Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011

7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011

1/39

Makalah Kima Fisika 2

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 2

MAKALAH JAWABAN PEMICU KIMIA FISIKA

PEMICU I KINETIKA KIMIA

Dibuat oleh :

Kelompok 2 :

Andika Bagus Permana (1006660503)

Muhammad Ikhsan Asyari (1006773295)

Ricky Kristanda Suwignjo (1006679895)

Rizqy Pandu Sudarmawan (0906557045)

Pemicu 1

Hidrogen peroksida, dengan rumus kimia H2O2, adalah cairan bening yang lebih viskos

daripada air, dan merupakan oksidator kuat, sehingga banyak digunakan sebagai bahan

pemutih (bleach), disinfektan, oksidator, dan sebagai bahan bakar roket. Selain itu, H2O2juga

digunakan untuk melindungi buah dan sayuran segar dari bakteri patogen seperti Salmonella

atau E. coli, pasteurisasi produk susu, ataupun digunakan dalam sterilisasi karton

pembungkus jus atau susu segar sehingga tak perlu pendinginan. Sebenarnya, H 2O2 juga

bukan merupakan senyawa yang aman bagi manusia. Keberadaan H2O2 yang merupakan

oksidan dapat menyebabkan kondisi dalam sel yang reduktif menjadi oksidatif. Karena itu,

usaha orang akhir-akhir ini yang ingin menggantikan klorin sebagai desinfektan ke H 2O2

hanya mengurangi masalah dan bukan menyelesaikan masalah yang berhubungan dengan

lingkungan.

Dalam kondisi normal H2O2 sangat stabil, dengan laju dekomposisi yang sangat rendah.

Semakin basa, maka laju dekomposisi H2O2 pun semakin tinggi. Pada suhu reaksi 20oC,

perubahan konsentrasi H2O2 dalam larutan soda api setiap interval waktu adalah sebagai

berikut :

t/min 200 600 1000 1600

[H2O2] mol L-1 0,016 0,0106 0,0069 0,0037

Pertanyaan :

a) Berikanlah keterangan yang lebih rinci tentang bahaya H2O2bagi manusia dan lingkungan.Bandingkan dengan klorin sehingga pernyataan H2O2bisa menggantikan klorin tapi tidak

menyelesaikan masalah adalah benar.

Jawaban :


2/39



Desinfektan didefinisikan sebagai bahan kimia atau pengaruh fisika yang digunakan untuk

mencegah terjadinya infeksi atau pencemaran jasad renik seperti bakteri dan virus, juga untuk

membunuh atau menurunkan jumlah mikroorganisme atau kuman penyakit lainnya. Bahan kimia

tertentu merupakan zat aktif dalam proses desinfeksi dan sangat menentukan efektivitas dan fungsi

serta target mikroorganisme yang akan dimatikan. Banyak bahan kimia yang dapat berfungsi

sebagai desinfektan, tetapi umumnya dikelompokkan ke dalam:

golongan aldehid atau golongan pereduksi, yaitu bahan kimia yang mengandung gugus -COH;

golongan alkohol, yaitu senyawa kimia yang mengandung gugus -OH;golongan halogen atau senyawa terhalogenasi, yaitu senyawa kimia golongan halogen atau

yang mengandung gugus -X;

golongan fenol dan fenol terhalogenasi, golongan garam amonium kuarterner, golonganpengoksidasi, dan golongan biguanida.

Pada makalah ini lebih akan dibahas adalah golongan pengoksidasi, yaitu yang mengandung

hidrogen peroksida dan desinfektan yang mengandung klorin atau senyawa terklorinasi.

Desinfektan golongan pengoksidasi yang mengandung hidrogen peroksida:

Hidrogen peroksida (H2O2) adalah agen oksidasi, merupakan antiseptik kuat namun tidak

mengiritasi jaringan hidup. Senyawa ini dapat diaplikasikan sebagai antiseptik pada membran

mukosa. Kelemahan dari zat ini adalah harus selalu dijaga kondisinya karena zat ini mudah

mengalami kerusakan ketika kehilangan oksigen. Senyawa ini adalah antiseptik yang paling kuat.

Salah satu keunggulan hidrogen peroksida dibandingkan dengan oksidator yang lain adalah

sifatnya yang ramah lingkungan karena tidak meninggalkan residu yang berbahaya. Kekuatan

oksidatornya pun dapat diatur sesuai dengan kebutuhan.

Proses hidrogen peroksida dalam mengoksidasi pada membran mukosa:

Hidrogen peroksida mampu membentuk radikal bebas oksigen. Hidrogen peroksida adalah

bahan oksidator kuat yang dapat terurai menjadi oksigen dan diperantarai oleh enzim , seperti

peroksidase. Hidrogen Peroksida merupakan salah satu jenis oksigen reaktif yang menginisisasi

terbentuknya radikal hidroksil yang bersifat tidak stabil. Jika radikal bebas ini dapat mendegradasi

komponen-komponen dari jaringan ikat, biasanya kolagen dan asam hialuronik sehingga akan

menyebabakan efek patologis pada mukosa mulut, prosesnya:

1. Hidrogen Peroksida --- H2O + On(radikal bebas oksigen)2. On(antigen) --- jaringan mukosa --- ulserasi mukosa mulut

Netrofil memiliki pertahanan yang efektif dalam melawan infeksi bakteri dan jamur melalui

sistem H2O2-halida-myeloperoksidase-. Pada sistem ini, hidrogen peroksida mengoksidasi Cl-


3/39



membentuk asam hypochlorus (HOCl) dengan menggunakan enzim myeloperoksidase yang

ditemukan dalam granula neutrofil. HOCl merupakan oksidan kuat yang dengan cepat menyerang

sekelompok besar molekul target seperti gugus amin, asam amino, dan nukleotida. Melalui cara ini,

sesl-sel fagosit dapat memediasi sitotoksisitas intraseluler dan ekstraseluler.

Desinfektan golongan halogen yang mengandung klor in ada tiga kelompok:

1.BiguanidKlorheksidin merupakan contoh dari biguanid yang digunakan secara luas dalam bidang

kedokteran gigi sebagai antiseptik dan kontrok plak, misalnya 0,4% larutan pada detergen

digunakan pada surgical scrub (Hibiscrub), 0,2% klorheksidin glukonat pada larutan air

digunakan sebagai bahan antiplak (Corsodyl) dan pada konsentrasi lebih tinggi 2% digunakan

sebagai desinfeksi geligi tiruan. Zat ini sangat aktif terhadap bakteri Gram (+) maupun

Gram(-). Efektivitasnya pada rongga mulut terutama disebabkan oleh absorpsinya pada

hidroksiapatit dan salivary mucus.

2. Senyawa halogen.Hipoklorit dan povidon-iodin adalah zat oksidasi dan melepaskan ion halide. Walaupun

murah dan efektif, zat ini dapat menyebabkan karat pada logam dan cepat diinaktifkan oleh

bahan organik (misalnya Chloros, Domestos, dan Betadine).

3.KlorsilenolKlorsilenol merupakan larutan yang tidak mengiritasi dan banyak digunakan sebagai

antiseptik, aktifitasnya rendah terhadap banyak bakteri dan penggunaannya terbatas sebagai

desinfektan (misalnya Dettol).

Dampak Desin fektan Klorin terhadap L ingkungan dan Manusia

Kelebihan dari disinfektan ini adalah mudah digunakan, dan jenis mikroorganisme yang

dapat dibunuh dengan senyawa ini juga cukup luas, meliputibakteri gram positif danbakteri gram

negatif.Namun, supaya bisa dipakai, klorin sering dikombinasikan dengan senyawa organik (bahan

kimia yang mempunyai unsur karbon) yang biasanya menghasilkan organoklorin. Organoklorin itu

sendiri adalah senyawa kimia yang beracun dan berbahaya bagi kehidupan karena dapat

terakumulasi dan persisten di dalam tubuh makhluk hidup.

Klorin, baik berbentuk gas atau cairan mengandung "racun yang tinggi", dan

diklasifikasikan sebagai bahan kimia yang mampu mengakibatkan kematian atau cacat permanent

(tetap) dari penggunaan yang normal. Pada umumnya luka permanen terjadi disebabkan oleh asap

gas klorin. Klorin sangat potensial untuk terjadinya penyakit di kerongkongan, hidung dan trakt

respiratory (saluran kerongkongan didekat paru-paru). Apabila gas khlorin masuk dalam jaringan

paru-paru dan bereaksi dengan ion hidrogen akan dapat membentuk asam khlorida yang bersifat
http://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri_gram_positifhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri_gram_negatifhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri_gram_negatifhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri_gram_negatifhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri_gram_negatifhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri_gram_positif


4/39



sangat korosif dan menyebabkan iritasi dan peradangan. Banyaknya penggunaan senyawa khlor di

lapangan atau dalam industri dalam dosis berlebihan dapat menyebabkan terdapatnya gas pencemar

khlorin dalam kadar tinggi di udara ambien. Selain itu gas khlorin juga dapat mencemari atmosfer.

Klorin merupakan bahan kimia yang terklasifikasi sebagai "Extremely Hazardous

Substances(EHS), atau bahan yang berbahaya sekali, yang mengandung amonia, hydrogen fluorida

dan hydrogen klorida. Campuran gas atau cairan klorin dengan air, baik air hujan maupun udara

lembab,akan memproduksikan asam hydroklorik dan hypoklorous yang berbahaya kepada manusia,

ternak, dan vegetasi.

Dampak desin fektan H2O2 terhadap lingkungan dan manusia

Salah satu kelebihan hidrogen peroksida di bandingkan dengan bahan oksidator lain adalah

sifatnya yang ramah lingkungan. Ketika hidrogen peroksida digunakan, ia tidak meninggalkan

residu sama sekali, kecuali air (H2O) dan gas oksigen (O2).

Akan tetapi, sebagai oksidator kuat dan sifatnya yang korosif serta mudah mengalami reaksi

dekomposisi, maka hidrogen peroksida dikelompokkan sebagaibahan kimia berbahaya dan beracun

atau B3. Sudah barang tentu sebelum menggunakan hidrogen peroksida, kita harus membaca

MSDSnya. Bahaya lain dari hidrogen peroksida, baik dalam bentuk murni maupun diencerkan

adalah :

Pada konsentrasi diatas 70% dapat menyemburkan uap yang bisa menimbulkan ledakan. Dapat membentuk uap bahan peledak dan reaksi berbahaya, kontak sensitif dengan

hidrokarbon seperti alkohol, keton,asam karboksilat.

Dapat menyebabkan kebakaran spontan jika tumpah pada bahan yang mudah terbakar. Hidrogen peroksida Konsentrat (> 50%) bersifat korosif, larutannya dapat menyebabkan

iritasi pada mata, selaput lendir dan kulit. Menelan larutan hidrogen peroksida sangat

berbahaya, karena dekomposisi dalam perut menyebabkan perdarahan internal.

