Pencampuran
Dalam kimia, suatu pencampuran adalah sebuah zat yang dibuat dengan menggabungkan dua zat atau lebih yang berbeda tanpa reaksi kimia yang terjadi (obyek tidak menempel satu sama lain).
Sementara tak ada perubahan fisik dalam suatu pencampuran, properti kimia suatu pencampuran, seperti titik lelehnya, dapat menyimpang dari komponennya. Pencampuran dapat dipisahkan menjadi komponen aslinya secara mekanis. Pencampuran dapat bersifat homogen atau heterogen.
Pencampuran adalah produk pencampuran mekanis atau pencampuran zat kimia seperti elemen dan senyawa, tanpa penyatuan kimia atau perubahan kimia lainnya, sehingga masing-masing zat mempertahankan properti dan karakteristik kimianya.[1]
Pencampuran Bahan Padat-Cair
Kata Kunci: Membangkitkan basa, Meningkatkan kadar, Proses hidrogenasi
Ditulis oleh Suparni Setyowati Rahayu pada 19-08-2009
Pada proses pembuatan produk industri kimia yang siap untuk diperdagangkan dan pada pengolahan produk setengah jadi, seringkali bahan-bahan padat harus dicampurkan dengan sejumlah kecil cairan. Di sini dapat terbentuk bahan padat yang lembab atau campuran yang sangat viskos seperti pasta atau adonan. Seringkali cairan harus juga ditambahkan ke dalam pasta, adonan atau massa yang plastis tersebut. Contoh :
a.Mencampur serbuk dengan cairan untuk membuat butiran-butiran (granulat)
b.Mencampur pasta pada industri farmasi dan kosmetik dengan bahan-bahan aktif.
c.Mencampur masa sintetik yang plastis dengan bahan-bahan penolong (misalnya bahan pelunak, stabilisator, bahan pewarna).
Alat yang digunakan dapat berupa tangki atau bejana vertikal yang berbentuk silinder, bahan digilas dan diuli oleh satu atau dua perkakas campur yang mirip pengaduk.
Pencampuran Bahan Padat-Padat
Pencampuran dua atau lebih dari bahan padat banyak dijumpai yang akan menghasilkan produk komersial industri kimia.
1.Pencampuran bahan pewarna dengan bahan pewarna lainnya atau dengan bahan penolong untuk menghasilkan nuansa warna tertentu atau warna yang cemerlang.
Alat yang digunakan untuk pencampuran bahan padat dengan padat dapat berupa bejana-bejana yang berputar, atau bejana-bejana berkedudukan tetap tapi mempunyai perlengkapan pencampur yang berputar, ataupun pneumatik.
Pencampuran Bahan Cair-Gas
Untuk proses kimia dan fisika tertentu gas harus dimasukkan ke dalam cairan, artinya cairan dicampur secara sempurna dengan bahan-bahan berbentuk gas.
Contoh :
1. Proses hidrogenasi, khorinasi dan fosfogensi
2. Oksidasi cairan oleh udara (fermentasi, memasukkan udara kedalam lumpur dalam instalasi penjernih biologis)
3. Meningkatkan kadar (melarutkan) gas dalam cairan (misalnya HCL dalam air, oksigen dalam cairan-cairan)
4. Membangkitkan basa (misalnya busa pemadam api).
Merawat Alat Pencampur
Untuk mendapatkan kerja yang efisien, bukan hanya kebutuhan daya yang merupakan hal terpenting tetapi juga laju pencapaian derajat pencampuran yang diinginkan serta perawatan yang terjadwal. Telah dibuktikan bahwa sangat sukar untuk mendapatkan derajat pencampuran yang diingikan pada suatu waktu, dan keputusan untuk menentukan kapan material tersebut sudah tercampur masih tergantung kepada perkiraan, pengalaman dan keputusan operator serta kegiatan perawatan yang terus menreus dilakukan.
Metode atau Teknik Pencampuran
Untuk bisa menghasilkan cocktails atau mocktails dengan kualitas yang bagus, ada beberapa aturan main yang perlu kita ikuti. Mulai dari material yang kita gunakan seperti spirits bisa pakai yang Premium brand, Kalau musti dicampur dengan juices, pakailah yang freshly squeezed. Dan yang tak kalah penting adalah teknik pencampuran. Karena untuk memperoleh hasil akhir yang sesuai dengan yang diharapkan, kita musti mengikuti aturan maen dari recipe yang bersangkutan. Meskipun tidak menutup kemungkinan buat seorang bartender untuk melakukan explorasi ataupun inovasi terhadap suatu minuman agar bisa menghasilhan sesuatu yang baru.
Berikut ini beberapa teknik pencampuran yang sering kita pakai atau sering kita jumpai:
Building – building adalah teknik mencampur minuman yang paling basic dan mudah dilakukan. Tanpa harus melibatkan banyak peralatan dan alat bantu. Kita bisa melakukannya langsung diserving glass.
Shaking – Shaking merupakan teknik pencampuran yang paling efficient . Semua ingredient tercampur dengan merata dan setiap karacter dari masing masing spirits atau flavoring/coloring agent bisa terserap keluar dengan sempurna. Beberapa aturan yang perlu diperhatikan bila menggunakan mixing method ini adalah :
-Selalu memakai cubed ice yang benar-benar fresh..
-Gunakan paling tidak 2/3 mixing glass full of ice sebagai media pencampur.
-Shake minuman dengan sempurna, sampai dengan mixing tin keluar bunga icenya.
-Ketika men shake minuman jangan menghadap langsung ke customer, meskipun kita berdiri didepan customer kita ! karena untk menghindari kalau tanpa disengaja shaker terlempar dari tangan kita.
Boiling – jarang dipake dibar bar karena teknik ini membutuhkan persiapan yang panjang dan rumit. Biasanya dipake untuk menyerap aroma yang sulit didapatkan bila hanya memakai mixing teknik yang lain. Flavoring agent yang biasa di pake adalah Clove, Cinnamon ,dll. Contoh cocktail yang memakai mixing method ini ; Gluhwein/ Mule wine.
Stirring – sebuah minuman di stirr karena kita ingin minuman yang kita buat tetap jernih dan bersih , dan dingin tanpa ada tambahan cairan dari ice yang mencair layaknya ketika kita memakai shaker untuk mencampur minuman.
Blending – Dianggap sebagai salah satu teknik pencampuran minuman paling sempurna. Beberapa cocktails /mocktail seperti Frozen drinks akan sangat bagus ketika memakai teknik ini. Biasanya dipakai untuk minuman yang ingredients nya melibatkan fresh fruit, cream,nuts, atau ice cream. Beberapa aturan ketika memakai teknik blending :
-Gunakan crushed ice yang lembut bukan cube ice yang masih keras agar mata pisau blender tidak cepat rusak.
-Potong fresh fruits menjadi potongan kecil –kecil untuk memudahkan campuran yang diblend cepat halus.
Layering – teknik membuat cocktails/mocktails yang memerlukan ketelitian dan kesabaran tingkat tinggi. Layering dipakai dengan tujuan untuk membuat minuman dengan efek pelangi. Antara satu warna dengan warna yang lain terpisah denan jelas. Beberapa aturan yang harus di ikuti ketika memakai teknik layering adalah :
-Letakkan spirits dengan kadar alcohol yang rendah dibawah spirits yang kadar alcoholnya lebih tinggi.
-Semakin tinggi kadar alcohol maka semakin rendah kadar gula dalam suatu spirits. Maka ingredients degan kadar gula tertinggi akan menempati urutan terbawah dalam layering.
-Gunakan alat bantu seperti Long bar spoon untk menghasilhan efek pelangi yang bagus.
Muddling – teknik pencampuran minuman yang melibatkan buah buahan segar,herb, sayur sayuran untuk di tumbuk dan mengambil juices dan flavours untuk kemudian dicampur dengan alcohol atau syrups . Ada beberapa aturan ketika membuat minuman dengan menggunakan teknik pencampuran ini :
-Gunakan gelas yang sesuai dan kuat agar tidak pecah ketika mendapat tekanan dari muddler.
-Gunakan fresh fruit/herb/vegetables yang di chop lembut agar memudahkan dalam mendapatkan juice dan flavournya.
-Sajikan secepatnya begitu minuman siap, karena setelah lewat beberapa menit minuman jenis ini akan berubah mejadi keruh.
Pengadukan adalah proses mengocok susu untuk membuat mentega menggunakan butter churn. Di Eropa sejak Renaissance sampai Industrial Revolution, hal ini biasanya dilakukan dengan tangan. Kemudian alat mekanis juga digunakan.
Mentega adalah lemak susu, kadang-kadang ditambahi garam. Sampai abad ke-19 mentega dibuat dari susu yang dibiarkan menjadi asam secara alami.
Tangki berpengaduk digunakan secara luas pada berbagai proses industri karena kemampuan sirkulasi aliran. Kompleksitas aliran dalam tangki berpengaduk menjadi bagian dari perubahan global pola alir dari satu tipe ke tipe yang lain, secara bergantian dalam skala yang besar. Fenomena ini diketahui sebagai Makro-Instabilitas (MI) pada tangki berpengaduk yang dipelajari dalam disertasi ini dengan cara Large Eddy Simulation (LES). MI adalah fenomena alami penting yang harus diketahui karena dapat memberikan efek yang signifikan pada kinerja pengadukan di dalam sistem satu fase maupun multifase. Studi ini dimulai dari tinjauan pada aliran satu fase sampai suspensi poly-disperse solidliquid di tangki berpengaduk menggunakan impeller dan geometri tangki yang berbeda. Metode visualisasi yang ditunjukkan sebagai hasil eksperimen dan hasil eksperimen yang sama dari literatur digunakan untuk memvalidasi hasil simulasi. Dalam disertasi ini pada umumnya menggunakan pendekatan teoritis berbasis simulasi computational fluid dynamics (CFD) yang mampu menunjukkan informasi detail aliran. Beberapa model dan teknik penyelesaian yang tersedia digunakan untuk membantu menjelaskan banyaknya variasi dari gerakan aliran secara numerik. Cara ini didukung oleh kemajuan yang signifikan dari permodelan aliran fluida dan turbulensi, algoritma numerik, hardware komputer, dan predikisi numerik dari aliran dalam tangki berpengaduk yang telah divalidasi, terutama yang menggunakan large eddy simulation (LES) sebagai permodelan turbulensi. Karena fenomena MI memberi pengaruh pada ketidakstabilan yang ditinjau menurut waktu dan bersifat aliran tiga dimensi, strategi numerik tidak bisa menggunakan penyederhanaan domain perhitungan melalui simetri geometrik, perkiraan steady state, dan model edy-viscosity yang secara lokal mengasumsikan sifat turbulen isotropic. LES yang memisahkan fluktuasi koheren frekuensi rendah pada satu sisi dan fluktuasi turbulen pada sisi yang lain adalah yang cocok untuk memprediksi sifat-sifat MI dalam tangki berpengaduk. Selanjutnya, prosedur sliding mesh (SM) yang memiliki kemampuan untuk mensimulasikan gerakan impeller secara realistis dibutuhkan untuk mendukung model LES. Kemampuan LES membuktikan dengan pengakuan pola alir dengan rata-rata eksperimen visualisasi aliran untuk sistem single fase telah diperiksa untuk mengetahui karakteristik fenomena MI dalam tangki berpengaduk yang berisi air. Tiga impeller berbeda : six-blade Rushtin disc turbibe (RT) impeller, fan turbine (FT) impeller, dan pitch blade turbine (PBT) impeller digunakan dalam single dan double impeller. Pada kasus tangki berpengaduk dengan six-blade Rushton turbine, prediksi secara numerik terhadap MI dilakukan dengan menggunakan variasi off-bottom clearance pada kecepatan rotasi impeller konstan. Hasilnya menunjukkan bahwa kombinasi pola alir terjadi secara berulang-ulang untuk semua konfigurasi. Pola aliran dalam tangki berpengaduk yang dilengkapi dengan single impeller dapat diklasifikasikan menurut radial discharge dan cross pass type untuk pengadukan dengan six bladed Rushton disc turbine (RT) impeller, radial discharge dan axial discharge untuk fan turbine (FT) impeller, axis symmetric axial discharge dan asymmetric axial discharge untuk pitch blade turbine (PBT) impeller. Untuk kasus dengan penyusunan double impeller, terdapat variasi yang lebih komplek dari pola aliran yang disebabkan oleh interaksi diantara pola aliran yang dihasilkan oleh impeller atas dan bawah. Frekuensi kemunculan dan rasio life time dari tiap tipe aliran yang dikenali juga dipelajari secara ekperimen dan simulasi sebagai karakteristik dari MI. Lebih jauh lagi, variasi pola aliran didukung dengan kemunculan dari puncak amplitude yang tinggi pada frekuensi rendah dari frekuensi spektrum baik kecepatan aliran dan juga tekanan dinamik pada dinding tangki. Berdasar pada keseesuaian antara hasil eksperimen dan simulasi, metode LES juga digunakan untuk menaksir akibat dari fenomena MI dalam tangki berpengaduk untuk pencampuran padat-cair. Hasil simulasi yang didapatkan pada tangki berpengaduk dengan single PBT impeller, double RT impeller atau double FT impeller menunjukkan perbedaan yang signifikan dari karakteristik MI untuk system single dan dua fase (contoh, air dan polidisperse pencampuran padat cair dari inert partikel dalam air). Perkiraan numerik dari tekanan dinamik yang dipantau pada dinding tangki yang dalam penyesuaian dengan fluktuasi kecepatan aliran dan konsentrasi partikel untuk mengindikasikan fenomena MI, dan telah terbukti bahwa fenomena MI sangat mempengaruhi operasi pencampuran. Perubahan dari pola aliran menyebabkan perubahan mendadak dari distribusi partikel padat dalam campuran. Pada akhirnya, metode CFD yang menggabungkan LES sebagai model turbulen, sliding mesh (SM) sebagai model pergerakan impeller dan mixture model sebagai model multifase dapat memberikan informasi detail tentang pola alir secara simultan, real time dan 3-D dalam tangki berpengaduk. Di samping itu, pencarian hubungan diantara awal mula MI dan karakteristik frekuensi timbulnya MI dari data time series kecepatan aliran, konsentrasi partikel dan tekanan dinamik pada dinding tangki telah pula diperoleh.
Flokulasi adalah penyisihan kekeruhan air dengan cara penggumpalan partikel untuk dijadikan partikel yang lebih besar. Gaya antar molekul yang diperoleh dari agitasi merupakan salah satu faktor yang berpengaruh terhadap laju terbentuknya partikel flok.
Salah satu faktor penting yang mempengaruhi keberhasilan proses flokulasi adalah pengadukan, dimana dikenal tiga macam cara pengadukan yaitu mekanis, pneumatis dan hidrolis. Pengadukan dengan cara mekanis adalah yang paling banyak digunakan dalam pengolahan air minum, namun memerlukan peralatan yang rumit dan pasok enerji yang cukup besar.
Dengan tujuan menyederhanakan proses flokulasi, dalam penelitian ini digunakan pengadukan cara hidrolis, dimana air baku dialirkan secara gravitasi melalui pipa melingkar berbentuk helikoidal sebagai flokulator. Diameter pipa = 1,27cm, diametE lingkaran = 60 cm dan panjang pipa flokulator 50 m.
Untuk memisahkan partikel-partikel tersuspensi setelah melalui flokulator helikoidal,air baku langsung dimasukan kedalam kolom saringan pasir sehingga terjadi proses filtrasi tanpa bak pengendap pada kolom saringan diameter 10 cm, tinggi saringan 2 m dan tinggi media saringan 80 cm.Dari berbagai kondisi operasi dengan menggunakan variabel Laju penyaringan, Sifat aliran dan Media Saringan diperoleh berbagai hubungan antara Efisiensi Saringan pasir dalam mereduksi kekeruhan dan suspended solid dengan karakteristik flokulator helikoidal.
Pengaliran fluida pada sistem pipa helikoidal dapat menimbulkan turbulensi dan pengadukan. Kehilangan tekanan dan pengadukan partikel dari kedua aliran tersebut diterapkan dalam rekayasa proses flokulasi. Dua macam Laju Penyaringan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Laju Alir Berkurang (Declining Rate Filtration) dan Laju Alir Tetap (Constant Rate Filtration)
Air baku diambil dari Sungai Cikapundung dibawah jembatan Jalan Siliwangi pada bulan Oktober 1993, dengan Rekeruhan Awal 31,5 mg/1 SiO2 .
Dari bak pengatur tekanan, air baku dialirkan secara gravitasi kedalam flokulator helikoidal dengan laju alir tertentu, bersamaan dengan itu dimasukan koagulan Aluminium Sulfat dengan dosis 15 mg/l.
Dari beberapa analisa diperoleh korelasi antara Debit. Aliran,Kehilangan tekanan dengan reduksi kekeruhan dimana sisa kekeruhan adalah 1,2 mg/1 SiO2.
Declining Rate Filtration memberikan waktu kontak yang lebih baik dan tidak terjadi penumpukan flak secara cepat padabagian atas saringan yang menyebabkan saringan tersumbat.
Gradien Kecepatan, Waktu Kontak, pH, kehilangan tekanan sangat berpengaruh pada karakteristik flokulator helikoidal yang digunakan.
Meskipun nampak adanya penghematan, namun perlu diperhatikan pula hal-hal yang menyebabkan berkurangnya kemampuan (performance) flokulator helikoidal, seperti kehilangan enerji karena perubahan bentuk pipa, mengendapnya flok pada bagian dalam pipa serta waktu operasi yang relatif pendek sehingga harus sering dilakukan pembilasan.
Selasa, 27 April 2010
Senin, 26 April 2010
Saturated dan Superheated
Saturated (Lemah jenuh)
lemak jenuh adalah lemak yang terdiri dari trigliserida yang mengandung hanya jenuh asam lemak radikal. Ada beberapa jenis alami asam lemak jenuh, yang berbeda dengan jumlah atom karbon, mulai dari 3 karbon ( asam propionat ) untuk 36 (Hexatriacontanoic asam) lemak. asam tidak jenuh memiliki ikatan rangkap antara karbon atom dari asam lemak rantai dan karena itu benar-benar jenuh dengan hidrogen atom.
Lemak yang terjadi secara alami di jaringan berisi berbagai proporsi jenuh dan lemak tak jenuh . Contoh makanan yang mengandung proporsi yang tinggi lemak jenuh termasuk produk-produk susu (terutama krim dan keju tetapi juga mentega dan ghee ); lemak hewan seperti lemak , lemak , lemak babi dan lemak daging , minyak kelapa , minyak biji kapas , kernel kelapa sawit , coklat , dan beberapa makanan siap. [1]
Serum asam lemak jenuh pada umumnya lebih tinggi pada perokok, peminum alkohol dan obesitas orang.
Fat profil
Sementara label nutrisi biasanya menggabungkan mereka, asam-asam lemak jenuh muncul dalam proporsi yang berbeda di antara kelompok makanan. laurat dan asam miristat radikal yang paling sering ditemukan dalam "tropis" minyak (misalnya inti sawit , kelapa) dan produk susu. lemak jenuh dalam daging, telur , coklat, dan kacang-kacangan terutama trigliserida palmitat dan stearat asam.
deepfry Stabil dan baking menengah
minyak Deepfry dan baking lemak yang tinggi dalam lemak jenuh, seperti minyak kelapa , lemak atau lemak babi , dapat menahan panas ekstrim (dari 180-200 derajat Celsius) dan tahan terhadap oksidasi. Sebuah paralel review 2001 dari 20-tahun studi lemak makanan di Britania Raya, Amerika Serikat dan Spanyol menyimpulkan bahwa tak jenuh ganda seperti minyak kedelai, canola, bunga matahari dan jagung mudah menurunkan senyawa beracun dan lemak trans saat dipanaskan. berkepanjangan dari konsumsi lemak trans -sarat minyak teroksidasi dapat menyebabkan aterosklerosis , penyakit radang sendi dan pengembangan cacat lahir. Para ilmuwan juga mempertanyakan disengaja 'otoritas rekomendasi kesehatan global dalam jumlah besar lemak tak jenuh ganda dalam diet manusia tanpa atas langkah-langkah untuk menjamin perlindungan dari asam lemak terhadap panas-dan-degradasi oksidatif.
Asosiasi dengan penyakit
Asupan asam lemak jenuh secara langsung berkaitan dengan kardiovaskular faktor risiko . Orang-orang yang makan lemak jenuh lebih sering memiliki tingkat yang lebih tinggi kolesterol dan proporsi yang lebih besar dari besar, kepadatan rendah kolesterol LDL partikel. Tingkat kolesterol tinggi merupakan faktor risiko untuk penyakit jantung dan stroke .
Peningkatan kadar kolesterol telah diamati pada manusia dengan peningkatan asupan lemak jenuh, seperti studi tentang 22 laki-laki hiperkolesterolemia. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa diet tinggi lemak jenuh meningkatkan risiko penyakit jantung dan stroke meskipun penelitian besar lainnya telah menemukan hubungan terbalik antara konsumsi lemak jenuh dan stroke iskemik Selain itu, penelitian eksperimental telah menemukan bahwa orang-orang mengkonsumsi makanan tinggi lemak jenuh kolesterol mengalami perubahan profil negatif Pada tahun 2010 suatu meta-analisis dari calon studi kohort menemukan tidak signifikan secara statistik hubungan antara penyakit jantung dan diet lemak jenuh. Namun, para penulis mencatat bahwa percobaan terkontrol acak klinis yang digantikan lemak jenuh dengan lemak tak jenuh ganda diamati penurunan penyakit jantung, dan bahwa rasio antara lemak tak jenuh ganda dan lemak jenuh dapat menjadi faktor kunci
Pada tahun 1999, sukarelawan secara acak ditugaskan untuk baik Mediterania (yang menggantikan lemak jenuh dengan mono dan polyunsaturated fat) atau pakan kontrol menunjukkan bahwa subyek yang ditetapkan ke diet Mediterania menunjukkan penurunan secara signifikan kemungkinan menderita serangan jantung kedua, kematian jantung, gagal jantung atau stroke.
Sebuah evaluasi data dari Harvard Nurses 'Health Study menemukan bahwa "diet rendah di karbohidrat dan tinggi protein dan lemak tidak berhubungan dengan meningkatnya risiko penyakit jantung koroner pada wanita. Ketika nabati sumber lemak dan protein yang dipilih, diet ini mungkin agak mengurangi resiko penyakit jantung koroner.
Mayo Clinic disorot minyak yang tinggi dalam lemak jenuh termasuk kelapa , kelapa sawit dan kernel kelapa sawit . Mereka lebih rendah dari jumlah lemak jenuh, dan tingkat yang lebih tinggi tak jenuh (sebaiknya tak jenuh tunggal) lemak seperti minyak zaitun, minyak kacang, minyak canola, alpukat, safflower, jagung, bunga matahari, kedelai dan minyak biji kapas umumnya sehat. Namun, tinggi asupan lemak jenuh susu tampaknya tidak meningkatkan risiko penyakit jantung dan populasi pulau Pasifik yang memperoleh 30-60% dari total asupan kalori dari lemak jenuh kelapa hampir penuh tingkat non-ada penyakit jantung.
The National Heart, Lung and Blood Institute, [24] dan badan kesehatan lain seperti World Heart Federation [25] mendesak lemak jenuh diganti dengan lemak tak jenuh ganda dan tak jenuh tunggal. Daftar tubuh kesehatan zaitun dan minyak canola sebagai sumber minyak monosaturated sementara kedelai dan minyak bunga matahari kaya dengan lemak tak jenuh ganda. Sebuah penelitian 2005 di Kosta Rika menunjukkan konsumsi minyak terhidrogenasi tak jenuh non seperti kedelai dan bunga matahari lebih dari kelapa sawit.
spesifisitas asam lemak
Penelitian epidemiologi penyakit jantung telah terlibat empat asam lemak jenuh utama yang bervariasi derajat. Organisasi Kesehatan Dunia telah menetapkan bahwa ada "meyakinkan" bukti bahwa asupan asam palmitat dan miristat meningkatkan probabilitas, "mungkin" resiko dari asam laurat, dan tidak ada peningkatan risiko sama sekali dari asam stearat konsumsi. [7]
Pada 2005, ilmuwan Belanda di Departemen Biologi Manusia, Universitas Maastricht dibandingkan efek dari asam stearat asam oleat dengan dan linoleat. Empat puluh lima pelajaran (27 wanita dan 18 pria) yang dikonsumsi, secara acak, tiga diet eksperimen, masing-masing selama lima minggu. [ 29 ] Hasil menyarankan asam stearat sangat tidak thrombogenic dibandingkan dengan asam oleat dan linoleat.
Dalam kimia , khususnya biokimia , asam lemak adalah sebuah asam karboksilat dengan panjang tak bercabang alifatik ekor ( rantai ), yang baik jenuh atau tak jenuh . Yang paling terjadi asam lemak alami memiliki jumlah atom karbon bahkan karena mereka biosintesis melibatkan asetil-KoA , sebuah koenzim membawa-atom karbon-kelompok dua (lihat sintesis asam lemak ). Asam lemak yang diproduksi oleh hidrolisis dari ester hubungan dalam lemak atau minyak biologis (keduanya merupakan trigliserida ), dengan penghapusan gliserol . See oleochemicals . Lihat oleokimia . Asam lemak adalah asam monokarboksilat alifatik berasal dari, atau yang terkandung dalam bentuk esterifikasi dalam, binatang atau lemak nabati, minyak, atau lilin. asam lemak Alam umumnya memiliki rantai empat dengan 28 karbon (biasanya tidak bercabang dan bahkan bernomor), yang mungkin jenuh atau tak jenuh. Dengan ekstensi, istilah ini sering digunakan untuk merangkul semua asam karboksilat alifatik asiklik. [1] ini akan meliputi asam asetat , yang biasanya tidak dianggap sebagai asam lemak karena hal tersebut sangat pendek bahwa trigliserida triacetin terbuat dari itu secara substansial miscible dengan air dan Diusulkan bahwa campuran asam lemak memancarkan oleh kulit mamalia, bersama dengan asam laktat dan asam piruvat , yang khas dan memungkinkan hewan dengan rasa penciuman tajam untuk membedakan individu dengan demikian bukan lemak .
Jenis
Tiga dimensi representasi dari beberapa asam lemak Asam lemak dapat jenuh dan tak jenuh, tergantung pada ikatan rangkap . Mereka berbeda dalam panjang juga.
Asam lemak jenuh
Perbandingan isomer trans (atas) asam Elaidic dan cis-isomer asam oleat . Asam lemak jenuh adalah bentuk mirip, kecuali bahwa satu atau lebih alkenyl ada kelompok-kelompok fungsional sepanjang rantai, dengan masing-masing alkena menggantikan single- bonded "-CH 2-CH 2 -" bagian dari rantai dengan ikatan ganda "-CH = CH-"porsi (yaitu, karbon ikatan ganda karbon lain).
Dua atom karbon dalam rantai yang terikat di sebelah kedua sisi ikatan ganda dapat terjadi dalam cis atau trans konfigurasi.
cis
Sebuah konfigurasi cis berarti bahwa atom hidrogen berdekatan berada di sisi yang sama dari ikatan rangkap. Kekakuan dari ikatan rangkap konformasi membeku dan, dalam kasus isomer cis, menyebabkan rantai membungkuk dan membatasi kebebasan konformasi dari asam lemak.. Ganda obligasi lebih rantai telah dalam konfigurasi cis, fleksibilitas kurang itu. Ketika rantai memiliki cis obligasi banyak, itu menjadi sangat melengkung di konformasi yang paling dapat diakses. Sebagai contoh, asam oleat , dengan satu ikatan rangkap, memiliki kekakuan "" di dalamnya, sedangkan asam linoleat dengan dua ikatan ganda, memiliki diucapkan tikungan lebih. -linolenic asam Alpha , dengan tiga ikatan rangkap, bantuan bentuk bengkok. Efek dari ini adalah bahwa, di lingkungan terbatas, seperti ketika asam lemak adalah bagian dari fosfolipid dalam lapisan ganda lipid, atau triglycerides dalam tetesan lipid, cis obligasi membatasi kemampuan asam lemak untuk dikemas secara dekat, dan karena itu dapat mempengaruhi temperatur leleh dari membran atau lemak.
trans
Sebuah konfigurasi trans, sebaliknya, berarti bahwa dua berikutnya atom hidrogen terikat ke sisi berlawanan dari ikatan rangkap. Akibatnya, mereka tidak menyebabkan rantai untuk menekuk banyak, dan bentuknya mirip dengan asam lemak jenuh lurus.
Pada sebagian besar alami asam lemak tak jenuh, masing-masing ikatan rangkap dua memiliki tiga atom karbon n setelah itu, untuk n beberapa, dan semuanya obligasi cis. Sebagian besar asam lemak dalam konfigurasi trans (lemak trans) tidak ditemukan di alam dan merupakan hasil dari pengolahan manusia (misal, hidrogenasi ).
Perbedaan dalam geometri antara berbagai jenis asam lemak tak jenuh, serta antara jenuh dan asam lemak tak jenuh, memainkan peran penting dalam proses biologi, dan konstruksi struktur biologis (seperti membran sel).
