Kimia Fisika III - Ketengikan Minyak

(1)

[

[ 1

1 1 ]]]]

1 JUDUL

: Penentuan Orde Reaksi Pada Laju Ketengikan Minyak Kelapa Sawit

Dengan Metode Totrasi Iodometri

TUJUAN

:

1. Mengetahui besarnya bilangan peroksida pada minyak kelapa sawit

2. Mengetahui cara penentuan ketengikan minyak kelapa sawit

3. Mengetahui orde reaksi pada proses ketengikan minyak kelapa sawit

KAJIAN TEORI

:

Laju reaksi didefinisikan sebagai perubahan konsentrasi reaktan atau produk per

satuan waktu. Satuan laju reaksi M/s (Molar per detik). Sebagaimana diketahui, reaksi kimia

berlangsung dari arah reaktan menuju produk. Hal ini berarti, selama reaksi kimia

berlangsung reaktan digunakan (dikonsumsi) bersamaan dengan pembentukan sejumlah

produk. Dengan demikian, laju reaksi dapat dikaji dari sisi pengurangan konsentrasi reaktan

maupun peningkatan konsentrasi produk. Secara umum, laju reaksi dapat dinyatakan dalam

persamaan sebagai berikut:

A

B

Laju reaksi berhubungan erat dengan koefisien reaksi. Untuk reaksi kimia dengan

koefisien reaksi yang bervariasi, laju reaksi harus disesuaikan dengan koefisien reaksi

masing-masing spesi. Contohnya dalam reaksi 2A

B, terlihat bahwa 2 mol A dikonsumsi

untuk menghasilkan satu mol B. Hal ini menandakan bahwa laju konsumsi spesi A adalah

dua kali laju pembentukan spesi B.

Hukum laju reaksi (The Rate Law) menunjukkan korelasi antara laju reaksi (V)

terhadap konsentrasi laju reaksi (k) dan konsentrasi reaktan yang dipangkatkan dengan

bilangan tertentu (orde reaksi). Hukum laju reaksi dapat dinyatakan sebagai berikut:

aA + Bb

_{Cc + Dd}

v = k [A]

x

[B]

y

x dan y adalah bilangan perpangkatan (orde reaksi) yang hanya dapat ditentukan melalui

eksperimen. Nilai x maupun y tidak sama dengan koefisien reaksi a dan b.

(2)

[

[ 2

2 2 ]]]]

2 Bilangan perpangkatan x dan y memperlihatkan pengaruh konsentrasi reaktan A dan

B terhadap laju reaksi. Orde total (orde keseluruhan) atau tingkat reaksi adalah jumlah orde

reaksi reaktan secara keseluruhan. Dalam hal ini, orde total adalah x + y.

Reaksi Orde Satu

Reaksi dengan orde satu adalah reaksi dimana laju bergantung pada konsentrasi

reaktan yang dipangkatkan dengan bilangan satu. Secara umum reaksi dengan orde satu dapat

digambarkan oleh persamaan reaksi berikut:

A

Produk

Laju reaksi dapat dinyatakan dengan persamaan: v = – ∆ [A]/∆ t dan juga dapat dinyatakan

dalam persamaan : v = k [A].

Satuan k dapat diperoleh dari persamaan:

k = v/[A] = M.s

-1

/M = s

-1

atau 1/s

Dengan menghubungkan kedua persamaan laju reaksi

– ∆[A]/∆ t = k [A]

Maka akan diperoleh persamaan sebagai berikut:

ln { [A]

t

/ [A]

0

}= – kt

atau

ln [A]

t

= – kt + ln [A]

0

dimana :

ln = logaritma natural

[A]

0

= konsentrasi saat t = 0 (konsentrasi awal sebelum reaksi)

(3)

[

[ 3

3 3 ]]]]

3 Reaksi Orde Dua

Merupakan reaksi dimana laju bergantung pada konsentrasi satu reaktan yang dipangkatkan

dengan bilangan dua atau konsentrasi dua reaktan berbeda yang masing-masing dipangkatkan

dengan bilangan satu. Untuk orde dua didapatkan persamaan sebagai berikut:

1 / [A]

t

= kt + 1 / [A]

0

Reaksi Orde Nol

Merupakan reaksi dimana laju tidak bergantung pada konsentrasi reaktan. Penambahan

maupun pengurangan konsentrasi reaktan tidak mengubah laju reaksi. Untuk orde nol

didapatkan persamaan sebagai berikut:

[A]

t

= -kt + [A]

0

Berikut ini beberapa cara penentuan orde reaksi yaitu:

1. Bentuk Differensial

a.

