-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
1/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 2
MAKALAH JAWABAN PEMICU KIMIA FISIKA
PEMICU I KINETIKA KIMIA
Dibuat oleh :
Kelompok 2 :
Andika Bagus Permana (1006660503)
Muhammad Ikhsan Asyari (1006773295)
Ricky Kristanda Suwignjo (1006679895)
Rizqy Pandu Sudarmawan (0906557045)
Pemicu 1
Hidrogen peroksida, dengan rumus kimia H2O2, adalah cairan bening yang lebih viskos
daripada air, dan merupakan oksidator kuat, sehingga banyak digunakan sebagai bahan
pemutih (bleach), disinfektan, oksidator, dan sebagai bahan bakar roket. Selain itu, H2O2juga
digunakan untuk melindungi buah dan sayuran segar dari bakteri patogen seperti Salmonella
atau E. coli, pasteurisasi produk susu, ataupun digunakan dalam sterilisasi karton
pembungkus jus atau susu segar sehingga tak perlu pendinginan. Sebenarnya, H 2O2 juga
bukan merupakan senyawa yang aman bagi manusia. Keberadaan H2O2 yang merupakan
oksidan dapat menyebabkan kondisi dalam sel yang reduktif menjadi oksidatif. Karena itu,
usaha orang akhir-akhir ini yang ingin menggantikan klorin sebagai desinfektan ke H 2O2
hanya mengurangi masalah dan bukan menyelesaikan masalah yang berhubungan dengan
lingkungan.
Dalam kondisi normal H2O2 sangat stabil, dengan laju dekomposisi yang sangat rendah.
Semakin basa, maka laju dekomposisi H2O2 pun semakin tinggi. Pada suhu reaksi 20oC,
perubahan konsentrasi H2O2 dalam larutan soda api setiap interval waktu adalah sebagai
berikut :
t/min 200 600 1000 1600
[H2O2] mol L-1 0,016 0,0106 0,0069 0,0037
Pertanyaan :
a) Berikanlah keterangan yang lebih rinci tentang bahaya H2O2bagi manusia dan lingkungan.Bandingkan dengan klorin sehingga pernyataan H2O2bisa menggantikan klorin tapi tidak
menyelesaikan masalah adalah benar.
Jawaban :
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
2/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 3
Desinfektan didefinisikan sebagai bahan kimia atau pengaruh fisika yang digunakan untuk
mencegah terjadinya infeksi atau pencemaran jasad renik seperti bakteri dan virus, juga untuk
membunuh atau menurunkan jumlah mikroorganisme atau kuman penyakit lainnya. Bahan kimia
tertentu merupakan zat aktif dalam proses desinfeksi dan sangat menentukan efektivitas dan fungsi
serta target mikroorganisme yang akan dimatikan. Banyak bahan kimia yang dapat berfungsi
sebagai desinfektan, tetapi umumnya dikelompokkan ke dalam:
golongan aldehid atau golongan pereduksi, yaitu bahan kimia yang mengandung gugus -COH;
golongan alkohol, yaitu senyawa kimia yang mengandung gugus -OH;golongan halogen atau senyawa terhalogenasi, yaitu senyawa kimia golongan halogen atau
yang mengandung gugus -X;
golongan fenol dan fenol terhalogenasi, golongan garam amonium kuarterner, golonganpengoksidasi, dan golongan biguanida.
Pada makalah ini lebih akan dibahas adalah golongan pengoksidasi, yaitu yang mengandung
hidrogen peroksida dan desinfektan yang mengandung klorin atau senyawa terklorinasi.
Desinfektan golongan pengoksidasi yang mengandung hidrogen peroksida:
Hidrogen peroksida (H2O2) adalah agen oksidasi, merupakan antiseptik kuat namun tidak
mengiritasi jaringan hidup. Senyawa ini dapat diaplikasikan sebagai antiseptik pada membran
mukosa. Kelemahan dari zat ini adalah harus selalu dijaga kondisinya karena zat ini mudah
mengalami kerusakan ketika kehilangan oksigen. Senyawa ini adalah antiseptik yang paling kuat.
Salah satu keunggulan hidrogen peroksida dibandingkan dengan oksidator yang lain adalah
sifatnya yang ramah lingkungan karena tidak meninggalkan residu yang berbahaya. Kekuatan
oksidatornya pun dapat diatur sesuai dengan kebutuhan.
Proses hidrogen peroksida dalam mengoksidasi pada membran mukosa:
Hidrogen peroksida mampu membentuk radikal bebas oksigen. Hidrogen peroksida adalah
bahan oksidator kuat yang dapat terurai menjadi oksigen dan diperantarai oleh enzim , seperti
peroksidase. Hidrogen Peroksida merupakan salah satu jenis oksigen reaktif yang menginisisasi
terbentuknya radikal hidroksil yang bersifat tidak stabil. Jika radikal bebas ini dapat mendegradasi
komponen-komponen dari jaringan ikat, biasanya kolagen dan asam hialuronik sehingga akan
menyebabakan efek patologis pada mukosa mulut, prosesnya:
1. Hidrogen Peroksida --- H2O + On(radikal bebas oksigen)2. On(antigen) --- jaringan mukosa --- ulserasi mukosa mulut
Netrofil memiliki pertahanan yang efektif dalam melawan infeksi bakteri dan jamur melalui
sistem H2O2-halida-myeloperoksidase-. Pada sistem ini, hidrogen peroksida mengoksidasi Cl-
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
3/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 4
membentuk asam hypochlorus (HOCl) dengan menggunakan enzim myeloperoksidase yang
ditemukan dalam granula neutrofil. HOCl merupakan oksidan kuat yang dengan cepat menyerang
sekelompok besar molekul target seperti gugus amin, asam amino, dan nukleotida. Melalui cara ini,
sesl-sel fagosit dapat memediasi sitotoksisitas intraseluler dan ekstraseluler.
Desinfektan golongan halogen yang mengandung klor in ada tiga kelompok:
1.BiguanidKlorheksidin merupakan contoh dari biguanid yang digunakan secara luas dalam bidang
kedokteran gigi sebagai antiseptik dan kontrok plak, misalnya 0,4% larutan pada detergen
digunakan pada surgical scrub (Hibiscrub), 0,2% klorheksidin glukonat pada larutan air
digunakan sebagai bahan antiplak (Corsodyl) dan pada konsentrasi lebih tinggi 2% digunakan
sebagai desinfeksi geligi tiruan. Zat ini sangat aktif terhadap bakteri Gram (+) maupun
Gram(-). Efektivitasnya pada rongga mulut terutama disebabkan oleh absorpsinya pada
hidroksiapatit dan salivary mucus.
2. Senyawa halogen.Hipoklorit dan povidon-iodin adalah zat oksidasi dan melepaskan ion halide. Walaupun
murah dan efektif, zat ini dapat menyebabkan karat pada logam dan cepat diinaktifkan oleh
bahan organik (misalnya Chloros, Domestos, dan Betadine).
3.KlorsilenolKlorsilenol merupakan larutan yang tidak mengiritasi dan banyak digunakan sebagai
antiseptik, aktifitasnya rendah terhadap banyak bakteri dan penggunaannya terbatas sebagai
desinfektan (misalnya Dettol).
Dampak Desin fektan Klorin terhadap L ingkungan dan Manusia
Kelebihan dari disinfektan ini adalah mudah digunakan, dan jenis mikroorganisme yang
dapat dibunuh dengan senyawa ini juga cukup luas, meliputibakteri gram positif danbakteri gram
negatif.Namun, supaya bisa dipakai, klorin sering dikombinasikan dengan senyawa organik (bahan
kimia yang mempunyai unsur karbon) yang biasanya menghasilkan organoklorin. Organoklorin itu
sendiri adalah senyawa kimia yang beracun dan berbahaya bagi kehidupan karena dapat
terakumulasi dan persisten di dalam tubuh makhluk hidup.
Klorin, baik berbentuk gas atau cairan mengandung "racun yang tinggi", dan
diklasifikasikan sebagai bahan kimia yang mampu mengakibatkan kematian atau cacat permanent
(tetap) dari penggunaan yang normal. Pada umumnya luka permanen terjadi disebabkan oleh asap
gas klorin. Klorin sangat potensial untuk terjadinya penyakit di kerongkongan, hidung dan trakt
respiratory (saluran kerongkongan didekat paru-paru). Apabila gas khlorin masuk dalam jaringan
paru-paru dan bereaksi dengan ion hidrogen akan dapat membentuk asam khlorida yang bersifat
http://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri_gram_positifhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri_gram_negatifhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri_gram_negatifhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri_gram_negatifhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri_gram_negatifhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri_gram_positif -
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
4/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 5
sangat korosif dan menyebabkan iritasi dan peradangan. Banyaknya penggunaan senyawa khlor di
lapangan atau dalam industri dalam dosis berlebihan dapat menyebabkan terdapatnya gas pencemar
khlorin dalam kadar tinggi di udara ambien. Selain itu gas khlorin juga dapat mencemari atmosfer.
Klorin merupakan bahan kimia yang terklasifikasi sebagai "Extremely Hazardous
Substances(EHS), atau bahan yang berbahaya sekali, yang mengandung amonia, hydrogen fluorida
dan hydrogen klorida. Campuran gas atau cairan klorin dengan air, baik air hujan maupun udara
lembab,akan memproduksikan asam hydroklorik dan hypoklorous yang berbahaya kepada manusia,
ternak, dan vegetasi.
Dampak desin fektan H2O2 terhadap lingkungan dan manusia
Salah satu kelebihan hidrogen peroksida di bandingkan dengan bahan oksidator lain adalah
sifatnya yang ramah lingkungan. Ketika hidrogen peroksida digunakan, ia tidak meninggalkan
residu sama sekali, kecuali air (H2O) dan gas oksigen (O2).
Akan tetapi, sebagai oksidator kuat dan sifatnya yang korosif serta mudah mengalami reaksi
dekomposisi, maka hidrogen peroksida dikelompokkan sebagaibahan kimia berbahaya dan beracun
atau B3. Sudah barang tentu sebelum menggunakan hidrogen peroksida, kita harus membaca
MSDSnya. Bahaya lain dari hidrogen peroksida, baik dalam bentuk murni maupun diencerkan
adalah :
Pada konsentrasi diatas 70% dapat menyemburkan uap yang bisa menimbulkan ledakan. Dapat membentuk uap bahan peledak dan reaksi berbahaya, kontak sensitif dengan
hidrokarbon seperti alkohol, keton,asam karboksilat.
Dapat menyebabkan kebakaran spontan jika tumpah pada bahan yang mudah terbakar. Hidrogen peroksida Konsentrat (> 50%) bersifat korosif, larutannya dapat menyebabkan
iritasi pada mata, selaput lendir dan kulit. Menelan larutan hidrogen peroksida sangat
berbahaya, karena dekomposisi dalam perut menyebabkan perdarahan internal.
