Laju Hidrolisis Sukrosa

ABSTRAK: Pada percobaan ini dilakukan percobaan laju hidrolisis sukrosa untuk menentukan tetapan laju reaksi orde pertama dan mempelajari katalisis oleh ion hydrogen serta membandingkan penggunaan katalis ion hidrogen dan biokatalis dalam reaksi inversi sukrosa. Dengan cara mengukur sudut bidang perputaran cahaya menggnakan polarimeter, sehingga mendapatkan besar laju reaksi (k). Berdasarkan kurva hubungan antara ln(αt-α~) dengan waktu, campuran HCl dengan sukrosa nilai konstanta laju hidrolisis yang diperoleh sebesar 0,019 /s. Berdasarkan kurva hubungan antara ln(αt-α~) dengan waktu, campuran sukrosa dengan enzi,m nilai konstanta laju hidrolisis(K1) yang diperoleh sebesar 0,0001 /s  dan nilai konstanta laju hidrolisis(K1) yang diperoleh sebesar 0,009 /s.

Kata kunci: biokatalis, laju hidrolisis sukrosa, reaksi orde pertama

I. PENDAHULUAN

Yang dimaksud dengan kecepatan reaksi adalah perubahan konsentrasi persatuan waktu atau dapat ditulis dc/dt. Dalam reaksi kimia zat-zat kimia dapat dibagi menjadi 2 yaitu produk dan reaktan, dimana produk adalah zat yang bereaksi dan reaktan adalah zat hasil. Reaktan selalu bertambah dan produk selalu berkurang selama reaksi berlangsung sehingga kecepatan reaksinya adalah (Achmad,2001):

Untuk reaktan =-dc/dt

Untuk produk =dc/dt

Secara umum kecepatan reaksi searah dapat ditulis –dc/dt=kCⁿ dimana dalam hal ini C adalah konsentrasi reaktan  (mol/L),t adalah waktu, n adalah orde reaksi dan k adalah konstanta kecepatan reaksi. Pada orde satu persamaan kecepatan reaksi menjadi –dc/dt= k C atau –dC/C=k dt dan bila di integralkan menghasilkan persamaan –ln C=K t+konstanta. Dimana untuk t=0, maka C=C₀ (konstrasi mula mula) maka ln C₀/C = Kt (Achmad,2001).

Reaksi hidrolisis sukrosa pada dasarnya termasuk kedalam reaksi orde dua, tetapi karena konstrasi air tetap maka reaksi hidrolisis sukrosa dapat digolongkan kedalam reaksi orde satu, C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O à C₆H₁₂O₆ +C₆H₁₂O₆. Dan rumus yang digunakan ln C_sc/C = Kt dan Ks = (1/b) ln(C_cs/C_s) untuk mencari K₁ dari persamaan tersebut perlu diketahui konsentrasi sukrosa mula-mula pada waktu t (Fessenden,1992).

Pada umumnya konstrasi reaktan dapat diketahui dengan jalan titrasi, tetapi untuk menitrasi campuran sukrosa, glukosa dan fruktosa adalah sangat sulit. Karena itu untuk mengetahui konsentrasi sukrosa dapat dipakai cara polarimeter. Hal ini berdasarkan pemutaran bidang  polarisasi, dimana sukrosa dan glukosa akan memutar bidang polarisasi ke kanan dan fruktosa akan memutar sudut polasrisasi kekiri yang lebih kuat. Larutan sukrosa murni memutar bidang polarisasi ke kanan. Walaupun hidrolisis sudah berjalan,  maka glukosa dan fruktosa akan terbentuk, sehingga pemutaran bidang polarisasi ke kanan akan diperkecil. Pada akhir reaksi, dimana sukrosa habis, larutan menjadi memutar bidang polarisasi ke kiri (Harjadi,1990).

K = (1/t) ln(C/C₀ ) = (1/t) ln(ɑ₀-ɑ_a)/(ɑ_t-ɑ_a) 

dimana ɑ₀ adalah sudut pemutar mula-mula, ɑ_t adalah pemutaran waktu t, dan ɑ_a adalah sudut pemutaran akhir (Harjadi,1990).

