iii BIOLOGI PERIKANAN DAN KELAUTAN
Hak Cipta pada Direktorat Pembinaan SMK Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Dilindungi Undang-Undang
Milik Negara
Tidak Diperdagangkan
iv
KATA PENGANTAR
Undang-Undang Dasar Negara Republik Indonesia Tahun 1945 Pasal 31 ayat (3) mengamanatkan bahwa Pemerintah mengusahakan dan menyelenggarakan satu sistem pendidikan nasional, yang meningkatkan keimanan dan ketakwaan serta akhlak mulia dalam rangka mencerdaskan kehidupan bangsa, yang diatur dengan undang-undang. Atas dasar amanat tersebut telah diterbitkan Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 20 Tahun 2003 tentang Sistem Pendidikan Nasional
Implementasi dari undang-undang Sistem Pendidikan Nasional tersebut yang dijabarkan melalui sejumlah peraturan pemerintan, memberikan arahan tentang perlunya disusun dan dilaksanakan delapan standar nasional pendidikan, diantaranya adalah standar sarana dan prasarana. Guna peningkatan kualitas lulusan SMK maka salah satu sarana yang harus dipenuhi oleh Direktorat Pembinaan SMK adalah ketersediaan bahan ajar siswa khususnya bahan ajar Peminatan C1 SMK sebagai sumber belajar yang memuat materi dasar kejuruan
Kurikulum yang digunakan di SMK baik kurikulum 2013 maupun kurikulum KTSP pada dasarnya adalah kurikulum berbasis kompetensi. Di dalamnya dirumuskan secara terpadu kompetensi sikap, pengetahuan dan keterampilan yang harus dikuasai peserta didik serta rumusan proses pembelajaran dan penilaian yang diperlukan oleh peserta didik untuk mencapai kompetensi yang diinginkan. Bahan ajar Siswa Peminatan C1 SMK ini dirancang dengan menggunakan proses pembelajaran yang sesuai untuk mencapai kompetensi yang telah dirumuskan dan diukur dengan proses penilaian yang sesuai.
v kemampuan mencipta . Bahan ajar ini merupakan penjabaran hal-hal yang harus dilakukan peserta didik untuk mencapai kompetensi yang diharapkan. Sesuai dengan pendekatan kurikulum yang digunakan, peserta didik diajak berani untuk mencari sumber belajar lain yang tersedia dan terbentang luas di sekitarnya. Bahan ajar ini merupakan edisi ke-1. Oleh sebab itu Bahan Ajar ini perlu terus menerus dilakukan perbaikan dan penyempurnaan.
Kritik, saran, dan masukan untuk perbaikan dan penyempurnaan pada edisi berikutnya sangat kami harapkan; sekaligus, akan terus memperkaya kualitas penyajian bahan ajar ini.Atas kontribusi itu, kami ucapkan terima kasih. Tak lupa kami mengucapkan terima kasih kepada kontributor naskah, editor isi, dan editor bahasa atas kerjasamanya. Mudah-mudahan, kita dapat memberikan yang terbaik bagi kemajuan dunia pendidikan menengah kejuruan dalam rangka mempersiapkan Generasi Emas seratus tahun Indonesia Merdeka (2045).
vi
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... iv
DAFTAR ISI ... v
BAB 1 REAKSI REDUKSI DAN OKSIDASI ... 11
A. Konsep Reaksi Oksidasi dan Reduksi Berdasarkan Penggabungan dan Pelepasan Oksigen ... 11
B. Konsep Reaksi Oksidasi dan Reduksi Berdasarkan Pelepasan dan Penerimaan Elektron ... 12
C. Konsep Reaksi Oksidasi dan Reduksi Berdasarkan Perubahan Bilangan Oksidasi ... 13
C. Karakteristik Senyawa Organik ... 41
D. Tipe-tipe Reaksi Senyawa Organik ... 42
A. Polusi dan Limbah dalam Ekosistem Serta Dampaknya ... 78
B. Usaha Penanganan Limbah untuk Mengurangi Pencemaran Lingkungan ... 87
BAB 6 BIOTEKNOLOGI ... 96
A. Bioteknologi Konvensional ... 96
B. Bioteknologi Modern ... 102
vii
BAB7 KEMAGNETAN ... 115
A. Kemagnetan Bahan ... 115
B. Kutub Magnet ... 124
C. Medan Magnet di sekitar Arus Listrik ... 127
D Elektromagnet ... 129
E. Gaya Lorenz ... 136
BAB 8 KEGUNAAN DAN KOMPOSISI SENYAWA HIDROKARBON DALAM KEHIDUPAN SEHARI-ARI ... 144
A. Senyawa Hidrokarbon di Bidang Pangan ... 144
B. Senyawa Hidrokarbon di Bidang Sandang ... 146
C. Senyawa Hidrokarbon di Bidang Papan1 ... 147
D. Senyawa Hidrokarbon di Bidang Perdagangan ... 149
E. Senyawa Hidrokarbon di Bidang Seni Estetika1 ... 151
DAFTAR PUSTAKA ... 156
GLOSARIUM ... 161
1 oksidasi selalu disertai reaksi reduksi.
Reaksi redoks merupakan kegiatan dari reaksi oksidasi dan reduksi. Reaksi redoks sangat mudah dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. Perkaratan besi, perubahan warna daging apel menjadi kecokelatan kalau dikupas merupakan contoh peristiwa oksidasi. Pada bagian ini akan dipelajari lebih mendalam mengenai reaksi redoks ditinjau dari penggabungan dan pelepasan oksigen, pelepasan dan penerimaan elektron dan berdasarkan perubahan bilangan oksidasi.
A.
Konsep
Reaksi
Oksidasi
dan
Reduksi
Berdasarkan
Penggabungan dan Pelepasan Oksigen
Sejak dulu para ahli mengamati bahwa dalam reaksi kimia, jika suatu zat menerima oksigen, zat itu dikatakan mengalami oksidasi, reaksinya disebut reaksi oksidasi. Jika zat melepaskan oksigen, zat itu mengalami reduksi, reaksinya disebut reaksi reduksi.
Pengertian oksidasi dan reduksi dapat dijelaskan dengan contoh-contoh reaksi berikut.
Oksidasi: penggabungan oksigen dengan unsur/senyawa
2
B. Konsep Reaksi Oksidasi dan Reduksi Berdasarkan Pelepasan
dan Penerimaan Elektron
Dalam reaksi redoks (reaksi oksidasi dan reaksi reduksi), pereaksi yang dapat mengoksidasi pereaksi laindinamakan zat pengoksidasi atau oksidator. Sebaliknya, zat yang dapat mereduksi zat lain dinamakan zat pereduksi atau reduktor.
Pada awalnya pengertian reaksi oksidasi–reduksi hanya digunakan untuk reaksireaksi yang berlangsung dengan adanya perpindahan oksigen. Konsep ini kemudian berkembang terutama setelah konsep struktur atom dipahami. Melalui konsep struktur atom maka konsep oksidasi–reduksi dapat juga dijelaskan berdasarkan pengikatan dan pelepasan elektron, perhatikan contoh berikut!
Sumber: http://fisikakimia2.blogspot.co.id/
Gambar 1.1: Reaksi oksidasi dan reduksi
Reaksi oksidasi dan reaksi reduksi selalu terjadi bersamaan. Oleh karena itu, reaksi oksidasi dan reaksi reduksi disebut juga reaksi oksidasi-reduksi atau reaksi redoks. Zat yang mengalami oksidasi disebut reduktor, sedangkan zat yang mengalami reduksi disebut oksidator.
3
C. Konsep Reaksi Oksidasi dan Reduksi Berdasarkan Perubahan
Bilangan Oksidasi
Reaksi redoks dapat pula ditinjau dari perubahan bilangan oksidasi atom atau unsur sebelum dan sesudah reaksi. Reaksi redoks adalah reaksi yang ditandai terjadinya perubahan bilangan oksidasi dari atom unsur sebelum dan sesudah reaksi.
1.
Bilangan Oksidasi
Bilangan oksidasi adalah muatan yang dimiliki oleh atom jika elektron valensinya cenderung tertarik ke atom lain yang berikatan dengannya dan memiliki keelektronegatifan lebih besar. Ada beberapa aturan penentuan bilangan oksidasi, yaitu:
a. Bilangan Oksidasi Atom dalam Unsur Bebas sama dengan 0 (Nol)
Hal tersebut bisa dilihat dari bilangan oksidasi atom dalam unsur Na, Fe, H2, P4,
dan S8 yang sama dengan 0 (nol).
b. Bilangan Oksidasi Ion Monoatom sama dengan Muatan Ionnya Hal tersebut dicontohkan:
1) Bilangan oksidasi ion Na+ sama dengan +1; 2) Bilangan oksidasi ion Mg2+ sama dengan +2; 3) Bilangan oksidasi ion Fe3+ sama dengan +3; 4) Bilangan oksidasi ion Br- sama dengan -1;
5) Bilangan oksidasi ion S2- sama dengan -2.
c. Jumlah Bilangan Oksidasi Semua Atom dalam Senyawa Netral sama dengan 0 (Nol)
Senyawa kimia yang bilangan oksidasi semua atomnya dalam senyawa netral sama dengan nol, misalnya:
Senyawa NaCl mempunyai muatan = 0.
Hal ini karena jumlah biloks Na+ + biloks Cl = (+1) + (–1) = 0.
