BAB VI LIPIDA
6.1. Tujuan Percobaan Percobaan
˗ Mengetahui
reaksi
penyabunan
minyak
kelapa
dengan
natrium
hidroksida. ˗ Mengetahui kelarutan sabun dalam larutan kalsium klorida dalam larutan timbal asetat. ˗ Mengetahui daya pemisahan sabun dengan larutan natrium klorida jenuh. ˗ Mengetahui daya mengemulsi dari sabun. ˗ Memisahkan asam lemak padat dari larutan sabun dengan penambahan larutan asam sulfat. 6.2. Tinjauan Pustaka
Lipid adalah sekelompok senyawa heterogen, meliputi lemak, minyak, steroid, malam (wax), dan senyawa terkait yang berkaitan lebih karena sifat fisiknya daripada sifat kimianya.
[1]
O
R
CH2OH CHOH
H2C
O
O +
R
COH
R
COH
(asam lemak)
C
R
O HC
O
C
R'
+ 3 H2O
O
O
CH2OH
(gliserol)
COH
O
H2C
O
C
R"
(trigliserida/lemak)
(air)
Secara kimiawi, lemak dan minyak adalah trigliseralida yang merupakan ester dari gliserol dan asam lemak rantai panjang. Senyawa terbentuk dari hasil kondensasi kondensasi satu molekul gliserol dengan tiga molekul asam lemak.
[2]
Lipid memiliki sifat umum berupa relatif tidak larut dalam air dan larut dalam pelarut nonpolar misalnya eter dan kloroform.
[1]
Sifat fisika lemak: a. Pada temperatur ruangan berbentuk padat. b. Tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa. c. Berat jenis lebih besar dari air. d. Tidak larut dalam air, sedikit larut dalam alkohol. e. Mudah larut dalam karbon disulfida, terpentin, karbon tetraklorida dan eter. f. Lemak merupakan pelarut organik yang baik, sehingga banyak digunakan untuk mengekstraksi minyak esteris untuk pembuatan parfum. Sifat kimia lemak: a. Jumlah asam lemak yang diikat pada lemak biasanya sebagian besar asam lemak jenuh. b. Dapat dihidrolisa oleh pemanasan yang tinggi atau oleh asam atau basa serta oleh enzim lipase. c. Hidrogenasi dari minyak. d. Rancidity (sifat tengik) adalah sifat lemak dan minyak dimana bila dibiarkan berhubungan dengan udara akan timbul bau tengik. e. Auto oksidasi karena adanya ikatan rangkap pada lemak, maka bila terdapat oksidator akan terjadi oksidasi pada ikatan rangkap tersebut. f. Mengalami trans esterifikasi.
[3]
Lipid diklasifikasilan menjadi: a. Lipid sederhana merupakan ester asam lemak dengan berbagai alkohol. Terbagi menjadi: ˗ lemak ( fat ) merupakan ester asam lemak dengan gliserol ˗ minyak (oil) merupakan lemak dalam keadaan cair ˗ wax (malam) merupakan ester asam lemak dengan alkohol monohidrat beberapa molekul tinggi
b. Lipid kompleks merupakan ester asam lemak yang mengandung gugus-gugus selain alkohol dan asam lemak. Terbagi menjadi: ˗ Fosfolipid merupakan lipid yang mengandung suatu residu asam fosfor, selai asam lemak dan alkohol. Lipid ini sering memiliki basa yang mengandung nitrogen dan substituent lain, misalnya alkohol pada gliserofodfolipid yang merupakan gliserol dan alkohol pada sfingofosfolipid yang merupakan sfingosin. ˗ Glikolipid atau glikosfingolipid merupakan lipid yang mengandung asam lemak, sfingosin, dan karbohidrat. ˗ Lipid kompleks lain seperti silfolipid dan aminolipid. Lipoprotein juga dapat dimasukkan dalam kelompok ini. c. Precursor dan lipid turunan mencakup asam lemak, gliserol, steroid, alkohol lain, aldehida, lemak, badan keton, hidrokarbon, vitamin larut-lemak, dan hormon. Karena tidak bermuatan, asilgliserol atau gliserida, kolesterol, dan ester kolesteril disebut lipid netral. Asam lemak merupakan asam karboksilat alifatik. Asam lemak terutama terdapat sebagai ester dalam minyak dan lemak alami, tetapi terdapat dalam bentuk tak-teresterifikasi sebagai asam lemak bebas, yakni suatu bentuk transport yang terdapat dalam plasma. Asam lemak yang terdapat dalam lemak alami biasanya adalah turunan rantai lurus yang mengandung atom karbon berjumlah genap. Rantai tersebut dapat jenuh (tidak mengandung ikatan rangkap) atau tidak jenuh (mengandung satu atau lebih ikatan rangkap). Asam lemak jenuh tidak mengandung ikatan rangkap. Asam lemak jenuh dapat digambarkan berupa asam asetat (CH 3COOH) sebagai anggota pertama rangkaian dengan – CH2 yang ditambahkan diantara gugus – CH3 dan – COOH terminal.
