Termodinamika Degradasi Asam Askorbat dalam Tablet Everfesent Devi Indah Permata Perm ata .2, Citra Irawan 1, Bambang etia B!di 2, Elmi2, "!maira Ahda, #!r Annisa $itri 2, %a!lid&a 'ahmi !(iati A,2 #or Afifal Alfiana,2 1
Ketua Kelompok IV Mahasiswa Pengikut Mata Kuliah Kimia Keperawatan Fakultas Kedokteran UNLAM Banjararu ! Anggota Kelompok IV Mahasiswa Pengikut Mata Kuliah Kimia Keperawatan Fakultas Kedokteran UNLAM Banjararu
Abstrak Vitamin n " #asam #asam askorat askorat$$ merupak merupakan an salah salah satu %at &ang )atar )atar Belaka Belakang* ng* Vitami mudah teroksidasi' (ementara itu) salah satu %at &ang dapat mengoksidasi asam askorat adalah Iodium) dengan reaksi &ang erjalan *epat dan stoikhiometrik' +ermod ermodinam inamika ika adalah adalah kajian kajian tentang tentang kalor kalor #panas$ #panas$ &ang erpinda erpindah' h' ,alam ,alam termodin termodinami amika ka kamu kamu akan an&ak an&ak memaha memahass tentang tentang sistem sistem dan lingkung lingkungan' an' Kumpulan enda-enda &ang sedang ditinjau diseut sistem) sedangkan semua &ang erada di sekeliling #di luar$ sistem diseut lingkungan' %etode* Per*oaan ini dilakukan dengan melarutkan talet ./er0esent dalam 1 ml a2uades pada suhu !oC dan 3C selama 4) 3) 5) dan 1! menit' (etelah (etelah itu) larutan e/er0esent ditetesi amilum sean&ak 6 tetes' Kemudian larutan dititrasi dengan iodium )1 N' "asil* "asil* Pada hasil penelitian) terjadi peruahan warna dari kuning menjadi iru' Ke*epatan reaksi dari 4) 3) 5 dan 1! menit menunjukkan gra0ik naik 7 turun' Praktikum um ini didasari didasari oleh oleh tiga hukum hukum termodin termodinami amika ka &aitu &aitu +esi +e sim m!l !lan an * Praktik 8ukum I +ermodinamika) 8ukum II +ermodinamika) 8ukum III +ermodinamika' +ermodinamika'
Kata Kun*i9 +ermodinamika) Kalor) :a :aktu) ktu) (uhu Abstract Background : Vitami itamin n C (ascorb (ascorbic ic acid) acid) is the one of the easily easily oxidiz oxidized ed substances. Meanwhile,the one of substance that can oxidize ascorbic acid is Iodine, with reactions that run faster and stoikhiometrik. Thermodynamics is the study of heat (heat) that moe. In thermodynamics you will dealin! about the system and enironment. Collection of ob"ects that is bein! reiewed is called system, while all that is standin! (outside) of the system is called the enironment. Method : The The ex#er ex#erim imen entt was was carri carried ed out out by disso dissoli lin! n! tabl tablet etss in $%% $%% ml % % &erfesent a'uades at tem#erature % C and % C for *%, %, +%, and $% minutes. fter that, &erfesent dro#s starch solution as much as - dro#s. Then titrated with iodine solution %.%$ . Result : In the result, it chan!es color from yellow to blue. The s#eed of reaction with a *%, %, +% and $% minutes show !ra#hs !o u# / down. This 0racticum is based on the three laws laws of thermodynamics that is Conclution: This 0racticum The 1irst 2aw of Thermodynamics, 3econd 2aw of Thermodynamics, and Third 2aw of Thermodynamics.