Asam lemak jenuh
Asam lemak jenuh adalah rantai-panjang asam karboksilat yang biasanya memiliki antara 12 dan 24 atom karbon yang tidak memiliki ikatan rangkap. Dengan demikian, asam lemak jenuh jenuh dengan hidrogen (sejak ikatan ganda mengurangi jumlah hidrogen pada karbon masing-masing).
asam lemak esensial]
Tubuh manusia dapat menghasilkan semua kecuali dua dari asam lemak yang dibutuhkan. Kedua, asam linoleat (LA) dan asam alfa-linolenat (ALA), tersebar luas di minyak tanaman. Selain itu, minyak ikan mengandung omega-3 fatty acid-asam lagi asam eicosapentaenoic (EPA) dan asam docosahexaenoic (DHA). minyak laut lain, seperti dari segel, juga mengandung sejumlah besar asam docosapentaenoic (DPA), yang juga merupakan-3 asam lemak omega. Meskipun tubuh sampai batas tertentu dapat mengkonversi ALA ke dalam lagi-omega-3 rantai asam lemak, omega-3 asam lemak yang ditemukan dalam minyak laut membantu memenuhi kebutuhan asam lemak esensial (dan telah terbukti memiliki sifat sehat sendiri ).
Karena mereka tidak dapat dibuat dalam tubuh dari substrat lainnya dan harus diberikan dalam makanan, mereka disebut asam lemak esensial. Mamalia kurangnya kemampuan untuk memperkenalkan ikatan rangkap dalam asam lemak luar karbon 9 dan 10. Oleh karena itu asam linoleat dan asam alfa-linolenat adalah asam lemak esensial bagi manusia. Dalam tubuh, asam lemak esensial terutama digunakan untuk menghasilkan hormon-zat seperti yang mengatur berbagai fungsi, termasuk tekanan darah, pembekuan darah, kadar lemak darah, respon imun, dan respon inflamasi terhadap infeksi cedera.
Asam lemak esensial adalah asam lemak tak jenuh ganda dan senyawa induk dari omega-6 dan seri omega-3 asam lemak, masing-masing. Mereka adalah penting dalam diet manusia karena tidak ada mekanisme sintetik bagi mereka. Manusia dapat dengan mudah membuat jenuh asam lemak atau asam lemak tak jenuh tunggal dengan ikatan ganda pada posisi-9 omega, tetapi tidak memiliki enzim yang diperlukan untuk memperkenalkan ikatan ganda pada posisi-3 atau omega omega-6 posisi.
Asam lemak esensial yang penting dalam beberapa sistem tubuh manusia, termasuk sistem kekebalan tubuh dan dalam pengaturan tekanan darah, karena mereka digunakan untuk membuat senyawa, seperti prostaglandin. Otak telah meningkatkan jumlah turunan asam linoleic dan alpha-linolenat. Perubahan tingkat dan keseimbangan dari asam lemak akibat diet Barat yang khas kaya omega-6 dan miskin di-3 asam lemak omega diduga untuk dihubungkan dengan depresi dan perubahan perilaku, termasuk kekerasan. Sambungan yang sebenarnya, jika ada, masih dalam penyelidikan. Selanjutnya, perubahan ke pola makan kaya di-3 asam lemak omega, atau konsumsi suplemen untuk mengimbangi ketidakseimbangan makanan, telah dikaitkan dengan perilaku kekerasan berkurang dan meningkatkan rentang perhatian, namun mekanisme untuk efek ini masih belum jelas. Sejauh ini, setidaknya tiga studi manusia telah menunjukkan hasil yang mendukung ini: dua studi sekolah serta studi buta ganda dalam penjara.
Asam lemak memainkan peran penting dalam kehidupan dan kematian sel jantung karena mereka adalah bahan bakar penting bagi aktivitas mekanik dan listrik jantung.
Asam lemak Trans
Sebuah asam lemak trans (umumnya disingkat menjadi lemak trans) adalah asam lemak tak jenuh molekul yang mengandung ikatan rangkap trans antara karbon atom, yang membuat molekul yang kurang 'tertekuk' dibandingkan dengan asam lemak dengan ikatan rangkap cis. Obligasi ini bersifat dihasilkan selama hidrogenasi industri minyak tanaman. Karena mereka juga diproduksi di metabolisme bakteri, lemak hewan (misalnya pada susu) juga mengandung sekitar 4% asam lemak trans. Penelitian menunjukkan bahwa jumlah lemak trans berkorelasi dengan penyakit peredaran darah seperti aterosklerosis dan penyakit jantung koroner lebih dari jumlah yang sama dari lemak cis, untuk alasan yang tidak sepenuhnya dipahami. Diketahui, bagaimanapun, bahwa lemak trans, seperti lemak jenuh, meningkatkan LDL ("buruk") dan menurunkan kolesterol HDL ("baik") kolesterol. Mereka juga telah terbukti memiliki efek berbahaya lainnya seperti peningkatan trigliserida dan Lp Mereka juga diduga menyebabkan peradangan lebih, yang diduga terjadi melalui kerusakan pada sel-sel dinding pembuluh darah.
Panjang dan pendek
Selain jenuh, asam lemak pendek, menengah, atau panjang.
• asam lemak rantai-pendek (SCFA) adalah asam lemak dengan alifatik ekor kurang dari enam karbon .
• . asam lemak rantai-Sedang (MCFA) adalah asam lemak dengan alifatik ekor 6-12 karbon , yang dapat membentuk trigliserida rantai menengah .
• asam lemak rantai-Long (LCFA) adalah asam lemak dengan alifatik ekor lebih dari 12 karbon
• Rantai asam lemak Long Sangat (VLCFA) adalah asam lemak dengan alifatik ekor lagi dari 22 karbon
Ketika membicarakan asam lemak esensial (EFA), yang berbeda sedikit terminologi berlaku. Pendek rantai karbon 18 PUS panjang; berantai panjang PUS memiliki 20 atau lebih karbon.
Nomenklatur
Penomoran atom karbon
Ada beberapa sistem yang berbeda tata nama yang digunakan untuk asam lemak. Tabel berikut ini menjelaskan sistem yang paling umum.
Asam lemak Gratis
Asam lemak dapat terikat atau melekat pada molekul lain, seperti dalam trigliserida atau fosfolipid. Ketika mereka tidak terikat dengan molekul lain, mereka dikenal sebagai "bebas" asam lemak.
Asam lemak uncombined atau asam lemak bebas dapat berasal dari pemecahan dari trigliserida menjadi komponen-komponennya (asam lemak dan gliserol). Namun sebagai lemak tidak larut dalam air tersebut harus terikat ke daerah yang sesuai dalam plasma albumin protein untuk transportasi ke seluruh tubuh. Tingkat "asam lemak bebas" dalam darah yang dibatasi oleh jumlah situs mengikat albumin tersedia.
asam lemak bebas adalah sumber penting dari bahan bakar untuk jaringan banyak karena mereka dapat menghasilkan jumlah yang relatif besar dari ATP . Banyak jenis sel dapat menggunakan salah satu glukosa atau asam lemak untuk tujuan ini. Secara khusus, jantung dan otot rangka lebih memilih asam lemak. Otak tidak dapat menggunakan asam lemak sebagai sumber bahan bakar; hal itu bergantung pada glukosa, atau badan keton . Keton tubuh diproduksi dalam hati dengan metabolisme asam lemak selama periode puasa, kelaparan, atau rendah asupan karbohidrat.
Keasaman
karboksilat rantai asam-pendek seperti asam format dan asam asetat yang miscible dengan air dan memisahkan untuk membentuk asam cukup kuat ( pK a 3,77 dan 4,76, masing-masing asam lemak rantai-panjang tidak menunjukkan perubahan besar dalam pK a. Nonanoic asam , misalnya, memiliki pK a 4,96. Namun, karena panjang rantai meningkatkan kelarutan asam lemak dalam air menurun sangat cepat, sehingga rantai asam lemak lagi memiliki pengaruh yang sangat sedikit pada pH larutan. Pentingnya pK mereka suatu nilai sehingga memiliki relevansi hanya jenis reaksi di mana mereka dapat mengambil bagian.
Bahkan mereka asam lemak yang tidak larut dalam air akan larut dalam keadaan hangat etanol , dan bisa dititrasi dengan natrium hidroksida larutan menggunakan phenolphthalein sebagai indikator ke endpoint pink pucat. Analisis ini digunakan untuk menentukan kandungan asam lemak bebas lemak, yaitu, proporsi trigliserida yang telah terhidrolisis .
Reaksi asam lemak
Asam lemak bereaksi sama seperti asam karboksilat lainnya, yang berarti mereka dapat menjalani esterifikasi dan reaksi asam-basa. Reduksi dari asam lemak menghasilkan alkohol lemak. Asam lemak jenuh juga dapat mengalami reaksi adisi, paling sering hidrogenasi , yang digunakan untuk mengkonversi minyak nabati ke margarin. Dengan hidrogenasi parsial, asam lemak tak jenuh dapat isomerized dari cis ke konfigurasi trans. Dalam reaksi Varrentrapp tertentu asam lemak tak jenuh yang dibelah dalam alkali cair, reaksi pada satu waktu yang relevan dengan struktur penyuluhan.
Superheating
Dalam fisika , superheating (kadang-kadang disebut sebagai keterbelakangan mendidih, atau direbus penundaan) adalah fenomena dimana suatu cairan dipanaskan ke suhu yang lebih tinggi daripada yang titik didih , tanpa mendidih. Superheating dicapai oleh memanaskan homogen zat dalam wadah bersih, bebas dari nukleasi situs, sekaligus tetap memperhatikan tidak mengganggu cairan.
Penyebab
Untuk perebusan terjadi, tekanan uap harus melebihi tekanan ambien ditambah sedikit tekanan yang disebabkan oleh tegangan permukaan
Air dikatakan "mendidih" ketika gelembung uap air tumbuh tanpa terikat, meledak di permukaan. Untuk gelembung uap untuk memperluas, temperatur harus cukup tinggi bahwa tekanan uap melebihi tekanan lingkungan - yang tekanan atmosfer , terutama. Below that temperature, a water vapor bubble will shrink and vanish. Di bawah temperatur, sebuah gelembung uap air akan menyusut dan lenyap.
Superheating merupakan pengecualian aturan sederhana ini: cairan yang kadang-kadang diamati tidak mendidih meskipun tekanan uap yang tidak melebihi tekanan ambienPenyebabnya adalah gaya tambahan, tegangan permukaan , yang menekan pertumbuhan gelembung.
Tegangan permukaan membuat gelembung bertindak sedikit mirip balon karet (lebih tepatnya, yang berada di bawah-membengkak sehingga karet masih elastis). tekanan di dalamnya diangkat sedikit dengan kulit "" mencoba kontrak. Untuk memperluas gelembung - mendidih - suhu harus dinaikkan sedikit di atas titik didih untuk menghasilkan tekanan uap yang cukup.
Apa yang membuat superheating sehingga ledakan adalah gelembung yang lebih besar lebih mudah untuk mengembang dari yang kecil, seperti ketika meniup balon, bagian terberat adalah mendapatkan itu dimulai. Ternyata tekanan berlebih akibat tegangan permukaan adalah berbanding terbalik dengan diameter gelembung. berarti ini jika gelembung terbesar dalam sebuah wadah yang hanya beberapa mikron dalam diameter, mengatasi tegangan permukaan mungkin memerlukan melebihi titik didih oleh beberapa derajat Celcius. Setelah gelembung tidak mulai tumbuh, tekanan karena mengurangi tegangan permukaan, sehingga memperluas eksplosif. Dalam prakteknya, kebanyakan kontainer goresan atau ketidaksempurnaan lain yang perangkap kantong udara yang menyediakan mulai gelembung. Tapi wadah cairan dengan hanya gelembung mikroskopik dapat superheat secara dramatis.
Kejadian via microwave
Superheating dapat terjadi ketika seseorang tidak terganggu memanas cangkir air dalam oven microwave . Ketika wadah dihapus, air masih tampak berada di bawah titik didih . Namun, begitu air terganggu, sebagian keras berkedip untuk uap , penyemprotan air mendidih keluar dari wadah. [3] yang mendidih dapat dipicu oleh berdesak-desakan cangkir, memasukkan perangkat bergerak, atau menambahkan substansi seperti kopi instan atau gula. Superheating kemungkinan lebih besar dengan kontainer halus, karena goresan atau chip dapat rumah kantong udara kecil, yang berfungsi sebagai nukleasi poin. Kemungkinan superheating dapat meningkatkan dengan pemanasan dan pendinginan berulang siklus sebuah wadah tidak terganggu, seperti ketika secangkir kopi dilupakan adalah dipanaskan kembali tanpa dihapus dari oven microwave. Hal ini disebabkan oleh pemanasan siklus semakin de-penyerangan dgn gas beracun cairan. Ada cara untuk mencegah superheating dalam oven microwave, seperti meletakkan tongkat es loli atau sendok plastik di kaca, atau menggunakan kontainer tergores.
lemak jenuh adalah lemak yang terdiri dari trigliserida yang mengandung hanya jenuh asam lemak radikal. Ada beberapa jenis alami asam lemak jenuh, yang berbeda dengan jumlah atom karbon, mulai dari 3 karbon ( asam propionat ) untuk 36 (Hexatriacontanoic asam) lemak. asam tidak jenuh memiliki ikatan rangkap antara karbon atom dari asam lemak rantai dan karena itu benar-benar jenuh dengan hidrogen atom.
Lemak yang terjadi secara alami di jaringan berisi berbagai proporsi jenuh dan lemak tak jenuh . Contoh makanan yang mengandung proporsi yang tinggi lemak jenuh termasuk produk-produk susu (terutama krim dan keju tetapi juga mentega dan ghee ); lemak hewan seperti lemak , lemak , lemak babi dan lemak daging , minyak kelapa , minyak biji kapas , kernel kelapa sawit , coklat , dan beberapa makanan siap. [1]
Serum asam lemak jenuh pada umumnya lebih tinggi pada perokok, peminum alkohol dan obesitas orang.
Fat profil
Sementara label nutrisi biasanya menggabungkan mereka, asam-asam lemak jenuh muncul dalam proporsi yang berbeda di antara kelompok makanan. laurat dan asam miristat radikal yang paling sering ditemukan dalam "tropis" minyak (misalnya inti sawit , kelapa) dan produk susu. lemak jenuh dalam daging, telur , coklat, dan kacang-kacangan terutama trigliserida palmitat dan stearat asam.
deepfry Stabil dan baking menengah
minyak Deepfry dan baking lemak yang tinggi dalam lemak jenuh, seperti minyak kelapa , lemak atau lemak babi , dapat menahan panas ekstrim (dari 180-200 derajat Celsius) dan tahan terhadap oksidasi. Sebuah paralel review 2001 dari 20-tahun studi lemak makanan di Britania Raya, Amerika Serikat dan Spanyol menyimpulkan bahwa tak jenuh ganda seperti minyak kedelai, canola, bunga matahari dan jagung mudah menurunkan senyawa beracun dan lemak trans saat dipanaskan. berkepanjangan dari konsumsi lemak trans -sarat minyak teroksidasi dapat menyebabkan aterosklerosis , penyakit radang sendi dan pengembangan cacat lahir. Para ilmuwan juga mempertanyakan disengaja 'otoritas rekomendasi kesehatan global dalam jumlah besar lemak tak jenuh ganda dalam diet manusia tanpa atas langkah-langkah untuk menjamin perlindungan dari asam lemak terhadap panas-dan-degradasi oksidatif.
Asosiasi dengan penyakit
Asupan asam lemak jenuh secara langsung berkaitan dengan kardiovaskular faktor risiko . Orang-orang yang makan lemak jenuh lebih sering memiliki tingkat yang lebih tinggi kolesterol dan proporsi yang lebih besar dari besar, kepadatan rendah kolesterol LDL partikel. Tingkat kolesterol tinggi merupakan faktor risiko untuk penyakit jantung dan stroke .
Peningkatan kadar kolesterol telah diamati pada manusia dengan peningkatan asupan lemak jenuh, seperti studi tentang 22 laki-laki hiperkolesterolemia. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa diet tinggi lemak jenuh meningkatkan risiko penyakit jantung dan stroke meskipun penelitian besar lainnya telah menemukan hubungan terbalik antara konsumsi lemak jenuh dan stroke iskemik Selain itu, penelitian eksperimental telah menemukan bahwa orang-orang mengkonsumsi makanan tinggi lemak jenuh kolesterol mengalami perubahan profil negatif Pada tahun 2010 suatu meta-analisis dari calon studi kohort menemukan tidak signifikan secara statistik hubungan antara penyakit jantung dan diet lemak jenuh. Namun, para penulis mencatat bahwa percobaan terkontrol acak klinis yang digantikan lemak jenuh dengan lemak tak jenuh ganda diamati penurunan penyakit jantung, dan bahwa rasio antara lemak tak jenuh ganda dan lemak jenuh dapat menjadi faktor kunci
Pada tahun 1999, sukarelawan secara acak ditugaskan untuk baik Mediterania (yang menggantikan lemak jenuh dengan mono dan polyunsaturated fat) atau pakan kontrol menunjukkan bahwa subyek yang ditetapkan ke diet Mediterania menunjukkan penurunan secara signifikan kemungkinan menderita serangan jantung kedua, kematian jantung, gagal jantung atau stroke.
Sebuah evaluasi data dari Harvard Nurses 'Health Study menemukan bahwa "diet rendah di karbohidrat dan tinggi protein dan lemak tidak berhubungan dengan meningkatnya risiko penyakit jantung koroner pada wanita. Ketika nabati sumber lemak dan protein yang dipilih, diet ini mungkin agak mengurangi resiko penyakit jantung koroner.
Mayo Clinic disorot minyak yang tinggi dalam lemak jenuh termasuk kelapa , kelapa sawit dan kernel kelapa sawit . Mereka lebih rendah dari jumlah lemak jenuh, dan tingkat yang lebih tinggi tak jenuh (sebaiknya tak jenuh tunggal) lemak seperti minyak zaitun, minyak kacang, minyak canola, alpukat, safflower, jagung, bunga matahari, kedelai dan minyak biji kapas umumnya sehat. Namun, tinggi asupan lemak jenuh susu tampaknya tidak meningkatkan risiko penyakit jantung dan populasi pulau Pasifik yang memperoleh 30-60% dari total asupan kalori dari lemak jenuh kelapa hampir penuh tingkat non-ada penyakit jantung.
The National Heart, Lung and Blood Institute, [24] dan badan kesehatan lain seperti World Heart Federation [25] mendesak lemak jenuh diganti dengan lemak tak jenuh ganda dan tak jenuh tunggal. Daftar tubuh kesehatan zaitun dan minyak canola sebagai sumber minyak monosaturated sementara kedelai dan minyak bunga matahari kaya dengan lemak tak jenuh ganda. Sebuah penelitian 2005 di Kosta Rika menunjukkan konsumsi minyak terhidrogenasi tak jenuh non seperti kedelai dan bunga matahari lebih dari kelapa sawit.
spesifisitas asam lemak
Penelitian epidemiologi penyakit jantung telah terlibat empat asam lemak jenuh utama yang bervariasi derajat. Organisasi Kesehatan Dunia telah menetapkan bahwa ada "meyakinkan" bukti bahwa asupan asam palmitat dan miristat meningkatkan probabilitas, "mungkin" resiko dari asam laurat, dan tidak ada peningkatan risiko sama sekali dari asam stearat konsumsi. [7]
Pada 2005, ilmuwan Belanda di Departemen Biologi Manusia, Universitas Maastricht dibandingkan efek dari asam stearat asam oleat dengan dan linoleat. Empat puluh lima pelajaran (27 wanita dan 18 pria) yang dikonsumsi, secara acak, tiga diet eksperimen, masing-masing selama lima minggu. [ 29 ] Hasil menyarankan asam stearat sangat tidak thrombogenic dibandingkan dengan asam oleat dan linoleat.
Dalam kimia , khususnya biokimia , asam lemak adalah sebuah asam karboksilat dengan panjang tak bercabang alifatik ekor ( rantai ), yang baik jenuh atau tak jenuh . Yang paling terjadi asam lemak alami memiliki jumlah atom karbon bahkan karena mereka biosintesis melibatkan asetil-KoA , sebuah koenzim membawa-atom karbon-kelompok dua (lihat sintesis asam lemak ). Asam lemak yang diproduksi oleh hidrolisis dari ester hubungan dalam lemak atau minyak biologis (keduanya merupakan trigliserida ), dengan penghapusan gliserol . See oleochemicals . Lihat oleokimia . Asam lemak adalah asam monokarboksilat alifatik berasal dari, atau yang terkandung dalam bentuk esterifikasi dalam, binatang atau lemak nabati, minyak, atau lilin. asam lemak Alam umumnya memiliki rantai empat dengan 28 karbon (biasanya tidak bercabang dan bahkan bernomor), yang mungkin jenuh atau tak jenuh. Dengan ekstensi, istilah ini sering digunakan untuk merangkul semua asam karboksilat alifatik asiklik. [1] ini akan meliputi asam asetat , yang biasanya tidak dianggap sebagai asam lemak karena hal tersebut sangat pendek bahwa trigliserida triacetin terbuat dari itu secara substansial miscible dengan air dan Diusulkan bahwa campuran asam lemak memancarkan oleh kulit mamalia, bersama dengan asam laktat dan asam piruvat , yang khas dan memungkinkan hewan dengan rasa penciuman tajam untuk membedakan individu dengan demikian bukan lemak .
Jenis
Tiga dimensi representasi dari beberapa asam lemak Asam lemak dapat jenuh dan tak jenuh, tergantung pada ikatan rangkap . Mereka berbeda dalam panjang juga.
Asam lemak jenuh
Perbandingan isomer trans (atas) asam Elaidic dan cis-isomer asam oleat . Asam lemak jenuh adalah bentuk mirip, kecuali bahwa satu atau lebih alkenyl ada kelompok-kelompok fungsional sepanjang rantai, dengan masing-masing alkena menggantikan single- bonded "-CH 2-CH 2 -" bagian dari rantai dengan ikatan ganda "-CH = CH-"porsi (yaitu, karbon ikatan ganda karbon lain).
Dua atom karbon dalam rantai yang terikat di sebelah kedua sisi ikatan ganda dapat terjadi dalam cis atau trans konfigurasi.
cis
Sebuah konfigurasi cis berarti bahwa atom hidrogen berdekatan berada di sisi yang sama dari ikatan rangkap. Kekakuan dari ikatan rangkap konformasi membeku dan, dalam kasus isomer cis, menyebabkan rantai membungkuk dan membatasi kebebasan konformasi dari asam lemak.. Ganda obligasi lebih rantai telah dalam konfigurasi cis, fleksibilitas kurang itu. Ketika rantai memiliki cis obligasi banyak, itu menjadi sangat melengkung di konformasi yang paling dapat diakses. Sebagai contoh, asam oleat , dengan satu ikatan rangkap, memiliki kekakuan "" di dalamnya, sedangkan asam linoleat dengan dua ikatan ganda, memiliki diucapkan tikungan lebih. -linolenic asam Alpha , dengan tiga ikatan rangkap, bantuan bentuk bengkok. Efek dari ini adalah bahwa, di lingkungan terbatas, seperti ketika asam lemak adalah bagian dari fosfolipid dalam lapisan ganda lipid, atau triglycerides dalam tetesan lipid, cis obligasi membatasi kemampuan asam lemak untuk dikemas secara dekat, dan karena itu dapat mempengaruhi temperatur leleh dari membran atau lemak.
trans
Sebuah konfigurasi trans, sebaliknya, berarti bahwa dua berikutnya atom hidrogen terikat ke sisi berlawanan dari ikatan rangkap. Akibatnya, mereka tidak menyebabkan rantai untuk menekuk banyak, dan bentuknya mirip dengan asam lemak jenuh lurus.
Pada sebagian besar alami asam lemak tak jenuh, masing-masing ikatan rangkap dua memiliki tiga atom karbon n setelah itu, untuk n beberapa, dan semuanya obligasi cis. Sebagian besar asam lemak dalam konfigurasi trans (lemak trans) tidak ditemukan di alam dan merupakan hasil dari pengolahan manusia (misal, hidrogenasi ).
Perbedaan dalam geometri antara berbagai jenis asam lemak tak jenuh, serta antara jenuh dan asam lemak tak jenuh, memainkan peran penting dalam proses biologi, dan konstruksi struktur biologis (seperti membran sel).
Asam lemak jenuh
Asam lemak jenuh adalah rantai-panjang asam karboksilat yang biasanya memiliki antara 12 dan 24 atom karbon yang tidak memiliki ikatan rangkap. Dengan demikian, asam lemak jenuh jenuh dengan hidrogen (sejak ikatan ganda mengurangi jumlah hidrogen pada karbon masing-masing).
asam lemak esensial]
Tubuh manusia dapat menghasilkan semua kecuali dua dari asam lemak yang dibutuhkan. Kedua, asam linoleat (LA) dan asam alfa-linolenat (ALA), tersebar luas di minyak tanaman. Selain itu, minyak ikan mengandung omega-3 fatty acid-asam lagi asam eicosapentaenoic (EPA) dan asam docosahexaenoic (DHA). minyak laut lain, seperti dari segel, juga mengandung sejumlah besar asam docosapentaenoic (DPA), yang juga merupakan-3 asam lemak omega. Meskipun tubuh sampai batas tertentu dapat mengkonversi ALA ke dalam lagi-omega-3 rantai asam lemak, omega-3 asam lemak yang ditemukan dalam minyak laut membantu memenuhi kebutuhan asam lemak esensial (dan telah terbukti memiliki sifat sehat sendiri ).
Karena mereka tidak dapat dibuat dalam tubuh dari substrat lainnya dan harus diberikan dalam makanan, mereka disebut asam lemak esensial. Mamalia kurangnya kemampuan untuk memperkenalkan ikatan rangkap dalam asam lemak luar karbon 9 dan 10. Oleh karena itu asam linoleat dan asam alfa-linolenat adalah asam lemak esensial bagi manusia. Dalam tubuh, asam lemak esensial terutama digunakan untuk menghasilkan hormon-zat seperti yang mengatur berbagai fungsi, termasuk tekanan darah, pembekuan darah, kadar lemak darah, respon imun, dan respon inflamasi terhadap infeksi cedera.
Asam lemak esensial adalah asam lemak tak jenuh ganda dan senyawa induk dari omega-6 dan seri omega-3 asam lemak, masing-masing. Mereka adalah penting dalam diet manusia karena tidak ada mekanisme sintetik bagi mereka. Manusia dapat dengan mudah membuat jenuh asam lemak atau asam lemak tak jenuh tunggal dengan ikatan ganda pada posisi-9 omega, tetapi tidak memiliki enzim yang diperlukan untuk memperkenalkan ikatan ganda pada posisi-3 atau omega omega-6 posisi.
Asam lemak esensial yang penting dalam beberapa sistem tubuh manusia, termasuk sistem kekebalan tubuh dan dalam pengaturan tekanan darah, karena mereka digunakan untuk membuat senyawa, seperti prostaglandin. Otak telah meningkatkan jumlah turunan asam linoleic dan alpha-linolenat. Perubahan tingkat dan keseimbangan dari asam lemak akibat diet Barat yang khas kaya omega-6 dan miskin di-3 asam lemak omega diduga untuk dihubungkan dengan depresi dan perubahan perilaku, termasuk kekerasan. Sambungan yang sebenarnya, jika ada, masih dalam penyelidikan. Selanjutnya, perubahan ke pola makan kaya di-3 asam lemak omega, atau konsumsi suplemen untuk mengimbangi ketidakseimbangan makanan, telah dikaitkan dengan perilaku kekerasan berkurang dan meningkatkan rentang perhatian, namun mekanisme untuk efek ini masih belum jelas. Sejauh ini, setidaknya tiga studi manusia telah menunjukkan hasil yang mendukung ini: dua studi sekolah serta studi buta ganda dalam penjara.
Asam lemak memainkan peran penting dalam kehidupan dan kematian sel jantung karena mereka adalah bahan bakar penting bagi aktivitas mekanik dan listrik jantung.
Asam lemak Trans
Sebuah asam lemak trans (umumnya disingkat menjadi lemak trans) adalah asam lemak tak jenuh molekul yang mengandung ikatan rangkap trans antara karbon atom, yang membuat molekul yang kurang 'tertekuk' dibandingkan dengan asam lemak dengan ikatan rangkap cis. Obligasi ini bersifat dihasilkan selama hidrogenasi industri minyak tanaman. Karena mereka juga diproduksi di metabolisme bakteri, lemak hewan (misalnya pada susu) juga mengandung sekitar 4% asam lemak trans. Penelitian menunjukkan bahwa jumlah lemak trans berkorelasi dengan penyakit peredaran darah seperti aterosklerosis dan penyakit jantung koroner lebih dari jumlah yang sama dari lemak cis, untuk alasan yang tidak sepenuhnya dipahami. Diketahui, bagaimanapun, bahwa lemak trans, seperti lemak jenuh, meningkatkan LDL ("buruk") dan menurunkan kolesterol HDL ("baik") kolesterol. Mereka juga telah terbukti memiliki efek berbahaya lainnya seperti peningkatan trigliserida dan Lp Mereka juga diduga menyebabkan peradangan lebih, yang diduga terjadi melalui kerusakan pada sel-sel dinding pembuluh darah.