Hidrogen peroksida memiliki tekanan uap yang tinggi (1,2 kPa pada 50 oC) dan paparanuapnya berpotensi berbahaya. Hidrogen peroksida adalah uap iritan primer, terutama yang

mempengaruhi mata dan sistem pernapasan

Dapat menyebabkan gangguan kulit, vitiligo atau hilangnya pigmen kulit asli jika terjadipeningkatan H2O2tingkat di epidermis dan dalam darah.

Dari pemaparan di atas, kita melihat bahwa baik hidrogen peroksida maupun klorin masing-

masing mempunyai kelebihan dan bahayanya masing-masing. Itulah mengapa dikatakan bahwa

hidrogen peroksida dapat menggantikan klorin tetapi tidak menyelesaikan masalah karena

penggunaan hidrogen peroksida juga dapat menimbulkan bahaya lain.
http://industrikimia.com/tag/bahan-kimia-berbahayahttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.com&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Mucous_membrane&usg=ALkJrhhM7pwjggz0grbqQwkcxZvhvpIztQhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.com&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Mucous_membrane&usg=ALkJrhhM7pwjggz0grbqQwkcxZvhvpIztQhttp://industrikimia.com/tag/bahan-kimia-berbahaya


5/39



b) Bagaimanakah Anda dapat menentukan persamaan laju reaksi dekomposisi H2O2berdasarkan data yang diberikan? Berikan langkah-langkah penyelesaian yang Anda

gunakan.

Jawaban :

Reaksi penguraian H2O2yaitu:

H2O2 H2O(g) + O2 (g)

Dari data yang diperoleh dapat dibuat grafik [H2O2] vs waktu :

t/min 200 600 1000 1600

[H2O2]mol L-

0,016 0,0106 0,0069 0,0037

Untuk menentukan persamaan laju reaksi dekomposisi H2O2, kita perlu mengetahui reaksi ini

termasuk pada orde berapa. Maka, pertama-tama kita melakukan pengujian apakah reaksi initermasuk pada orde 0. Oleh karenanya, kita membuat grafik

Pertama-tama, kita melakukan pengujian untuk orde 0 :

Kemudian, kita mencoba melakukan pengujian untuk persamaan laju reaksi orde satu. Orde reaksi

satu dengan bentuk persamaan ln [A] = ln [A]0kt. Selanjutnya dilakukan pengujian apakah orde

yang diasumsikan benar atau tidak dengan melihat profil plot grafik yang dihasilkan.

t (menit) Ln [H2O2]

200 -4.13517

600 -4.5469

1000 -4.97623

1600 -5.59942

y = -0.0041x + 0.0195

R = 0.9847

0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

0.014

0.016

0.018

200 600 1000 1600

[H2O2

]

t (menit)

Grafik [H2O2] vs t

...(1)


6/39



Berdasarkan perbandingan kedua hasil grafik di atas menampilkan bahwa grafik persamaan reaksi

orde satu memiliki nilai R2 lebih mendekati 1, maka dapat dikatakan bahwa reaksi tersebut

merupakan reaksi orde 1. Nilai -k terepresentasi oleh gradien, sedangkan ln [A]0terepresentasi oleh

konstanta.

y = -0,4822x3,6089

maka persamaan laju reaksi dekomposisi H2O2adalah :

v = 0,4882[H2O2]1

Jelaskan kenapa dekomposisi H2O2 dalam basa lebih tinggi, dan berikanlah contoh

bagaimana dengan kondisi asam.

Jawaban :

Faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi dekomposisi hidrogen peroksida adalah:

1. Bahan organik tertentu, seperti alkohol dan bensin2. Katalis, seperti Pd, Fe, Cu, Ni, Cr, Pb, Mn3. Temperatur, laju reaksi dekomposisi hidrogen peroksida naik sebesar 2.2x setiap

kenaikan 10oC (dalam range temperatur 200-100oC)

4. Permukaan container yang tidak rata (active surface)5. Padatan yang tersuspensi, seperti partikel debu atau pengotor lainnya6. Makin tinggi pH (makin basa) laju dekomposisi semakin tinggi7. Radiasi, terutama radiasi dari sinar dengan panjang gelombang yang pendek

y = -0,4822x - 3,6089

R = 0,9992

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

200 600 1000 1600

[H2O2

]

t (menit)

Grafik ln[H2O2] vs t

...(2)

...(3)


7/39



Dari faktor-faktor tersebut dapat diketahui bahwa dekomposisi hidrogen peroksida lebih tinggi

dalam keadaan basa dikarenakan hidrogen peroksida merupakan asam lemah. Namun, hidrogen

peroksida masih dapat bereaksi dengan asam yang sangat kuat dan membentuk senyawa tidak stabil

dan mengandung ion [H3O2]+.

c) Berikanlah contoh hasil penelitian yang berhubungan dengan tema di atas.Penelitian ini merupakan tesis yang berjudul Studi proses pemutihan serat kelapa sebagai

reinf orced f iber dan dibuat oleh Achmad Wildan dari Universitas Diponegoro. Dalam penelitian

ini akan mengaplikasikan hidrogen peroksida sebagai bahan pemutih pada serat kelapa.

Serat kelapa dapat dikembangkan menjadi produk yang lebih berkualitas, seperti yang saat

ini sedang berkembang yaitu penelitian tentang serat alami sebagai bahan pengisi matriks komposit.

Serat kelapa sebagai salah satu serat alami mempunyai kelebihan seperti kuat, elastisitas, tahan

terhadap peruraian mikroba, tahan terhadap salinitas, biodegradable dan banyak tersedia di alam.

Dalam pembuatan serat kelapa, proses bleaching adalah salah satu proses yang sangat penting.

Perbedaan kondisi pada proses bleaching mempengaruhi kualitas produk serat kelapa yang

dihasilkan seperti kuat tarik dan derajat kecerahan.

Pada mulanya digunakan klorin sebagai media bleaching, namun hasil samping dari

penggunaan klorin berbahaya dan tidak ramah lingkungan sehingga digunakan hidrogen peroksida

sebagai penggantinya. Hidrogen peroksida mempunyai kelebihan yaitu sifatnya yang lebih ramah

lingkungan dibandingkan oksidator lain karena peruraiannya hanya menghasilkan air dan oksigen.

Tujuan penelitian ini adalah menentukan pengaruh konsentrasi H2O2, pH dan suhu terhadap

kuat tarik dan derajat kecerahan serta menentukan kinetika reaksi pada proses bleaching tersebut.

Proses bleaching dilakukan dengan memasukkan serat kelapa kedalam larutan hidrogen peroksida

dalam suasana basa. Hasil optimum didapat pada konsentrasi H2O2 3 %, pH 11 dan suhu 60oC

dengan harga derajat kecerahan dan kuat tarik masing-masing 82,10 dan 119,75 MPa. Nilai

konstanta kinetika reaksi k1, k2, dan k3 berturut-turut adalah 1,0157 M-2

, 9,0787 M-1

dan 12,0598M-1 . Perubahan derajat kecerahan dan kuat tarik dari serat kelapa setelah dibleaching diharapkan

dapat digunakan sebagai reinforced fiber.


8/39



Pemicu 2

Selain merokok, minuman beralkohol merupakan salah satu kebiasaan buruk yang cukup

banyak terjadi di masyarakat. Sudah menjadi kebiasaan di sebagian masyarakat untuk

mengkonsumsi minuman beralkohol disaat mengadakan pesta. Seperti yang sering

diberitakan di media, banyaknya masyarakat yang kemudian meninggal setelah pesta

minuman keras.

Kandungan alkohol (etanol) pada berbagai minuman keras berbeda-beda, kebanyakan bir

mengandung 3-5% etanol, anggur 10-14%, sherry, port, muskatel mengandung 20% etanol,

sedangkan wisky, rum, gin, vodka dan brendi mengandung 40-50% etanol. Etanol yang

terkandung dalam minuman merupakan penekan susunan saraf pusat, disamping itu juga

mempunyai efek yang berbahaya pada pankreas, saluran pencernaan, otot, darah, jantung,

kelenjar endokrin, sistem pernafasan, perilaku seksual dan efek-efek terhadap bagian lainnya,

sekaligus sebagai penyebab terjadinya sindrom alkohol fetus.

Etanol larut dalam air, sehingga akan benar-benar mencapai setiap sel setelah dikonumsi.

Etanol yang dikonsumsi akan diabsorps, termasuk yang melalui saluran pernafasan.

Penyerapan terjadi setelah etanol masuk ke dalam lambung dan diserap oleh usus kecil.

Hanya 5-15% yang diekskresikan secara langsung melalui paru-paru, keringat dan urin.

Etanol mengalami metabolisme di ginjal, paru-paru dan otot, tetapi umumnya di hati.

Metabolisme etanol dalam tubuh yang terutama terjadi dalam organ hati (liver) berlangsung

melalui proses oksidasi dalam dua tahap. Tahap pertama, etanol berubah menjadi

asetaldehida dilanjutkan ke tahap kedua yaitu berubahnya asetaldehida menjadi asam asetat.

Etanol dan asetaldehida adalah racun, yang dapat menyebabkan kerusakan fisik dan

metabolik bagi seorang alkoholik kronis. Organ hati biasanya menderita kerusakan paling

parah karena hati merupakan tempat utama proses metabolisme etanol.

Pertanyaan :a. Berikanlah penjelasan yang lebih rinci tentang bahaya minuman beralkohol (etanol) bagi

manusia. Jika Anda bekerja di laboratorium dengan etanol, bagaimanakah Anda mengatasi

bahaya yang dapat ditimbulkan oleh senyawa ini, dan apakah yang menjadi pedoman Anda?

Jawaban :

Pengaruh dan bahaya minuman beralkohol (etanol) dalam tubuh :

a. Absorpsi/distr ibusi

Alkohol diabsorpsi dalam jumlah yang sedikit melalui mukosa mulut dan lambung.Sebagaian besar (80%) diabsorpsi di usus halus dan sisanya diabsorpsi di kolon. Kecepatan absorpsi


9/39



tergantung pada takaran dan konsentrasi alkohol dalam minuman yang diminum serta vaskularisasi

dan motalitas dan pengisisan lambung dan usus. Bila konsentrasi optimal alkohol diminum dan

dimasukkan kedalam lambung kosong, kadar puncak dalam darah 30-90 menit sesudahnya. Alkohol

mudah berdifusi dan distribusinya dalam jaringan sesuai dengan kadar air jaringan tersebut.

Semakin hidrofil jaringan semakin tinggi kadarnya. Biasanya dalam 12 jam telah tercapai

kesimbangan kadar alkohol dalam darah, usus, dan jaringan lunak. Konsentrasi dalam otak, sedikit

lebih besar dari pada dalam darah.

b. Metabol isme

Alkohol yang dikonsumsi 90% akan dimetabolisme oleh tubuh terutama dalam hati oleh

enzim alkoholdehidrogenase (ADH) dan koenzim nikotinamid-adenin-dinukleotida (NAD) menjadi

asetaldehid dan kemudian oleh enzim aldehida dehidrogenase (ALDH) diubah menjadi asam asetat.