Asam lemak tidak jenuh mengandung satu atau lebih ikatan rangkap, dan terbagi menjadi: a. Asam tidak jenuh tunggal (monoetenoid, monoenoat) mengandung satu ikatan rangkap. b. Adam tidak jenuh ganda (polietenoid, polienoat) mengandung dua atau lebih ikatan rangkap. c. Eikosanoid merupakan senyawa yang berasal dari asam lemak eikosa (20karbon) polienoat ini, terdiri dari prostanoid, leukotrien, dan lipoksin. Prostanoid mencakup prostaglandin, prostasiklin, dan tromboksan. Tabel 6.2.1. Asam yang lazim diperoleh dari lemak s i n e J
h u n e J
h u n e j k a T
[1]
[4]
Nama
Jumlah
umum
C
Laurat
12
CH3(CH2)10COOH
44
Miristat
14
CH3(CH2)12COOH
58
Palmitat
16
CH3(CH2)14COOH
63
Stearat
18
CH3(CH2)16COOH
70
Arakibat
20
CH3(CH2)18COOH
77
Oleat
18
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
13
Linoleat
18
CH3(CH2)4CH=CHCH2=CH(CH2)7COOH
-5
Linolenat
18
CH3CH2CH=(CHCH2CH)2=CH(CH2)7COOH
-11
Rumus struktur
tl ˚C
Minyak murni umumnya bersifat netral, sedangkan minyak yang sudah tengik bersifat asam. Hal ini disebabkan minyak mengalami hidrolisi dan oksidasi menghasilkan aldehida, keton, dan asam-asam lemak bebas. Proses ketengikan pada lemak atau minyak dapat dipercepat oleh adanya cahaya, kelembaban, pemanasan, aksi mikroba, dan katalis logam tertentu seperti Fe, Ni, atau Mn. Sebaliknya, zat-zat yang dapat menghambat terjadinya proses
ketengikan disebut antioksidan, misalnya tokoferol (vitamin E), asam askorbat (vitamin C), polifenol, hidroquinon, dan flavonoid.
[2]
Kegunaan minyak dan lemak: ˗ sebagai bahan makanan seperti karbohidrat dan protein ˗ sebagai campuran minyak cat dan pernis ˗ sebagai pengganti minyak mineral ˗ untuk obat-obatan dan kosmetika ˗ untuk menghaluskan kulit ˗ sebagai pelarut, untuk mencegah penguapan
[3]
O CH 2OC(CH2) 14CH3 O
CH2OH
CHOC(CH2) 14CH3 + 3NaOH
kalor
O
CHOH
+ 3CH 3(CH2)14CO2Na
CH2OH
CH 2OC(CH2) 14CH3 (gliseril trimalmitat)
(gliserol)
(natrium palmitat/sabun)
Sabun ialah garam dari asam lemak yang berantai panjang. Bila lemak dipanaskan dengan alkali, ester terkonversi menjadi gliserol dan garam dari asam lemak. Reaksi tersebut di gambarkan dengan penyabunan gliseril tripalmitat.