Laju reaksi dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu konsentrasi, luas permukaan sentuhan, suhu, dan katalis. Oleh karena itu, reaksi kimia dapat berjalan cepat atau lambat. Dalam industri, reaksi kimia perlu dilangsungkan pada kondisi tertentu agar produknya dapat diperoleh dalam waktu yang sesingkat mungkin. Reaksi dapat dikendalikan dengan mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhinya. Aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari adalah pembuatan kopi atau teh yang menggunakan pelarut bersuhu tinggi dengan tujuan untuk meningkatkan laju reaksi (Achmad,2001).

Dalam hidrolisia sukrosa, atom H dari asam klorida atau asam asetat berfungsi sebagai katalisator. Katalisator adalah zat, ion atau gugus yang mempercepat atau memperlambat reaksi, tetapi pada akhir reaksi dilepas kembali dalam bentuk asalnya (tidak mengalami perubahan). Katalisator dibagi menjadi dua jenis yaitu katalisator positif dan katalisator negatif. Dimana katalisator positif adalah katalisator yang mempercepat reaksi dan katalisator negatif adalah katalisator yang memperlambat/ menghentikan reaksi. Istilah katalisator biasanya digunakan untuk katalisator positif,sedangkan katalisator negatif digunakan istilah inhibitor atau poison (racun) (Achmad,2001).

Polarimeter adalah instrumen ilmiah yang digunakan untuk mengukur sudut rotasi yang cara penggunaannya adalah dengan melewatkan cahaya terpolarisasi melalui zat optik aktif. Beberapa zat kimia aktif optik dan terpolarisasi (searah) cahaya akan berputar balik ke kiri (berlawanan arah jarum jam) atau kanan (searah jarum jam) ketika melewati zat ini. Dan jumlah dimana cahaya diputar dikenal dengan sudut rotasi. Sebelum digunakan polarimeter haruslah dikalibrasikan dulu hal ini ditujukan untuk mempermudah dalam hal pengamatan (Oxtoby,2001).

II. METODOLOGI

2.1. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan adalah 1 set polarimeter lengkap,1 buah termometer 100⁰C ,1 buah Stopwatch dan 1 set penangas air. Sedangkan bahan yang digunakan yaitu larutan sukrosa, larutan HCl 4N , dan larutan isolate enzim.

2.2. Prosedur

            Pertama, praktikan membuat 2 campuran larutan sukrosa dan HCl dengan perbandingan 1:1 ke dalam Erlenmeyer sebanyak 2 buah dengan cara memasukkan 20 ml larutan ke dalam erlenmeyer 100ml. Kemudian menambahkan 20mL larutan HCl 4 N ke dalamnnya. Selanjutnya membuat 3 campuran larutan sukrosa dan enzim dengan perbandingan 1:20 dengan cara memasukkan 20ml larutan sukrosa ke dalam erlenmeyer 200ml kemudian menambahkan 1ml larutan enzim ke dalamnya. Kemudian memanaskan salah satu larutan sukrosa:enzim dalam penangas air pada temperatur 40⁰C. Lalu memanaskan 1 larutan sukrosa:enzim dan 1 larutan sukrosa:HCl dalam penangas air pada temperatur 70⁰C. Kemudian mendinginkan larutan pada suhu ruang. Selanjutnya melalukan pengukuran ɑ dengan cara membersihkan tabung polarimeter dengan aquades dan mengisinya sampai penuh dengan aquades, lalu mengukur ɑnya dengan polarimeter, kemudian mencatat kedudukan ini sebagai titik nol untuk perhitungan selanjutnya. Lalu mengosongkan tabung dan keringkan. Kemudian mengukur ɑ larutan sukrosa:HCl dan larutan enzim secara bergantian dengan melakukan pengamatan setiap 15 menit selama 60 menit dan mencatat hasilnya sebagai ɑt. Lalu mengukur ɑ larutan sukrosa:HCl dan larutan enzim yang mendapat perlakuan pemanasan secara bergantian dengan melakukan pengamatan setiap 15 menit selama 60 menit dan mencatat hasilnya sebagai ɑ .