Asam asetat dioksidasi menjadi CO2 dan H2O. Piruvat, levulosa (fruktosa), gliseraldehida

(metabolit dari levulosa)dan alanina akan mempercepat metabolism alkohol.

Sebenarnya didalam tubuh ditemukan juga mekanisme pemecahan alkohol yang lain, yaitu

hydrogen peroksida katalase dan sistem oksidasi etanol mikrosomal, namun kurang berperan. Kadar

alkohol darah kemudian akan menurun dengan kecepatan yang sangat bervariasi (12-20 mg% per

jam), biasanya penurunan kadar tersebut dianggap rata-rata 15 mg% atau 14 mg% setiap jam. Pada

alkohol kronik, yang telah dipercepat metabolismenya, eliminasi alkohol dapat mencapai 40 mg%

per jam.

Hepatosit memiliki tiga jalur metabolisme alkohol, yang masing-masing terletak pada

bagian yang berlainan. Jalur yang pertama adalah jalur alkohol dehidrogenase (ADH) yang terletak

pada sitosol atau bagian cair dari sel. Dalam keadaan fisiologik, ADH memetabolisir alkohol yang

berasal dari fermentasi dalam saluran cerna dan juga untuk proses dehidrogenase steroid dan omega

oksidasi asam lemak. ADH memecah alkohol menjadi hidrogen dan asetaldehida, yang selanjutnya

akan diuraikan menjadi asetat. Asetat akan terurai lebih lanjut menjadi H 2O dan CO2.

Jalur kedua ialah melalui Microsomal Ethanol Oxydizing System (MEOS) yang terletak

dalam retikulum endoplasma. Dengan pertolongan tiga komponen mikrosom yaitu sitokrom P-450,

reduktase, dan lesitin, alkohol diuraikan menjadi asetaldehida.

Jalur ketiga melalui enzim katalase yang terdapat dalam peroksisom (peroxysome).

Hidrogen yang dihasilkan dari metabolisme alkohol dapat mengubah keadaan redoks, yang pada

pemakaian alkohol yang lama dapat mengecil. Perubahan ini dapat menimbulkan perubahan

metabolisme lemak dan karbohidrat, mungkin menyebabkan bertambahnya jaringan kolagen dan

dalam keadaan tertentu dapat menghambat sintesa protein.


10/39



Perubahan redoks menimbulkan perubahan dari piruvat ke laktat yang menyebabkan

terjadinya hiperlaktasidemia. Bila sebelumnya sudah terdapat kadar laktat yang tinggi karena sebab

lain, bisa terjadi hiperurikemia. Serangan kejang pada delirium tremens juga meningkatkan kadar

asam urat dalam darah. Pada pasien gout, alkohol dapat meningkatkan produksi asam urat sehingga

kadarnya dalam darah makin meningkat.

Meningkatnya rasio NADH/NAD akan meningkatkan pula konsentrasi alfa gliserofosfat

yang akan meningkatkan akumulasi trigliserida dengan menangkap asam lemak dalam hepar.

(NAD= Nicotinamide Adenine Dinucleotide; NADH = reduced NAD.) lemak dalam hepar berasal

dari tiga sumber: dari makanan, dari jaringan lemak yang diangkut ke hepar sebagai Free Fatty Acid

(FFA), dan dari hasil sintesis oleh hepar sendiri. Oksidasi alkohol dalam hepar menyebabkan

berkurangnya oksidasi lemak dan meningkatnya lipogenesis dalam hepar.

Pemakaian alkohol yang lama juga akan menimbulkan perubahan pada mitokondria, yang

menyebabkan berkurangnya kapasitas untuk oksidasi lemak. Semua yang tersebut di atas

menyebabkan terjadinya perlemakan hati (fatty lever). Perubahan pada MEOS yang disebabkan

pemakaian alkohol yang berlangsung lama dapat menginduksi dan meningkatkan metabolisme

obat-obatan, meningkatkan lipoprotein dan menyebabkan hiperlipidemia, berkurangnya

penimbunan vitamin A dalam hepar, meningkatkan aktivasi senyawa hepatotoksik, termasuk obat-

obatan dan zat karsinogen. Walaupun jarang, alkohol juga dapat menyebabkan terjadinya

hipoglikemia (karena menghambat glukoneogenesis) dan ketoasidosis.

Alkohol juga menghambat sintesis protein. Asetaldehida mempengaruhi mikrotubulus

sehingga hapatosit menggembung. Sebaliknya, sintesis kolagen bertambah sehingga menambah

jaringan fibrotik. Itulah sebabnya 8-20% peminum alkohol yang kronik dalam jumlah banyak

mengalami sirosis hepatis.

c. Ekskresi

Alkohol yang dikonsumsi 10% akan dikeluarkan dalam bentuk utuh melalui urin, keringat

dan udara napas. Dari jumlah ini sebagian besar dikeluarkan melalui urin (90%).

d. Susunan saraf pusat

Alkohol sangat berpengaruh pada SSP dibandingkan pada sistem-sistem lain. Efek stimulasi

alkohol terhadap SSP masih diperdebatkan mungkin stimulasi tersebut timbul akibat aktivitas

berbagai bagian otak yang tidak terkendalikan karena bebas dari hambatan seagai akibat penekanan

mekanisme kontrol penghambat. Alkohol bersifat anastetik (menekan SSP), sehingga kemmpuan

berkonsentrasi, daya ingat, dan kemampuan mendiskriminasi terganggu adan akhirnya hilang.

Penggunaan alkohol pada seseorang yang tidak ketergantungan alkohol, tidak minum obat

dan dalam kondisi jasmani yang sehat, alkohol mengurangi risiko untuk menderita penyakit jantung


11/39



koroner. Bila alkohol diminum dalam jumlah yang layak, perubahan-perubahan patologik yang

mungkin terjadi masih bersifat reversibel. Sebaliknya, bila alkohol disalahgunakan, dapat

menimbulkan berbagai gangguan kesehatan fisik seperti yang sudah disebutkan sebelumnya,

termasuk gangguan pada susunan saraf pusat, serta menimbulkan ketergantungan fisik dengan

segala akibatnya. pada pemakaian alkohol yang lama, teratur, dan dalam jumlah banyak, dapat

timbul ketergantungan, baik fisik maupun psikis.

Toleransi yang terjadi disebabkan meningkatkannya aktivitas MEOS (toleransi

farmakodinamik) dan toleransi behavioral. Pada pemakaian alkohol yang berlebihan dapat terjadi

intoksifikasi alkohol dengan gejala muka merah, gangguan koordinasi motorik, jalannya tak stabil,

bicara cadel, pelo), nistagmus, perubahan pada alam perasaan, mudah tersinggung, banyak bicara,

dan gangguan dalam memusatkan perhatian. Pada beberapa orang dapat dijumpai intoksikasi

idiosinkratik alkohol, yaitu timbul gejala intoksikasi walaupun ia hanya minum alkohol dalam

jumlah yang pada kebanyakan orang tidak akan menimbulkan intoksikasi.

e. Sistem kardiovasku ler

Alkohol hanya sedikit berpengaruh pada sistem kardiovaskuler. Depresi kardiovaskuler

terjadi pada keracunan akut alkohol yang berat, terutama akibat factor vasomotor sentral dan

depresi pernapasan. Alkohol dalam takaran sedang menyebabkan vasodilatasi terutama pembuluh

darah kulit, sehingga menimbulkan rasa hangat pada kulit.

f. Ginjal

Minuman alkohol secara akut meningkatkan ekskresi amonium melalui ginjal. Alkohol

sendiri tidak menimbulkan perubahan pada keseimbangan asam dan basa. Pasien yang mengalami

gangguan dalam asidifikasi ginjal akan cenderung mengalami koma hepatikum. Ini disebabkan

karena meningkatnya pembentukan amonia dalam ginjal dan meningkatnya amonia ke dalam

pembuluh darah balik. Asidosis tubulus renalis terjadi karena kekurangan fosfat, zat putih telur atau

karena sirosis hepatis. Alkohol menyebabkan terjadinya hiperventilasi sehingga bisa terjadi

alkalosis respiratorik. Emesis pada putus alkohol dapat menyebabkan terjadinya alkalosis metabolik

dan hipokalemia.

Alkohol dapat menyebabkan terjadinya diuresis. Pengaruh alkohol pada manusia antara lain

mengubah respon hipotalamus terhadap perubahan osmolalitas plasma. Dalam keadaan normal, bila

osmolalitas plasma meningkat maka hormon antidiuretik dalam plasma meningkat pula sehingga

mengurangi produksi urine. Kadar alkohol yang meningkat secara akut akan memperbanyak urine,

sedangkan pada waktu putus alkohol akan bekerja pengaruh antidiuretik. Pada penyalahgunaan

alkohol yang kronis di mana terjadi kerusakan pada hepar dapat terjadi retensi air karena tingginya

ADH (Anti Diuretik Hormon) sehingga terjadi keracunan air.


12/39



g. Pankreas

Penyalahgunaan alkohol baik secara akut maupun kronis dapat menimbulkan perubahan-

perubahan pada struktur dan fungsi pankreas, yaitu perubahan pada membran sel, meningkatkan

fluiditasnya dan mengubah permeabilitasnya terhadap ion, asam amino, dan senyawa lain yang

penting untuk metabolisme sel. Melalui mekanisme neurohumoral, alkohol mengubah sekresi

kelenjar eksokrin pankreas. Alkohol dapat menyebabkan nekrosis akut, edema akut, pankreatitis

akut, kronik maupun asimtomatik, mungkin melaui aktivasi zimogen yang tidak memadai.

h. Salur an Cerna

Alkohol secara akut mempengaruhi motilitas esofagus, memperruk refluks esofagus

sehingga dapat terjadi pneumonia karena aspirasi. Alkohol merupakan predisposisi terjadinya

sindroma Barrett dan kanker esofagus. Sejauh ini tidak ada bukti bahwa alkohol mempengaruhi

sekresi asam lambung, tetapi alkohol jelas merusak selaput lendir lambung sehingga dapat

menimbulkan gastritis dan pendarahan lambung. Tidak ada bukti bahwa alkohol menyebabkan

ulkus peptikum. Alkohol secara akut maupun kronis mengubah morfologi dan stuktur intraseluler

makanan dengan akibat terjadinya kondisi kurang gizi. Perubahan intraseluler itu juga dapat

menyebabkan diare. Alkohol mempunyai kaitan dengan insidensi kanker sepanjang saluran

pencernaan.

i. Otot

Miopatia alkoholika akut adalah suatu sindroma nekrosis otot secara tiba-tiba pada seorang

yang secara terus-menerus minum alkohol (binges drinking). Ditandai dengan adanya rasa nyeri

pada otot, mioglobinuria, dan meningkatnya serum kreatin kinase. Miopatia alkoholika kronis

ditandai dengan adanya kelemahan otot-otot proksimal dan atrofi otot-otot. Miopatia alkoholika ini

mungkin disebabkan gangguan keseimbangan elektrolit, yaitu turunya kadar kalium, turunnya kadar

fosfat dalam darah, serta adanya defisiensi magnesium.

j. Darah

Alkohol secara langsung merusak sumsum tulang, terutama prekursor eritrosit dan prekursor

leukosit, sehingga menimbulkan anemia dan leukopenia. Pada pemakaian alkohol yang kronis,

anemia disebabkan kurang gizi dan anemia hemolitika yang terjadi karena kerusakan pada hepar.

