LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIK
PERCOBAAN H-3 SOL LIOFIL
Nama
: Winda Amelia
NIM
: 90516008
Kelompok
: 02
Tanggal Praktikum
: 11 Oktober 2017
Tanggal Pengumpulan : 18 Oktober 2017 Asisten
:
LABORATORIUM KIMIA FISIK PROGRAM STUDI MAGISTER PENGAJARAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2017
SOL LIOFIL I.
Tujuan Percobaan : Adapun tujuan pada praktikum ini adalah untuk mempelajari sifat sol liofil dan
menentukan titik isoelektrik gelatin protein melalui pengamatan viskositas.
II.
Teori Dasar: Koloid yang memiliki medium dispersi cair dibedakan atas koloid liofil dan koloid
liofob. Suatu koloid disebut koloid liofil apabila terdapat gaya tarik-menarik yang cukup besar antara zat terdispersi dengan mediumnya. Liofil berarti suka cairan (Yunani: lio = cairan, philia = suka). Sebaliknya, suatu koloid disebut koloid liofob jika gaya tarik-menarik tersebut tidak ada atau sangat lemah. Liofob berarti tidak suka cairan (Yunani: lio = cairan, phobia = takut atau benci). Jika medium dispersi yang dipakai adalah air, maka kedua jenis koloid di atas masing-masing disebut koloid hidrofil dan koloid hidrofob. Kestabilan koloid disebabkan oleh adanya adsorpsi molekul atau koloid yang lain (koloid pelindung) misalnya gelatin sebagai penstabil es krim. Secara fisika koagulasi dapat terjadi karena pemanasan atau pendinginan (Keenan, dkk, 1992). Viskositas adalah ukuran yang menyatakan kekentalan suatu cairan atau fluida. Kekentalan merupakan sifat cairan yang berhubungan erat dengan hambatan untuk mengalir. Beberapa cairan ada yang dapat mengalir cepat, sedangkan lainnya mengalir secara lambat. Jadi, viskositas tidak lain menentukan kecepatan mengalirnya suatu cairan (Sukardjo, 2005). Makromolekul akan memperoleh muatan jika didespersikan dalam air. Ciri-ciri penting dari protein dan makromolekul alam lainnya adalah muatan keseluruhannya bergantung pada pH medium, misalnya dalam lingkungan asam, proton menempel pada gugus fasa dan muatan neto makro molekul itu positif. Pada titik isoelektrik, pH nya sedemikian sehingga pada makromolekul tidak ada muatan netto (Atkins, 1996). Titik isoelektrik dicapai ketika pH pada muatan negatif dan muatan positifnya setimbang yaitu pada viskositas minimum. Penentuan titik isoelektrik dilakukan melalui pengamatan viskositas. Titik isoelektrik diperoleh dari grafik hubungan antara pH dengan viskositas. Titik Isoelektrik adalah derajat keasaman atau pH ketika suatu makromolekul bermuatan nol akibat bertambahnya proton atau kehilangan muatan oleh reaksi asam-basa. Pada koloid, jika pH sama dengan titik isoelektrik, maka sebagian atau semua muatan pada partikelnya akan hilang selama proses ionisasi terjadi. Jika pH berada pada kondisi di bawah titik isoelektrik,
maka matan partikel koloid akan bermuatan positif. Sebaliknya jika pH berada di atas titik isoelektrik maka muatan koloid akan berubah menjadi netral atau bahkan menjadi negatif. III. Data Pengamatan: a. Data pH Larutan : No
pH Larutan gelatin
pH Pengukuran
1. 2. 3. 4. 5. 6.
2,2 3 4,4 5 6 7
2,83 3,05 4,09 5,05 6,09 7,09
b. Data Piknometer massa pH Larutan Piknometer Piknometer Piknometer kosong + Air + Larutan gelatin (gram) (gram) (gram) 2,83 3,05 4,09 5,05 6,09 7,09
19,54
44,91 45,05 45,12 45,19 45,37 45,41
44,54
c. Data pengamatan laju alir larutan gelatin pada pH tertentu pH Larutan gelatin Air 2,83 3,05 4,09 5,05 6,09 7,09
t alir rata-rata (detik)
t alir (detik) I 47 92 76 64 70 69 76
II 48 92 77 64 69 68 76
III 48 91 76 65 69 67 76
48 92 76 64 69 68 76
IV. Pengolahan Data a. Penentuan massa jenis (𝜌) larutan gelatin T ruang
= 27 oC
ρair
= 0.99659 g/mL
V air
=
=
𝑊𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟+ 𝑎𝑖𝑟 − 𝑊𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑘𝑜𝑠𝑜𝑛𝑔 𝜌𝑎𝑖𝑟
44,59 gram − 19,54 gram
= 25,1357 mL
0.99659 𝑔𝑟𝑎𝑚/𝑚𝐿
ρ buffer
=
ρ buffer pH 2.83
=
𝑊𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 + 𝑏𝑢𝑓𝑓𝑒𝑟 − 𝑊𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑘𝑜𝑠𝑜𝑛𝑔 𝑉𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟
44,91 gram − 19,54 gram 25,1357 mL
= 1,009321 gram/mL Tabel 4.1 Hasil pengolahan data massa jenis larutan gelatin pada suhu 27 oC Massa pH Massa Jenis Larutan Piknometer Piknometer Piknometer kosong + Air + Larutan Larutan gelatin (gram) (gram) (gram) (gram/mL) 2,83 3,05 4,09 5,05 6,09 7,09 b.