4 Untuk contoh tersebut adalah:
Ion NO3– bermuatan = –1, maka biloks N = +3 biloks O = -1.
e. Bilangan Oksidasi Fluor dalam Senyawanya = –1. Untuk contoh tersebut adalah:
Bilangan oksidasi F dalam NaF dan ClF3 sama dengan –1.
f. Bilangan Oksidasi Oksigen (O) dalam Senyawanya sama dengan -2, Kecuali dalam Senyawa Biner Fluorid, Peroksida, dan Superoksida.
Untuk contoh bilangan oksidasi oksigen tersebut adalah:
1) Bilangan oksidasi O dalam H2O, CO2, dan SO2 sama dengan –2;
2) Bilangan oksidasi O dalam senyawa peroksida, H2O2 dan Na2O2 sama
dengan –1;
3) Bilangan oksidasi O dalam senyawa fluorida, OF2 sama dengan +2;
4) Bilangan oksidasi O dalam senyawa superoksida KO2 dan CsO2 sama
dengan –.
g. Bilangan Oksidasi Hidrogen (H) jika Berikatan dengan Non-Logam sama dengan +1
Bilangan oksidasi H jika berikatan dengan logam alkali dan alkali tanah sama dengan –1.
Contoh:
1) Bilangan oksidasi H dalam HF dan H2O sama dengan +1.
2) Bilangan oksidasi H dalam NaH dan CaH2 sama dengan –1.
h. Bilangan Oksidasi Logam Golongan Ia (Alkali) dalam Senyawanya sama dengan +1
i. Bilangan Oksidasi Logam Golongan IIa (Alkali Tanah) dalam Senyawanya dengan +2
j. Bilangan Oksidasi Logam Transisi dalam Senyawanya dapat lebih dari Satu Contohnya adalah: Fe mempunyai bilangan oksidasi +2 dalam FeO; +3 dalam Fe2O3, dan seterusnya. Untuk memahami perubahan bilangan oksidasi dalam
5 Sumber: http://fisikakimia2.blogspot.co.id/
Gambar 1.2: Reaksi oksidasi logam transisi
Keterangan:
Oksidasi: pertambahan bilangan oksidasi
Reduksi: penurunan bilangan oksidasi
2. Reaksi Autoredoks
Dalam suatu reaksi kimia, suatu unsur dapat bertindak sebagai pereduksi dan pengoksidasi sekaligus. Reaksi semacam itu disebut autoredoks (disproporsionasi).
Contoh:
Cu dalam Cu2O teroksidasi dan tereduksi sekaligus dalam reaksi berikut:\
Sumber: http://fisikakimia2.blogspot.co.id/
6
RANGKUMAN
1. Konsep redoks berkembang mulai dari konsep penggabungan dan pelepasan oksigen yang menyatakan bahwa oksidasi adalah reaksi pengikatan oksigen oleh suatu zat, sedangkan reduksi adalah pegurangan oksigen dari senyawa yang mengandung oksigen.
2. Konsep redoks selanjutnya mengenai serah terima elektron, oksidasi mengalami pelepasan elektron sedangkan reduksi mengalami penerimaan elektron.
3. Konsep redoks mengenai perubahan bilangan oksidasi, oksidasi mengalami pertambahan bilangan oksidasi sedangkan reduksi mengalami penurunan bilangan oksidasi.
4. Autoredoks adalah suatu unsur yang dapat bertindak sebagai pereduksi dan pengoksidasi sekaligus.
7
UJI KOMPETENSI
A.
Pilihlah Jawaban yang paling benar
1. Reaksi reduksi adalah .... a. reaksi melepaskan elektron b. reaksi menerima proton c. reaksi pelepasan oksigen d. reaksi penggabungan oksigen e. reaksi pelepasan hydrogen
2. Bilangan oksidasi klor dalam senyawa HClO4 adalah ....
a. –1 b. +1 c. +3 d. +5 e. +7
3. Pada reaksi: AgClO3 + Cl2 AgCl + ClO2, atom klor pada senyawa AgClO3
mengalami perubahan bilangan oksidasi sebesar: a. -6
b. -4 c. -1 d. +4 e. +8
4. Bilangan oksidasi hidrogen = –1 terdapat pada senyawa .... a. NH3
b. NaH c. PH3
d. NHO3
8 5. Apabila suatu unsur menerima elektron, maka ....
a. bilangan oksidasinya akan turun b. bilangan oksidasinya akan naik c. reaktivitasnya akan meningkat d. unsur tersebut mengalami oksidasi e. menghasilkan bilangan oksidasi positif
6. Di bawah ini yang merupakan contoh dari reaksi oksidasi .... a. Ag++ e → Ag
b. 2AgO 2Ag +O2
c. 2NiO + C 2Ni + CO2
d. KOH K+ + OH–
e. 2Al + 3Zn2+ 2Al3+ +3Zn
7. Reaksi berikut adalah reaksi redoks, kecuali .... a. KI + Cl2 KCl + I2
b. Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2
c. 2K2CrO4 + H2SO4 K2Cr2O7+ K2SO4+H2O
d. H2O2+ H2S 2H2O + S
e. 2NaOH + Cl2 NaCl + NaClO +H2O
8. Manakah senyawa klor yang bertindak sebagai reduktor? a. ClO2– ClO3–
b. ClO4– Cl–
c. ClO– ClO4–
d. Cl– ClO2–
e. Cl2 2ClO3–
9. Pengolahan dari bijih logam menjadi logam murni dilakukan melalui proses: a. oksidasi
9 10. Bilangan oksidasi Cl dalam senyawa KClO2 adalah ....
a. +7 b. -1 c. +3 d. +1 e. +5
B. Jawablah dengan benar!
1. Sebutkan dan jelaskan konsep reaksi oksidasi dan reduksi! 2. Apa yang dimaksud dengan reaksi autoredoks? Berikan contoh! 3. Tentukan bilangan oksidasi atom belerang berikut ini.
a. S8
b. SO3
c. SO3
2-d. HSO4
-e. S4O6
2-f. SO4
2-4. Tentukan oksidator, reduktor, hasil reaksi dan hasil oksidasi untuk reaksi berikut. H2S + 2H2O + 3Cl2 SO2+ 6HCl
5. Tentukan bilangan oksidasi unsur-unsur penyusun senyawa berikut : a. NaClO3
b. KMnO4
10
BAB 2
SISTEM KOLOID
–
EMULSI DAN SUSPENSI
Jika diperhatikan, sekilas agar-agar seperti berbentuk padatan. Tetapi coba disentuh atau dicicipi, akan dirasakan adanya air dalam agar-agar tersebut, air yang terdispersi dalam padatan. Agar-agar adalah contoh nyata koloid. Apakah sistem koloid itu? Apa saja yang termasuk koloid?.
A. Koloid
Koloid merupakan suatu campuran zat heterogen (dua fase) antara dua zat atau lebih, partikel-partikel zat yang berukuran koloid (fase terdispersi/yang dipecah) tersebar secara merata di dalam zat lain (medium pendispersi/pemecah). Di antara campuran homogen dan heterogen terdapat sistem pencampuran yaitu koloid, atau bisa juga disebut bentuk (fase) peralihan homogen menjadi heterogen.
Campuran homogen adalah campuran yang memiliki sifat sama pada setiap bagian campuran tersebut, contohnya larutan gula dan larutan air garam. Sedangkan campuran heterogen sendiri adalah campuran yang memiliki sifat tidak sama pada setiap bagian campuran, contohnya air dan minyak, kemudian pasir dan garam. Ukuran partikel koloid berkisar antara 1-100 nm. Ukuran yang dimaksud dapat berupa diameter, panjang, lebar maupun tebal dari suatu partikel. Contoh dari sistem koloid dalam bidang tata boga atau dalam makan seperti mayones, agar-agar atau jelly, susu dan keju.
Ciri-ciri koloid adalah sebagai berikut:
1. Sistem koloid memiliki ukuran partikel 10-7 - 10-5 cm 2. Partikelnya dapat dilihat dengan miskroskop ultra
3. Pertikel koloid tidak dapat disaring dengan kertas saring biasa, tetapi dapat disaring menggunakan kertas perkamen
4. Koloid tahan lama
5. Koloid akan terkoagulasi apabila ditambah larutan 6. Koloid memiliki sifat elektrolit
11 Cobalah aktivitas berikut untuk menguji pengetahuan dalam membedakan campuran homogen dan heterogen atau sistem koloid!
Kelompokanlah bahan-bahan tersebut ke dalam kolom berikut:
Homogen ... Heterogen ... Koloid ...
1.
Macam-Macam Koloid
Berdasarkan kemampuannya menyerap air, koloid dibedakan menjadi dua, yaitu koloid hidrofil dan koloid hidrofob. Berikut ini uraian mengenai kedua jenis koloid tersebut.
a. Koloid Hidrofil
Koloid hidrofil adalah koloid yang suka menyerap (adsorbsi) terhadap pelarut air. Ciri-ciri koloid hidrofil adalah sebagai berikut :
1) Pada umumnya, koloid organik
2) Memiliki muatan bergantung pada mediumnya 3) Dapat bergerak di medan listrik
4) Tidak jelas menunjukkan adanya gerak Brown 5) Reaksinya berlangsung reversibel
12 Koloid hidrofob adalah koloid yang tidak suka terhadap pelarut air. Ciri-ciri koloid hidrofob adalah sebagai berikut:
1) Pada umumnya, koloid anorganik 2) Koloidnya bermuatan listrik tertentu 3) Menunjukkan gerak Brown yang jelas
4) Untuk mengkoagulasi diperlukan elektrolit yang sedikit 5) Reaksinya berlangsung ireversibel
2.
