LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIK KI-3141 Percobaan M-3 LAJU INVERSI GULA
Nama
: Nisrina Rizkia
NIM
: 10510002
Kelompok
:1
Shift
: Jumat siang
Tanggal Percobaan
: 23 November 2012
Tanggal Laporan
: 30 November 2012
Asisten Praktikum
: Ihsan Budi Rachman Yessi
LABORATORIUM KIMIA FISIK PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2012
LAJU INVERSI GULA
I. Tujuan Percobaan Menentukan tetapan laju reaksi orde pertama hidrolisis sukrosa
II. Teori Dasar Laju reaksi didefinisikan sebagai laju pengurangan konsentrasi zat pereaksi atau sebagai laju pertambahan konsentrasi zat hasil reaksi. Dari hokum laju reaksi, stoikiometri reaksi dan kondisi awal reaksi selalu dapat dicari hubungan antara konsentrasi setiap spesi yang terlibat dalam reaksi terhadap waktu. Dalam kondisi ini, dari pengukuran konsentrasi setiap saat ditentukan laju reaksi dan hukum laju reaksi serta dapat diperkirakan mekanisme reaksiya. Polarimeter merupakan suatu alat yang tersusun atas polarisator dan analisator. Polarimeter adalah Polaroid yang dapat mempolarisasi cahaya, sedangkan analisator adalah Polaroid yang dapat menganalisa/mempolarisasikan cahaya. Peristiwa polarisasi merupakan suatu peristiwa penyearahan arah getar suatu gelombang menjadi sama dengan arah getar Polaroid dengan cara menyerap gelombang yang memiliki arah getar yang berbeda dan meneruskan gelombang dengan arah getar yang sama dengan Polaroid. Polarimeter juga dapat digunakan untuk mengukur besar sudut putar jenis suatu larutan optik aktif. Sukrosa sebagai zat optis aktif, memutar bidang polarisasi cahaya ke kanan (dextrorotatory). Tetapi bila dilakukan dalam air, pemutaran ke kanan akan berkurang dan akhirnya sedikit memutar bidang polarisasi cahaya ke kiri. Proses ini dikenal sebagai inversi, yaitu reaksi hidrolisa sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa. Fruktosa lebih kuat reverotatory daripada glukosa dextrororatory. Bila reaksi dikatalisa oleh ion H+ , waktu paruh akan menjadi lebih pendek, reaksi menjadi lebih cepat.
Metode Guggenheim digunakan untuk menentukan tetapan hukum laju reaksi yaitu dengan mengukur sudut pemutaran bidang polarisasi pada waktu-waktu tertentu seperti pengukuran dilakukan pada saat t1, t2, t3 , ….. dan t1 , t2 , t3 . Tetapan laju reaksi k dapat diperoleh dengan pengaluran
terhadap waktu t.
III.Data Pengamatan T ruang = 25˚C 1.
Pengamatan I o
= 167.2 t (menit) 5 10 15 20 25 30 35
2.
170.2 167.7 164.1 163.0 151.0 151.6 146.6
139.0 137.4 135.4 132.8 129.4 128.0 126.0
Pengamatan II o
= 177.7 t (menit) 5 10 15 20 25 30 35
181.4 179.3 178.7 177.4 176.4 174.8 172.2
170.3 169.0 168.6 168.1 166.4 166.2 165.7
IV. Pengolahan Data A. Data I o
= 167.2
-28.2
t (menit) 5 10 15 20 25 30 35
170.2 167.7 164.1 163.0 151.0 151.6 146.6
139.0 137.4 135.4 132.8 129.4 128.0 126.0
3 0.5 -3.1 -4.2 -16.2 -15.6 -20.6
-28.2 -29.8 -31.8 -34.4 -37.8 -39.2 -41.2
31.2 30.3 28.7 30.2 21.6 23.6 20.6
3.440418095 3.411147713 3.356897123 3.407841924 3.072693315 3.161246712 3.025291076
Dari kurva
terhadap waktu, didapatkan persamaan garis yaitu
y = -0.0145x + 3.5578 . Dengan m = - k Sehingga didapatkan tetapan laju reaksi hidrolisis sukrosa adalah 0.0145 menit-1
B. Data II o
= 177.7
3.7
-7.4
t (menit) 5 10 15 20
181.4 179.3 178.7 177.4
170.3 169.0 168.6 168.1
3.7 1.6 1 -0.3
-7.4 -8.7 -9.1 -9.6
11.1 10.3 10.1 9.3
2.406945108 2.332143895 2.312535424 2.2300144
25 30 35
176.4 174.8 172.2
166.4 166.2 165.7
Dari kurva
-1.3 -2.9 -5.5
-11.3 -11.5 -12
10 8.6 6.5
2.302585093 2.151762203 1.871802177
terhadap waktu, didapatkan persamaan garis yaitu
y = -0.0141x + 2.512 . Dengan m = - k Sehingga didapatkan tetapan laju reaksi hidrolisis sukrosa adalah 0.0141 menit-1
V. Pembahasan Laju reaksi adalah perubahan konsentrasi pereaksi ataupun produk dalam satu satuan waktu. Tetapan laju reaksi bersifat khas untuk masing-masing reaksi yang besarnya sebanding dengan laju reaksi. Dalam percobaan di tentukan nilai tetapan laju reaksi hidrolisis gula yaitu sukrosa menjadi fruktosa dan sukrosa. Secara normal waktu paruh untuk reaksi hidrolisis glukosa adalah 10 minggu. Oleh karena itu dibutuhkanlah suatu katalis yang dapat mempercepat reaksi. Selain katalis cepat lambatnya reaksi bergantung pada beberapa faktor, apabila kita mengetahui faktor-faktor ini maka kita dapat mengatur cepat lambatnya reaksi, adapun faktor-faktor tersebut adalah: 1. Konsentrasi Pereaksi
