LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II LAJU INVERSI GULA

LAPORAN PRAKTIKUMKIMIA FISIKA II

LAJU INVERSI GULA

Disusun oleh:

Nama                                : Yovita Novi

NIM                                 : H23111014

Kelompok                        : 5 (Lima)

Tgl Praktikum                  : 5 April 2013

Dosen Pengampu        : Berlian Sitorus,S.Si,M.Si

Syahrul Khairi, S.Si, M.Eng

Asisten                             : Erlinda

Prodi                                : Kimia

Anggota kelompok          :  Safitri Ulfah Ramadhani

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS TANJUNGPURA

PONTIANAK

2013

Abstrak

Telah dilakukan penentuan tetapan laju dan orde reaksi laju inversi gula (sukrosa) melalui metode grafik dan metode kuadrat terkecil. Laju inversi gula diketahui sebagai hidrolisis sukrosa menjadi fruktosa dan glukosa. Inversi gula (perputaran kekiri) dipercepat dengan penambahan katalis ion hidrogen (H⁺) yaitu asam klorida (HCl) dan penghentian reaksi katalis  oleh basa kalium hidroksida (KOH). Digunakan reagen selliwanof spesifik untuk mendeteksi fruktosa didalam larutan, dimana dihasilkan larutan berwarna setelah penambahan reagen tesebut yang menandakan terdeteksinya fruktosa. Kemudian dari larutan berwarna samar yang dihasilkan diukur absorbansinya dengan spektrofotometer pada rentang panjang gelombang 300nm – 600nm. Percobaan dilakukan menggunakan variasi waktu. Nilai absorbansi yang diperoleh yaitu: (t=0 menit)= 1,316 A; (t=15 menit)=1,238 A; (t=30 menit)=1,434 A; (t=60 menit)=1,387 A; (t=120 menit)=1,843 A. Berdasarkan grafik diperoleh persamaan y = 8.10^-5x + 1,237dengan nilai K = 1,8424.10^-4. Berdasarkan metode kuadrat terkecil diperoleh persamaan y=6,02.10^-4x – 0,182 dengan nilai .

Kata kunci: Inversi Gula, Laju Reaksi, Orde Reaksi, Sukrosa (Fruktosa &Glukosa).

Bab I Pendahuluan

1.1  Latar Belakang

Glukosa dan fruktosa merupakan karbohidrat sederhana. Keduanya didapat melalui hidrolisis sukrosa sehingga menjadi satu-satuan glukosa dan satu-satuan fruktosa. Glukosa yang terdapat pada tumbuhan disistesis oleh karbondioksida melalui proses fotosintesis yang disimpan sebagai pati yang kemudian diubah menjadi selulosa yang terdapat dalam kerangka tumbuhan. Glukosa merupakan salah satu aldoheksosa yang berisomer, merupakan suatu yang penting di alam, baik karena terdapat secara meluas, maupun perannya yang sangat penting dalam proses biologi. Glukosa juga hasil ubahan  dari semua karbohidrat dalam tubuh sebelum proses oksidasi. Fruktosa merupakan salah satu ketoheksosa yang berisomer suatu gula kristal yang terdapat bersama glukosa dalam madu dan buah-buahan contohnya pada pepaya  yang dianalisis oleh Ihsan dan Anang,2010. Didalam dunia kedokteran, pengetahuan tentang laju inversi gula sangat penting dalam menangani penyakit diabetes. Mengetahui hal-hal diatas maka dilakukanlah percobaan ini.

1.2  Tujuan

Menentukan tetappan laju reaksi orde kedua dan mempelajari katalisa oleh ion hidrogen (H⁺).