4eyword5 Thermodynamic, Thermodynamic, 4alor, 4alor, Time, Tem#eratur Tem#eraturee
1
PE#DA"-)-A# +ermodinamika mempelajari huungan kuantitati0 antara tenaga panas dengan entuk- entuk tenaga lain' +ermodinamika sangat penting) karena entuk-entuk gas &ang lain ertendensi eruah menjadi tenaga panas' :alaupun entuk 7entuk tenaga lain selalu dapat diuah menjadi tenaga panas) tetapi proses sealikn&a) &aitu peruahan tenaga panas menjadi entuk-entuk tenaga lain tidak selalu mungkin' Penguahan tenaga menjadi kerja juga tidak selalu sempurna' +enaga dari reaksi kimia tidak semua dapat diuah menjadi kerja) karena seagian diuah menjadi tenaga panas'1 .nergi kimia dan termodinamika kimia adalah ilmu &ang mempelajari peruahan energ& &ang terjadi dalam proses atau reaksi' (elain itu termodinamika adalah
ilmu
&ang
mempelajari
tentang
panas)
kerja)
energi
serta
peruahann&a'khusus dalam ilmu termodinamika kimia men&angkut hal-hal seagai erikut 9 a' Peruahan energi &ang men&ertai reaksi;peruahan 0asa' ' Pada
kondisi
tertentu)
apakah
reaksi
kimia
erlangsung
se*ara
spontan;tidak' *' Mengetahui dimana keadaan setimang'! +enaga dapat dide0inisikan seagai kesanggupan melakukan ker"a' (uatu sistem dapat memiliki tenaga kinetik dan potensial' +enaga kinetik adalah tenaga &ang dimilliki sistem karena gerakann&a dan tenaga potensial adalah tenaga &ang dimiliki sistem karena kedudukan atau keadaann&a' Batu &ang ada di atas tanah mempun&ai tenaga potensial karena kedudukann&a) pir &ang ditekan atau gas &ang ditekan mempun&ai tenaga potensial karena keadaann&a'
!
,alam setiap materi terkandung energi dengan kuantitas dan kualitas &ang ereda-eda' .nergi &ang terkandung dalam entuk energi kineti* atau energi poensial' Misaln&a) energi &ang di gunakan untuk menggerakkan partikel-partikel dan energi &ang di gunakan untuk mengadakan interaksi dalam molekul atau energi dalam # internal energi $' Melalui proses kimia energi tereut dapat di uah menjadi energi entuk lain) seperti9 energi panas) energi mekanik # gerak $) energi listrik dan *aha&a' =umlah energi dari semua entuk energi &ang di miliki %at di seut entalpi) di n&atakan dengan notasi 8 #heat *ontens$ atau erarti ini panas'peredaan entalpi &ang terdapat dalam tiap %at men&eakan terjadin&a reaksi eksoterm dan reaksi endoterm'!
4
%ETDE 1. Alat dan Bahan
Alat Alat &ang digunakan dalam praktikum kali ini &aitu9 Buret 9 untuk meneluarkan larutan dengan /olume tertentu)
•
iasan&a digunakan untuk titrasi •
(tati0 dasar persegi 9 merangkai peralatan praktikum
•
Lau erlenme&er 9 untuk men&impan dan memanaskan larutan) menampung 0iltrat hasil penåan) menampung titran#larutan &ang dititrasi pada proses titras$
•
>elas ukur 9 untuk mengukur /olume larutan tidak memerlukan tingkat ketelitian &ang tinggi dalam jumlah tertentu
•
Pipet tetes 9 untuk meneteskan larutan dalam jumlah ke*il'
•
"orong 9 untuk menå *ampuran kimia dengan gra/itasi
•
Klem 9 untuk menjepit erlenme&er dan lain-lain'
Bahan Bahan &ang digunakan dalam praktikum ini) &aitu9
+alet ./er0esent
Iodium
Amilum
A2uades
2. Cara +er/a
1' Masukkan e/er0esent ke dalam gelas kimia &ang erisi 1 ml a2uades' !' Panaskan larutan di waterath dengan suhu 3?") selama 4 menit' 4' ,alam Lau erlenme&er masukkan a2uades ! ml'
@
@' (etelah ! menit amil 6 ml larutan e/er0esent) tanpa mengeluarkann&a dari waterath masukkan 6 ml larutan e/er0esent pada lau erlenme&er &ang erisi a2uades' 6' +amahkan 6 tetes amilum' 3' +itrasi dengan iodium )1 N sampai men*apai titik ekui/alen #memerikan warna iru$ ' +itrasi harus dilakukan *epat sea sen&awa-sen&awa lain seperti glutation dan sistein &ang mungkin ada dalam talet' =adi dengan titrasi *epat dapat mengurangi kemungkinan adan&a kesalahan #Perhitungan 9 1 ml larutan iodium sesuai dengan ) mg /itamin " entuk lakton$ ' Ulangi langkah !- dengan menggunakan9 (uhu 3?" dan data pada 3'
"AI) ,ata hasil praktikum dapat dilihat dari tael dan gra0ik diawah ini 9 •
T(OC )
10
KIN.+IKA
Waktu I II $erata %olume rerata &erat konsentras i
orde 1 orde 2 orde 3
Konsentrasi Vitamin C pada t korelas (Menit) i 30 60 90 120 63! 66 !6! !"! "1! #0 "0 63 6"!