Hidrogen peroksida memiliki tekanan uap yang tinggi (1,2 kPa pada 50 oC) dan paparanuapnya berpotensi berbahaya. Hidrogen peroksida adalah uap iritan primer, terutama yang
mempengaruhi mata dan sistem pernapasan
Dapat menyebabkan gangguan kulit, vitiligo atau hilangnya pigmen kulit asli jika terjadipeningkatan H2O2tingkat di epidermis dan dalam darah.
Dari pemaparan di atas, kita melihat bahwa baik hidrogen peroksida maupun klorin masing-
masing mempunyai kelebihan dan bahayanya masing-masing. Itulah mengapa dikatakan bahwa
hidrogen peroksida dapat menggantikan klorin tetapi tidak menyelesaikan masalah karena
penggunaan hidrogen peroksida juga dapat menimbulkan bahaya lain.
http://industrikimia.com/tag/bahan-kimia-berbahayahttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.com&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Mucous_membrane&usg=ALkJrhhM7pwjggz0grbqQwkcxZvhvpIztQhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.com&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Mucous_membrane&usg=ALkJrhhM7pwjggz0grbqQwkcxZvhvpIztQhttp://industrikimia.com/tag/bahan-kimia-berbahaya -
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
5/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 6
b) Bagaimanakah Anda dapat menentukan persamaan laju reaksi dekomposisi H2O2berdasarkan data yang diberikan? Berikan langkah-langkah penyelesaian yang Anda
gunakan.
Jawaban :
Reaksi penguraian H2O2yaitu:
H2O2 H2O(g) + O2 (g)
Dari data yang diperoleh dapat dibuat grafik [H2O2] vs waktu :
t/min 200 600 1000 1600
[H2O2]mol L-
0,016 0,0106 0,0069 0,0037
Untuk menentukan persamaan laju reaksi dekomposisi H2O2, kita perlu mengetahui reaksi ini
termasuk pada orde berapa. Maka, pertama-tama kita melakukan pengujian apakah reaksi initermasuk pada orde 0. Oleh karenanya, kita membuat grafik
Pertama-tama, kita melakukan pengujian untuk orde 0 :
Kemudian, kita mencoba melakukan pengujian untuk persamaan laju reaksi orde satu. Orde reaksi
satu dengan bentuk persamaan ln [A] = ln [A]0kt. Selanjutnya dilakukan pengujian apakah orde
yang diasumsikan benar atau tidak dengan melihat profil plot grafik yang dihasilkan.
t (menit) Ln [H2O2]
200 -4.13517
600 -4.5469
1000 -4.97623
1600 -5.59942
y = -0.0041x + 0.0195
R = 0.9847
0
0.002
0.004
0.006
0.008
0.01
0.012
0.014
0.016
0.018
200 600 1000 1600
[H2O2
]
t (menit)
Grafik [H2O2] vs t
...(1)
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
6/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 7
Berdasarkan perbandingan kedua hasil grafik di atas menampilkan bahwa grafik persamaan reaksi
orde satu memiliki nilai R2 lebih mendekati 1, maka dapat dikatakan bahwa reaksi tersebut
merupakan reaksi orde 1. Nilai -k terepresentasi oleh gradien, sedangkan ln [A]0terepresentasi oleh
konstanta.
y = -0,4822x3,6089
maka persamaan laju reaksi dekomposisi H2O2adalah :
v = 0,4882[H2O2]1
Jelaskan kenapa dekomposisi H2O2 dalam basa lebih tinggi, dan berikanlah contoh
bagaimana dengan kondisi asam.
Jawaban :
Faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi dekomposisi hidrogen peroksida adalah:
1. Bahan organik tertentu, seperti alkohol dan bensin2. Katalis, seperti Pd, Fe, Cu, Ni, Cr, Pb, Mn3. Temperatur, laju reaksi dekomposisi hidrogen peroksida naik sebesar 2.2x setiap
kenaikan 10oC (dalam range temperatur 200-100oC)
4. Permukaan container yang tidak rata (active surface)5. Padatan yang tersuspensi, seperti partikel debu atau pengotor lainnya6. Makin tinggi pH (makin basa) laju dekomposisi semakin tinggi7. Radiasi, terutama radiasi dari sinar dengan panjang gelombang yang pendek
y = -0,4822x - 3,6089
R = 0,9992
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
200 600 1000 1600
[H2O2
]
t (menit)
Grafik ln[H2O2] vs t
...(2)
...(3)
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
7/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 8
Dari faktor-faktor tersebut dapat diketahui bahwa dekomposisi hidrogen peroksida lebih tinggi
dalam keadaan basa dikarenakan hidrogen peroksida merupakan asam lemah. Namun, hidrogen
peroksida masih dapat bereaksi dengan asam yang sangat kuat dan membentuk senyawa tidak stabil
dan mengandung ion [H3O2]+.
c) Berikanlah contoh hasil penelitian yang berhubungan dengan tema di atas.Penelitian ini merupakan tesis yang berjudul Studi proses pemutihan serat kelapa sebagai
reinf orced f iber dan dibuat oleh Achmad Wildan dari Universitas Diponegoro. Dalam penelitian
ini akan mengaplikasikan hidrogen peroksida sebagai bahan pemutih pada serat kelapa.
Serat kelapa dapat dikembangkan menjadi produk yang lebih berkualitas, seperti yang saat
ini sedang berkembang yaitu penelitian tentang serat alami sebagai bahan pengisi matriks komposit.
Serat kelapa sebagai salah satu serat alami mempunyai kelebihan seperti kuat, elastisitas, tahan
terhadap peruraian mikroba, tahan terhadap salinitas, biodegradable dan banyak tersedia di alam.
Dalam pembuatan serat kelapa, proses bleaching adalah salah satu proses yang sangat penting.
Perbedaan kondisi pada proses bleaching mempengaruhi kualitas produk serat kelapa yang
dihasilkan seperti kuat tarik dan derajat kecerahan.
Pada mulanya digunakan klorin sebagai media bleaching, namun hasil samping dari
penggunaan klorin berbahaya dan tidak ramah lingkungan sehingga digunakan hidrogen peroksida
sebagai penggantinya. Hidrogen peroksida mempunyai kelebihan yaitu sifatnya yang lebih ramah
lingkungan dibandingkan oksidator lain karena peruraiannya hanya menghasilkan air dan oksigen.
Tujuan penelitian ini adalah menentukan pengaruh konsentrasi H2O2, pH dan suhu terhadap
kuat tarik dan derajat kecerahan serta menentukan kinetika reaksi pada proses bleaching tersebut.
Proses bleaching dilakukan dengan memasukkan serat kelapa kedalam larutan hidrogen peroksida
dalam suasana basa. Hasil optimum didapat pada konsentrasi H2O2 3 %, pH 11 dan suhu 60oC
dengan harga derajat kecerahan dan kuat tarik masing-masing 82,10 dan 119,75 MPa. Nilai
konstanta kinetika reaksi k1, k2, dan k3 berturut-turut adalah 1,0157 M-2
, 9,0787 M-1
dan 12,0598M-1 . Perubahan derajat kecerahan dan kuat tarik dari serat kelapa setelah dibleaching diharapkan
dapat digunakan sebagai reinforced fiber.
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
8/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 9
Pemicu 2
Selain merokok, minuman beralkohol merupakan salah satu kebiasaan buruk yang cukup
banyak terjadi di masyarakat. Sudah menjadi kebiasaan di sebagian masyarakat untuk
mengkonsumsi minuman beralkohol disaat mengadakan pesta. Seperti yang sering
diberitakan di media, banyaknya masyarakat yang kemudian meninggal setelah pesta
minuman keras.
Kandungan alkohol (etanol) pada berbagai minuman keras berbeda-beda, kebanyakan bir
mengandung 3-5% etanol, anggur 10-14%, sherry, port, muskatel mengandung 20% etanol,
sedangkan wisky, rum, gin, vodka dan brendi mengandung 40-50% etanol. Etanol yang
terkandung dalam minuman merupakan penekan susunan saraf pusat, disamping itu juga
mempunyai efek yang berbahaya pada pankreas, saluran pencernaan, otot, darah, jantung,
kelenjar endokrin, sistem pernafasan, perilaku seksual dan efek-efek terhadap bagian lainnya,
sekaligus sebagai penyebab terjadinya sindrom alkohol fetus.
Etanol larut dalam air, sehingga akan benar-benar mencapai setiap sel setelah dikonumsi.
Etanol yang dikonsumsi akan diabsorps, termasuk yang melalui saluran pernafasan.
Penyerapan terjadi setelah etanol masuk ke dalam lambung dan diserap oleh usus kecil.
Hanya 5-15% yang diekskresikan secara langsung melalui paru-paru, keringat dan urin.
Etanol mengalami metabolisme di ginjal, paru-paru dan otot, tetapi umumnya di hati.
Metabolisme etanol dalam tubuh yang terutama terjadi dalam organ hati (liver) berlangsung
melalui proses oksidasi dalam dua tahap. Tahap pertama, etanol berubah menjadi
asetaldehida dilanjutkan ke tahap kedua yaitu berubahnya asetaldehida menjadi asam asetat.
Etanol dan asetaldehida adalah racun, yang dapat menyebabkan kerusakan fisik dan
metabolik bagi seorang alkoholik kronis. Organ hati biasanya menderita kerusakan paling
parah karena hati merupakan tempat utama proses metabolisme etanol.
Pertanyaan :a. Berikanlah penjelasan yang lebih rinci tentang bahaya minuman beralkohol (etanol) bagi
manusia. Jika Anda bekerja di laboratorium dengan etanol, bagaimanakah Anda mengatasi
bahaya yang dapat ditimbulkan oleh senyawa ini, dan apakah yang menjadi pedoman Anda?
Jawaban :
Pengaruh dan bahaya minuman beralkohol (etanol) dalam tubuh :
a. Absorpsi/distr ibusi
Alkohol diabsorpsi dalam jumlah yang sedikit melalui mukosa mulut dan lambung.Sebagaian besar (80%) diabsorpsi di usus halus dan sisanya diabsorpsi di kolon. Kecepatan absorpsi
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
9/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 10
tergantung pada takaran dan konsentrasi alkohol dalam minuman yang diminum serta vaskularisasi
dan motalitas dan pengisisan lambung dan usus. Bila konsentrasi optimal alkohol diminum dan
dimasukkan kedalam lambung kosong, kadar puncak dalam darah 30-90 menit sesudahnya. Alkohol
mudah berdifusi dan distribusinya dalam jaringan sesuai dengan kadar air jaringan tersebut.
Semakin hidrofil jaringan semakin tinggi kadarnya. Biasanya dalam 12 jam telah tercapai
kesimbangan kadar alkohol dalam darah, usus, dan jaringan lunak. Konsentrasi dalam otak, sedikit
lebih besar dari pada dalam darah.
b. Metabol isme
Alkohol yang dikonsumsi 90% akan dimetabolisme oleh tubuh terutama dalam hati oleh
enzim alkoholdehidrogenase (ADH) dan koenzim nikotinamid-adenin-dinukleotida (NAD) menjadi
asetaldehid dan kemudian oleh enzim aldehida dehidrogenase (ALDH) diubah menjadi asam asetat.
