Penetapan Kadar Alkohol

#KLIK DISINI UNTUK DOWNLOAD FULL VERSION (M. WORD)

BAB I

PENDAHULUAN

I.1        Latar Belakang

            Banyak senyawa kimia yang terdapat di alam ini. Senyawa kimiapun banyak yang diaplikasikan dalam kehidupan. Pada materi kali ini kita akan membahas terkhusus untuk alkohol. Dimana sering kita mendengar tentang zat-zat atau suatu minuman yang beralkohol yang cukup banyak dikonsumsi ataupun tidak dikonsumsi. Pada percobaan ini kita membahas tentang penentuan kadar alkohol dalam suatu zat. Disini juga membahas tentang pengaruh dari kadar alkohol yang ada.

            Dalam ilmu kimia yang dimaksud alkohol adalah suatu senyawa organik yang mengandung gugus hidroksil (-OH) sebagai gugus fungsionalnya. Alkohol adalah istilah yang umum dipakai oleh masyarakat,  sedangkan istilah kimia dari alkohol adalah etil alkohol (etanol) dengan rumus C2H5OH. Alkohol murni adalah alkohol yang hanya mengandung etil alkohol dan sedikit air serta bebas dari bahan-bahan lain yang berbahaya bagi manusia. Alkohol ini biasa digunakan untuk pembuatan minuman keras, pelarut minyak, pelarut obat-obatan serta untuk keperluan industri lainnya.

I. 2       Tujuan Praktikum

1.      Mengetahui cara penggunaan alat destilasi.

2.      Menentukan kadar alkohol.

3.      Menentukan berat jenis dengan menggunakan piknometer.

I.3        Manfaat Praktikum

1.      Agar praktikan dapat mengetahui penggunaan atau cara kerja rangkaian alat destilasi.

2.      Agar praktikan dapat menentukan kadar alkohol.

3.      Agar praktikan memiliki bekal untuk kehidupan kerja di suatu hari kelak

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1    Secara Umum

II.1.1 Alkohol

          Alkohol merupakan senyawa organik yang mempunyai gugus – OH yang terkait pada atom C dari rangkaian alifatis atau siklik. Sebagaian alkohol digunakan sebagai pelarut, mempunyai sifat asam lemah, mudah menguap dan mudah terbakar. Alkohol dengan jumlah

            Alkohol Primer

Pada alkohol primer(1°), atom karbon yang membawa gugus -OH hanya terikat pada satu gugus alkil.

Beberapa contoh alkohol primer antara lain :

CH₃ – CH₂ – Br     CH₃CH₂ – CH₂ – Cl    CH₃CH – CH₂ – I

                                                                            ½

                                                                           CH₃                                                                                 

.           Alkohol sekunder

Pada alkohol sekunder (2°), atom karbon yang mengikat gugus -OH berikatan langsung dengan dua gugus alkil, kedua gugus alkil ini bisa sama atau berbeda.

Contoh:

CH₃ – CH – CH₃                        CH₃ – CH – CH₂CH₃

½                                                                                                  ½

Br                                               Cl                            

            Alkohol tersier

Pada alkohol tersier (3°), atom karbon yang mengikat gugus -OH berikatan langsung dengan tiga gugus alkil, yang bisa merupakan kombinasi dari alkil yang sama atau berbeda.

Contoh:

             CH₃                                  CH₃

              ½                                         ½

          CH₃ ¾   C  ¾ CH₃            CH₃ ¾  C ¾CH₂CH₃

                          ½                                         ½

                         Br                                       Cl

alkohol diproduksi dengan beberapa cara:

1.      Dengan fermentasi menggunakan glukosa dari gula dihasilkan dari hidrolisis dari pati , di hadapan ragi dan suhu kurang dari 37 ° C untuk menghasilkan etanol. Misalnya konversi invertase untuk glukosa dan fruktosa atau konversi glukosa untuk Zimase dan etanol .