[4]
Sabun merupakan garam natrium atau kalium dari asam karboksilat yang mempunyai atom karbon 8 sampai dengan 18. Bila logamnya kalium disebut sabun lunak, dan apabila logamnya natrium disebut sabun keras. Sabun lunak adalah sabun yang kita kenal sebagai sabun mandi, sedangkan sabun keras adalah sabun cuci. Selain lemak atau minyak dan NaOH pada pembuatan sabun dipergunakan pula: ˗ bahan pengisi, seperti tepung tapioka dan gaplek ˗ zat warna ˗ parfum ˗ zat pembuih, misalnya na laurit sulfat
Selain sabun keras dan lunak, maka ada beberapa sabun yang dikenal, yang terdiri dari logam-logam tertentu ditambah dengan senyawa-senyawa tertentu pula sesuai dengan penggunaanya, yakni: ˗ Alumunium oleat : untuk pengering cat dan bahan pelumas ˗ Alumunium stearat : pernis dan pelumas ˗ Merkuri oleat
: antiseptik
˗ Natrium laurat
: pembuat sampo
˗ Natrium linoleat
: pembuat sabun
˗ Zn-stearat
: kosmetik dan anti kebakaran
[3]
Garam-garam natrium dari asam karboksilat rantai panjang (sabun) hampir larut sempurna dalam air. Garam-garam kalium lebih mudah larut daripada garam-garam natrium. Suatu pertanyaan bagaimana sabun dapat bekerja atau membersihkan. Pertanyaan ini dapat diterangkan berdasarkan gugus fungsi yang terdapat dalam sabun sehingga sabun dapat berinteraksi dengan air dan minyak mineral atau minyak bumi. Bagian yang panjang dari sabun terbentuk dari rantai karbon yang panjang, gugus alkil, yang bersifat nonpolar seperti minyak bumi dan kotoran minyak atau vaselin. Di sini berlaku kaidah ”like dissolves like”. Bagian terbesar dari molekul berwujud hidrokarbon yang non polar bersifat hidrofobik, yang berarti menolak atau tidak suka air. Bagian ini sering disebut ekor. Bagian lain yang mengandung gugus karboksilat bersifat sangat polar dan hidrofilik, berarti suka air. Bagian ini sering disebut kepala. Bila sabun dilarutkan dalam air maka ujung karboksilat akan larut, sedangkan bagian hidrokarbon tidak larut dalam air. Sebaliknya bila sabun berhubungan dengan cairan atau kotorannya yang mengandung oli atau grease maka bagian hidrokarbon akan larut dalam oli sedangkan gugus karboksilat yang polar tetap larut dalam air. Ketidak-untungan sabun muncul bila digunakan dalam air sadah, yang 2+
2+
2+
2+
3+
mengandung kation logam-logam tertentu seperti Ca , Mg , Ba , Fe , dan Fe . Kation-kation tersebut menyebabkan garam-garam natrium atau kalium dari asam
karboksilat yang semula larut, menjadi garam-garam karboksilat yang tidak [5]
larut.
Emulsi adalah dispersi atau suspensi metastabil suatu cairan dalam cairan lain dimana keduanya tidak saling melarutkan. Agar terbentuk emulsi yang stabil, diperlukan suatu zat pengemulsi yang disebut emulsifier atau emulsifying agent , yang berfungsi menurunkan tegangan permukaan anatara kedua fase cairan. Bahan emulsifier dapat berupa protein, gom, sabun, atau garam empedu. Daya kerja emulsifier terutama disebabkan oleh bentuk molekulnya yang dapat terikat, baik pada minyak maupun air. Emulsifier akan membentuk lapisan disekeliling minyak sebagai akibat menurunnya tegangan permukaan dan diadsorbsi melapisi butir-butir minyak, sehingga mengurangi kemungkinan bersatunya butir-butir minyak satu sama lain.
[2]
6.3. Alat dan Bahan
A. Alat-alat yang digunakan:
B. Bahan-bahan yang digunakan:
- batang pengaduk
- aquadest (H2O)
- Beakerglass
- asam cuka (CH3COOH)
- botol aquadest
- asam sulfat (H2SO4)
- corong kaca
- indikator metil-orange (C14H14N3NaO3S)
- Erlenmeyer
- indikator phenolphthalenin (C 20H14O4)
- gelas arloji
- kalsium klorida (CaCl2)
- karet penghisap
- minyak kelapa (C 16H32O2)
- kertas indikator pH
- natrium hidroksida (NaOH)
- kertas saring
- natrium klorida (NaCl)
- kompor listrik
- timbal II asetat ( Pb[CH3COO]2)
- neraca analitik - penjepit kayu - pipet tetes - pipet volume - rak tabung reaksi - tabung reaksi - termometer
6.4. Prosedur Percobaan
A. Penyabunan minyak kelapa