Asam asetat dioksidasi menjadi CO2 dan H2O. Piruvat, levulosa (fruktosa), gliseraldehida
(metabolit dari levulosa)dan alanina akan mempercepat metabolism alkohol.
Sebenarnya didalam tubuh ditemukan juga mekanisme pemecahan alkohol yang lain, yaitu
hydrogen peroksida katalase dan sistem oksidasi etanol mikrosomal, namun kurang berperan. Kadar
alkohol darah kemudian akan menurun dengan kecepatan yang sangat bervariasi (12-20 mg% per
jam), biasanya penurunan kadar tersebut dianggap rata-rata 15 mg% atau 14 mg% setiap jam. Pada
alkohol kronik, yang telah dipercepat metabolismenya, eliminasi alkohol dapat mencapai 40 mg%
per jam.
Hepatosit memiliki tiga jalur metabolisme alkohol, yang masing-masing terletak pada
bagian yang berlainan. Jalur yang pertama adalah jalur alkohol dehidrogenase (ADH) yang terletak
pada sitosol atau bagian cair dari sel. Dalam keadaan fisiologik, ADH memetabolisir alkohol yang
berasal dari fermentasi dalam saluran cerna dan juga untuk proses dehidrogenase steroid dan omega
oksidasi asam lemak. ADH memecah alkohol menjadi hidrogen dan asetaldehida, yang selanjutnya
akan diuraikan menjadi asetat. Asetat akan terurai lebih lanjut menjadi H 2O dan CO2.
Jalur kedua ialah melalui Microsomal Ethanol Oxydizing System (MEOS) yang terletak
dalam retikulum endoplasma. Dengan pertolongan tiga komponen mikrosom yaitu sitokrom P-450,
reduktase, dan lesitin, alkohol diuraikan menjadi asetaldehida.
Jalur ketiga melalui enzim katalase yang terdapat dalam peroksisom (peroxysome).
Hidrogen yang dihasilkan dari metabolisme alkohol dapat mengubah keadaan redoks, yang pada
pemakaian alkohol yang lama dapat mengecil. Perubahan ini dapat menimbulkan perubahan
metabolisme lemak dan karbohidrat, mungkin menyebabkan bertambahnya jaringan kolagen dan
dalam keadaan tertentu dapat menghambat sintesa protein.
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
10/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 11
Perubahan redoks menimbulkan perubahan dari piruvat ke laktat yang menyebabkan
terjadinya hiperlaktasidemia. Bila sebelumnya sudah terdapat kadar laktat yang tinggi karena sebab
lain, bisa terjadi hiperurikemia. Serangan kejang pada delirium tremens juga meningkatkan kadar
asam urat dalam darah. Pada pasien gout, alkohol dapat meningkatkan produksi asam urat sehingga
kadarnya dalam darah makin meningkat.
Meningkatnya rasio NADH/NAD akan meningkatkan pula konsentrasi alfa gliserofosfat
yang akan meningkatkan akumulasi trigliserida dengan menangkap asam lemak dalam hepar.
(NAD= Nicotinamide Adenine Dinucleotide; NADH = reduced NAD.) lemak dalam hepar berasal
dari tiga sumber: dari makanan, dari jaringan lemak yang diangkut ke hepar sebagai Free Fatty Acid
(FFA), dan dari hasil sintesis oleh hepar sendiri. Oksidasi alkohol dalam hepar menyebabkan
berkurangnya oksidasi lemak dan meningkatnya lipogenesis dalam hepar.
Pemakaian alkohol yang lama juga akan menimbulkan perubahan pada mitokondria, yang
menyebabkan berkurangnya kapasitas untuk oksidasi lemak. Semua yang tersebut di atas
menyebabkan terjadinya perlemakan hati (fatty lever). Perubahan pada MEOS yang disebabkan
pemakaian alkohol yang berlangsung lama dapat menginduksi dan meningkatkan metabolisme
obat-obatan, meningkatkan lipoprotein dan menyebabkan hiperlipidemia, berkurangnya
penimbunan vitamin A dalam hepar, meningkatkan aktivasi senyawa hepatotoksik, termasuk obat-
obatan dan zat karsinogen. Walaupun jarang, alkohol juga dapat menyebabkan terjadinya
hipoglikemia (karena menghambat glukoneogenesis) dan ketoasidosis.
Alkohol juga menghambat sintesis protein. Asetaldehida mempengaruhi mikrotubulus
sehingga hapatosit menggembung. Sebaliknya, sintesis kolagen bertambah sehingga menambah
jaringan fibrotik. Itulah sebabnya 8-20% peminum alkohol yang kronik dalam jumlah banyak
mengalami sirosis hepatis.
c. Ekskresi
Alkohol yang dikonsumsi 10% akan dikeluarkan dalam bentuk utuh melalui urin, keringat
dan udara napas. Dari jumlah ini sebagian besar dikeluarkan melalui urin (90%).
d. Susunan saraf pusat
Alkohol sangat berpengaruh pada SSP dibandingkan pada sistem-sistem lain. Efek stimulasi
alkohol terhadap SSP masih diperdebatkan mungkin stimulasi tersebut timbul akibat aktivitas
berbagai bagian otak yang tidak terkendalikan karena bebas dari hambatan seagai akibat penekanan
mekanisme kontrol penghambat. Alkohol bersifat anastetik (menekan SSP), sehingga kemmpuan
berkonsentrasi, daya ingat, dan kemampuan mendiskriminasi terganggu adan akhirnya hilang.
Penggunaan alkohol pada seseorang yang tidak ketergantungan alkohol, tidak minum obat
dan dalam kondisi jasmani yang sehat, alkohol mengurangi risiko untuk menderita penyakit jantung
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
11/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 12
koroner. Bila alkohol diminum dalam jumlah yang layak, perubahan-perubahan patologik yang
mungkin terjadi masih bersifat reversibel. Sebaliknya, bila alkohol disalahgunakan, dapat
menimbulkan berbagai gangguan kesehatan fisik seperti yang sudah disebutkan sebelumnya,
termasuk gangguan pada susunan saraf pusat, serta menimbulkan ketergantungan fisik dengan
segala akibatnya. pada pemakaian alkohol yang lama, teratur, dan dalam jumlah banyak, dapat
timbul ketergantungan, baik fisik maupun psikis.
Toleransi yang terjadi disebabkan meningkatkannya aktivitas MEOS (toleransi
farmakodinamik) dan toleransi behavioral. Pada pemakaian alkohol yang berlebihan dapat terjadi
intoksifikasi alkohol dengan gejala muka merah, gangguan koordinasi motorik, jalannya tak stabil,
bicara cadel, pelo), nistagmus, perubahan pada alam perasaan, mudah tersinggung, banyak bicara,
dan gangguan dalam memusatkan perhatian. Pada beberapa orang dapat dijumpai intoksikasi
idiosinkratik alkohol, yaitu timbul gejala intoksikasi walaupun ia hanya minum alkohol dalam
jumlah yang pada kebanyakan orang tidak akan menimbulkan intoksikasi.
e. Sistem kardiovasku ler
Alkohol hanya sedikit berpengaruh pada sistem kardiovaskuler. Depresi kardiovaskuler
terjadi pada keracunan akut alkohol yang berat, terutama akibat factor vasomotor sentral dan
depresi pernapasan. Alkohol dalam takaran sedang menyebabkan vasodilatasi terutama pembuluh
darah kulit, sehingga menimbulkan rasa hangat pada kulit.
f. Ginjal
Minuman alkohol secara akut meningkatkan ekskresi amonium melalui ginjal. Alkohol
sendiri tidak menimbulkan perubahan pada keseimbangan asam dan basa. Pasien yang mengalami
gangguan dalam asidifikasi ginjal akan cenderung mengalami koma hepatikum. Ini disebabkan
karena meningkatnya pembentukan amonia dalam ginjal dan meningkatnya amonia ke dalam
pembuluh darah balik. Asidosis tubulus renalis terjadi karena kekurangan fosfat, zat putih telur atau
karena sirosis hepatis. Alkohol menyebabkan terjadinya hiperventilasi sehingga bisa terjadi
alkalosis respiratorik. Emesis pada putus alkohol dapat menyebabkan terjadinya alkalosis metabolik
dan hipokalemia.
Alkohol dapat menyebabkan terjadinya diuresis. Pengaruh alkohol pada manusia antara lain
mengubah respon hipotalamus terhadap perubahan osmolalitas plasma. Dalam keadaan normal, bila
osmolalitas plasma meningkat maka hormon antidiuretik dalam plasma meningkat pula sehingga
mengurangi produksi urine. Kadar alkohol yang meningkat secara akut akan memperbanyak urine,
sedangkan pada waktu putus alkohol akan bekerja pengaruh antidiuretik. Pada penyalahgunaan
alkohol yang kronis di mana terjadi kerusakan pada hepar dapat terjadi retensi air karena tingginya
ADH (Anti Diuretik Hormon) sehingga terjadi keracunan air.
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
12/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 13
g. Pankreas
Penyalahgunaan alkohol baik secara akut maupun kronis dapat menimbulkan perubahan-
perubahan pada struktur dan fungsi pankreas, yaitu perubahan pada membran sel, meningkatkan
fluiditasnya dan mengubah permeabilitasnya terhadap ion, asam amino, dan senyawa lain yang
penting untuk metabolisme sel. Melalui mekanisme neurohumoral, alkohol mengubah sekresi
kelenjar eksokrin pankreas. Alkohol dapat menyebabkan nekrosis akut, edema akut, pankreatitis
akut, kronik maupun asimtomatik, mungkin melaui aktivasi zimogen yang tidak memadai.
h. Salur an Cerna
Alkohol secara akut mempengaruhi motilitas esofagus, memperruk refluks esofagus
sehingga dapat terjadi pneumonia karena aspirasi. Alkohol merupakan predisposisi terjadinya
sindroma Barrett dan kanker esofagus. Sejauh ini tidak ada bukti bahwa alkohol mempengaruhi
sekresi asam lambung, tetapi alkohol jelas merusak selaput lendir lambung sehingga dapat
menimbulkan gastritis dan pendarahan lambung. Tidak ada bukti bahwa alkohol menyebabkan
ulkus peptikum. Alkohol secara akut maupun kronis mengubah morfologi dan stuktur intraseluler
makanan dengan akibat terjadinya kondisi kurang gizi. Perubahan intraseluler itu juga dapat
menyebabkan diare. Alkohol mempunyai kaitan dengan insidensi kanker sepanjang saluran
pencernaan.
i. Otot
Miopatia alkoholika akut adalah suatu sindroma nekrosis otot secara tiba-tiba pada seorang
yang secara terus-menerus minum alkohol (binges drinking). Ditandai dengan adanya rasa nyeri
pada otot, mioglobinuria, dan meningkatnya serum kreatin kinase. Miopatia alkoholika kronis
ditandai dengan adanya kelemahan otot-otot proksimal dan atrofi otot-otot. Miopatia alkoholika ini
mungkin disebabkan gangguan keseimbangan elektrolit, yaitu turunya kadar kalium, turunnya kadar
fosfat dalam darah, serta adanya defisiensi magnesium.
j. Darah
Alkohol secara langsung merusak sumsum tulang, terutama prekursor eritrosit dan prekursor
leukosit, sehingga menimbulkan anemia dan leukopenia. Pada pemakaian alkohol yang kronis,
anemia disebabkan kurang gizi dan anemia hemolitika yang terjadi karena kerusakan pada hepar.