2.      Dengan langsung hidrasi menggunakan etilen ( hidrasi etilena ) atau alkena lain dari cracking dari fraksi sulingan minyak mentah .

            Etanol yang nama lainnya alkohol, aethanolum, etil alcohol, adalah cairan yang bening, tidak berwarna, mudah mengalir, mudah menguap, mudah terbakar, higroskopik dengan karakteristik bau spiritus dan rasa membakar, mudah terbakar dengan api biru tanpa asap. Campur dengan air, kloroform, eter, gliserol, dan hampir semua pelarut organic lainnya. Penyimpanan pada suhu 8-15°C, jauh dari api dalam wadah kedap udara dan dilindungi dari cahaya. Metode yang dapat digunakan untuk menetapkan kadar etanol antara lain metode berat jenis yang merupakan metode konvensional dan kromatografi gas yang merupakan metode instrumental. Masing-masing metode mempunyai kelebihan dan kekurangan. Oleh karena itu, dilakukan perbandingan validitas kedua metode, apakah validitas kedua metode berbeda bermakna atau tidak.

            Kromatografi gas adalah teknik kromatografi yang bisa digunakan untuk memisahkan senyawa organik yang mudah menguap. Senyawa-senyawa yang dapat ditetapkan dengan kromatografi gas sangat banyak, namun ada batasan-batasannya. Senyawa-senyawa tersebut harus mudah menguap dan stabil pada temperatur pengujian, utamanya dari 50 – 300°C. Jika senyawa tidak mudah menguap atau tidak stabil pada temperatur pengujian, maka senyawa tersebut bisa diderivatisasi agar dapat dianalisis dengan kromatografi gas. Berat jenis untuk penggunaan praktis lebih sering didefinisikan sebagai perbandingan massa dari suatu zat terhadap massa sejumlah volume air yang sama pada suhu 4° C atau temperatur lain yang tertentu. Notasi berikut sering ditemukan dalam pembacaan berat jenis: 25° C / 25° C, 25° C / 4° C, dan 4° C / 4° C. Angka yang pertama menunjukkan temperatur udara saat zat ditimbang, angka yang berikutnya menunjukkan temperatur air yang digunakan (Martin dkk., 1983).

            Berat jenis larutan etanol dapat diukur dengan piknometer. Berat jenis larutan etanol semakin kecil, maka kadar etanol di dalam larutan tersebut semakin besar. Hal ini dikarenakan etanol mempunyai berat jenis lebih kecil daripada air sehingga semakin kecil berat jenis larutan berarti jumlah / kadar etanol semakin banyak. Konversi berat jenis menjadi kadar etanol (v/v) disajikan pada tabel I dibawah ini:

Tabel I. Konversi berat jenis – kadar etanol (v/v)

Berat jenis larutan etanol	Kadar etanol (% v/v)	Berat jenis larutan etanol	Kadar etanol (% v/v)	Berat jenis larutan etanol	Kadar etanol (% v/v)
1,000  0,9999 0,9998 0,9997 0,9996 0,9995 0,9994 0,9993 0,9992 0,9991 0,9990 0,9989 0,9988 0,9987 0,9986 0,9985 0,9984 0,9983 0,9982 0,9981 0,9980 0,9979	0,00 0,07 0,13 0,20 0,26 0,33 0,40 0,46 0,53 0,60 0,66 0,73 0,80 0,87 0,93 1,00 1,07 1,14 1,20 1,27 1,34 1,41	0,9978 0,9977 0,9976 0,9975 0,9974 0,9973 0,9972 0,9971 0,9970 0,9969 0,9968 0,9967 0,9966 0,9965 0,9964 0,9963 0,9962 0,9961 0,9960 0,9959 0,9958 0,9957	1,48 1,54 1,61 1,68 1,75 1,81 1,88 1,95 2,02 2,09 2,15 2,22 2,29 2,37 2,43 2,50 2,57 2,64 2,70 2,77 2,84 2,91	0,9956 0,9955 0,9954 0,9953 0,9952 0,9951 0,9950 0,9949 0,9948 0,9947 0,9946 0,9945 0,9944 0,9943 0,9942 0,9941 0,9940 0,9939 0,9938 0,9937 0,9936 0,9935	2,98 3,05 3,12 3,19 3,26 3,33 3,40 3,47 3,54 3,61 3,68 3,76 3,83 3,90 3,97 4,04 4,11 4,18 4,26 4,33 4,40 4,48

