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)

5 170.2 139.010 167.7 137.415 164.1 135.420 163.0 132.825 151.0 129.430 151.6 128.035 146.6 126.0

2. Pengamatan II

o = 177.7

t (menit)

5 181.4 170.310 179.3 169.015 178.7 168.620 177.4 168.125 176.4 166.430 174.8 166.235 172.2 165.7

IV. Pengolahan Data

A. Data I

o = 167.2

-28.2

t

(menit)5 170.2 139.0 3 -28.2 31.2 3.44041809510 167.7 137.4 0.5 -29.8 30.3 3.41114771315 164.1 135.4 -3.1 -31.8 28.7 3.35689712320 163.0 132.8 -4.2 -34.4 30.2 3.40784192425 151.0 129.4 -16.2 -37.8 21.6 3.07269331530 151.6 128.0 -15.6 -39.2 23.6 3.16124671235 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)5 181.4 170.3 3.7 -7.4 11.1 2.40694510810 179.3 169.0 1.6 -8.7 10.3 2.33214389515 178.7 168.6 1 -9.1 10.1 2.31253542420 177.4 168.1 -0.3 -9.6 9.3 2.2300144

25 176.4 166.4 -1.3 -11.3 10 2.30258509330 174.8 166.2 -2.9 -11.5 8.6 2.15176220335 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.