Panjang dan pendek
Selain jenuh, asam lemak pendek, menengah, atau panjang.
• asam lemak rantai-pendek (SCFA) adalah asam lemak dengan alifatik ekor kurang dari enam karbon .
• . asam lemak rantai-Sedang (MCFA) adalah asam lemak dengan alifatik ekor 6-12 karbon , yang dapat membentuk trigliserida rantai menengah .
• asam lemak rantai-Long (LCFA) adalah asam lemak dengan alifatik ekor lebih dari 12 karbon
• Rantai asam lemak Long Sangat (VLCFA) adalah asam lemak dengan alifatik ekor lagi dari 22 karbon
Ketika membicarakan asam lemak esensial (EFA), yang berbeda sedikit terminologi berlaku. Pendek rantai karbon 18 PUS panjang; berantai panjang PUS memiliki 20 atau lebih karbon.
Nomenklatur
Penomoran atom karbon
Ada beberapa sistem yang berbeda tata nama yang digunakan untuk asam lemak. Tabel berikut ini menjelaskan sistem yang paling umum.
Asam lemak Gratis
Asam lemak dapat terikat atau melekat pada molekul lain, seperti dalam trigliserida atau fosfolipid. Ketika mereka tidak terikat dengan molekul lain, mereka dikenal sebagai "bebas" asam lemak.
Asam lemak uncombined atau asam lemak bebas dapat berasal dari pemecahan dari trigliserida menjadi komponen-komponennya (asam lemak dan gliserol). Namun sebagai lemak tidak larut dalam air tersebut harus terikat ke daerah yang sesuai dalam plasma albumin protein untuk transportasi ke seluruh tubuh. Tingkat "asam lemak bebas" dalam darah yang dibatasi oleh jumlah situs mengikat albumin tersedia.
asam lemak bebas adalah sumber penting dari bahan bakar untuk jaringan banyak karena mereka dapat menghasilkan jumlah yang relatif besar dari ATP . Banyak jenis sel dapat menggunakan salah satu glukosa atau asam lemak untuk tujuan ini. Secara khusus, jantung dan otot rangka lebih memilih asam lemak. Otak tidak dapat menggunakan asam lemak sebagai sumber bahan bakar; hal itu bergantung pada glukosa, atau badan keton . Keton tubuh diproduksi dalam hati dengan metabolisme asam lemak selama periode puasa, kelaparan, atau rendah asupan karbohidrat.
Keasaman
karboksilat rantai asam-pendek seperti asam format dan asam asetat yang miscible dengan air dan memisahkan untuk membentuk asam cukup kuat ( pK a 3,77 dan 4,76, masing-masing asam lemak rantai-panjang tidak menunjukkan perubahan besar dalam pK a. Nonanoic asam , misalnya, memiliki pK a 4,96. Namun, karena panjang rantai meningkatkan kelarutan asam lemak dalam air menurun sangat cepat, sehingga rantai asam lemak lagi memiliki pengaruh yang sangat sedikit pada pH larutan. Pentingnya pK mereka suatu nilai sehingga memiliki relevansi hanya jenis reaksi di mana mereka dapat mengambil bagian.
Bahkan mereka asam lemak yang tidak larut dalam air akan larut dalam keadaan hangat etanol , dan bisa dititrasi dengan natrium hidroksida larutan menggunakan phenolphthalein sebagai indikator ke endpoint pink pucat. Analisis ini digunakan untuk menentukan kandungan asam lemak bebas lemak, yaitu, proporsi trigliserida yang telah terhidrolisis .
Reaksi asam lemak
Asam lemak bereaksi sama seperti asam karboksilat lainnya, yang berarti mereka dapat menjalani esterifikasi dan reaksi asam-basa. Reduksi dari asam lemak menghasilkan alkohol lemak. Asam lemak jenuh juga dapat mengalami reaksi adisi, paling sering hidrogenasi , yang digunakan untuk mengkonversi minyak nabati ke margarin. Dengan hidrogenasi parsial, asam lemak tak jenuh dapat isomerized dari cis ke konfigurasi trans. Dalam reaksi Varrentrapp tertentu asam lemak tak jenuh yang dibelah dalam alkali cair, reaksi pada satu waktu yang relevan dengan struktur penyuluhan.
Superheating
Dalam fisika , superheating (kadang-kadang disebut sebagai keterbelakangan mendidih, atau direbus penundaan) adalah fenomena dimana suatu cairan dipanaskan ke suhu yang lebih tinggi daripada yang titik didih , tanpa mendidih. Superheating dicapai oleh memanaskan homogen zat dalam wadah bersih, bebas dari nukleasi situs, sekaligus tetap memperhatikan tidak mengganggu cairan.
Penyebab
Untuk perebusan terjadi, tekanan uap harus melebihi tekanan ambien ditambah sedikit tekanan yang disebabkan oleh tegangan permukaan
Air dikatakan "mendidih" ketika gelembung uap air tumbuh tanpa terikat, meledak di permukaan. Untuk gelembung uap untuk memperluas, temperatur harus cukup tinggi bahwa tekanan uap melebihi tekanan lingkungan - yang tekanan atmosfer , terutama. Below that temperature, a water vapor bubble will shrink and vanish. Di bawah temperatur, sebuah gelembung uap air akan menyusut dan lenyap.
Superheating merupakan pengecualian aturan sederhana ini: cairan yang kadang-kadang diamati tidak mendidih meskipun tekanan uap yang tidak melebihi tekanan ambienPenyebabnya adalah gaya tambahan, tegangan permukaan , yang menekan pertumbuhan gelembung.
Tegangan permukaan membuat gelembung bertindak sedikit mirip balon karet (lebih tepatnya, yang berada di bawah-membengkak sehingga karet masih elastis). tekanan di dalamnya diangkat sedikit dengan kulit "" mencoba kontrak. Untuk memperluas gelembung - mendidih - suhu harus dinaikkan sedikit di atas titik didih untuk menghasilkan tekanan uap yang cukup.
Apa yang membuat superheating sehingga ledakan adalah gelembung yang lebih besar lebih mudah untuk mengembang dari yang kecil, seperti ketika meniup balon, bagian terberat adalah mendapatkan itu dimulai. Ternyata tekanan berlebih akibat tegangan permukaan adalah berbanding terbalik dengan diameter gelembung. berarti ini jika gelembung terbesar dalam sebuah wadah yang hanya beberapa mikron dalam diameter, mengatasi tegangan permukaan mungkin memerlukan melebihi titik didih oleh beberapa derajat Celcius. Setelah gelembung tidak mulai tumbuh, tekanan karena mengurangi tegangan permukaan, sehingga memperluas eksplosif. Dalam prakteknya, kebanyakan kontainer goresan atau ketidaksempurnaan lain yang perangkap kantong udara yang menyediakan mulai gelembung. Tapi wadah cairan dengan hanya gelembung mikroskopik dapat superheat secara dramatis.
Kejadian via microwave
Superheating dapat terjadi ketika seseorang tidak terganggu memanas cangkir air dalam oven microwave . Ketika wadah dihapus, air masih tampak berada di bawah titik didih . Namun, begitu air terganggu, sebagian keras berkedip untuk uap , penyemprotan air mendidih keluar dari wadah. [3] yang mendidih dapat dipicu oleh berdesak-desakan cangkir, memasukkan perangkat bergerak, atau menambahkan substansi seperti kopi instan atau gula. Superheating kemungkinan lebih besar dengan kontainer halus, karena goresan atau chip dapat rumah kantong udara kecil, yang berfungsi sebagai nukleasi poin. Kemungkinan superheating dapat meningkatkan dengan pemanasan dan pendinginan berulang siklus sebuah wadah tidak terganggu, seperti ketika secangkir kopi dilupakan adalah dipanaskan kembali tanpa dihapus dari oven microwave. Hal ini disebabkan oleh pemanasan siklus semakin de-penyerangan dgn gas beracun cairan. Ada cara untuk mencegah superheating dalam oven microwave, seperti meletakkan tongkat es loli atau sendok plastik di kaca, atau menggunakan kontainer tergores.
Minggu, 25 April 2010
BELERANG
Belerang
Sejarah
Menurut Genesis, belerang sudah lama dikenal oleh nenek moyang sebagai batu belerang.
Sumber
Belerang ditemukan dalam meteorit. R.W. Wood mengusulkan bahwa terdapat simpanan belerang pada daerah gelap di kawah Aristarchus.
Belerang terjadi secara alamiah di sekitar daerah pegunungan dan hutan tropis. Sulfir tersebar di alam sebagai pirit, galena, sinabar, stibnite, gipsum, garam epsom, selestit, barit dan lain-lain.
Pembuatan
Belerang dihasilkan secara komersial dari sumber mata air hingga endapan garam yang melengkung sepanjang Lembah Gulf di Amerika Serikat. Menggunakan proses Frasch, air yang dipanaskan masuk ke dalam sumber mata air untuk mencairkan belerang, yang kemudian terbawa ke permukaan.
Belerang juga terdapat pada gas alam dan minyak mentah, namun belerang harus dihilangkan dari keduanya. Awalnya hal ini dilakukan secara kimiawi, yang akhinya membuang belerang. Namun sekarang, proses yang baru memungkinkan untuk mengambil kembali belerang yang terbuang. Sejumlah besar belerang diambil dari ladang gas Alberta.
Sifat-sifat
Belerang berwarna kuning pucat, padatan yang rapuh, yang tidak larut dalam air tapi mudah larut dalam CS2 (karbon disulfida). Dalam berbagai bentuk, baik gas, cair maupun padat, unsur belerang terjadi dengan bentuk alotrop yang lebih dari satu atau campuran. Dengan bentuk yang berbeda-beda, akibatnya sifatnya pun berbeda-beda dan keterkaitan antara sifat dan bentuk alotropnya masih belum dapat dipahami.
Pada tahun 1975, ahli kimia dari Universitas Pensilvania melaporkan pembuatan polimer belerang nitrida, yang memiliki sifat logam, meski tidak mengandung atom logam sama sekali. Zat ini memiliki sifat elektris dan optik yang tidak biasa.
Belerang dengan kemurnian 99.999+% sudah tersedia secara komersial.
Belerang amorf atau belerang plastik diperoleh dengan pendinginan dari kristal secara mendadak dan cepat. Studi dengan sinar X menunjukkan bahwa belerang amorf memiliki struktur helik dengan delapan atom pada setiap spiralnya. Kristal belerang diduga terdiri dari bentuk cincin dengan delapan atom belerang, yang saling menguatkan sehingga memberikan pola sinar X yang normal.
Isotop
Belerang memiliki sebelas isotop. Dari empat isotop yang ada di alam, tidak satupun yang bersifat radioaktif. Belerang dengan bentuk yang sangat halus, dikenal sebagai bunga belerang, dan diperoleh dengan cara sublimasi.
Senyawa-senyawa
Senyawa organik yang mengandung belerang sangat penting. Kalsium sulfur, ammonium sulfat, karbon disulfida, belerang dioksida dan asam sulfida adalah beberapa senyawa di antara banyak senyawa belerang yang sangat penting
Kegunaan
Belerang adalah komponen serbuk mesiu dan digunakan dalam proses vulkanisasi karet alam dan juga berperaan sebagai fungisida. Belerang digunakan besar-besaran dalam pembuatan pupuk fosfat. Berton-ton belerang digunakan untuk menghasilkan asa sulfat, bahankimia yang sangat penting.
Belerang juga digunakanuntuk pembuatan kertas sulfit dan kertas lainnya, untuk mensterilkan alat pengasap, dan untuk memutihkan buah kering. Belerang merupakan insultor yang baik.
Belerang sangat penting untuk kehidupan. Belerang adalah penyusun lemak, cairan tubuh dan mineral tulang, dalam kadar yang sedikit.
Belerang cepat menghilangkan bau. Belerang dioksida adalah zat berbahaya di atmosfer, sebagai pencemar udara
Belerang oksida
Belerang dioksida, SO2, dibentuk dengan pembakaran belerang atau senyawa belerang. Belerang dioksida ini merupakan gas yang tidak bewarna dan merupakan gas beracun (bp -10.0o C) dan merupakan gas emisi industri yang menyebabkan masalah lingkungan. Namun, pada saat yang sama gas ini sangat penting karena merupakan sumber belerang. Belerang dioksida merupakan senyawa bersudut, dan telah ditunjukkan sebagai ligan pada logam transisi akan menghasilkan berbagai modus koordinasi. SO2 juga merupakan pelarut non-air mirip dengan amonia, dan digunakan untuk reaksi khusus atau sebagai pelarut khusus dalam pengukuran NMR.
Belerang trioksida, dihasilkan dengan oksidasi katalitik belerang dioksida dan digunakan dalam produksi asam sulfat. Reagen komersial SO3 biasa adalah cairan (bp 44.6o C). Monomer fasa gasnya adalah molekul planar. SO3 planar ini berkesetimbangan dengan trimer cincin (γ-SO3 = S3O9) dalam fasa gas atau cairan. Dengan keberadaan kelumit air SO3 berubah menjadi β-SO3, yakni polimer berkristalinitas tinggi dengan struktur heliks. α-SO3 juga dikenal dan merupakan padatan dengan struktur lamelar yang lebih rumit lagi. Semuanya bereaksi dengan air dengan hebat membentuk asam sulfat.
Asam-asam okso belerang
Walaupun dikenal banyak asam okso dari belerang, sebagian besar tidak stabil dan tidak dapat diisolasi. Asam-asam okso ini dibentuk dengan kombinasi ikatan S=O, S-OH, S-O-S, dan S-S dengan atom pusat belerang. Karena bilangan oksidasi belerang bervariasi cukup besar, di sini terlibat berbagai kesetimbangan redoks.
Asam sulfat, H2SO4. Asam sulfat adalah senyawa dasar yang penting dan dihasilkan dalam jumlah terbesar (ranking pertama dari segi jumlah) dari semua senyawa anorganik yang dihasilkan industri. Asam sulfat murni adalah cairan kental (mp 10.37 oC), dan melarut dalam air dengan menghasilkan sejumlah besar panas menghasilkan larutan asam kuat.
Asam tiosulfat, H2S2O3. Walaupun asam ini akan dihasilkan bila tiosulfat diasamkan, asam bebasnya tidak stabil. Ion S2O32- dihasilkan dengan mengganti satu oksigen dari ion SO42- dengan belerang, dan asam tiosulfat ini adalah reduktor sedang.
Asam sulfit, H2SO3. Garam sulfit sangat stabil namun asam bebasnya belum pernah diisolasi. Ion SO32- memiliki simetri piramida dan merupakan reagen pereduksi. Dalam asam ditionat, H2S2O6, ion ditionat, S2O62-, bilangan oksidasi belerang adalah +5, dan terbentuk ikatan S-S.
Senyawa ditionat adalah bahan pereduksi yang sangat kuat.
BELERANG
Belarang banyak terdapat dikulit bumi baik secara unsur maupun senyawa. Di daerah pegunungan belerang ditemukan dalam bentuk unsur. Adanya belerang itu mungkin disebabkan oleh reaksi antara gas SO2 dan gas H2S yang banyak terdapat di daerah gunung berapi.
8SO2 (g) + 16 H2S (g) 16 H2O (l) + 3S8 (s)
Keberadaan Dan Reaksi Unsurnya
Sulfur terdapat secara luas di alam sebagai unsur, sebagai H2S Dan SO2, dalam bijih sulfida logam dan sebagai sulfat seperti gibs. Pada mulanya unsure ini disebut brimstone yang berarti batu yang mudah terbakar Belerang juga terdapat dalam gas alam, minyak bumi, dan batu bara.
Atom belerang membutuhkan dua electron agar stabil dan dalam keadaan bebas adalah alotropi ( mempunyai beberapa bentuk kristal) dengan struktur dan sifat yang kompleks, dan belum sepenuhnya dipahami. Ada dua bentuk kristal yang umum, yaitu ortorombik dan monoklin bermolekul S8, yang berstruktur cincin. Pada suhu 25oC, belerang berbentuk ortorombik berwarna kuning, dan pada suhu 95,2oC, berubah menjadi monoklin.
Sortorombik Smonoklin DH = 0,40 kJ mol-1
Pada suhu 200oC, cincin S8 terbuka sehingga membentuk rantai terbuka dan menjadi cair.
atau
Terlihat bahwa atom S ujung mempunyai electron tidak berpasangan dan dapat berikatan dengan ujung molekul yang lain, sehingga membentuk molekul S12, S24,dsb. Hal ini menyebabkan kekentalan cairan bertambah. Pada suhu yang tinggi, gerakan atom makin besar mengakibatkan rantai putus menjadi lebih pendek, sehingga kekentalan berkurang kembali.
Dalam wujud gas, belerang akan membentuk molekul lebih kecil, S8, S4, Dan S2 bergantung pada besarnya suhu. Belerang cair bila didinginkan mendadak, misalkan dituangkan ke dalam air, maka atom – atomnya tidak sempat membentuk S8, sehingga membentuk amorf. Akibatnya, padatan itu bersifat elastis seperti karet. Tetapi lama – kelamaan kembali menjadi S8 yang stabil.
Senyawa Belarang
1. Belerang dioksida Dan asam sulfit
Belerang yang dibakar dengan nyala biru menghasilkan gas belerang dioksida (SO2) yang tidak berwarna, tetapi berbau merangsang
S(s) + O2 (g) SO2 (g)
Belerang dioksida mempunyai struktur resonansi
Dan tidak linier, sehingga bersifat polar. Titik didihnya relatif rendahy ( -10oC ) sehingga mudah dicairkan, maka dapat dipakai sebagai gas pendingin lemari es. Gas SO2 dapat larut sebagian dalam air membentuk asam sulfit yang diprotik
SO2 (g) + H2O H2SO3 (aq)
Asam sulfit sukar diisolasi, karena mudah terurai menjadi SO2 Dan H2O. Asam ini dengan NaOH akan membentuk garam Na2SO3 ( natrium sulfit ) dan NaHSO3 (natrium bisulfit). Asam sulfit dapat bertindak sebagai reduktor lemah, sehingga di udara terbuka berubah dengan lambat menjadi H2SO4.
2. Belerang trioksida Dan asam sulfat
Belerang trioksida ( SO3 ) pada suhu kamar berupa padatan yang terdiri dari rantai SO3. Padatan ini mudah menguap membentuk molekul SO3 yang berstruktur segitiga yang beresonansi.
Gas ini dapat dibuat dengan mengoksidasi SO2 dengan okdigen,
2SO2 (g) + H2O (l) 2SO3 (g) DGo = -140 kJ mol-1
Reaksi ini lambat tanpa katalis, sehingga SO2 cukup stabil di udara. Maka itu bahan bakar mobil diberi katalis agar gas SO2 hasil pembakaran berubah menjadi SO3. Kemudian gas SO3 bereaksi dengan uap air menjadi H2SO4
SO3 (g) + H2O (l) H2SO4 (l)
Asam sulfat ( H2SO4) sangat penting untuk industri dan diproduksi 3,8 x 1010 kg tiap tahun. Sekitar 60% direaksikan dengan batu fosfat dan ammonia untuk menghasilkan ammonium fosfat dan (NH4)2SO4 sebagai pupuk. Asam sulfat juga dipakai dalam pemurnian minyak bumi, industri baja, dan pereaksi dalam pembuatan cat, obat, plastik, dsb.
Asam sulfat biasanya dibuat melalui proses kontak, yaitu membakar belerang menjadi SO2 dan seterusnya dioksidasi dengan oksigen menjadi SO3 dengan katalis vanadium pentoksida (V2O5). Kemudian SO3 diserap oleh H2SO4 pekat menjadi asam pirosulfat H2S2O7.
SO3 (g) + H2SO4 (l) H2SO7 (l)
Akhirnya H2S2O7 ditambah air :
H2SO7 (l) + H2O 2 H2SO4 (l)
Asam sulfat murni berupa cairan yang kental, tidak berwarna, dan mudah terurai menjadi SO3 dan H2O bila dipanaskan. Asam sulfat disimpan dalam botol, biasanya berupa larutan pekat dengan konsentrasi 96 % massa ( 18 M ). Pengenceran asam sulfat pekat dengan air menghasilkan panas ( eksotermis) karena terjadi reaksi
H2SO4 (pekat) + H2O (l) H3O+ (aq) + HSO4-(aq)
Oleh sebab itu, jangan menambahkan air ke H2SO4 pekat, tetapi H2SO4 yang ditambahkan ke dalam air.
Daya tarik H2SO4 terhadap air sangat kuat, maka dapat dipakai sebagai desikan. Contohnya, bila H2SO4 ditambahkan pada gula ( C12H12O11 ), terbentuk arang karena oksigen dan hydrogen ditarik sebagai molekul air, walaupun dalam gula itu tidak mengandung molekul air. Reaksinya adalah :
C12H12O11 pekatH2SO4 12C + 11H2O
Asam sulfat adalah asam dipotik kuat,
H2SO4 H+ + HSO4- ( 100% )
HSO4- H+ + SO4- ( 10 % )
Sehingga larutan H2SO4 1M akan mengandung H+ sekitar 1,1 M. Asam sulfat pekat bersifat pengoksidasi lemah dalam suasana dingin, tetapi pengoksidasi kuat dalam suasana panas, contohnya dapat mengoksidasi ion halogen ( brom dan iodium )
2X- + 3 H2SO4 panas X2 + SO2 + 2 H2O + 2HSO4-
Asam sulfat panas mengoksidasi tembaga
Cu + 2 H2SO4 CuSO4 + SO2 + 2 H2O
3. Sulfida
Belerang dengan logam membentuk sulfida logam, contohnya dengan seng.
Zn(s) + S (s) ZnS (s)
Sulfida logam alkali larut dalam air, sedangkan yang lain sukar larut. Logam sulfida dapat dibuat dengan menambahkan H2S ke dalam larutan ion logam. Oleh sebab itu H2S dipakai untuk pengendapkan ion logam tertentu secara selektif.
Hidrogen sulfida berbau telur busuk dan bersifat lebih beracun dari gas CO. Bahaya H2S dapat dihindari segera karena baunya tercium dalam konsentrasi yang kecil sekali. Gas H2S biasanya keluar bersama letusan gunung berapi. Gas ini merusak warna bahan yang terbuat dari perak dan timbal karena membentuk Ag2S Dan PbS
Dilaboratorium, H2S dibuat dengan mereaksikan pirit ( FeS ) dengan asam kuat yang bukan pengoksidasi seperti HCl :
FeS (s) + 2H+ (aq) Fe2+(aq) + H2S (g)
Hidrogen sulfida dapat dibuat dalam larutan ( bukan gas ), dengan menghidrolisis senyawa organic mengandung sulfur seperti tioasetamid
S
CH3-C-NH2(aq) + 2H2O H2S(aq) + NH4+(aq) + CH3COO-(aq)
ion asetat
Reaksi ini menguntungkan karena tidak menghasilkan gas H2S ke udara
4. Senyawa Tio
Awalan tio diberikan untuk senyawa yang oksigennya diganti dengan belerang, contohnya
O S
CH3-C-NH2 CH3-C-NH2
asetamid tioasetamid
Bila salah satu oksigen asam sulfat diganti oleh belerang disebut asam tiosulfat
O
H-O-S O H-O-S O
O O
H H
Asam sulfat Asam tiosulfat
Ion tiosulfat dapat dibuat dengan mendidihkan belerang dalam larutan ion sulfat
S(s) + SO32- (aq) S2O32-(aq)
Ion tiosulfat membentuk kompleks yang stabil dengan ion logam, seperti dengan perak. Lapisan perak bromida yang terdapat pada film fotografi peka cahaya. Bila kena cahaya, ion perak tereduksi sehingga menutupi film. Bagian yang tidak kena cahaya masih mengandung AgBr. Untuk mengambil sisa AgBr ini, film itu dicuci dalam larutan tiosulfat.
AgBr (s) Ag+ (aq) + Br- (aq)
Ag+ (aq) + 2S2O32- Ag ( S2O3 )2 3 – (aq)
Akhirnya bagian yang tidak kena cahaya akan transparan dan yang kena cahaya terlihat hitam précis seperti gambar yang ada waktu dipotret.
Ion tiosulfat dapat juga bertindak sebagai pereduksi, seperti dengan Cl2 Dan I2.
4Cl2 (g) + S2O32 - + 5H2O 8Cl- + 2 SO42 - + 10 H+
2S2O32 - + I2 S4O62 + 2I-
ion tetrationat
Sejarah
Menurut Genesis, belerang sudah lama dikenal oleh nenek moyang sebagai batu belerang.
Sumber
Belerang ditemukan dalam meteorit. R.W. Wood mengusulkan bahwa terdapat simpanan belerang pada daerah gelap di kawah Aristarchus.
Belerang terjadi secara alamiah di sekitar daerah pegunungan dan hutan tropis. Sulfir tersebar di alam sebagai pirit, galena, sinabar, stibnite, gipsum, garam epsom, selestit, barit dan lain-lain.
Pembuatan
Belerang dihasilkan secara komersial dari sumber mata air hingga endapan garam yang melengkung sepanjang Lembah Gulf di Amerika Serikat. Menggunakan proses Frasch, air yang dipanaskan masuk ke dalam sumber mata air untuk mencairkan belerang, yang kemudian terbawa ke permukaan.
Belerang juga terdapat pada gas alam dan minyak mentah, namun belerang harus dihilangkan dari keduanya. Awalnya hal ini dilakukan secara kimiawi, yang akhinya membuang belerang. Namun sekarang, proses yang baru memungkinkan untuk mengambil kembali belerang yang terbuang. Sejumlah besar belerang diambil dari ladang gas Alberta.
Sifat-sifat
Belerang berwarna kuning pucat, padatan yang rapuh, yang tidak larut dalam air tapi mudah larut dalam CS2 (karbon disulfida). Dalam berbagai bentuk, baik gas, cair maupun padat, unsur belerang terjadi dengan bentuk alotrop yang lebih dari satu atau campuran. Dengan bentuk yang berbeda-beda, akibatnya sifatnya pun berbeda-beda dan keterkaitan antara sifat dan bentuk alotropnya masih belum dapat dipahami.
Pada tahun 1975, ahli kimia dari Universitas Pensilvania melaporkan pembuatan polimer belerang nitrida, yang memiliki sifat logam, meski tidak mengandung atom logam sama sekali. Zat ini memiliki sifat elektris dan optik yang tidak biasa.
Belerang dengan kemurnian 99.999+% sudah tersedia secara komersial.
Belerang amorf atau belerang plastik diperoleh dengan pendinginan dari kristal secara mendadak dan cepat. Studi dengan sinar X menunjukkan bahwa belerang amorf memiliki struktur helik dengan delapan atom pada setiap spiralnya. Kristal belerang diduga terdiri dari bentuk cincin dengan delapan atom belerang, yang saling menguatkan sehingga memberikan pola sinar X yang normal.
Isotop
Belerang memiliki sebelas isotop. Dari empat isotop yang ada di alam, tidak satupun yang bersifat radioaktif. Belerang dengan bentuk yang sangat halus, dikenal sebagai bunga belerang, dan diperoleh dengan cara sublimasi.
Senyawa-senyawa
Senyawa organik yang mengandung belerang sangat penting. Kalsium sulfur, ammonium sulfat, karbon disulfida, belerang dioksida dan asam sulfida adalah beberapa senyawa di antara banyak senyawa belerang yang sangat penting
Kegunaan
Belerang adalah komponen serbuk mesiu dan digunakan dalam proses vulkanisasi karet alam dan juga berperaan sebagai fungisida. Belerang digunakan besar-besaran dalam pembuatan pupuk fosfat. Berton-ton belerang digunakan untuk menghasilkan asa sulfat, bahankimia yang sangat penting.
Belerang juga digunakanuntuk pembuatan kertas sulfit dan kertas lainnya, untuk mensterilkan alat pengasap, dan untuk memutihkan buah kering. Belerang merupakan insultor yang baik.
Belerang sangat penting untuk kehidupan. Belerang adalah penyusun lemak, cairan tubuh dan mineral tulang, dalam kadar yang sedikit.
Belerang cepat menghilangkan bau. Belerang dioksida adalah zat berbahaya di atmosfer, sebagai pencemar udara
Belerang oksida
Belerang dioksida, SO2, dibentuk dengan pembakaran belerang atau senyawa belerang. Belerang dioksida ini merupakan gas yang tidak bewarna dan merupakan gas beracun (bp -10.0o C) dan merupakan gas emisi industri yang menyebabkan masalah lingkungan. Namun, pada saat yang sama gas ini sangat penting karena merupakan sumber belerang. Belerang dioksida merupakan senyawa bersudut, dan telah ditunjukkan sebagai ligan pada logam transisi akan menghasilkan berbagai modus koordinasi. SO2 juga merupakan pelarut non-air mirip dengan amonia, dan digunakan untuk reaksi khusus atau sebagai pelarut khusus dalam pengukuran NMR.