Koloid Pelindung
Koloid pelindung adalah koloid yang berfungsi untuk melindungi koloid lain dari elekrolit. Misalnya koloid hidrofil dapat melindungi hidrofob sehingga pada proses pencucian pakian terjadi pengangkatan kotoran yang sebenarnya koloid hidrofil melindungi hidrofob.
Macam-macam koloid berdasarkan fasenya dibagi menjadi sembilan, yaitu sabagai berikut :
a. Gas dalam gas: tipe koloid udara.
b. Cairan dalam gas: tipe koloid aerosol cair. Misalnya, kabut, awan, dan hair spray. c. Padat dalam gas: tipe koloid aerosol padat. Misalnya, debu dan asap rokok d. Gas dalam cair: tipe koloid busa atau buih. Misalnya, busa sabun dan krim kopi. e. Cair dalam cair: tipe koloid emulsi. Misalnya, santan, susu, kecap, dan minyak ikan. f. Padat dalam cair: tipe koloid sol. Misalnya, tinta dan cat.
g. Gas dalam padat: tipe koloid busa padat/batu apung. Misalnya, batu apung dan styrofoam.
h. Cair dalam padat: tipe koloid emulsi padat. Misalnya, mentega, keju, agar-agar dan jeli.
i. Padat dalam padat: tipe koloid sol padat. Misalnya, baja, kaca dan paduan logam.
3.
Sifat Khas Koloid
13 yang berkaitan dengan partikel, ion, atau senyawa lain, yaitu adsorpsi, koagulasi, elektroforesis, dan dialisis. Simak uraiannya berikut ini.
a.
Efek Tyndall
Efek Tyndall adalah penghamburan partikel apabila diberi seberkas sinar. Efek tersebut terjadi jika seberkas cahaya dilewatkan pada larutan dan suspensi. Contoh efek Tyndall dalam kehidupan sehari-hari, yaitu pada pancaran sinar matahari ke bumi.
Sumber:http://smpsma.com/
Gambar 2.1: Penghamburan cahaya dalam air disebabkan oleh
partikel partikel koloid yang terlarut
b.
Gerak Brown/Gerak Zig Zag
Gerak Brown adalah gerak acak atau gerak tidak beraturan dari partikel koloid. Gerakan ini terjadi karena benturan molekul-molekul zat pendispersi pada partikel koloid.
Sumber:http://nuttigekennis.blogspot.co.id/
14
c.
Adsorpsi
Beberapa partikel koloid memiliki sifat adsorpsi (penyerapan) terhadap partikel, ion, atau senyawa yang lain. Penyerapan pada permukaan ini disebut adsorpsi (harus dibedakan dari absorpsi yang artinya penyerapan sampai ke bawah permukaan)
Contoh :
1) Koloid Fe(OH)3 bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H+.
2) Koloid As2S3 bermuatan negatif karena permukaannya menyerap ion S2-.
Sumber:http://www.nafiun.com/
Gambar 2.3: Sifat adsorpsi pada partikel koloid
d.
Koagulasi
Koagulasi adalah penggumpalan partikel koloid sehingga membentuk endapan. Dengan terjadinya koagulasi, zat terdispersi tidak lagi membentuk koloid. Koagulasi dapat terjadi secara fisik, seperti pemanasan, pendinginan, pengadukan, atau secara kimia dengan penambahan elektrolit dan pencampuran koloid yang berbeda muatan.
Contoh:
1) Koloid Fe(OH)3 (positif), mudah terkoagulasi jika ditambahkan H2SO4 atau Na3PO4 dibanding HCl atau NaBr.
15 Sumber:https://www.slideshare.net
Gambar 2.4: Proses koagulasi
e.
Elektroforesis
Elektroforesis adalah peristiwa pergerakan partikel koloid yang bermuatan ke salah satu elektrode. Elektroforesis dapat digunakan untuk mendeteksi muatan partikel koloid. Jika suatu partikel koloid berkumpul di elektrode positif, berarti koloid itu bermuatan negatif. Sebaliknya, jika partikel koloid berkumpul di elektrode negatif, berarti koloid bermuatan positif
Sumber:https://www.slideshare.net/
Gambar 2.5: Proses elektroforesis
f.
Dialisis
Dialisis adalah proses pemurnian partikel koloid dari muatan-muatan yang menempel pada permukaannya. Pada proses dialisis digunakan selaput semipermeabel, misalnya pada pembuatan koloid Fe(OH)3, terdapat ion-ion H+ dan Cl-.
16 Sumber: https://www.slideshare.net/
Gambar 2.6: Proses dialisis
B. Emulsi
Emulsi adalah campuran antara pertikel-partikel suatu zat cair (fase terdispersi) dengan zat cair lainnya (fase pendispersi).
Ada dua tipe emulsi, yaitu:
➢ Emulsi A/M, yaitu butiran-butiran air terdispersi dalam minya. Air berfungsi sebagai fase internal dan minyak sebagai fase eksternal, dan
➢ Emulsi M/A, yaitu butiran-butiran minyak terdispersi dalam air.
Pada emulsi A/M, maka butiran-butiran air yang diskontinyu terbagi dalam minyak yang merupakan fase kontinyu. Sedangkan untuk emulsi M/A adalah sebaliknya. Kedua zat yang membentuk emulsi ini harus tidak atau sukar membentuk larutan dispersirenik.
1. Emulsi Menurut Komponen Utama
Emulsi tersusun atas tiga komponen utama, yaitu : fase terdispersi, fase pendispersi, dan emulgator.
a. Fase Terdispersi
17 dispersi ditandai dengan adanya zat yang terlarut dan zat pelarut. Contohnya, jika tiga jenis benda, yaitu pasir, gula dan susu masing-masing dimasukkan ke dalam suatu wadah yang berisi air, kemudian diaduk dalam wadah terpisah, maka kita akan memperoleh 3 sistem dispersi. Pasir, gula dan susu disebut fase terdispersi. Sedangkan air disebut medium pendispersi.
Terdispersi kasar memiliki ukuran di atas 100 nanometer. Sistem ini mula-mula keruh tetapi dalam beberapa saat segera nampak batas antara fasa terdispersi dengan medium pendispersi karena terjadinya pengendapan. Kita dapat memisahkan fase terdispersi dari mediumnya dengan cara melakukan penyaringan. Contoh dispersi kasar seorang pelayan restoran akan membuat adonan antara campuran tepung gandum dengan air.
Dispersi halus akan terbentuk bila diameter fasa terdispersi berukuran di bawah 1 nanometer, sistem bersifat homogen dan larutan tampak jernih. Dispersi halus tidak menghasilkan pengendapan sehingga bila kita menyaring fasa terdispersi maka tidak bisa dipisahkan dari medium pendispersinya. Contoh dispersi halus adalah dispersi gula di dalam air, spertus, larutan NaCl dalam air, larutan cuka, udara (campuran oksigen dan gas-gas lainnya), serta bensin.
b. Fase Pendispersi
Fase pendispersi merupakan zat cair yang berfungsi sebagai bahan dasar (fase eksternal). Contohnya seperti air.
c. Emulgator (Zat yang digunakan dalam Kestabilan Emulsi)
18 pada permukaan cairan dengan bagian ujung yang polar berada di air dan ujung hidrokarbon pada minyak.
Daya kerja emulgator disebabkan oleh bentuk molekulnya yang dapat terikat baik dalam minyak maupun dalam air. Bila emulgator tersebut lebih terikat pada air atau larut dalam zat yang polar maka akan lebih mudah terjadi emulsi minyak dalam air (M/A), dan sebalikya bila emulgator lebih larut dalam zat yang non polar, seperti minyak, maka akan terjadi emulsi air dalam minya (A/M). Emulgator membungkus butir-butir cairan terdispersi dengan suatu lapisan tipis, sehingga butir-butir tersebut tidak dapat bergabung membentuk fase kontinyu. Bagian molekul emulgator yang non polar larut dalam lapisan luar butir-butir lemak sedangkan bagian yang polar menghadap ke pelarut air.
Pada beberapa proses, emulsi harus dipecahkan. Namun ada proses dimana emulsi harus dijaga agar tidak terjadi pemecahan emulsi. Zat pengemulsi atau emulgator juga dikenal sebagai koloid pelindung, yang dapat mencegah terjadinya proses pemecahan emulsi, contohnya gelatin yang digunakan pada pembuatan es krim, sabun dan deterjen, protein, cat dan tinta, serta elektrolit.
2. Macam-macam Emulsi
Emulsi merupakan jenis koloid dengan fase terdispersi berupa zat cair. Berdasarkan medium pendispersinya, emulsi dapat dibagi menjadi: emulsi gas, emulsi cair dan emulsi padat.
a. Emulsi Gas
Emulsi gas disebut juga aerosol cair yaitu emulsi dalam medium pendispersi gas. Pada aerosol cair, seperti hairspray untuk dapat membentuk sistem koloid atau menghasilkan semprot aerosol yang diperlukan, dibutuhkan bantuan bahan pendorong atau propelan aerosol, yaitu CFC (Chlolorofuorocarbon atau freon). Aerosol cair juga memiliki sifat-sifat seperti sol liofob, efek Tyndall, gerak Brown, dan kestabilan dengan muatan partikel.
b. Emulsi Cair
19 Emulsi cair dapat digolongkan menjadi 2 jenis, yaitu emulsi minyak dalam air (contohnya susu yang terdiri dari lemak yang terdispersi dalam air, menjadi butiran minyak di dalam air), atau emulsi air dalam minyak (contohnya margarine yang terdiri dari air yang terdispersi dalam minyak, menjadi butiran air dalam minyak).