Metode variasi atau metode differensial non grafik

A + B

hasil/produk

Dengan persamaan : r = k[A]

x

[B]

y

dimana x = orde reaksi untuk reaktan A, y merupakan orde reaksi untuk reaktan B

dan [A] dan [B] merupakan konsentrasi reaktan A dan B.

Orde reaksi dapat ditentukan dengan metode isolasi, dimana dengan mencari

konsentrasi yang sama. Misalnya untuk mencari orde reaksi B dapat ditentukan

dengan mencari konsentrasi A yang sama. Berikut ini persamaan laju reaksi

bentuk differensial:

(4)

[

[ 4

4 4 ]]]]

4 Orde 0

Orde 1

Orde 2

Satu pereaksi

Dua pereaksi

Orde 3

Orde n

b.

Metode differensial grafik

Persamaan

dx/dt = r = k (a-x)

n

(5)

[

[ 5

5 5 ]]]]

5

2. Bentuk Integral

a.

Merupakan suatu metode trial and error. Yakni perubahan konsentrasi dengan

waktu yang diukur, dan harga k dihitung dengan menggunakan orde reaksi akan

diperoleh persamaan yang memberikan harga k yang konsisten.

Berikut ini persamaan yang dapat digunakan;

Orde 0

Orde 1

Jika t = 0, x= 0 maka:

Orde 2

kt =

Orde 3

kt =

k

dt

dx

=

)

(

a

x

k

dt

dx

−

=

c

kt

x

a

dt

k

x

a

dx

dt

k

x

a

dx

x

a

k

dt

dx

+

=

−

∫

=

−

∫

−

=

−

=

)

(

ln

)

(

)

(

)

(

x

a

t

k

−

=

ln

(6)

[

[ 6

6 6 ]]]]

6 b.

Integral Grafik

Orde suatu reaksi dapat ditentukan dengan cara membuat grafik dari data

eksperimen.

Ketengikan Minyak

Ketengikan oksidatif merupakan ketengikan yang disebabkan oleh oksidasi oksigen

diudara secara spontan jika bahan yang mengandung minyak dan lemak dibiarkan kontak

dengan udara. Minyak dan lemak mudah mengalami oksidasi spontan adalah minyak yang

mengandung asam lemak tak jenuh.

Ketengikan merupakan proses autooksidasi dan kerusakan yang terjadi pada bau, rasa

lemak dan makanan berlemak. Hal tersebut dikarenakan terdapat satu atau lebih iaktan

rangkap yang mudah terserang oksigen sehingga menimbulkan ketengikan. Bau tengik yang

dihasilkan pada proses ketengikan disebabkan oleh terbentuknya senyawa-senyawa hasil

akhir pemecahan hidroperoksida seperti asam-asam lemak rantai pendek, aldehid, keton yang

bersifat volatil. Rasa tengik juga disebabkan karena terbentuknya aldehid tak jenuh (akreolin)

yang dapat menimbulkan rasa gatal pada tenggorokan.

Bilangan Peroksida

Didefinisikan sebagai jumlah meq peroksida dalam setiap 1000 g(1 kg) minyak atau

lemak. Bilangan peroksida ini menunjukkan tingkat kerusakan minyak atau lemak. Pada

percobaan ini, peningkatan bilangan peroksida digunakan sebagai indikator dan peringatan

bahwa minyak sebentar lagi akan berbau tengik.

ALAT DAN BAHAN

Alat

o

Gelas kimia

o

Gelas ukur

o

Erlenmeyer

o

Buret

(7)

[

[ 7

7 7 ]]]]

7 o

Kaki tiga dan kasa

o

Corong

Bahan

o

Minyak kelapa sawit

kloroform

Larutan Na

2

S

2

O

3

0,1 M

o

Asam asetat glassial

KI jenuh

o

Aquades

Amilum 1%

ALUR

1. Tahap Perlakuan Sampel

25 ml sampel

Larutan sampel

-dididihkan dengan lama pemanasan

15,30,45,60 menit dan waktu tak terhingga

(selama 2 jam)

(8)

[

[ 8

8 8 ]]]]