Belerang trioksida, dihasilkan dengan oksidasi katalitik belerang dioksida dan digunakan dalam produksi asam sulfat. Reagen komersial SO3 biasa adalah cairan (bp 44.6o C). Monomer fasa gasnya adalah molekul planar. SO3 planar ini berkesetimbangan dengan trimer cincin (γ-SO3 = S3O9) dalam fasa gas atau cairan. Dengan keberadaan kelumit air SO3 berubah menjadi β-SO3, yakni polimer berkristalinitas tinggi dengan struktur heliks. α-SO3 juga dikenal dan merupakan padatan dengan struktur lamelar yang lebih rumit lagi. Semuanya bereaksi dengan air dengan hebat membentuk asam sulfat.
Asam-asam okso belerang
Walaupun dikenal banyak asam okso dari belerang, sebagian besar tidak stabil dan tidak dapat diisolasi. Asam-asam okso ini dibentuk dengan kombinasi ikatan S=O, S-OH, S-O-S, dan S-S dengan atom pusat belerang. Karena bilangan oksidasi belerang bervariasi cukup besar, di sini terlibat berbagai kesetimbangan redoks.
Asam sulfat, H2SO4. Asam sulfat adalah senyawa dasar yang penting dan dihasilkan dalam jumlah terbesar (ranking pertama dari segi jumlah) dari semua senyawa anorganik yang dihasilkan industri. Asam sulfat murni adalah cairan kental (mp 10.37 oC), dan melarut dalam air dengan menghasilkan sejumlah besar panas menghasilkan larutan asam kuat.
Asam tiosulfat, H2S2O3. Walaupun asam ini akan dihasilkan bila tiosulfat diasamkan, asam bebasnya tidak stabil. Ion S2O32- dihasilkan dengan mengganti satu oksigen dari ion SO42- dengan belerang, dan asam tiosulfat ini adalah reduktor sedang.
Asam sulfit, H2SO3. Garam sulfit sangat stabil namun asam bebasnya belum pernah diisolasi. Ion SO32- memiliki simetri piramida dan merupakan reagen pereduksi. Dalam asam ditionat, H2S2O6, ion ditionat, S2O62-, bilangan oksidasi belerang adalah +5, dan terbentuk ikatan S-S.
Senyawa ditionat adalah bahan pereduksi yang sangat kuat.
BELERANG
Belarang banyak terdapat dikulit bumi baik secara unsur maupun senyawa. Di daerah pegunungan belerang ditemukan dalam bentuk unsur. Adanya belerang itu mungkin disebabkan oleh reaksi antara gas SO2 dan gas H2S yang banyak terdapat di daerah gunung berapi.
8SO2 (g) + 16 H2S (g) 16 H2O (l) + 3S8 (s)
Keberadaan Dan Reaksi Unsurnya
Sulfur terdapat secara luas di alam sebagai unsur, sebagai H2S Dan SO2, dalam bijih sulfida logam dan sebagai sulfat seperti gibs. Pada mulanya unsure ini disebut brimstone yang berarti batu yang mudah terbakar Belerang juga terdapat dalam gas alam, minyak bumi, dan batu bara.
Atom belerang membutuhkan dua electron agar stabil dan dalam keadaan bebas adalah alotropi ( mempunyai beberapa bentuk kristal) dengan struktur dan sifat yang kompleks, dan belum sepenuhnya dipahami. Ada dua bentuk kristal yang umum, yaitu ortorombik dan monoklin bermolekul S8, yang berstruktur cincin. Pada suhu 25oC, belerang berbentuk ortorombik berwarna kuning, dan pada suhu 95,2oC, berubah menjadi monoklin.
Sortorombik Smonoklin DH = 0,40 kJ mol-1
Pada suhu 200oC, cincin S8 terbuka sehingga membentuk rantai terbuka dan menjadi cair.
atau
Terlihat bahwa atom S ujung mempunyai electron tidak berpasangan dan dapat berikatan dengan ujung molekul yang lain, sehingga membentuk molekul S12, S24,dsb. Hal ini menyebabkan kekentalan cairan bertambah. Pada suhu yang tinggi, gerakan atom makin besar mengakibatkan rantai putus menjadi lebih pendek, sehingga kekentalan berkurang kembali.
Dalam wujud gas, belerang akan membentuk molekul lebih kecil, S8, S4, Dan S2 bergantung pada besarnya suhu. Belerang cair bila didinginkan mendadak, misalkan dituangkan ke dalam air, maka atom – atomnya tidak sempat membentuk S8, sehingga membentuk amorf. Akibatnya, padatan itu bersifat elastis seperti karet. Tetapi lama – kelamaan kembali menjadi S8 yang stabil.
Senyawa Belarang
1. Belerang dioksida Dan asam sulfit
Belerang yang dibakar dengan nyala biru menghasilkan gas belerang dioksida (SO2) yang tidak berwarna, tetapi berbau merangsang
S(s) + O2 (g) SO2 (g)
Belerang dioksida mempunyai struktur resonansi
Dan tidak linier, sehingga bersifat polar. Titik didihnya relatif rendahy ( -10oC ) sehingga mudah dicairkan, maka dapat dipakai sebagai gas pendingin lemari es. Gas SO2 dapat larut sebagian dalam air membentuk asam sulfit yang diprotik
SO2 (g) + H2O H2SO3 (aq)
Asam sulfit sukar diisolasi, karena mudah terurai menjadi SO2 Dan H2O. Asam ini dengan NaOH akan membentuk garam Na2SO3 ( natrium sulfit ) dan NaHSO3 (natrium bisulfit). Asam sulfit dapat bertindak sebagai reduktor lemah, sehingga di udara terbuka berubah dengan lambat menjadi H2SO4.
2. Belerang trioksida Dan asam sulfat
Belerang trioksida ( SO3 ) pada suhu kamar berupa padatan yang terdiri dari rantai SO3. Padatan ini mudah menguap membentuk molekul SO3 yang berstruktur segitiga yang beresonansi.
Gas ini dapat dibuat dengan mengoksidasi SO2 dengan okdigen,
2SO2 (g) + H2O (l) 2SO3 (g) DGo = -140 kJ mol-1
Reaksi ini lambat tanpa katalis, sehingga SO2 cukup stabil di udara. Maka itu bahan bakar mobil diberi katalis agar gas SO2 hasil pembakaran berubah menjadi SO3. Kemudian gas SO3 bereaksi dengan uap air menjadi H2SO4
SO3 (g) + H2O (l) H2SO4 (l)
Asam sulfat ( H2SO4) sangat penting untuk industri dan diproduksi 3,8 x 1010 kg tiap tahun. Sekitar 60% direaksikan dengan batu fosfat dan ammonia untuk menghasilkan ammonium fosfat dan (NH4)2SO4 sebagai pupuk. Asam sulfat juga dipakai dalam pemurnian minyak bumi, industri baja, dan pereaksi dalam pembuatan cat, obat, plastik, dsb.
Asam sulfat biasanya dibuat melalui proses kontak, yaitu membakar belerang menjadi SO2 dan seterusnya dioksidasi dengan oksigen menjadi SO3 dengan katalis vanadium pentoksida (V2O5). Kemudian SO3 diserap oleh H2SO4 pekat menjadi asam pirosulfat H2S2O7.
SO3 (g) + H2SO4 (l) H2SO7 (l)
Akhirnya H2S2O7 ditambah air :
H2SO7 (l) + H2O 2 H2SO4 (l)
Asam sulfat murni berupa cairan yang kental, tidak berwarna, dan mudah terurai menjadi SO3 dan H2O bila dipanaskan. Asam sulfat disimpan dalam botol, biasanya berupa larutan pekat dengan konsentrasi 96 % massa ( 18 M ). Pengenceran asam sulfat pekat dengan air menghasilkan panas ( eksotermis) karena terjadi reaksi
H2SO4 (pekat) + H2O (l) H3O+ (aq) + HSO4-(aq)
Oleh sebab itu, jangan menambahkan air ke H2SO4 pekat, tetapi H2SO4 yang ditambahkan ke dalam air.
Daya tarik H2SO4 terhadap air sangat kuat, maka dapat dipakai sebagai desikan. Contohnya, bila H2SO4 ditambahkan pada gula ( C12H12O11 ), terbentuk arang karena oksigen dan hydrogen ditarik sebagai molekul air, walaupun dalam gula itu tidak mengandung molekul air. Reaksinya adalah :
C12H12O11 pekatH2SO4 12C + 11H2O
Asam sulfat adalah asam dipotik kuat,
H2SO4 H+ + HSO4- ( 100% )
HSO4- H+ + SO4- ( 10 % )
Sehingga larutan H2SO4 1M akan mengandung H+ sekitar 1,1 M. Asam sulfat pekat bersifat pengoksidasi lemah dalam suasana dingin, tetapi pengoksidasi kuat dalam suasana panas, contohnya dapat mengoksidasi ion halogen ( brom dan iodium )
2X- + 3 H2SO4 panas X2 + SO2 + 2 H2O + 2HSO4-
Asam sulfat panas mengoksidasi tembaga
Cu + 2 H2SO4 CuSO4 + SO2 + 2 H2O
3. Sulfida
Belerang dengan logam membentuk sulfida logam, contohnya dengan seng.
Zn(s) + S (s) ZnS (s)
Sulfida logam alkali larut dalam air, sedangkan yang lain sukar larut. Logam sulfida dapat dibuat dengan menambahkan H2S ke dalam larutan ion logam. Oleh sebab itu H2S dipakai untuk pengendapkan ion logam tertentu secara selektif.
Hidrogen sulfida berbau telur busuk dan bersifat lebih beracun dari gas CO. Bahaya H2S dapat dihindari segera karena baunya tercium dalam konsentrasi yang kecil sekali. Gas H2S biasanya keluar bersama letusan gunung berapi. Gas ini merusak warna bahan yang terbuat dari perak dan timbal karena membentuk Ag2S Dan PbS
Dilaboratorium, H2S dibuat dengan mereaksikan pirit ( FeS ) dengan asam kuat yang bukan pengoksidasi seperti HCl :
FeS (s) + 2H+ (aq) Fe2+(aq) + H2S (g)
Hidrogen sulfida dapat dibuat dalam larutan ( bukan gas ), dengan menghidrolisis senyawa organic mengandung sulfur seperti tioasetamid
S
CH3-C-NH2(aq) + 2H2O H2S(aq) + NH4+(aq) + CH3COO-(aq)
ion asetat
Reaksi ini menguntungkan karena tidak menghasilkan gas H2S ke udara
4. Senyawa Tio
Awalan tio diberikan untuk senyawa yang oksigennya diganti dengan belerang, contohnya
O S
CH3-C-NH2 CH3-C-NH2
asetamid tioasetamid
Bila salah satu oksigen asam sulfat diganti oleh belerang disebut asam tiosulfat
O
H-O-S O H-O-S O
O O
H H
Asam sulfat Asam tiosulfat
Ion tiosulfat dapat dibuat dengan mendidihkan belerang dalam larutan ion sulfat
S(s) + SO32- (aq) S2O32-(aq)
Ion tiosulfat membentuk kompleks yang stabil dengan ion logam, seperti dengan perak. Lapisan perak bromida yang terdapat pada film fotografi peka cahaya. Bila kena cahaya, ion perak tereduksi sehingga menutupi film. Bagian yang tidak kena cahaya masih mengandung AgBr. Untuk mengambil sisa AgBr ini, film itu dicuci dalam larutan tiosulfat.
AgBr (s) Ag+ (aq) + Br- (aq)
Ag+ (aq) + 2S2O32- Ag ( S2O3 )2 3 – (aq)
Akhirnya bagian yang tidak kena cahaya akan transparan dan yang kena cahaya terlihat hitam précis seperti gambar yang ada waktu dipotret.
Ion tiosulfat dapat juga bertindak sebagai pereduksi, seperti dengan Cl2 Dan I2.
4Cl2 (g) + S2O32 - + 5H2O 8Cl- + 2 SO42 - + 10 H+
2S2O32 - + I2 S4O62 + 2I-
ion tetrationat
Kamis, 22 April 2010
BIMBINGAN KONSELING
Pengertian Bimbingan
Bimbingan merupakan bantuan yang diberikan kepada individu dari seorang yang ahli, namun tidak sesederhana itu untuk memahami pengertian dari bimbingan. Pengertian tetang bimbingan formal telah diusahakan orang setidaknya sejak awal abad ke-20, yang diprakarsai oleh Frank Parson pada tahun 1908. Sejak itu muncul rumusan tetang bimbingan sesuai dengan perkembangan pelayanan bimbingan, sebagai suatu pekerjaan yang khas yang ditekuni oleh para peminat dan ahlinya. Pengertian bimbingan yang dikemukakan oleh para ahli memberikan pengertian yang saling melengkapi satu sama lain.
Maka untuk memahami pengertian dari bimbingan perlu mempertimbangkan beberapa pengertian yang dikemukakan oleh para ahli sebagai berikut :
“Bimbingan sebagai bantuan yang diberikan kepada individu untuk dapat memilih,mempersiapkan diri dan memangku suatu jabatan dan mendapat kemajuan dalam jabatan yang dipilihnya” (Frank Parson ,1951).
Frank Parson merumuskan pengertian bimbingan dalam beberapa aspek yakni bimbingan diberikan kepada individu untuk memasuki suatu jabatan dan mencapai kemajuan dalam jabatan. Pengertian ini masih sangat spesifik yang berorientasi karir.
“Bimbingan membantu individu untuk lebih mengenali berbagai informasi tentang dirinya sendiri” (Chiskolm,1959).
Pengertian bimbingan yang dikemukan oleh Chiskolm bahwa bimbingan membantu individu memahami dirinya sendiri, pengertian menitik beratkan pada pemahaman terhadap potensi diri yang dimiliki.
“Bimbingan merupakan kegiatan yang bertujuan meningkatkan realisasi pribadi setiap individu” (Bernard & Fullmer ,1969).
Pengertian yang dikemukakan oleh Bernard & Fullmer bahwa bimbingan
dilakukan untuk meningkatakan pewujudan diri individu. Dapat dipahami bahwa bimbingan membantu individu untuk mengaktualisasikan diri dengan lingkungannya.
“Bimbingan sebagai pendidikan dan pengembangan yang menekankan proses belajar yang sistematik” (Mathewson,1969).
Mathewson mengemukakan bimbingan sebagai pendidikan dan pengembangan yang menekankan pada proses belajar. Pengertian ini menekankan bimbingan sebagai bentuk pendidikan dan pengembangan diri, tujuan yang diinginkan diperoleh melalui proses belajar.
Dari beberapa pengertian bimbingan yang dikemukakan oleh para ahli maka dapat diambil kesimpulan tentang pengertian bimbingan yang lebih luas, bahwa bimbingan adalah :
“Suatu proses pemberian bantuan kepada individu secara berkelanjutan dan sistematis, yang dilakukan oleh seorang ahli yang telah mendapat latihan khusus untuk itu, dimaksudkan agar individu dapat memahami dirinya, lingkunganya serta dapat mengarahkan diri dan menyesuaikan diri dengan lingkungan untuk dapat mengembangkan potensi dirinya secara optimal untuk kesejahteraan dirinya dan kesejahteraan masyarakat”
onselor pendidikan adalah konselor yang bertugas dan bertanggungjawab memberikan layanan bimbingan dan konseling kepada peserta didik di satuan pendidikan. Konselor pendidikan merupakan salah satu profesi yang termasuk ke dalam tenaga kependidikan seperti yang tercantum dalam Undang-undang Republik Indonesia Nomor 20 tahun 2003 tentang Sistem Pendidikan Nasional maupun Undang-undang tentang Guru dan Dosen.
Konselor pendidikan semula disebut sebagai Guru Bimbingan Penyuluhan (Guru BP). Seiring dengan perubahan istilah penyuluhan menjadi konseling, namanya berubah menjadi Guru Bimbingan Konseling (Guru BK). Untuk menyesuaikan kedudukannya dengan guru lain, kemudian disebut pula sebagai Guru Pembimbing.
Setelah terbentuknya organisasi profesi yang mewadahi para konselor, yaitu Asosiasi Bimbingan Konseling Indonesia (ABKIN), maka profesi ini sekarang dipanggil Konselor Pendidikan dan menjadi bagian dari asosiasi tersebut.
Latar belakang diperlukannya konselor pendidikan
• Kehidupan demokrasi: Guru tidak lagi menjadi pusat dan siswa tidak hanya menjadi peserta pasif dalam kegiatan pendidikan. Guru hanya membantu siswa untuk dapat mengambil keputusannya sendiri.
• Perbedaan individual: Pembelajaran yang umumnya dilakukan secara klasikal kurang memperhatikan perbedaan siswa dalam kemampuan dan cara belajarnya sehingga beberapa siswa mungkin akan mengalami kesulitan.
• Perkembangan norma hidup: Masyarakat berubah secara dinamis. Demikian pula dengan berbagai norma hidup yang ada di dalamnya. Setiap orang harus bisa beradaptasi dengan berbagai perubahan tersebut.
• Masa perkembangan: Seorang individu mengalami perkembangan dalam berbagai aspek dalam dirinya dan perubahan tuntutan lingkungan terhadap dirinya. Diperlukan penyesuaian diri untuk menghadapi perubahan-perubahan tersebut.
• Perkembangan industri: Seiring dengan perkembangan teknologi yang cepat, industri juga berkembang dengan pesat. Untuk memiliki karir yang baik, siswa harus bisa mengantisipasi keadaan tersebut.
Bidang layanan
Bidang layanan konselor pendidikan di sekolah adalah
• Bimbingan pribadi-sosial: untuk mewujudkan pribadi yang taqwa, mandiri, dan bertanggungjawab.
• Bimbingan karir: untuk mencapai tujuan dan tugas perkembangan pendidikan.
• Bimbingan belajar: untuk mewujudkan pribadi pekerja yang produktif.
Jenis layanan
Layanan yang diberikan kepada peserta didik di sekolah meliputi:
• Layanan orientasi: memperkenalkan seseorang pada lingkungan yang baru dimasukinya, misalnya memperkenalkan siswa baru pada sekolah yang baru dimasukinya.
• Layanan informasi: bersama dengan layanan orientasi memberikan pemahaman kepada individu-individu yang berkepentingan tentang berbagai hal yang diperlukan untuk menjalani suatu tugas atau kegiatan, atau untuk menentukan arah suatu tujuan atau rencana yang dikehendaki. Informasi yang dapat diberikan di sekolah di anataranya: informasi pendidikan, informasi jabatan,informasi tentang cara belajar yang efektif dan informasi sosial budaya.
• Layanan bimbingan penempatan dan penyaluran: membantu menempatkan individu dalam lingkungan yang sesuai untuk perkembangan potensi-potensinya. Termasuk di dalamnya: penempatan ke dalam kelompok belajar, pemilihan kegiatan ekstrakurikuler yang diikuti, penyaluran ke jurusan/program studi, penyaluran untuk studi lanjut atau untuk bekerja.
• Layanan bimbingan belajar: membantu siswa untuk mengatasi masalah belajarnya dan untuk bisa belajar dengan lebih efektif.
• Layanan konseling individual: konseling yang diberikan secara perorangan.
• Layanan bimbingan dan konseling kelompok: konseling yang dilaksanakan pada sekelompok orang yang mempunyai permasalahan yang serupa.
Fungsi layanan
• Pemahaman: dipahaminya diri klien, masalah klien, dan lingkungan klien baik oleh klien itu sendiri, konselor, maupun pihak-pihak lain yang berkepentingan.
• Pencegahan: mengupayakan tersingkirnya berbagai hal yang secara potensial dapat menghambat atau mengganggu perkembangan kahidupan individu.
• Perbaikan: membebaskan klien dari berbagai masalah yang dihadapinya.
• Pemeliharaan dan Pengembangan: memelihara segala sesuatu yang baik pada diri individu atau kalau mungkin mengembangkannya agar lebih baik.
Dasar hukum
Berdasarkan surat keputusan bersama Menteri Pendidikan dan Kebudayaan dengan Kepala Badan Administrasi Kepegawaian Negara Nomor 0433/p/1993 dan No. 25/1993, penghargaan jam kerja konselor ditetapkan 36 jam per minggu dengan beban tugas meliputi penyusunan program (dihargai 12 jam), pelaksanaan layanan (18 jam) dan evaluasi (6 jam). Konselor yang membimbing 150 orang siswa dihargai 24 jam, selebihnya dihargai sebagai bonus kelebihan jam dengan ketentuan tersendiri.
Tujuan Bimbingan dan Konseling
Tujuan pelayanan bimbingan ialah agar konseli dapat: (1) merencanakan kegiatan penyelesaian studi, perkembangan karir serta kehidupan-nya di masa yang akan datang; (2) mengembangkan seluruh potensi dan kekuatan yang dimilikinya seoptimal mungkin; (3) menyesuaikan diri dengan lingkungan pendidikan, lingkungan masyarakat serta lingkungan kerjanya; (4) mengatasi hambatan dan kesulitan yang dihadapi dalam studi, penyesuaian dengan lingkungan pendidikan, masyarakat, maupun lingkungan kerja.
Untuk mencapai tujuan-tujuan tersebut, mereka harus mendapatkan kesempatan untuk: (1) mengenal dan memahami potensi, kekuatan, dan tugas-tugas perkem-bangannya, (2) mengenal dan memahami potensi atau peluang yang ada di lingkungannya, (3) mengenal dan menentukan tujuan dan rencana hidupnya serta rencana pencapaian tujuan tersebut, (4) memahami dan mengatasi kesulitan-kesulitan sendiri (5) menggunakan kemampuannya untuk kepentingan dirinya, kepentingan lembaga tempat bekerja dan masyarakat, (6) menyesuaikan diri dengan keadaan dan tuntutan dari lingkungannya; dan (7) mengembangkan segala potensi dan kekuatan yang dimilikinya secara optimal.
Secara khusus bimbingan dan konseling bertujuan untuk membantu konseli agar dapat mencapai tugas-tugas perkembangannya yang meliputi aspek pribadi-sosial, belajar (akademik), dan karir.
1. Tujuan bimbingan dan konseling yang terkait dengan aspek pribadi-sosial konseli adalah:
• Memiliki komitmen yang kuat dalam mengamalkan nilai-nilai keimanan dan ketaqwaan kepada Tuhan Yang Maha Esa, baik dalam kehidupan pribadi, keluarga, pergaulan dengan teman sebaya, Sekolah/Madrasah, tempat kerja, maupun masyarakat pada umumnya.
• Memiliki sikap toleransi terhadap umat beragama lain, dengan saling menghormati dan memelihara hak dan kewajibannya masing-masing.
• Memiliki pemahaman tentang irama kehidupan yang bersifat fluktuatif antara yang menyenangkan (anugrah) dan yang tidak menyenangkan (musibah), serta dan mampu meresponnya secara positif sesuai dengan ajaran agama yang dianut.
• Memiliki pemahaman dan penerimaan diri secara objektif dan konstruktif, baik yang terkait dengan keunggulan maupun kelemahan; baik fisik maupun psikis.
• Memiliki sikap positif atau respek terhadap diri sendiri dan orang lain.
• Memiliki kemampuan untuk melakukan pilihan secara sehat
• Bersikap respek terhadap orang lain, menghormati atau menghargai orang lain, tidak melecehkan martabat atau harga dirinya.
• Memiliki rasa tanggung jawab, yang diwujudkan dalam bentuk komitmen terhadap tugas atau kewajibannya.
• Memiliki kemampuan berinteraksi sosial (human relationship), yang diwujudkan dalam bentuk hubungan persahabatan, persaudaraan, atau silaturahim dengan sesama manusia.
• Memiliki kemampuan dalam menyelesaikan konflik (masalah) baik bersifat internal (dalam diri sendiri) maupun dengan orang lain.
• Memiliki kemampuan untuk mengambil keputusan secara efektif.
2. Tujuan bimbingan dan konseling yang terkait dengan aspek akademik (belajar) adalah :
• Memiliki kesadaran tentang potensi diri dalam aspek belajar, dan memahami berbagai hambatan yang mungkin muncul dalam proses belajar yang dialaminya.
• Memiliki sikap dan kebiasaan belajar yang positif, seperti kebiasaan membaca buku, disiplin dalam belajar, mempunyai perhatian terhadap semua pelajaran, dan aktif mengikuti semua kegiatan belajar yang diprogramkan.
• Memiliki motif yang tinggi untuk belajar sepanjang hayat.
• Memiliki keterampilan atau teknik belajar yang efektif, seperti keterampilan membaca buku, mengggunakan kamus, mencatat pelajaran, dan mempersiapkan diri menghadapi ujian.
• Memiliki keterampilan untuk menetapkan tujuan dan perencanaan pendidikan, seperti membuat jadwal belajar, mengerjakan tugas-tugas, memantapkan diri dalam memperdalam pelajaran tertentu, dan berusaha memperoleh informasi tentang berbagai hal dalam rangka mengembangkan wawasan yang lebih luas.
• Memiliki kesiapan mental dan kemampuan untuk menghadapi ujian.
3. Tujuan bimbingan dan konseling yang terkait dengan aspek karir adalah :
• Memiliki pemahaman diri (kemampuan, minat dan kepribadian) yang terkait dengan pekerjaan.
• Memiliki pengetahuan mengenai dunia kerja dan informasi karir yang menunjang kematangan kompetensi karir.
• Memiliki sikap positif terhadap dunia kerja. Dalam arti mau bekerja dalam bidang pekerjaan apapun, tanpa merasa rendah diri, asal bermakna bagi dirinya, dan sesuai dengan norma agama.
• Memahami relevansi kompetensi belajar (kemampuan menguasai pelajaran) dengan persyaratan keahlian atau keterampilan bidang pekerjaan yang menjadi cita-cita karirnya masa depan.
• Memiliki kemampuan untuk membentuk identitas karir, dengan cara mengenali ciri-ciri pekerjaan, kemampuan (persyaratan) yang dituntut, lingkungan sosiopsikologis pekerjaan, prospek kerja, dan kesejahteraan kerja.
• Memiliki kemampuan merencanakan masa depan, yaitu merancang kehidupan secara rasional untuk memperoleh peran-peran yang sesuai dengan minat, kemampuan, dan kondisi kehidupan sosial ekonomi.
• Dapat membentuk pola-pola karir, yaitu kecenderungan arah karir. Apabila seorang konseli bercita-cita menjadi seorang guru, maka dia senantiasa harus mengarahkan dirinya kepada kegiatan-kegiatan yang relevan dengan karir keguruan tersebut.
• Mengenal keterampilan, kemampuan dan minat. Keberhasilan atau kenyamanan dalam suatu karir amat dipengaruhi oleh kemampuan dan minat yang dimiliki. Oleh karena itu, maka setiap orang perlu memahami kemampuan dan minatnya, dalam bidang pekerjaan apa dia mampu, dan apakah dia berminat terhadap pekerjaan tersebut.
• Memiliki kemampuan atau kematangan untuk mengambil keputusan karir.
Bimbingan merupakan bantuan yang diberikan kepada individu dari seorang yang ahli, namun tidak sesederhana itu untuk memahami pengertian dari bimbingan. Pengertian tetang bimbingan formal telah diusahakan orang setidaknya sejak awal abad ke-20, yang diprakarsai oleh Frank Parson pada tahun 1908. Sejak itu muncul rumusan tetang bimbingan sesuai dengan perkembangan pelayanan bimbingan, sebagai suatu pekerjaan yang khas yang ditekuni oleh para peminat dan ahlinya. Pengertian bimbingan yang dikemukakan oleh para ahli memberikan pengertian yang saling melengkapi satu sama lain.
Maka untuk memahami pengertian dari bimbingan perlu mempertimbangkan beberapa pengertian yang dikemukakan oleh para ahli sebagai berikut :
“Bimbingan sebagai bantuan yang diberikan kepada individu untuk dapat memilih,mempersiapkan diri dan memangku suatu jabatan dan mendapat kemajuan dalam jabatan yang dipilihnya” (Frank Parson ,1951).
Frank Parson merumuskan pengertian bimbingan dalam beberapa aspek yakni bimbingan diberikan kepada individu untuk memasuki suatu jabatan dan mencapai kemajuan dalam jabatan. Pengertian ini masih sangat spesifik yang berorientasi karir.
“Bimbingan membantu individu untuk lebih mengenali berbagai informasi tentang dirinya sendiri” (Chiskolm,1959).
Pengertian bimbingan yang dikemukan oleh Chiskolm bahwa bimbingan membantu individu memahami dirinya sendiri, pengertian menitik beratkan pada pemahaman terhadap potensi diri yang dimiliki.
“Bimbingan merupakan kegiatan yang bertujuan meningkatkan realisasi pribadi setiap individu” (Bernard & Fullmer ,1969).
Pengertian yang dikemukakan oleh Bernard & Fullmer bahwa bimbingan
dilakukan untuk meningkatakan pewujudan diri individu. Dapat dipahami bahwa bimbingan membantu individu untuk mengaktualisasikan diri dengan lingkungannya.