Alkohol juga secara langsung menghambat pembentukan trombosit serta mempengaruhi fungsinya
sehingga memperpanjang waktu pendarahan. Hal ini diperhebat apabila ada defisiensi asam folat
dan splenomegalia. Pada pemakaian alkohol yang kronis, defisiensi vitamin K dan faktor koagulasi
terjadi sebagai akibat sirosis hepatis, bukan semata-mata karena alkohol itu sendiri.
k. Kelenjar Endokrin
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
13/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 14
Efek alkohol terhadap kelenjar endokrin yang paling jelas ialah terjadinya hipogonadisme
pada pria. Alkohol melalui pengaruhnya pada testes dan hipotalamus mengurangi produksi testeron.
Feminisasi pada pemakai alkohol kronis disebabkan hipogonadisme tersebut di atas dan juga karena
terganggunya fungsi hepar akibat alkohol, yaitu terganggunya kemampuan untuk memecah hormon
estrogen. Pada beberapa peminum alkohol kronis dapat dijumpai gejala mirip sindroma Cushing.
Hal tersebut kemungkinan disebabkan efek stimulasi alkohol terhadap sekresi cortisol pada waktu
intoksikasi maupun waktu putus alkohol, yang bekerja melaui ACTH atau langsung pada kelenjar
adrenalis. Aksis hipofisis paling kurang mendapat pengaruh dari alkohol. Tetapi, pada penyakit
hepar karena alkohol, konversi T4 ke T3 menurun, sedangkan konversi T3 ke T4 meningkat.
Thyroid binding protein juga berkurang. Kedua hal tersebut di atas menyebabkan perubahan pada
pemeriksaan darah tetapi secara klinis tidak sampai menimbulkan hipotiroidisme. Hormon
pertumbuhan dan prolaktin rupanya juga dipengaruhi oleh alkohol tetapi data mengenai hal ini
belum banyak.
l. Sistem Imun itas
Kemungkinan menderita penyakit infeksi bagi peminum alkohol bertambah besar karena beberapa
faktor, antara lain
1. Terhalangnya daya tahan mekanik terutama pada sistem pernafasan. Menurunnya kesadaran,
terganggunya penutupan glotis, dan berkurangnya gerakan pernafasan karena sirosis hepatitis
pada peminum alkohol yang kronis merupakan faktor predisposisi terjadinya pneumonia.
2. Menurunnya daya tahan tubuh karena faktor makanan.
3. Terganggunya produksi imunoglobulin dan berkurangnya sintesa komplemen C. di samping
menurunkan imunitas humoral, pemakaian alkohol dalam jumlah banyak dan lama juga
menurunkan imunitas seluler karena terjadinya leukopenia, menimbulkan cacat pada
kemotaksis, menghambat mobilitas daya ikat leukosit polimorfonuklear, menghambat
mitogenesis sel T, menghambat kerja makrofag alveoler sehingga pulmonary clearance
terganggu.
Beberapa Penyakit akibat pengonsumsian alkohol :
a. Penyakit Machiavava-Bignami
Penyakit Machiavava-Bignami sangat jarang terjadi yaitu adanya demielinisasi pada korpus
kalosum. Pada keadaan ini, dijumpai keterlibatan kedua lobus frontalis dan disfusi kedua
hemisferium serebri. Secara klinis, pasien memperlihatkan gejala disartria, afasia, gangguan
langkah kaki dan gerakan halus, tonus otot meningkat, perseverasi, inkontinensia urine, timbulnya
kembali refleks primitif (menggenggam, menyedot), kesadaran berkabut, gangguan orientasi,
agitasi, halusinasi, dan kadang-kadang kejang umum. Oleh karena gejala tersebut mirip dengan
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
14/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 15
gejala keracunan sianida, diperkirakan ada hubungannya dengan intoksikasi endogen karena sianida
yang berasal dari vitamin B12. hal tersebut mungkin disebabkan oleh pengaruh langsung alkohol, di
samping karena faktor makanan.
b. Ambli opia Tembakau Alkohol
Ambliopia tembakau-alkohol sering juga disebut sebagai ambliopia nutrisional, dan
merupakan gangguan pada penglihatan yang paling sering dijumpai pada peminum alkohol.
Ditandai dengan adanya penglihatan yang kabur dan redup secara berangsur dan adanya skotoma
sentralis bilateral dan simetris terutama untuk warna merah dan hijau. Fundi biasanya normal.
c. Demensia Alkoholi ka
Berkurangnya kemampuan kognitif yang difus disebabkan oleh atrofi korteks serebri akibat
penggunaan alkohol yang kronis dan banyak. Pada beberapa peminum alkohol muda usia, kelainan
ini bersifat reversibel bila pemakaian alkohol dihentikan. Pada suatu penelitian, ditemukan bahwa
setiap pasien dengan demensia alkoholika dijumpai adanya riwayat ensefalopatia Wernick subakut
maupun kronis yang tidak berkembang penuh. Diduga demensia alkoholika disebabkan oleh
ensefalopatia Wernick, akibat toksik alkohol itu sendiri, dan neuron yang kekurangan zat gizi.
Jika bekerja di laboratorium, kita dapat menggunakan alat pelindung diri (APD) untuk
memastikan diri kita terlindung dari paparan bahaya etanol terutama yang berada dalam konsentrasi
tinggi. Etanol merupakan senyawa yang mudah menguap (volatil), mengingat uapnya sedikit
banyak dapat mengganggu pernafasan maka sebaiknya digunakan masker pada saat bekerja
menggunakan etanol konsentrasi tinggi. Selain itu, etanol juga dapat menyebabkan iritasi apabila
mengenai kulit manusia sehingga juga dibutuhkan penggunaan sarung tangan untuk mengurangi
bahaya dalam penggunaan etanol konsentrasi tinggi.
Selain dapat berbahaya bagi kesehatan, etanol juga dapat berbahaya bagi lingkungan. Etanol
merupakan salah satu zat yang mudah terbakar sehingga penggunaan etanol harus dipastikan tidak
berpotensi menimbulkan bahaya kebakaran. Etanol juga berbahaya bagi lingkungan sehingga
limbah etanol tidak boleh dibuang sembarangan namun harus menjalani serangkaian proses
penanganan limbah untuk bahan organik.
Pedoman untuk menghadapi bahaya etanol pada dasarnya adalah Material Safety Data Sheet
(MSDS) mengenai etanol serta panduan laboratorium mengenai penanganan etanol bila ada.
Material Safety Data Sheet sudah memuat seluruh bahaya etanol dari banyak aspek serta cara
penanganannya
b. Untuk mengetahui bagaimana perjalanan etanol dalam tubuh manusia kita dapatmemanfaatkan ilmu farmakokinetik, cabang dari ilmu farmakologi. Analisa dilakukan
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
15/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 16
terhadap darah, di mana konsentrasi etanol yang tersisa diukur dalam rentang waktu
tertentu, seperti data berikut ini :
t,min 30 60 120 150 240 360 480
c x 106
,g/cm3
0,699 0,622 0,413 0,292 0,152 0,060 0,024
Jika data di atas adalah hasil analisis Anda terhadap darah seseorang, berikanlah penjelasan
bagaimana Anda dapat menghasilkan data tersebut berdasarkan hasil penelitian yang sudah
dipublikasikan. Bagaimanakah Anda dapat menjelaskan perjalanan etanol dalam tubuh
orang tersebut, sehingga dikatakan bahwa data yang diberikan merupakan sisa etanol
dalam darah.
Jawaban
Perolehan data dimulai dengan pengambilan sampel darah seseorang sebanyak dua tabung
atau 8-10 mL. Sampel darah tersebut disimpan di dalam tabung kemudian dicampur dengan natrium
fluorida dan kalium oksalat sebagai pengawet. Konsentrasi etanol kemudian diukur menggunakan
headspace-gas chromatography (HS-GC). Pengambilan sampel darah dari orang yang sama
dilakukan setiap 30 menit sekali dan dilanjutkan dengan pengukuran konsentrasi etanol sehingga
dihasilkan data di atas. Cara tersebut juga digunakan dalam banyak penelitian lain mengenai laju
reaksi etanol dalam darah yang dimuat dalam berbagai jurnal.
Pada data yang diberikan, dapat dilihat bahwa jumlah etanol di dalam darah semakin
berkurang seiring berjalannya waktu. Hal ini sesuai dengan proses metabolism etanol di dalam
tubuh di mana etanol tersebut diabsobsi dan diubah ke dalam bentuk lain (asetaldehida, kemudian
asam asetat) sehingga senyawa dalam bentuk etanol semakin berkurang.
Alkohol diserap oleh tubuh melalui berbagai cara, termasuk melalui pernapasan. Penyerapan
terjadi setelah alkohol masuk ke dalam usus halus. Alkohol didistribusikan ke jaringan tubuh dan
dimetabolisasi menjadi asetaldehida, asam asetat, dan akhirnya karbon dioksida. Metabolisme
tersebut terjadi di hati, ginjal, paru-paru dan otot. Metabolisme tersebut kira-kira 8 gram tiap jam.
Alkohol yang tidak dimetabolisasi diekskresi melalui urin dan paru-paru.
Gambar 1.Mekanisme reaksi etanol(www.wikipedia.org)
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
16/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 17
Setelah pemberian oral, etanol diabsorpsi dengan cepat dari lambung dan usus halus ke
dalam aliran darah dan terdistribusi ke dalam cairan tubuh total . Distribusinya berjalan cepat,
dengan kadar obat dalam jaringan mendekati kadar di dalam darah. Volume distribusi dari ethanol
mendekati volume cairan tubuh total (0,5-0,7 l/kg). Alkohol didistribusikan di dalam tubuh
(terutama dalam jaringan adiposa), menyebabkan efek dilusi. Hal ini berkaitan dengan berat badan
dan menerangkan mengapa orang obese memiliki kadar alkohol yang lebih rendah daripada orang
yang kurus untuk jumlah alkohol yang sama. Di dalam sistem saraf pusat, konsentrasi ethanol
meningkat dengan cepat karena otak menampung sebagian besar aliran darah dan ethanol melewati
membran biologi dengan cepat.
Lebih dari 90% alkohol yang digunakan dioksidasi di dalam hati, sebagian besar sisanya
dikeluarkan lewat paru-paru dan urine. Ekskresi alkohol di dalam urine dan udara yang
dihembuskan biasanya sedikit, tetapi berjumlah konstan yang berkorelasi dengan BAC (blood
alcohol concentration). Hal ini merupakan prinsip yang mendasari penggunaan pemeriksaan urin
dan nafas pada forensik di samping uji darah.
