarimeter manapun adalah sama. Untuk memulai penggunaan polarimeter pastikan tombol power pada posisi on dan biarkan selama 5-10 menit agar lampu natriumnya siap digunakan. Selalu mulai dengan menentukan keadaan nol (zero point) dengan mengisi tabung sampel dengan pelarut saja. Keadaan nol ini perlu untuk mengkoreksi pembacaan atau pengamatan rotasi optik. Tabung sampel harus dibersihkan sebelum digunakan agar larutan yang diisikan tidak terkontaminasi zat lain. Pembacaan/pengamatan bergantung kepada tabung sampel yang berisi larutan/pelarut dengan penuh. Perhatikan saat menutup tabung sampel, harus dilakukan hati-hati agar di dalam tabung tidak terdapat gelembung udara. Bila sebelum tabung diisi larutan didapat keadaan terang, maka setelah tabung diisi larutan putarlah analisator sampai didapat keadaan terang kembali. Sebaliknya bila awalnya keadaan gelap harus kembali kekeadaan gelap. Catat besarnya rotasi optik yang dapat terbaca pada skala. Tetapi jangan hanya besar rotasi optiknya, arah rotasinya juga harus dicatat searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam. Lakukan pembacaan berkali-kali sampai diperoleh nilai yang dapat dirata-ratakan.

!"# "#$%$&%"'

6

BAB III PEMBAHASAN Pada percobaan penentuan orde reaksi dari reaksi inversi gula menggunakan polarimeter diperoleh data sebagai berikut : No

Waktu

Sudut Polarisasi

1

0

46.15o

2

5

44.35°

3

10

31.85°

4

15

25.73°

5

20

16.49°

6

25

10.29°

Dari data diatas maka dapat ditentukan orde reaksi dari reaksi inversi gula dengan menggunakan metode grafik dan non grafik. •

Metode Integral Non Grafik untuk Orde satu Waktu

ln Sudut Polarisasi

0

3.831

5

3.792

10

3.461

15

3.247

20

2.802

25

2.331



∶

=

−

−

Pada t = 5 menit kt

= ln a – ln (a-x)

k.5

= 3.831 – 3,792

k.5

= 0,039

k

= 0,0078

!"# "#$%$&%"'

7

Pada t = 10 menit kt

= ln a – ln (a-x)

k.10

= 3.831 – 3.461

k.10

= 0,37

k

= 0,037

Pada t = 15 menit kt

= ln a – ln (a-x)

k.15

= 3.831 – 3.247

k.15

= 0,584

k

= 0,038

Pada t = 20 menit kt

= ln a – ln (a-x)

k.20

= 3.831 – 2.802

k.20

= 1,029

k

= 0,051

Pada t = 25 menit kt

= ln a – ln (a-x)

k.25

= 3.831 – 2.331

k.25

= 1,5

k

= 0,06 •

Metode Integral Grafik untuk Orde satu

Waktu

ln Sudut Polarisasi

0

3.831

5

3.792

10

3.461

15

3.247

20

2.802

25

2.331

!"# "#$%$&%"'

8

Inversi Gula Orde satu t vs ln α 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

ln Sudut Polarisasi

y = -0.0611x + 4.0071 R² = 0.9476 0

•

Linear (ln Sudut Polarisasi)

10

20

30

Metode Integral Non Grafik untuk Orde dua Waktu

1/Sudut Polarisasi

0

0.021

5

0.022

10

0.031

15

0.038

20

0.060

25

0.097



∶

=

( − )

−

Pada t = 5 menit kt

= 1/(a-x) – 1/a

k.5

= 0,022 – 0,021

k.5

= 0,001

k

= 0,0002

Pada t = 10 menit kt

= 1/(a-x) – 1/a

k.10

= 0,031 – 0,021

!"# "#$%$&%"'