Konsentrasi memiliki peranan yang sangat penting dalam laju reaksi, sebab semakin besarkonsentrasi pereaksi, maka tumbukan yang terjadi semakin banyak, sehingga
menyebabkan laju reaksi semakin cepat. Begitu juga, apabila semakin kecil konsentrasi pereaksi, maka semakin kecil tumbukan yang terjadi antar partikel, sehingga laju reaksi pun semakin kecil. 2. Suhu
Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi. Apabila suhu pada suatu rekasi yang berlangusng dinaikkan, maka menyebabkan partikel semakin aktif bergerak, sehingga tumbukan yang terjadi semakin sering, menyebabkan laju reaksi semakin besar. Sebaliknya, apabila suhu diturunkan, maka partikel semakin tak aktif, sehingga laju reaksi semakin kecil. 3. Tekanan Banyak reaksi yang melibatkan pereaksi dalam wujud gas. Kelajuan dari pereaksi seperti itu juga dipengaruhi tekanan. Penambahan tekanan dengan memperkecil volume akan memperbesar konsentrasi, dengan demikian dapat memperbesar laju reaksi.
4. Katalis Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri. Suatu katalis berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk. Katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi. Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih rendah. Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya reaksi. 5. Luas Permukaan Sentuh Luas permukaan sentuh memiliki peranan yang sangat penting dalam laju reaksi, sebab semakin besar luas permukaan bidang sentuh antar partikel, maka tumbukan yang terjadi semakin banyak, sehingga menyebabkan laju reaksi semakin cepat. Begitu juga, apabila
semakin kecil luas permukaan bidang sentuh, maka semakin kecil tumbukan yang terjadi antar partikel, sehingga laju reaksi pun semakin kecil. Karakteristik kepingan yang direaksikan juga turut berpengaruh, yaitu semakin halus kepingan itu, maka semakin cepat waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi; sedangkan semakin kasar kepingan itu, maka semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi. Pada percobaan ini laju reaksi hidrolisis sukrosa mengikuti persamaan reaksi orde satu semu. Pada beberapa kasus reaksi orde dua, konsentrasi salah satu pereaksnya jauh lebih besar dibandingkan dengan konsentrasi pereaksi lainnya, sehingga dapat dianggap tetap selama reaksi berlangsung. Pada kasus ini, sepertinya reaksi mengikuti kinetika orde satu, walaupun pada dasarnya reaksi ini merupakan reaksi orde dua. Reaksi seperti inilah yang disebut dengan reaksi orde satu semu. Salah satunya adalah reaksi pada percobaan ini yaitu hidrolisis sukrosa yang dikatalisa oleh asam. Konsentrasi air sangat besar jika dibandingkan dengan konsentrasi sukrosa sehingga dapat dianggap tetap. Atau dapat juga dikatakan Merupakan reaksi orde kedua atau orde yang lebih tinggi tapi mengikuti reaksi
orde pertama Contoh: C + D hasil reaksi Laju reaksinya = k [C] [D] -d[C]/dt
= k [C] [D]; bila k[D] tetap maka laju reaksinya = k’ [C]
Atau -d[C]/dt = k’ [C] dan k’ = k [D], k’= tetapan laju orde 1 semu dan waktu paruhnya (t ½) = 0,693/k’ Dalam percobaan kali ini dilakukan pengamatan terhadap reaksi inversi sukrosa. Sukrosa adalah disakarda yang tersusun dari glukosa dan fruktosa. Sehingga hidrolisissukrosa akan menghasilkan D-glukosa dan D-fruktosa. Sukrosa memiliki putaran optic yaitu +66˚ , jika dihidrolisis makan aka nada campuran DGlukosa dan D-Fruktosa dengan campuran yang sama, dan akan mengalami perubahan putaran optic menjadi -22˚. Hal ini disebabkan karena adanya pencampuran anomer D-glukosa yang mempunya rotasi yaitu +52˚, namun fruktosa mempunyai putaran optic sebesar yaitu -92˚
Gula merupakan zat optis aktif. Bila cahaya terpolarisasi linier jatuhpada 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.Sudutputar bidang polarisasi sebanding dengan sudut putar jenis dan konsentrasibila 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. Pada reaksi inilaju reaksi hanya tergantung pada satu