Proporsi alkohol yang konsisten lewat paru-paru juga dimanfaatkan untuk uji alkohol lewat
pernafasan (breath alcohol test) yang berfungsi sebagai dasar bagi definisi legal dari mengemudi
di bawah pengaruh (driving under influence) di banyak negara. Orang dewasa tipikal dapat
memetabolisme 7-10 g (150-220 mmol) alkohol per jam, yang ekuivalen dengan kira-kira 10 oz bir,
3,5 oz anggur, atau 1 oz minuman keras yang disuling dengan kadar murni 80.
Jalur utama metabolisme alkohol menj adi asetaldehida telah diketahui, yakni sebagai beriku t :
a. Alur Alcohol Dehydrogenase
Jalur utama bagi metabolisme alkohol meliputi alkohol dehydrogenase (ADH), yaitu enzim
sitosol yang mengatalisasi perubahan alkohol menjadi asetal dehida Enzim ini terdapat terutama di
dalam hati, tetapi juga ditemukan di dalam organ-organ lain, misalnya otak dan perut. Selama
perubahan etanol menjadi asetal dehida, ion hydrogen ditransfer dari alkohol pada nicotinamide
adenine dinucleotide (NAD+) untuk membentuk NADH. Sebagai hasil akhir, oksidasi alkohol
menyebabkan penurunan ekuivalen yang berlebihan di dalam hati, terutama sebagai NADH.
Produksi NADH yang berlebihan inilah nampaknya yang mendasari sejumlah gangguan
metabolisme yang menyertai alkoholisme kronis.
b. Sistem Oksidasi Etanol di M ikrosom (MEOS)
Sistem enzim ini, yang juga dikenal sebagai sistem oksidasi campuran, menggunakan
NADPH sebagai kofaktor dalam metabolisme etanol. Pada konsentrasi dalam darah di bawah 100
mg/dL (22 mmol/L), sistem MEOS, yang memiliki Km relatif tinggi untuk alkohol, memberikan
sedikit pengaruh terhadap metabolisme etanol. Akan tetapi, bila ethanol dalam jumlah besar
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
17/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 18
dikonsumsi, sistem alcohol dehydrogenase menjadi jenuh karena pengosongan jumlah kofaktor
yang dibutuhkan NAD+. Bila konsentrasi etanol meningkat di atas 100 mg/dL, akan terjadi
peningkatan peran dari sistem MEOS, yang mana tidak mengandalkan NAD+ sebagai kofaktor.
Selama konsumsi alkohol secara kronis, aktivitas MEOS meningkat. Induksi enzim ini dikaitkan
dengan meningkatnya berbagai macam unsur pokok retikulum endoplasma yang halus di dalam
hati. Sebagai akibatnya, konsumsi alkohol yang terus-menerus akan menyebabkan peningkatan
yang berarti tidak hanya dalam metabolisme etanol tetapi juga dalam klirens obat-obat lain yang
dieliminasi oleh sistem enzim mikrosomal hepatis.
c. Metabolisme Asetaldehi da
Sebagian besar asetal dehida yang dibentuk dari alkohol tampaknya akan dioksidasi di dalam
hati. Sementara itu, beberapa sistem enzim mungkin bertanggung jawab atas reaksi ini,
mithocondrial NAD+-dependent aldehyde dehydrogen senampaknya menjadi jalur utama bagi
oksidasi acetaldehyde. Produk dari reaksi ini adalah asetat yang mana selanjutnya mengalami
metabolisme menjadi CO2 dan air. Konsumsi alkohol kronis akan menurunkan kecepatan
penurunan oksidasi asetal dehida dalam mitikondria yang utuh.
Bagaimana Anda dapat menentukan persamaan laju reaksi hilangnya etanol dalam tubuh
manusia berdasarkan data yang diberikan.
JawabanData yang didapatkan hanya merupakan penelitian terhadap perubahan etanol menjadi
produk yang tidak diketahui di dalam tubuh. Padahal reaksi perubahan etanol menjadi asam asetat
harus melewati tahap pertengahan, yaitu tahap pembetukan asetaldehida. Oleh karena tidak ada data
terbentuknya atau hilangnya asetaldehida, maka dianggap perubahan etanol hanya merupakan
reaksi orde satu biasa, yaitu dengan reaksi
Meskipun pada dasarnya suatu reaksi oksidasi seperti reaksi di atas membutuhkankeberadaan oksigen, namun dalam kasus ini dianggap yang mengoksidasi etanol adalah murni
enzim alkoholdehidrogenase (ADH) dan koenzim nikotinamid-adenin-dinukleotida (NAD) yang
tidak dimasukkan ke dalam persamaan laju reaksi. Dengan demikian reaksi oksidasi etanol dapat
digolongkan sebagai reaksi orde satu.
Laju reaksi hilangnya etanol dalam tubuh manusia sebagai reaksi orde satu memenuhi
persamaan berikut:
di mana : a = konsentrasi etanol awal
...(4)
...(5)
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
18/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 19
x = konsentrasi etanol yang bereaksi sepanjang waktu t
(a-x) = konsentrasi etanol yang tersisa pada waktu t.
Persamaan di atas dapat ditentukan berdasarkan grafik dengan pengaturan persamaan
sebagai berikut:
atau
( ) Apabila digunakan persamaan terakhir di atas maka data yang didapatkan diubah menjadi
sebagai berikut:
Tabel 3. Tabel Perbandingan waktu dengan log (c x106)
t (detik) (c x 106), g/cm3 log(c x 106)
1800 0,699 5,8444
3600 0,622 5,7937
7200 0,413 5,6160
9000 0,292 5,4654
14400 0,152 5,1818
21600 0,060 4,7782
28800 0,024 4,3802
maka, dihasilkan grafik log c vs t yang dihasilkan :
y = -0.2449x + 6.2739
R = 0.9334
0
1
2
3
4
5
6
7
1800 3600 7200 9000 14400 21600 28800
logc
t (sekon)
Grafik log c vs t
...(6)
...(7)
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
19/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 20
Grafik hubungan log c etanol vs waktu memiliki nilai R2= 0,9335 (mendekati 1) maka, dapat kita
katakan garis grafik tersebut membentuk fungsi linear. Faktor yang menyebabkan grafik tidak
benar-benar berupa garis lurus adalah karena adanya pembulatan yang diakibatkan pengalian data
dengan 106.
Maka, reaksi berkurangnya etanol dalam tubuh manusia dapat disimpulkan sebagai reaksi
berorde satu. Berdasarkan grafik, didapatkan kemiringan sebesar -0,2449, di mana
Sehingga didapatkan konstanta laju reaksi perubahan etanol di dalam tubuh adalah
Maka, persamaan laju reaksi perubahan etanol dalam tubuh adalah :
Untuk membuktikan bahwa reaksi ini benar-benar reaksi orde satu, kita akan mencoba untuk
membandingkannya dengan jika data reaksi tersebut dimasukkan pada permasaan reaksi orde nol.
t (detik) (c x 10 ), g/cm
1800 0,699
3600 0,622
7200 0,413
9000 0,292
14400 0,152
21600 0,060
28800 0,024
...(8)
...(9)
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
20/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 21
Tampak bahwa data reaksi di atas jika dimasukkan dalam persamaan orde nol, akan membentuk
garis yang lebih menjauhi dari garis linear.
Berikutnya, kita akan mencoba melihat bagaimana jika data reaksi itu dimasukkan pada
persamaan orde kedua:
t (detik) (c x 10 ), g/cm 1/c
1800 0,699 1,4306 x 10-6
3600 0,622 1,6077 x 10-
7200 0,413 2,4213 x 10-
9000 0,292 3,4247 x 10-
14400 0,152 6,5789 x 10-
21600 0,060 1,6667 x 10-
28800 0,024 4,1667 x 10-
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
1800 3600 7200 9000 14400 21600 28800
[C2H5OH]
t (detik)
Grafik [C2H5OH] vs t
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
21/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 22
Tampak bahwa jika data pada reaksi perubahan etanol dalam tubuh jika dimasukkan dalam
persamaan reaksi orde kedua dan diplotkan dalam grafik, maka garis yang terbentuk semakin
menjauhi dari fungsi linear. Maka, dapatlah kita simpulkan bahwa asumsi jika reaksi tersebut
merupakan reaksi orde satu adalah benar.
0
0.000005
0.00001
0.000015
0.00002
0.000025
0.00003
0.000035
0.00004
0.000045
0 100 200 300 400 500 600
1/[C2H5OH]
t (detik)
Grafik 1/ vs t
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
22/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 23
Pemicu 3
Penambahan hidrogen halida pada alkena memegang peranan penting dalam penelitian
mekanisme reaksi organik. Suatu penelitian dilakukan pada tekanan tinggi dari hidrogen
klorida (sampai 25 atm) dan propena (sampai 5 atm) dan diamati pada suatu range suhu.
Kuantitas 2-kloropropana yang terbentuk kemudian ditentukan dengan NMR. Buktikanlah
bahwa jika reaksi A + B P berlangsung sebesar ( t), maka konsentrasi produk mengikuti
[P] / [A] = k [A]m-I [B]n t jika reaksi itu mempunyai orde ke-m terhadap A dan orde ke-n
terhadap B. Dalam suatu seri reaksi, perbandingan konsentrasi kloropropana terhadap
propena tidak bergantung pada konsentrasi propena, tetapi perbandingan konsentrasi
kloropropana terhadap HCl, dengan propena dalam kuantitas yang konstan. Untuk t = 100
jam (yang pendek menurut skala waktu reaksi), perbandingan terakhir itu naik dari nol
menjadi 0,005; 0,003; 0,001 pada p (HCl) = 10 atm; 7,5 atm; 5 atm.
Pertanyaan :
a. Bagaimanakah mekanisme reaksi yang terjadi antara hydrogen halide dan alkena. Berikan
contoh dengan senyawa di atas.
Jawaban :
Semua alkena mengalami reaksi adisi dengan halida-halida hidrogen. Sebuah atom hidrogen
terikat pada salah satu karbon yang pada awalnya berikatan rangkap, dan sebuah atom halogenterikat pada atom karbon lainnya. Reaksi antara propena dan
hidrogen halida adalah sebagai berikut:
Gambar 2.Mekanisme reaksi HCl dan propena(oleh : penulis)
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
23/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 24
Mengapa produk yang terjadi dianalisis dengan NMR ?
Jawaban :
Nuclear Magnetic Resonance (NMR) adalah salah satu metode analisis yang digunakan
untuk menentukan struktur dari komponen alami dan sintetik yang baru, kemurnian dari komponen,
dan arah reaksi kimia sebagaimana hubungan komponen dalam larutan yang dapat mengalami
reaksi kimia. Pada spektrum hidrogen NMR menghadirkan beberapa resonansi yang menjelaskan
bahwa molekul yang dipelajari mengandung hidrogen. Produk yang dihasilkan (2-kloropropana)
dapat dianalisis menggunakan spektrum NMR, karena spektrum ini khususnya digunakan untuk
studi molekul organik karena biasanya membentuk atom hidrogen dalam jumlah yang besar.