“Bimbingan sebagai pendidikan dan pengembangan yang menekankan proses belajar yang sistematik” (Mathewson,1969).
Mathewson mengemukakan bimbingan sebagai pendidikan dan pengembangan yang menekankan pada proses belajar. Pengertian ini menekankan bimbingan sebagai bentuk pendidikan dan pengembangan diri, tujuan yang diinginkan diperoleh melalui proses belajar.
Dari beberapa pengertian bimbingan yang dikemukakan oleh para ahli maka dapat diambil kesimpulan tentang pengertian bimbingan yang lebih luas, bahwa bimbingan adalah :
“Suatu proses pemberian bantuan kepada individu secara berkelanjutan dan sistematis, yang dilakukan oleh seorang ahli yang telah mendapat latihan khusus untuk itu, dimaksudkan agar individu dapat memahami dirinya, lingkunganya serta dapat mengarahkan diri dan menyesuaikan diri dengan lingkungan untuk dapat mengembangkan potensi dirinya secara optimal untuk kesejahteraan dirinya dan kesejahteraan masyarakat”
onselor pendidikan adalah konselor yang bertugas dan bertanggungjawab memberikan layanan bimbingan dan konseling kepada peserta didik di satuan pendidikan. Konselor pendidikan merupakan salah satu profesi yang termasuk ke dalam tenaga kependidikan seperti yang tercantum dalam Undang-undang Republik Indonesia Nomor 20 tahun 2003 tentang Sistem Pendidikan Nasional maupun Undang-undang tentang Guru dan Dosen.
Konselor pendidikan semula disebut sebagai Guru Bimbingan Penyuluhan (Guru BP). Seiring dengan perubahan istilah penyuluhan menjadi konseling, namanya berubah menjadi Guru Bimbingan Konseling (Guru BK). Untuk menyesuaikan kedudukannya dengan guru lain, kemudian disebut pula sebagai Guru Pembimbing.
Setelah terbentuknya organisasi profesi yang mewadahi para konselor, yaitu Asosiasi Bimbingan Konseling Indonesia (ABKIN), maka profesi ini sekarang dipanggil Konselor Pendidikan dan menjadi bagian dari asosiasi tersebut.
Latar belakang diperlukannya konselor pendidikan
• Kehidupan demokrasi: Guru tidak lagi menjadi pusat dan siswa tidak hanya menjadi peserta pasif dalam kegiatan pendidikan. Guru hanya membantu siswa untuk dapat mengambil keputusannya sendiri.
• Perbedaan individual: Pembelajaran yang umumnya dilakukan secara klasikal kurang memperhatikan perbedaan siswa dalam kemampuan dan cara belajarnya sehingga beberapa siswa mungkin akan mengalami kesulitan.
• Perkembangan norma hidup: Masyarakat berubah secara dinamis. Demikian pula dengan berbagai norma hidup yang ada di dalamnya. Setiap orang harus bisa beradaptasi dengan berbagai perubahan tersebut.
• Masa perkembangan: Seorang individu mengalami perkembangan dalam berbagai aspek dalam dirinya dan perubahan tuntutan lingkungan terhadap dirinya. Diperlukan penyesuaian diri untuk menghadapi perubahan-perubahan tersebut.
• Perkembangan industri: Seiring dengan perkembangan teknologi yang cepat, industri juga berkembang dengan pesat. Untuk memiliki karir yang baik, siswa harus bisa mengantisipasi keadaan tersebut.
Bidang layanan
Bidang layanan konselor pendidikan di sekolah adalah
• Bimbingan pribadi-sosial: untuk mewujudkan pribadi yang taqwa, mandiri, dan bertanggungjawab.
• Bimbingan karir: untuk mencapai tujuan dan tugas perkembangan pendidikan.
• Bimbingan belajar: untuk mewujudkan pribadi pekerja yang produktif.
Jenis layanan
Layanan yang diberikan kepada peserta didik di sekolah meliputi:
• Layanan orientasi: memperkenalkan seseorang pada lingkungan yang baru dimasukinya, misalnya memperkenalkan siswa baru pada sekolah yang baru dimasukinya.
• Layanan informasi: bersama dengan layanan orientasi memberikan pemahaman kepada individu-individu yang berkepentingan tentang berbagai hal yang diperlukan untuk menjalani suatu tugas atau kegiatan, atau untuk menentukan arah suatu tujuan atau rencana yang dikehendaki. Informasi yang dapat diberikan di sekolah di anataranya: informasi pendidikan, informasi jabatan,informasi tentang cara belajar yang efektif dan informasi sosial budaya.
• Layanan bimbingan penempatan dan penyaluran: membantu menempatkan individu dalam lingkungan yang sesuai untuk perkembangan potensi-potensinya. Termasuk di dalamnya: penempatan ke dalam kelompok belajar, pemilihan kegiatan ekstrakurikuler yang diikuti, penyaluran ke jurusan/program studi, penyaluran untuk studi lanjut atau untuk bekerja.
• Layanan bimbingan belajar: membantu siswa untuk mengatasi masalah belajarnya dan untuk bisa belajar dengan lebih efektif.
• Layanan konseling individual: konseling yang diberikan secara perorangan.
• Layanan bimbingan dan konseling kelompok: konseling yang dilaksanakan pada sekelompok orang yang mempunyai permasalahan yang serupa.
Fungsi layanan
• Pemahaman: dipahaminya diri klien, masalah klien, dan lingkungan klien baik oleh klien itu sendiri, konselor, maupun pihak-pihak lain yang berkepentingan.
• Pencegahan: mengupayakan tersingkirnya berbagai hal yang secara potensial dapat menghambat atau mengganggu perkembangan kahidupan individu.
• Perbaikan: membebaskan klien dari berbagai masalah yang dihadapinya.
• Pemeliharaan dan Pengembangan: memelihara segala sesuatu yang baik pada diri individu atau kalau mungkin mengembangkannya agar lebih baik.
Dasar hukum
Berdasarkan surat keputusan bersama Menteri Pendidikan dan Kebudayaan dengan Kepala Badan Administrasi Kepegawaian Negara Nomor 0433/p/1993 dan No. 25/1993, penghargaan jam kerja konselor ditetapkan 36 jam per minggu dengan beban tugas meliputi penyusunan program (dihargai 12 jam), pelaksanaan layanan (18 jam) dan evaluasi (6 jam). Konselor yang membimbing 150 orang siswa dihargai 24 jam, selebihnya dihargai sebagai bonus kelebihan jam dengan ketentuan tersendiri.
Tujuan Bimbingan dan Konseling
Tujuan pelayanan bimbingan ialah agar konseli dapat: (1) merencanakan kegiatan penyelesaian studi, perkembangan karir serta kehidupan-nya di masa yang akan datang; (2) mengembangkan seluruh potensi dan kekuatan yang dimilikinya seoptimal mungkin; (3) menyesuaikan diri dengan lingkungan pendidikan, lingkungan masyarakat serta lingkungan kerjanya; (4) mengatasi hambatan dan kesulitan yang dihadapi dalam studi, penyesuaian dengan lingkungan pendidikan, masyarakat, maupun lingkungan kerja.
Untuk mencapai tujuan-tujuan tersebut, mereka harus mendapatkan kesempatan untuk: (1) mengenal dan memahami potensi, kekuatan, dan tugas-tugas perkem-bangannya, (2) mengenal dan memahami potensi atau peluang yang ada di lingkungannya, (3) mengenal dan menentukan tujuan dan rencana hidupnya serta rencana pencapaian tujuan tersebut, (4) memahami dan mengatasi kesulitan-kesulitan sendiri (5) menggunakan kemampuannya untuk kepentingan dirinya, kepentingan lembaga tempat bekerja dan masyarakat, (6) menyesuaikan diri dengan keadaan dan tuntutan dari lingkungannya; dan (7) mengembangkan segala potensi dan kekuatan yang dimilikinya secara optimal.
Secara khusus bimbingan dan konseling bertujuan untuk membantu konseli agar dapat mencapai tugas-tugas perkembangannya yang meliputi aspek pribadi-sosial, belajar (akademik), dan karir.
1. Tujuan bimbingan dan konseling yang terkait dengan aspek pribadi-sosial konseli adalah:
• Memiliki komitmen yang kuat dalam mengamalkan nilai-nilai keimanan dan ketaqwaan kepada Tuhan Yang Maha Esa, baik dalam kehidupan pribadi, keluarga, pergaulan dengan teman sebaya, Sekolah/Madrasah, tempat kerja, maupun masyarakat pada umumnya.
• Memiliki sikap toleransi terhadap umat beragama lain, dengan saling menghormati dan memelihara hak dan kewajibannya masing-masing.
• Memiliki pemahaman tentang irama kehidupan yang bersifat fluktuatif antara yang menyenangkan (anugrah) dan yang tidak menyenangkan (musibah), serta dan mampu meresponnya secara positif sesuai dengan ajaran agama yang dianut.
• Memiliki pemahaman dan penerimaan diri secara objektif dan konstruktif, baik yang terkait dengan keunggulan maupun kelemahan; baik fisik maupun psikis.
• Memiliki sikap positif atau respek terhadap diri sendiri dan orang lain.
• Memiliki kemampuan untuk melakukan pilihan secara sehat
• Bersikap respek terhadap orang lain, menghormati atau menghargai orang lain, tidak melecehkan martabat atau harga dirinya.
• Memiliki rasa tanggung jawab, yang diwujudkan dalam bentuk komitmen terhadap tugas atau kewajibannya.
• Memiliki kemampuan berinteraksi sosial (human relationship), yang diwujudkan dalam bentuk hubungan persahabatan, persaudaraan, atau silaturahim dengan sesama manusia.
• Memiliki kemampuan dalam menyelesaikan konflik (masalah) baik bersifat internal (dalam diri sendiri) maupun dengan orang lain.
• Memiliki kemampuan untuk mengambil keputusan secara efektif.
2. Tujuan bimbingan dan konseling yang terkait dengan aspek akademik (belajar) adalah :
• Memiliki kesadaran tentang potensi diri dalam aspek belajar, dan memahami berbagai hambatan yang mungkin muncul dalam proses belajar yang dialaminya.
• Memiliki sikap dan kebiasaan belajar yang positif, seperti kebiasaan membaca buku, disiplin dalam belajar, mempunyai perhatian terhadap semua pelajaran, dan aktif mengikuti semua kegiatan belajar yang diprogramkan.
• Memiliki motif yang tinggi untuk belajar sepanjang hayat.
• Memiliki keterampilan atau teknik belajar yang efektif, seperti keterampilan membaca buku, mengggunakan kamus, mencatat pelajaran, dan mempersiapkan diri menghadapi ujian.
• Memiliki keterampilan untuk menetapkan tujuan dan perencanaan pendidikan, seperti membuat jadwal belajar, mengerjakan tugas-tugas, memantapkan diri dalam memperdalam pelajaran tertentu, dan berusaha memperoleh informasi tentang berbagai hal dalam rangka mengembangkan wawasan yang lebih luas.
• Memiliki kesiapan mental dan kemampuan untuk menghadapi ujian.
3. Tujuan bimbingan dan konseling yang terkait dengan aspek karir adalah :
• Memiliki pemahaman diri (kemampuan, minat dan kepribadian) yang terkait dengan pekerjaan.
• Memiliki pengetahuan mengenai dunia kerja dan informasi karir yang menunjang kematangan kompetensi karir.
• Memiliki sikap positif terhadap dunia kerja. Dalam arti mau bekerja dalam bidang pekerjaan apapun, tanpa merasa rendah diri, asal bermakna bagi dirinya, dan sesuai dengan norma agama.
• Memahami relevansi kompetensi belajar (kemampuan menguasai pelajaran) dengan persyaratan keahlian atau keterampilan bidang pekerjaan yang menjadi cita-cita karirnya masa depan.
• Memiliki kemampuan untuk membentuk identitas karir, dengan cara mengenali ciri-ciri pekerjaan, kemampuan (persyaratan) yang dituntut, lingkungan sosiopsikologis pekerjaan, prospek kerja, dan kesejahteraan kerja.
• Memiliki kemampuan merencanakan masa depan, yaitu merancang kehidupan secara rasional untuk memperoleh peran-peran yang sesuai dengan minat, kemampuan, dan kondisi kehidupan sosial ekonomi.
• Dapat membentuk pola-pola karir, yaitu kecenderungan arah karir. Apabila seorang konseli bercita-cita menjadi seorang guru, maka dia senantiasa harus mengarahkan dirinya kepada kegiatan-kegiatan yang relevan dengan karir keguruan tersebut.
• Mengenal keterampilan, kemampuan dan minat. Keberhasilan atau kenyamanan dalam suatu karir amat dipengaruhi oleh kemampuan dan minat yang dimiliki. Oleh karena itu, maka setiap orang perlu memahami kemampuan dan minatnya, dalam bidang pekerjaan apa dia mampu, dan apakah dia berminat terhadap pekerjaan tersebut.
• Memiliki kemampuan atau kematangan untuk mengambil keputusan karir.
Selasa, 13 April 2010
Hidrolisa / Hidrolisis
HIDROLISA / HIDROLISIS
Hidrolisis adalah terurainya garam dalam air yang menghasilkan asam atau basa. ADA EMPAT JENIS GARAM, YAITU : 1. Garam yang terbentuk dari reaksi asam kuat dengan basa kuat (misalnya NaCl, K2SO4 dan lain-lain) tidak mengalami hidrolisis. Untuk jenis garam yang demikian nilai pH = 7 (bersifat netral). 2. Garam yang terbentuk dari reaksi asam kuat dengan basa lemah (misalnya NH4Cl, AgNO3 dan lain-lain) hanya kationnya yang terhidrolisis (mengalami hidrolisis parsial). Untuk jenis garam yang demikian nilai pH <> 7 (bersifat basa). 4. Garam yang terbentuk dari reaksi asam lemah dengan basa lemah (misalnya CH3COONH4, Al2S3 dan lain-lain) mengalami hidrolisis total (sempurna). Untuk jenis garam yang demikian nilai pH-nya tergantung harga Ka den Kb.
Secara teknis, hidrolisis adalah sebuah reaksi dengan air. Reaksi inilah yang sebenarnya terjadi ketika ester dihirolisis dengan air atau dengan asam encer seperti asam hidroklorat encer.
Hidrolisis ester dengan basa melibatkan reaksi dengan ion-ion hidroksida, tetapi hasil keseluruhannya sangat mirip sehingga dikategorikan dalam hidrolisis dengan air atau asam encer.
Hidrolisis menggunakan air atau asam encer
Reaksi dengan air murni sangat lambat sehingga tidak pernah digunakan. Reaksi ini dikatalisis oleh asam encer, sehingga ester dipanaskan di bawah refluks dengan sebuah asam encer seperti asam hidroklorat encer atau asam sulfat encer.
Berikut dua contoh sederhana dari hidrolisis menggunakan sebuah katalis asam.
Pertama, hidrolisis etil etanoat:
dan yang kedua hidrolisis metil propanoat:
Perhatikan bahwa kedua reaksi di atas dapat balik (reversibel). Untuk melangsugkan hidrolisis sesempurna mungkin, harus digunakan air yang berlebih. Air diperoleh dari asam encer, sehingga ester perlu dicampur dengan asam encer yang berlebih.
Hidrolisis menggunakan basa encer
Ini merupakan cara yang lazim digunakan untuk menghidrolisis ester. Ester dipanaskan di bawah refluks dengan sebuah basa encer seperti larutan natrium hidroksida.
Ada dua kelebihan utama dari cara ini dibanding dengan menggunakan asam encer. Reaksinya berlangsung satu arah dan tidak reversibel, dan produknya lebih mudah dipisahkan.
Mari kita mengambil contoh ester sama seperti kedua contoh di atas, tapi menggunakan larutan natrium hdroksida bukan sebuah asam encer:
Pertama, hidrolisis etil etanoat menggunakan larutan natrium hidroksida:
dan selanjutnya hidrolisis metil propanoat dengan cara yang sama:
Perhatikan bahwa terbentuk garam natrium bukan asam karboksilat sendiri.
Campuran ini relatif mudah dipisahkan. Jika digunakan larutan natrium hidroksida yang berlebih, tidak akan ada ester yang tersisa.
Alkohol yang terbentuk bisa dipisahkan dengan distilasi. Pemisahan ini cukup mudah.
Jika anda menginginkan terbentuk asam bukan garamnya, anda harus menambahkan asam kuat yang berlebih seperti asam hidroklorat encer atau asam sulfat encer ke dalam larutan yang tersisa setelah distilasi pertama.
Jika anda melakukan ini, campuran akan dibanjiri dengan ion-ion hidrogen. Ion-ion hidrogen ini ditangkap oleh ion-ion etanoat (atau ion paropanoat atau ion apapun) yang terdapat dalam garam membentuk asam etanoat (atau asam propanoat, dan lain-lain). Karena asam-asam ini adalah asam lemah, maka ketika bergabung dengan ion hidrogen, cenderung tetap bergabung.
Sekarang asam karboksilat bisa dipisahkan dengan distilasi.
Hidrolisis ester-ester kompleks utuk membuat sabun
Pembahasan ini berkaitan dengan hidrolisis basa (dengan menggunakan larutan natrium hidroksida) ester-ester besar yang ditemukan dalam lemak dan minyak hewani dan nabati.
Jika ester-ester besar yang terdapat dalam lemak dan minyak hewani dan nabati dipanaskan dengan larutan natrium hdiroksida pekat, reaksi yang terjadi persis sama dengan reaksi pada ester-ester sederhana.
Terbentuk asam karboksilat – kali ini, garam natrium dari sebuah asam besar seperti asam oktadekanoat (asam stearat). Garam-garam ini merupakan komponen sabun yang penting – yaitu komponen yang melakukan pembersihan.
Juga terbentuk alkohol – kali ini, alkohol yang lebih rumit, propan-1,2,3-triol (gliserol).
Karena hubungannya dengan pembuatan sabun, hidrolisis ester dengan basa terkadang disebut sebagai saponifikasi.
Hidrolisis
Apa yang dimaksud Hidrolisis Garam
* Hidrolisis berasal dari kata hidro yaitu air dan lisis berarti penguraian, berarti hidrolisis garam adalah penguraian garam oleh air yang menghasilkan asam dan basanya kembali.
* Ada dua macam hidrolisis, yaitu:
Hidrolisis parsial/sebagian (jika garamnya berasal dari asam lemah dan basa kuat atau sebaliknya & pada hidrolisis sebagian hanya salah satu ion saja yang mengalami reaksi hidrolisis, yang lainnya tidak)
• Hidrolisis total (jika garamnya berasal dari asam lemah dan basa lemah).
•
• * Beberapa jenis garam berdasarkan komponen asam basa pembentuknya
asam pembentuk basa pembentuk sifat larutan contoh
kuat kuat netral NaCl; K2SO4
kuat lemah asam NH4Cl; Al2(SO4)3
lemah kuat basa CH3COONa; Na2CO3
lemah lemah bergantung Ka & Kb CH3COONH4
Catatan:
Garam yang berasal dari asam kuat dan basa kuat tidak mengalami hidrolisis dan bersifat netral.
• Di dalam air garam ini mengalami ionisasi sempurna menjadi anion dan kation.
• Contoh : garam NaCl
•
Di dalam air, NaCl terionisasi sempurna membentuk ion Na+ dan Cl-
NaCl(aq) Na+(aq) + Cl-(aq)
Ion Na+ berasal dari asam kuat dan ion Cl- berasal dari basa kuat sehingga keduanya tidak bereaksi dengan air.
• Reaksi Hidrolisis adalah
Na+(aq) + H2O(l) (tidak ada reaksi)
Cl-(aq) + H2O(l) (tidak ada reaksi)
• Larutan ini bersifat netral (pH=7).
•
• Jika diuji keasamannya dengan menggunakan kertas lakmus biru dan merah , maka warna lakmus biru tetap biru, lakmus merah tetap merah.
PROSES HIDROLISIS dan APLIKASINYA di INDUSTRI
Hidrolisis adalah suatu proses kimia yang menggunakan H2O sebagai pemecah suatu persenyawaan termasuk inversi gula, saponifikasi lemak dan ester, pemecahan protein dan reaksi Grignard. H2O sebagai zat pereaksi dalam pengertian luas termasuk larutan asam dan basa (dalam senyawa organik, hidrólisis, netralisasi).
Jenis-jenis hidrólisis ada lima macam, yaitu :
1. Hidrolisis Murni
Direaksikan dengan H2O saja, reaksi lambat sehingga jarang digunakan dalam industri (tidak komersial). Hanya untuk senyawa-senyawa yang reaktif. Reaksi dapat dipercepat dengan menggunakan H2O uap.
Contoh :
2. Hidrolisis dalam Larutan Asam
Asam encer atau pekat misal HCl, H2SO4 (asam lain mahal). Biasanya berfungsi sebagai katalisator. Pada asam encer, pada umumnya kecepatan reaksi sebanding dengan konsentrasi H+ menjadi [H+]. Sifat ini tidak berlaku pada asam pekat. Pemakain H2SO4 lebih disukai karena HCl korosif.
Contoh :
3. Hidrolisis dalam Larutan Basa
Basa encer atau pekat seperti NaOH, KOH. Penggunaan basa terbatas karena hasil akhir adalah garam bukan asam
Contoh :
SUKROSA DAN SIFATNYA
Tebu (Saccharum officinarum) merupakan tanaman penghasil gula yang telah lama dibudidayakan di Indonesia khususnya Pulau Jawa. Tebu merupakan tanaman penghasil gula yang kita konsumsi sehari-hari. Gula yang kita konsumsi diproses dari sukrosa yang terbentuk di batang tebu. Kadar sukrosa yang ada dalam batang tebu bervariasi antara 8 – 13 % pada tebu segar yang mencapai kemasakan optimal.
Sukrosa adalah senyawa disakarida dengan rumus molekul C12H22O11. Sukrosa terbentuk melalui proses fotosintesis yang ada pada tumbuh-tumbuhan. Pada proses tersebut terjadi interaksi antara karbon dioksida dengan air didalam sel yang mengandung klorofil. Bentuk sederhana dari persamaan tersebut adalah :
6 CO2 + 6 H2O —–> C6H12O6 + 6 O2
Gula tebu adalah disakarida, gula tersebut dapat dibuat dari gabungan dua gula yang sederhana yaitu glukosa dan fruktosa (monosakarida). Penggabungan dari dobel unit karbon monosakarida menjadi : C12H22O11 yang selanjutnya dinamakan sukrosa atau saccharose.
Selain sukrosa didalam batang tebu terdapat zat-zat lain. Dalam proses produksi gula zat – zat ini harus dihilangkan sehingga dihasilkan gula yang berkualitas. Berikut adalah komponen yang terdapat dalam batang tebu.
Hidrolisis Garam dalam Kehidupan Sehari-Hari
Agar tanaman tumbuh dengan baik, maka pH tanaman harus dijagam pH tanah di daerah pertanian harus disesuaikan dengan pH tanamannya. Oleh karena itu diperlukan pupuk yang dapat menjaga pH tanah agar tidak terlalu asam atau basa. Biasanya para petani menggunakan pelet padat (NH 4 ) 2 SO 4 untuk menurunkan pH tanah. Garam (NH 4 ) 2 SO 4 bersifat asam, ion NH 4 + akan terhidrolisis dalam tanah membentuk NH 3 dan H + yang bersifat asam.
Kita juga sering memakai bayclin atau sunklin untuk memutihkan pakaian kita. Produk ini mengandung kira-kira 5 % NaOCl yang sangat reaktif sehingga dapat menghancurkan pewarna, sehingga pakaian menjadi putih kembali. Garam ini terbentuk dari asam lemah HOCl dengan basa kuat NaOH. Ion OCl - terhidrolisis menjadi HOCl dan OH -, sehingga garam NaOCl bersifat basa.
Menentukan pH Larutan Garam
Garam yang mengalami hidrolisis membentuk suatu reaksi kesetimbangan. Pada reaksi kesetimbangan anion basa atau kation asam, akan dibebaskan OH - atau H + . Ion OH - dan ion H + inilah yang dapat menentukan apakah larutan tersebut bersifat asam, basa atau netral. Karena hidrolisis garam merupakan reaksi refersibel (bolak-balik), maka reaksi ini mempunyai tetapan kesetimbangan yang disebut tetapan hidrolisis (Kh). Besarnya Kh bergantung pada harga tetapan ionisasi asam (Ka) atau tetapan ionisasi basa (Kb). Tetapan hidrolisis dapat digunakan untuk menentukan pH larutan garam.
1. Garam dari Asam Kuat dengan Basa Kuat
Garam yang berasal dari asam kuat dan basa kuat jika dilarutkan dalam air menunjukkan reaksi netral, karena anion maupun kationnya masing-masing tidak ada yang bergabung dengan ion hidrogen atau hidroksida. Untuk menentukan produk yang sangat sedikit berdisosiasi. Karena itu kesetimbangan air tidak terganggu.
H 2 O (l) → H + (aq) + OH - (aq)
Karena konsetrasi H + dan OH - dalam larutan sama, maka larutan bersifat netral (pH=7)
2. Garam dari Asam Kuat dengan Basa Lemah
Jika garam yang berasal dari asam kuat dengan basa lemah dilarutkan ke dalam air, maka larutan tersebut bersifat asam (pH < 7). Kation asam (BH + ) dari garam bereaksi dengan air yang menghasilkan ion H 3 O + .
BH + (aq) + H 2 O (l) → B (aq) + H 3 O + (aq) .
Reaksi ini mempunyai tetapan hidrolisis (Kh) sebagai berikut.
Konsentrasi BH + semula, sama dengan konsentrasi garamnya. Jika konsentrasi BH + mula-mula sebesar M dan hidrolisis sebesar α, maka konsentrasi semua komponen dalam persamaan tersebut adalah:
Karena nilai α sangat kecil, maka besarnya α pada M-α diabaikan, sehingga untuk M-α = M. Besarnya konsentrasi B dan H 3 O + adalah sama. Karena H 3 O + dapat diganti H +, persamaan tetapan hidrolisis dapat ditulis.
Suatu basa dapat mengalami kesetimbangan sebagai berikut.
B¬ (aq) + H 2 O (l) → BH + (aq) + OH - (l)
3. Garam dari Asam Lemah dengan Basa Kuat
Garam yang berasal dari asam lemah dengan basa kuat jika dilarutkan dalam air maka larutan tersebut bersifat basa (pH > 7). Anion basa (A - ) dari garam bereaksi dalam air yang menghasilkan ion OH - .
A - (aq) + H 2 O (l) → HA (aq) + OH - (aq)
Konsentrasi A - semula sama dengan konsentrasi garamnya. Jika konsentrasi A - mula-mula sebesar M dan terhidrolisis sebesar α, maka untuk konsentrasi semua komponen dalam persamaan tersebut adalah:
Karena nilai α relatif kecil (dapat diabaikan) sehingga nilai (M-α) sama dengan M.
Asam lemah akan terionisasi menjadi:
HA → H + + A -
Konsentrasi HA sama dengan konsentrasi OH -, sehingga diperoleh persamaan tetapan:
Selanjutnya konsentrasi OH - dapat dihitung dengan rumus:
Keterangan:
Kh : tetapan hidrolisis
Kw : tetapan kesetimbangan air
Ka : tetapan ionisasi asam
[A-] : konsentrasi anion dari garam
4. Garam dari Asam Lemah dan Basa Lemah
Garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah jika dilarutkan dalam air dapat bersifat asam, basa atau netral tergantung pada kekuatan relatif asam dan basa penyusunnya. Larutan garam ini akan terhidrolisis sempurna baik kation [BH + ] maupun anionnya [A - ].
Kh : tetapan hidrolisis
Kw : tetapan kesetimbangan air
Ka : tetapan ionisasi asam
Kb : tetapan ionisasi basa
Konsep Hidrolisis Garam
Pencampuran larutan asam dengan larutan basa akan menghasilkan garam dan air. Namun demikian, garam dapat bersifat asam, basa maupun netral. Sifat garam bergantung pada jenis komponen asam dan basanya. Garam dapat terbentuk dari asam kuat dengan basa kuat, asam lemah dengan basa kuat, asam kuat dengan basa lemah, atau asam lemah dengan basa lemah. Jadi, sifat asam basa suatu garam dapat ditentukan dari kekuatan asam dan basa penyusunnya. Sifat keasaman atau kebasaan garam ini disebabkan oleh sebagian garam yang larut bereaksi dengan air. Proses larutnya sebagian garam bereaksi dengan air ini disebut hidrolisis (hidro yang berarti air dan lisis yang berarti peruraian).
1. Garam dari Asam Kuat dengan Basa Kuat
Asam kuat dan basa kuat bereaksi membentuk garam dan air. Kation dan anion garam berasal dari elektrolit kuat yang tidak terhidrolisis, sehingga larutan ini bersifat netral, pH larutan ini sama dengan 7.
Contoh
Larutan KCl berasal dari basa kuat KOH terionisasi sempurna membentuk kation dan anionnya. KOH terionisasi menjadi H + dan Cl - . Masing-masing ion tidak bereaksi dengan air, reaksinya dapat ditulis sebagai berikut.