- membuat larutan NaOH 20 gram dalam labu ukur 50 mL - memanaskan 15 gram lemak sapi padat sampai encer - menambahkan 20 gram C 16H32O2 dengan tetap memanaskan sampai suhu ±75°C kemudian mematikan kompor
- dalam keadaan panas menambahkan larutan NaOH secara perlahan-lahan untuk membuat larutan sabun
- menggunakkan larutan sabun yang didapatkan untuk percobaanpercobaan berikutnya. B. Kelarutan sabun dalam larutan CaCl2 dan Pb-asetat
- melarutkan sedikit sabun dalam 10 mL aquadest dan menetralkan dengan larutan asam cuka encer tetes demi tetes. Melakukan pengujian dengan kertas indikator pH
- membagi larutan menjadi dua bagian: a. Larutan I : menambahkan 10 tetes larutan CaCl 2 10% b. Larutan II : menambahkan 10 tetes larutan Pb-asetat 10%
- mengamati perbedaan yang terjadi pada masing-masing larutan dan membedakan keduanya. C. Daya pemisahan sabun dengan larutan NaCl jenuh
- menambahkan larutan NaCl jenuh pada sabun sehingga terjadi pemisahan dari sabun
- memisahkan sabun yang terbentuk dengan kertas saring - mencuci endapan tersebut dengan larutan NaCl jenuh lalu mencuci kembali endapan tersebut dengan aquadest sebanyak 2 kali. D. Daya mengemulsi dari sabun
- melarutkan 2 gram sabun dalam 50 mL aquadest sehingga larutan bereaksi alkalis terhadap indikator penophtalein
- menambahkan 10 tetes C 16H32O2 dan mengocok dengan kuat sehingga terbentuk emulsi
- mengulangi percobaan dengan menggunakan 50 mL aquadest sebagai pengganti sabun. E. Pemisahan asam lemak padat dari larutan sabun dengan penambahan larutan H2SO4
- melarutkan sabun sebanyak 2 gram dalam 50 mL aquadest - menambahkan 3 tetes indikator metil-orange kedalam larutan sabun dan menambahkan H 2SO4 encer tetes demi tetes sambil mengaduknya sampai larutan berwarna merah jambu. 6.5. Data Pengamatan
Tabel 6.5.1. Data alat dan bahan Alat - batang pengaduk
Bahan - aquadest (H2O)
- asam cuka (CH 3COOH) - asam lemah - korosif
- corong kaca - Erlenmeyer
- asam sulfat (H2SO4)
- asam kuat - korosif
- gelas arlogi - karet penghisap
- netral - bening
- beakerglass - botol aquadest
Sifat Bahan
- fenolftalein (C20H14O4)
- trayek pH 8,0-9,8
- kertas indikator pH - kalsium klorida
- garam
- kertas saring
- higroskopis
- kompor listrik - labu ukur - penjepit kayu - pipet tetes - pipet volume - rak tabung reaksi
- minyak kelapa
- tidak larut dalam air
(C16H32O2) - metil orange
- trayek pH 3,1-4,4
(C14H14N3NaO3S) - natrium hidroksida (NaOH)
- basa kuat - higroskopis
- tabung reaksi
- Natrium klorida (NaCl)
- garam
- termometer
- Pb-asetat (Pb[CH3COO]2)
- garam
Tabel 6.5.2. Data reaksi penyabunan dan pemisahan pada minyak kelapa No. A.
Perlakuan
Pengamatan
Kesimpulan
Penyabunan C 16H32O2
- Lemak sapi larutan a
- Larutan minyak berwarna kuning jernih
- Larutan a + C 16H32O2 larutan b
- Larutan berwarna kuning keruh
- Larutan b + NaOH Larutan c
B.
- Larutan putih keruh kekuningan yang
Terjadi reaksi
segera menjadi
penyabunan
padatan ketika
minyak kelapa
dingin
dengan NaOH
Kelarutan sabun dalam CaCl2 dan Pb-asetat
- Larutan c + CH 3COOH larutan I
- Larutan bening dengan suspensi putih dipermukaan
- Larutan I + CaCl2(l) larutan II
- Larutan I + Pb-asetat (l) larutan III
- Larutan bening dengan suspensi
Sabun tidak
putih
larut dalam
dipermukaan
CaCl2
- Larutan berwarna putih
Gliserol dalam
keruh, sedikit
sabun larut
suspensi putih
dalam
dipermukaan
Pb-asetat
C.
Daya pemisahan sabun dengan larutan NaCl jenuh
- NaCl(jenuh) + larutan a larutan I, disaring
- Larutan bening,
Terjadi
endapan kuning
pemisahan
keruh
sabun dengan larutan NaCl
D.
Daya mengemulsi dari sabun a. Larutan a + H 2O larutan I
- Larutan putih keruh, terdapat sedikit suspensi
larutan I + C 20H14O4 larutan II
- Larutan berwarna merah jambu
larutan II + C16H32O2 larutan III dikocok
- Larutan berwarna merah muda keunguan, terdapat emulsi
b. H2O + C20H14O4 larutan I larutan I + C 16H32O2 larutan II dikocok
putih di
Terjadi daya
permukaan
mengemulsi
larutan
dari sabun
- Larutan tidak berwarna
- Suspensi putih, terdapat
Tidak terjadi
gumpalan
daya
minyak yang
mengemulsi
tidak larut
dari sabun
E.
