Metode Pemisahan dan Analisis Kimia

Pendahuluan tentang metode pemisahan dan analisis kimia. Teknik pemisahan adalah suatu metode yang digunakan untuk memisahkan atau memurnikan senyawa kimia tunggal, kelompok senyawa dengan susunan yang berkaitan, atau suatu zat yang terdapat dalam bahan alam, hasil proses reaksi kimia baik dalam skala laboratorium maupun skala industri. Teknik pemisahan merupakan salah satu bidang kimia analitik yang berkembang dengan cepat, terutama setelah penemuan kromatografi gas.

Pelaksanaan pemisahan kimia terkadang menghadapi banyak kesulitan dan memerlukan biaya yang mahal, yang tingkatannya tergantung pada keadaan bahan, susunan bahan dan tingkat persyaratan yang diinginkan.

Berdasarkan prosesnya, pemisahan dapat dibagi menjadi dua golongan, yaitu :

Pemisahan dengan proses sederhana

Pemisahan dengan proses sederhana hanya menggunakan cara tunggal. Misalnya dua cairan yang tidak bercampur dipisahkan dengan pipet atau corong pisah, dua campuran yang bercampur homogen dipisahkan melalui destilasi, pemisahan dengan cara sentrifugasi, filtrasi dan sebagainya. Proses sederhana biasanya terbatas untuk memisahkan campuran atau larutan yang relatif sederhana. Proses ini pelaksanaannya serta dasar metodenya terkadang tidak bisa disebut sederhana.

Pemisahan dengan proses yang kompleks

Proses yang kompleks ini biasanya memerlukan pembentukan fase kedua, yaitu dengan menambah cairan, padatan atau gas. Proses ini juga memerlukan pengaturan dengan proses mekanis ataupun reaksi kimia untuk menghasilkan pemisahan yang efektif.

Beberapa faktor yang perlu diperhatikan pada proses pemisahan yaitu:

1. Tempat senyawa atau komponen yang akan dipisahkan.
2. Kadar senyawa yang akan dipisahkan.
3. Sifat-sifat fisika dan kimia senyawa yang akan dipisahkan.
4. Standar kemurnian yang dikehendaki.
5. Cemaran atau campuran yang akan menjadi sumber gangguan pada proses pemisahan.
6. Keadaan dan harga senyawa yang akan dipisahkan.

Kromatografi

Pengertian Kromatografi

Kromatografi adalah salah satu metode pemisahan kimia yang didasarkan pada adanya perbedaan partisi zat pada fasa diam (stationary phase) dan fasa gerak (mobile phase). Kromatografi berasal dari bahasa Yunani yaitu χρῶμα yang berarti warna dan γράφειν yang berarti menulis.

Kromatografi dapat bersifat preparatif maupun analitik. Tujuan kromatografi preparatif biasanya adalah untuk memisahkan senyawa dalam campuran (biasanya digunakan untuk pemurnian). Kromatografi analitik digunakan untuk mengetahui perbandingan senyawa dalam campuran.

Istilah dalam Kromatografi

Dalam kromatografi, dikenal beberapa istilah, antara lain:

• Analit adalah zat yang dipisahkan.
• Kromatogram adalah output visual yang diperoleh dari hasil pemisahan. Adanya puncak karakterisitik yang berbeda menunjukkan adanya senyawa yang berbeda.
• Eluen adalah pelarut yang digunakan untuk memisahkan analit.
• Fasa gerak adalah fasa zat yang bergerak pada arah tertentu.
• Fasa diam adalah fasa yang tetap pada tempatnya.
• Waktu retensi adalah waktu yang diperlukan analit untuk melewati sistem.
• Volume retensi adalah volume fasa gerak yang dibutuhkan untuk mengelusi komponen analit.

Dasar Teori Kromatografi

Distribusi analit antara dua fasa dapat dijelaskan secara sederhana. Pada dasarnya, analit berada dalam kesetimbangan dalam fasa gerak dan fasa diam.

A_mobile ⇌ A_stationary

Konstanta kestimbangan, K, sering disebut dengan koefisien partisi. Koefisien partisi adalah konsentrasi molar analit pada fasa diam dibagi dengan konsentrasi molar analit pada fasa gerak.

Waktu antara injeksi sampel hingga akhir proses dinamakan waktu retensi (t_R). Masing-masing analit dalam sampel akan mempunyai waktu retensi yang berbeda. Waktu yang diukur dari fase gerak melewati kolom disebut t_M .
Faktor retensi (k') sering digunakan untuk mengetahui laju migrasi analit pada kolom. Faktor retensi analit ditentukan dengan rumus:

k'A A = [t_R- t_M ]/ t_M

Kromatografi Kolom

Pengertian Kromatografi Kolom

Kromatografi kolom adalah salah satu metode yang digunakan untuk pemurnian senyawa dari campuran dengan memakai kolom. Kromatografi kolom termasuk kromatografi preparatif.

Peralatan Kromatografi Kolom

Alat utama yang digunakan adalah sebuah tabung dengan diameter 5-50 mm dan tinggi 5 cm - 1 m. Pada bagian dasar tabung diberi semacam penyaring dari glass wool untuk menghindari hilangnya fasa diam.

Fasa gerak

Fasa gerak atau eluen adalah campuran cairan murni. Eluen dipilih sedemikian rupa sehingga faktor retensi senyawa berkisar antara 0,2-0,3 supaya meminimalisasi penggunaan waktu dan jumlah eluen melewati kolom. Jenis eluen yang digunakan pada kromatografi kolom dipilih supaya senyawa yang berbeda dapat dipisahkan secara efektif. Eluen yang digunakan dapat dicoba terlebih dahulu menggunakan kromatografi lapis tipis. Setelah dirasa cocok, eluen yang sama digunakan untuk mengelusi komponen dalam kolom.

Fasa diam

Fasa diam yang digunakan dalam kromatografi kolom adalah suatu adsorben padat. Biasanya berupa silika gel atau alumina. Dahulu juga sering digunakan bubuk selulosa. Fasa diam berbentuk serbuk microporous untuk meningkatkan luas permukaan.

Metode

Dua metode utama yang digunakan yaitu metode kering dan metode basah:

Metode kering

Pada metode kering, kolom diisi dengan fasa diam kering, diikuti dengan penambahan fasa gerak yang disiramkan pada kolom sampai benar-benar basah.

Metode basah

Pada metode basah, bubur (slurry) disiapkan dengan mencampurkan eluen pada serbuk fasa diam dan dimasukkan secara hati-hati pada kolom. Dalam langkah ini harus benar-benar hati-hati supaya tidak ada gelumbung udara. Larutan senyawa organik dipipet di bagian atas fasa diam, kemudian eluen dituangkan pelan-pelan melewati kolom.

Cara Kerja Kromatografi Kolom

Komponen tunggal ditahan pada fasa diam berupa adorben karena telah terikat. Ketika eluen dialirkan, maka senyawa akan melakukan migrasi, terbawa oleh eluen sesuai dengan kesesuaian kepolaran. Masing-masing senyawa dalam komponen mempunyai kecepatan yang berbeda-beda dalam melewati kolom. Selama proses berlangsung, akan didapatkan beberapa fraksi. Masing-masing fraksi kemungkinan mengandung senyawa yang berbeda. Untuk mengujinya, fraksi hasil kromatografi kolom dapat diamati menggunakan KLT. Fraksi dengan Rf yang mirip, kemungkinan mengandung senyawa yang sama. Fraksi dapat diamati lebih lanjut menggunakan spektroskopi.

Seluruh proses kromatografi kolom dapat dilihat pada gambar berikut:

Kromatografi Lapis Tipis (KLT)

Pengertian Kromatografi Lapis Tipis

Kromatografi lapis tipis (KLT) adalah salah satu metode pemisahan komponen menggunakan fasa diam berupa plat dengan lapisan bahan adsorben inert. KLT merupakan salah satu jenis kromatografi analitik. KLT sering digunakan untuk identifikasi awal, karena banyak keuntungan menggunakan KLT, di antaranya adalah sederhana dan murah. KLT termasuk dalam kategori kromatografi planar, selain kromatografi kertas.