Alkohol juga secara langsung menghambat pembentukan trombosit serta mempengaruhi fungsinya

sehingga memperpanjang waktu pendarahan. Hal ini diperhebat apabila ada defisiensi asam folat

dan splenomegalia. Pada pemakaian alkohol yang kronis, defisiensi vitamin K dan faktor koagulasi

terjadi sebagai akibat sirosis hepatis, bukan semata-mata karena alkohol itu sendiri.

k. Kelenjar Endokrin


13/39



Efek alkohol terhadap kelenjar endokrin yang paling jelas ialah terjadinya hipogonadisme

pada pria. Alkohol melalui pengaruhnya pada testes dan hipotalamus mengurangi produksi testeron.

Feminisasi pada pemakai alkohol kronis disebabkan hipogonadisme tersebut di atas dan juga karena

terganggunya fungsi hepar akibat alkohol, yaitu terganggunya kemampuan untuk memecah hormon

estrogen. Pada beberapa peminum alkohol kronis dapat dijumpai gejala mirip sindroma Cushing.

Hal tersebut kemungkinan disebabkan efek stimulasi alkohol terhadap sekresi cortisol pada waktu

intoksikasi maupun waktu putus alkohol, yang bekerja melaui ACTH atau langsung pada kelenjar

adrenalis. Aksis hipofisis paling kurang mendapat pengaruh dari alkohol. Tetapi, pada penyakit

hepar karena alkohol, konversi T4 ke T3 menurun, sedangkan konversi T3 ke T4 meningkat.

Thyroid binding protein juga berkurang. Kedua hal tersebut di atas menyebabkan perubahan pada

pemeriksaan darah tetapi secara klinis tidak sampai menimbulkan hipotiroidisme. Hormon

pertumbuhan dan prolaktin rupanya juga dipengaruhi oleh alkohol tetapi data mengenai hal ini

belum banyak.

l. Sistem Imun itas

Kemungkinan menderita penyakit infeksi bagi peminum alkohol bertambah besar karena beberapa

faktor, antara lain

1. Terhalangnya daya tahan mekanik terutama pada sistem pernafasan. Menurunnya kesadaran,

terganggunya penutupan glotis, dan berkurangnya gerakan pernafasan karena sirosis hepatitis

pada peminum alkohol yang kronis merupakan faktor predisposisi terjadinya pneumonia.

2. Menurunnya daya tahan tubuh karena faktor makanan.

3. Terganggunya produksi imunoglobulin dan berkurangnya sintesa komplemen C. di samping

menurunkan imunitas humoral, pemakaian alkohol dalam jumlah banyak dan lama juga

menurunkan imunitas seluler karena terjadinya leukopenia, menimbulkan cacat pada

kemotaksis, menghambat mobilitas daya ikat leukosit polimorfonuklear, menghambat

mitogenesis sel T, menghambat kerja makrofag alveoler sehingga pulmonary clearance

terganggu.

Beberapa Penyakit akibat pengonsumsian alkohol :

a. Penyakit Machiavava-Bignami

Penyakit Machiavava-Bignami sangat jarang terjadi yaitu adanya demielinisasi pada korpus

kalosum. Pada keadaan ini, dijumpai keterlibatan kedua lobus frontalis dan disfusi kedua

hemisferium serebri. Secara klinis, pasien memperlihatkan gejala disartria, afasia, gangguan

langkah kaki dan gerakan halus, tonus otot meningkat, perseverasi, inkontinensia urine, timbulnya

kembali refleks primitif (menggenggam, menyedot), kesadaran berkabut, gangguan orientasi,

agitasi, halusinasi, dan kadang-kadang kejang umum. Oleh karena gejala tersebut mirip dengan


14/39



gejala keracunan sianida, diperkirakan ada hubungannya dengan intoksikasi endogen karena sianida

yang berasal dari vitamin B12. hal tersebut mungkin disebabkan oleh pengaruh langsung alkohol, di

samping karena faktor makanan.

b. Ambli opia Tembakau Alkohol

Ambliopia tembakau-alkohol sering juga disebut sebagai ambliopia nutrisional, dan

merupakan gangguan pada penglihatan yang paling sering dijumpai pada peminum alkohol.

Ditandai dengan adanya penglihatan yang kabur dan redup secara berangsur dan adanya skotoma

sentralis bilateral dan simetris terutama untuk warna merah dan hijau. Fundi biasanya normal.

c. Demensia Alkoholi ka

Berkurangnya kemampuan kognitif yang difus disebabkan oleh atrofi korteks serebri akibat

penggunaan alkohol yang kronis dan banyak. Pada beberapa peminum alkohol muda usia, kelainan

ini bersifat reversibel bila pemakaian alkohol dihentikan. Pada suatu penelitian, ditemukan bahwa

setiap pasien dengan demensia alkoholika dijumpai adanya riwayat ensefalopatia Wernick subakut

maupun kronis yang tidak berkembang penuh. Diduga demensia alkoholika disebabkan oleh

ensefalopatia Wernick, akibat toksik alkohol itu sendiri, dan neuron yang kekurangan zat gizi.

Jika bekerja di laboratorium, kita dapat menggunakan alat pelindung diri (APD) untuk

memastikan diri kita terlindung dari paparan bahaya etanol terutama yang berada dalam konsentrasi

tinggi. Etanol merupakan senyawa yang mudah menguap (volatil), mengingat uapnya sedikit

banyak dapat mengganggu pernafasan maka sebaiknya digunakan masker pada saat bekerja

menggunakan etanol konsentrasi tinggi. Selain itu, etanol juga dapat menyebabkan iritasi apabila

mengenai kulit manusia sehingga juga dibutuhkan penggunaan sarung tangan untuk mengurangi

bahaya dalam penggunaan etanol konsentrasi tinggi.

Selain dapat berbahaya bagi kesehatan, etanol juga dapat berbahaya bagi lingkungan. Etanol

merupakan salah satu zat yang mudah terbakar sehingga penggunaan etanol harus dipastikan tidak

berpotensi menimbulkan bahaya kebakaran. Etanol juga berbahaya bagi lingkungan sehingga

limbah etanol tidak boleh dibuang sembarangan namun harus menjalani serangkaian proses

penanganan limbah untuk bahan organik.

Pedoman untuk menghadapi bahaya etanol pada dasarnya adalah Material Safety Data Sheet

(MSDS) mengenai etanol serta panduan laboratorium mengenai penanganan etanol bila ada.

Material Safety Data Sheet sudah memuat seluruh bahaya etanol dari banyak aspek serta cara

penanganannya

b. Untuk mengetahui bagaimana perjalanan etanol dalam tubuh manusia kita dapatmemanfaatkan ilmu farmakokinetik, cabang dari ilmu farmakologi. Analisa dilakukan


15/39



terhadap darah, di mana konsentrasi etanol yang tersisa diukur dalam rentang waktu

tertentu, seperti data berikut ini :

t,min 30 60 120 150 240 360 480

c x 106

,g/cm3

0,699 0,622 0,413 0,292 0,152 0,060 0,024

Jika data di atas adalah hasil analisis Anda terhadap darah seseorang, berikanlah penjelasan

bagaimana Anda dapat menghasilkan data tersebut berdasarkan hasil penelitian yang sudah

dipublikasikan. Bagaimanakah Anda dapat menjelaskan perjalanan etanol dalam tubuh

orang tersebut, sehingga dikatakan bahwa data yang diberikan merupakan sisa etanol

dalam darah.

Jawaban

Perolehan data dimulai dengan pengambilan sampel darah seseorang sebanyak dua tabung

atau 8-10 mL. Sampel darah tersebut disimpan di dalam tabung kemudian dicampur dengan natrium

fluorida dan kalium oksalat sebagai pengawet. Konsentrasi etanol kemudian diukur menggunakan

headspace-gas chromatography (HS-GC). Pengambilan sampel darah dari orang yang sama

dilakukan setiap 30 menit sekali dan dilanjutkan dengan pengukuran konsentrasi etanol sehingga

dihasilkan data di atas. Cara tersebut juga digunakan dalam banyak penelitian lain mengenai laju

reaksi etanol dalam darah yang dimuat dalam berbagai jurnal.

Pada data yang diberikan, dapat dilihat bahwa jumlah etanol di dalam darah semakin

berkurang seiring berjalannya waktu. Hal ini sesuai dengan proses metabolism etanol di dalam

tubuh di mana etanol tersebut diabsobsi dan diubah ke dalam bentuk lain (asetaldehida, kemudian

asam asetat) sehingga senyawa dalam bentuk etanol semakin berkurang.

Alkohol diserap oleh tubuh melalui berbagai cara, termasuk melalui pernapasan. Penyerapan

terjadi setelah alkohol masuk ke dalam usus halus. Alkohol didistribusikan ke jaringan tubuh dan

dimetabolisasi menjadi asetaldehida, asam asetat, dan akhirnya karbon dioksida. Metabolisme

tersebut terjadi di hati, ginjal, paru-paru dan otot. Metabolisme tersebut kira-kira 8 gram tiap jam.

Alkohol yang tidak dimetabolisasi diekskresi melalui urin dan paru-paru.

Gambar 1.Mekanisme reaksi etanol(www.wikipedia.org)


16/39



Setelah pemberian oral, etanol diabsorpsi dengan cepat dari lambung dan usus halus ke

dalam aliran darah dan terdistribusi ke dalam cairan tubuh total . Distribusinya berjalan cepat,

dengan kadar obat dalam jaringan mendekati kadar di dalam darah. Volume distribusi dari ethanol

mendekati volume cairan tubuh total (0,5-0,7 l/kg). Alkohol didistribusikan di dalam tubuh

(terutama dalam jaringan adiposa), menyebabkan efek dilusi. Hal ini berkaitan dengan berat badan

dan menerangkan mengapa orang obese memiliki kadar alkohol yang lebih rendah daripada orang

yang kurus untuk jumlah alkohol yang sama. Di dalam sistem saraf pusat, konsentrasi ethanol

meningkat dengan cepat karena otak menampung sebagian besar aliran darah dan ethanol melewati

membran biologi dengan cepat.

Lebih dari 90% alkohol yang digunakan dioksidasi di dalam hati, sebagian besar sisanya

dikeluarkan lewat paru-paru dan urine. Ekskresi alkohol di dalam urine dan udara yang

dihembuskan biasanya sedikit, tetapi berjumlah konstan yang berkorelasi dengan BAC (blood

alcohol concentration). Hal ini merupakan prinsip yang mendasari penggunaan pemeriksaan urin

dan nafas pada forensik di samping uji darah.