Bagaimana air dan minyak dapat bercampur sehingga membentuk emulsi cair? Air dan Minyak dapat bercampur membentuk emulsi cair apabila suatu pengemulsi (emulgator) ditambahkan dalam larutan tersebut. Karena kebanyakan emulsi adalah dispersi air dalam minyak, dan dispersi minyak dalam air, maka zat pengemulsi yang digunakan harus dapat larut dengan baik di dalam air maupun minyak. Contoh pengemulsi tersebut adalah senyawa organik yang memiliki gugus polar dan nonpolar. Bagian nonpolar akan berinteraksi dengan minyak/mengelilingi partikel-partikel minya, sedangkan bagian yang polar akan berinteraksi kuat dengan air. Contohnya yaitu pada sabun yang merupakan garam
karboksilat. Molekul sabun tersusun dari “ekor” alkil yang nonpolar (larut dalam minyak) dan kepala ion karbosilat yang polar (larut dalam air). Prinsip tersebut yang menyebabkan sabun dan deterjen memiliki daya pembersih. Ketika kita mandi atau mencuci pakaian, “ekor” nonpolar dari sabun akan menempel pada kotoran dan kepala polarnya menempel pada air. Sehingga tegangan permukaan air akan semakin berkurang, sehingga air akan jauh lebih mudah untuk menarik kotoran. Emulsi cair memiliki sifat:
1) Demulsifikasi, Kestabilan emulsi cair dapat rusak apabila terjadi pemanasan, proses sentrifugasi, pendinginan, penambahan elektrolit, dan perusakan zat pengemulsi 2) Pengenceran. Dengan menambahkan sejumlah medium pendispersinya, emulsi dapat
diencerkan. Sebaliknya, fase terdidpersi yang dicampurkan akan dengan spontan membentuk lapisan terpisah.
Sifat ini dapat dimanfaatkan untuk menentukan jenis emulsi.
c. Emulsi Padat atau Gel
20
1)
Gel Elastis
Gel elastis terjadi karena gaya tarik-menarik pada partikel rantainya yang relatif tidak kuat, sehingga gel ini bersifat elastis. Gel ini dapat berubah bentuk jika diberi gaya dan dapat kembali ke bentuk awal bila gaya tersebut ditiadakan. Gel elastis dapat dibuat dengan mendinginkan sol iofil yang cukup pekat. Contoh gel elastis adalah gelatin dan sabun.
2)
Gel Non-Elastis
Kerena ikatan pada rantai berupa ikatan kovalen yang cukup kuat, maka gel ini dapat bersifat non-elastis. Gel ini tidak memiliki sifat elastis, gel ini tidak akan berubah jika diberi suatu gaya. Salah satu contoh gel ini adalah gel silica yang dapat dibuat dengan reaksi kimia; menambahkan HCl pekat ke dalam larutan natrium silikat, sehingga molekul-molekul asam silikat yang terbentuk akan terpolimerisasi dan membentuk gel silika. Sifat-sifat gel adalah:
1) Hidrasi
Gel non-elastis yang terdehidrasi tidak dapat diubah kembali ke bentuk awalnya, tetapi sebaliknya gel elastis yang terdehidrasi dapat diubah kembali menjadi gel elastis dengan menambahkan zat cair.
2) Menggembung (Swelling)
Gel elastis yang terdehidrasi sebagian akan menyerap air apabila dicelupkan ke dalam zat cair sehingga volume gel akan bertambah dan menggembung
3) Sineresis
Gel anorganik akan mengerut bila dibiarkan dan diikuti penetesan pelarut, proses ini disebut sineresis.
21 sedangkan medium pendispersinya adalah air. Dalam sistem suspensi dapat dibedakan antara zat terdispersi dan medium pendispersi. Fase terdispersi dalam bentuk padatan dengan ukuran besar akan terlihat tersebar dalam medium air. Karena ukuran zat terdispersi besar, fase air tidak mampu lagi menahannya. Oleh karena itu, zat terdispersi akan mengendap. Ukuran zat terdispersi dalam suspensi lebih dari 10-4 cm. Dengan penyaringan biasa, zat terdispersi dapat disaring. Jadi, suspensi adalah dispersi padatan dengan bentuk fisik heterogen.
Penulisan suspensi dalam air adalah dengan memberikan identitas solid (s) yang menunjukkan bahwa padatan-padatan solid dari zat terlarut terdispersi. Misalnya, bentuk suspensi zat A dituliskan (s), artinya zat A tersebar secara merata dalam media air. Contoh suspensi adalah campuran tepung beras dalam air, air laut, larutan tanah, dan campuran pasir halus dalam air.
Suspensi memilki ciri-ciri sebagai berikut a. Suspensi memiliki diameter partikel > 10-5 cm
b. Suspensi dapat dilihat dengan miskroskop
c. Suspensi dapat disaring dengan menggunakan kertas sering biasa d. Suspensi bersifat labil artinya tidak tahan lama
e. Suspensi mudah mengalami koagulasi f. Suspensi termasuk campuran heterogen g. Tidak jenuh
Aktivitas Individu
1. Apakah perbedaan antara koloid hidrofil dan koloid hidrofob? 2. Apakah yang dimaksud dengan koloid pelindung?
3. Tuliskanlah contoh aerosol cair dan emulsi!
4. Koloid memiliki sifat khas, di antaranya efek Tyndall. Jelaskanlah tentang efek Tyndall tersebut!
22
RANGKUMAN
1. Koloid memiliki sifat khas, yaitu efek Tyndall, gerak Brown/gerak zig zag, adsorpsi, koagulasi, elektroforesis dan dialisis.
2. Kegunaan koloid dapat diterapkan dalam bidang industri, bidang kesehatan, dan bidang pertanian.
3. Koloid dapat dibuat melalui cara kondensasi dan dispersi.
4. Emulsi tersusun atas tiga komponen, yaitu fase terdispersi, fase pendispersi dan emulgator.
5. Emulsi terdiri atas emulsi gas, emulsi cair, dan emulsi padat.
6. Suspensi merupakan campuran heterogen antara fase terdidpersi dan fase pendispersi.
Refleksi
23
UJI KOMPETENSI
A.
Pilihlah Jawaban yang Paling tepat
1. Zat berikut ini yang termasuk koloid dalam gas adalah .... a. Kabut
b. Embun c. Asap d. Buih e. Batu apung
2. Cara pembuatan koloid dengan mengubah partikel kasar menjadi partikel koloid disebut ...
a. Dispersi b. Kondensasi c. Koagulasi d. Hidrolisa e. Elektrolisa
3. Contoh koloid hidrofil adalah .... a. Karbon dan air
b. Yodium dan air c. AgCl dan air d. Belerang dan air e. Agar-agar dan air
4. Aerosol adalah sistem dispersi air .... a. Cair dalam padat
24 5. Larutan koloid dapat dimurnikan dengan cara ....
a. Kristaliasasi b. Ultramikroskop c. Dialisis
d. Distilasi e. Penguapan
6. Koloid berikut yang fase teridispersinya cairan adalah ... a. Keju
b. Buih c. Karet busa d. Cat e. Kanji
7. Pembuatan koloid berikut ini tidak termasuk dispersi koloid .... a. Penghalusan mekanik
b. Peptisasi dengan cara kondensasi c. Penurunan kelarutan
d. Sol Fe(OH)3
8. Pemantulan sinar oleh partikel koloid disebut ... a. Efek Tyndall akan melarut. Suatu emulsi akan terjadi bila campuran ini dikocok dan ditambah ...
a. Air panas b. Air es
c. Sabun sabagai emulator d. Garam dapur
e. Minyak tanah
10. Kotoran dari lemak/minyak pada pakian dapat dibersihkan dengan bantuan sabun. Dalam hal ini, sabun bertindak sebagai ...
25 c. Zat pengemulsi
d. Zat peraksi e. Reduktor
B.
Jawablah pertanyaan berikut !
Larutan Keadaan Larutan Keadaan Filtrat Efek Cahaya
I Keruh Jernih Menghamburkan cahaya
II Keruh Jernih Menyerap
III Keruh Keruh Menyerap
IV Keruh Keruh Menghamburkan cahaya
V Jernih Jernih Menyerap
Berdasarkan data di atas, manakah larutan yang merupakan dispersi koloid ? 1. Empat percobaan pembuatan koloid :
a. Larutan H2S dialirkan dalam larutan arsen oksida encer
H2S + As2O3 H2O + As2S3 (sol arsen sulfida)
c. Larutan jenuh FeC3 diteteskan ke dalam air mendidih dengan reaksi : FeCl3 +
H2O HCl + Fe(OH)3 (sol besi(III) hidroksida)
d. Sol gelatin dipanaskan
e. Larutan kalsium asetat dicampur alkohol 95% Ca(CH3COO)2 gel Ca(CH3COO)2
Percobaan manakah yang menunjukkan pembuatan gel, jelaskan !