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

Setelah melakukan praktikum kali ini didapat data sebagai berikut :

Penentuan Laju Hidrolisis Sukrosa

Tabel pengamatan campuran larutan HCl dan Sukrosa (1:1)

Kurva hubunga Ln (αt-α~) terhadap waktu

Berdasarkan kurva hubungan antara ln(αt-α~) dengan waktu, nilai konstanta laju hidrolisis yang diperoleh sebesar 0,019 /s. Kurva hasil pengamatan sedikit berbeda apabila dibangdingkan dnegan teori. Pada kurva hasil pengamatan terjadi kenaikan nilai polarisasi pada t=0 menit hingga t= 45 menit. Sedangkan pada teori, kurva yang diperoleh tidak menunjukkan kenaikan nilai polarisasi. Kurva tidak berbentuk garis linier yang mengindikasikan orde reaksi 1 karena dipengaruhi oleh laju inversi sukrosa.

Tabel pengamatan campuran Sukrosa dan Enzim (1:20)

Kurva hubungan Ln (αt-α~) terhadap waktu

              Berdasarkan kurva hubungan antara ln(αt-α~) dengan waktu, nilai konstanta laju hidrolisis(K1) yang diperoleh sebesar 0,0001 /s  dan nilai konstanta laju hidrolisis(K1) yang diperoleh sebesar 0,009 /s. Kurva hasil pengamatan sedikit berbeda apabila dibangdingkan dnegan teori. Pada kurva hasil pengamatan terjadi kenaikan nilai polarisasi pada t=0 menit hingga t= 45 menit. Sedangkan pada teori, kurva yang diperoleh tidak menunjukkan kenaikan nilai polarisasi. Kinerja enzim pada suhu ruang kurang optimal dibandingkan dengan suhu ruang HCl.

              Berdasarkan percobaan diperoleh α (sukrosa dan enzim) pada temperature 40⁰C sebesar 20,6 sedangkan pada temperature 70⁰C nilai α (sukrosa dan enzim) sebesar 10,1 artinya bahwa nilai katalis ezim bekerja optimal pada temperature 40⁰C dibandingkan pada temperature 70⁰C. Kurva tidak berbentuk garis linier yang mengindikasikan orde reaksi 1 karena dipengaruhi oleh laju inversi sukrosa

Katalis ion H+ berbeda dengan katalis enzim. Perbedaan kedua katalis tersebut dapat dilihat dari nilai konstata laju hidrolisisnya. Pada reaksi hidrolisis menggunakan katalis ion H+, nilai k yang diperoleh adalah 0,019 /s sedangkan nilai k yang diperoleh pada reaksi hidrolisis menggunakan katalis enzim adalah 0,009 /s dan 0,0001 /s. Katalis ion H+ lebih mempengaruhi laju hidrolisis sukrosa daripada katalis enzim karena pada penggunaan katalis ion H+ laju hidrolisisnya lebih besar berdasarkan nilai k.

IV. KESIMPULAN

Dari praktikum ini dapat disimpulkan bahwa tetapan laju reaksi hidrolisis sukrosa dengan katalis ion H+ sebesar 0,019 /s, menggunakan katalis enzim sebesar 0,009 /s dan 0,0001 /s. Katalis ion H+ lebih mempengaruhi laju hidrolisis sukrosa daripada katalis enzim karena pada penggunaan katalis ion H+ laju hidrolisisnya lebih besar berdasarkan nilai k.

V. DAFTAR PUSTAKA

[1] Achmad,H. 2001. Elektrokimia dan Kinetika Kimia. Citra Aditya Bakti. Bandung.

[2]Fessenden,RJ dan Fessenden,JS.1992. kimia Organik. Jilid 2. Erlangga. Jakarta.

[3]Harjadi, W. 1990. Ilmu Kimia Analitik Dasar. PT Gramedia. Jakarta.

[4]Oxtoby,PW; Gills,HP; Nachtrieb,NH. 2001. Prinsip-Prinsip Kimia Modern. Jilid 2. Erlangga. Jakarta.