1.3  Prinsip

Penentuan tetapan laju inversi gula dengan metode grafik dan metode kuadrat terkecil menggunakan pengukuran absorbansi pada rentang panjang gelombang tertentu pada sampel menggunakan spektrofotometer berdasarkan data pada variasi waktu, dilakukan dengan penambahan katalis asam untuk inversi hidrolisis sukrosa menjadi fruktosa dan glukosa, dan dihentikan kerja katalis dengan penambahan basa, serta reagen selliwanof untuk membantu mendeteksi fruktosa yang terdapat didalam sampel. Adapun reaksi yang terjadi pada proses inversi yaitu:

Rx: C₁₂H₂₂O₁₁(sukrosa) + H₂O     C₆H₁₂O₆(glukosa)+ C₆H₁₂O₅(fruktosa)

Bab II Tinjauan Pustaka

Kinetika kimia adalah bagian dari kimia fisik yang mempelajari kecepatan reaksi kimia dan mekanismenya. Mekanisme reaksi merupakan tahapan reaksi yang terjadi hingga terbentuk produk ( Oxtoby,dkk,2001). Dua konsep didalamnya yaitu laju reaksi dan orde reaksi. Laju reaksi dipengaruhi oleh berbagai faktor. Reaksi dapat dikendalikkan bila diketahui faktor-faktor yang mempengaruhinya. Orde reaksi adalah pangkat dari konsentrasi dalam hukum laju ( Achmad,2001).

Laju inversi gula adalah laju reaksi hidrolisa sukrosa menjadi fruktosa dan glukosa. Inversi gula ini terjadi saat sukrosa dihidrolisis dengan bantuan asam (Sastrohamidjojo,2001).

Sukrosa atau yang lebih dikenal dengan gula tebu dapat terhidrolisis dengan bantuan asam atau enzim menghasilkan fruktosa dan glukosa yang sama banyaknya jumlahnya. Proses hidrolisis ini disebut inversi. Campuran fruktosa dan glukosa yang sama banyak disebut gula inversi ( Keenan,dkk,1996).

Gula invert adalah gula yang mengandung glukosa dan fruktosa dengan jumlah sama (equimolar) yang banyak digunakan dalam industri pangan dan farmasi. Dalam industri pangan gula invert digunakan sebagai pemanis, pemberi aroma dan pengawet olahan pangan. Sedangkan dalam industri farmasi, gula invert digunakan sebagai pemanis pada obat bentuk sirup. Gula invert dihasilkan dari hidrolisis sukrosa baik secara enzimatik maupun secara kimia dengan katalis asam bebas. Hidrolisis sukrosa secara enzimatik menghasilkan gula invert yang jernih dan bermutu tinggi, tetapi proses produksinya memerlukan biaya yang tinggi karena harga enzim mahal (Razak,et.al, 2012).

Reagen selliwanof adalah reagen yang digunakan untuk menandai atau mengidentifikasi adanya fruktosa dalam larutan ( Daintith,1994 ). Reagen selliwanof dibuat dengan mereaksikan resinol yang dilarutkan dalam asam klorida dan akuades. Pembuatan reagen ini dilakukan dengan cepat dan segera, karena sifat dari reagen ini yang mudah teroksidasi dengan udara, sehingga dikhawatirkan reagen yang digunakan akan rusak yang tettunya akan mempengaruhi reaksi yang akan dihasilkan( Mulyono,2006). Ketika larutan fruktosa direaksikan dengan asm klorida dan reagen selliwanof dan dilakukan pemanasan, maka akan terjadi perubahan warna larutan yang semula tidak berwarna menjadi berwarna. Warna ini dihasilkan dari reaksi fruktosa dan reagen selliwanof ( Anshory, 1988; Daintith,1994 ).

Katalis asan (HCl) merupakan katalis homogen, yaitu katalis yang mempunyai fasa yang sama dengan fasa reaktan atau pereduksi dalam larutan ( Syukri,1999 ).

Spektofotometri adalah metode dalam kimia analisis yang digunakan untuk menentukan komposisi suatu sampel baik secara kuantitatif dan kualitatif yang didasarkan pada interaksi antara materi dengan cahaya. Peralatan yang digunakan dalam spektrofotometri disebut spektrofotometer. Cahaya yang dimaksud dapat berupa cahaya visibel, UV dan inframerah, sedangkan materi dapat berupa atom dan molekul namun yang lebih berperan adalah elektron valensi ( Sutopo, 2006 ).

Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau diabsorbsi. Pada spektrofotometer, panjang gelombang yang benar-benar terseleksi dapat diperoleh dengan bantuan alat pengurai cahaya seperti prisma. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontiniu, monokromator, sel pengabsorbsi untuk larutan sampel atau blanko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorbsi antara sampel dan blanko ataupun pembanding  (Eka, 2007; Khopkar, 2002).

Sinar yang melewati suatu larutan akan terserap oleh senyawa-senyawa dalam larutan tersebut. Intensitas sinar yang diserap tergantung pada jenis senyawa yang ada, konsentrasi dan tebal atau panjang larutan tersebut. Makin tinggi konsentrasi suatu senyawa dalam larutan, makin banyak sinar yang diserap (Anonim, 2011).

Ketika cahaya melewati suatu larutan biomolekul, terjadi dua kemungkinan. Kemungkinan pertama adalah cahaya ditangkap dan kemungkinan kedua adalah cahaya discattering. Bila energi dari cahaya (foton) harus sesuai dengan perbedaan energi dasar dan energi eksitasi dari molekul tersebut. Proses inilah yang menjadi dasar pengukuran absorbansi dalam spektrofotometer (sutopo, 2006).

Bab III Metodologi

3.1 Alat dan Bahan

            Alat-alat yang digunakan yaitu batang pengaduk, botol semprot, bulb, pipet volume dan pipet tetes, tanung reaksi besar, rak tabung reaksi dan penjepit tabung, gelas beker, stopwatch, erlenmeyer, labu ukur, dan spektro UV/VIS.

            Bahan-bahan yang digunakan yaitu akuades(H₂O), asam klorida(HCL), sukrosa_(aq), kalium hidroksida(KOH) dan reagen selliwanof.

Gula (sukrosa)

3.2 Prosedur kerja

 

                          Ditimbang 20 gr

H2O

+100ml

  Bila larutan tidak jenuh, disaring

Gula (aq)

 

HCl

Diambil masing-masing 25 ml,dimasukkan kedalam 5 buah erlenmeyer

+12ml                          pada masing-masing tabung, dimulai dari waktu yang paling lama (120, 60, 30, 15, 0)menit

Dijalankan stopwatch (dicatat waktu kontaknya pada t=n), diaduk

KOH

Reagen Selliwanof

                        +12ml                    , diaduk

                        +10 tetes                                    , diaduk

Dibiarkan sukrosa terhidrolisis, sampai kesemua waktu t telah tercapai

Sesudah periode 120 menit, dipanaskan larutan, selama 20 menit

Didinginkan

                                    Diabsorbansi kesemua sampel dengan spektrofotometer

                                    Dicatat perolehan absorbansinya

Nilai Absorbansi

 

Bab IV Hasil dan Pembahasan

4.1 Hasil

Panjang Gelombang Pada Waktu 2 Jam

Tabel 4.1  Panjang Gelombang vs Absorbansi

	Absorbansi (t=120m)
300	1,843
305	1,338
310	0,868
315	0,538
320	0,327
325	0,226
330	0,192
335	0,167
340	0,149
345	0,132
350	0,117
355	0,107
360	0,108
365	0,098
370	0,085
375	0,078
380	0,077
385	0,069
390	0,06
395	0,055
400	0,055
405	0,046
410	0,037
415	0,041
420	0,028
425	0,03
430	0,026
435	0,023
440	0,024
445	0,015
450	0,013
455	0,012
460	0,009
465	0,005
470	0,01
475	0,006
480	0,006
485	0,001
490	-0,002
495	-0,001
500	-0,002
505	-0,006
510	-0,004
515	-0,004
520	-0,006
525	-0,001
530	-0,004
535	-0,007
540	-0,003
545	-0,008
550	-0,012
555	-0,013
560	-0,006
565	0
570	-0,008
575	-0,013
580	-0,013
585	-0,01
590	-0,011
595	-0,01
600	-0,015

Tabel 4.2 Hasil Perhitungan

NO	x (waktu) (s)	y (absorbansi)	xy	x 2
1	0	1,316	0	0
2	900	1,238	1114,2	810000
3	1800	1,434	2581,2	3240000
4	3600	1,387	4993,2	12960000
5	7200	1,843	13269,6	51840000
n = 5		7,218		68850000

K grafik =K = 1,8424.10^-4

K kuadrat terkecil = .