Proporsi alkohol yang konsisten lewat paru-paru juga dimanfaatkan untuk uji alkohol lewat

pernafasan (breath alcohol test) yang berfungsi sebagai dasar bagi definisi legal dari mengemudi

di bawah pengaruh (driving under influence) di banyak negara. Orang dewasa tipikal dapat

memetabolisme 7-10 g (150-220 mmol) alkohol per jam, yang ekuivalen dengan kira-kira 10 oz bir,

3,5 oz anggur, atau 1 oz minuman keras yang disuling dengan kadar murni 80.

Jalur utama metabolisme alkohol menj adi asetaldehida telah diketahui, yakni sebagai beriku t :

a. Alur Alcohol Dehydrogenase

Jalur utama bagi metabolisme alkohol meliputi alkohol dehydrogenase (ADH), yaitu enzim

sitosol yang mengatalisasi perubahan alkohol menjadi asetal dehida Enzim ini terdapat terutama di

dalam hati, tetapi juga ditemukan di dalam organ-organ lain, misalnya otak dan perut. Selama

perubahan etanol menjadi asetal dehida, ion hydrogen ditransfer dari alkohol pada nicotinamide

adenine dinucleotide (NAD+) untuk membentuk NADH. Sebagai hasil akhir, oksidasi alkohol

menyebabkan penurunan ekuivalen yang berlebihan di dalam hati, terutama sebagai NADH.

Produksi NADH yang berlebihan inilah nampaknya yang mendasari sejumlah gangguan

metabolisme yang menyertai alkoholisme kronis.

b. Sistem Oksidasi Etanol di M ikrosom (MEOS)

Sistem enzim ini, yang juga dikenal sebagai sistem oksidasi campuran, menggunakan

NADPH sebagai kofaktor dalam metabolisme etanol. Pada konsentrasi dalam darah di bawah 100

mg/dL (22 mmol/L), sistem MEOS, yang memiliki Km relatif tinggi untuk alkohol, memberikan

sedikit pengaruh terhadap metabolisme etanol. Akan tetapi, bila ethanol dalam jumlah besar


17/39



dikonsumsi, sistem alcohol dehydrogenase menjadi jenuh karena pengosongan jumlah kofaktor

yang dibutuhkan NAD+. Bila konsentrasi etanol meningkat di atas 100 mg/dL, akan terjadi

peningkatan peran dari sistem MEOS, yang mana tidak mengandalkan NAD+ sebagai kofaktor.

Selama konsumsi alkohol secara kronis, aktivitas MEOS meningkat. Induksi enzim ini dikaitkan

dengan meningkatnya berbagai macam unsur pokok retikulum endoplasma yang halus di dalam

hati. Sebagai akibatnya, konsumsi alkohol yang terus-menerus akan menyebabkan peningkatan

yang berarti tidak hanya dalam metabolisme etanol tetapi juga dalam klirens obat-obat lain yang

dieliminasi oleh sistem enzim mikrosomal hepatis.

c. Metabolisme Asetaldehi da

Sebagian besar asetal dehida yang dibentuk dari alkohol tampaknya akan dioksidasi di dalam

hati. Sementara itu, beberapa sistem enzim mungkin bertanggung jawab atas reaksi ini,

mithocondrial NAD+-dependent aldehyde dehydrogen senampaknya menjadi jalur utama bagi

oksidasi acetaldehyde. Produk dari reaksi ini adalah asetat yang mana selanjutnya mengalami

metabolisme menjadi CO2 dan air. Konsumsi alkohol kronis akan menurunkan kecepatan

penurunan oksidasi asetal dehida dalam mitikondria yang utuh.

Bagaimana Anda dapat menentukan persamaan laju reaksi hilangnya etanol dalam tubuh

manusia berdasarkan data yang diberikan.

JawabanData yang didapatkan hanya merupakan penelitian terhadap perubahan etanol menjadi

produk yang tidak diketahui di dalam tubuh. Padahal reaksi perubahan etanol menjadi asam asetat

harus melewati tahap pertengahan, yaitu tahap pembetukan asetaldehida. Oleh karena tidak ada data

terbentuknya atau hilangnya asetaldehida, maka dianggap perubahan etanol hanya merupakan

reaksi orde satu biasa, yaitu dengan reaksi

Meskipun pada dasarnya suatu reaksi oksidasi seperti reaksi di atas membutuhkankeberadaan oksigen, namun dalam kasus ini dianggap yang mengoksidasi etanol adalah murni

enzim alkoholdehidrogenase (ADH) dan koenzim nikotinamid-adenin-dinukleotida (NAD) yang

tidak dimasukkan ke dalam persamaan laju reaksi. Dengan demikian reaksi oksidasi etanol dapat

digolongkan sebagai reaksi orde satu.

Laju reaksi hilangnya etanol dalam tubuh manusia sebagai reaksi orde satu memenuhi

persamaan berikut:

di mana : a = konsentrasi etanol awal

...(4)

...(5)


18/39



x = konsentrasi etanol yang bereaksi sepanjang waktu t

(a-x) = konsentrasi etanol yang tersisa pada waktu t.

Persamaan di atas dapat ditentukan berdasarkan grafik dengan pengaturan persamaan

sebagai berikut:

atau

( ) Apabila digunakan persamaan terakhir di atas maka data yang didapatkan diubah menjadi

sebagai berikut:

Tabel 3. Tabel Perbandingan waktu dengan log (c x106)

t (detik) (c x 106), g/cm3 log(c x 106)

1800 0,699 5,8444

3600 0,622 5,7937

7200 0,413 5,6160

9000 0,292 5,4654

14400 0,152 5,1818

21600 0,060 4,7782

28800 0,024 4,3802

maka, dihasilkan grafik log c vs t yang dihasilkan :

y = -0.2449x + 6.2739

R = 0.9334

0

1

2

3

4

5

6

7

1800 3600 7200 9000 14400 21600 28800

logc

t (sekon)

Grafik log c vs t

...(6)

...(7)


19/39



Grafik hubungan log c etanol vs waktu memiliki nilai R2= 0,9335 (mendekati 1) maka, dapat kita

katakan garis grafik tersebut membentuk fungsi linear. Faktor yang menyebabkan grafik tidak

benar-benar berupa garis lurus adalah karena adanya pembulatan yang diakibatkan pengalian data

dengan 106.

Maka, reaksi berkurangnya etanol dalam tubuh manusia dapat disimpulkan sebagai reaksi

berorde satu. Berdasarkan grafik, didapatkan kemiringan sebesar -0,2449, di mana

Sehingga didapatkan konstanta laju reaksi perubahan etanol di dalam tubuh adalah

Maka, persamaan laju reaksi perubahan etanol dalam tubuh adalah :

Untuk membuktikan bahwa reaksi ini benar-benar reaksi orde satu, kita akan mencoba untuk

membandingkannya dengan jika data reaksi tersebut dimasukkan pada permasaan reaksi orde nol.

t (detik) (c x 10 ), g/cm

1800 0,699

3600 0,622

7200 0,413

9000 0,292

14400 0,152

21600 0,060

28800 0,024

...(8)

...(9)


20/39



Tampak bahwa data reaksi di atas jika dimasukkan dalam persamaan orde nol, akan membentuk

garis yang lebih menjauhi dari garis linear.

Berikutnya, kita akan mencoba melihat bagaimana jika data reaksi itu dimasukkan pada

persamaan orde kedua:

t (detik) (c x 10 ), g/cm 1/c

1800 0,699 1,4306 x 10-6

3600 0,622 1,6077 x 10-

7200 0,413 2,4213 x 10-

9000 0,292 3,4247 x 10-

14400 0,152 6,5789 x 10-

21600 0,060 1,6667 x 10-

28800 0,024 4,1667 x 10-

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

1800 3600 7200 9000 14400 21600 28800

[C2H5OH]

t (detik)

Grafik [C2H5OH] vs t


21/39



Tampak bahwa jika data pada reaksi perubahan etanol dalam tubuh jika dimasukkan dalam

persamaan reaksi orde kedua dan diplotkan dalam grafik, maka garis yang terbentuk semakin

menjauhi dari fungsi linear. Maka, dapatlah kita simpulkan bahwa asumsi jika reaksi tersebut

merupakan reaksi orde satu adalah benar.

0

0.000005

0.00001

0.000015

0.00002

0.000025

0.00003

0.000035

0.00004

0.000045

0 100 200 300 400 500 600

1/[C2H5OH]

t (detik)

Grafik 1/ vs t


22/39



Pemicu 3

Penambahan hidrogen halida pada alkena memegang peranan penting dalam penelitian

mekanisme reaksi organik. Suatu penelitian dilakukan pada tekanan tinggi dari hidrogen

klorida (sampai 25 atm) dan propena (sampai 5 atm) dan diamati pada suatu range suhu.

Kuantitas 2-kloropropana yang terbentuk kemudian ditentukan dengan NMR. Buktikanlah

bahwa jika reaksi A + B P berlangsung sebesar ( t), maka konsentrasi produk mengikuti

[P] / [A] = k [A]m-I [B]n t jika reaksi itu mempunyai orde ke-m terhadap A dan orde ke-n

terhadap B. Dalam suatu seri reaksi, perbandingan konsentrasi kloropropana terhadap

propena tidak bergantung pada konsentrasi propena, tetapi perbandingan konsentrasi

kloropropana terhadap HCl, dengan propena dalam kuantitas yang konstan. Untuk t = 100

jam (yang pendek menurut skala waktu reaksi), perbandingan terakhir itu naik dari nol

menjadi 0,005; 0,003; 0,001 pada p (HCl) = 10 atm; 7,5 atm; 5 atm.

Pertanyaan :

a. Bagaimanakah mekanisme reaksi yang terjadi antara hydrogen halide dan alkena. Berikan

contoh dengan senyawa di atas.

Jawaban :

Semua alkena mengalami reaksi adisi dengan halida-halida hidrogen. Sebuah atom hidrogen

terikat pada salah satu karbon yang pada awalnya berikatan rangkap, dan sebuah atom halogenterikat pada atom karbon lainnya. Reaksi antara propena dan

hidrogen halida adalah sebagai berikut:

Gambar 2.Mekanisme reaksi HCl dan propena(oleh : penulis)


23/39



Mengapa produk yang terjadi dianalisis dengan NMR ?

Jawaban :

Nuclear Magnetic Resonance (NMR) adalah salah satu metode analisis yang digunakan

untuk menentukan struktur dari komponen alami dan sintetik yang baru, kemurnian dari komponen,

dan arah reaksi kimia sebagaimana hubungan komponen dalam larutan yang dapat mengalami

reaksi kimia. Pada spektrum hidrogen NMR menghadirkan beberapa resonansi yang menjelaskan

bahwa molekul yang dipelajari mengandung hidrogen. Produk yang dihasilkan (2-kloropropana)

dapat dianalisis menggunakan spektrum NMR, karena spektrum ini khususnya digunakan untuk

studi molekul organik karena biasanya membentuk atom hidrogen dalam jumlah yang besar.