Apakah ada instrumen lain yang bisa digunakan ?
Jawaban :
Instrumen lain yang dapat digunakan untuk menganalisis produk adalah teknik spektroskopi
masa (MS). MS adalah teknik analisis yang mengukur perbandingan massa dengan muatan. Teknik
analisis yang digunakan adalah kualitatif dan kuantitatif, meliputi identifikasi suatu senyawa,
menentukan komposisi isotop unsur dalam molekul dan menentukan struktur senyawa dengan
mengamati fragmen-fragmennya. Penggunaan lain yaitu untuk menghitung jumlah senyawa dalam
sampel.
b. Berdasarkan keterangan di atas, turunkanlah persamaan laju reaksi pembentukan 2-
kloropropana. Berapakah orde reaksi untuk setiap reaktan ? buatlah kesimpulan yang
dapat anda untuk reaksi HCl dengan propena.
Jawaban
Persamaan laju reaksi pembentukan 2-kloropropana:
HCl + C3H6C3H2Cl
v= k [HCl]m[C3H6]n
di mana : m = orde reaksi HCln = orde reaksi C3H6
Orde reaksi tiap reaktan:
HCl + C3H6C3H7Cl
t (jam)10 0,05 100
7,5 0,03 200
5 0,01 300
...(10)
...(11)
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
24/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 25
log10[A-x] =
t + log10[A0]
di mana : [A-x] = Konsentrasi sisa = P HCl
[A0] = konsentrasi awal
log () t (jam)10 1 100
7,5 0,875 200
5 0,699 300
Lalu kita memplotkan log(PHCl) sebagai fungsi sumbu y dan t (jam) sebagai sumbu x. Maka, dari
persamaan garis linear yang terbentuk kita akan memperoleh nilai k.
Dengan metode least squarekita mendapatkan persamaan garis grafik yang tebentuk. Kita pun
memperoleh nilai R2adalah 0,9905 yang berarti mendekati 1 maka, kita dapat mengatakan bahwa
grafik di atas linear. Oleh karenanya, kita dapat mengatakan bahwa orde total reaksi tersebut adalah
1. Kita mendapatkan nilai slope grafik = - 0,001505
= - 0,1505
= 0,3466v= k [HCl]m-1[C3H6]
n
Diasumsikan reaksi di atas adalah reaksi pseudo, dan dari soal diketahui bahwa perbandingan
konsentr asi k lor opropana tidak bergantung pada konsentr asi propena, maka n=0, persamaan
reaksi menjadi:
y = -0.1505x + 1.159
R = 0.9905
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
100 200 300
log(PHCl)
t (jam)
Grafik log(PHCl) vs t
...(12)
...(13)
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
25/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 26
v = k [HCl]m-1
dari soal diketahui:
[C3H7Cl]/[HCl] =k [HCl]m-1[C3H6]
n
[C3H7Cl] = k [HCl]m-1
Persamaan (15) setara dengan persamaan (16)
Pembuktian:
Pada saat [C3H7Cl]/[ HCl] = 0,05P HCl = [HCl] = 10
Maka [C3H7Cl] = 0,5
Nilai ini masukkan ke persamaan (20) :
0,5 = (0,3466) (10)m-1
1,443 = 10m-1
m-1 = 0,16
m = 1,16 1
jika m = 1, maka persamaan laju reaksi (1) menjadi
v = k [HCl]0,16
sesuai dengan asumsi yakni reaksi pseudo
maka orde reaksi [HCl]=1, orde reaksi [C3H7Cl] = 0
Kesimpulan:
Reaksi HCl dengan propena merupakan reaksi pseudo dengan orde total 0,16 karena reaksi inimemenuhi persamaan reaksi oder satu, namun pada kenyataannya orde total reaksi ini hanya
0,16.
Perbandingan konsentrasi kloropropana tidak bergantung pada konsentrasi propena sehinggaorde reaksi propena = 0
...(14)
...(15)
...(16)
...(17)
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
26/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 27
Pemicu 4
Svante Arrhenius pada tahun 1889 membuktikan bahwa ada hubungan antara suhu dengan
konstanta laju reaksi. Metoda yang dia usulkan kemudian digunakan untuk suatu reaksi
dekomposisi senyawa A dan ternyata data yang didapatkan dari penelitian adalah sebagai
berikut:
T () 250 268 287 303 320K (106s-1) 1,8 1,5 6,0 1,6 9,5
Pertanyaan:
a. Bagaimanakah pengaruh suhu terhadap konstanta laju reaksi seperti yang dianalisis olehArrhenius? Bagaimana hubungannya dengan reaksi yang terjadi.
Jawaban :
Pada tahun 1889 Arrhenius mengusulkan sebuah persamaan empiris yang menyatakan
kebergantungan konstanta laju reaksi pada suhu yang berlaku pada suhu yang berlaku pada jenjang
suhu yang tidak begitu lebar. Penentuan persamaan Arrehenius didasarkan pada:
a) fraksi molekul yang mempunyai energi aktivasi atau mungkin lebihb)jumlah tumbukan yang terjadi setiap detik reaksic) fraksi tumbukan yang menpunyai kesamaan orientasi
Arrhenius merumuskan hubungan antara konstanta laju reaksi dengan temperatur melalui
persamaan :
...(18)
...(19)
atau
...(20)
Jika k=k1pada T=T1dan k=k2pada T=T2, maka :
....(21)keterangan :
k = konstanta laju reaksi
T = suhu mutlak
R = konstanta gas
Ea = energi aktivasi
A = faktor frekuensi (berhubungan dengan jumlah frekuensi tumbukan pada suatu reaksi)
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
27/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 28
Faktor RTEaAek / memiliki kesamaan dengan hukum distribusi Boltzman. Faktor ini menunjukan
fraksi molekul yang memiliki energi yang melebihi energi aktivasi. Seringkali persamaan tersebut
ditulis dalam bentuk logaritma sebagai berikut:
Plot ln k sebagai 1/T akan merupakan sebuah garis lurus dengan slop = -E a/R dan akan memotong
sumbu ln k pada ln A.
Pengaruh Suhu pada Reaksi yang Terjadi
Meningkatnya temperatur menyebabkan kenaikan laju reaksi dan konstanta laju reaksi.
Apabila suhu pada suatu reaksi yang berlangsung dinaikkan, maka kalor yang diberikan
akan menambah energi kinetik partikel pereaksi sehingga tumbukan yang terjadi semakin sering
dan menyebabkan laju reaksi semakin besar. Sebaliknya, apabila suhu diturunkan, maka energi
kinetik partikel pereaksi akan berkurang sehingga tumbukan yang terjadi semakin tak aktif dan
menyebabkan laju reaksi semakin kecil. Setiap kenaikan suhu 10 reaksi berlangsung 2 atau 3 kali
lebih cepat.
di mana :
Vt = kecepatan reaksi pada suhu t
Vo = kecepatan reaksi awal
2 = koefisien suhu
t = perubahan suhu (tt-t0)
Apakah ada faktor lain yang berpengaruh terhadap konstanta laju reaksi ataupun terhadap
suatu reaksi yang terjadi?
Jawaban :
Faktor lain yang berpengaruh terhadap konstanta laju reaksi ataupun kecepatan terjadinya suatu
reaksi :
1. Faktor KonsentrasiPersamaan laju reaksi dinyatakan dalam fungsi konsentrasi. Oleh karena itu, konsentrasi reaktan
sangat berpengaruh terhadap laju. Semakin besar konsentrasi, semakin cepat laju reaksi.
Konsentrasi yang tinggi menyebabkan jarak antar molekul lebih dekat sehingga frekuensi
tumbukan menjadi lebih tinggi. Hubungan antara laju sesaat reaksi dan konsentrasi reaktan :
...(22)
...(23)
...(24)
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
28/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 29
Hubungan di atas menunjukkan laju reaksi sebanding dengan konsentrasi reaktan yang bereaksi
pada selang waktu tertentu.
2. Faktor TekananLaju reaksi meningkat seiring meningkatnya tekanan
Hal ini berkaitan dengan tumbukan antar molekul. Gas yang mengalami kenaikan tekanan akan
bereaksi lebih cepat karena jarak antar molekulnya akan menjadi lebih dekat. Kenaikan tekanan
menimbulkan kenaikan suhu yang dapat mempercepat laju reaksi. Selain itu, pada reaksi antara
cair dan gas, kenaikan tekanan akan mempermudah pelarutan gas pada cairan. Kenaikan tekanan
akan meningkatkan konsentrasi gas yang menjadi reaktan.
3. Faktor Sifat ZatReaksi antar senyawa ionberlangsung lebih cepat karena adanya gaya tarik antar ion-ion yang
memiliki muatan berlawanan dari zat yang sedang bereaksi. Contoh : Na+(aq)+ Cl-(aq)NaCl(aq)
Reaksi antar senyawa kovalenberlangsung relatif lambat karena dalam proses reaksi diperlukan
energi untuk memisahkan ikatan-ikatan kovalen dari molekul-molekul zat yang bereaksi.
Contoh : CH4(g)+ Cl2(g)CH3Cl(g)+ HCl(g). Untuk mempercepatnya dapat diberi energi
tambahan, misal dibantu cahaya matahari.
4. Faktor Keberadaan Garam Primer (untuk Reaksi Ionik)Laju reaksilarutan ionik bergantung pada kekuatan ion dan muatan ion-ionyang bereaksi.
Postulat Bjerrum : ion-ion yang bereaksi membentuk kompleks teraktivasi dalam
kesetimbangan dan laju reaksinya membentuk produk akan sebanding dengan konsentrasi
kompleks tersebut.
Untuk reaksi Aza + Bzb [A. Bza+zb] produk, Bjerrum menyatakan laju reaksi sebagai
CCkdt
dx' dan melalui persamaan konstanta kesetimbangan diperoleh:
Karena ko = kK, maka :
. Sesuai persamaan reaksi :
.
Sehingga diperoleh hubungan : . Di mana: k = nilai k secara eksperimental; k0=nilai k sesungguhnya.
Hubungan konstanta laju dengan kekuatan ion () melalui teori Debye-Huckel:
Keterangan:
f : fugasitasK : konstanta kesetimbangan
ZAdan ZB: muatan ion yang bereaksi
Cc : konsentrasi kompleks teraktivasiBA
C
BA
C
BBAA
C
CCf
ffKk
dt
dx
f
fCfCKC
'
reaktan Kompleksteraktivasi
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
29/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 30
Bilaza.zb (perkalian muatan ion) positif, k meningkat bersama meningkatnya; negatif, k
menurun bersama meningkatnya; nol, k tidak dipengaruhi.
Contoh :
CH2BrCOO-+ S2O3
-2CH2(S2O3)COO-+ Br- (zAzB= +2)
5. Faktor Keberadaan KatalisKatalis adalah zat tambahan yang bereaksi bersama reaktan yang mempengaruhi laju reaksi
kimia namun tidak mengalami perubahan secara kimia pada akhir reaksi. Artinya, zat tersebut
diperoleh kembali setelah keseluruhan reaksi kimia terjadi. Cara kerja dari katalis adalah dengan
menurunkan energi aktivasi karena ketika katalis menyerang reaktan untuk mencapai keadaantransisi, maka energi yang dibutuhkan akan lebih kecil dibandingkan dengan reaksi tanpa
katalis.