4.2 Pembahasan

            Laju reaksi adalah banyaknya reaksi yang berkurang persatuan waktu, banyaknya produk yang terbentuk per satuan waktu (Keenan,dkk,1996). Laju inversi gula adalah laju reaksi hidrolisis sukrosa menjadi fruktosa dan glukosa.

Inversi gula ini terjadi saat larutan sukrosa dihidrolisis dengan asam. Seperti yang dikatakan Fessenden dan Fessenden (1992), sukrosa merupakan zat optik aktif yang memutar bidang polarisasicahaya kearah kanan (dextrorotary), yang sifatnya akan berkurang bila sukrosa dilarutkan dalam air, dan akhirnya bidang polarisasi cahaya sedikit berputar kekiri, inilah yang disebut inversi. Daintith (1994) mengemukakan optik aktif adalah kemampuan suatu zat untuk memutar bidang polarisasi cahaya tertutup, yaitu bidang ketiika cahaya itu melewati kristal, cermin atau larutan.

Orde reaksi adalah bilangan pangkat dari konsentrasi zat yang terikat pada persamaan laju reaksinya yang menunjukan seberapa besar pengaruh perubahan konsentrasi zat itu terhadap perubahan laju reaksinya (Sukardjo,2002). Diketahui baahwa ada tiga jenis orde, yaitu orde nol, orde satu dan orde dua, dan pada percobaan ini tentang orde satu, dimana darii grafik menunjukkan bahwa reaksi yang terjadi benar orde satu, walaupun tidak linier garis lurus, tetapi setidaknya sangat dominan reaksi orde satu. Diungkapkan pula oleh Hardjasasmita (2000) laju inversi gula termasuk kedalam reaksi berorde satu. Menurut Daintith (1994), orde rekasi adalah jumlah semua eksponen dari konsentrasi dalam persamaan laju.

Sukrosa mempunyai sifat dextrorotary kekanan. Hidrolisisnya menghasilkan glukosa dan fruktosa dalam jumlah yang ekuimolekuler. Fruktosa mempunyai rotasi spesiifik lebih besar daripada glukosa, maka camuran itu  akan memutar kekiri. Apabila kita makan makanan yang mengandung gula, dalam usus halus, sukrosa diubah menjadi glukosa dan fruktosa oleh enzim sukrase (Pudjadi,1994).

Pada percobaan diamati pengaruh variasi waktu terhadap laju reaksi inversi sukrosa, yang mana sukrosa yang digunakan dilarutkan dengan akuades, dilakukannya pelarutan ini menyebabkan kemampuan dextrorotary pada sukrossa berkurang, sehingga menyebabkan hidrolisis sukrosa (Fessenden dan Fessenden,1992):

Rx: C₁₂H₂₂O₁₁(sukrosa) + H₂O(air)     C₆H₁₂O₆(glukosa)+ C₆H₁₂O₅(fruktosa)

            Variasi waktu digunakan dengan maksud melakukan pembandingan terhadap masing-masing sampel hasil hidrolisisnya, dengan harapan semakin lama waktu hidrolisisnya, semakin banyak fruktosa yang terbentuk.

            Fruktosa yang menjadi pusat perhatian karena digunakan reagen selliwanof yang spesifik untuk fruktosa, yang mana keberadaannya akan mengidentifikasi fruktosa dalam larutan dengan memberikan warna samar-samar pertanda reagen mendeteksi fruktosa.

            Dalam langkah kerja larutan sukrosa ditambahkan HCl lalu pada selang waktu tertentu (0,15,30,60,120)menit, kemudian pemberian KOH untuk menghentikan kerjja katalis HCl, hal ini sebenarnya karena terbentuk garam KCl yang mana tidak menggangu H⁺ dan OH^-.