19,54
44,91 45,05 45,12 45,19 45,37 45,41
44,54
1,009321 1,014891 1,017676 1,020461 1,027622 1,029213
Penentuan Viskositas Larutan T ruang = 27 oC ρair
= 0,99659 g/mL
η air
= 0,08509 cPas
η Larutan Buffer
=
𝜌 𝐵𝑢𝑓𝑓𝑒𝑟 𝑥 𝑡 𝐵𝑢𝑓𝑓𝑒𝑟 𝜌 𝑎𝑖𝑟 𝑥 𝑡𝑎𝑖𝑟 gram
η Buffer pH 2.83
1.009321
=
0.99659
𝑚𝑙 gram mL
x η Air
x 92 s
𝑥 48 s
x 0,08509 cPas = 0,16517 cPas
Tabel 4.2.Perhitungan viskositas larutan Buffer :
No.
pH larutan gelatin
1. 2.
2,83 3,05
t ρ larutan (gram/mL) (sekon) 92 76
1,009321 1,014891
𝜂 (cPa.s) 0,16517 0,13720
3. 4. 5. 6.
4,09 5,05 6,09 7,09
64 69 68 76
1,017676 1,020461 1,027622 1,029213
0,11585 0,12525 0,12430 0,13914
viskositas
c. Penentuan Titik Isolistrik
00,000 00,000 00,000 00,000 00,000 00,000 00,000 00,000 00,000 00,000 00,000
pH terhadap Viskositas
y = 0.0069x2 - 0.0711x + 0.3073 R² = 0.75 0
1
2
3
4
5
6
7
pH
Gambar 4.1 Kurva pH terhadap viskositas larutan gelatin y = 0.0069x2 - 0.0711x + 0.3073, R² = 0,75 dy dx dy dx
=0 =
d0,0069𝑥 2 −0,0711x + 0,3073 dx
0 = 2 x 0.0069x – 0,0711 0,0138x
= 0,0711
x
= 5,15
V. Pembahasan: (Terlampir)
8
VI. Kesimpulan: Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa : 1. Nilai viskositas sol liofil gelatin pada berbagai pH adalah sebagai berikut :
No.
pH larutan gelatin
𝜂 (cPa.s)
1. 2. 3. 4. 5. 6.
2,83 3,05 4,09 5,05 6,09 7,09
0,16517 0,13720 0,11585 0,12525 0,12430 0,13914
2. Titik isoelektrik melalui pengamatan viskositas dari larutan gelatin yaitu 5,15 VII. Daftar Pustaka: Atkins, P.W. 1996. Kimia Fisika Edisi 4 Jilid 2. Jakata: Erlangga. Keenan, C.W,Kleinfelter, D.C, dan Wood, J.H. 1992. Ilmu Kimia untuk Universitas Jilid 1. Edisi 6. Jakarta: Erlangga. Soekardjo. 2002. Kimia Dasar. Yogyakarta: UGM Press.
Lampiran 1. Sebutkan sifat-sifat khusus dispersi koloid. Apa perbedaannya dengan larutan? Koloid merupakan campuran dari dua zat atau lebih dimana partikel terdispersinya berukuran 1 nm sampai 1000 nm. Koloid stabil dari partikel dalam pelarutnya. Partikelnnya berukuran lebih besar dan terlihat melalui mikroskop cahaya. Kelarutan koloid tidak merata, partikel terlarut sisanya tersebar. Pada koloid menunjukkan gerak Brown dan menunjukkan efek Tyndal.Sedangkan larutan merupakan suatu campuran dimana semua partikel baik pelarut maupun zat terlarut terdistribusi merata dan homogen, dengan ukuran partikelnya adalah sebesar molekul atau ion-ion, atau < 1 nm yang terdiri atas satu fasa, stabil dan tidak dapat disaring. Ukuran partikel larutan yang sangat kecil sehingga tidak dapat diamati dibawah mikroskop. Pada larutan tidak menunjukkan gerak Brown, efek tyndall, dan lain-lain.