kosentrasi saja yaitugula sukrosa sedangkan Htidak berpengaruh dalam reaksi tersebut. inversi sukrosa dapat terjadi karena adanya enzim invertase dandidukung suasana asam dan suhu yang optimal. Inversi terjadi pada kodisiasam (pH dibawah 7) dan juga tergantung pada kondisi temperatur:a.Pada temperatur tinggi reaksi inverse dapat berlangsung lebih cepatb.Dengan waktu reaksi yang lama reaksi inversi dapat berlangsung lebihcepatUntuk menghindari terjadinya inversi maka pada proses pemurnian pHdiatur pada 7,8-8,0, tetapi tidak boleh lebih dari 8. Karena apabila lebih dari8 maka akan timbul kerusakan warna dari sukrosa. Selain itu waktu untuk proses juga harus berlangsung dengan cepat. Laju inersi sukrosa akansemakin besar pada kondisi pH rendah dantemperature tinggi dan berkurangpada pH tinggi (pH 7) dan temperature rendah. Laju inversi yang palingcepat adalah pada kondisi pH asam (pH 5).Invertase adalah suatu enzim yang dapat mengkatalisis reaksiinversi. Pada umumnya proses inversi sukrosa dipengaruhi oleh :a. Sifat asam dari lingkunganb. Suhu lingkunganc. Keberadaan enzim invertased.d. Kebersihan lingkungan
Pada percobaan ini digunakan alat polarimeter untuk mengukur perubahan rotasi optik yang terjadi. Polarimeter adalah alat yang didesain untuk mempolarisasikan cahayadan kemudian mengatur sudut rotasi bidang polarisasi cahaya oleh suatu senyawaaktif optis yang prinsip kerjanya didasarkan pada pemutaran bidang polarisasi(Anonim, 2010). Jadi polarimeter ini merupakan alat yang didesain khusus untuk mempolarisasi cahaya oleh suatu senyawa optis aktif. Senyawa optis aktif adalahsenyawa yang dapat memutar bidang polarisasi Prinsip kerjaalat polarimeter adalah sebagai berikut, sinar yang datang dari sumbercahaya (misalnya lampu natrium) akan dilewatkan melalui prismaterpolarisasi (polarizer), kemudian diteruskan ke sel yang berisi larutan. Danakhirnya menuju prisma terpolarisasi kedua (analizer). Polarizer tidak dapatdiputar-putar sedangkan analizer dapat diatur atau di putar sesuai keinginan.Bila polarizer dan analizer saling tegak lurus (bidang polarisasinya juga tegalurus), maka sinar tidak ada yang ditransmisikan melalui medium diantaraprisma polarisasi. Pristiwa ini disebut tidak optis aktif. Jika zat yang bersifatoptis
aktif ditempatkan pada sel dan ditempatkan diantara prismaterpolarisasi maka sinar akan ditransmisikan. Putaran optik adalah sudutyang dilalui analizer ketika diputar dari posisi silang ke posisi baru yangintensitasnya semakin berkurang hingga nol. Untuk menentukan posisi yang tepat sulit dilakukan, karena itu digunakan apa yang disebut “setengah bayangan” (bayangan redup). Untuk mancapai kondisi ini, polarizer diatur
sedemikian rupa, sehingga setengah bidang polarisasi membentuk sudutsekecil mungkin dengan setengah bidang polarisasi lainnya. Akibatnyamemberikan pemadaman pada kedua sisi lain, sedangkan ditengah terang
Bila analyzer diputar terus setengah dari medan menjadi lebih terang danyang lainnya redup. Posisi putaran diantara terjadinya pemadaman danterang tersebut, adalah posisi yang tepat dimana pada saat itu intensitaskedua medan sama. Jika zat yang bersifat optis aktif ditempatkan diantarapolarizer dan analizer maka bidang
polarisasi
akan
berputar
sehingga
posisimenjadi
berubah.
Untuk
mengembalikan ke posisi semula, analizer dapatdiputar sebesar sudut putaran dari sampel. Sudut putar jenis ialah besarnya. Dalam percobaan yang dilakukan tidak sesuai dengan teoritis , hal tersebut dapat dikarenakan kesalahan dalam melakukan pengukuran putaran rotasi optic dan lamanya pembacaan untuk mencari keadaan dari gelap ke terang. Pengukuran dilakukan tiap lima menit sekali, namun ketika akan dilakukan pengukuran , tidak bias ditentukan dengan
mudah sehingga melebihi waktu
yang seharusya,
sedangkan apabila waktu terus berjalan maka putaran optic akan terus terjadi karena reaksi terus berlangsung.
VI. Kesimpulan Tetapan laju reaksi orde pertama reaksi hidrolisis sukrosa menggunakan data pertama adalah 0.0145 menit-1. Tetapan laju reaksi orde pertama reaksi hidrolisis sukrosa menggunakan data kedua adalah 0.0141 menit-1
VII. Daftar Pustaka Cainrs, Donald. ” Kimia Farmasi Edisi 2 ”. Penerbit Buku Kedokteran EGC.2004. hal 202.
Atkins, PW. 1999. Kimia Fisika. Jilid 2. Jakarta : PT Erlangga. Hal 335.