KCl (aq) → K + (aq) + Cl - (aq)
K + (aq) + H 2 O (l) →
Cl - (aq) + H 2 O (l) →
2. Garam dari Asam Kuat dengan Basa Lemah
Garam yang terbentuk dari asam kuat dengan basa lemah mengalami hidrolisis sebagian (parsial) dalam air. Garam ini mengandung kation asam yang mengalami hidrolisis. Larutan garam ini bersifat asam, pH <7.
Contoh
Amonium klorida (NH 4 Cl) merupakan garam yang terbentuk dari asam kuat, HCl dalam basa lemah NH 3 . HCl akan terionisasi sempurna menjadi H + dan Cl - sedangkan NH 3 dalam larutannya akan terionisasi sebagian membentuk NH 4 + dan OH - . Anion Cl - berasal dari asam kuat tidak dapat terhidrolisis, sedangkan kation NH 4 + berasal dari basa lemah dapat terhidrolisis.
NH 4 Cl (aq) → NH 4 + (aq) + Cl - (aq)
Cl - (aq) + H 2 O (l) →
NH 4 + (aq) + H 2 O (l) → NH 3 (aq) + H 3 O + (aq)
Reaksi hidrolisis dari amonium (NH 4 + ) merupakan reaksi kesetimbangan. Reaksi ini menghasilkan ion oksonium (H 3 O + ) yang bersifat asam (pH<7). Secara umum reaksi ditulis:
BH + + H 2 O → B + H 3 O +
3. Garam dari Asam Lemah dengan Basa Kuat
Garam yang terbentuk dari asam lemah dengan basa kuat mengalami hidrolisis parsial dalam air. Garam ini mengandung anion basa yang mengalami hidrolisis. Larutan garam ini bersifat basa (pH > 7).
Contoh
Natrium asetat (CH 3 COONa) terbentuk dari asam lemah CH 3 COOH dan basa kuat NaOH. CH 3 COOH akan terionisasi sebagian membentuk CH 3 COO - dan Na + . Anion CH 3 COO - berasal dari asam lemah yang dapat terhidrolisis, sedangkan kation Na + berasal dari basa kuat yang tidak dapat terhidrolisis.
CH 3 COONa (aq) → CH 3 COO - (aq) + Na + (aq)
Na + (aq) + H 2 O (l) →
CH 3 COO - (aq) + H 2 O (l) → CH 3 COOH (aq) + OH - (aq)
Reaksi hidrolisis asetat (CH 3 COO ) merupakan reaksi kesetimbangannya. Reaksi ini menghasilkan ion OH yang bersifat basa (pH > 7). Secara umum reaksinya ditulis:
A - + H 2 O → HA + OH -
4. Garam dari Asam Lemah dengan Basa Lemah
Asam lemah dengan basa lemah dapat membentuk garam yang terhidrolisis total (sempurna) dalam air. Baik kation maupun anion dapat terhidrolisis dalam air. Larutan garam ini dapat bersifat asam, basa, maupun netral. Hal ini bergantung dari perbandingan kekuatan kation terhadap anion dalam reaksi dengan air.
Contoh
Suatu asam lemah HCN dicampur dengan basa lemah, NH 3 akan terbentuk garam NH 4 CN. HCN terionisasi sebagian dalam air membentuk H + dan CN - sedangkan NH 3 dalam air terionisasi sebagian membentuk NH4+ dan OH-. Anion basa CN - dan kation asam NH 4 + dapat terhidrolisis di dalam air.
NH 4 CN (aq) → NH 4 + (aq) + CN - (aq)
NH 4 + (aq) + H 2 O → NH 3(aq) + H 3 O (aq) +
CN - (aq) + H 2 O (e) → HCN (aq) + OH - (aq)
Sifat larutan bergantung pada kekuatan relatif asam dan basa penyusunnya (Ka dan Kb)
- Jika Ka < Kb (asam lebih lemah dari pada basa) maka anion akan terhidrolisis lebih banyak dan larutan bersifat basa.
- jika Ka > Kb (asam lebih kuat dari pada basa) maka kation akan terhidrolisis lebih banyak dalam larutan bersifat asam.
- Jika Ka = Kb (asam sama lemahnya dengan basa) maka larutan bersifat netral.
Hidrolisis adalah terurainya garam dalam air yang menghasilkan asam atau basa. ADA EMPAT JENIS GARAM, YAITU : 1. Garam yang terbentuk dari reaksi asam kuat dengan basa kuat (misalnya NaCl, K2SO4 dan lain-lain) tidak mengalami hidrolisis. Untuk jenis garam yang demikian nilai pH = 7 (bersifat netral). 2. Garam yang terbentuk dari reaksi asam kuat dengan basa lemah (misalnya NH4Cl, AgNO3 dan lain-lain) hanya kationnya yang terhidrolisis (mengalami hidrolisis parsial). Untuk jenis garam yang demikian nilai pH <> 7 (bersifat basa). 4. Garam yang terbentuk dari reaksi asam lemah dengan basa lemah (misalnya CH3COONH4, Al2S3 dan lain-lain) mengalami hidrolisis total (sempurna). Untuk jenis garam yang demikian nilai pH-nya tergantung harga Ka den Kb.
Secara teknis, hidrolisis adalah sebuah reaksi dengan air. Reaksi inilah yang sebenarnya terjadi ketika ester dihirolisis dengan air atau dengan asam encer seperti asam hidroklorat encer.
Hidrolisis ester dengan basa melibatkan reaksi dengan ion-ion hidroksida, tetapi hasil keseluruhannya sangat mirip sehingga dikategorikan dalam hidrolisis dengan air atau asam encer.
Hidrolisis menggunakan air atau asam encer
Reaksi dengan air murni sangat lambat sehingga tidak pernah digunakan. Reaksi ini dikatalisis oleh asam encer, sehingga ester dipanaskan di bawah refluks dengan sebuah asam encer seperti asam hidroklorat encer atau asam sulfat encer.
Berikut dua contoh sederhana dari hidrolisis menggunakan sebuah katalis asam.
Pertama, hidrolisis etil etanoat:
dan yang kedua hidrolisis metil propanoat:
Perhatikan bahwa kedua reaksi di atas dapat balik (reversibel). Untuk melangsugkan hidrolisis sesempurna mungkin, harus digunakan air yang berlebih. Air diperoleh dari asam encer, sehingga ester perlu dicampur dengan asam encer yang berlebih.
Hidrolisis menggunakan basa encer
Ini merupakan cara yang lazim digunakan untuk menghidrolisis ester. Ester dipanaskan di bawah refluks dengan sebuah basa encer seperti larutan natrium hidroksida.
Ada dua kelebihan utama dari cara ini dibanding dengan menggunakan asam encer. Reaksinya berlangsung satu arah dan tidak reversibel, dan produknya lebih mudah dipisahkan.
Mari kita mengambil contoh ester sama seperti kedua contoh di atas, tapi menggunakan larutan natrium hdroksida bukan sebuah asam encer:
Pertama, hidrolisis etil etanoat menggunakan larutan natrium hidroksida:
dan selanjutnya hidrolisis metil propanoat dengan cara yang sama:
Perhatikan bahwa terbentuk garam natrium bukan asam karboksilat sendiri.
Campuran ini relatif mudah dipisahkan. Jika digunakan larutan natrium hidroksida yang berlebih, tidak akan ada ester yang tersisa.
Alkohol yang terbentuk bisa dipisahkan dengan distilasi. Pemisahan ini cukup mudah.
Jika anda menginginkan terbentuk asam bukan garamnya, anda harus menambahkan asam kuat yang berlebih seperti asam hidroklorat encer atau asam sulfat encer ke dalam larutan yang tersisa setelah distilasi pertama.
Jika anda melakukan ini, campuran akan dibanjiri dengan ion-ion hidrogen. Ion-ion hidrogen ini ditangkap oleh ion-ion etanoat (atau ion paropanoat atau ion apapun) yang terdapat dalam garam membentuk asam etanoat (atau asam propanoat, dan lain-lain). Karena asam-asam ini adalah asam lemah, maka ketika bergabung dengan ion hidrogen, cenderung tetap bergabung.
Sekarang asam karboksilat bisa dipisahkan dengan distilasi.
Hidrolisis ester-ester kompleks utuk membuat sabun
Pembahasan ini berkaitan dengan hidrolisis basa (dengan menggunakan larutan natrium hidroksida) ester-ester besar yang ditemukan dalam lemak dan minyak hewani dan nabati.
Jika ester-ester besar yang terdapat dalam lemak dan minyak hewani dan nabati dipanaskan dengan larutan natrium hdiroksida pekat, reaksi yang terjadi persis sama dengan reaksi pada ester-ester sederhana.
Terbentuk asam karboksilat – kali ini, garam natrium dari sebuah asam besar seperti asam oktadekanoat (asam stearat). Garam-garam ini merupakan komponen sabun yang penting – yaitu komponen yang melakukan pembersihan.
Juga terbentuk alkohol – kali ini, alkohol yang lebih rumit, propan-1,2,3-triol (gliserol).
Karena hubungannya dengan pembuatan sabun, hidrolisis ester dengan basa terkadang disebut sebagai saponifikasi.
Hidrolisis
Apa yang dimaksud Hidrolisis Garam
* Hidrolisis berasal dari kata hidro yaitu air dan lisis berarti penguraian, berarti hidrolisis garam adalah penguraian garam oleh air yang menghasilkan asam dan basanya kembali.
* Ada dua macam hidrolisis, yaitu:
Hidrolisis parsial/sebagian (jika garamnya berasal dari asam lemah dan basa kuat atau sebaliknya & pada hidrolisis sebagian hanya salah satu ion saja yang mengalami reaksi hidrolisis, yang lainnya tidak)
• Hidrolisis total (jika garamnya berasal dari asam lemah dan basa lemah).
•
• * Beberapa jenis garam berdasarkan komponen asam basa pembentuknya
asam pembentuk basa pembentuk sifat larutan contoh
kuat kuat netral NaCl; K2SO4
kuat lemah asam NH4Cl; Al2(SO4)3
lemah kuat basa CH3COONa; Na2CO3
lemah lemah bergantung Ka & Kb CH3COONH4
Catatan:
Garam yang berasal dari asam kuat dan basa kuat tidak mengalami hidrolisis dan bersifat netral.
• Di dalam air garam ini mengalami ionisasi sempurna menjadi anion dan kation.
• Contoh : garam NaCl
•
Di dalam air, NaCl terionisasi sempurna membentuk ion Na+ dan Cl-
NaCl(aq) Na+(aq) + Cl-(aq)
Ion Na+ berasal dari asam kuat dan ion Cl- berasal dari basa kuat sehingga keduanya tidak bereaksi dengan air.
• Reaksi Hidrolisis adalah
Na+(aq) + H2O(l) (tidak ada reaksi)
Cl-(aq) + H2O(l) (tidak ada reaksi)
• Larutan ini bersifat netral (pH=7).
•
• Jika diuji keasamannya dengan menggunakan kertas lakmus biru dan merah , maka warna lakmus biru tetap biru, lakmus merah tetap merah.
PROSES HIDROLISIS dan APLIKASINYA di INDUSTRI
Hidrolisis adalah suatu proses kimia yang menggunakan H2O sebagai pemecah suatu persenyawaan termasuk inversi gula, saponifikasi lemak dan ester, pemecahan protein dan reaksi Grignard. H2O sebagai zat pereaksi dalam pengertian luas termasuk larutan asam dan basa (dalam senyawa organik, hidrólisis, netralisasi).
Jenis-jenis hidrólisis ada lima macam, yaitu :
1. Hidrolisis Murni
Direaksikan dengan H2O saja, reaksi lambat sehingga jarang digunakan dalam industri (tidak komersial). Hanya untuk senyawa-senyawa yang reaktif. Reaksi dapat dipercepat dengan menggunakan H2O uap.
Contoh :
2. Hidrolisis dalam Larutan Asam
Asam encer atau pekat misal HCl, H2SO4 (asam lain mahal). Biasanya berfungsi sebagai katalisator. Pada asam encer, pada umumnya kecepatan reaksi sebanding dengan konsentrasi H+ menjadi [H+]. Sifat ini tidak berlaku pada asam pekat. Pemakain H2SO4 lebih disukai karena HCl korosif.
Contoh :
3. Hidrolisis dalam Larutan Basa
Basa encer atau pekat seperti NaOH, KOH. Penggunaan basa terbatas karena hasil akhir adalah garam bukan asam
Contoh :
SUKROSA DAN SIFATNYA
Tebu (Saccharum officinarum) merupakan tanaman penghasil gula yang telah lama dibudidayakan di Indonesia khususnya Pulau Jawa. Tebu merupakan tanaman penghasil gula yang kita konsumsi sehari-hari. Gula yang kita konsumsi diproses dari sukrosa yang terbentuk di batang tebu. Kadar sukrosa yang ada dalam batang tebu bervariasi antara 8 – 13 % pada tebu segar yang mencapai kemasakan optimal.
Sukrosa adalah senyawa disakarida dengan rumus molekul C12H22O11. Sukrosa terbentuk melalui proses fotosintesis yang ada pada tumbuh-tumbuhan. Pada proses tersebut terjadi interaksi antara karbon dioksida dengan air didalam sel yang mengandung klorofil. Bentuk sederhana dari persamaan tersebut adalah :
6 CO2 + 6 H2O —–> C6H12O6 + 6 O2
Gula tebu adalah disakarida, gula tersebut dapat dibuat dari gabungan dua gula yang sederhana yaitu glukosa dan fruktosa (monosakarida). Penggabungan dari dobel unit karbon monosakarida menjadi : C12H22O11 yang selanjutnya dinamakan sukrosa atau saccharose.
Selain sukrosa didalam batang tebu terdapat zat-zat lain. Dalam proses produksi gula zat – zat ini harus dihilangkan sehingga dihasilkan gula yang berkualitas. Berikut adalah komponen yang terdapat dalam batang tebu.
Hidrolisis Garam dalam Kehidupan Sehari-Hari
Agar tanaman tumbuh dengan baik, maka pH tanaman harus dijagam pH tanah di daerah pertanian harus disesuaikan dengan pH tanamannya. Oleh karena itu diperlukan pupuk yang dapat menjaga pH tanah agar tidak terlalu asam atau basa. Biasanya para petani menggunakan pelet padat (NH 4 ) 2 SO 4 untuk menurunkan pH tanah. Garam (NH 4 ) 2 SO 4 bersifat asam, ion NH 4 + akan terhidrolisis dalam tanah membentuk NH 3 dan H + yang bersifat asam.
Kita juga sering memakai bayclin atau sunklin untuk memutihkan pakaian kita. Produk ini mengandung kira-kira 5 % NaOCl yang sangat reaktif sehingga dapat menghancurkan pewarna, sehingga pakaian menjadi putih kembali. Garam ini terbentuk dari asam lemah HOCl dengan basa kuat NaOH. Ion OCl - terhidrolisis menjadi HOCl dan OH -, sehingga garam NaOCl bersifat basa.
Menentukan pH Larutan Garam
Garam yang mengalami hidrolisis membentuk suatu reaksi kesetimbangan. Pada reaksi kesetimbangan anion basa atau kation asam, akan dibebaskan OH - atau H + . Ion OH - dan ion H + inilah yang dapat menentukan apakah larutan tersebut bersifat asam, basa atau netral. Karena hidrolisis garam merupakan reaksi refersibel (bolak-balik), maka reaksi ini mempunyai tetapan kesetimbangan yang disebut tetapan hidrolisis (Kh). Besarnya Kh bergantung pada harga tetapan ionisasi asam (Ka) atau tetapan ionisasi basa (Kb). Tetapan hidrolisis dapat digunakan untuk menentukan pH larutan garam.
1. Garam dari Asam Kuat dengan Basa Kuat
Garam yang berasal dari asam kuat dan basa kuat jika dilarutkan dalam air menunjukkan reaksi netral, karena anion maupun kationnya masing-masing tidak ada yang bergabung dengan ion hidrogen atau hidroksida. Untuk menentukan produk yang sangat sedikit berdisosiasi. Karena itu kesetimbangan air tidak terganggu.
H 2 O (l) → H + (aq) + OH - (aq)
Karena konsetrasi H + dan OH - dalam larutan sama, maka larutan bersifat netral (pH=7)
2. Garam dari Asam Kuat dengan Basa Lemah
Jika garam yang berasal dari asam kuat dengan basa lemah dilarutkan ke dalam air, maka larutan tersebut bersifat asam (pH < 7). Kation asam (BH + ) dari garam bereaksi dengan air yang menghasilkan ion H 3 O + .
BH + (aq) + H 2 O (l) → B (aq) + H 3 O + (aq) .
Reaksi ini mempunyai tetapan hidrolisis (Kh) sebagai berikut.
Konsentrasi BH + semula, sama dengan konsentrasi garamnya. Jika konsentrasi BH + mula-mula sebesar M dan hidrolisis sebesar α, maka konsentrasi semua komponen dalam persamaan tersebut adalah:
Karena nilai α sangat kecil, maka besarnya α pada M-α diabaikan, sehingga untuk M-α = M. Besarnya konsentrasi B dan H 3 O + adalah sama. Karena H 3 O + dapat diganti H +, persamaan tetapan hidrolisis dapat ditulis.
Suatu basa dapat mengalami kesetimbangan sebagai berikut.
B¬ (aq) + H 2 O (l) → BH + (aq) + OH - (l)
3. Garam dari Asam Lemah dengan Basa Kuat
Garam yang berasal dari asam lemah dengan basa kuat jika dilarutkan dalam air maka larutan tersebut bersifat basa (pH > 7). Anion basa (A - ) dari garam bereaksi dalam air yang menghasilkan ion OH - .
A - (aq) + H 2 O (l) → HA (aq) + OH - (aq)
Konsentrasi A - semula sama dengan konsentrasi garamnya. Jika konsentrasi A - mula-mula sebesar M dan terhidrolisis sebesar α, maka untuk konsentrasi semua komponen dalam persamaan tersebut adalah:
Karena nilai α relatif kecil (dapat diabaikan) sehingga nilai (M-α) sama dengan M.
Asam lemah akan terionisasi menjadi:
HA → H + + A -
Konsentrasi HA sama dengan konsentrasi OH -, sehingga diperoleh persamaan tetapan:
Selanjutnya konsentrasi OH - dapat dihitung dengan rumus:
Keterangan:
Kh : tetapan hidrolisis
Kw : tetapan kesetimbangan air
Ka : tetapan ionisasi asam
[A-] : konsentrasi anion dari garam
4. Garam dari Asam Lemah dan Basa Lemah
Garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah jika dilarutkan dalam air dapat bersifat asam, basa atau netral tergantung pada kekuatan relatif asam dan basa penyusunnya. Larutan garam ini akan terhidrolisis sempurna baik kation [BH + ] maupun anionnya [A - ].
Kh : tetapan hidrolisis
Kw : tetapan kesetimbangan air
Ka : tetapan ionisasi asam
Kb : tetapan ionisasi basa
Konsep Hidrolisis Garam
Pencampuran larutan asam dengan larutan basa akan menghasilkan garam dan air. Namun demikian, garam dapat bersifat asam, basa maupun netral. Sifat garam bergantung pada jenis komponen asam dan basanya. Garam dapat terbentuk dari asam kuat dengan basa kuat, asam lemah dengan basa kuat, asam kuat dengan basa lemah, atau asam lemah dengan basa lemah. Jadi, sifat asam basa suatu garam dapat ditentukan dari kekuatan asam dan basa penyusunnya. Sifat keasaman atau kebasaan garam ini disebabkan oleh sebagian garam yang larut bereaksi dengan air. Proses larutnya sebagian garam bereaksi dengan air ini disebut hidrolisis (hidro yang berarti air dan lisis yang berarti peruraian).
1. Garam dari Asam Kuat dengan Basa Kuat
Asam kuat dan basa kuat bereaksi membentuk garam dan air. Kation dan anion garam berasal dari elektrolit kuat yang tidak terhidrolisis, sehingga larutan ini bersifat netral, pH larutan ini sama dengan 7.
Contoh
Larutan KCl berasal dari basa kuat KOH terionisasi sempurna membentuk kation dan anionnya. KOH terionisasi menjadi H + dan Cl - . Masing-masing ion tidak bereaksi dengan air, reaksinya dapat ditulis sebagai berikut.
KCl (aq) → K + (aq) + Cl - (aq)
K + (aq) + H 2 O (l) →
Cl - (aq) + H 2 O (l) →
2. Garam dari Asam Kuat dengan Basa Lemah
Garam yang terbentuk dari asam kuat dengan basa lemah mengalami hidrolisis sebagian (parsial) dalam air. Garam ini mengandung kation asam yang mengalami hidrolisis. Larutan garam ini bersifat asam, pH <7.
Contoh
Amonium klorida (NH 4 Cl) merupakan garam yang terbentuk dari asam kuat, HCl dalam basa lemah NH 3 . HCl akan terionisasi sempurna menjadi H + dan Cl - sedangkan NH 3 dalam larutannya akan terionisasi sebagian membentuk NH 4 + dan OH - . Anion Cl - berasal dari asam kuat tidak dapat terhidrolisis, sedangkan kation NH 4 + berasal dari basa lemah dapat terhidrolisis.
NH 4 Cl (aq) → NH 4 + (aq) + Cl - (aq)
Cl - (aq) + H 2 O (l) →
NH 4 + (aq) + H 2 O (l) → NH 3 (aq) + H 3 O + (aq)
Reaksi hidrolisis dari amonium (NH 4 + ) merupakan reaksi kesetimbangan. Reaksi ini menghasilkan ion oksonium (H 3 O + ) yang bersifat asam (pH<7). Secara umum reaksi ditulis:
BH + + H 2 O → B + H 3 O +
3. Garam dari Asam Lemah dengan Basa Kuat
Garam yang terbentuk dari asam lemah dengan basa kuat mengalami hidrolisis parsial dalam air. Garam ini mengandung anion basa yang mengalami hidrolisis. Larutan garam ini bersifat basa (pH > 7).
Contoh
Natrium asetat (CH 3 COONa) terbentuk dari asam lemah CH 3 COOH dan basa kuat NaOH. CH 3 COOH akan terionisasi sebagian membentuk CH 3 COO - dan Na + . Anion CH 3 COO - berasal dari asam lemah yang dapat terhidrolisis, sedangkan kation Na + berasal dari basa kuat yang tidak dapat terhidrolisis.
CH 3 COONa (aq) → CH 3 COO - (aq) + Na + (aq)
Na + (aq) + H 2 O (l) →
CH 3 COO - (aq) + H 2 O (l) → CH 3 COOH (aq) + OH - (aq)
Reaksi hidrolisis asetat (CH 3 COO ) merupakan reaksi kesetimbangannya. Reaksi ini menghasilkan ion OH yang bersifat basa (pH > 7). Secara umum reaksinya ditulis:
A - + H 2 O → HA + OH -
4. Garam dari Asam Lemah dengan Basa Lemah
Asam lemah dengan basa lemah dapat membentuk garam yang terhidrolisis total (sempurna) dalam air. Baik kation maupun anion dapat terhidrolisis dalam air. Larutan garam ini dapat bersifat asam, basa, maupun netral. Hal ini bergantung dari perbandingan kekuatan kation terhadap anion dalam reaksi dengan air.
Contoh
Suatu asam lemah HCN dicampur dengan basa lemah, NH 3 akan terbentuk garam NH 4 CN. HCN terionisasi sebagian dalam air membentuk H + dan CN - sedangkan NH 3 dalam air terionisasi sebagian membentuk NH4+ dan OH-. Anion basa CN - dan kation asam NH 4 + dapat terhidrolisis di dalam air.
NH 4 CN (aq) → NH 4 + (aq) + CN - (aq)
NH 4 + (aq) + H 2 O → NH 3(aq) + H 3 O (aq) +
CN - (aq) + H 2 O (e) → HCN (aq) + OH - (aq)
Sifat larutan bergantung pada kekuatan relatif asam dan basa penyusunnya (Ka dan Kb)
- Jika Ka < Kb (asam lebih lemah dari pada basa) maka anion akan terhidrolisis lebih banyak dan larutan bersifat basa.
- jika Ka > Kb (asam lebih kuat dari pada basa) maka kation akan terhidrolisis lebih banyak dalam larutan bersifat asam.
- Jika Ka = Kb (asam sama lemahnya dengan basa) maka larutan bersifat netral.
pH meter dan Potensiometri
Sebuah pH meter adalah alat elektronik yang digunakan untuk mengukur pH ( keasaman atau alkalinitas ) dari cairan (meskipun probe khusus kadang-kadang digunakan untuk mengukur pH-zat semi padat). Sebuah pH meter khas terdiri dari probe mengukur khusus (a elektroda gelas ) yang terhubung ke meter elektronik yang mengukur dan menampilkan pembacaan pH.
Kalibrasi dan penggunaan
Untuk bekerja sangat tepat pH meter harus dikalibrasi sebelum dan sesudah pengukuran masing-masing Untuk penggunaan normal kalibrasi harus dilakukan pada awal setiap hari. Alasan untuk ini adalah bahwa elektroda kaca tidak memberikan ggl direproduksi selama periode waktu yang lebih lama.
Kalibrasi harus dilakukan dengan setidaknya dua standar solusi buffer yang mencakup rentang nilai pH yang diukur. Untuk buffer tujuan umum pada pH 4 dan pH 10 dapat diterima. PH meter memiliki satu kontrol (kalibrasi) untuk mengatur meter membaca sama dengan nilai standar buffer pertama dan kedua kontrol (kemiringan) yang digunakan untuk mengatur meter membaca dengan nilai buffer kedua. Suatu pengendalian ketiga memungkinkan suhu yang disetel. sachet buffer Standar, yang dapat diperoleh dari berbagai pemasok, biasanya negara bagaimana perubahan nilai buffer dengan suhu.
Proses kalibrasi tegangan berhubungan yang dihasilkan oleh probe (sekitar 0,06 volt per pH unit) dengan skala pH. Setelah setiap pengukuran tunggal, ujung itu dibilas dengan air suling atau deionized air untuk menghilangkan bekas apapun larutan yang diukur, mengusap dengan tisu bersih untuk menyerap air yang tersisa yang dapat mencairkan sampel dan dengan demikian mengubah membaca, dan lalu cepat-cepat terbenam dalam larutan lain. Bila tidak digunakan, ujung probe harus disimpan basah setiap saat. Hal ini biasanya disimpan direndam dalam larutan asam sekitar pH 3.0. Dalam keadaan darurat, air keran diasamkan dapat digunakan, tetapi suling atau deionised air tidak boleh digunakan untuk penyimpanan jangka panjang probe sebagai air yang relatif ionless "sucks" ion keluar dari penyelidikan melalui difusi, yang merusak itu.
Kadang-kadang (sekitar sekali sebulan), pesawat itu dapat dibersihkan dengan menggunakan elektroda-pH larutan pembersih, umumnya 0,1 M larutan Asam klorida (HCl) digunakan [1] , mempunyai pH sekitar satu.
pH meter
Sebuah sederhana pH meter
pH meter berkisar dari perangkat seperti pena sederhana dan murah hingga mahal laboratorium instrumen dan kompleks dengan antarmuka komputer dan beberapa masukan indikator ( ion-sensitif , redoks ), elektroda referensi , dan temperatur sensor seperti thermoresistors atau termokopel model yang lebih murah kadang-kadang mengharuskan pengukuran suhu dimasukkan untuk menyesuaikan untuk variasi sedikit pada pH yang disebabkan oleh suhu. Meter dan probe khusus tersedia untuk digunakan dalam aplikasi khusus, lingkungan yang keras, dll Pocket pH meter yang siap saat ini tersedia untuk beberapa puluh dolar yang secara otomatis memberikan kompensasi untuk suhu (ATC, Suhu Otomatis Kompensasi)
Sejarah
PH meter komersial pertama dibangun sekitar 1936 oleh Radiometer di Denmark dan Arnold Orville Beckman di Amerika Serikat. Sementara Beckman adalah asisten profesor kimia di Institut Teknologi California , ia diminta untuk merancang sebuah metode yang cepat dan akurat untuk mengukur keasaman lemon jus untuk California Buah penumbuh Exchange ( Sunkist ). Penemuan Beckman's membantunya untuk meluncurkan perusahaan Instrumen Beckman (sekarang Beckman Coulter). Pada tahun 2004, pH meter Beckman ditetapkan suatu ACS Nasional Kimia Bersejarah Landmark dalam pengakuan signifikansi sebagai pH meter elektronik komersial pertama yang sukses.
Pada 1970-an Jenco Elektronika Taiwan dirancang dan diproduksi pH meter portabel digital pertama. This meter was sold under Cole-Palmer's label. meter ini dijual di bawah label Cole-Palmer's.