Apakah ada instrumen lain yang bisa digunakan ?

Jawaban :

Instrumen lain yang dapat digunakan untuk menganalisis produk adalah teknik spektroskopi

masa (MS). MS adalah teknik analisis yang mengukur perbandingan massa dengan muatan. Teknik

analisis yang digunakan adalah kualitatif dan kuantitatif, meliputi identifikasi suatu senyawa,

menentukan komposisi isotop unsur dalam molekul dan menentukan struktur senyawa dengan

mengamati fragmen-fragmennya. Penggunaan lain yaitu untuk menghitung jumlah senyawa dalam

sampel.

b. Berdasarkan keterangan di atas, turunkanlah persamaan laju reaksi pembentukan 2-

kloropropana. Berapakah orde reaksi untuk setiap reaktan ? buatlah kesimpulan yang

dapat anda untuk reaksi HCl dengan propena.

Jawaban

Persamaan laju reaksi pembentukan 2-kloropropana:

HCl + C3H6C3H2Cl

v= k [HCl]m[C3H6]n

di mana : m = orde reaksi HCln = orde reaksi C3H6

Orde reaksi tiap reaktan:

HCl + C3H6C3H7Cl

t (jam)10 0,05 100

7,5 0,03 200

5 0,01 300

...(10)

...(11)


24/39



log10[A-x] =

t + log10[A0]

di mana : [A-x] = Konsentrasi sisa = P HCl

[A0] = konsentrasi awal

log () t (jam)10 1 100

7,5 0,875 200

5 0,699 300

Lalu kita memplotkan log(PHCl) sebagai fungsi sumbu y dan t (jam) sebagai sumbu x. Maka, dari

persamaan garis linear yang terbentuk kita akan memperoleh nilai k.

Dengan metode least squarekita mendapatkan persamaan garis grafik yang tebentuk. Kita pun

memperoleh nilai R2adalah 0,9905 yang berarti mendekati 1 maka, kita dapat mengatakan bahwa

grafik di atas linear. Oleh karenanya, kita dapat mengatakan bahwa orde total reaksi tersebut adalah

1. Kita mendapatkan nilai slope grafik = - 0,001505

= - 0,1505

= 0,3466v= k [HCl]m-1[C3H6]

n

Diasumsikan reaksi di atas adalah reaksi pseudo, dan dari soal diketahui bahwa perbandingan

konsentr asi k lor opropana tidak bergantung pada konsentr asi propena, maka n=0, persamaan

reaksi menjadi:

y = -0.1505x + 1.159

R = 0.9905

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

100 200 300

log(PHCl)

t (jam)

Grafik log(PHCl) vs t

...(12)

...(13)


25/39



v = k [HCl]m-1

dari soal diketahui:

[C3H7Cl]/[HCl] =k [HCl]m-1[C3H6]

n

[C3H7Cl] = k [HCl]m-1

Persamaan (15) setara dengan persamaan (16)

Pembuktian:

Pada saat [C3H7Cl]/[ HCl] = 0,05P HCl = [HCl] = 10

Maka [C3H7Cl] = 0,5

Nilai ini masukkan ke persamaan (20) :

0,5 = (0,3466) (10)m-1

1,443 = 10m-1

m-1 = 0,16

m = 1,16 1

jika m = 1, maka persamaan laju reaksi (1) menjadi

v = k [HCl]0,16

sesuai dengan asumsi yakni reaksi pseudo

maka orde reaksi [HCl]=1, orde reaksi [C3H7Cl] = 0

Kesimpulan:

Reaksi HCl dengan propena merupakan reaksi pseudo dengan orde total 0,16 karena reaksi inimemenuhi persamaan reaksi oder satu, namun pada kenyataannya orde total reaksi ini hanya

0,16.

Perbandingan konsentrasi kloropropana tidak bergantung pada konsentrasi propena sehinggaorde reaksi propena = 0

...(14)

...(15)

...(16)

...(17)


26/39



Pemicu 4

Svante Arrhenius pada tahun 1889 membuktikan bahwa ada hubungan antara suhu dengan

konstanta laju reaksi. Metoda yang dia usulkan kemudian digunakan untuk suatu reaksi

dekomposisi senyawa A dan ternyata data yang didapatkan dari penelitian adalah sebagai

berikut:

T () 250 268 287 303 320K (106s-1) 1,8 1,5 6,0 1,6 9,5

Pertanyaan:

a. Bagaimanakah pengaruh suhu terhadap konstanta laju reaksi seperti yang dianalisis olehArrhenius? Bagaimana hubungannya dengan reaksi yang terjadi.

Jawaban :

Pada tahun 1889 Arrhenius mengusulkan sebuah persamaan empiris yang menyatakan

kebergantungan konstanta laju reaksi pada suhu yang berlaku pada suhu yang berlaku pada jenjang

suhu yang tidak begitu lebar. Penentuan persamaan Arrehenius didasarkan pada:

a) fraksi molekul yang mempunyai energi aktivasi atau mungkin lebihb)jumlah tumbukan yang terjadi setiap detik reaksic) fraksi tumbukan yang menpunyai kesamaan orientasi

Arrhenius merumuskan hubungan antara konstanta laju reaksi dengan temperatur melalui

persamaan :

...(18)

...(19)

atau

...(20)

Jika k=k1pada T=T1dan k=k2pada T=T2, maka :

....(21)keterangan :

k = konstanta laju reaksi

T = suhu mutlak

R = konstanta gas

Ea = energi aktivasi

A = faktor frekuensi (berhubungan dengan jumlah frekuensi tumbukan pada suatu reaksi)


27/39



Faktor RTEaAek / memiliki kesamaan dengan hukum distribusi Boltzman. Faktor ini menunjukan

fraksi molekul yang memiliki energi yang melebihi energi aktivasi. Seringkali persamaan tersebut

ditulis dalam bentuk logaritma sebagai berikut:

Plot ln k sebagai 1/T akan merupakan sebuah garis lurus dengan slop = -E a/R dan akan memotong

sumbu ln k pada ln A.

Pengaruh Suhu pada Reaksi yang Terjadi

Meningkatnya temperatur menyebabkan kenaikan laju reaksi dan konstanta laju reaksi.

Apabila suhu pada suatu reaksi yang berlangsung dinaikkan, maka kalor yang diberikan

akan menambah energi kinetik partikel pereaksi sehingga tumbukan yang terjadi semakin sering

dan menyebabkan laju reaksi semakin besar. Sebaliknya, apabila suhu diturunkan, maka energi

kinetik partikel pereaksi akan berkurang sehingga tumbukan yang terjadi semakin tak aktif dan

menyebabkan laju reaksi semakin kecil. Setiap kenaikan suhu 10 reaksi berlangsung 2 atau 3 kali

lebih cepat.

di mana :

Vt = kecepatan reaksi pada suhu t

Vo = kecepatan reaksi awal

2 = koefisien suhu

t = perubahan suhu (tt-t0)

Apakah ada faktor lain yang berpengaruh terhadap konstanta laju reaksi ataupun terhadap

suatu reaksi yang terjadi?

Jawaban :

Faktor lain yang berpengaruh terhadap konstanta laju reaksi ataupun kecepatan terjadinya suatu

reaksi :

1. Faktor KonsentrasiPersamaan laju reaksi dinyatakan dalam fungsi konsentrasi. Oleh karena itu, konsentrasi reaktan

sangat berpengaruh terhadap laju. Semakin besar konsentrasi, semakin cepat laju reaksi.

Konsentrasi yang tinggi menyebabkan jarak antar molekul lebih dekat sehingga frekuensi

tumbukan menjadi lebih tinggi. Hubungan antara laju sesaat reaksi dan konsentrasi reaktan :

...(22)

...(23)

...(24)


28/39



Hubungan di atas menunjukkan laju reaksi sebanding dengan konsentrasi reaktan yang bereaksi

pada selang waktu tertentu.

2. Faktor TekananLaju reaksi meningkat seiring meningkatnya tekanan

Hal ini berkaitan dengan tumbukan antar molekul. Gas yang mengalami kenaikan tekanan akan

bereaksi lebih cepat karena jarak antar molekulnya akan menjadi lebih dekat. Kenaikan tekanan

menimbulkan kenaikan suhu yang dapat mempercepat laju reaksi. Selain itu, pada reaksi antara

cair dan gas, kenaikan tekanan akan mempermudah pelarutan gas pada cairan. Kenaikan tekanan

akan meningkatkan konsentrasi gas yang menjadi reaktan.

3. Faktor Sifat ZatReaksi antar senyawa ionberlangsung lebih cepat karena adanya gaya tarik antar ion-ion yang

memiliki muatan berlawanan dari zat yang sedang bereaksi. Contoh : Na+(aq)+ Cl-(aq)NaCl(aq)

Reaksi antar senyawa kovalenberlangsung relatif lambat karena dalam proses reaksi diperlukan

energi untuk memisahkan ikatan-ikatan kovalen dari molekul-molekul zat yang bereaksi.

Contoh : CH4(g)+ Cl2(g)CH3Cl(g)+ HCl(g). Untuk mempercepatnya dapat diberi energi

tambahan, misal dibantu cahaya matahari.

4. Faktor Keberadaan Garam Primer (untuk Reaksi Ionik)Laju reaksilarutan ionik bergantung pada kekuatan ion dan muatan ion-ionyang bereaksi.

Postulat Bjerrum : ion-ion yang bereaksi membentuk kompleks teraktivasi dalam

kesetimbangan dan laju reaksinya membentuk produk akan sebanding dengan konsentrasi

kompleks tersebut.

Untuk reaksi Aza + Bzb [A. Bza+zb] produk, Bjerrum menyatakan laju reaksi sebagai

CCkdt

dx' dan melalui persamaan konstanta kesetimbangan diperoleh:

Karena ko = kK, maka :

. Sesuai persamaan reaksi :

.

Sehingga diperoleh hubungan : . Di mana: k = nilai k secara eksperimental; k0=nilai k sesungguhnya.

Hubungan konstanta laju dengan kekuatan ion () melalui teori Debye-Huckel:

Keterangan:

f : fugasitasK : konstanta kesetimbangan

ZAdan ZB: muatan ion yang bereaksi

Cc : konsentrasi kompleks teraktivasiBA

C

BA

C

BBAA

C

CCf

ffKk

dt

dx

f

fCfCKC

'

reaktan Kompleksteraktivasi


29/39



Bilaza.zb (perkalian muatan ion) positif, k meningkat bersama meningkatnya; negatif, k

menurun bersama meningkatnya; nol, k tidak dipengaruhi.