Katalis ada dua macam, yaitu katalis homogen (satu fasa dengan reaktan) dan katalis heterogan
(berbeda fasa dengan reaktan).
Katal is Homogen dalam Gas
Misalnya : reaksi dekomposisi asetaldehid dengan katalis uap iodin.
CH3CHO + I2CH3I + HI + CO
CH3I + HICH4+ I2
Maka, kecepatan rekasinya :
Pengaruh katalis : nilai k menjadi lebih besar 10.000 kali dari sebelumya dan energi aktivasi
berkurang dari 45.500 kalori menjadi 32.500 kalori. Tanpa katalis iodin, asetaldehid langsungterkomposisi menjadi karbonmonoksida dan metana.
Katalis Homogen dalam Larutan
Katalisis asam : mengkatalisis setiap spesi dalam larutan di mana asam Bronsted bereaksi
sebagai katalis. Jika sebuah zat S bereaksi dalam larutan di mana ada asam HA, H2O dan H3O+,
maka persamaan lajunya:
sHAHASOHOHsOHOH CCkCCkCCk
dt
dx
3322
....(25)
Keterangan:
= kekuatan ion
A = konstanta Debye-Huckel
Dengankatalis
Tanpakatalis
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
30/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 31
Katalisis basa : mengkatalisis setiap spesi dalam larutan di mana basa Bronsted bereaksi
sebagai katalis. Jika sebuah zat Y bereaksi dalam larutan di mana ada ion A -, H2O dan OH-,
maka persamaan lajunya:
YAAYOHOHYOHOH CCkCCkCCkdt
dx 22
....(26)
Katalisis asam-basa : ada pula reaksi yang mengalami katalis asam basa (misalnya : reaksi
enolasi aseton). Maka, laju reaksinya adalah penjumlahan koefisien katalisis, konsentrasi
substrat, dan konsentrasi semua spesi asam atau basanya. Persamaan total lajunya adalah
penjumlahan persamaan laju (25) dan (26).
Pada katalisis asam, koefisien akan bertambah dengan pertambahan kekuatan asam dari asam
yang dikatalisis sementara pada katalisis basa, koefisien akan bertambah dengan pertambahan
kekuatan basanya.
Katalisis negatif: katalis menghambat kecepatan reaksi. Contoh : Bromin menghambat reaksi
metana dengan klorin.
6. Faktor Luas PermukaanSemakin besar luas permukaan per satuan volume reaktan, semakin banyak kontak yang
terjadi maka reaksi akan makin cepat.
Pengaruh luas permukaan hanya terjadi pada reaksi heterogen.
b. Berikanlah analisis terhadap data di atas berdasarkan apa yang diusulkan oleh Arrhenius.Jawaban :
Analisis terhadap data di atas berdasarkan apa yang diusulkan oleh Arrhenius:
Dari penelitian untuk reaksi dekomposisi senyawa A dan dengan memanfaatkan persamaan
Arrhenius maka kita dapat menganalisa untuk data-data di atas. Analisisnya adalah sebagai berikut:
T(oC) 250 268 287 303 320
k (106s
-1) 1,8 1,5 6,0 1,6 9,5
Persamaan Arrhenius diatas dapat diubah kedalam bentuk persamaan linear:
| | |
y = mx + c
Jadi menurut persamaan garis y = mx+c, ln k dapat menggantikan y, ln A dapat menggantikan c,
dan menggantikan m dan menggantikan x, setelah dimasukkan data x serta y nya dan
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
31/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 32
menggambarkan grafiknya, lalu dengan menggunakan metode trend line pada Microsoft Excel,
didapat:
(K
-1) 1,912.10-3 1,848.10-3 1,786.10-3 1,736.10-3 1,686.10-3
ln k 14,403 14,221 15,607 14,286 16,067
Kemudian, kita plot angka-angka tersebut ke dalam grafik ln k vs
Dari grafik dapat dilihat bahwa persamaan garis yang didapat adalah y = - 0,3393x +
15,935. Namun, data yang didapat kurang bagus dan tidak sesuai dengan teori Arrhenius sehingga
harus dilakukan metode trend lineuntuk mendapat persamaan garis lurusnya. Seharusnya semakin
tinggi suhu pada reaksi tersebut, maka semakin tinggi nilai konstanta kesetimbangan, k, karena
kenaikan suhu berarti memberikan energi panas terhadap molekul, sehingga molekul-molekul akan
bergerak semakin cepat dan tumbukan dengan energi yang lebih besar dari energi aktivasi akan
semakin sering terjadi.
Dari persamaan garis grafik yang diperoleh, kita dapat mencari nilai A (faktor frekuensi) dan nilai
Ea. Nilai A dan EA dari reaksi dekomposisi senyawa A tersebut berdasarkan data yang diberikan:
persamaan garis yang didapat : y = -0,3393 x + 15,935
maka : ln A adalah 15,935 sehingga nilai faktor frekuensi, A, adalah 8,327 x 106.
m adalah - 0,3393
Sehingga : Eapada reaksi dekomposisi senyawa A adalah 0,674 kalori
y = -0.3393x + 15.935
R = 0.3909
13
13.5
14
14.5
15
15.5
16
16.5
0.001686 0.001736 0.001786 0.001848 0.001912
lnk
1/ (K-1)
Grafik ln k vs 1/T
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
32/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 33
Berdasarkan analisis Anda, pada kondisi suhu bagaimanakah sebaiknya dilakukan untuk
dekomposisi senyawa tersebut?
Jawaban :
T(oC) 250 268 287 303 320
k (106s
-1) 1,8 1,5 6,0 1,6 9,5
Dari data di atas, kita melihat bahwa nilai k paling tinggi adalah pada suhu 320 oC. Kita mengetahui
bahwa semakin tinggi nilai k, berarti reaksi akan berlangsung semakin cepat. Maka, kita dapat
menyimpulkan bahwa dari data percobaan yang dipaparkan dalam reaksi dekomposisi senyawa A,
proses dekomposisi senyawa sebaiknya dilakukan pada suhu 320oC karena reaksi berlangsung
cepat. Namun, perlu dipertimbangkan faktor konsumsi energi yang diperlukan karena semakin
tinggi suatu reaksi dilakukan, reaksi itu membutuhkan energi yang lebih tinggi
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
33/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 34
Pemicu 5
Penelitian tentang pembuatan biodiesel sudah sangat berkembang sekarang ini. Pada
umumnya biodiesel dibuat dengan memanfaatkan minyak kelapa sawit. Andaikan bahan baku
yang digunakan adalah minyak kelapa, penelitian dilakukan dengan mengubah trigliserida
(TG), yang merupakan kandungan terbesar dalam minyak kelapa, menjadi metil ester dan
gliserol (GL) melalui reaksi transesterifikasi. Reaksi overall transesterifikasi trigliserida
menjadi metil ester adalah sebagai berikut:
TG + 3MeOH 3RCOOMe + GL
Reaksi di atas sebenarnya terdiri dari 3 tahapan reaksi, yaitu:
TG + MeOh DG + RCOOMe
DG + MeOh MG + RCOOMe
MG + MeOh GL + RCOOMe
dengan panjang DG dan MG adalah digliserida dan monogliserida, dan R adalah alkil rantai
panjang.
Pertanyaan:
a. Bagaimanakah menurut Anda, mana yang lebih menguntungkan untuk dijadikan sebagaibahan baku biodiesel, apakah minyak sawit ataukah minyak kelapa. Berikan alasan dari
berbagai macam aspek, seperti ketersediaan, sifat fisika kimia bahan baku dan produk yang
dihasilkan, dll.
Jawaban :
Bahan bakar dari minyak nabati (biodiesel) dikenal sebagai produk yang ramah lingkungan, tidak
mencemari udara, mudah terbiodegradasi, dan berasal dari bahan baku yang dapat diperbaharui.
Biodiesel umumnya disintesis dari ester asam lemak dengan rantai karbon antara C6-C22. Biodiesel
diproduksi melalui proses transesterifikasi dua tahap,dilanjutkan dengan pencucian, pengeringan
dan terakhir filtrasi.Bahan-bahan yang dibutuhkan pada proses ini adalah :
1. Minyak nabati dengan kadar asam lemak bebas (ALB) rendah, yaitu < 1%. Jika kadar ALBnyalebih maka perlu dilakukanpretreatmentagar tidak mengganggu efisiensi kinerja. Di samping
itu kandungan air juga tidak boleh terlalu tinggi. Kandungan asam lemak bebas dan air yang
terlalu tinggi mengakibatkan pembentukan sabun (saponifikasi) dan menimbulkan masalah
pemisahan gliserol.Pretreatmentyang dilakukan adalah proses degumming dan refined.
2. Alkohol, sebagai pereaksi minyak nabati. Umumnya digunakan metanol. Kandungan air dalamalkohol perlu diperhatikan. Jika kandungan air tinggi, kualitas hasil biodiesel rendah karena
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
34/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 35
kandungan sabun, ALB dan trigliseridanya tinggi. Hasil biodiesel dipengaruhi pula oleh
tingginya suhu operasi produksi, lama waktu pencampuran atau kecepatan pencampuran
alkohol.
3. Katalisator, untuk meningkatkan daya larut saat reaksi berlangsung. Umumnya digunakan basakuat, yaitu NaOH atau KOH atau natrium metoksida. Jika banyak air yang diserap oleh katalis,
maka kerja katalis kurang baik. Setelah reaksi selesai, katalis dinetralkan dengan penambahan
asam mineral kuat. Setelah biodiesel dicuci, HCl digunakan untuk netralisasi katalis basa.
Proses Pembuatan Biodiesel
Katalis dilarutkan dalam methanol dengan menggunakan mixer atau agitator standar.Campuran methanol dan katalis dimasukkan ke dalam reaktor tertutup baru kemudian
ditambahkan minyak nabati. Sistem harus tertutup total untuk menghindari penguapan methanol.
Reaksi dijaga pada suhu diatas titik didih alkohol (sekitar 70oC) guna mempercepat reaksimeskipun beberapa sistem merekomendasikan suhu kamar. Lama reaksi adalah 18 jam.
Pemberian metanol berlebih diperlukan untuk memastikan konversi yang sempurna.
Meskipun densitas gliserol lebih tinggi daripada biodiesel sehingga gliserol tertarik ke bawahkarena gravitasi, alat sentrifugal masih diperlukan untuk mempercepat pemisahan kedua
senyawa tersebut. Setelah terjadi pemisahan gliserol dan biodiesel , kelebihan methanol diambil
dengan proses evaporasi atau distilasi.
Produk samping gliserol yang masih mengandung katalis dan sabun selanjutnya dinetralkandengan larutan asam sulfat.