Membangun pH meter
Karena sirkuit dari pH meter dasar cukup sederhana, adalah mungkin untuk membangun berguna pH meter atau pH controller dengan komponen yang tersedia di lingkungan pengecer elektronik. Bagaimanapun, tidak begitu mudah diperoleh dan biasanya harus dipesan dari pemasok instrumen ilmiah.) Untuk panduan bagaimana membangun pH meter paling sederhana atau penjelasan rinci tentang bagaimana membangun pH meter / pH controller , lihat ini Halaman pH . Catatan aplikasi untuk LM6001 chip di Semikonduktor Nasional Web site ini juga memiliki rangkaian demonstrasi yang sangat sederhana. Meskipun aplikasi catatan khusus adalah untuk sebuah IC, pH meter berguna dapat dibangun dari penguat operasional dengan impedansi masukan yang tinggi, seperti National Semiconductor murah dan umum TL082 atau setara.
pH adalah derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Ia didefinisikan sebagai kologaritma aktivitas ion hidrogen (H+) yang terlarut. Koefisien aktivitas ion hidrogen tidak dapat diukur secara eksperimental, sehingga nilainya didasarkan pada perhitungan teoritis. Skala pH bukanlah skala absolut. Ia bersifat relatif terhadap sekumpulan larutan standar yang pH-nya ditentukan berdasarkan persetujuan internasional.[1]
Konsep pH pertama kali diperkenalkan oleh kimiawan Denmark Søren Peder Lauritz Sørensen pada tahun 1909. Tidaklah diketahui dengan pasti makna singkatan "p" pada "pH". Beberapa rujukan mengisyaratkan bahwa p berasal dari singkatan untuk powerp[2] (pangkat), yang lainnya merujuk kata bahasa Jerman Potenz (yang juga berarti pangkat)[3], dan ada pula yang merujuk pada kata potential. Jens Norby mempublikasikan sebuah karya ilmiah pada tahun 2000 yang berargumen bahwa p adalah sebuah tetapan yang berarti "logaritma negatif"[4].
Air murni bersifat netral, dengan pH-nya pada suhu 25 °C ditetapkan sebagai 7,0. Larutan dengan pH kurang daripada tujuh disebut bersifat asam, dan larutan dengan pH lebih daripada tujuh dikatakan bersifat basa atau alkali. Pengukuran pH sangatlah penting dalam bidang yang terkait dengan kehidupan atau industri pengolahan kimia seperti kimia, biologi, kedokteran, pertanian, ilmu pangan, rekayasa (keteknikan), dan oseanografi. Tentu saja bidang-bidang sains dan teknologi lainnya juga memakai meskipun dalam frekuensi yang lebih rendah.
pH
pH didefinisikan sebagai minus logaritma dari aktivitas ion hidrogen dalam larutan berpelarut air.[5] pH merupakan kuantitas tak berdimensi.
dengan aH adalah aktivitas ion hidrogen. Alasan penggunaan definisi ini adalah bahwa aH dapat diukur secara eksperimental menggunakan elektroda ion selektif yang merespon terhadap aktivitas ion hidrogen ion. pH umumnya diukur menggunakan elektroda gelas yang mengukur perbedaan potensial E antara elektroda yang sensitif dengan aktivitas ion hidrogen dengan elektroda referensi. Perbedaan energi pada elektroda gelas ini idealnya mengikuti persamaan Nernst:
dengan E adalah potensial terukur, E0 potensial elektroda standar, R tetapan gas, T temperatur dalam kelvin, F tetapan Faraday, dan n adalah jumlah elektron yang ditransfer. Potensial elektroda E berbanding lurus dengan logartima aktivitas ion hidrogen.
Definisi ini pada dasarnya tidak praktis karena aktivitas ion hidrogen merupakan hasil kali dari konsentrasi dengan koefisien aktivitas. Koefisien aktivitas ion hidrogen tunggal tidak dapat dihitung secara eksperimen. Untuk mengatasinya, elektroda dikalibrasi dengan larutan yang aktivitasnya diketahui.
Definisi operasional pH secara resmi didefinisikan oleh Standar Internasional ISO 31-8 sebagai berikut: [6] Untuk suatu larutan X, pertama-tama ukur gaya elektromotif EX sel galvani
elektroda referensi | konsentrasi larutan KCl || larutan X | H2 | Pt
dan kemudian ukur gaya elektromotif ES sel galvani yang berbeda hanya pada penggantian larutan X yang pHnya tidak diketahui dengan larutan S yang pH-nya (standar) diketahui pH(S). pH larutan X oleh karenanya
Perbedaan antara pH larutan X dengan pH larutan standar bergantung hanya pada perbedaan dua potensial yang terukur. Sehingga, pH didapatkan dari pengukuran potensial dengan elektroda yang dikalibrasikan terhadap satu atau lebih pH standar. Suatu pH meter diatur sedemikiannya pembacaan meteran untuk suatu larutan standar adalah sama dengan nilai pH(S). Nilai pH(S) untuk berbagai larutan standar S diberikan oleh rekomendasi IUPAC.[7] Larutan standar yang digunakan sering kali merupakan larutan penyangga standar. Dalam prakteknya, adalah lebih baik untuk menggunakan dua atau lebih larutan penyangga standar untuk mengijinkan adanya penyimpangan kecil dari hukum Nerst ideal pada elektroda sebenarnya. Oleh karena variabel temperatur muncul pada persamaan di atas, pH suatu larutan bergantung juga pada temperaturnya.
Pengukuran nilai pH yang sangat rendah, misalnya pada air tambang yang sangat asam,[8] memerlukan prosedure khusus. Kalibrasi elektroda pada kasus ini dapat digunakan menggunakan larutan standar asam sulfat pekat yang nilai pH-nya dihitung menggunakan parameter Pitzer untuk menghitung koefisien aktivitas.[9]
pH merupakan salah satu contoh fungsi keasaman. Konsentrasi ion hidrogen dapat diukur dalam larutan non-akuatik, namun perhitungannya akan menggunakan fungsi keasaman yang berbeda. pH superasam biasanya dihitung menggunakan fungsi keasaman Hammett, H0.
Umumnya indikator sederhana yang digunakan adalah kertas lakmus yang berubah menjadi merah bila keasamannya tinggi dan biru bila keasamannya rendah
Selain menggunakan kertas lakmus, indikator asam basa dapat diukur dengan pH meter yang bekerja berdasarkan prinsip elektrolit / konduktivitas suatu larutan.
p[H]
Menurut definisi asli Sørensen [2], p[H] didefinisikan sebagai minus logaritma konsentrasi ion hidrogen. Definisi ini telah lama ditinggalkan dan diganti dengan definisi pH. Adalah mungkin untuk mengukur konsentrasi ion hidrogen secara langsung apabila elektroda yang digunakan dikalibrasi sesuai dengan konsentrasi ion hidrogen. Salah satu caranya adalah dengan mentitrasi larutan asam kuat yang konsentrasinya diketahui dengan larutan alkali kuat yang konsentrasinya juga diketahui pada keberadaan konsentrasi elektrolit latar yang relatif tinggi. Oleh karena konsentrasi asam dan alkali diketahui, adalah mudah untuk menghitung ion hidrogen sehingga potensial yang terukur dapat dikorelasikan dengan kosentrasi ion. Kalibrasi ini biasanya dilakukan menggunakan plot Gran.[10] Kalibrasi ini akan menghasilkan nilai potensial elektroda standar, E0, dan faktor gradien, f, sehingga persamaan Nerstnya berbentuk
Persamaan ini dapat digunakan untuk menurunkan konsentrasi ion hidrogen dari pengukuran eksperimental E. Faktor gradien biasanya lebih kecil sedikit dari satu. Untuk faktor gradien kurang dari 0,95, ini mengindikasikan bahwa elektroda tidak berfungsi dengan baik. Keberadaan elektrolit latar menjamin bahwa koefisien aktivitas ion hidrogen secara efektif konstan selama titrasi. Oleh karena ia konstan, maka nilainya dapat ditentukan sebagai satu dengan menentukan keadaan standarnya sebagai larutan yang mengandung elektrolit latar. Dengan menggunakan prosedur ini, aktivitas ion akan sama dengan nilai konsentrasi.
Perbedaan antara p[H] dengan pH biasanya cukup kecil. Dinyatakan bahwa[11] pH = p[H] + 0,04. Pada prakteknya terminologi p[H] dan pH sering dicampuradukkan dan menyebabkan kerancuan.
pOH
pOH kadang-kadang digunakan sebagai satuan ukuran konsentrasi ion hidroksida OH−. pOH tidaklah diukur secara independen, namun diturunkan dari pH. Konsentrasi ion hidroksida dalam air berhubungan dengan konsentrasi ion hidrogen berdasarkan persamaan
[OH−] = KW /[H+]
dengan KW adalah tetapan swaionisasi air. Dengan menerapkan kologaritma:
pOH = pKW − pH.
Sehingga, pada suhu kamar pOH ≈ 14 − pH. Namun hubungan ini tidaklah selalu berlaku pada keadaan khusus lainnya.
pH meter
Potensiometri merupakan aplikasi langsung dari persamaan Nernst dengan cara pengukuran potensial dua elektroda tidak polarisasi pada kondisi arus nol. Persamaan Nernst memberikan hubungan antara potensial relatif suatu elektroda dan konsentrasi spesies ioniknya yang sesuai dalam larutan. Dengan pengukuran potensial reversible suatu elektroda, maka perhitungan aktivitas atau konsentrasi suatu komponen dapat dilakukan.
Pengukuran potensial sel menjadi cukup penting dalam kimia analisis, karena potensial sel Galvani bergantung pada aktivitas spesies ion tertentu dalam larutan sel. Dalam banyak kasus suatu sel dapat direka sehingga potensialnya bergantung pada aktivitas suatu spesies ion tunggal dalam larutan itu. Salah satu elektroda sel haruslah sedemikian rupa sehingga potensialnya bergantung pada aktivitas ion yang akan ditetapkan, elektroda itu disebut elektrode indikator. Elektroda yang lain adalah pembanding, seperti kolamel, yang potensialnya diketahui dan tetap konstan selama penetapan.
Konsentrasi Ag+ pada bejana sebelah kiri ingin ditentukan. Bejana yang di tengah menghubungkan larutan KCl yang terdapat pada elektroda kalomel jenuh dengan bejana yang berisi larutan perak yang melalaui jembatan garam yang berisi agar dan NH4NO3. Jika alat pengukur potensial dihubungkan dengan dua elektroda, Ag menjadi elektroda positif, sedangkan elektroda kalomel jenuh, SCE adalah elektroda negatif.
Terdapat dua metode yang digunakan dalam melakukan pengukuran eksperimen, pertama dilakukan pengukuran tunggal terhadap potensial itu, ini cukup untuk menetapkan aktivitas ion yang diminati. Kedua, ion itu dapat diititrasi dan potensialnya diukur sebagai fungsi volume titran.
Metode pertama disebut potensiometri langsung dan terutama telah digunakan dalam pengukuran pH larutan air. Dewasa ini juga diterapkan secara meluas dalam penetapan ion-ion lain lewat penggunaan electrode selektif-ion.
Metode kedua, yang disebut titrasi langsung, merupakan pengukuran potensial untuk mendeteksi titik kesetaraan suatu titrasi. Metode ini dapat diterapkan pada semua jenis reaksi yang ternyata sesuai untuk analisis titrimetri.
Pengukuran potensiometri langsung sangat berguna untuk menetapkan aktivitas suatu spesies dalam suatu campuran kesetimbangan, karena kesetimbangan tidak dikacaukan oleh pengukuran itu. Misalnya, pH suatu larutan 0,10 F asam asetat mungkin diukur dan konsentrasi ion hydrogen (diperkirakan dari aktivitasnya) dijumpai sebesar 0,003 M. dipihak lain, jika larutan itu dititasi, kita akan menjumpai konsentrasi sebesar 0,10 M. titrasi menghasilkan informasi stoikiometri mengenai jumlah total proton yang tersedia, sedangkan pengukuran langsung memberikan aktivitas kesimbangan proton dalam larutan itu pada saat kapan saja.
Karena hubungan logaritma antara potensial dan aktivitas, penetapan dengan potensiometri langsung biasanya tidaklah sangat akurat sekali bila diambil langkah-langkah istimewa.
Terdapat suatu soal lain dalam potensiometri langsung. Untuk maksud-maksud tertentu (misalnya, penerapan tetapan keseimbangan termodinamika) mungkin diinginkan aktivitas suatu spesies elektroaktif, namun dalam tugas analisis biasanya kita ingin tahu konsentrasinya. Kecuali bila komposisi larutan semua ion dikhaskan, mengubah aktivitas menjadi konsentrasi mengandung risiko, dan bahkan dalam hal tanpa risiko, belum tentu orang mampu menemukan koefisien aktivitas yang cocok dalam literatur untuk kondisi yang dinyatakan itu. Masalah ini dapat dilawan dengan kalibrasi jika semua sample mempunyai komposisi kasar yang sama. Disiapkan standar-standar dimana ion yang akan ditetapkan itu divariasi konsentrasinya, tetapi di segi lain standar-standar ini hendaknya semirip mungkin dengan larutan itu. Pembacaan potensial kemudian diubahmenjadi konsentrasi dengan menggunakan grafik E lawan log C yang dialurkan dari hasil-hasil pengukuran terhadap larutan-larutan standar itu (sebagai contoh: penetapan konsentrasi suatu ion logam minoritas dalam laut, larutan standar adalah air laut buatan yang semirip mungkin dengan air laut murni dalam hal kadar garam dan zat-zat terlarut lain, kemudian dilarutkan ion logam tersebut pada berbagai macam konsentrasi). Masalah seperti ini (pengaruh komposisi keseluruhan dari sampel, terutama mengenai komponen-komponen utama, terhadap respon kepada unsure yang akan ditetapkan) kadang-kadang disebut efek matriks.
Meskipun ada masalah-masalah semacam itu, keuntungan dari potensiometri-langsung adalah :
Proses berlangsung cepat
Biaya yang dikeluarkan tidak terlalu mahal
Mudah diautomasikan
Sifatnya tidak merusak sample
Apabila efek matrik itu dapat diimbali, dan bila ketepatan yang tinggi tidak ditutut, metode-metode dapat diterima secara meluas.
Suatu eksperimen dapat diukur dengan menggunakan dua metode yaitu, pertama (potensiometri langsung) yaitu pengukuran tunggal terhadap potensial dari suatu aktivitas ion yang diamati, hal ini terutama diterapkan dalam pengukuran pH larutan air. Kedua (titrasi langsung), ion dapat dititrasi dan potensialnya diukur sebagai fungsi volume titran. Potensial sel, diukur sehingga dapat digunakan untuk menentukan titik ekuivalen. Suatu petensial sel galvani bergantung pada aktifitas spesies ion tertentu dalam larutan sel, pengukuran potensial sel menjadi penting dalam banyak analisis kimia (Basset, 1994).
Proses titrasi potensiometri dapat dilakukan dengan bantuan elektroda indikator dan elektroda pembanding yang sesuai. Dengan demikian, kurva titrasi yang diperoleh dengan menggambarkan grafik potensial terhadap volume pentiter yang ditambahkan, mempunyai kenaikan yang tajam di sekitar titik kesetaraan. Dari grafik itu dapat diperkirakan titik akhir titrasi. Cara potensiometri ini bermanfaat bila tidak ada indikator yang cocok untuk menentukan titik akhir titrasi, misalnya dalam hal larutan keruh atau bila daerah kesetaran sangat pendek dan tidak cocok untuk penetapan titik akhir titrasi dengan indikator (Rivai, 1995).
Titik akhir dalam titrasi potensiometri dapat dideteksi dengan menetapkan volume pada mana terjadi perubahan potensial yang relatif besar ketika ditambahkan titran. Dalam titrasi secara manual, potensial diukur setelah penambahan titran secara berurutan, dan hasil pengamatan digambarkan pada suatu kertas grafik terhadap volum titran untuk diperoleh suatu kurva titrasi. Dalam banyak hal, suatu potensiometer sederhana dapat digunakan, namun jika tersangkut elektroda gelas, maka akan digunakan pH meter khusus. Karena pH meter ini telah menjadi demikian biasa, maka pH meter ini dipergunakan untuk semua jenis titrasi, bahkan apabila penggunaannya tidak diwajibkan (Basset, 1994).
Reaksi-reaksi yang berperan dalam pengukuran titrasi potensiometri yaitu reaksi pembentukan kompleks reaksi netralisasi dan pengendapan dan reaksi redoks. Pada reaksi pembentukan kompleks dan pengendapan, endapan yang terbentuk akan membebaskan ion terhidrasi dari larutan. Umumnya digunakan elektroda Ag dan Hg, sehingga berbagai logam dapat dititrasi dengan EDTA. Reaksi netralisasi terjadi pada titrasi asam basa dapat diikuti dengan elektroda indikatornya elektroda gelas. Tetapan ionisasi harus kurang dari 10-8. Sedangkan reaksi redoks dengan elektroda Pt atau elektroda inert dapat digunakan pada titrasi redoks. Oksidator kuat (KMnO4, K2Cr2O7, Co(NO3)3) membentuk lapisan logam-oksida yang harus dibebaskan dengan reduksi secara katoda dalam larutan encer (Khopkar, 1990).
Persamaan Nernst memberikan hubungan antara potensial relatif suatu elektroda dan konsentrasi spesies ioniknya yang sesuai dalam larutan. Potensiometri merupakan aplikasi langsung dari persaman Nernst dengan cara pengukuran potensial dua elektroda tidak terpolarisasi pada kondisi arus nol. Dengan pengukuran pengukuran potensial reversibel suatu elektroda, maka perhitungan aktivitas atau konsentrasi suatu komponen dapat dilakukan (Rivai, 1995).
Potensial dalam titrasi potensiometri dapat diukur sesudah penambahan sejumlah kecil volume titran secara berturut-turut atau secara kontinu dengan perangkat automatik. Presisi dapat dipertinggi dengan sel konsentrasi. Elektroda indikator yang digunakan dalam titrasi potensiometri tentu saja akan bergantung pada macam reaksi yang sedang diselidiki. Jadi untuk suatu titrasi asam basa, elektroda indikator dapat berupa elektroda hidrogen atau sesuatu elektroda lain yang peka akan ion hidrogen, untuk titrasi pengendapan halida dengan perak nitrat, atau perak dengan klorida akan digunakan elektroda perak, dan untuk titrasi redoks (misalnya, besi(II)) dengan dikromat digunakan kawat platinum semata-mata sebagai elektroda redoks (Khopkar, 1990).
Titrasi potensiometri yang digunakan dalam percobaan ini merupakan salah satu metode elektroanalisis untuk menentukan konsentrasi suatu zat. Dalam percobaan ini, metode ini digunakan untuk menentukan konsentrasi asam fosfat H3PO4. Asam fosfat merupakan suatu asam poliprotik, artinya asam ini dapat memberikan lebih dari satu proton yang berupa ion H+ dan apabila bereaksi dengan suatu basa, akan membentuk air. Karena itu, dalam titrasi potensiometri, dapat dilakukan pengukuran pH berdasarkan konsentrasi H+ yang dilepaskan asam fosfat.
Karena sifatnya yang dapat memberikan lebih dari satu proton, asam fosfat memiliki 3 titik kesetimbangan asam (Ka). Kesetimbangan ini berasal dari nilai perbandingan konsentrasi produk dengan konsentrasi reaktan untuk masing-masing pelepasan H+.
H3PO4 + OH- H2PO4- + H2O Ka1 =
H2PO4- + OH- HPO42- + H2O Ka2 =
HPO42- + OH- PO43- + H2O Ka3 =
Nilai konsentrasi H2O sebenarnya merupakan nilai konsentrasi oksonium H3O+, dan pereaksinya adalah H2O. Akan tetapi, untuk menyederhanakan penulisan dan menghindari kesalahpahaman karena pereaksi yang digunakan merupakan NaOH, maka penulisan reaksi kesetimbangan seperti yang telah dituliskan. Adanya 3 nilai kesetimbangan inilah yang membedakan perhitungan konsentrasi asam poliprotik seperti asam fosfat, dengan asam monoprotik dan asam diprotik. Dalam percobaan ini, asam fosfat direaksikan dengan NaOH dengan persamaan reaksi sebagai berikut:
H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O
Hal tersebut menunjukkan terjadinya suatu reaksi penetralan larutan asam lemah yaitu asam posfat, H3PO4 dengan titran berupa basa kuat, NaOH. Larutan NaOH merupakan golongan oksidator kuat, yang mampu mengubah larutan yang bersifat asam menjadi larutan yang bersifat basa dengan penambahan volume NaOH ke dalam larutan asam yang berperan sebagai titrat.
Titrasi potensiometri yang digunakan untuk menentukan konsentrasi asam fosfat dilakukan dengan pengukuran pH pada setiap penambahan basa dengan volume tertentu. Penambahan basa (larutan NaOH) ini menyebabkan pH larutan semakin meningkat. Maka volume penambahan NaOH diatur atau berkurang dari 1 mL agar nilai pH yang terukur konstan. Pada titik-titk penambahan tertentu peningkatan pH mengalami lonjakan yang cukup besar. Lonjakan ini merupakan titik pH dimana larutan mencapai kesetaraan yaitu sebagai titik kesetaraan pH larutan.
Sebelum penambahan basa, pH asam fosfat yang telah diencerkan adalah 2,63. Penambahan basa yaitu NaOH secara teratur dengan volume yang telah ditentukan meningkatkan pH hingga setelah 50 mL NaOH ditambahkan, pH akhir larutan adalah 2,79. Kenaikan pH akibat penambahan basa tidak dapat ditentukan secara matematis. Hal ini disebabkan faktor waktu yang digunakan dalam penetesan, kesempurnaan pengadukan dengan magnetik stirrer sehingga diperoleh larutan yang homogen, dan kepekaan pH meter yang digunakan.
pH meter merupakan suatu elektroda gelas atau kaca, dimana diketahui bahwa elektroda gelas merupakan elektroda yang paling sensitif karena membrannya sensitif terhadap ion H+ serta paling sering digunakan, namun satu kelemahan yang utama dari elektroda ini yaitu tidak efektif pada pengukuran pH di atas 10. Sebenarnya dalam titrasi potensiometri juga dilakukan pengukuran voltase atau tegangan untuk membandingkan besarnya voltase yang ditimbulkan akibat penambahan basa. Hanya saja dalam percobaan ini tidak dilakukan.
Dari grafik hubungan pH dengan volume penambahan titran nampak terjadi kenaikan kurva yang tidak berbeda jauh ketika titik ekivalen tercapai. Sebelum dan sesudah titik ekivalen tercapai, kurva kembali melandai. Pada penambahan NaOH mencapai 38 mL, terjadi kenaikan nilai pH yang cukup signifikan sehingga pada titik ini ditandai sebagai titik ekivalen pertama dengan pH yang tercatat sebesar 2,71. Kenaikan juga terjadi pada saat penambahan NaOH mencapai 46 mL, dengan pH sebesar 2,77. Titik ini ditandai sebagai titik ekivalen kedua. Sedangkan titik ekivalen ketiga terjadi saat penambahan volume NaOH mencapai 49 mL dengan pH yang terukur sebesar 2,79. Titik ekivalen merupakan titik pada saat dimana tercapainya suatu kesetimbangan kimia dalam larutan. Kesetimbangan kimia terjadi pada saat laju pembentukan produk sama dengan laju penguraian reaktan.
Untuk membandingkan apakah pada saat kurva titrasi naik dengan curam, benar-benar tercapai titik kesetimbangan, maka dibuat grafik hubungan antara pH dengan volume titan, grafik ΔpH/ΔV dengan volum titran, grafik hubungan Δ2pH/ΔV2 dengan volume titran. Maka dapat dihitung konsentrasi dari ion (H+) yaitu Titik ekuivalen pertama terjadi pada saat penambahan volume NaOH sebanyak 38 mL dengan pH 2,71 diperoleh konsentrasi [H+] sebesar 1,9498. 10-3 M dan konsentrasi larutan yaitu 5,07.10-4 M. Titik ekivalen kedua terjadi pada penambahan volume NaOH sebanyak 46 mL dengan pH 2,77 diperoleh konsentrasi [H+] sebesar 1,6982.10-3 M dan konsentrasi larutan yaitu 46,51 M. sedangkan titik ekivalen ketiga terjadi pada penambahan NaOH sebanyak 49 mL dengan pH 2,79 dengan konsentrasi [H+] sebesar 1,6218.10-3 M dan konsentrasi larutan yaitu 5,4797. 106 M.
Grafik yang ditunjukkan pada percobaan ini merupakan grafik hubungan antara volume NaOH dengan pH, DpH/DV dan D2pH/(DV)2. Titik ekuivalen ditunjukkan oleh grafik yang mengalami kenaikan yang cukup drastis. Setelah titik ekuivalen tercapai, maka konsentrasi asam fosfat dapat dihitung melalui nilai pH pada titik kesetaraan. Grafik yang diperoleh bervariasi, dengan kurva naik turun dan tidak linear. Grafik hubungan antara volume NaOH dengan pH larutan tersebut didapatkan berbentuk integral seperti pada literatur. Dari semua grafik yang diperoleh, grafik tersebut memiliki puncak dan penurunan pH yang sangat drastis pada saat penambahan larutan NaOH.
1. ^ The Measurement of pH - Definition, Standards and Procedures – Report of the Working Party on pH, IUPAC Provisional Recommendation]. A proposal to revise the current IUPAC 1985 and ISO 31-8 definition of pH.
2. ^ a b Carlsberg Group Company History Page, http://www.carlsberggroup.com/Company/Research/Pages/pHValue.aspx
3. ^ University of Waterloo - The pH Scale, http://www.science.uwaterloo.ca/~cchieh/cact/c123/ph.html
4. ^ Nørby, Jens. 2000. The origin and the meaning of the little p in pH. Trends in The Biochemical Sciences 25:36-37
5. ^ pH. IUPAC Goldbook.
6. ^ Quantities and units – Part 8: Physical chemistry and molecular physics, Annex C (normative): pH. International Organization for Standardization, 1992.
7. ^ Definitions of pH scales, standard reference values, measurement of pH, and related terminology. Pure Appl. Chem. (1985), 57, pp 531–542.
8. ^ Nordstrom, DK et al. (2000) Negative pH and extremely acidic mine waters from Iron Mountain California. Environ Sci Technol,34, 254-258.
9. ^ Zemaitis, J.F.; Clark, D.M; Rafal, M; Scrivner, N.C. (8 April 1986). Handbook of Aqueous Electrolyte Thermodynamics: Theory & Application. Wiley. ISBN 978-0-8169-0350-4. Chapter 4
10. ^ Rossotti, F.J.C., Rossotti, H. (1965). "Potentiometric titrations using Gran plots: A textbook omission". J. Chem. Ed. 42: 375–378.
11. ^ Mendham, J.; Denney, R. C.; Barnes, J. D.; Thomas, M.J.K.; Denney, R. C.; Thomas, M. J. K. (2000), ditulis di New York, Vogel's Quantitative Chemical Analysis (6th ed.), Prentice Hall, ISBN 0-582-22628-7 Section 13.23, "Determination of pH"
Kalibrasi dan penggunaan
Untuk bekerja sangat tepat pH meter harus dikalibrasi sebelum dan sesudah pengukuran masing-masing Untuk penggunaan normal kalibrasi harus dilakukan pada awal setiap hari. Alasan untuk ini adalah bahwa elektroda kaca tidak memberikan ggl direproduksi selama periode waktu yang lebih lama.
Kalibrasi harus dilakukan dengan setidaknya dua standar solusi buffer yang mencakup rentang nilai pH yang diukur. Untuk buffer tujuan umum pada pH 4 dan pH 10 dapat diterima. PH meter memiliki satu kontrol (kalibrasi) untuk mengatur meter membaca sama dengan nilai standar buffer pertama dan kedua kontrol (kemiringan) yang digunakan untuk mengatur meter membaca dengan nilai buffer kedua. Suatu pengendalian ketiga memungkinkan suhu yang disetel. sachet buffer Standar, yang dapat diperoleh dari berbagai pemasok, biasanya negara bagaimana perubahan nilai buffer dengan suhu.
Proses kalibrasi tegangan berhubungan yang dihasilkan oleh probe (sekitar 0,06 volt per pH unit) dengan skala pH. Setelah setiap pengukuran tunggal, ujung itu dibilas dengan air suling atau deionized air untuk menghilangkan bekas apapun larutan yang diukur, mengusap dengan tisu bersih untuk menyerap air yang tersisa yang dapat mencairkan sampel dan dengan demikian mengubah membaca, dan lalu cepat-cepat terbenam dalam larutan lain. Bila tidak digunakan, ujung probe harus disimpan basah setiap saat. Hal ini biasanya disimpan direndam dalam larutan asam sekitar pH 3.0. Dalam keadaan darurat, air keran diasamkan dapat digunakan, tetapi suling atau deionised air tidak boleh digunakan untuk penyimpanan jangka panjang probe sebagai air yang relatif ionless "sucks" ion keluar dari penyelidikan melalui difusi, yang merusak itu.