Contoh :

CH2BrCOO-+ S2O3

-2CH2(S2O3)COO-+ Br- (zAzB= +2)

5. Faktor Keberadaan KatalisKatalis adalah zat tambahan yang bereaksi bersama reaktan yang mempengaruhi laju reaksi

kimia namun tidak mengalami perubahan secara kimia pada akhir reaksi. Artinya, zat tersebut

diperoleh kembali setelah keseluruhan reaksi kimia terjadi. Cara kerja dari katalis adalah dengan

menurunkan energi aktivasi karena ketika katalis menyerang reaktan untuk mencapai keadaantransisi, maka energi yang dibutuhkan akan lebih kecil dibandingkan dengan reaksi tanpa

katalis.

Katalis ada dua macam, yaitu katalis homogen (satu fasa dengan reaktan) dan katalis heterogan

(berbeda fasa dengan reaktan).

Katal is Homogen dalam Gas

Misalnya : reaksi dekomposisi asetaldehid dengan katalis uap iodin.

CH3CHO + I2CH3I + HI + CO

CH3I + HICH4+ I2

Maka, kecepatan rekasinya :

Pengaruh katalis : nilai k menjadi lebih besar 10.000 kali dari sebelumya dan energi aktivasi

berkurang dari 45.500 kalori menjadi 32.500 kalori. Tanpa katalis iodin, asetaldehid langsungterkomposisi menjadi karbonmonoksida dan metana.

Katalis Homogen dalam Larutan

Katalisis asam : mengkatalisis setiap spesi dalam larutan di mana asam Bronsted bereaksi

sebagai katalis. Jika sebuah zat S bereaksi dalam larutan di mana ada asam HA, H2O dan H3O+,

maka persamaan lajunya:

sHAHASOHOHsOHOH CCkCCkCCk

dt

dx

3322

....(25)

Keterangan:

= kekuatan ion

A = konstanta Debye-Huckel

Dengankatalis

Tanpakatalis


30/39



Katalisis basa : mengkatalisis setiap spesi dalam larutan di mana basa Bronsted bereaksi

sebagai katalis. Jika sebuah zat Y bereaksi dalam larutan di mana ada ion A -, H2O dan OH-,

maka persamaan lajunya:

YAAYOHOHYOHOH CCkCCkCCkdt

dx 22

....(26)

Katalisis asam-basa : ada pula reaksi yang mengalami katalis asam basa (misalnya : reaksi

enolasi aseton). Maka, laju reaksinya adalah penjumlahan koefisien katalisis, konsentrasi

substrat, dan konsentrasi semua spesi asam atau basanya. Persamaan total lajunya adalah

penjumlahan persamaan laju (25) dan (26).

Pada katalisis asam, koefisien akan bertambah dengan pertambahan kekuatan asam dari asam

yang dikatalisis sementara pada katalisis basa, koefisien akan bertambah dengan pertambahan

kekuatan basanya.

Katalisis negatif: katalis menghambat kecepatan reaksi. Contoh : Bromin menghambat reaksi

metana dengan klorin.

6. Faktor Luas PermukaanSemakin besar luas permukaan per satuan volume reaktan, semakin banyak kontak yang

terjadi maka reaksi akan makin cepat.

Pengaruh luas permukaan hanya terjadi pada reaksi heterogen.

b. Berikanlah analisis terhadap data di atas berdasarkan apa yang diusulkan oleh Arrhenius.Jawaban :

Analisis terhadap data di atas berdasarkan apa yang diusulkan oleh Arrhenius:

Dari penelitian untuk reaksi dekomposisi senyawa A dan dengan memanfaatkan persamaan

Arrhenius maka kita dapat menganalisa untuk data-data di atas. Analisisnya adalah sebagai berikut:

T(oC) 250 268 287 303 320

k (106s

-1) 1,8 1,5 6,0 1,6 9,5

Persamaan Arrhenius diatas dapat diubah kedalam bentuk persamaan linear:

| | |

y = mx + c

Jadi menurut persamaan garis y = mx+c, ln k dapat menggantikan y, ln A dapat menggantikan c,

dan menggantikan m dan menggantikan x, setelah dimasukkan data x serta y nya dan


31/39



menggambarkan grafiknya, lalu dengan menggunakan metode trend line pada Microsoft Excel,

didapat:

(K

-1) 1,912.10-3 1,848.10-3 1,786.10-3 1,736.10-3 1,686.10-3

ln k 14,403 14,221 15,607 14,286 16,067

Kemudian, kita plot angka-angka tersebut ke dalam grafik ln k vs

Dari grafik dapat dilihat bahwa persamaan garis yang didapat adalah y = - 0,3393x +

15,935. Namun, data yang didapat kurang bagus dan tidak sesuai dengan teori Arrhenius sehingga

harus dilakukan metode trend lineuntuk mendapat persamaan garis lurusnya. Seharusnya semakin

tinggi suhu pada reaksi tersebut, maka semakin tinggi nilai konstanta kesetimbangan, k, karena

kenaikan suhu berarti memberikan energi panas terhadap molekul, sehingga molekul-molekul akan

bergerak semakin cepat dan tumbukan dengan energi yang lebih besar dari energi aktivasi akan

semakin sering terjadi.

Dari persamaan garis grafik yang diperoleh, kita dapat mencari nilai A (faktor frekuensi) dan nilai

Ea. Nilai A dan EA dari reaksi dekomposisi senyawa A tersebut berdasarkan data yang diberikan:

persamaan garis yang didapat : y = -0,3393 x + 15,935

maka : ln A adalah 15,935 sehingga nilai faktor frekuensi, A, adalah 8,327 x 106.

m adalah - 0,3393

Sehingga : Eapada reaksi dekomposisi senyawa A adalah 0,674 kalori

y = -0.3393x + 15.935

R = 0.3909

13

13.5

14

14.5

15

15.5

16

16.5

0.001686 0.001736 0.001786 0.001848 0.001912

lnk

1/ (K-1)

Grafik ln k vs 1/T


32/39



Berdasarkan analisis Anda, pada kondisi suhu bagaimanakah sebaiknya dilakukan untuk

dekomposisi senyawa tersebut?

Jawaban :

T(oC) 250 268 287 303 320

k (106s

-1) 1,8 1,5 6,0 1,6 9,5

Dari data di atas, kita melihat bahwa nilai k paling tinggi adalah pada suhu 320 oC. Kita mengetahui

bahwa semakin tinggi nilai k, berarti reaksi akan berlangsung semakin cepat. Maka, kita dapat

menyimpulkan bahwa dari data percobaan yang dipaparkan dalam reaksi dekomposisi senyawa A,

proses dekomposisi senyawa sebaiknya dilakukan pada suhu 320oC karena reaksi berlangsung

cepat. Namun, perlu dipertimbangkan faktor konsumsi energi yang diperlukan karena semakin

tinggi suatu reaksi dilakukan, reaksi itu membutuhkan energi yang lebih tinggi


33/39



Pemicu 5

Penelitian tentang pembuatan biodiesel sudah sangat berkembang sekarang ini. Pada

umumnya biodiesel dibuat dengan memanfaatkan minyak kelapa sawit. Andaikan bahan baku

yang digunakan adalah minyak kelapa, penelitian dilakukan dengan mengubah trigliserida

(TG), yang merupakan kandungan terbesar dalam minyak kelapa, menjadi metil ester dan

gliserol (GL) melalui reaksi transesterifikasi. Reaksi overall transesterifikasi trigliserida

menjadi metil ester adalah sebagai berikut:

TG + 3MeOH 3RCOOMe + GL

Reaksi di atas sebenarnya terdiri dari 3 tahapan reaksi, yaitu:

TG + MeOh DG + RCOOMe

DG + MeOh MG + RCOOMe

MG + MeOh GL + RCOOMe

dengan panjang DG dan MG adalah digliserida dan monogliserida, dan R adalah alkil rantai

panjang.

Pertanyaan:

a. Bagaimanakah menurut Anda, mana yang lebih menguntungkan untuk dijadikan sebagaibahan baku biodiesel, apakah minyak sawit ataukah minyak kelapa. Berikan alasan dari

berbagai macam aspek, seperti ketersediaan, sifat fisika kimia bahan baku dan produk yang

dihasilkan, dll.

Jawaban :

Bahan bakar dari minyak nabati (biodiesel) dikenal sebagai produk yang ramah lingkungan, tidak

mencemari udara, mudah terbiodegradasi, dan berasal dari bahan baku yang dapat diperbaharui.

Biodiesel umumnya disintesis dari ester asam lemak dengan rantai karbon antara C6-C22. Biodiesel

diproduksi melalui proses transesterifikasi dua tahap,dilanjutkan dengan pencucian, pengeringan

dan terakhir filtrasi.Bahan-bahan yang dibutuhkan pada proses ini adalah :

1. Minyak nabati dengan kadar asam lemak bebas (ALB) rendah, yaitu < 1%. Jika kadar ALBnyalebih maka perlu dilakukanpretreatmentagar tidak mengganggu efisiensi kinerja. Di samping

itu kandungan air juga tidak boleh terlalu tinggi. Kandungan asam lemak bebas dan air yang

terlalu tinggi mengakibatkan pembentukan sabun (saponifikasi) dan menimbulkan masalah

pemisahan gliserol.Pretreatmentyang dilakukan adalah proses degumming dan refined.

2. Alkohol, sebagai pereaksi minyak nabati. Umumnya digunakan metanol. Kandungan air dalamalkohol perlu diperhatikan. Jika kandungan air tinggi, kualitas hasil biodiesel rendah karena


34/39



kandungan sabun, ALB dan trigliseridanya tinggi. Hasil biodiesel dipengaruhi pula oleh

tingginya suhu operasi produksi, lama waktu pencampuran atau kecepatan pencampuran

alkohol.

3. Katalisator, untuk meningkatkan daya larut saat reaksi berlangsung. Umumnya digunakan basakuat, yaitu NaOH atau KOH atau natrium metoksida. Jika banyak air yang diserap oleh katalis,

maka kerja katalis kurang baik. Setelah reaksi selesai, katalis dinetralkan dengan penambahan

asam mineral kuat. Setelah biodiesel dicuci, HCl digunakan untuk netralisasi katalis basa.

Proses Pembuatan Biodiesel

Katalis dilarutkan dalam methanol dengan menggunakan mixer atau agitator standar.Campuran methanol dan katalis dimasukkan ke dalam reaktor tertutup baru kemudian

ditambahkan minyak nabati. Sistem harus tertutup total untuk menghindari penguapan methanol.

Reaksi dijaga pada suhu diatas titik didih alkohol (sekitar 70oC) guna mempercepat reaksimeskipun beberapa sistem merekomendasikan suhu kamar. Lama reaksi adalah 18 jam.

Pemberian metanol berlebih diperlukan untuk memastikan konversi yang sempurna.

Meskipun densitas gliserol lebih tinggi daripada biodiesel sehingga gliserol tertarik ke bawahkarena gravitasi, alat sentrifugal masih diperlukan untuk mempercepat pemisahan kedua

senyawa tersebut. Setelah terjadi pemisahan gliserol dan biodiesel , kelebihan methanol diambil

dengan proses evaporasi atau distilasi.

Produk samping gliserol yang masih mengandung katalis dan sabun selanjutnya dinetralkandengan larutan asam sulfat.