8

2. Tahap Penentuan Bilangan Peroksida

1 gram sampel dari

masing-masing pemanasan

-ditambah 3,6 ml asam asetat glassial

dengan 2,4 ml kloroform

-ditambah 2 tetes larutan KI jenuh

-dibiarkan selama 1 menit, sesekali

digoyang

-ditambah 6 ml aquades

-ditambah 2 tetes amilum 1 %

-dititrasi campuran dengan Larutan

Na

2

S

2

O

3

0,1 M

(9)

[

[ 9

9 9 ]]]]

9

3. Titrasi Blanko

3,6 ml asam asetat glassial

+

2,4 ml kloroform

-dimasukkan ke dalam erlenmeyer

-ditambah 2 tetes larutan KI jenuh

-didiamkan selama 1 menit, sesekali

digoyang

-ditambah 6 ml aquades

-ditambah 2 tetes amilum 1 %

-dititrasi dengan larutan Na

2

S

2

O

3

0,1 M

hingga warna biru hilang

(10)

[

[ 10

10

10 10 ]]]]

DATA PENGAMATAN

N

O

PERLAKUAN

HASIL

PENGAMATAN

DUGAAN/

REAKSI

KESIMPUL

AN

1. Tahapan Perlakuan Sampel

Minyak sawit=

kuning (++) jernih

Minyak sawit

setelah pemanasan

=kuning (+) jernih

Apabila

minyak

dipanaskan

akan

membentuk

lemak

2. Tahap Penentuan Bilangan

Peroksida

Minyak sawit =

kuning (+) jernih

Asam asetat

glassial= tidak

berwarna

Kloroform= tidsk

berwarna

KI jenuh= kuning

keruh (++)

Amilum = tidak

berwarna

+amilum = kuning

keunguan

Na

2

S

2

O

3

= tidak berwarna

Bil.peroksida:

IO

3-

+ 5I

-

+

6H

+

3I

2

+

H

2

O

I

2

+

2SO

2

O

32-

2I

-

+ S

4

O

6

2-Orde reaksi

secara teori

adalah orde

1. Semakin

besar waktu

pemanasan

pada minyak

maka

semakin

besar angka

peroksida,

sehingga

semakin

besar pula

tingkat

ketengikan

pada minyak.

25 ml sampel -dididihkan dengan lama pemanasan 15,30,45,60 menit dan 2 jam -dibiarkan ditempat terbuka

Sampel siap pakai

1 gram sampel dari masing-masing pemanasan

-ditambah 3,6 ml asam asetat glassial

-ditambah 2,4 ml kloroform

-ditambah 2 tetes larutan KI jenuh

-campuran didiamkan 1 menit dengan sewaktu-wktu digoyangkan

(11)

[

[ 11

11

11 11 ]]]]

V.I =1,4 ml

96 II = 1,7 ml

120 III=2,0 ml

₁₄₄

IV=2,3 ml

₁₆₈

V= 2,8 ml

₂₀₈

3. Titrasi Blanko

+KI jenuh = kuning

jernih

+aquades = larutan

keruh

+amilum = larutan

keruh

Kuning keunguan

V Na

2

S

2

O

3blanko

=

0,2 ml

IO

3-

+ 5I

-

+

6H

+

3I

2

+

H

2

O

I

2

+

2SO

2

O

32-

2I

-

+ S

4

O

6

2-Volume

titrasi

Na

2

S

2

O

3

pada blanko

tidak

melebihi

volume

titrasi

Na

2

S

2

O

3

pada

sampel

sehingga

percobaan ini

sudah benar.

-ditambah 6 ml aquades -ditambah 2 tetes amilum 1%

-dititrasi dengan larutan

Na

2

S

2

O

3 0,1M

Volume Na

2

S

2

O

3 3,6 ml asam asetat glassial + 2,4 ml kloroform -dimasukkan ke dalam Erlenmeyer -ditambah 2 tetes larutan KI jenuh -didiamkan 1 menit dengan sesekali digoyangkan -ditambah 6 ml aquades -dititrasi dengan larutan Na2

S

2

O

3 0,1 M

sampai warna biru hilang

(12)

[

[ 12

12

12 12 ]]]]

ANALISIS dan PEMBAHASAN

:

Pada percobaan ini sampel dididihkan dan diambil berdasarkan lama waktu

pemanasan, yaitu : 15, 30, 45, 60 dan 120 menit. Pemanasan ini bertujuan untuk

meningkatkan bilangan peroksida pada minyak dengan waktu yang berbeda-beda. Warna

minyak akan semakin gelap seiring dengan meningkatnya bilangan peroksida.