Kadang-kadang (sekitar sekali sebulan), pesawat itu dapat dibersihkan dengan menggunakan elektroda-pH larutan pembersih, umumnya 0,1 M larutan Asam klorida (HCl) digunakan [1] , mempunyai pH sekitar satu.
pH meter
Sebuah sederhana pH meter
pH meter berkisar dari perangkat seperti pena sederhana dan murah hingga mahal laboratorium instrumen dan kompleks dengan antarmuka komputer dan beberapa masukan indikator ( ion-sensitif , redoks ), elektroda referensi , dan temperatur sensor seperti thermoresistors atau termokopel model yang lebih murah kadang-kadang mengharuskan pengukuran suhu dimasukkan untuk menyesuaikan untuk variasi sedikit pada pH yang disebabkan oleh suhu. Meter dan probe khusus tersedia untuk digunakan dalam aplikasi khusus, lingkungan yang keras, dll Pocket pH meter yang siap saat ini tersedia untuk beberapa puluh dolar yang secara otomatis memberikan kompensasi untuk suhu (ATC, Suhu Otomatis Kompensasi)
Sejarah
PH meter komersial pertama dibangun sekitar 1936 oleh Radiometer di Denmark dan Arnold Orville Beckman di Amerika Serikat. Sementara Beckman adalah asisten profesor kimia di Institut Teknologi California , ia diminta untuk merancang sebuah metode yang cepat dan akurat untuk mengukur keasaman lemon jus untuk California Buah penumbuh Exchange ( Sunkist ). Penemuan Beckman's membantunya untuk meluncurkan perusahaan Instrumen Beckman (sekarang Beckman Coulter). Pada tahun 2004, pH meter Beckman ditetapkan suatu ACS Nasional Kimia Bersejarah Landmark dalam pengakuan signifikansi sebagai pH meter elektronik komersial pertama yang sukses.
Pada 1970-an Jenco Elektronika Taiwan dirancang dan diproduksi pH meter portabel digital pertama. This meter was sold under Cole-Palmer's label. meter ini dijual di bawah label Cole-Palmer's.
Membangun pH meter
Karena sirkuit dari pH meter dasar cukup sederhana, adalah mungkin untuk membangun berguna pH meter atau pH controller dengan komponen yang tersedia di lingkungan pengecer elektronik. Bagaimanapun, tidak begitu mudah diperoleh dan biasanya harus dipesan dari pemasok instrumen ilmiah.) Untuk panduan bagaimana membangun pH meter paling sederhana atau penjelasan rinci tentang bagaimana membangun pH meter / pH controller , lihat ini Halaman pH . Catatan aplikasi untuk LM6001 chip di Semikonduktor Nasional Web site ini juga memiliki rangkaian demonstrasi yang sangat sederhana. Meskipun aplikasi catatan khusus adalah untuk sebuah IC, pH meter berguna dapat dibangun dari penguat operasional dengan impedansi masukan yang tinggi, seperti National Semiconductor murah dan umum TL082 atau setara.
pH adalah derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Ia didefinisikan sebagai kologaritma aktivitas ion hidrogen (H+) yang terlarut. Koefisien aktivitas ion hidrogen tidak dapat diukur secara eksperimental, sehingga nilainya didasarkan pada perhitungan teoritis. Skala pH bukanlah skala absolut. Ia bersifat relatif terhadap sekumpulan larutan standar yang pH-nya ditentukan berdasarkan persetujuan internasional.[1]
Konsep pH pertama kali diperkenalkan oleh kimiawan Denmark Søren Peder Lauritz Sørensen pada tahun 1909. Tidaklah diketahui dengan pasti makna singkatan "p" pada "pH". Beberapa rujukan mengisyaratkan bahwa p berasal dari singkatan untuk powerp[2] (pangkat), yang lainnya merujuk kata bahasa Jerman Potenz (yang juga berarti pangkat)[3], dan ada pula yang merujuk pada kata potential. Jens Norby mempublikasikan sebuah karya ilmiah pada tahun 2000 yang berargumen bahwa p adalah sebuah tetapan yang berarti "logaritma negatif"[4].
Air murni bersifat netral, dengan pH-nya pada suhu 25 °C ditetapkan sebagai 7,0. Larutan dengan pH kurang daripada tujuh disebut bersifat asam, dan larutan dengan pH lebih daripada tujuh dikatakan bersifat basa atau alkali. Pengukuran pH sangatlah penting dalam bidang yang terkait dengan kehidupan atau industri pengolahan kimia seperti kimia, biologi, kedokteran, pertanian, ilmu pangan, rekayasa (keteknikan), dan oseanografi. Tentu saja bidang-bidang sains dan teknologi lainnya juga memakai meskipun dalam frekuensi yang lebih rendah.
pH
pH didefinisikan sebagai minus logaritma dari aktivitas ion hidrogen dalam larutan berpelarut air.[5] pH merupakan kuantitas tak berdimensi.
dengan aH adalah aktivitas ion hidrogen. Alasan penggunaan definisi ini adalah bahwa aH dapat diukur secara eksperimental menggunakan elektroda ion selektif yang merespon terhadap aktivitas ion hidrogen ion. pH umumnya diukur menggunakan elektroda gelas yang mengukur perbedaan potensial E antara elektroda yang sensitif dengan aktivitas ion hidrogen dengan elektroda referensi. Perbedaan energi pada elektroda gelas ini idealnya mengikuti persamaan Nernst:
dengan E adalah potensial terukur, E0 potensial elektroda standar, R tetapan gas, T temperatur dalam kelvin, F tetapan Faraday, dan n adalah jumlah elektron yang ditransfer. Potensial elektroda E berbanding lurus dengan logartima aktivitas ion hidrogen.
Definisi ini pada dasarnya tidak praktis karena aktivitas ion hidrogen merupakan hasil kali dari konsentrasi dengan koefisien aktivitas. Koefisien aktivitas ion hidrogen tunggal tidak dapat dihitung secara eksperimen. Untuk mengatasinya, elektroda dikalibrasi dengan larutan yang aktivitasnya diketahui.
Definisi operasional pH secara resmi didefinisikan oleh Standar Internasional ISO 31-8 sebagai berikut: [6] Untuk suatu larutan X, pertama-tama ukur gaya elektromotif EX sel galvani
elektroda referensi | konsentrasi larutan KCl || larutan X | H2 | Pt
dan kemudian ukur gaya elektromotif ES sel galvani yang berbeda hanya pada penggantian larutan X yang pHnya tidak diketahui dengan larutan S yang pH-nya (standar) diketahui pH(S). pH larutan X oleh karenanya
Perbedaan antara pH larutan X dengan pH larutan standar bergantung hanya pada perbedaan dua potensial yang terukur. Sehingga, pH didapatkan dari pengukuran potensial dengan elektroda yang dikalibrasikan terhadap satu atau lebih pH standar. Suatu pH meter diatur sedemikiannya pembacaan meteran untuk suatu larutan standar adalah sama dengan nilai pH(S). Nilai pH(S) untuk berbagai larutan standar S diberikan oleh rekomendasi IUPAC.[7] Larutan standar yang digunakan sering kali merupakan larutan penyangga standar. Dalam prakteknya, adalah lebih baik untuk menggunakan dua atau lebih larutan penyangga standar untuk mengijinkan adanya penyimpangan kecil dari hukum Nerst ideal pada elektroda sebenarnya. Oleh karena variabel temperatur muncul pada persamaan di atas, pH suatu larutan bergantung juga pada temperaturnya.
Pengukuran nilai pH yang sangat rendah, misalnya pada air tambang yang sangat asam,[8] memerlukan prosedure khusus. Kalibrasi elektroda pada kasus ini dapat digunakan menggunakan larutan standar asam sulfat pekat yang nilai pH-nya dihitung menggunakan parameter Pitzer untuk menghitung koefisien aktivitas.[9]
pH merupakan salah satu contoh fungsi keasaman. Konsentrasi ion hidrogen dapat diukur dalam larutan non-akuatik, namun perhitungannya akan menggunakan fungsi keasaman yang berbeda. pH superasam biasanya dihitung menggunakan fungsi keasaman Hammett, H0.
Umumnya indikator sederhana yang digunakan adalah kertas lakmus yang berubah menjadi merah bila keasamannya tinggi dan biru bila keasamannya rendah
Selain menggunakan kertas lakmus, indikator asam basa dapat diukur dengan pH meter yang bekerja berdasarkan prinsip elektrolit / konduktivitas suatu larutan.
p[H]
Menurut definisi asli Sørensen [2], p[H] didefinisikan sebagai minus logaritma konsentrasi ion hidrogen. Definisi ini telah lama ditinggalkan dan diganti dengan definisi pH. Adalah mungkin untuk mengukur konsentrasi ion hidrogen secara langsung apabila elektroda yang digunakan dikalibrasi sesuai dengan konsentrasi ion hidrogen. Salah satu caranya adalah dengan mentitrasi larutan asam kuat yang konsentrasinya diketahui dengan larutan alkali kuat yang konsentrasinya juga diketahui pada keberadaan konsentrasi elektrolit latar yang relatif tinggi. Oleh karena konsentrasi asam dan alkali diketahui, adalah mudah untuk menghitung ion hidrogen sehingga potensial yang terukur dapat dikorelasikan dengan kosentrasi ion. Kalibrasi ini biasanya dilakukan menggunakan plot Gran.[10] Kalibrasi ini akan menghasilkan nilai potensial elektroda standar, E0, dan faktor gradien, f, sehingga persamaan Nerstnya berbentuk
Persamaan ini dapat digunakan untuk menurunkan konsentrasi ion hidrogen dari pengukuran eksperimental E. Faktor gradien biasanya lebih kecil sedikit dari satu. Untuk faktor gradien kurang dari 0,95, ini mengindikasikan bahwa elektroda tidak berfungsi dengan baik. Keberadaan elektrolit latar menjamin bahwa koefisien aktivitas ion hidrogen secara efektif konstan selama titrasi. Oleh karena ia konstan, maka nilainya dapat ditentukan sebagai satu dengan menentukan keadaan standarnya sebagai larutan yang mengandung elektrolit latar. Dengan menggunakan prosedur ini, aktivitas ion akan sama dengan nilai konsentrasi.
Perbedaan antara p[H] dengan pH biasanya cukup kecil. Dinyatakan bahwa[11] pH = p[H] + 0,04. Pada prakteknya terminologi p[H] dan pH sering dicampuradukkan dan menyebabkan kerancuan.
pOH
pOH kadang-kadang digunakan sebagai satuan ukuran konsentrasi ion hidroksida OH−. pOH tidaklah diukur secara independen, namun diturunkan dari pH. Konsentrasi ion hidroksida dalam air berhubungan dengan konsentrasi ion hidrogen berdasarkan persamaan
[OH−] = KW /[H+]
dengan KW adalah tetapan swaionisasi air. Dengan menerapkan kologaritma:
pOH = pKW − pH.
Sehingga, pada suhu kamar pOH ≈ 14 − pH. Namun hubungan ini tidaklah selalu berlaku pada keadaan khusus lainnya.
pH meter
Potensiometri merupakan aplikasi langsung dari persamaan Nernst dengan cara pengukuran potensial dua elektroda tidak polarisasi pada kondisi arus nol. Persamaan Nernst memberikan hubungan antara potensial relatif suatu elektroda dan konsentrasi spesies ioniknya yang sesuai dalam larutan. Dengan pengukuran potensial reversible suatu elektroda, maka perhitungan aktivitas atau konsentrasi suatu komponen dapat dilakukan.
Pengukuran potensial sel menjadi cukup penting dalam kimia analisis, karena potensial sel Galvani bergantung pada aktivitas spesies ion tertentu dalam larutan sel. Dalam banyak kasus suatu sel dapat direka sehingga potensialnya bergantung pada aktivitas suatu spesies ion tunggal dalam larutan itu. Salah satu elektroda sel haruslah sedemikian rupa sehingga potensialnya bergantung pada aktivitas ion yang akan ditetapkan, elektroda itu disebut elektrode indikator. Elektroda yang lain adalah pembanding, seperti kolamel, yang potensialnya diketahui dan tetap konstan selama penetapan.
Konsentrasi Ag+ pada bejana sebelah kiri ingin ditentukan. Bejana yang di tengah menghubungkan larutan KCl yang terdapat pada elektroda kalomel jenuh dengan bejana yang berisi larutan perak yang melalaui jembatan garam yang berisi agar dan NH4NO3. Jika alat pengukur potensial dihubungkan dengan dua elektroda, Ag menjadi elektroda positif, sedangkan elektroda kalomel jenuh, SCE adalah elektroda negatif.
Terdapat dua metode yang digunakan dalam melakukan pengukuran eksperimen, pertama dilakukan pengukuran tunggal terhadap potensial itu, ini cukup untuk menetapkan aktivitas ion yang diminati. Kedua, ion itu dapat diititrasi dan potensialnya diukur sebagai fungsi volume titran.
Metode pertama disebut potensiometri langsung dan terutama telah digunakan dalam pengukuran pH larutan air. Dewasa ini juga diterapkan secara meluas dalam penetapan ion-ion lain lewat penggunaan electrode selektif-ion.
Metode kedua, yang disebut titrasi langsung, merupakan pengukuran potensial untuk mendeteksi titik kesetaraan suatu titrasi. Metode ini dapat diterapkan pada semua jenis reaksi yang ternyata sesuai untuk analisis titrimetri.
Pengukuran potensiometri langsung sangat berguna untuk menetapkan aktivitas suatu spesies dalam suatu campuran kesetimbangan, karena kesetimbangan tidak dikacaukan oleh pengukuran itu. Misalnya, pH suatu larutan 0,10 F asam asetat mungkin diukur dan konsentrasi ion hydrogen (diperkirakan dari aktivitasnya) dijumpai sebesar 0,003 M. dipihak lain, jika larutan itu dititasi, kita akan menjumpai konsentrasi sebesar 0,10 M. titrasi menghasilkan informasi stoikiometri mengenai jumlah total proton yang tersedia, sedangkan pengukuran langsung memberikan aktivitas kesimbangan proton dalam larutan itu pada saat kapan saja.
Karena hubungan logaritma antara potensial dan aktivitas, penetapan dengan potensiometri langsung biasanya tidaklah sangat akurat sekali bila diambil langkah-langkah istimewa.
Terdapat suatu soal lain dalam potensiometri langsung. Untuk maksud-maksud tertentu (misalnya, penerapan tetapan keseimbangan termodinamika) mungkin diinginkan aktivitas suatu spesies elektroaktif, namun dalam tugas analisis biasanya kita ingin tahu konsentrasinya. Kecuali bila komposisi larutan semua ion dikhaskan, mengubah aktivitas menjadi konsentrasi mengandung risiko, dan bahkan dalam hal tanpa risiko, belum tentu orang mampu menemukan koefisien aktivitas yang cocok dalam literatur untuk kondisi yang dinyatakan itu. Masalah ini dapat dilawan dengan kalibrasi jika semua sample mempunyai komposisi kasar yang sama. Disiapkan standar-standar dimana ion yang akan ditetapkan itu divariasi konsentrasinya, tetapi di segi lain standar-standar ini hendaknya semirip mungkin dengan larutan itu. Pembacaan potensial kemudian diubahmenjadi konsentrasi dengan menggunakan grafik E lawan log C yang dialurkan dari hasil-hasil pengukuran terhadap larutan-larutan standar itu (sebagai contoh: penetapan konsentrasi suatu ion logam minoritas dalam laut, larutan standar adalah air laut buatan yang semirip mungkin dengan air laut murni dalam hal kadar garam dan zat-zat terlarut lain, kemudian dilarutkan ion logam tersebut pada berbagai macam konsentrasi). Masalah seperti ini (pengaruh komposisi keseluruhan dari sampel, terutama mengenai komponen-komponen utama, terhadap respon kepada unsure yang akan ditetapkan) kadang-kadang disebut efek matriks.
Meskipun ada masalah-masalah semacam itu, keuntungan dari potensiometri-langsung adalah :
Proses berlangsung cepat
Biaya yang dikeluarkan tidak terlalu mahal
Mudah diautomasikan
Sifatnya tidak merusak sample
Apabila efek matrik itu dapat diimbali, dan bila ketepatan yang tinggi tidak ditutut, metode-metode dapat diterima secara meluas.
Suatu eksperimen dapat diukur dengan menggunakan dua metode yaitu, pertama (potensiometri langsung) yaitu pengukuran tunggal terhadap potensial dari suatu aktivitas ion yang diamati, hal ini terutama diterapkan dalam pengukuran pH larutan air. Kedua (titrasi langsung), ion dapat dititrasi dan potensialnya diukur sebagai fungsi volume titran. Potensial sel, diukur sehingga dapat digunakan untuk menentukan titik ekuivalen. Suatu petensial sel galvani bergantung pada aktifitas spesies ion tertentu dalam larutan sel, pengukuran potensial sel menjadi penting dalam banyak analisis kimia (Basset, 1994).
Proses titrasi potensiometri dapat dilakukan dengan bantuan elektroda indikator dan elektroda pembanding yang sesuai. Dengan demikian, kurva titrasi yang diperoleh dengan menggambarkan grafik potensial terhadap volume pentiter yang ditambahkan, mempunyai kenaikan yang tajam di sekitar titik kesetaraan. Dari grafik itu dapat diperkirakan titik akhir titrasi. Cara potensiometri ini bermanfaat bila tidak ada indikator yang cocok untuk menentukan titik akhir titrasi, misalnya dalam hal larutan keruh atau bila daerah kesetaran sangat pendek dan tidak cocok untuk penetapan titik akhir titrasi dengan indikator (Rivai, 1995).
Titik akhir dalam titrasi potensiometri dapat dideteksi dengan menetapkan volume pada mana terjadi perubahan potensial yang relatif besar ketika ditambahkan titran. Dalam titrasi secara manual, potensial diukur setelah penambahan titran secara berurutan, dan hasil pengamatan digambarkan pada suatu kertas grafik terhadap volum titran untuk diperoleh suatu kurva titrasi. Dalam banyak hal, suatu potensiometer sederhana dapat digunakan, namun jika tersangkut elektroda gelas, maka akan digunakan pH meter khusus. Karena pH meter ini telah menjadi demikian biasa, maka pH meter ini dipergunakan untuk semua jenis titrasi, bahkan apabila penggunaannya tidak diwajibkan (Basset, 1994).
Reaksi-reaksi yang berperan dalam pengukuran titrasi potensiometri yaitu reaksi pembentukan kompleks reaksi netralisasi dan pengendapan dan reaksi redoks. Pada reaksi pembentukan kompleks dan pengendapan, endapan yang terbentuk akan membebaskan ion terhidrasi dari larutan. Umumnya digunakan elektroda Ag dan Hg, sehingga berbagai logam dapat dititrasi dengan EDTA. Reaksi netralisasi terjadi pada titrasi asam basa dapat diikuti dengan elektroda indikatornya elektroda gelas. Tetapan ionisasi harus kurang dari 10-8. Sedangkan reaksi redoks dengan elektroda Pt atau elektroda inert dapat digunakan pada titrasi redoks. Oksidator kuat (KMnO4, K2Cr2O7, Co(NO3)3) membentuk lapisan logam-oksida yang harus dibebaskan dengan reduksi secara katoda dalam larutan encer (Khopkar, 1990).
Persamaan Nernst memberikan hubungan antara potensial relatif suatu elektroda dan konsentrasi spesies ioniknya yang sesuai dalam larutan. Potensiometri merupakan aplikasi langsung dari persaman Nernst dengan cara pengukuran potensial dua elektroda tidak terpolarisasi pada kondisi arus nol. Dengan pengukuran pengukuran potensial reversibel suatu elektroda, maka perhitungan aktivitas atau konsentrasi suatu komponen dapat dilakukan (Rivai, 1995).
Potensial dalam titrasi potensiometri dapat diukur sesudah penambahan sejumlah kecil volume titran secara berturut-turut atau secara kontinu dengan perangkat automatik. Presisi dapat dipertinggi dengan sel konsentrasi. Elektroda indikator yang digunakan dalam titrasi potensiometri tentu saja akan bergantung pada macam reaksi yang sedang diselidiki. Jadi untuk suatu titrasi asam basa, elektroda indikator dapat berupa elektroda hidrogen atau sesuatu elektroda lain yang peka akan ion hidrogen, untuk titrasi pengendapan halida dengan perak nitrat, atau perak dengan klorida akan digunakan elektroda perak, dan untuk titrasi redoks (misalnya, besi(II)) dengan dikromat digunakan kawat platinum semata-mata sebagai elektroda redoks (Khopkar, 1990).
Titrasi potensiometri yang digunakan dalam percobaan ini merupakan salah satu metode elektroanalisis untuk menentukan konsentrasi suatu zat. Dalam percobaan ini, metode ini digunakan untuk menentukan konsentrasi asam fosfat H3PO4. Asam fosfat merupakan suatu asam poliprotik, artinya asam ini dapat memberikan lebih dari satu proton yang berupa ion H+ dan apabila bereaksi dengan suatu basa, akan membentuk air. Karena itu, dalam titrasi potensiometri, dapat dilakukan pengukuran pH berdasarkan konsentrasi H+ yang dilepaskan asam fosfat.
Karena sifatnya yang dapat memberikan lebih dari satu proton, asam fosfat memiliki 3 titik kesetimbangan asam (Ka). Kesetimbangan ini berasal dari nilai perbandingan konsentrasi produk dengan konsentrasi reaktan untuk masing-masing pelepasan H+.
H3PO4 + OH- H2PO4- + H2O Ka1 =
H2PO4- + OH- HPO42- + H2O Ka2 =
HPO42- + OH- PO43- + H2O Ka3 =
Nilai konsentrasi H2O sebenarnya merupakan nilai konsentrasi oksonium H3O+, dan pereaksinya adalah H2O. Akan tetapi, untuk menyederhanakan penulisan dan menghindari kesalahpahaman karena pereaksi yang digunakan merupakan NaOH, maka penulisan reaksi kesetimbangan seperti yang telah dituliskan. Adanya 3 nilai kesetimbangan inilah yang membedakan perhitungan konsentrasi asam poliprotik seperti asam fosfat, dengan asam monoprotik dan asam diprotik. Dalam percobaan ini, asam fosfat direaksikan dengan NaOH dengan persamaan reaksi sebagai berikut:
H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O
Hal tersebut menunjukkan terjadinya suatu reaksi penetralan larutan asam lemah yaitu asam posfat, H3PO4 dengan titran berupa basa kuat, NaOH. Larutan NaOH merupakan golongan oksidator kuat, yang mampu mengubah larutan yang bersifat asam menjadi larutan yang bersifat basa dengan penambahan volume NaOH ke dalam larutan asam yang berperan sebagai titrat.
Titrasi potensiometri yang digunakan untuk menentukan konsentrasi asam fosfat dilakukan dengan pengukuran pH pada setiap penambahan basa dengan volume tertentu. Penambahan basa (larutan NaOH) ini menyebabkan pH larutan semakin meningkat. Maka volume penambahan NaOH diatur atau berkurang dari 1 mL agar nilai pH yang terukur konstan. Pada titik-titk penambahan tertentu peningkatan pH mengalami lonjakan yang cukup besar. Lonjakan ini merupakan titik pH dimana larutan mencapai kesetaraan yaitu sebagai titik kesetaraan pH larutan.
Sebelum penambahan basa, pH asam fosfat yang telah diencerkan adalah 2,63. Penambahan basa yaitu NaOH secara teratur dengan volume yang telah ditentukan meningkatkan pH hingga setelah 50 mL NaOH ditambahkan, pH akhir larutan adalah 2,79. Kenaikan pH akibat penambahan basa tidak dapat ditentukan secara matematis. Hal ini disebabkan faktor waktu yang digunakan dalam penetesan, kesempurnaan pengadukan dengan magnetik stirrer sehingga diperoleh larutan yang homogen, dan kepekaan pH meter yang digunakan.
pH meter merupakan suatu elektroda gelas atau kaca, dimana diketahui bahwa elektroda gelas merupakan elektroda yang paling sensitif karena membrannya sensitif terhadap ion H+ serta paling sering digunakan, namun satu kelemahan yang utama dari elektroda ini yaitu tidak efektif pada pengukuran pH di atas 10. Sebenarnya dalam titrasi potensiometri juga dilakukan pengukuran voltase atau tegangan untuk membandingkan besarnya voltase yang ditimbulkan akibat penambahan basa. Hanya saja dalam percobaan ini tidak dilakukan.
Dari grafik hubungan pH dengan volume penambahan titran nampak terjadi kenaikan kurva yang tidak berbeda jauh ketika titik ekivalen tercapai. Sebelum dan sesudah titik ekivalen tercapai, kurva kembali melandai. Pada penambahan NaOH mencapai 38 mL, terjadi kenaikan nilai pH yang cukup signifikan sehingga pada titik ini ditandai sebagai titik ekivalen pertama dengan pH yang tercatat sebesar 2,71. Kenaikan juga terjadi pada saat penambahan NaOH mencapai 46 mL, dengan pH sebesar 2,77. Titik ini ditandai sebagai titik ekivalen kedua. Sedangkan titik ekivalen ketiga terjadi saat penambahan volume NaOH mencapai 49 mL dengan pH yang terukur sebesar 2,79. Titik ekivalen merupakan titik pada saat dimana tercapainya suatu kesetimbangan kimia dalam larutan. Kesetimbangan kimia terjadi pada saat laju pembentukan produk sama dengan laju penguraian reaktan.
Untuk membandingkan apakah pada saat kurva titrasi naik dengan curam, benar-benar tercapai titik kesetimbangan, maka dibuat grafik hubungan antara pH dengan volume titan, grafik ΔpH/ΔV dengan volum titran, grafik hubungan Δ2pH/ΔV2 dengan volume titran. Maka dapat dihitung konsentrasi dari ion (H+) yaitu Titik ekuivalen pertama terjadi pada saat penambahan volume NaOH sebanyak 38 mL dengan pH 2,71 diperoleh konsentrasi [H+] sebesar 1,9498. 10-3 M dan konsentrasi larutan yaitu 5,07.10-4 M. Titik ekivalen kedua terjadi pada penambahan volume NaOH sebanyak 46 mL dengan pH 2,77 diperoleh konsentrasi [H+] sebesar 1,6982.10-3 M dan konsentrasi larutan yaitu 46,51 M. sedangkan titik ekivalen ketiga terjadi pada penambahan NaOH sebanyak 49 mL dengan pH 2,79 dengan konsentrasi [H+] sebesar 1,6218.10-3 M dan konsentrasi larutan yaitu 5,4797. 106 M.
Grafik yang ditunjukkan pada percobaan ini merupakan grafik hubungan antara volume NaOH dengan pH, DpH/DV dan D2pH/(DV)2. Titik ekuivalen ditunjukkan oleh grafik yang mengalami kenaikan yang cukup drastis. Setelah titik ekuivalen tercapai, maka konsentrasi asam fosfat dapat dihitung melalui nilai pH pada titik kesetaraan. Grafik yang diperoleh bervariasi, dengan kurva naik turun dan tidak linear. Grafik hubungan antara volume NaOH dengan pH larutan tersebut didapatkan berbentuk integral seperti pada literatur. Dari semua grafik yang diperoleh, grafik tersebut memiliki puncak dan penurunan pH yang sangat drastis pada saat penambahan larutan NaOH.
1. ^ The Measurement of pH - Definition, Standards and Procedures – Report of the Working Party on pH, IUPAC Provisional Recommendation]. A proposal to revise the current IUPAC 1985 and ISO 31-8 definition of pH.
2. ^ a b Carlsberg Group Company History Page, http://www.carlsberggroup.com/Company/Research/Pages/pHValue.aspx
3. ^ University of Waterloo - The pH Scale, http://www.science.uwaterloo.ca/~cchieh/cact/c123/ph.html
4. ^ Nørby, Jens. 2000. The origin and the meaning of the little p in pH. Trends in The Biochemical Sciences 25:36-37
5. ^ pH. IUPAC Goldbook.
6. ^ Quantities and units – Part 8: Physical chemistry and molecular physics, Annex C (normative): pH. International Organization for Standardization, 1992.
7. ^ Definitions of pH scales, standard reference values, measurement of pH, and related terminology. Pure Appl. Chem. (1985), 57, pp 531–542.
8. ^ Nordstrom, DK et al. (2000) Negative pH and extremely acidic mine waters from Iron Mountain California. Environ Sci Technol,34, 254-258.
9. ^ Zemaitis, J.F.; Clark, D.M; Rafal, M; Scrivner, N.C. (8 April 1986). Handbook of Aqueous Electrolyte Thermodynamics: Theory & Application. Wiley. ISBN 978-0-8169-0350-4. Chapter 4
10. ^ Rossotti, F.J.C., Rossotti, H. (1965). "Potentiometric titrations using Gran plots: A textbook omission". J. Chem. Ed. 42: 375–378.
11. ^ Mendham, J.; Denney, R. C.; Barnes, J. D.; Thomas, M.J.K.; Denney, R. C.; Thomas, M. J. K. (2000), ditulis di New York, Vogel's Quantitative Chemical Analysis (6th ed.), Prentice Hall, ISBN 0-582-22628-7 Section 13.23, "Determination of pH"
Langganan:
Postingan (Atom)