Peralatan KLT

Kromatografi lapis tipis menggunakan plat tipis yang dilapisi dengan adsorben seperti silika gel, aluminium oksida (alumina) maupun selulosa. Adsorben tersebut berperan sebagai fasa diam.

Fasa gerak yang digunakan dalam KLT sering disebut dengan eluen. Pemilihan eluen didasarkan pada polaritas senyawa dan biasanya merupakan campuran beberapa cairan yang berbeda polaritas, sehingga didapatkan perbandingan tertentu. Eluen KLT dipilih dengan cara trial and error. Kepolaran eluen sangat berpengaruh terhadap Rf (faktor retensi) yang diperoleh.

Faktor Retensi

Faktor retensi (Rf) adalah jarak yang ditempuh oleh komponen dibagi dengan jarak yang ditempuh oleh eluen. Rumus faktor retensi adalah:

Nilai Rf sangat karakterisitik untuk senyawa tertentu pada eluen tertentu. Hal tersebut dapat digunakan untuk mengidentifikasi adanya perbedaan senyawa dalam sampel. Senyawa yang mempunyai Rf lebih besar berarti mempunyai kepolaran yang rendah, begitu juga sebaliknya. Hal tersebut dikarenakan fasa diam bersifat polar. Senyawa yang lebih polar akan tertahan kuat pada fasa diam, sehingga menghasilkan nilai Rf yang rendah.

Rf KLT yang bagus berkisar antara 0,2 - 0,8. Jika Rf terlalu tinggi, yang harus dilakukan adalah mengurangi kepolaran eluen, dan sebaliknya.

Cara Menggunakan KLT

KLT sangat berguna untuk mengetahui jumlah komponen dalam sampel. Peralatan yang digunakan untuk KLT adalah chamber (wadah untuk proses KLT), pinset, plat KLT, dan eluen. Inilah langkah-langkah memakai KLT:

1. Potong plat sesuai ukuran. Biasanya, untuk satu spot menggunakan plat selebar 1 cm. Berarti jika menguji 3 sampel (3 spot) berarti menggunakan plat selebar 3 cm.
2. Buat garis dasar (base line) di bagian bawah, sekitar 0,5 cm dari ujung bawah plat, dan garis akhir di bagian atas.
3. Menggunakan pipa kapiler, totolkan sampel cairan yang telah disiapkan sejajar, tepat di atas base line. Jika sampel padat, larutkan pada pelarut tertentu. Keringkan totolan.
4. Dengan pipet yang berbeda, masukkan masing-masing eluen ke dalam chamber dan campurkan.
5. Tempatkan plat pada chamber berisi eluen. Base line jangan sampai tercelup oleh eluen. Tutuplah chamber.
6. Tunggu eluen mengelusi sampel sampai mencapai garis akhir, di sana pemisahan akan terlihat.
7. Setelah mencapai garis akhir, angkat plat dengan pinset, keringkan dan ukur jarak spot. Jika spot tidak kelihatan, amati pada lampu UV. Jika masih tak terlihat, semprot dengan pewarna tertentu seperti kalium kromat, asam sulfat pekat dalam alkohol 96%, atau ninhidrin.

Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar di bawah ni.

Destilasi

Pengertian Destilasi

Destilasi adalah suatu metode pemisahan campuran yang didasarkan pada perbedaan tingkat volatilitas (kemudahan suatu zat untuk menguap) pada suhu dan tekanan tertentu. Destilasi merupakan proses fisika dan tidak terjadi adanya reaksi kimia selama proses berlangsung.

Dasar Pemisahan dengan Destilasi

Dasar utama pemisahan dengan cara destilasi adalah perbedaan titik didih cairan pada tekanan tertentu. Proses destilasi biasanya melibatkan suatu penguapan campuran dan diikuti dengan proses pendinginan dan pengembunan. Sebagai contoh ada sebuah campuran yang di dalamnya terdapat dua zat, yaitu zat A  dan zat B. Zat A mempunyai titik didih sekitar 120º C, sedangkan zat B mempunyai titik didih sebesar 80º C. Zat A dapat dipisahkan dengan zat B dengan cara mendestilasi campuran tersebut pada suhu sekitar 80º C. Pada suhu tersebut, zat B akan menguap sedangkan zat A tetap tinggal.

Proses Destilasi

Secara sederhana, proses destilasi dapat dijelaskan melalui gambar berikut:

Rangkaian destilasi sederhana

Suatu campuran yang berupa cairan (15) dimasukkan ke dalam labu (2) yang dipanaskan melalui penangas (14) dengan heater (13). Suhu pemanasan dapat diatur dengan mengamati termometer (4). Pada saat dipanaskan, sedikit demi sedikit campuran akan menguap. Uap kemudian naik melalui pipa (3) den mengalir menuju pendingin / kondenser (5). Pendinginan uap adalah dengan cara mengalirkan air melalui dinding pendingin. Setelah melalui pendingin, uap akan mengembun membentuk cairan kembali dan melaju ke adaptor (10) dan menetes ke labu destilat (8).

Penerapan Destilasi

Aplikasi destilasi dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu skala laboratorium dan skala industri. Perbedaan untama destilasi skala laboratorium dan industri adalah sistem ketersinambungan. Pada skala laboratorium, destilasi dilakukan sekali jalan. Dalam artian pada destilasi skala laboratorium, komposisi campuran dipisahkan menjadi komponen fraksi yang diurutkan berdasarkan volatilitas, dimana zat yang paling volatil akan dipisahkan terlebih dahulu. Dengan demikian, zat yang paling tidak volatil akan tersisa pada bagian bawah. Proses ini dapat diulangi ketika campuran ditambahkan dan memulai proses destilasi dari awal.

Pada destilasi skala industri, senyawa asli (campuran), uap, dan destilat tetap dalam komposisi konstan. Fraksi yang diinginkan akan dipisahkan dari sistem secara hati-hati, dan ketika bahan awal habis maka akan ditambahkan lagi tanpa menghentikan proses destilasi.

Penggunaan Destilasi

Destilasi mempunyai peranan yang sangat banyak dalam kehidupan manusia. Destilasi adalah kunci utama dalam pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi. Minyak bumi dipisahkan menjadi fraksi-fraksi tertentu didasarkan pada perbedaan titik didih. Alkohol yang terbentuk dari proses fermentasi juga dimurnikan dengan cara destilasi.

Minyak-minyak atsiri alami yang mudah menguap dapat dipisahkan melalui destilasi. Banyak sekali minyak atsiri alami yang dapat diperoleh dengan cara destilasi, yakni minyak serai, minyak jahe, minyak cengkeh, dsb. Minyak kayu putih juga didapatkan dengan cara destilasi.

Selain itu, destilasi juga dapat memisahkan garam dari air laut.

BEBERAPA DATA HARGA KSP SENYAWA INORGANIK

Data Ksp Senyawa Anorganik

Kelarutan merupakan jumlah maksimum zat terlarut untuk larut pada pelarut membentuk larutan. Data mengenai hasil kali kelarutan (Ksp) sangat penting untuk mengidentifikasi apakah suatu senyawa mudah larut atau tidak. Di bawah ini ada data Ksp senyawa anorganik, mulai dari yang terkecil hingga terbesar. Data Ksp diurutkan sesuai dengan abjad kation penyusunnya.