2. Berdasarkan data di bawah ini, manakah yang termasuk kelompok liofil ? a. Karet, AgCl, dan kanji
26
BAB 3
SENYAWA ORGANIK
Sekitar tahun 1780-an, ilmuwan bernama Karl Wilhelm Scheele sudah mulai membedakan antara senyawa organik dan senyawa anorganik. Scheele mendefinisikan senyawa organik sebagai senyawa yang dihasilkan dari makhluk hidup, sedangkan senyawa anorganik didefinisikan sebagai senyawa yang tidak dihasilkan dari makhluk hidup. Kemudian pada 1807, seorang ahli kimia bernama Jons Jacob Berzelius mengemukakan teori yang menyatakan bahwa senyawa organik hanya diperoleh dari makhluk hidup karena keberadaan roh / nyawa dan tidak dapat dibuat di laboratorium. Teori ini kemudian dikenal sebagai vital force theory atau vis vitalism theory.
Sesuai dengan namanya, organis adalah alami, dengan demikian senyawa organik adalah senyawa yang dihasilkan karena proses alami dari mahkluk hidup. Dulu banyak ilmuan beranggapan bahwa senyawa organik dihasilkan karena aktifitas mahkluk hidup, namun dewasa ini banyak senyawa organik yang dihasilkan berdasarkan uji dan penelitian seperti urea. Jika melihat dari produk urea yang pertama kali dilakukan penelitian oleh Friederich Wohler, maka kita menjadi sulit mencari perbedaan senyawa organik dan senyawa anorganik. Urea merupakan sekumpulan senyawa dari hasil bantuan mahkluk hidup tetapi itu juga bantuan dari proses alamiah buatan. Mengapa demikian? Karena dalam kimia tidak mengenal senyawa organik dan anorganik, semua karena mengalami proses kajian dan penelitian secara spesifik.
Senyawa organik adalah senyawa yang banyak mengandung unsur karbon dan unsur lainnya seperti hidrogen, oksigen, nitrogen, belerang, dan fosfor dalam jumlah sedikit. Senyawa organik adalah golongan besar senyawa kimia yang molekulnya mengandung karbon, kecuali karbida, karbonat, dan oksida karbon. Studi mengenai senyawaan organik disebut kimia organik. Banyak di antara senyawaan organik, seperti protein, lemak, dan karbohidrat, merupakan komponen penting dalam biokimia.
27 Pembeda antara kimia organik dan anorganik adalah ada/tidaknya ikatan karbon-hidrogen. Sehingga, asam karbonat termasuk anorganik, sedangkan asam format, asam lemak pertama, organik. Nama "organik" merujuk pada sejarahnya, pada abad ke-19, yang dipercaya bahwa senyawa organik hanya bisa dibuat/disintesis dalam tubuh organisme melalui vis vitalis - life-force.
Untuk lebih memahami perihal senyawa organik, perhatikan gambar di bawah ini:
Sumber: https://www.tokopedia.com/
Gambar 3.1: Rendang daging
Apa yang terpikir jika melihat gambar di atas? Gambar di atas merupakan gambar masakan Indonesia, yang berasal dari daerah Minang. Gambar di atas merupakan salah satu bentuk pemanfaatan senyawa organik. Apakah senyawa organik itu? Akan dipelajari bersama.
28
A.
Pengertian Senyawa Organik
Senyawa organik umumnya merajuk pada senyawa yang berasal dari makhluk hidup (organisme). Sedangkan senyawa yang diperoleh dari mineral (benda mati) dikategorikan sebagai senyawa anorganik. Dengan demikian senyawa organik adalah senyawa-senyawa yang dibentuk oleh unsur karbon yang memiliki sifat-sifat fisika dan sifat-sifat kimia yang khas. Senyawa organik harus dipisah pembahasannya dari senyawa unsur lain semata-mata karena alasan jumlahnya yang sangat besar.
Kimia karbon adalah nama populer lain dari kimia organik. Ilmu ini pada awalnya didefinisikan sebagai ilmu kimia yang mempelajari senyawa kimia yang dihasilkan oleh mahluk hidup beserta senyawa-senyawa turunannya. Seiring berjalannya waktu, semakin banyak senyawa organik yang dapat disentesis oleh manusia sehingga meruntuhkan mitos bahwa senyawa organik hanya bisa dibuat oleh mahkluk hidup.
Penyebutan “senyawa karbon” dihadirkan oleh para ilmuwan untuk menggantikan istilah “senyawa organik” karena senyawa yang dapat dihasilkan oleh mahluk hidup amatlah beragam. Oleh sebab itu, sejak awal ilmuwan yang menggeluti kimia karbon berusaha menggolongkan senyawa tersebut secara lebih sistematis dan merumuskan tata cara penaman senyawa juga dengan sistematis.
B.
Penggolongan Senyawa Karbon
Senyawa karbon yang hanya mengandung unsur karbon (C) dan hidrogen (H) dikenal sebagai senyawa hidrokarbon. Berdasarkan jenis ikatan antar atom karbonnya, senyawa hidrokarbon dapat digolongkan menjadi hidrokarbon jenuh dan tak jenuh. Selain itu, dikenal juga hidrokarbon aromatik. Berdasarkan kerangka karbonnya, senyawa karbon dapat digolongkan sebagai berikut.
1. Senyawa karbon alifatik, yaitu yang memiliki rantai karbon terbuka lurus ataupun bercabang
2. Senyawa karbon alisklik, yaitu yang memiliki rantai karbon terbuka lurus ataupun bercabang
29
C.
Karakteristik Senyawa Organik
Dari hasil pengamatan dapat diperoleh kesimpulan adanya sejumlah sifat yang membedakan antara senyawa organik dan anorganik. Perbedaan itu baik yang menyangkut aspek-aspek fisika maupun kimianya. Sifat-sifat itulah yang disebur ciri khas senyawa organik.
1. Aspek Fisika
Secara fisika, sifatnya antara lain : a) Rentangan suhu lebur 30–4000 C
b) Rentangan titik didih 30–4000 C
c) Sukar larut dalam air dan mudah larut dalam pelarut organik, dan d) Berwarna cerah
2. Aspek Kimia
Secara kimia, sifatnya antara lain:
a) Mengandung beberapa macam unsur, umumnya C, H, O, N, S, P, halogen, dan logam
b) Reaksinya berlangsung lambat, non ionik dan kompleks c) Mempunyai variasi sifat kimia yang banyak, serta d) Terdapat fenomena isomeri
D.
Tipe-tipe Reaksi Senyawa Organik
Pada senyawa organik terdapat beberapa tipe reaksi yang dapat terjadi, di antaranya:
1. Reaksi substitusi, 2. Reaksi adisi, 3. Reaksi eliminasi,
4. Reaksi penataan ulang (rearrangement), dan 5. Reaksi oksidasi reduksi (redoks).
E.
Klasifikasi-Senyawa Organik
30 perlu adanya klasifikasi. Langkah klasifikasi ini dimungkinkan karena kenyataan menunjukkan bahwa terdapat sejumlah senyawa organik yang memperlihatkan kesamaan dalam hal tertentu. Kesamaam itulah yang memungkinkan senyawa-senyawa tersebut dimasukkan ke dalam satu kelompok atau golongan.
1.
Dasar Klasifikasi Senyawa Organik
Pengklasifikasian senyawa organik berdasarkan atas: a) Kerangka atom karbon yang terdapat dalam struktur kimia b) Jenis unsur-unsur penyusunnya, dan
c) Gugus fungsi yang dimilikinya
2.
Tiga Golongan Besar Senyawa Organik
Berikut tiga golongan besar senyawa organik:
a)
Golongan Senyawa Alifatik dan Alisiklik
Hidrokarbon alifatik dapat dibagi menjadi tiga seri homolog berdasarkan tingkat saturasi yaitu :
1) Parafin atau alkana yang tanpa ikatan rangkap dua atau ikatan rangkap tiga 2) Olefin atau alkena yang mengandung satu atau lebih ikatan rangkap dua,
contohnya di-olfin (diena) atau poliolefin, serta
3) Alkuna yang memiliki satu atau lebih ikatan rangkap tiga
Senyawa ini dapat juga digolongkan berdasarkan gugus fungsi yang ada.Senyawa tersebut dapat berbentuk rantai lurus, rantai bercabang,atau siklik. Derajat percabangan senyawa itu menentukan karakteristiknya.
b)
Golongan Senyawa Homosiklik atau Karbonsiklik (Alisiklik dan
Aromatik)
Hidrokarbon aromatik mengandung mengandung ikatan rangkap dua terkonjugat. Hal itu berarti setiap atom karbon pada cincinnya terhibridasi sp2 sehingga menambah stabilitas. Contoh yang paling umum adalah benzena.
31
c)
Golongan Senyawa Heterosiklik
Karakteristik hidtokarbon siklik akan berubah jika terdapat heteroatom, yang dapat hadir dalam bentuk subsistem yang menempel di luar cincin (eksosiklik) atau sebagai bagian dalam cincin (endosiklik). Piridina dan furan merupakan contoh heterosiklik aromatik sedangkan piperidina dan tetrahidrofuran merupakan contoh heterosiklik alisiklik.
F.