II.1.2   Destilasi

            Distilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan atau didefinisikan juga teknik pemisahan kimia yang berdasarkan perbedaan titik didih. Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu. Metode ini merupakan termasuk unit operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik didihnya. Model ideal distilasi didasarkan pada Hukum Raoultdan Hukum Dalton.

            Selain pembagian macam destilasi, dalam referensi lain menyebutkan macam macam destilasi, yaitu :

1.    Destilasi sederhana

2.    Destilasi bertingkat ( fraksional )

3.    Destilasi azeotrop

4.    Destilasi vakum

5.    Refluks / destruksi

6.    Destilasi kering

            Destilasi sederhana atau destilasi biasa adalah teknik pemisahan kimia untuk memisahkan dua atau lebih komponen yang memiliki perbedaan titik didih yang jauh. Suatu campuran dapat dipisahkan dengan destilasi biasa ini untuk memperoleh senyawa murninya. Senyawa – senyawa yang terdapat dalam campuran akan menguap pada saat mencapai titik didih masing – masing.

Gambar  : Alat Destilasi Sederhana

            Gambar di atas merupakan alat destilasi atau yang disebut destilator. Yang terdiri dari thermometer, labu didih, steel head, pemanas, kondensor, dan labu penampung destilat. Thermometer Biasanya digunakan untuk mengukur suhu uap zat cair yang didestilasi selama proses destilasi berlangsung. Seringnya thermometer yang digunakan harus memenuhi syarat:

a. Berskala suhu tinggi yang diatas titik didih zat cair yang akan didestilasi.
b. Ditempatkan pada labu destilasi atau steel head dengan ujung atas reservoir HE sejajar dengan pipa penyalur uap ke kondensor. Labu didih berfungsi sebagai tempat suatu campuran zat cair yang akan didestilasi .      

            Steel head berfungsi sebagai penyalur uap atau gas yang akan masuk ke alat pendingin ( kondensor ) dan biasanya labu destilasi dengan leher yang berfungsi sebagai steel head. Kondensor memiliki 2 celah, yaitu celah masuk dan celah keluar yang berfungsi untuk aliran uap hasil reaksi dan untuk aliran air keran. Pendingin yang digunakan biasanya adalah air yang dialirkan dari dasar pipa, tujuannya adalah agar bagian dari dalam pipa lebih lama mengalami kontak dengan air sehingga pendinginan lebih sempurna dan hasil yang diperoleh lebih sempurna. Penampung destilat bisa berupa erlenmeyer, labu, ataupun tabung reaksi tergantung pemakaiannya. Pemanasnya juga dapat menggunakan penangas, ataupun mantel listrik yang biasanya sudah terpasang pada destilator.

            Pemisahan senyawa dengan destilasi bergantung pada perbedaan tekanan uap senyawa dalam campuran. Tekanan uap campuran diukur sebagai kecenderungan molekul dalam permukaan cairan untuk berubah menjadi uap. Jika suhu dinaikkan, tekanan uap cairan akan naik sampai tekanan uap cairan sama dengan tekanan uap atmosfer. Pada keadaan itu cairan akan mendidih. Suhu pada saat tekanan uap cairan sama dengan tekanan uap atmosfer disebut titik didih. Cairan yang mempunyai tekanan uap yang lebih tinggi pada suhu kamar akan mempnyai titik didih lebih rendah daripada cairan yang tekanan uapnya rendah pada suhu kamar.