Nama	Rumus	Ksp
Aluminium hidroksida	Al(OH)3	3×10-34
Aluminium fosfat	AlPO4	9,84×10-21
Barium bromat	Ba(BrO3)2	2,43×10-4
Barium karbonat	BaCO3	2,58×10-9
Barium kromat	BaCrO4	1,17×10-10
Barium fluorida	BaF2	1,84×10-7
Barium hidroksida oktahidrat	Ba(OH)2×8H2O	2,55×10-4
Barium iodat	Ba(IO3)2	4,01×10-9
Barium iodat monohidrat	Ba(IO3)2×H2O	1,67×10-9
Barium molibdat	BaMoO4	3,54×10-8
Barium nitrat	Ba(NO3)2	4,64×10-3
Barium selenat	BaSeO4	3,40×10-8
Barium sulfat	BaSO4	1,08×10-10
Barium sulfit	BaSO3	5,0×10-10
Berilium hidroksida	Be(OH)2	6,92×10-22
Bismut arsenat	BiAsO4	4,43×10-10
Bismut iodida	BiI	7,71×10-19
Kadmium arsenat	Cd3(AsO4)2	2,2×10-33
Kadmium karbonat	CdCO3	1,0×10-12
Kadmium fluorida	CdF2	6,44×10-3
Kadmium hidroksida	Cd(OH)2	7,2×10-15
Kadmium iodat	Cd(IO3)2	2,5×10-8
Kadmium oksalat trihidrat	CdC2O4×3H2O	1,42×10-8
Kadmium fosfat	Cd3(PO4)2	2,53×10-33
Kadmium sulfida	CdS	1×10-27
Caesium perklorat	CsClO4	3,95×10-3
Caesium periodat	CsIO4	5,16×10-6
Kalsium karbonat (kalsit)	CaCO3	3,36×10-9
Kalsium karbonat (aragonit)	CaCO3	6,0×10-9
Kalsium fluorida	CaF2	3,45×10-11
Kalsium hidroksida	Ca(OH)2	5,02×10-6
Kalsium iodat	Ca(IO3)2	6,47×10-6
Kalsium iodat heksahidrat	Ca(IO3)2×6H2O	7,10×10-7
Kalsium molibdat	CaMoO	1,46×10-8
Kalsium oksalat monohidrat	CaC2O4×H2O	2,32×10-9
Kalsium fosfat	Ca3(PO4)2	2,07×10-33
Kalsium sulfat	CaSO4	4,93×10-5
Kalsium sulfat dihidrat	CaSO4×2H2O	3,14×10-5
Kalsium sulfat hemihidrat	CaSO4×0,5H2O	3,1×10-7
Kobalt(II) arsenat	Co3(AsO4)2	6,80×10-29
Kobalt(II) karbonat	CoCO3	1,0×10-10
Kobalt(II) hidroksida (biru)	Co(OH)2	5,92×10-15
Kobalt(II) iodat dihidrat	Co(IO3)2×2H2O	1,21×10-2
Kobalt(II) fosfat	Co3(PO4)2	2,05×10-35
Kobalt(II) sulfida (alfa)	CoS	5×10-22
Kobalt(II) sulfida (beta)	CoS	3×10-26
Tembaga(I) bromida	CuBr	6,27×10-9
Tembaga(I) Klorida	CuCl	1,72×10-7
Tembaga(I) cyanide	CuCN	3,47×10-20
Tembaga(I) hidroksida *	Cu2O	2×10-15
Tembaga(I) iodida	CuI	1,27×10-12
Tembaga(I) tiosianat	CuSCN	1,77×10-13
Tembaga(II) arsenat	Cu3(AsO4)2	7,95×10-36
Tembaga(II) hidroksida	Cu(OH)2	4,8×10-20
Tembaga(II) iodat monohidrat	Cu(IO3)2×H2O	6,94×10-8
Tembaga(II) oksalat	CuC2O4	4,43×10-10
Tembaga(II) fosfat	Cu3(PO4)2	1,40×10-37
Tembaga(II) sulfida	CuS	8×10-37
Europium(III) hidroksida	Eu(OH)3	9,38×10-27
Gallium(III) hidroksida	Ga(OH)3	7,28×10-36
Besi(II) karbonat	FeCO3	3,13×10-11
Besi(II) fluorida	FeF2	2,36×10-6
Besi(II) hidroksida	Fe(OH)2	4,87×10-17
Besi(II) sulfida	FeS	8×10-19
Besi(III) hidroksida	Fe(OH)3	2,79×10-39
Besi(III) fosfat dihidrat	FePO4×2H2O	9,91×10-16
Lanthanum iodat	La(IO3)3	7,50×10-12
Timbal(II) bromida	PbBr2	6,60×10-6
Timbal(II) karbonat	PbCO3	7,40×10-14
Timbal(II) klorida	PbCl2	1,70×10-5
Timbal(II) kromat	PbCrO4	3×10-13
Timbal(II) fluorida	PbF2	3,3×10-8
Timbal(II) hidroksida	Pb(OH)2	1,43×10-20
Timbal(II) iodat	Pb(IO3)2	3,69×10-13
Timbal(II) iodida	PbI2	9,8×10-9
Timbal(II) oksalat	PbC2O4	8,5×10-9
Timbal(II) selenat	PbSeO4	1,37×10-7
Timbal(II) sulfat	PbSO4	2,53×10-8
Timbal(II) sulfida	PbS	3×10-28
Litium karbonat	Li2CO3	8,15×10-4
Litium fluorida	LiF	1,84×10-3
Litium fosfat	Li3PO4	2,37×10-4
Magnesium ammonium fosfat	MgNH4PO4	3×10-13
Magnesium karbonat	MgCO3	6,82×10-6
Magnesium karbonat trihidrat	MgCO3×3H2O	2,38×10-6
Magnesium karbonat pentahidrat	MgCO3×5H2O	3,79×10-6
Magnesium fluorida	MgF2	5,16×10-11
Magnesium hidroksida	Mg(OH)2	5,61×10-12
Magnesium oksalat dihidrat	MgC2O4×2H2O	4,83×10-6
Magnesium fosfat	Mg3(PO4)2	1,04×10-24
Mangan(II) karbonat	MnCO3	2,24×10-11
Mangan(II) iodat	Mn(IO3)2	4,37×10-7
Mangan(II) hidroksida	Mn(OH)2	2×10-13
Mangan(II) oksalat dihidrat	MnC2O4×2H2O	1,70×10-7
Mangan(II) sulfida (pink)	MnS	3×10-11
Mangan(II) sulfida (hijau)	MnS	3×10-14
Merkuri(I) bromida	Hg2Br2	6,40×10-23
Merkuri(I) karbonat	Hg2CO3	3,6×10-17
Merkuri(I) klorida	Hg2Cl2	1,43×10-18
Merkuri(I) fluorida	Hg2F2	3,10×10-6
Merkuri(I) iodida	Hg2I2	5,2×10-29
Merkuri(I) oksalat	Hg2C2O4	1,75×10-13
Merkuri(I) sulfat	Hg2SO4	6,5×10-7
Merkuri(I) tiosianat	Hg2(SCN)2	3,2×10-20
Merkuri(II) bromida	HgBr2	6,2×10-20
Merkuri(II) hidroksida **	HgO	3,6×10-26
Merkuri(II) iodida	HgI2	2,9×10-29
Merkuri(II) sulfida (hitam)	HgS	2×10-53
Merkuri(II) sulfida (merah)	HgS	2×10-54
Neodimium karbonat	Nd2(CO3)3	1,08×10-33
Nikel(II) karbonat	NiCO3	1,42×10-7
Nikel(II) hidroksida	Ni(OH)2	5,48×10-16
Nikel(II) iodat	Ni(IO3)2	4,71×10-5
Nikel(II) fosfat	Ni3(PO4)2	4,74×10-32
Nikel(II) sulfida (alfa)	NiS	4×10-20
Nikel(II) sulfida (beta)	NiS	1,3×10-25
Paladium(II) tiosianat	Pd(SCN)2	4,39×10-23
Kalium heksakloroplatinat	K2PtCl6	7,48×10-6
Kalium perklorat	KClO4	1,05×10-2
Kalium periodat	KIO4	3,71×10-4
Praseodimium hidroksida	Pr(OH)3	3,39×10-24
Radium iodat	Ra(IO3)2	1,16×10-9
Radium sulfat	RaSO4	3,66×10-11
Rubidium perklorat	RuClO4	3,00×10-3
Skandium fluorida	ScF3	5,81×10-24
Skandium hidroksida	Sc(OH)3	2,22×10-31
Perak(I) asetat	AgCH3COO	1,94×10-3
Perak(I) arsenat	Ag3AsO4	1,03×10-22
Perak(I) bromat	AgBrO3	5,38×10-5
Perak(I) bromida	AgBr	5,35×10-13
Perak(I) karbonat	Ag2CO3	8,46×10-12
Perak(I) klorida	AgCl	1,77×10-10
Perak(I) kromat	Ag2CrO4	1,12×10-12
Perak(I) sianida	AgCN	5,97×10-17
Perak(I) iodat	AgIO3	3,17×10-8
Perak(I) iodida	AgI	8,52×10-17
Perak(I) oksalat	Ag2C2O4	5,40×10-12
Perak(I) fosfat	Ag3PO4	8,89×10-17
Perak(I) sulfat	Ag2SO4	1,20×10-5
Perak(I) sulfit	Ag2SO3	1,50×10-14
Perak(I) sulfida	Ag2S	8×10-51
Perak(I) tiosianat	AgSCN	1,03×10-12
Stronsium arsenat	Sr3(AsO4)2	4,29×10-19
Stronsium karbonat	SrCO3	5,60×10-10
Stronsium fluorida	SrF2	4,33×10-9
Stronsium iodat	Sr(IO3)2	1,14×10-7
Stronsium iodat monohidrat	Sr(IO3)2×H2O	3,77×10-7
Stronsium iodat heksahidrat	Sr(IO3)2×6H2O	4,55×10-7
Stronsium oksalat	SrC2O4	5×10-8
Stronsium sulfat	SrSO4	3,44×10-7
Talium(I) bromat	TlBrO3	1,10×10-4
Talium(I) bromida	TlBr	3,71×10-6
Talium(I) klorida	TlCl	1,86×10-4
Talium(I) kromat	Tl2CrO4	8,67×10-13
Talium(I) hidroksida	Tl(OH)3	1,68×10-44
Talium(I) iodat	TlIO3	3,12×10-6
Talium(I) iodida	TlI	5,54×10-8
Talium(I) tiosianat	TlSCN	1,57×10-4
Talium(I) sulfida	Tl2S	6×10-22
Timah(II) hidroksida	Sn(OH)2	5,45×10-27
Itrium karbonat	Y2(CO3)3	1,03×10-31
Itrium fluorida	YF3	8,62×10-21
Itrium hidroksida	Y(OH)3	1,00×10-22
Itrium iodat	Y(IO3)3	1,12×10-10
Zink arsenat	Zn3(AsO4)2	2,8×10-28
Zink karbonat	ZnCO3	1,46×10-10
Zink karbonat monohidrat	ZnCO3×H2O	5,42×10-11
Zink fluorida	ZnF	3,04×10-2
Zink hidroksida	Zn(OH)2	3×10-17
Zink iodat dihidrat	Zn(IO3)2×2H2O	4,1×10-6
Zink oksalat dihidrat	ZnC2O4×2H2O	1,38×10-9
Zink selenida	ZnSe	3,6×10-26
Zink selenit monohidrat	ZnSe×H2O	1,59×10-7
Zink sulfida (alfa)	ZnS	2×10-25
Zink sulfida (beta)	ZnS	3×10-23