Sifat-Sifat Senyawa Organik
Semua bahan alami mengandung unsur karbon yang berikatan dengan satu atau lebih unsur lainnya. Sebagai contoh, hidrokarbon merupakan senyawa yang terdiri dari karbon dan hidrogen. Selain unsur karbon, hidrogen dan oksigen sebagai unsur penyusun utamanya, ada beberapa unsur lainnya, seperti nitrogen, fosfor dan sulfur meskipun dalam jumlah yang tidak besar.
Berikut ini adalah sifat-sifat dari senyawa organik: 1. Mudah terbakar,
2. Mudah membusuk,
3. Titik didih dan titik lelh rendah,
4. Mempunyai sifat yang kurang meleleh di dalam air,
5. Senyawa organik biasanya ada dalam bentuk molekul (bukan dalam bentuk ion), 6. Bobot molekul yang biasanya tinggi.
G.
Gugus Fungsi
32
1.
Alkil Halida
Alkil halida adalah turunan hidrokarbon yang satu atau lebih hidrogenya diganti dengan halogen. R-X sering digunakan sebagai notasi umum untuk organik halida, R menandakan suatu gugus alkil dan X untuk suatu halogen. Reaksi alkil halida dikelompokan menjadi dua, yaitu reaksi substitusi dan reaksi eliminasi.
2.
Alkohol
Atom oksigen yang bervalensi dua, satu atau kedua valensinya dapat berikatan dengan karbon. Bila oksigen mengikat satu hidrogen dan satu karbon (C-O-H) atau ditulis sebagai R-OH, maka senyawa hidroksilat ini disebut sebagai gugus fungsi hidroksil (-OH-) dan dikenal sebagai alkohol.
3.
Eter
Bila kedua valensi atom oksigen mengikat atom karbon, senyawa demikian termasuk golongan oksida organik yang dikenal sebagai eter dengan rumus umum R-O-R. Eter merupakan asam lemah karena adanya pasangan elektron bebas pada oksigen yang bereaksi dengan proton dari asam-asam kuat atau basa lewis.
4.
Aldehid dan Keton
Aldehid dan keton adalah senyawa-senyawa yang mengandung salah satu dari gugus penting di dalam kimia organik, yaitu gugus karbonil C=O. Semua senyawa yang mengandung gugus fungsi ini disebut senyawa karbonil. Gugus karbonil adalah gugus yang paling menentukan sifat kimia aldehid dan keton
5.
Asam Basa Organik
Asam organik yang dimaksud adalah kelompok asam karbosilat dan basa organik yang dimaksud adalah kelompok senyawa amina.
a.
Basa Amina
Senyawa amina ditandai dengan gugus fungsi amino (-NH3). Senyawa amina
33 amina dibedakan atas amina alifatik. Jika terikat pada karbon alifatik, contoh CH3-CH2
-NH2 (etil amina) dan amina aromatik jika gugus karbonnya adalah karbon aromatik.
b.
Asam Karboksilat
Asam karbosilat adalah asam organik yang dicirikan oleh gugus fungsi karboksil yang terbentuk melalui perpaduan antara gugus karbonil dengan gugus hidroksil yang terpaut dalam satu karbon. Turunan asam karboksilat yaitu ester, anhidrida asam karbosilat dan amida.
Tabel 3.1 Perbedaan antara senyawa organik dengan senyawa anorganik
No. Senyawa Organik Senyawa Anorganik
1 Kebanyakan berasal dari makhluk hidup dan beberapa dari hasil sintesis
Berasal dari sumber daya alam mineral (bukan mahkluk hidup) 2 Senyawa organik lebih mudah terbakar Tidak mudah terbakar
3 Strukturnya lebih rumit Strukturnya sederhana 4 Semua senyawa organik mengandung
unsur karbon
Tidak semua senyawa anorganik yang memiliki unsur karbon 5 Hanya dapat larut dalam pelarut organik Dapat larut dalam pelarut air atau
organik
Aktivitas Individu:
1. Jelaskan kegunaan senyawa hidrokarbon dalam pembuatan plastik dan parfum! 2. Jelaskan mengapa daging apabila didiamkan selama beberapa hari dan kontak
dengan udara, daging tersebut akan membusuk. Akan tetapi, jika disimpan pada freezer dan tidak kontak langsung dengan udara, daging tersebut tidak membusuk! 3. Jelaskan cara membuat alkohol, dan bakteri apa yang digunakan untuk membuat
34
Melakukan Eksperimen
Penentuan Atom C dan H dalam Senyawa Hidrokarbon
Senyawa hidrokarbon merupakan senyawa yang mengandung unsur karbon (C). Selain unsur karbon, senyawa hidrokarbon juga mengandung unsur hidrogen (H). Dalam percobaan ini akan dibuktikan adanya unsur C dan H dalam senyawa-senyawa
5 Penjepit tabung reaksi 6 Lampu spiritus 7 Gelas ukur
2. Bahan
No. Nama Bahan
1 Serbuk tembaga oksida (CuO) 2 Gula pasir
3 Larutan kalsium hidroksida (Ca(OH)2)
Cara Kerja:
1. Masukkan sedikit campuran serbuk tembaga (CuO) dan gula pasir ke dalam sebuah tabung reaksi. Kemudian tutup tabung reaksi dengan sumbat gabus yang sudah diberi pipa kaca.
2. Masukkan 10 ml, larutan Ca(OH)2 0,1 M ke dalam tabung reaksi yang lain,
kemudian celupkan sisi pipa kaca satunya ke dalam larutan Ca(OH)2.
3. Panaskan tabung yang berisi campuran CuO dan gula pasir selama beberapa menit. 4. Amati perubahan yang terjadi pada tabung reaksi yang berisi larutan Ca(OH), dan
amati jug bintik-bintik air yang timbul di dalam pipa kaca.
Tabel Hasil Pengamatan
No. Nama Alat Keterangan
1 Warna larutan Ca(OH)2 mula-mula ...
2 Warna larutan Ca(OH)2 setelah percobaan ...
35 5. Amati, gas apakah yang terbentuk pada pemanasan campuran gula dan tembaga
oksida!
6. Apakah yang menyebabkan kekeruhan pada air kapur? Perubahan kekeruhan air kapur tersebut dapat membuktikan unsur apa? Jelaskan!
7. Unsur apakah yang dapat dibuktikan dengan munculnya bintik-bintik air?
8. Lakukan diskusi kelompok dari hasil pengamatan itu dan presentasikan di dalam kelasmu!
Refleksi
36
RANGKUMAN
1. Senyawa organik dapat berasal dari mahkluk hidup dan dapat juga disintesis dari senyawa anorganik.
2. Atom karbon memiliki kemampuan membentuk rantai karbon.
3. Beradasarkan jumlah atom C yang diikat oleh atom C yang lain, atom C dibedakan atas atom C primer, atom C sekunder, atom C tersier dan atom C kuarterner.
4. Alkana merupakan hidrokarbon yang seluruh ikatannya tunggal atau jenuh dan memiliki rumus umum CnH2n+2. Alkana memiliki senyawa turunan, antara lain
haloalkana, alkohol, eter, aldehida, keton, asam karboksilat, dan ester.
5. Alkena adalah hidrokarbon yang memiliki ikatan rangkap dua dengan rumus umum CnH2n.
6. Alkuna adalah hidrokarbon yang memiliki ikatan rangkap tiga dengan rumus umum CnH2n-2.
7. Benzena merupakan senyawa hidrokarbon aromatik. Benzena memiliki senyawa turunan, antara lain toluena, fenol, dan asam benzoat.
8. Isomer adalah senyawa-senyawa karbon dengan rumus molekuk sama, tetapi rumus strukturnya berbeda.
9. Senyawa-senyawa yang berisomer memiliki sifat fisis yang berbeda.
10. Senyawa alkana dapat memiliki isomer struktur. Senyawa alkena dapat memiliki isomer struktur, isomer posisi, dan isomer geometri. Senyawa alkuna dapat memiliki isomer struktur dan isomer posisi.
37
UJI KOMPETENSI
A.
Pilihlah jawaban yang paling tepat
1. Pernyataan berikut yang benar tentang kekhasan atom karbon adalah atom C... a. Memiliki 4 elektron pada kulit terluar
b. Mengikat 4 elektron untuk mencapai susunan elektron stabil c. Dpat membentuk 4 ikatan kovalen dengan atom lain
d. Memiliki kemampuan membentuk rantai karbon e. Terletak pada golongan IVA dalam sistem periodik
2. Senyawa hidrokarbon adalah senyawa yang mengandung unsur-unsur ... a. Karbon dan oksigen
b. Karbon dan nitrogen c. Karbon dan hidrogen d. Oksigen dan hidrogen e. Hidrogen dan nitrogen 3. Alkohol memiliki gugus fungsi ....
a. –C- b. –OH c. –CO- d. –O- e. –COOH-
4. Reaksi penggantian satu atom dengan atom lain pada hidrokarbon disebut reaksi ... a. Adisi
b. Substitusi c. Reduksi d. Halogenasi e. Sulfonasi
5. Perhatikan rumus struktur senyawa CH3– O – CH3. Nama senyawa tersebut adalah:
38 6. Pasangan hidrokarbon berikut yang merupakan deret homolog adalah ...
a. C2H4 dan C3H8 b. C2H4 dan C4H8 c. C2H6 dan C3H10 d. C2H6 dan C3H6 e. C2H2 dan C3H4
7. Rumus molekul berikut yang tergolong hidrokarbon tak jenuh adalah a. C3H8
b. C6H14
c. C7H14
d. C3H12
e. C8H18
8. Nama yang tepat untuk senyawa dengan rumus struktur berikut adalah ... CH3Br – CHBr – CH2Cl
9. Atom C sekunder alkohol terdapat pada .... a. 1-butanol
b. 1-propanol c. 2-propanol d. 1-pentanol e. 2-matol-2-butanol
10. Berikut senyawa hasil reaksi halogenasi pada benzena yaitu ... a. CH3
b. OH c. COCH3
d. Br e. NO2
11. Upaya untuk mencari daerah yang mengandung minyak bumi disebut ... a. Eksplorasi
39 c. Eksploitasi
d. Pemisahan e. Pengubahan
12. Isomer dari heksana adalah ... a. 3-etilpentana
b. 2,4-dimetilpentana c. 3-metilheksana d. 2,3-dimetilbutana e. 2,2,3-trimetilbutana
13. Benzena yang disubstitusi oleh gugus –OH adalah .... a. Anilin
b. Fenol c. Toluena d. Benzaldehida e. Asam benzoat 14. Isomer aldehida adalah ...
a. Alkohol b. Eter c. Keton d. Ester
e. Asam karboksilat
15. Nama yang tidak sesuai aturan IUPAC adalah ... a. 3-metil-2-pentena
40
B.