            Jika campuran berair didihkan, komposisi uap  di atas cairan tidak sama dengan komposisi pada cairan. Uap akan kaya dengan senyawa yang lebih volatile atau komponen dengan titik didih lebih rendah. Jika uap di atas cairan terkumpul dan dinginkan, uap akan terembunkan dan komposisinya sama dengan komposisi senyawa yang terdapat pada uap yaitu dengan senyawa yang mempunyai titik didih lebih rendah. Jika suhu relative tetap, maka destilat yang terkumpul akan mengandung senyawa murni dari salah satu komponen dalam campuran.

(Atmojo Susilo , 2011)

II.2.   Sifat Bahan

          Secara fisik :

1.      Semua alkohol berwujud cair pada suhu biasa atau kamar, serta bercampur baik dengan air. Jika alkohol dilarutkan dalam air, gugus –OH tidak terionisasi.

2.      Antara molekul – molekul alkohol terdapat ikatan hidrogen, sehingga alkohol memiliki titik didih yang tinggi (mendekati titik didih air).

3.      Alkohol merupakan khamar, yaitu zat – zat yang dapat memabukkan jika diminum. Bahkan ada alkohol yang bersifat racun, misalnya metanol.

4.      Alkohol dapat bereaksi dengan logam natrium, menghasilkan senyawa Na-alkanoat (Na-alkoksida). Pada reaksi ini, atom H pada gugus – OH disubstitusi oleh atom Na.

2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂

    Etanol                    Na-etanoat

                                 (Na-etoksida)

5.      Alkohol dapat bereaksi dengan fosfor trihalida (PX₃), menghasilkan senyawa alkilhalida, pada reaksi ini, gugus – OH akan disubstitusi oleh atom halogen.

3CH₃OH + PCl₃ → 3CH₃Cl + H₃PO₃

  Metanol                    Metil klorida

          Secara kimia

·      Pembuatan metanol dan etanol

                        Metanol dalam industri dibuat dari reaksi gas – gas CO dan H₂ pada tekanan 200 atm dan suhu 400^oC. Dengan bantuan katalis Cr₂O₃ dan ZnO.

              CO + 2H₂ → CH₃OH

                                   Metanol

              Metanol digunakan sebagai pelarut dalam pembuatan pernis dan lak, serta sebagai pembersih karat pada logam – logam. Titik beku yang rendah menyebabkan metanol dipakai sebagai cairan anti beku pada otomobil. Metanol sering ditambahkan pada etanol dengan anjuran tidak boleh diminum, karena metanol sangat beracun dan merusak saraf optik sehingga dapat membutakan mata. Campuran metanol dan etanol dikenal dengan nama spiritus. Spiritus dibubuhi warna biru.

              Etanol dibuat dari reaksi fermentasi (peragian) karbohidrat seperti beras, kentang, terigu (gandum), tapioka (singkong), atau maizena (jagung). Ragi mengandung enzim – enzim diastose, maltase, dan zimase yang mampu menguraikan amilum (tepung,pati).

                                            diastase

2(C₆H₁₀O₅)_n + n H₂O         →             n C₁₂H₂₂C₁₁

     Amilum                                                    maltosa

                                        maltase

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O          →          2C₆H₁₂O₆

     Maltosa                                          glukosa

                    zimase

C₆H₁₂O₆         →       2C₂H₅OH + 2CO₂

   Glukosa                   etanol

            Etanol (78^oC) dipisahkan dari campuran dengan cara destilasi. Etanol ini biasanya masih mengandung air. Dengan menambahkan kapur tohor, CaO, untuk mengikat air, kita dapat memperoleh alkohol pekat (96%) atau alkohol absolut (100% etanol).

            Selain digunakan dalam pembuatan minuman keras seperti bir, atau wiski, etanol digunakan dalam pembuatan berbagai barang industri, zat –zat warna, seluloid, rayon dan sebagainya. Etanol juga digunakan sebagai pelarut. Larutan suatu zat dalam etanol disebut tingtur (tincture), misalnya tingtur iodium yang sering dipakai sebagai obat antiseptik pada luka – luka.