Pada penentuan bilangan peroksida sampel yang telah diletakkan pada erlenmeyar

dengan segera ditambah dengan asam asetat glasial. Karena sampel minyak tidak dapat

bercampur dengan asam asetat glasial maka digunakan pelarut yang dapat myebabkan kedua

zat dapat bercampur yaitu kloroform. Sampel dicampur dengan larutan asam asetat agar pada

sampel memiliki sifat oksidator dan berlangsung dalam suasana asam, karena selanjutnya

akan di tambah dengan larutan KI yang akan teroksidasi, dengan persamaan reaksi :

KI + oksidator → I

2

+ 2e

–

Setelah itu sampel didiamkan selama 1 menit dengan sewaktu-waktu digoyang,lalu di

tambahkan 6 mL aquades, untuk mengencerkan larutan. Ditambahkan 2 tetes amilum 1%

yang bertujuan untuk mengetahui kadar I

-

dari perubahan larutan menjadi ungu. Larutan ini

kemudian dititrasi menggunakan Na

2

S

2

O

3

untuk mngetahui kadar I

-

dan banyaknya lemak

yang mengalami perubahan struktur karena proses oksidasi dengan reaksi :

I

2

+ Na

2

S

2

O

3

→ NaI + Na

2

S

4

O

6

detik ke-

900 1800

2700

3600

7200

Volume

Na

2

S

2

O

3 sampel

(mL)

1.4

1.7

2.0

2.3

2.8 Sehingga pada titrasi didapatkann harga bilangan peroksida sebagai berikut :

Waktu (detik)

900 1800

2700

3600

7200

Bilangan

peroksida

(13)

[

[ 13

13

13 13 ]]]]

Dari tabel dapat diketahui bahwa lama pemanasan akan menambah bilangan

peroksida yang memiliki hubungan berbanding lurus, yaitu semakin besar bilangan peroksida

maka akan semakin tinggi ketengikan dalam minyak sawit/ kualitas dari minyak sawit

tersebut menurun. Pada titrasi blanko didapat volume Na

2

S

2

O

3

yang digunakan dalam titrasi

adalah sebesar 0.2 mL.

Selanjutnya adalah penentuan orde reaksi, dengan menggunakan cara intergral grafik

dan non-grafik. Pada data yang didapat digunakan pada rumus orde 1. Sebelumnya dicari

nilai k. Pada metode integral non-grafik didapat nilai k sebesar :

orde

nilai k

Orde 1

Orde 2

Orde 3

k pada 900 detik

0.000693

0.000396

0.000213

k pada 1800 detik

0.00027944

0.000128

0.000061

k pada 2700 detik

0.00012432

0.0000525

0.000022

k pada 3600 detik

0.00005477

0.0000213

0.0000086

K pada 7200 detik

0 ∞

∞

Pada tabel, dapat dilihat nilai k pada masing-masing orde, yaitu nilai pada menit yang

berbeda memiliki nilai k yang berbeda jauh. Hal ini kurang sesuai dengan teori, bahwa nilai k

pada suatu orde yang dihitung dengan metode non-grafik memiliki perbedaan yang kecil.

Selanjutnya adalah dengan melakukan pembuatan grafik dengan rincian sebagai

berikut :

Penentuan Reaksi Orde 1

t (detik)

V Na

2

S

2

O

3

(a-x)

ln (a-x)

900

1.4

0.336 1800

1.7

0.530 2700

2.0

0.693 3600

2.3

0.832 7200

2.8

1.029

(14)

[

[ 14

14

14 14 ]]]]

Orde 1

:

k.t = ln

Dari data diperoleh nilai a sebesar 2,8 dan V Na

2

S

2

O

3

sebagai (a-x), maka

Untuk t = 15 menit

k.t

= ln

k

= ln

=

ln

= 0,001 x 0,693 = 0,000693

Untuk t = 30 menit

k.t

= ln

k

= ln

=

ln

= 0,00056 x 0,499 = 0,00027944

Untuk t = 45 menit

k.t

= ln

k

= ln

=

ln

= 0,00037 x 0,336 = 0,00012432

Untuk t = 60 menit

k.t

= ln

k

= ln

=

ln

(15)