            Dilakukan pengukuran absorbansi larutan menggunakan spektrofotometer pada variasi waktu reaksi pada rentang panjang gelombang 300nm-600nm. Dari data yang diperoleh, seharusnya semakin lama waktu reaksi, semakin, nilai absorbansi meningkat sebab semakin banyak fruktosa yang dihasilkan, namuhasil percobaan tidak demikian, hasilnya tidak konstan, yang kemungkinan disebabkan ketidak merataan perlakuan pada tiap sampel, diantaranya pengadukan pada sampel. Hasil tetapan laju yang diperoleh yaitu K=1,8424.10^-4pada meode grafik danK=1,386.10^-3 pada metode kuadrat terkecil. Spektrofotometer adalah alat untuk spektroskopi, yang pada prinsip kerja spektrofotometri adalah dengan menggunakan spektrofotometer yang pada umumnya terdiri dari unsur-unsur seperti sumber cahaya, monokromator, sel, fotosel, dan detektor.

Berikut gambar spektrofotometer:

Cara kerja spektrofotometer dimulai dengan dihasilkannya cahaya monokromatik dari sumber sinar. Cahaya tersebut kemudian menuju ke kuvet (tempat sampel/sel). Banyaknya cahaya yang diteruskan maupun yang diserap oleh larutan akan dibaca oleh detektor yang kemudian menyampaikan ke layar pembaca (Sastrohamidjojo, 1992).

Bab IV Penutup

5.1 Simpulan

- Tetapan laju yang diperoleh adalah:

            #metode grafik :

            #metode kuadrat terkecil :

-  Ion H+ dari HCl berfungsi sebagai katalis dapat mempercepat perputaran bidang polarisasi larutan sukrosa ke arah kiri (mengurangi kemampuan ‘ dextrorotary’ larutan sukrosa) sehingga terjadi inversi dan terhidrolisis membentuk glukosa dan fruktosa.

5.2 Saran

Bisa menggunakkan variasi konsentrasi jua, selain itu kombinasi keduanya.

Daftar Pustaka

Achmad,H. 2001. Elektrokimia dan Kinetika Kimia. Citra Aditya Bakti. Bandung.

Anonim. 2011. Penuntun Praktikum Kimia Analitik. Universitas Haluoleo. Kendari.

Anshory,I. 1988. Mudah Memahami Kimia. Armi CO. Bandung.

Daintith,J. 1994. Kamus Lengkap Kimia. Erlangga. Jakarta.

Eka. 2007. Metode Analisa Kimia-Spektrofotometri. Gramedia: Jakarta.

Fessenden,RJ dan Fessenden,JS.1992. kimia Organik. Jilid 2. Erlangga. Jakarta.

Harjadi, W. 1990. Ilmu Kimia Analitik Dasar. PT Gramedia. Jakarta.

Hardjisasmita, Panjita. 2000. Ikhtisar Biokimia Dasar. Balai Penerbit FKUI. Jakarta.

Ihsan,F dan  Anang,W. 2010. Teknik Analisis Kadar Sukrosa Pada Buah Pepaya. Balai Penelitian Tanaman Buah Tropika. Sumatera Barat.

Keenan,CW; Kleinfelter,C; Wood,JH.1996. kimia Untuk Universitas. Edisi 3, jilid 1. AB: A.H. Pudjaatmaka. Erlangga. Jakarta.

Khopkar, S.M. 2003. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : UI Press.

Mulyono. 2006. Kamus Kimia. Bumi Aksara. Jakarta.

Oxtoby,PW; Gills,HP; Nachtrieb,NH. 2001. Prinsip-Prinsip Kimia Modern. Jilid 2. Erlangga. Jakarta.

Poedjadi, Anna. 1994. Dasar-Dasar Biokimia. UI-Press. Jakarta.

Razak,AR; Ni Ketut Sumarni; Basuki Rahmat. 2012. Optimalisasi Hidrolisis Sukrosa Menggunakan Resin Penukar Kation Tipe Sulfonat. Jurnal Natural Science. Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Tadulako, Palu.

Sastrohamidjojo,H.2001. kimia Dasar. UGM. Yogyakarta.

Sastrohamidjojo, Hardjono. 1992. Spektroskopi Inframerah. Yogyakarta : Liberty Yogyakarta.

Sutopo. 2006. Kimia Analisa. Exacta: Solo.

Syukri, S. 1999. Kimia Dasar 2. Bandung: ITB.