Keterangan:
(*) Cu₂O + H₂O → 2 Cu⁺ + 2 OH^-
(**) HgO + H₂O → Hg²⁺ + 2 OH^-

Titrasi Kompleksometri

Salah satu tipe reaksi kimia sebagai dasar penetapan titrimetri adalah pembentukan kompleks atau ion kompleks yang larut namun sedikit sekali terdisosiasi. Jadi titrasi kompleksometri adalah jenis titrasi dengan titran dan titrat saling mengompleks, membentuk hasil berupa senyawa kompleks. Salah satu contoh adalah reaksi ion perak dengan ion sianida membentuk ion kompleks Ag(CN) yang sangat stabil.

Hanya beberapa ion logam seperti tembaga, kobalt, nikel, seng, kadmium, dan merkurium (II) yang membentuk kompleks stabil dengan ligan nitrogen seperti amonia dan trietilendiamin. Ion logam lain misalnya aluminium, timbal dan bismut, dikomplekskan secara lebih baik oleh ligan yang mengandung atom oksigen sebagai penyumbang pasangan elektron. Zat pengkhelat tertentu yang mengandung baik oksigen maupun nitrogen teristimewa efektif dalam membentuk kompleks yang stabil dengan logam, yang sangat beraneka ragam antara lain etilendiamintetraesetat / ethylendiaminetetraacetic (EDTA). Rumus struktur EDTA seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Kompleksometri dalam perkembangan analisis kimia mengalami kemunduran karena kelemahannya serta adanya cara-cara baru yang lebih baik. Tetapi dengan penelitian-penelitian tentang pengkhelat polidentat, maka terjadi kebangkitan baru dalam analisis unsur logam. Perhatian baru terhadap kompleksometri ini terutama diawali oleh Schwarzenbach di Swiss, yang menyadari potensi pengkhelat dalam analisis volumetrik, dan mulai mengembangkannya pada tahun 1945. Perhatian utama tertuju pada asam-asam aminopolikarboksilat, salah satu diantaranya adalah EDTA. Bahan-bahan pembentuk khelat lain juga dikembangkan.

Pengaruh Hibridisasi terhadap Panjang Ikatan

Pengaruh hibridisasi pada panjang ikatan. Orbital 2s mempunyai energi lebih rendah daripada orbital 2p. Secara rata-rata, elektron 2s lebih dekat ke inti daripada elektron 2p. Dengan alsan ini, orbital hibrida dengan proporsi karakter s yang lebih besar mempunyai energi yang lebih rendah dan berada lebih dekat ke inti daripada orbital hibrida yang kurang karakter s-nya.

Suatu orbital hibrida sp adalah setengah s dan setengah p, sehingga dapat dikatakan bahwa orbital sp mempunyai 50% karakter s dan 50% karakter p. Pada contoh yang lain adalah sp³ yang hanya mempunyai seperempat atau 25% karakter s.

Karena orbital sp mengandung lebih banyak karakter s, maka lebih banyak dekat ke intinya, membentuk ikatan yang lebih pendek dan lebih kuat daripada orbital sp³. Orbital sp² adalah perantara antara sp dan sp³ dalam karakter s-nya dan dalam panjang dan kekuatan ikatan yang dibentuknya.

Tabel di atas menunjukkan bahwa perbedaan panjang ikatan antara tiga jenis ikatan C-C dan C-H. Perhatikan bahwa ikatan sp-s CH dalam CH≡CH adalah yang tependek, sedangkan ikatan sp³-s CH adalah yang terpanjang. Variasi lebih luas dalam ikatan C-C karena panjang ikatan ini dipengaruhi oleh banyaknya ikatan yang menggabungkan atom karbon maupun oleh hibidisasi dari atom karbon.

Pemecahan Homolitik dan Heterolitik

Pemecahan homolitik dan heterolitik. Dalam reaksi organik, biasanya disertai dengan pembentukan atau pemutusan suatu ikatan kovalen. Konsep pemutusan ikatan biasanya dibedakan menjadi dua jenis, yaitu pemecahan ikatan secara homolisis dan secara heterolisis. Masing-masing pemecahan tersebut mempunyai proses dan produk yang berbeda. Perbedaan pemecahan homolitik dan heterolitik adalah sebagai berikut.

Pemecahan homolitik

Pemecahan homolisis yaitu pembelahan ikatan kovalen antara dua atom terjadi dengan cara yang memungkinkan setiap atom mempertahankan satu elektron masing-masing. Pemecahan ini simetris dan mengarah pada pembentukan atom atau kelompok atom yang memiliki elektron tidak berpasangan, yang disebut radikal bebas. Radikal bebas yang dilambangkan dengan menempatkan titik di atas lambang atom atau kelompok atom. Misalnya:

Pemecahan heterolitik

Pemecahan heterolisis yaitu pembelahan ikatan kovalen dengan salah satu pecahan mengambil kedua elektron (sepasang), sedangkan yang lainnya tidak medapatkan elektron. Hasilnya adalah dua buah partikel yang bermuatan. Hasil pemecahan heterolisis adalah dua buah ion, yaitu anion (bermuatan negatif) dan kation (bermuatan positif).
Contoh:

Elektrofil, nukleofil, dan radikal bebas

Elektrofil, nukleofil, dan radikal bebas. Dalam reaksi kimia organik, terutama jika mengenai mekanisme reaksi, pasti akan dihadapkan dengan adanya elektrofil, nukleofil dan radikal bebas. Masing -masing istilah tersebut harus dipahami secara jelas untuk dapat melangsungkan mekanisme reaksi organik. Elektrofil, nukleofil dan radikal bebas dijelaskan sebagai berikut.