9

k.10

= 0,010

k

= 0,001

Pada t = 15 menit kt

= 1/(a-x) – 1/a

k.15

= 0,038 – 0,021

k.15

= 0,017

k

= 0,0013

Pada t = 20 menit kt

= 1/(a-x) – 1/a

k.20

= 0,060 – 0,021

k.20

= 0,039

k

= 0,0019

Pada t = 25 menit kt

= 1/(a-x) – 1/a

k.25

= 0,097 – 0,021

k.25

= 0,076

k

= 0,0030 •

Metode Integral Grafik untuk Orde dua

Inversi Gula Orde dua t vs 1/α 0.12 0.1 0.08

1/Sudut Polarisasi

0.06 Linear (1/Sudut Polarisasi)

0.04 0.02 0 0

5

10

15

y = 0.0029x + 0.009 R² = 0.838 20 25 30

!"# "#$%$&%"'

10

•

Metode Integral Non Grafik untuk Orde tiga Waktu

1/(Sudut Polarisasi)2

0

0.000441

5

0.000484

10

0.000961

15

0.001444

20

0.003600

25

0.009409

=

1 1 − 2( − ) 2

Pada t = 5 menit kt

= ½(a-x)2 – 1/2a2

k.5

= 0.000484 – 0.000441

k.5

= 0.00043

k

= 0.000086

Pada t = 10 menit kt

= ½(a-x)2 – 1/2a2

k.10

= 0.000961 – 0.000441

k.10

= 0.00052

k

= 0.000052

Pada t = 15 menit kt

= ½(a-x)2 – 1/2a2

k.15

= 0.001444 – 0.000441

k.15

= 0.0001003

k

= 0.0000066

Pada t = 20 menit kt

= ½(a-x)2 – 1/2a2

k.20

= 0.003600 – 0.000441

!"# "#$%$&%"'

11

k.20

= 0.003159

k

= 0.000157

Pada t = 25 menit kt

= ½(a-x)2 – 1/2a2

k.25

= 0.009409 – 0.000441

k.25

= 0.008968

k

= 0.000358 •

Metode Integral Grafik untuk Orde tiga Waktu

1/(Sudut Polarisasi)2

0

0.000441

5

0.000484

10

0.000961

15

0.001444

20

0.003600

25

0.009409

Inversi Gula Orde tiga t vs 1/α² 0.01 0.008 0.006

1/(Sudut Polarisasi)2

0.004 0.002

y = 0.0003x - 0.0012 R² = 0.7065

Linear (1/(Sudut Polarisasi)2)

0 0

10

20

30

-0.002

Dari perhitungan orde reaksi dengang metode integral secara non grafik pada orde 1, orde 2 dan orde 3 tidak diperoleh harga k yang sama atau hampir sama.

!"# "#$%$&%"'

12

Sehingga, menggunakan metode integral secara non grafik tidak dapat dibuktikan bahwa orde reaksi dari reaksi inversi gula adalah orde satu menurut teori. Sedangkan pada metode integral secara grafik diperoleh orde reaksi uyang sesuai dengan teori yaitu orde satu karena nilai R2 yang paling mendekati linier yaitu R2 = 0.9476.

!"# "#$%$&%"'

13

BAB IV KESIMPULAN

Dari perhitungan orde reaksi dari reaksi inversi gula dengan metode integral secara non grafik tidak dapat membuktikan orde 1, orde 2 atau orde 3 karena harga k pada ketiga orde hampir tidak sama, sedangkan pada metode integral secara grafikdapat membuktikan bahwa orde reaksi dari reaksi inversi gula berode satu dengan nilai R2 paling mendekati linier adalah pada orde 1 pada grafik yaitu R2 = 0.9476.

!"# "#$%$&%"'

14

DAFTAR PUSTAKA Anonim A.2009.inversi gula.www.wikipedia.com.Diakses tanggal :5 Desember 2011 Anonim B.2010.Polarimeter.www.scribd,co.Diakses Tanggal : 5 Desember 2011 Anonim C.2009.orde reaksi.www.chemistry.org.Diakses Tanggal : 5 Desember 2011 Atkins..P.W. 1990. Kimia Fisika jilid 2 edisi ke empat. Jakarta. : Erlangga Fessenden , Fessenden.1982. Kimia Organik edisi ketiga jilid 2.Jakarta Erlangga. Reski Wahyudi, Udin.2011.Polarimeter.http://www. blogspot.com (Diakses pada tanggal 18 Desember 2011) Suyono dan Bertha Yonata.2011.Panduan Praktikum Kimia Fisika III.Laboratorium Kimia Fisika, Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Surabaya:Surabaya.

!"# "#$%$&%"'

15...