[

[ 15

15

15 15 ]]]]

= 0,000278 x 0,197 = 0,00005477

Untuk t = 2 jam = 120 menit

k.t

= ln

k

= ln

=

ln

= 0,000139 x 0 = 0

Diperoleh grafik sebagai berikut :

t (detik)

ln (a-x)

900

0.336 1800

0.530 2700

0.693 3600

0.832 7200

1.029

(16)

[

[ 16

16

16 16 ]]]]

Penentuan Reaksi Orde 2

t (detik)

V Na

2

S

2

O

3

(a-x)

1/ (a-x)

900

1.4

0.714 1800

1.7

0.588 2700

2.0

0.500 3600

2.3

0.434 7200

2.8

0.357 Orde 2

:

k.t =

Untuk t = 15 menit maka

k.t

=

k

=

k

=

= 0.000396

untuk t= 30 menit

k.t

=

k

=

k

=

= 0.000128

Untuk t= 45 menit

k.t

=

k

=

k

=

= 0.0000525

untuk t = 60 menit

k.t

=

k

=

(17)

[

[ 17

17

17 17 ]]]]

k

=

= 0.0000213

untuk t=2 jam=120 menit

k.t

=

k

=

k

=

_{= ∞}

dengan Grafik sebagai berikut :

t (detik)

1/ (a-x)

900

0.714 1800

0.588 2700

0.500 3600

0.434 7200

0.357

(18)

[

[ 18

18

18 18 ]]]]

Penentuan Reaksi Orde 3

t (detik)

V Na

2

S

2

O

3

(a-x)

1/(a-x)

2

900

1.4

0.510 1800

1.7

0.346 2700

2.0

0.250 3600

2.3

0.189 7200

2.8

0.127 Orde 3

:

k.t =

x

Untuk t= 15 menit maka

k.t

=

x

k

=

x

k

= 0,000213

Untuk t= 30 menit

k.t

=

x

k

=

x

k

= 0,000061

untuk t=45 menit

k.t

=

x

k

=

x

k

= 0,000022

untuk t=60 menit

k.t

=

x

k

=

x

(19)

[

[ 19

19

19 19 ]]]]

k

= 0,0000086

untuk t= 2 jam=120 menit

k.t

=

x

k

=

x

k

_{= ∞}

dengan Grafik sebagai berikut :

t (detik)

1/(a-x)

2

900

0.510 1800

0.346 2700

0.250 3600

0.189 7200

0.127 Dari perhitungan dan pembuatan grafik didapatkan bahwa minyak kelapa sawit ini

berlangsung pada reaksi orde 1 dengan R

2

= 0,818.

(20)

[

[ 20

20

20 20 ]]]]

R C H CH R'

+

O O

Moloksida

R CH HC R' O O

+

Proses pembentukan peroksida

I

₂

+ 2S

₂

O

₃2-

2I

-

+

S

₄

O

₆

2-KESIMPULAN

Dari percobaan ini di dapat beberapa kesimpulan, yaitu :

1. Besar bilangan peroksida pada minyak kelapa sawit pada pemanasan 15, 30, 45,60

dan 120 menit adalah 96, 120, 144, 168, dan 208.

2. Semakin lama pemanasan akan membuat bilangan peroksida / ketengikan minyak

kelapa sawit meningkat.

3. Ketengikan minyak kelapa sawit dapat diketahui dengan metode titrimetri iodometri.

4. Pada proses ketengikan minyak kelapa sawit, dengan menggunakan perhitungan

metode integral grafik menunjukkan reaksi ketengikan minyak kelapa sawit ini terjadi

pada orde reaksi 1.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim A.2011.Asam Palmitat.http://wikipedia.org (diakses pada Sabtu, 12 November 2011,

Pukul : 10.20 WIB )

Hiskia, Achmad.1992.Elektrokimia dan Kinetika Kimia, Penuntun Belajar Kimia Dasar.PT.

Citra Aditya Bakti : Bandung.

Ketaren, S.1986.Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan.Universitas

Indonesia-UI-Press:Jakarta.

Day, R.A. Jr and Underwood, A.L.1986.Kimia Analisis Kualitatif.Erlangga:Jakarta

Suyono dan Bertha Yonata.2011.Panduan Praktikum Kimia Fisika III.Laboratorium Kimia