·                     Pembuatan alkohol polihidroksi

                                 Alkohol polihidroksi (disebut juga alkohol polivalen) adalah senyawa – senyawa yang mengandung gugus – OH lebih dari sebuah.

CH₂   ―    CH₂                                CH₂   ―     OH

  │                │                                    │

OH              OH                                 CH    ―     OH

Etanadiol                                            │

(etilen glikol)                                     CH₂  ―     OH

                                                           Oropanatriol (gliserol,gliserin)

              Dalam industri, etanadiol (etilen glikol) dibuat dengan mengoksidasi etena dengan O2 dan dilanjutkan dengan hidrolisa. Reaksi dilakukan pada suhu 250oC dengan bantuan logam perak sebagai katalis.

CH₂ = CH₂ + ½ O2  →   CH₂  ―  CH₂

Etena                                           O

                                             Etilen oksida

CH₂    ―     CH₂   +  H₂O  →  CH₂  ―  CH₂

            O                                     │              │

                                                    OH          OH

                                                  Etilen glikol

          Etilen glikol adalah bahan baku pembuat serat – serat sintatik poliester, misalnya tetoran. Etilen glikol sering digunakan sebagai penurun titik beku air pada negara – negara bermusim dingin (winter).

          Gliserol dihasilkan pada reaksi pembuatan sabun. Gliserol banyak digunakan sebagai pelarut obat – obatan dan kosmetik, seperti obat batuk, body lotion, dan sebagainya. Gliserol juga merupakan bahan baku pembuat bahan peledak dinamit yang mengandung gliseril trinitrat ( nitrogliserin).

 CH₂  ―  OH                                          CH₂  ―  O  ―  NO₂

  │                                                              │

CH    ―  OH  + 3HNO₃  →                   CH  ―  O  ―  NO₂ + 3H₂O

  │                                                              │

CH₂  ―  OH                                           CH₂  ―  O  ―NO₂

Gliserol                                                     nitrogliserin

              Jika dinamit meledak, akan dihasilkan gas – gas yang menimbulkan energi cukup dahsyat:

CH₂    ―    O   ―   NO₂

│

CH₂   ―    O    ―  NO₂  →  3CO₂ + 3N + O₂ + 2H₂O

│

CH₂  ―    O    ―  NO₂

BAB III

PELAKSANAAN PRAKTIKUM

III.1.    Bahan-bahan yang diperlukan:

1. Zat yang mengandung alkohol

III.2.    Alat-alat yang digunakan:

1.      Rangkaian Alat destilasi

2.      Piknometer

3.      Labu ukur

4.      Gelas ukur

5.      Neraca analitik

6.      Beaker glass

7.      Pipet

8.      Erlenmeyer

III.3. Gambar Alat

                       

III.4. Cara kerja

1.      Ambil 100 cc zat yang akan diukur kadar alkoholnya

2.      Masukkan dalam labu destilasi dan didestilasi

3.      Atur suhu destilasi (tidak boleh lebih dari suhu alkohol)

4.      Destilasi dihentikan ketika filtrat yang diperoleh telah mencapai 25 cc

5.      Atau destilasi hentikan bila ada kenaikan suhu

6.      Tentukan berat jenisnya

Dengan menggunakan tabel, cari kadar alkoholnya

DAFTAR PUSTAKA

Jim. Clark, 2007. http://www.chem-is-try.org/materikimia/sifatsenyawa_organik/alkohol1/pengantar_alkohol/ , 07 April 2013 , 07.00 WIB

Atmojo. Susilo, 2011. http://chemistry35.blogspot.com/2011/08/pengertian-destilasi.html , 07 April 2013 , 07.20 WIB

Fessenden. John.1982. Kimia Organik Jilid 2. Erlangga. Jakarta.

Fessenden. Ralp , 1986 , “Kimia Organik Edisi Ketiga”, Erlangga, Jakarta.