Pemisahan asam lemak padat dari larutan sabun dengan penambahan larutan H2SO4
- Larutan a + H 2O
- Larutan
larutan I
berwarna putih keruh
- Larutan I +
- Larutan
C14H14N3NaO3S
berwarna orange
larutan II
- larutan II + H2SO4(encer)
- Larutan
larutan III
Terjadi reaksi
berwarna merah
pemisahan
jambu, sedikit
lemak padat
endapan putih di
dari larutan
permukaan
sabun dengan penambahan larutan H2SO4
6.6. Persamaan Reaksi
A. Penyabunan Minyak Kelapa O CH 2OC(CH2) 14CH3 O
CH2OH kalor
CHOC(CH2) 14CH3 + 3NaOH O
CHOH + 3CH 3(CH2)14CO2Na CH2OH
CH 2OC(CH2) 14CH3 (gliseril trimalmitat)
(gliserol)
(natrium palmitat/sabun)
B. Daya kelarutan sabun a. Dalam larutan CaCl2 2 C15H31COONa (natriumpalmitat)
+ CaCl2
(C15H31COO)2Ca
(kalsiumklorida)
(kalsiumpalmitat)
+ 2NaCl (natriumklorida)
[4]
6.7. Pembahasan
A. Reaksi penyabunan Lemak dipanaskan dengan natrium hidroksida, ester terkonversi menjadi gliserol dan garam dari asam lemak. Pada percobaan pemanasan minyak kelapa dengan natrium hidroksida menghasilkan gliserol dan natrium palmitat atau sabun. B. Kelarutan sabun dalam larutan CaCl 2 dan larutan Pb-asetat 2+
2+
2+
2+
Kation logam-logam tertentu seperti Ca , Mg , Ba , Fe , dan Fe
3+
menyebabkan garam-garam natrium atau kalium dari asam karboksilat yang semula larut, menjadi garam-garam karboksilat yang tidak larut. Timbal asetat merupakan garam yang dapat larut dalam air dan gliserol. Larutan sabun yang digunakan belum terbebas dari gliserol sehingga ketika dilarutkan dengan timbal asetat, gliserol larut dengan timbal asetat, pada larutan terdapat sedikit endapan putih yang merupakan padatan sabun. C. Daya pemisahan sabun dengan larutan NaCl jenuh Sabun yang dibuat dengan bahan alkali, cenderung susah larut dalam air dan larutannya agak basa karena adanya hidrolisis parsial. Kandungan NaCl pada produk akhir sangat kecil karena kandungan NaCl yang terlalu tinggi di dalam sabun dapat memperkeras struktur sabun. NaCl digunakan untuk memisahkan produk sabun dan gliserin. Gliserin tidak mengalami pengendapan karena kelarutannya yang tinggi, sedangkan sabun akan mengendap. D. Daya mengemulsi dari sabun Daya kerja emulsifier terutama disebabkan oleh bentuk molekulnya yang dapat terikat, baik pada minyak maupun air. Emulsifier akan membentuk lapisan
disekeliling
minyak
sebagai
akibat
menurunnya
tegangan
permukaan
dan
diadsorbsi
melapisi
butir-butir
minyak,
sehingga
mengurangi kemungkinan bersatunya butir-butir minyak satu sama lain. Sabun dapat mengemulsi lemak karena sabun memiliki tegangan yang lebih rendah daripada lemak. Hal ini terlihat dengan terbentuknya suatu emulsi. Air tidak dapat mengemulsi lemak karena berat jenis lemak lebih besar daripada air yang ditandai dengan minyak yang mengapung di atas permukaan air. Pada percobaan minyak teremulsi oleh sabun dengan terbentuknya emulsi (busa) pada larutan, sedangkan minyak tidak teremulsi oleh air, hal ini ditunjukkan dengan terpisahnya aquadest dengan minyak. E. Pemisahan asam lemak padat dari larutan sabun dengan penambahan larutan H2SO4 Ester asam lemak di alam terdapat dalam bentuk ester antara gliserol dengan asam lemak. Proses esterifikasi pada percobaan menggunakan katalis asam sulfat untuk memisahkan gliserol dari sabun. 6.8. Kesimpulan
˗ Terjadi reaksi penyabunan antara minyak kelapa dengan natrium hidroksida yang menghasilkan sabun dan gliserol. ˗ Sabun larut dalam larutan timbal asetat, dan tidak larut dalam larutan kalsium klorida. ˗ Sabun terpisah dari minyak dengan penambahan larutan natrium klorida jenuh. ˗ Larutan sabun dapat mengemulsi minyak, sedangkan minyak tidak dapat teremulsi oleh air. ˗ Terjadi reaksi pemisahan asam lemak padat dari larutan sabun dengan penambahan larutan asam sulfat.