2. Faktor-faktor apa saja yang menentukan kestabilan sol liofob dan liofil? Kestabilan sol liofob disebabkan oleh adanya lapisan rangkap listrik pada antar muka partikel dan medium pendispersinya. Permukaan partikel-partikel terdispersi dapat mengadsorpsi ion-ion tertentu sehingga akan memiliki muatan listrik sejenis dan akan saling tolak-menolak antar sesamanya. Jadi adanya sedikit elektrolit akan menstabilkan sol liofob. Kestabilan sol liofil terutama disebabkan oleh karena partikel zat tersolvavi (mempunyai selubung molekul zat pelarut pada permukaannya, bila pelarut/medium pendispersi berupa air disebut terhidrasi). Sol liofil terbentuk antara lain bila gelatin atau protein dimasukkan ke dalam air. Selain itu, salah satu yang mempengaruhi stabilitas koloid ialah muatan permukaan koloid. Besarnya muatan pada permukaan partikel dipengaruhi oleh konsentrasi elektrolit dalam medium pendispersi. Penambahan kation pada permukaan partikel koloid yang bermuatan negatif akan menetralkan muatan tersebut dan menyebabkan koloid menjadi tidak stabil. Terdapat beberapa gaya pada sistem koloid yang menentukan kestabilan koloid, yaitu gaya London – Van der Waals. Gaya ini menyebabkan partikel – partikel koloid berkumpul membentuk agregat dan akhirnya mengendap. Gaya kedua ialah gaya tolak menolak. Gaya ini terjadi karena pertumpangtindihan lapisan ganda listrik yang bermuatan sama. Gaya tolak – menolak tersebut akan membuat dispersi koloid menjadi stabil. Gaya ketiga ialah gaya tarik – menarik antara partikel koloid dengan medium pendispersinya. Terkadang, gaya ini dapat menyebabkan terjadinya agregasi partikel koloid dan gaya ini juga dapat meningkatkan kestabilan sistem koloid secara keseluruhan.
3. Apa arti ion-zwitter? Nyatakan aH+ (aktivitas ion hidrogen) pada titik isoelektrik dengan suatu persamaan. Zwitter-ion adalah senyawa yang memiliki sekaligus gugus bersifat asam dan basa. Pada pH netral zwitter-ion akan bermuatan positif (kation) maupun bermuatan negatif (anion) Biasanya zwitter-ion mudah larut dalam air karena bermuatan (air adalah pelarut polar dan sukar larut dalam pelarut nonpolar). Zwitter ion adalah molekul yang memiliki dua muatan (positif dan negatif) sekaligus, Pada protein, gugus karboksilnya cenderung membentuk ion negatif. Sedangkan pada gugus aminanya akan membentuk ion positif. Sifat tersebut menyebabkan zwitter-ion baik sebagai larutan penyangga. Apabila terdapat ion hidrogen berlebih (larutan bersifat asam), zwitter-ion akan menangkapnya (berperan sebagai basa). Sebaliknya, apabila larutan bersifat basa, zwitter-ion akan melepas ion hidrogen ke dalam larutan. Akibatnya pH tidak mudah berubah. Zat dengan karakteristik ini dikenal sebagai zat amfoter.
pH = - log [H+], [H+]: aktivitas ion H+ didalam larutan
pE = - log (ae), (ae) : aktivitas elektron dalam larutan
Definisi termodinamika konsep pE diberikan oleh Stumm dan Morgan berdasarkan persamaan : 2H+(aq) + 2 e- H2(g) contoh :
Pada 250C didalam air murni konsentrasi ion hydrogen = 1 X 10-7 maka aktivitas hydrogen = 1 X 10-7 → pH =7
Aktivitas elektron didefinisikan seperti persamaan diatas: Jika H+ (ag) dalam keadaan setimbang dengan gas H2 pada tekanan 1 atm, aktivitas
elektron di dalam medium adalah 1,00 dan pE adalah 0. Jika aktivitas electron ditingkatkan 10 kali (pada kasus dimana H+(ag) pada aktivitas 0,1 ada dalam kesetimbangan dengan H2 pada aktivitas 1,00), aktivitas elektron = 10, pE = -1,0
4. Bagaimana besarnya viskositas sol liofil bila dibandingkan dengan liofob? Mengapa demikian? Viskositas liofob lebih besar dibandingkan viskositas liofil. Hal tersebut terjadi karena liofob merupakan jenis sol yang partikel-partikelnya tidak menyerap molekul cairan dan
tidak stabil. Selain itu, memiliki sifat membenci larutan sehingga kekentalanya meningkat dan hal tersebut berbanding lurus terhadap viskositas.
1. Viskositas air pada berbagai suhu
pH Isoelektrik Gelatin Liiteratur
