laju inversi gula
TRANSCRIPT
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 FISIKPROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMINSTITUT 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)
5 170.2 139.0
10 167.7 137.4
15 164.1 135.4
20 163.0 132.8
25 151.0 129.4
30 151.6 128.0
35 146.6 126.0
2. Pengamatan II
o = 177.7
t (menit)
5 181.4 170.3
10 179.3 169.0
15 178.7 168.6
20 177.4 168.1
25 176.4 166.4
30 174.8 166.2
35 172.2 165.7
IV. Pengolahan Data
A. Data I
o = 167.2
-28.2
t
(menit)
5 170.2 139.03 -28.2 31.2 3.440418095
10 167.7 137.40.5 -29.8 30.3 3.411147713
15 164.1 135.4-3.1 -31.8 28.7 3.356897123
20 163.0 132.8-4.2 -34.4 30.2 3.407841924
25 151.0 129.4-16.2 -37.8 21.6 3.072693315
30 151.6 128.0-15.6 -39.2 23.6 3.161246712
35 146.6 126.0-20.6 -41.2 20.6 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)
5 181.4 170.33.7 -7.4 11.1 2.406945108
10 179.3 169.01.6 -8.7 10.3 2.332143895
15 178.7 168.61 -9.1 10.1 2.312535424
20 177.4 168.1 -0.3 -9.6 9.3 2.2300144
25 176.4 166.4-1.3 -11.3 10 2.302585093
30 174.8 166.2-2.9 -11.5 8.6 2.151762203
35 172.2 165.7-5.5 -12 6.5 1.871802177
Dari kurva 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 D-Glukosa 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.