Setelah biodiesel dipisahkan dari gliserol selanjutnya dimurnikan lagi dengan air hangat untukmembuang sisa-sisa katalis atau sabun. Lalu dikeringkan dan dikirim ke tangki penyimpan

biodiesel.

Gambar 3.Diagram Alir Proses Produksi Biodiesel dari Minyak Nabati(Nurhida, 2004, hlm. 10)


35/39



Sebagai bahan baku pembuatan biodiesel kita membutuhkan minyak nabati. Minyak nabati di sini

dapat dari berbagai sumber, antara lain minyak kelapa, minyak sawit, minyak biji jarak,minyak

keledai, minyak keledai, dan sebagainya. Dalam hal ini kita akan membandingkan minyak kelapa

dan minyak sawit sebagai bahan baku biodiesel.

Perbandingan Minyak Sawit dan Minyak Kelapa

Minyak sawit merupakan jenis minyak nabati yang mengandung asam lemak dengan rantai karbon

C14-C20, sementara minyak kelapa kaya akan asam lemak berantai sedang (C8-C14) khususnya

asam laurat dan asam meristat. Keduanya memenuhi syarat sebagai bahan baku biodiesel.

Keunggulan dari minyak sawit sebagai bahan baku biodiesel adalah minyak sawit memiliki

kadar ALB kurang dari 1% sehingga tidak memerlukan proses pendahuluan untuk mengolahnya.

Sementara untuk minyak kelapa kadar ALB (asam lemak bebas)-nya hanya kurang dari 5%,

sehingga mengakibatkan terjadinya penyabunan yang akan menimbulkan masalah pada pemisahan

gliserol sebagai produk sampingan. Namun, hal ini dapat diatasi dengan melakukan proses

degumming dan refinedsebelum digunakan sebagai bahan baku pembuatan biodiesel.

Tabel 1. Komposisi asam lemak minyak kelapa dan minyak sawit

(Knothe,et all,2004)

Asam Lemak Kelapa Sawit (palm)

Kaproat (C 6:0) 0-0,8

Caprilat (C 8:0) 5,5-9,5

Caprat (C 10:0) 4,5-9,5

Laurat (C 12:0) 44-51

Meristat (C 14:0) 13-18,5 0,9-2,4

Palmitat (C16:0) 7,5-10,5 32-46,3

Stearat (C 18:0) 1-3 4-6,3

Oleat (18:1) 5-8,2 37-53

Linoleat (18:2) 1,0-2,6 6-12

Linolenat (18:3) - -

Dengan adanya perbedaan komposisi asam lemak yang dikandung, terdapat perbedaan antara sifat

fisika-kimia minyak kelapa dengan minyak sawit.


36/39



Tabel 2. Sifat fisika-kimia (karakteristik) minyak kelapa dan minyak nabati

(Jamescook University, 1983)

Karakteristik Minyak

Kelapa

Minyak

Sawit

Suhu memadat (o

C) 20-25 30-35

Bilangan Iod 10 54

Bilangan Penyabunan 268 199

Karakteristik minyak kelapa yang bersifat padat pada suhu di bawah 25oC menyebabkan

dapat terjadinya penyumbatan pada filter engine. Pencampuran minyak kelapa dengan 50% solar

dapat menurunkan suhu pemadatan hingga pada suhu 15oC. Penggunaan dalam jangka waktu yang

lama, akan menghasilkan deposit pada injektor. Bilangan iod minyak kelapa lebih rendah

dibandingkan dengan minyak sawit, sehingga deposit hasil pembakaran minyak kelapa relatif lebih

rendah. Secara kimiawi, minyak kelapa lebih stabil dan memiliki sifat pembakaran yang baik

dibanding dengan minyak sawit.

Selain itu, Minyak kelapa merupakan additive terbaik untuk mengurangi polusi. Pembakaran

CO2 yang dihasilkan seimbang dengan CO2 yang digunakan tanaman kelapa untuk respirasi.

Menurut hasil kajian Universitas Idaho (2003), menunjukkan bahwa kandungan NOx dan

Particulate Matter (PM) pada gas buang minyak kelapa paling rendah (NOx 4.5 gm.s/mile dan PM

0.12 gm.s/mile).

Secara umum, ketersediaan minyak sawit di Indonesia lebih banyak dibandingkan dengan

minyak kelapa. Hal ini dikarenakan di Indonesia terdapat banyak perkebunan sawit. Namun,

minyak kelapa dapat diperoleh dari pengolahan buah kelapa segar atau dari ampas kelapa yang

sudah tidak terpakai. Ampas kelapa masih mengandung 12,2% - 15,9% minyak kelapa. Pembuatan

minyak kelapa sangat menguntungkan karena tidak membutuhkan biaya yang mahal karena bahan

bakunya mudah diperoleh dengan harga yang murah dan proses pengolahannya sederhana dan tidak

terlalu rumit. Di samping itu, proses pembuatan minyak kelapa murni menggunakan energi yangminimal.


37/39



Dari beberapa aspek yang telah dijabarkan, dapat disimpulkan bahwa minyak kelapa lebih

menguntungkan untuk dijadikan sebagai bahan bahu biodiesel. Hal ini selaras dengan kajian James

Cook University (1983) yang menyimpulkan bahwa minyak kelapa memiliki karakteristik yang

paling baik sebagai bahan bakar bila dibandingkan dengan minyak nabati lainnya (minyak sawit).

b. Bagaimanakah bentuk persamaan laju pembentukan produk biodiesel jika diturunkan darimekanisme reaksi yang diberikan?

Jawaban :

Persamaan laju reaksi produk pembentukan biodiesel:

Pada reaksi ini produk yang terbentuk adalah GL dan RCOOMe. Namun pada mekanisme

reaksi reversible ini terjadi pembentukan dan penguraian kembali dari RCOOMe. Oleh karena itu,

penentuan persamaan laju reaksi produk hanya pada senyawa GL.

Persamaan laju reaksi dari pembentukan senyawa GL sendiri adalah sebagai berikut.

(27)

Berdasarkan mekanisme reaksi diperoleh persamaan sebagai berikut :

(28)

(29)

+

Gambar 4.Proses Produksi Minyak Kelapa secara Basah(Nurhida, 2004, hlm. 12)


38/39



(30)

Persamaan (4) dimasukkan ke dalam persamaan (1)

(31)

MeOH sendiri pada mekanisme reaksi terlihat mengalami pembentukan dan penguraian kembali

sehingga [MeOH] pada persamaan (31) diabaikan. Sehingga persamaan laju reaksi pembentukan

GL adalah :

(32)

Hasil persamaan (32) sesuai dengan hasil penelitian dalam jurnal Transesterifikasi CPO

terhadap Produk Metil Palmitat dalam Reaktor Tumpak. Hasil penelitian menunjukkan reaksi

pembentukkan biodiesel merupakan reaksi transesterisifikasi overall, dimana pada reaksi tersebut

reaktan yang digunakan sangat berlebih dan reaksi berlangsung irreversible. Reaksi

transesterisifikasi overall mengikuti prinsip reaksi pseudo molekuler reaksi bimolekuler atau

termolekuler tetapi reaksi tersebut merupakan reaksi tingkat satu. Pada reaksi pembentukkan

biodiesel, alkohol yang digunakan sangat berlebih sehingga konsentrasi dari alkohol selama reaksi

dapat dianggap konstan sehingga :

Persamaan (32) dan (33) merupakan persamaan kinetika orde satu. Persaman ini diintegralkan

dengan limit antara t=0 sampai dengan t=t dan konsentrasi dari [TG]0pada saat t =0 dan [TG] pada

waktu tertentu menjadi :

..............(34)

Maka, persamaan laju pembentukan produk biodiesel:

..............(35)


39/39


DAFTAR PUSTAKA

Bird, Tony. 1987.Kimia Fisik Untuk Universitas. Jakarta : PT. Gramedia.

Dettling, A, dkk. 2008.A Regression Model Applied to Gender-Specific Ethanol Elimination from

Blood and Breath Measurement in Blood Alcoholic, International Journal of Legal Med

123.

Dogra, S. K., dan S. Dogra. 1990.Kimia Fisik dan SoalSoal. Jakarta : UI Press.

Hasnah, Ulia. 2008.Alternatif Penggunaan Hidrogen Peroksida Pada Tahap Akhir Proses

Pemutihan Pulp. USU e-Reprisitory.

Jamescook University, 1983. Thermal Efficiency of Coconut Oil as a Compression Ignition Fuel.

Physic Department. Jamescook University of North Queensland Townsville, Australia.

Jones, Allan Wayne. 2010. Evidence-Based Survey of the Elimination Rates of Ethanol from Blood

with Applications in Forensic Casework, Forensic Science Journal vol 200.

Jones, Alan Wayne. 2009. Ultra Rapid Rate of Ethanol Elimination from Blood in Drunken Drivers

with Extremely High Blood Alcohol Concentration,International Journal Legal Med 122.

Kementrian Pertanian. 2010. Outlook Komoditas Pertanian Perkebunan. Jakarta: Pusat Data dan

Informasi Pertanian.

Maron, Samuel H. dan Jerome B. Lando. 1974.Fundamental of Physical Chemistry. New York :

Collier MacMillan.Nurwijaya, Dra. Hartati. 2009. Bahaya Alkohol dan Cara Pencegahannya. Jakarta:Elex Media

Robinson, Donita Lynn. 2000. Effect of Gender and Estrous Cycle on Brain and Blood Ethanol

Pharmacokinetic, International Journal of Legal Med 111.

Sukardjo.2004.Kimia Fisika.Jakarta : PT Rineka Cipta.

Tim Sekretariat MAPI, 2006. Minyak Kelapa sebagai Bahan Bakar Alternatif (Biofuel dan

Biodiesel dari Kelapa).

Utami, Tania Surya, Rita Arbianti, dan Dody Nurhasman. 2007. Kinetika Reaksi Transesterifikasi

CPO terhadap Produk Metil Palmitat dalam Reaktor Tumpah. Depok:Universitas

Indonesia.

Widiantoko, Rizky Kurnia.2011.Alkohol dan Bahyanya (Metabolisme dan Efek).

http://lordbroken.wordpress.com/2011/02/12/alkohol-dan-bahayanya-metabolisme-dan-

efek/.(diakses : 10 Oktober 2011)

Wildan Ahmad. 2010. Studi Proses Pemutihan Kelapa Sebagai Reinforced Fiber.Semarang :

Universitas Diponegoro.
http://lordbroken.wordpress.com/2011/02/12/alkohol-dan-bahayanya-metabolisme-dan-%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20efek/http://lordbroken.wordpress.com/2011/02/12/alkohol-dan-bahayanya-metabolisme-dan-%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20efek/http://lordbroken.wordpress.com/2011/02/12/alkohol-dan-bahayanya-metabolisme-dan-%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20efek/http://lordbroken.wordpress.com/2011/02/12/alkohol-dan-bahayanya-metabolisme-dan-%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20efek/

Documents

Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011