Jawablah dengan benar!
1.
Mengapa atom karbon dapat membentuk begitu banyak persenyawaan? Jelaskan!2.
Tuliskanlah kegunaan dan dampak penggunaan senyawa benzena dan turunannya!3.
Apa fungsu senyawa organik untuk kehidupan manusia?4.
Jelaskan apa perbedaan dari senyawa organik dan senyawa anorganik?41
BAB 4
BAHAN KIMIA DALAM BAHAN MAKANAN
Hampir semua makanan yang kita jumpai mengandung bahan tambahan makanan atau zat aditif. Zat aditif ditambahkan ke dalam makanan dengan tujuan tertentu. Makanan yang terlihat pada gambar berikut mengandung zat aditif makanan. Apakah zat aditif makanan itu? Bahan apakah yang termasuk zat aditif makanan?
Sumber:http://www.tokomesin.com/
Gambar 4.1: Makanan ringan
42 (a) (b)
Sumber:http://recreatinghappiness.com/
Gambar 4.2 (a) Rainbow cake dengan pewarna makanan
(b) Kue donat tidak menggunakan pewarna makanan
Cobala perhatikan gambar di diatas! Makanan mana yang lebih menarik perhatian? Makanan yang berwarna-warni akan membangkitkan selera orang yang melihatnya. Makanan tersebut memiliki warna karena diberi pewarna makanan. Pewarna makanan merupakan salah satu contoh dari zat aditif makanan. Apakah zat aditif makanan itu? Zat apa saja yang tergolong ke dalam zat aditif makanan?
A. Zat Aditif Makanan dan Manfaatnya
1. Apakah Zat Aditif Makanan?
Menurut pengertian Badan Pengawasan Obat dan Makanan (Badan POM), zat aditif makanan atau bahan tambahan pangan adalah bahan yang ditambahkan ke dalam pangan untuk mempengaruhi sifat atau bentuk pangan, baik yang mempunyai maupun tidak mempunyai nilai gizi. Zat aditif makanan diberikan untuk meningkatkan kualitas, menambah rasa, dan memantapkan kesegaran produk makanan.
Penggunaan zat adatif pada makanan telah dilakukan sejak zaman dahulu kala. Contohnya adalah penggunaan garam sebagai zat aditif pada proses pengawetan ikan yang telah dilakukan sejak 3500 tahun sebelum masehi di daerah Mediterania.
43 aroma, serta untuk mengawetkan dan mempermudah proses pengolahan. Secara khusus kegunaan zat aditif dalam makanan adalah sebagai berikut:
a. Membuat Makanan Menjadi Tahan Lama
Pernahkah kamu melihat roti berjamur atau ikan yang busuk ? Karena aktivitas mikroba, seperti bakteri dan jamur, makanan yang kita simpan bisa menjadi busuk. Makanan yang busuk tentu saja tidak dapat dikonsumsi lagi. Zat aditif yang diberikan pada bahan makanan akan membuatnya tahan lama sehingga memungkinkan makanan tersebut disimpan untuk waktu lama, tetapi masih dapat dikonsumsi sacara aman.
Sumber: https://krisanputihku.blogspot.co.id
Gambar 4.3 Roti dapat membusuk karena aktivitas mikroba
b. Membuat Makanan Menjadi Lebih Enak
44 (a) (b)
Sumber:https://id.pinterest.com/amandanikole19/boba-licious/
Gambar 4.4: (a) Warna pada puding berasal dari warna agar-agar
(b) Pewarna membuat minuman terlihat lebih menarik
c. Mempertahankan Nilai Gizi
Produk-produk makanan seperti susu, terigu, minyak goreng, dan magarin sering ditambahkan vitamin dan mineral ke dalamnya. Sebenarnya produk-produk tersebut telah mengandung gizi didalamnya. Akan tetapi, zat gizi yang terdapat dalam makanan dapat rusak ataupun berkurang pada saat pengolahan. Oleh karena itu, diperlukan zat tambahan yang dapat mempertahankan kandungan gizi produk makanan selama proses pengolahan. Sebagai contoh, penambahan bahan antioksidan seperti BHA (Butil Hidroksil Anisol) pada minyak goreng dan margarin akan mempertahankan kandungan vitamin A di dalamnya.
d. Memperbaiki Penampilan Makanan
Penampilan fisik makanan yang menarik akan menggugah selera kita. Pernahkah kamu makan pulang? Warna yang terdapat pada puding berasal dari warna agar-agar. Penggunaan pewarna pada makanan akan membuat makanan terlihat lebih menarik dan menimbulkan selera kita untuk makan.
e. Menghemat Biaya Produksi
45 produk makanan atau minuman untuk memperpanjang masa simpan. Dengan demikian, kerugian pun dapat diminimalkan.
Aktivitas Individu
1.
Penggunaan zat aditif pada makanan telah diatur melalui peraturan Menteri Kesehatan RI No. 722/Menkes/Per/IX/88. Hal ini berarti dalam penggunaannya tidak bisa sembarangan.2.
Carilah peraturan Menteri Kesehatan RI No. 722/Menkes/Per/IX/88 kemudian diskusikan di kelas!B. Jenis-Jenis Zat Aditif Makanan
Zat apakah yang termasuk ke dalam zat aditif makanan? Pewarna, pemanis, pengawet, dan penyedap merupakan jenis-jenis bahan aditif makanan. Selain itu, kita juga mengenal jenis zat aditif lain, seperti pengemulsi, pengikat logam, antikerak, pemucat, penjernih larutan, pengembang, dan pengasam.
Pada bab ini, hanya akan mempelajari bahan aditif makanan jenis pewarna, pemanis, pengawet, dan penyedap makanan. Berdasarkan bahan penyusunnya, zat aditif makanan dibagi menjadi bahan kimia alami dan bahan kimia buatan.
1.
Bahan Pewarna
Penambahan bahan pewarna makanan bertujuan memberi kesan menarik, menyeragamkan dan menstabilkan warna, serta menutupi perubahan warna akibat proses pengolahan dan penyimpanan. Secara garis besar, pewarna dibedakan menjadi pewarna alami dan pewarna buatan (sintetis).
a.
Pewarna Alami
46 Pewarna alami merupakan pewarna yang aman untuk dkonsumsi. Akan tetapi, pewarna jenis ini memiliki kelemahan, seperti warnanya tidak homogen dan ketersediannya terbatas.
(a) (b) Sumber:https://indonesian.alibaba.com/
Gambar 4.5: (a) Pandan merupakan salah satu pewarna alami
(b) Nasi kuning-makanan yang menggunakan pewarna alami
b.
Pewarna Buatan (Sintetis)
Pewarna buatan merupakan pewarna yang diperoleh dari hasil sintetis bahan-bahan kimia di laboratorium. Contoh bahan-bahan kimia yang termasuk bahan-bahan pewarna buatan adalah tartrazin, kamoisin, biru berlian, fast green FCF, eritrosin, indigoting surest yellow FCF, dan ponceau 4R. Pewarna tersebut telah diizinkan penggunaannya untuk makanan. Meskipun demikian penggunaannya tidak boleh berlebihan karena bisa saja membahayakan kesehatan.
Pewarna sintetis memiliki kelebihan, yaitu warnanya homogen dan penggunaannya sangat efesien karena hanya memerlukan jumlah yang sangat sedikit. Selain itu, pewarna tersebut tersedia dalam berbagai warna. Beberapa zat pewarna dilarang digunakan dalam makanan karena berbahaya, bahkan ada yang bersifat karsinogen (dapat menyebabkan kanker).
47
Aktivitas Individu:
Sebutkan kelebihan dan kekurangan yang dimiliki oleh pewarna buatan! Diskusikan bersama temanmu!
2.
Bahan Pemanis
Seperti halnya bahan pewarna, kita pun mengelompokkan bahan pemanis ke dalam dua golongan, yaitu pemanis alami dan buatan. Bahan pemanis apakah yang biasa kamu gunakan?
Sumber: https://id.pinterest.com/
Gambar 4.6: Agar lebih lezat, kue tart menggunakan pemanis
a.