Elektrofil

Elektrofil yaitu spesies bermuatan positif atau netral, yang kekurangan elektron dan dapat menerima sepasang elektron. Berasal dari electron dan philic (suka). Elektron bermuatan negatif, jadi elektrofil bermuatan positif (karena menyukai muatan negatif). Baik Al dan B bertindak sebagai elektrofil karena mereka memiliki total enam elektron yaitu kurang dari dua oktet tersebut, sehingga mereka mencoba untuk menyelesaikan oktet mereka. Ini juga disebut sebagai asam Lewis.

Nukleofil

Nukleofil adalah spesies yang mengandung atom yang memiliki pasangan elektron secara mandiri. Nukleofil berasal dari nucleus dan philic (suka). Nukleus bermuatan positif, jadi nukleofil bermuatan negatif (karena suka muatan positif) Menurut konsep asam dan basa Lewis , nukleofil berperilaku sebagai basa Lewis. Misalnya:

Radikal Bebas

Sebuah radikal bebas dapat didefinisikan sebagai suatu atom atau kelompok atom yang memiliki elektron tidak berpasangan. Radikal bebas dihasilkan dari pemecahan homolitik dari ikatan kovalen.

Radikal bebas sangat reaktif karena mereka memiliki kecenderungan kuat untuk memasangkan elektron tidak berpasangan dengan elektron lain dari atom manapun yang ada. Pasangan ini sangat berumur pendek dan terjadi hanya sebagai intermediet reaksi.
Misalnya, pemisahan gas klor karena ultra-violet menghasilkan radikal bebas klorin:

Radikal bebas alkil diperoleh ketika radikal bebas klorin menyerang metana.

Radikal bebas dapat diklasifikasikan sebagai primer, sekunder atau tersier tergantung pada apakah satu, dua atau tiga atom karbon yang terikat pada atom karbon yang membawa elektron ganjil:

Stabilitas radikal bebas

Urutan stabilitas radikal bebas alkil adalah: CH 3 < primer < sekunder < tersier
Urutan stabilitas ini dengan mudah dapat dijelaskan atas dasar hiperkonjugasi. Besar jumlah kelompok alkil yang terikat pada atom karbon yang berelektron ganjil, lebih besar delokalisasi dari elektron yang ganjil, maka lebih stabil pula radikal bebasnya. Dengan demikian, radikal bebas tersier dengan tiga gugus alkil yang terikat pada atom karbon yang membawa elektron ganjil lebih stabil dibanding radikal bebas sekunder yang mengandung dua gugus alkil.

Struktur radikal bebas alkil

Atom karbon dalam radikal bebas alkil melibatkan hibridisasi. Oleh karena itu, dia memiliki struktur planar. Tiga orbital hibrida yang digunakan dalam pembentukan tiga ikatan s dengan tiga atom H atau gugus alkil. Elektron tidak berpasangan menjadi orbital p yang tak terhibridisasi.

SIFAT FISIKA DAN KIMIA ALKOHOL

Sifat Fisika Alkohol

Alkohol mengandung gugus polar yaitu gugus hidroksi (-OH) yang bersifat hidrofilik dan juga mengandung gugus nonpolar yaitu gugus alkil (-R) yang bersifat lipofilik. Hasil dari susunan ini, ketika alkohol mempunyai jumlah rantai karbon yang kecil, maka alkohol akan bersifat polar dan akhirnya dapat larut dalam air. Semakin panjang rantai alkil, kelarutan alkohol dalam air akan semakin kecil.

Dengan gugus -OH, alkohol mampu membentuk ikatan hidrogen pada dirinya sendiri, alkohol lain, molekul netral, maupun anion. Inilah ilustrasi ikatan hidrogen pada metanol.

Pembentukan ikatan ini menyebabkan titik didih abnormal jika dibandingkan dengan molekul organik dengan jumlah rantai karbon yang sama. Inilah perbandingan sifat fisik alkohol dan kelarutan dalam air dibandingkan dengan senyawa lain yang mempunyai jumlah rantai karbon yang sama, seperti pada haloalkana.

Rumus Struktur	Nama IUPAC	Nama Umum	Titik Leleh (ºC)	Titik Didih (ºC)	Kelarutan dalam H2O pada 23ºC
CH3OH	Metanol	Metil alkohol	-97,8	65,0	Tak terbatas
CH3Cl	Klorometana	Metil klorida	-97,7	-24,2	0,74 g/100 mL
CH4	Metana		-182,5	-161,7	3,5 mL (gas)/ 100 mL
CH3CH2OH	Etanol	Etil alkohol	-114,7	78,5	Tak terbatas
CH3CH2Cl	Kloroetana	Etil klorida	-136,4	12,3	0,447 g/100 mL
CH3CH3	Etana		-183,3	-88,6	4,7 mL (gas)/ 100 mL
CH3CH2CH2OH	1-Propanol	Propil alkohol	-126,5	97,4	Tak terbatas
CH3CH2CH3	Propana		-187,7	-42,1	6,5 mL (gas)/ 100 mL
CH3CH2CH2CH2OH	1-Butanol	Butil alkohol	-89,5	117,3	8,0 g/100 mL
CH3(CH2)4OH	1-Pentanol	Pentil alkohol	-79	138	2,2 g/100 mL

Sifat Kimia Alkohol

Alkohol adalah molekul polar dengan adanya gugus -OH. Gugus fungsi -OH dapat melepaskan proton pada larutan dan dengan demikian alkohol bersifat asam. Pada kasus lain, gugus -OH dapat digantikan. Jadi, reaksi dalam alkohol dapat diklasifikasikan menjadi reaksi yang melibatkan hidrogen asam dan yang melibatkan gugus hidroksi.

PEMBUATAN ALKOHOL

Alkohol merupakan senyawa organik yang sangat bermanfaat. Maka dari itu usaha untuk membuat alkohol pun semakin besar. Inilah reaksi pembuatan alkohol:

Mereaksikan Alkil Halida (Haloalkana) dengan Basa

Reaksi antara alkil halida dengan basa akan menghasilkan alkohol dan garam. 

RX + KOH → ROH + KX

Cara ini digunakan secara khusus untuk membuat amil alkohol dalam skala besar, yaitu dengan mereaksikan kloropentana dan KOH. Dari hasil eksperimen dapat disimpulkan bahwa alkil iodida lebih cepat reaksinya daripada alkil bromida maupun alkil klorida. Selain itu halida primer menghasilkan hasil alkohol yang lebih banyak dibandingkan dengan alkil halida sekunder maupun tersier.

Mereduksi Aldehida dan Keton

Reaksi aldehida oleh hidrogen menghasilkan alkohol primer.

RCHO + H₂ → ROH

Sedangkan reaksi keton oleh hidrogen menghasilkan alkohol sekunder.

ROR + H₂ → ROH

Alkohol tersier tidak dapat dihasilkan melalui reaksi reduksi.

Hidrolisis Alkil Hidrogensulfat

Pembuatan alkohol dengan cara hidrolisis alkil hidrogen sulfat banyak digunakan untuk membuat etanol perdagangan. Senyawa etil hidrogensulfat yang diperlukan dibuat dari reaksi adisi H₂SO₄ pada etena. Contoh:

CH₃-CH₂-SO₃H + H₂O → CH₃CH₂OH + H₂SO₄

Hidrasi Alkena

Alkena jika dikenai reaksi hidrasi dengan adanya asam encer akan menghasilkan alkohol. Sebagai contoh, hidrasi etilena akan menghasilkan etil alkohol (etanol). Reaksinya adalah:

CH₂=CH₂ + H₂O ⇌ CH₃CH₂OH

Hidrolisis Ester

Rumus ester suatu asam organik adalah RCOOR'. Bila ester tersebut dihidrolisis dapat menghasilkan alkohol dan asam karboksilat menurut persamaan reaksi:

RCOOR' + H₂O ⇌ RCOOH + R'OH

Cara hidrolisis ini ditempuh saat tidak ada cara lain untuk membuat suatu alkohol yang diperlukan.

Menggunakan Reagen Grignard

Alkohol primer, sekunder dan tersier dapat dibuat dengan reagen Grignard. Reagen Grignard adalah senyawa organometalik dengan rumus umum RMgX.