Setelah biodiesel dipisahkan dari gliserol selanjutnya dimurnikan lagi dengan air hangat untukmembuang sisa-sisa katalis atau sabun. Lalu dikeringkan dan dikirim ke tangki penyimpan
biodiesel.
Gambar 3.Diagram Alir Proses Produksi Biodiesel dari Minyak Nabati(Nurhida, 2004, hlm. 10)
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
35/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 36
Sebagai bahan baku pembuatan biodiesel kita membutuhkan minyak nabati. Minyak nabati di sini
dapat dari berbagai sumber, antara lain minyak kelapa, minyak sawit, minyak biji jarak,minyak
keledai, minyak keledai, dan sebagainya. Dalam hal ini kita akan membandingkan minyak kelapa
dan minyak sawit sebagai bahan baku biodiesel.
Perbandingan Minyak Sawit dan Minyak Kelapa
Minyak sawit merupakan jenis minyak nabati yang mengandung asam lemak dengan rantai karbon
C14-C20, sementara minyak kelapa kaya akan asam lemak berantai sedang (C8-C14) khususnya
asam laurat dan asam meristat. Keduanya memenuhi syarat sebagai bahan baku biodiesel.
Keunggulan dari minyak sawit sebagai bahan baku biodiesel adalah minyak sawit memiliki
kadar ALB kurang dari 1% sehingga tidak memerlukan proses pendahuluan untuk mengolahnya.
Sementara untuk minyak kelapa kadar ALB (asam lemak bebas)-nya hanya kurang dari 5%,
sehingga mengakibatkan terjadinya penyabunan yang akan menimbulkan masalah pada pemisahan
gliserol sebagai produk sampingan. Namun, hal ini dapat diatasi dengan melakukan proses
degumming dan refinedsebelum digunakan sebagai bahan baku pembuatan biodiesel.
Tabel 1. Komposisi asam lemak minyak kelapa dan minyak sawit
(Knothe,et all,2004)
Asam Lemak Kelapa Sawit (palm)
Kaproat (C 6:0) 0-0,8
Caprilat (C 8:0) 5,5-9,5
Caprat (C 10:0) 4,5-9,5
Laurat (C 12:0) 44-51
Meristat (C 14:0) 13-18,5 0,9-2,4
Palmitat (C16:0) 7,5-10,5 32-46,3
Stearat (C 18:0) 1-3 4-6,3
Oleat (18:1) 5-8,2 37-53
Linoleat (18:2) 1,0-2,6 6-12
Linolenat (18:3) - -
Dengan adanya perbedaan komposisi asam lemak yang dikandung, terdapat perbedaan antara sifat
fisika-kimia minyak kelapa dengan minyak sawit.
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
36/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 37
Tabel 2. Sifat fisika-kimia (karakteristik) minyak kelapa dan minyak nabati
(Jamescook University, 1983)
Karakteristik Minyak
Kelapa
Minyak
Sawit
Suhu memadat (o
C) 20-25 30-35
Bilangan Iod 10 54
Bilangan Penyabunan 268 199
Karakteristik minyak kelapa yang bersifat padat pada suhu di bawah 25oC menyebabkan
dapat terjadinya penyumbatan pada filter engine. Pencampuran minyak kelapa dengan 50% solar
dapat menurunkan suhu pemadatan hingga pada suhu 15oC. Penggunaan dalam jangka waktu yang
lama, akan menghasilkan deposit pada injektor. Bilangan iod minyak kelapa lebih rendah
dibandingkan dengan minyak sawit, sehingga deposit hasil pembakaran minyak kelapa relatif lebih
rendah. Secara kimiawi, minyak kelapa lebih stabil dan memiliki sifat pembakaran yang baik
dibanding dengan minyak sawit.
Selain itu, Minyak kelapa merupakan additive terbaik untuk mengurangi polusi. Pembakaran
CO2 yang dihasilkan seimbang dengan CO2 yang digunakan tanaman kelapa untuk respirasi.
Menurut hasil kajian Universitas Idaho (2003), menunjukkan bahwa kandungan NOx dan
Particulate Matter (PM) pada gas buang minyak kelapa paling rendah (NOx 4.5 gm.s/mile dan PM
0.12 gm.s/mile).
Secara umum, ketersediaan minyak sawit di Indonesia lebih banyak dibandingkan dengan
minyak kelapa. Hal ini dikarenakan di Indonesia terdapat banyak perkebunan sawit. Namun,
minyak kelapa dapat diperoleh dari pengolahan buah kelapa segar atau dari ampas kelapa yang
sudah tidak terpakai. Ampas kelapa masih mengandung 12,2% - 15,9% minyak kelapa. Pembuatan
minyak kelapa sangat menguntungkan karena tidak membutuhkan biaya yang mahal karena bahan
bakunya mudah diperoleh dengan harga yang murah dan proses pengolahannya sederhana dan tidak
terlalu rumit. Di samping itu, proses pembuatan minyak kelapa murni menggunakan energi yangminimal.
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
37/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 38
Dari beberapa aspek yang telah dijabarkan, dapat disimpulkan bahwa minyak kelapa lebih
menguntungkan untuk dijadikan sebagai bahan bahu biodiesel. Hal ini selaras dengan kajian James
Cook University (1983) yang menyimpulkan bahwa minyak kelapa memiliki karakteristik yang
paling baik sebagai bahan bakar bila dibandingkan dengan minyak nabati lainnya (minyak sawit).
b. Bagaimanakah bentuk persamaan laju pembentukan produk biodiesel jika diturunkan darimekanisme reaksi yang diberikan?
Jawaban :
Persamaan laju reaksi produk pembentukan biodiesel:
Pada reaksi ini produk yang terbentuk adalah GL dan RCOOMe. Namun pada mekanisme
reaksi reversible ini terjadi pembentukan dan penguraian kembali dari RCOOMe. Oleh karena itu,
penentuan persamaan laju reaksi produk hanya pada senyawa GL.
Persamaan laju reaksi dari pembentukan senyawa GL sendiri adalah sebagai berikut.
(27)
Berdasarkan mekanisme reaksi diperoleh persamaan sebagai berikut :
(28)
(29)
+
Gambar 4.Proses Produksi Minyak Kelapa secara Basah(Nurhida, 2004, hlm. 12)
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
38/39
Makalah Kima Fisika 2
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA 39
(30)
Persamaan (4) dimasukkan ke dalam persamaan (1)
(31)
MeOH sendiri pada mekanisme reaksi terlihat mengalami pembentukan dan penguraian kembali
sehingga [MeOH] pada persamaan (31) diabaikan. Sehingga persamaan laju reaksi pembentukan
GL adalah :
(32)
Hasil persamaan (32) sesuai dengan hasil penelitian dalam jurnal Transesterifikasi CPO
terhadap Produk Metil Palmitat dalam Reaktor Tumpak. Hasil penelitian menunjukkan reaksi
pembentukkan biodiesel merupakan reaksi transesterisifikasi overall, dimana pada reaksi tersebut
reaktan yang digunakan sangat berlebih dan reaksi berlangsung irreversible. Reaksi
transesterisifikasi overall mengikuti prinsip reaksi pseudo molekuler reaksi bimolekuler atau
termolekuler tetapi reaksi tersebut merupakan reaksi tingkat satu. Pada reaksi pembentukkan
biodiesel, alkohol yang digunakan sangat berlebih sehingga konsentrasi dari alkohol selama reaksi
dapat dianggap konstan sehingga :
Persamaan (32) dan (33) merupakan persamaan kinetika orde satu. Persaman ini diintegralkan
dengan limit antara t=0 sampai dengan t=t dan konsentrasi dari [TG]0pada saat t =0 dan [TG] pada
waktu tertentu menjadi :
..............(34)
Maka, persamaan laju pembentukan produk biodiesel:
..............(35)
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Fisika 2 2011
39/39
Makalah Kima Fisika 2
DAFTAR PUSTAKA
Bird, Tony. 1987.Kimia Fisik Untuk Universitas. Jakarta : PT. Gramedia.
Dettling, A, dkk. 2008.A Regression Model Applied to Gender-Specific Ethanol Elimination from
Blood and Breath Measurement in Blood Alcoholic, International Journal of Legal Med
123.
Dogra, S. K., dan S. Dogra. 1990.Kimia Fisik dan SoalSoal. Jakarta : UI Press.
Hasnah, Ulia. 2008.Alternatif Penggunaan Hidrogen Peroksida Pada Tahap Akhir Proses
Pemutihan Pulp. USU e-Reprisitory.
Jamescook University, 1983. Thermal Efficiency of Coconut Oil as a Compression Ignition Fuel.
Physic Department. Jamescook University of North Queensland Townsville, Australia.
Jones, Allan Wayne. 2010. Evidence-Based Survey of the Elimination Rates of Ethanol from Blood
with Applications in Forensic Casework, Forensic Science Journal vol 200.
Jones, Alan Wayne. 2009. Ultra Rapid Rate of Ethanol Elimination from Blood in Drunken Drivers
with Extremely High Blood Alcohol Concentration,International Journal Legal Med 122.
Kementrian Pertanian. 2010. Outlook Komoditas Pertanian Perkebunan. Jakarta: Pusat Data dan
Informasi Pertanian.
Maron, Samuel H. dan Jerome B. Lando. 1974.Fundamental of Physical Chemistry. New York :
Collier MacMillan.Nurwijaya, Dra. Hartati. 2009. Bahaya Alkohol dan Cara Pencegahannya. Jakarta:Elex Media
Robinson, Donita Lynn. 2000. Effect of Gender and Estrous Cycle on Brain and Blood Ethanol
Pharmacokinetic, International Journal of Legal Med 111.
Sukardjo.2004.Kimia Fisika.Jakarta : PT Rineka Cipta.
Tim Sekretariat MAPI, 2006. Minyak Kelapa sebagai Bahan Bakar Alternatif (Biofuel dan
Biodiesel dari Kelapa).
Utami, Tania Surya, Rita Arbianti, dan Dody Nurhasman. 2007. Kinetika Reaksi Transesterifikasi
CPO terhadap Produk Metil Palmitat dalam Reaktor Tumpah. Depok:Universitas
Indonesia.
Widiantoko, Rizky Kurnia.2011.Alkohol dan Bahyanya (Metabolisme dan Efek).
http://lordbroken.wordpress.com/2011/02/12/alkohol-dan-bahayanya-metabolisme-dan-
efek/.(diakses : 10 Oktober 2011)
Wildan Ahmad. 2010. Studi Proses Pemutihan Kelapa Sebagai Reinforced Fiber.Semarang :
Universitas Diponegoro.
http://lordbroken.wordpress.com/2011/02/12/alkohol-dan-bahayanya-metabolisme-dan-%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20efek/http://lordbroken.wordpress.com/2011/02/12/alkohol-dan-bahayanya-metabolisme-dan-%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20efek/http://lordbroken.wordpress.com/2011/02/12/alkohol-dan-bahayanya-metabolisme-dan-%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20efek/http://lordbroken.wordpress.com/2011/02/12/alkohol-dan-bahayanya-metabolisme-dan-%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20efek/