Pemanis Alami
Pemanis alami merupakan bahan pemanis yang diperoleh dari bahan-bahan alami. Contoh pemanis alami, di antaranya gula pasir yang diperoleh dari tebu, gula merah yang diperoleh dari pohon aren dan madu yang diperoleh dari lebah atau tawon.
b.
Pemanis Buatan
48 Kalori yang dihasilkan pemanis buatan jauh lebih rendah daripada yang dihasilkan gula. Saat ini, banyak orang yang berusaha mengurangi kalori untuk menjaga berat badan. Dengan alasan ini, mereka mengganti gula dengan pemanis buatan. Dalam industri makanan, pemanis buatan banyak dipilih karena lebih ekonomis.
Pemanis buatan memang lebih rendah kalori dan hemat, tetapi penggunaannya secara terus menerus dapat menimbulkan penyakit. Di Amerika dan Jepang, penggunaan siklamat sudah dilarang. Demikian juga dengan di sebagian besar negara-negara di Eropa. Sakarin meski tidak dilarang di Amerika dan Jepang, tetapi penggunaannya mulai diragukan. Pada hewan percobaan, sakarin dianggap dapat menimbulkan kanker kandung kemih.
Di Indonesia penggunaan siklamat belum dilarang. Ada 13 Jenis pemanis buatan yang diizinkan penggunaannya dalam produk-produk pangan, yaitu aspartam, acesulfam-K, alitam, neotam, siklamat, sakarin, sukralosa, isomalt, xilitol, maltitol, manitol, sorbitol dan laktitol.
Kamu perlu berhati-hati dalam memilih produk makanan dengan rasa manis karena bisa saja menggunakan pemanis buatan. Sebaiknya baca terlebih dahulu komposisinya yang terdapat dalam kemasan. Ada beberapa ciri produk yang menggunakan pemanis buatan, yaitu mempunyai rasa pahit ikutan (after taste), khususnya sakarin. Selain itu, minuman yang menggunakan pemanis buatan akan lebih encer dibandingkan dengan minuman yang menggunakan gula.
(a) (b)
Sumber https://dir.indiamart.com/ dan http://manfaat.co.id/manfaat-madu
49 Sumber: http://yang-heboh.blogspot.co.id/
Gambar 4.8 Sakarin
Aktivitas Individu:
Apa saja dampak negatif dari penggunaan pemanis buatan! Diskusikan bersama temanmu!
Bahan Pengawet
Apakah bahan pengawet makanan itu? Bahan pengawet makanan adalah bahan yang ditambahkan pada makanan untuk mencegah atau menghambat terjadinya kerusakan atau pembusukan makanan akibat jamur, bakteri, atau mikroorganisme lain. Penggunaan pengawet makanan terutama dilakukan oleh perusahaan yang memproduksi makanan terutama dilakukan oleh perusahaan yang memproduksi makanan yang mudah rusak. Dengan pemberian bahan pengawet, makanan tetap terpelihara kesegarannya.
Bagaiman bahan pengawet bekerja? Bahan pengawet di dalam makanan bekerja dengan cara mencegah terjadinya oksidasi dan menghambat pertumbuhan bakteri atau jamur tertentu. Bahan pengawet dapat dibedakan menjadi dua, yaitu pengawet alami dan pengawet buatan.
a.
Pengawet Alami
50 pengawetan makanan adalah pengasapan yang dapat mengawetkan daging atau ikan. Selain melalui pengasapan, berikut adalah teknik pengawetan makanan yang dilakukan dengan menggunakan bahan atau cara alami.
Tabel 4.1 Beberapa teknik pengawetan makanan
Teknik Pengawetan Prinsip Kerja Contoh
Pengasaman dalam Mikroba tidak dapat hidup Acar mentimun-bawang cuka pada lingkungan yang asam merah dan asinan buah
atau sayur
Menggunakan gula Pada konsentrasi gula dan Manisan buah kering dan penggaraman garam yang tinggi, air akan dan ikan asin
keluar dari sayuran/ikan/buah yang akan di awetkan. Mikroba tidak dapat hidup tanpa air
Pengasapan Bahan kimia yang terdapat Daging dan ikan asap dalam asam bersama dengan
proses pengeringan akan membunuh mikroba
Pendinginan Suhu yang rendah Sayuran, buah, ikan, menghambat aktivitas dan daging dalam
Mikroba lemari es
b.
Pengawet Buatan
Pengawet buatan merupakan teknik pengawetan makanan yang dilakukan dengan menggunakan bahan-bahan kimia. Penggunaan pengawet buatan dalam makanan harus tepat baik jenis maupun takarannya. Suatu pengawet mungkin efektif untuk mengawetkan makanan tertentu namun tidak untuk makanan lainnya. Hal ini karena sifat dari makanan yang berbeda-beda dan jenis mikroba perusaknyapun berbeda.
Beberapa bahan pengawet yang umum digunakan dan jenis makanannya di antaranya adalah sebagai berikut:
1. Asam Asetat
Asam asetat dikenal di kalangan masyarakat sebagai asam cuka. Bahan ini menghasilkan rasa masam dan jika jumlahnya terlalu banyak akan mengganggu selera karena bahan ini sama dengan sebagian isi dari air keringat.
51
2.
Benzoat
Benzoat banyak ditemukan dalam bentuk asam benzoat maupun natrium benzoat (garamnya). Berbagai jenis soft drink (minuman ringan), sari buah, nata de coco, kecap, saus, selai, dan agar-agar diawetkan dengan menggunakan bahan jenis ini.
3.
Sulfit
Bahan ini biasa dijumpai dalam bentuk garam kalium atau natrium bisulfit. Potongan kentang, sari nanas, dan udang beku biasa diawetkan dengan menggunakan bahan ini.
4. Propil galat
Digunakan dalam produk makanan yang mengandung minyak atau lemak dan permen karet serta untuk memperlambat ketengikan pada sosis. Propil galat juga dapat digunakan sebagai antioksidan.
5. Propianat
Jenis bahan pengawet propianat yang sering digunakan adalah asam propianat dan garam kalium atau natrium propianat. Propianat selain menghambat kapang juga dapat menghambat pertumbuhan bacillus mesentericus yang menyebabkan kerusakan bahan makanan. Bahan pengawetan produk roti dan keju biasanya menggunakan bahan ini.
6. Garam Nitrit
Garam nitrit biasanya dalam bentuk kalium atau natrium nitrit. Bahan ini terutama sekali digunakan sebagai bahan pengawet keju, ikan, daging, dan juga daging olahan seperti sosis, atau kornet, serta makanan kering seperti kue kering.
Perkembangan mikroba dapat dihambat dengan adanya nitrit ini. Misalnya, pertumbuhan clostridia di dalam daging yang dapat membusukkan daging.
7. Sorbat
52 sorbat sangat efektif dalam menekan pertumbuhan kapang dan tidak memengaruhi cita rasa makanan pada tingkat yang diperbolehkan.
Bahan kimia di atas adalah yang diizinkan penggunaannya sebagai pengawet makanan. Akan tetapi, pengawet yang dilarang sering dipergunakan sebagai pengawet makanan, seperti boraks dan formalin. Penggunaan formalin dan boraks sebagai pengawet makanan sangat membahayakan kesehatan.
Boraks banyak digunakan pada makanan seperti baso, mie basah, lontong, dan pangsit. Selain untuk mengawetkan, boraks juga dapat membuat makanan lebih kompak (kenyal) teksturnya. Penggunaan boraks dalam makanan dapat membahayakan kesehatan. Boraks dapat menyebabkan gangguan pada otak, hati dan kulit. Boraks bersifat sebagai pembunuh kuman sehingga digunakan sebagai bahan antijamur pada kayu dan antiseptik pada kosmetik.
Formalin tidak kalah berbahaya. Formalin sebenarnya merupakan bahan untuk mengawetkan mayat. Saat ini, formalin banyak disalahgunakan untuk pengawet makanan seperti tahu dan mie basah. Formalin yang masuk ke dalam tubuh dapat menyebabkan gangguan alat pencernaan, jantung, dan kanker paru-paru.
Sumber: http://jutaantoko.com/
53 (a) (b)
Sumber : http://kaltim.tribunnews.com/
Gambar 4.10: (a) Boraks
(b) Formalin sering disalahgunakan sebagai pengawet makanan
c.
Pengaruh Bahan Pengawet
Seringnya mengonsumsi makanan yang mengandung pengawet buatan dalam jangka lama memungkinkan terjadinya akumulasi zat-zat tersebut dalam tubuh. Hal ini dapat memicu timbulnya berbagai penyakit. Penggunaan BHA dan BHT dalam jangka panjang dapat menyebabkan kelainan pada kromosom bagi orang-orang yang alergi terhadap aspirin. Selain itu, penggunaan natrium nitrit sebagai pengawet dan untuk mempertahankan warna daging atau ikan ternyata menimbulkan efek yang membahayakan kesehatan. Sampai saat ini garam benzoat masih dianggap sebagai pengawet yang aman karena jika dikonsumsi, benzoat tidak mempunyai efek teratogenik (menyebabkan cacat bawaan) dan efek karsinogenik (penyebab kanker).
Aktivitas Individu:
Apa saja kekurangan dan kelebihan penggunaan pengawet alami dan pengawet buatan! Diskusikan bersama temanmu!
4.
Bahan Penyedap
Apa yang diketahui mengenai bahan penyedap? Apakah sering menggunakannya ketika memasak? Mengapa bahan penyedap dikategorikan sebagai zat aditif ?