Langkah 1: CH₃-Mg-Cl + HCHO → CH₃-CH₂-OMgCl

Langkah 2: CH₃-CH₂-OMgCl + H₂O → CH₃-CH₂-OH + MgCl(OH)

REAKSI TERHADAP ALKOHOL

Alkohol merupakan senyawa organik yang mengandung gugus alkil dan gugus hidroksil (-OH). Kedua gugus fungsi dalam alkohol dapat bereaksi dengan beberapa reagen. Reaksi-reaksi yang dapat terjadi pada alkohol adalah:

Penggantian Hidrogen dalam Gugus Hidroksi

Hidrogen dalam gugus -OH alkohol dapat digantikan oleh logam aktif, gugus alkali, dan gugus asam.

Penggantian oleh Logam Aktif

Dengan logam Na, alkohol membentuk garam alkoksida disertai pembebasan hidrogen. Contoh:

2 CH₃OH + 2 Na → 2 CH₃ONa + H₂

Dalam reaksi ini, laju reaksi alkohol 1° > alkohol 2° > alkohol 3°, sedangkan garam yang terbentuk dapat terhidrolisis dan menghasilkan alkohol kembali.

CH₃ONa + H₂O → CH₃OH + NaOH

Penggantian oleh Gugus Alkil

Reaksi ini terjadi bila alkohol diubah terlebih dahulu menjadi garam alkoksi dan kemudian direaksikan dengan alkil halida.

2 C₂H₅OH + 2 Na → C₂H₅ONa + H₂

C₂H₅ONa + C₂H₅I → C₂H₅-O-C₂H₅ + NaI

Penggantian oleh Gugus Asam

Reaksi penggantian ini dapat berlangsung bila alkohol direaksikan dengan asam, anhidrida asam, atau klorida asam, dan semuanya menghasilkan ester.

C₂H₅OH + CH₃COOH → CH₃COOC₂H₅ + H₂O

Dalam reaksi tersebut, hasil samping air dibentuk oleh atom H dari alkohol dan gugus OH dari asam. Tetapi bila digunakan alkohol tersier yang melepaskan gugus OH adalah alkohol, sedangkan asamnya melepaskan H.

Penggantian Gugus Hidroksil (OH)

Gugus -OH alkohol dapat digantikan oleh atom halogen bila alkohol direaksikan dengan fosfor halida (PX₃ atau PX₅). Contoh:

3 C₂H₅OH + PI₃ → C₂H₅I + H₂PO₃

C₂H₅OH + PI₅ → C₂H₅I + HI + POI₃

Reaksi penggantian serupa terjadi bila alkohol direaksikan dengan asam halida (HX). Contoh:

C₂H₅OH + HBr → C₂H₅Br + H₂O

Dalam reaksi alkohol dengan asam-asam halida, laju reaksi yang paling besar adalah pada alkohol tersier, sedangkan pada alkohol sekunder dan alkohol primer laju reaksinya semakin menurun. Contoh yang dapat dikemukakan untuk fakta ini adalah reaksi t-butil alkohol dengan HCl pekat hanya memerlukan waktu beberapa menit dengan kuantitas yang besar pula.

Reaksi Oksidasi

Reaksi oksidasi alkohol ditentukan oleh jenis alkoholnya. Pada oksidasi alkohol primer diperoleh aldehida, alkohol sekunder menghasilkan keton, dan pada alkohol tersier dihasilkan campuran asam karboksilat dan keton yang masing-masing mengandung atom C lebih sedikit daripada alkohol asalnya.

Dehidrasi Alkohol

Etena dapat dibuat melalui reaksi dehidrasi etanol dengan menggunakan H₂SO₄ atau P₂O₅ sebagai dehidrator.

C₂H₅OH → CH₂=CH₂ + H₂O

Jika digunakan alkohol suku tinggi dapat pula terjadi reaksi dehidrasi. Dalam laju dehidrasi diperoleh urutan alkohol 3° > alkohol 2° > alkohol 1°.

Apabila reaksi dehidrasi alkohol menghasilkan lebih dari satu produk, maka hasil utama dapat diramalkan berdasarkan kaidah Zaitsev yaitu alkena yang lebih tersubstitusi dihasilkan lebih banyak daripada alkena yang kurang tersubstitusi.

GOLONGAN ALKOHOL

Pengertian Alkohol

Alkohol adalah senyawa organik yang mengandung gugus fungsi hidroksi (-OH). Alkohol bisa berasal dari alkana, alkena, maupun alkuna dengan adanya pergantian gugus alkil dengan gugus hidroksi pada atom karbon jenuh.

Rumus umum alkohol adalah R-OH, dimana R adalah gugus alkil, alkenil, atau alkunal. Pada kasus substitusi alkena dan alkuna hanya terjadi pada karbon jenuh (karbon yang tak memiliki ikatan rangkap). Sebagai contoh, propanol memiliki rumus struktur CH₃-CH₂-CH₂-OH. Sedangkan 2-propenol memiliki rumus struktur CH₂=CH-CH₂-OH. Dan 2-propunol memiliki rumus struktur CH≡C-CH₂-OH.

Jika gugus hidroksi digantikan oleh hidrogen pada karbon tak jenuh, alkohol tidak akan dapat terbentuk. Sebagai gantinya, maka akan terjadi proses tautomerisasi. Sebagai contoh, penggantian gugus hidroksi pada karbon terminal menjadi hidrogen pada 1-propena akan menghasilkan enol yang tak stabil yang bertautomerisasi menjadi keton.

Jenis-jenis Alkohol

Klasifikasi alkohol adalah sebagai berikut:

Alkohol Primer

Jika gugus fungsi hidroksi terikat pada atom karbon yang hanya mengikat satu atom karbon yang lain, maka senyawa tersebut dinamakan alkohol primer. Contoh yang paling sederhana adalah etanol. Metanol bukan alkohol primer karena atom karbon yang mengikat gugus -OH tidak mengikat karbon lain.

Alkohol Sekunder

Jika gugus fungsi hidroksi terikat pada atom karbon yang  mengikat dua atom karbon yang lain, maka senyawa tersebut dinamakan alkohol sekunder. Contoh alkohol sekunder adalah 2-propanol.

Alkohol Tersier

Jika gugus fungsi hidroksi terikat pada atom karbon yang mengikat tiga atom karbon yang lain, maka senyawa tersebut dinamakan alkoholtersier. Contoh senyawa alkohol tersier adalah 2-metil-2-propanol.

Vinil Alkohol

Vinil alkohol adalah senyawa yang mempunyai gugus hidroksi yang terikat pada atom karbon berikatan rangkap dua. Contoh senyawa vinil alkohol adalah 2-propenol.

Benzil Alkohol

Benzil alkohol adalah senyawa yang mempunyai gugus hidroksi yang terikat pada gugus benzil. Gugus benzil mempunyai rumus C₆H₅-CH₂-.

Alkohol Dihidrat

Alkohol dihidrat adalah senyawa yang mengandung dua gugus hidroksi. Contoh alkohol dihidrat adalah etilen glikol.

Alkohol Trihidrat

Alkohol triidrat adalah senyawa yang mengandung tiga gugus hidroksi. Contoh alkohol trihidrat adalah gliserol.

Manfaat Alkohol

Alkohol sangat banyak peranannya untuk kehidupan manusia. Penggunaan alkohol antara lain:

1. Etanol digunakan sebagai bahan antiseptik, pelarut parfum, bahan bakar, dan campuran minuman keras.
2. Campuran antara metanol dan metilen biru membentuk spiritus untuk bahan bakar.
3. Dapat digunakan untuk pengawetan di bidang medis (selain formalin).
4. Alkohol merupakan pelarut yang sangat baik.
5. Etilen glikol bermanfaat untuk pembuatan lem serbaguna.

TATA NAMA ALKOHOL

Tata Nama IUPAC Alkohol

Nama sistem IUPAC untuk senyawa alkohol disesuaikan dengan alkana induknya. Perbedaannya, jika dalam alkana diakhiri dengan -a, maka untuk alkohol diakhiri dengan -ol. Sebagai contoh, propana dengan akhiran -ol akan menjadi propanol. Aturan tata nama alkohol menurut IUPAC adalah sebagai berikut:

1. Ambil rantai paling panjang yang mempunyai gugus hidroksi (-OH). Nama induk alkohol berasal dari nama alkana pada panjang rantai yang sama dengan menggantikan akhiran -a menjadi akhiran -ol. Perhatikan rumus struktur propanol:
   
   
2. Urutkan rantai induk sehingga atom karbon yang mengikat gugus hidroksi mempunyai nomor sekecil mungkin. Letakkan posisi gugus hidroksi di depan nama induk.
   
   
3. Tentukan posisi dan nama gugus fungsi lain selain gugus hidroksi. Sebagai contoh:
   
   

Tata Nama Trivial Alkohol 

Nama trivial alkohol dinyatakan dengan nama gugus fungsi alkil yang mengikat gugus hidroksi diikuti dengan kata alkohol. Dengan demikian etanol yang mempunyai rumus struktur CH₃CH₂OH mempunyai nama trivial etil alkohol.

GLUKOSA

Pengertian Glukosa

Glukosa adalah salah satu monosakarida sederhana yang mempunyai rumus molekul C₆H₁₂O₆. Kata glukosa diambil dari bahasa Yunani yaitu glukus (γλυκύς) yang berarti manis, karena memang nyata bahwa glukosa mempunyai rasa manis. Nama lain dari glukosa antara lain dekstrosa, D-glukosa, atau gula buah karena glukosa banyak terdapat pada buah-buahan. Glukosa merupakan suatu aldoheksosa yang mempunyai sifat dapat memutar cahaya terpolarisasi ke arah kanan.

Struktur tiga dan dua dimensi glukosa

Dalam biologi, glukosa memegang pernan yang sangat penting, antara lain sebagai sumber energi dan intermediet metabolisme. Glukosa merupakan salah satu produk fotosintesis dan merupakan bahan bakar respirasi seluler. Glukosa berada dalam beberapa struktur yang dapat dibagi menjadi dua stereoisomer.

Struktur Glukosa

Glukosa adalah monosakarida dengan rumus C₆H₁₂O₆ atau H-(C=O)-(CHOH)₅-H, dengan lima gugus hidroksi tersusun spesifik pada enam atom karbon.

Glukosa rantai terbuka

Glukosa rantai terbuka mempunyai enam rantai karbon, dari C1 sampai C6. Pada C1 terdapat gugus fungsi aldehida, sedangkan C yang lain mengikat gugus hidroksi dan atom hidrogen. Gugus hidroksi pada C2, C4, dan C5 harus berada di sebelah kanan, sedangkan gugus hidroksi pada C3 harus di sebelah kiri. Penyusunan struktur gloksa yang demikian dinamakan proyeksi Fischer.

Proyeksi Fischer D-glukosa

Pembentukan cincin

Dalam larutan, glukosa rantai terbuka berada dalam kesetimbangan dengan beberapa isomer siklis. Siklisasi glukosa diakibatkan adanya reaksi antara gugus aldehida -(C=O)H pada C1 dengan gugus hidroksi -OH pada C4 atau C5, membentuk hemiasetal -C(OH)H-O-. Glukosa rantai tertutup (siklis) digambarkan dengan proyeksi Haworth. D-glukosa mempunyai empat macam isomer siklis, yaitu α-D-glukopiranosa, β-D-glukopiranosa, α-D-glukofuranosa, and β-D-glukofuranosa yang kesemuanya merupakan senyawa kiral.

Proyeksi Haworth D-glukosa

Pembentukan Glukosa

Di alam, glukosa dihasilkan dari reaksi antara karbondioksida dan air dengan bantuan sinar matahari dan klorofil dalam daun. Proses ini disebut fotosintesis dan glukosa yang terbentuk terus digunakan untuk pembentukan amilum atau selulosa.

6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Amilum terbentuk dari glukosa dengan jalan penggabungan molekul-molekul glukosa yang membentuk rantai lurus maupun bercabang dengan melepaskan molekul air.

n C₆H₁₂O₆ → (C₆H₁₀O₅)_n + n H₂O

Manfaat Glukosa

Glukosa merupakan salah satu senyawa organik yang mempunyai banyak manfaat. Penggunaan glukosa  dalam kehidupan sehari-hari adalah:

Sumber energi

Glukosa merupakan suatu bahan bakar pada sebagian besar makhluk hidup. Penggunaan glukosa antara lain adalah sebagai respirasi aerobik, respirasi anaerobik atau fermentasi. Glukosa adalah bahan bakar utama manusia. Melalui respirasi aerob, dalam satu gram glukosa mengandung sekitar 3,75 kkal (16 kilo Joule) energi. Pemecahan karbohidrat menghasilkan monosakarida dan disakarida, dengan hasil yang paling banyak adalah glukosa. Melalui glikolisis dan siklus asam sitrat, glukosa dioksidasi membentuk CO₂ dan air, menghasilkan sumber energi dalam bentuk ATP. Glukosa merupakan sumber energi utama untuk otak. Kadar glukosa yang rendah akan mengakibatkan efek tertentu.

Analit dalam tes darah

Glukosa merupakan analit yang diukur pada sampel darah. Darah manusia normal mengandung glukosa dalam jumlah atau konsentrasi tetap yaitu antara 70-100 mg tiap 100 mL darah. Glukosa dalam darah dapat bertambah setelah memakan makanan berkarbohidrat. Namun 2 jam setelah itu, jumlah glukosa akan kembali pada keadaan semula. Pada penderita diabetes mellitus atau kencing manis, jumlah glukosa darah lebih besar dari 130 mg per 100 mL darah.

KARBOHIDRAT

Pengertian Karbohidrat

Karbohidrat adalah senyawa organik yang hanya mengandung atom C, H dan O dengan perbandingan atom hidrogen:oksigen yakni 2:1 (seperti pada air). Dengan kata lain, karbohidrat mempunyai rumus empiris yaitu C_m(H₂O)_n  (dimana m berbeda dengan n). Walaupun pada rumus empiris menggunakan H₂O, namun kenyatannya tidak ada molekul air yang terikat langsung pada rantai karbon karbohidrat.

Pada konsep biokimia, karbohidrat sering disebut dengan sakarida. Sakarida atau karbohidrat dibagi menjadi empat jenis, yaitu monosakarida, disakarida, oligosakarida, dan polisakarida. Secara umum, nonosakarida dan disakarida mempunyai rumus molekul yang kecil, dan sering disebut gula.

Struktur Karbohidrat

Sakarida alami biasanya berupa sakarida sederhana yang disebut monosakarida dengan rumus umum (CH₂O)_n dimana n bisa tiga atau lebih. Monosakarida  mempunyai struktur
H-(CHOH)_x(C=O)-(CHOH)_y-H dengan adanya gugus aldehida atau keton. Rantai terbuka monosakarida berdampingan dengan rantai tertutup dimana gugus karbonil (C=O) aldehida dan keton dan gugus hidroksi (-OH) bereaksi membentuk hemiasetal dengan membentuk jembatan C-O-C. Monosakarida dapat terhubung satu sama lain membentuk polisakarida atau oligosakarida.

Nutrisi

Makanan yang mengandung karbohidrat tinggi antara lain beras, kentang, ketela, gandum, jagung, dan buah yang berasa manis. Karbohidrat merupakan sumber energi makhluk hidup. Otak dan neuron manusia tidak dapat mengambil energi dari lemak, melainkan dari glukosa atau keton. Manusia dapat mensintesis beberapa glukosa (yang disebut dengan glukoneogenesis) dari asam amino khusus, rantai gliserol pada trigliserida, dan asam lemak. Karbohidrat dan protein mengandung 4 kalori per gram, sedangkan lemak mengandung 9 kalori per gram.

Makanan dengan kadar karbohidrat yang tinggi

Metabolisme

Katabolisme

Katabolisme adalah reaksi metabolik dimana sel melakukan ekstraksi energi. Ada dua tipe jalur metabolisme dari monosakarida, yaitu katabolisme (glikolisis) dan siklus asam sitrat.

Pada glikolisis, oligosakarida atau polisakarida dipecah menjadi monosakarida oleh enzim glikosida hidrolase. Unit monosakarida kemudian memasuki katabolisme karbohidrat. Pada beberapa kasus, seperti pada manusia, tidak semua karbohidrat dapat digunakan untuk pencernaan karena tidak tersedia enzim yang dibutuhkan untuk mencerna.

TEORI ANALISIS KUALITATIF KARBOHIDRAT

Analisis kualitatif karbohidrat. Karbohidrat merupakan senyawa metabolit primer selain protein dan lipid. Karbohidrat mempunyai peranan yang penting dalam kehidupan manusia, antara lain adalah sebagai sumber tenaga dan penghasil panas tubuh. Adanya karbohidrat dapat diidentifikasi dengan menggunakan berbagai macam metode. Inilah teori beberapa metode analisis kualitatif karbohidrat.

Uji Molisch

Uji Molisch merupakan uji yang paling umum untuk karbohidrat. Uji Molisch sangat efektif untuk senyawa-senyawa yang dapat didehidrasi oleh asam pekat menjadi senyawa furfural yang terubstitusi, seperti hidroksimetilfurfural.

Warna yang terjadi disebabkan oleh kondensasi furfural atau derivatnya dengan alfa-naftol menghasilkan senyawa kompleks berwarna merah-ungu.

Thymol dapat dipakai sebagai pengganti alfa-naftol. Ia juga lebih stabil daripada alfa-naftol dan pada penyimpanan yang lama tidak berubah warna.

Uji Benedict

Uji Benedict dan uji Barfoed keduanya berdasarkan resuksi Cu²⁺ menjadi Cu⁺. Pada proses reduksi kupri dalam suasana alkalis biasanya ditambahkan zat pengompleks seperti sitrat pada larutan Benedict atau tartrat pada larutan Fehling, hal ini dilakukan untuk mencegah pengendapan CuCO₃ dalam larutan natrium karbonat pada Benedict, sedangkan pada Fehling untuk mencegah pengendapan Cu(OH)₂ atau CuO dalam larutan natirum hidroksida. Produk oksidasi karbohidrat dalam larutan alkalis sangat kompleks dan banyak jumlahnya, belum semuanya dapat diidentifikasi yaitu berwarna hijau, merah, oranye, dan pembentukan endapan merah bata. Tidak seperti maltosa dan laktosa, sukrosa tidak dapat mereduksi Benedict, karena ia tidak memiliki gugus aldehida atau gugus keto bebas.

Uji Barfoed

Dengan menggunakan reagen Barfoed yang mengandung koper asetat di dalam asam asetat, maka kita dapat membedakan monosakarida dan disakarida dengan jalan mengontrol kondisi-kondisi seperti pH dan waktu pemanasan.

Uji Seliwanoff

Reaksi spesifik lainnya untuk uji karbohidrat tertentu adalah uji Seliwanoff dan uji Foulger. Reaksi Seliwanoff disebabkan perubahan fruktosa oleh asam klorida panas menjadi asam levulinat dan hidroksimetilfurfural. Selanjutnya kondensasi hidroksimetilfurfural dengan resorsinol menghasilkan senyawa kompleks berikut yang berwrna merah:

Sukrosa yang mudah dihidrolisis menjadi glukosa dan fruktosa, memberi reaksi positif dengan uji Seliwanoff. Pada pendidihan lebih lanjut, aldosa-aldosa memberikan warna merah dengan reagen Seliwanoff, karena aldosa-aldosa tersebut diubah oleh HCl menjadi ketosa.

Uji Fenilhidrazin

Karbohidrat (kecuali manosa) yang memiliki gugus fungsional aldehida atau keton, membentuk osazon dengan fenilhidrazin. Glukosa dan fruktosa memberikan osazon yang sama karena monosakarida-monosakarida tersebut tidak mempunyai letak susunan gugus -H dan -OH yang sama pada atom akrbon 3, 4, 5, dan 6. Manosa tidak membentui osazon di dalam larutan air, tetapi mebentuk fenilhidrazin yang tidak larut.

Uji Iodin

Uji iodin dapat digunakan untuk membedakan amilum dan glikogen. Iodin dapat bereaksi dengan amilum membentuk kompleks berwarna biru atau ungu.

REAKSI SAPONIFIKASI

Pengertian Saponifikasi

Saponifikasi adalah reaksi pembentukan sabun, yang biasanya dengan bahan awal lemak dan basa. Nama lain reaksi saponifikasi adalah reaksi penyabunan. Dalam pengertian teknis, reaksi saponifikasi melibatkan basa (soda kaustik NaOH) yang menghidrolisis trigliserida. Trigliserida dapat berupa ester asam lemak membentuk garam karboksilat.

Saponifikasi Trigliserida

Minyak sayuran dan lemak hewani merupakan bahan utama untuk reaksi saponifikasi. Trigliserida dapat diubah menjadi sabun dalam proses satu atau dua tahap. Pada proses satu tahap, trigliserida diperlakukan dengan basa kuat yang akan memutus ikatan ester dan menghasilkan garam asam lemak dan gliserol. Proses ini digunakan dalam industri gliserol. Dengan cara ini, sabun juga dihasilkan dengan cara pengendapan. Peristiwa ini disebut dengan salting out oleh NaCl jenuh.

Angka Penyabunan

Dalam reaksi saponifikasi, dikenal dengan angka saponifikasi atau angka penyabunan. Angka penyabunan adalah jumlah basa yang diperlukan untuk dapat melangsungkan saponifikasi terhadap sampel lemak.

Mekanisme Hidrolisis Basa

Mekanisme pemutusan ikatan ester oleh basa melibatkan reaksi kesetimbangan. Anion hidroksida menyerang gugus karbonil ester. Produk intermediet disebut dengan ortoester.

Pemutusan alkoksida menghasilkan asam karboksilat.

Alkoksida lebih basa daripada basa konjugat dari asam karboksilat. Dengan demikian, transfer proton menjadi lebih cepat.

REAKSI ASAM LEMAK

Asam lemak merupakan suatu asam karboksilat rantai panjang. Dengan demikian, reaksi yang dapat terjadi pada asam lemak hampir sama dengan reaksi asam karboksilat.

Keasaman

Asam lemak tidak menunjukkan adanya variasi dalam hal keasaman. Hal tersebut dapat diketahui dengan melihat tetapan kesetimbangan asam (pK_a) masing-masing asam lemak. Asam nonanoat mempunyai pK_a yaitu 4,96; sedikit lemah dibandingkan dengan asam asetat, yaitu 4,76. Semakin meningkatnya panjang rantai, kelarutan asam lemak dalam air berkurang drastis. Dengan demikian, pH asam lemak rantai panjang mempunyai pengaruh yang kecil pada larutan berair (aqueous). Bahkan asam lemak yang tak dapat larut dalam air akan larut dalam etanol, dan dapat dikenai titrasi dengan menggunakan larutan NaOH dan indikator asam basa berupa pp. Analisis ini digunakan untuk menentukan asam lemak bebas.

Hidrogenasi dan Pengerasan

Hidrogenasi asam lemak tak jenuh dilakukan untuk membentuk asam lemak jenuh, yang cenderung membentuk suatu bau tengik. Karena asam lemak jenuh mempunyai titik leleh yang lebih tinggi daripada tak jenuh, proses ini disebut sebagai proses pengerasan. Teknologi ini digunakan untuk mengubah minyak nabati menjadi margarin. Selama hidrogenasi parsial, asam lemak tak jenuh dan berisomerisasi dari cis ke trans.

Semakin dipaksa untuk berhidrogenasi seperti menggunakan H₂ dalam tekanan dan suhu tinggi, asam lemak akan berubah menjadi lemak alkoholis. Lemak alkoholis lebih mudah dihasilkan dari ester asam lemak.

Pada reaksi Varrentrapp, asam lemak tak jenuh tertentu dipecah menggunakan basa.

Auto Oksidasi

Asam lemak tak jenuh dapat melangsungkan perubahan kimia yang disebut auto oksidasi. Proses ini membutuhkan oksigen (udara) dan dipacu oleh adanya logam.

Minyak sayur tak dapat mengalami proses auto oksidasi karena mengandung antioksidan bernama tocopherol. Karena mengandung antioksidan, minyak sayuran baik untuk manusia. Lemak dan minyak sering diperlakukan dengan agen pengkhelat seperti asam sitrat untuk membuang katalis logam.

Struktur tocopherol, antioksidan dalam minyak sayur

Ozonolisis

Asam lemak tak jenuh mudah mengalami degradasi oleh ozon. Reaksi ini dilangsungkan dalam produksi asam azelat ((CH₂)₇(CO₂H)₂) dari asam oleat.