"3
632!
602!
!9'
6'2'
!!66
!302
11##
12#'#
11132
1060'
2'"'# !6 00#'1 "! 000"0
2!!31 ## 00""# 33 00060
2'09# 2' 00#9# 31 000#0
23612 31 009'3 0' 000##
0"3'# ! 0"!1! 1 0"6"' 33 0"#2!
6
slope
29220 # 3'9#9 3 '16#6 1! 2'"06
#!
T(O C)
'0
Waktu I II $erata %olume rerata &erat konsentra si
orde 1 orde 2 orde 3
O
T( C)
Waktu
I II $erata O 29 C %olume u*u rerata +uan &erat , konsentras i
!#
"
93
0'
Konsentrasi Vitamin C pada t korelas (Menit) i 30 60 90 120 66 #' 66 !# #1 963 63! 6'# "3!
901!
6'"!
61'
6'6#
"9332
!69#
!'032
12936
1!#66 '
2!600 1' 00""3 03 000!9 "!
2"6'2 0' 00630 26 00039 "2
11396 2'332 62 00#"" ! 000""
10#06 ' 23#01 39 0092! 3# 00#!6 3
06196 2 06!#1 2 069!! 92 0"310 #9
slope
10606'! "# 1'92102 20610#! !0# 139!!'# 23#
Konsentrasi Vitamin C pada t korelas (Menit) i 30 60 90 120 !3! 6#! "0 !9 !6! 631 60# 6# !!
6!#
6!'
63!
'#'
orde 1
!"!!2 11!10 ' 2''32 !1
!!##
96# 22"00 62
!"90' 11!#0 # 2''93 '9
111"6 2'13" 69
orde 2
01033 06
00#63 !
00#6# "#
00#9' ""
orde 3
00106 "2
000"' !6
000"! '#
000#0 06
'6
06'1! "9 06!21 06620 ! 06"1' 3
3
lope
2"9!3 '1 3001' 9# 3210! # 1"106 '
•
T(OC )
20
+.CM?,INAMIKA
Konsentrasi Vitamin C pada t korelas (Menit) i 30 60 90 120 !3 !!! !# !'! 6' 62 !" !'
Waktu I II $erata %olume rerata &erat konsentras i
orde 1 orde 2 orde 3
T(O C)
60
Waktu I II III IV $erata %olume rerata &erat konsentr asi orde 1 orde 2 orde 3
!#!
!#"!
!"!
!'2!
!1'#
!1"
!06
'""'
10296
103'
1012
9!'#
2331" !! 009"2 ! 0009' 33
23360 2 0096" 12 00093 !3
231'! 1' 009## 1' 0009" 6'
22!63 32 010'" 3' 00109 69
0#"2' ! 0#"0! ! 0#6#6 09 0#666 '1
Konsentrasi Vitamin C pada t (Menit) korelas i 30 60 90 120 6'! 62! 6' 61 6" "'! 69 63 !9" !"# 60" 62! !"! 60! 60" 6'# 621"!
63#2!
!'"1'
!6166 11233 2 22'66 ' 0''93 2# 00#9# 6!
109'2# 21##!6 0'3""1 2 00#"!' 2'
636 !!96 # 1119 36 223# "2 0''" "' 00#9 !'
slope
926"' 3 91"!" " 90"9! 3! ''#9' ""
lope
62#2! !!2#6 110!" 2 2211' ' 0''22 ## 00##' !"
029!2 ! 029!2 ! 029!2 ! 029!2 !
#61'01 " '30"00 # 21!3!0 '2 10"6"! 21
PE%BA"AA#
8ukum +ermodinamika Pertama 8ukum termodinamika pertama) diseut juga hukum ketetapan tenaga' Menurut hukum ini) "umlah semua tena!a dalam sistem terisolasi selalu teta#. ,engan kata lain) tenaga dapat diuah dari entuk satu ke entuk lainn&a) tetapi tenaga tidak dapat di*iptakan atau dimusnahkan'4 8ukum ini tidak ertentangan dengan tenaga &ang timul pada reaksi 0isi atau peme*ahan) &ang jumlahn&a relati0 esar' 8al ini diseakan karena massa merupakan suatu entuk tenaga' 8uungan antara massa dan tenaga din&atakan dalam rumus 9 . D m ' *! . D tenaga &ang timul ila massa seesa m diuah menjadi tenaga) * D ke*epatan *aha&a dalam hampa 9 4) E 1 1 *m;detik' ,ari ini dapat dihitung ahwa massa 1 gram) eki/alen dengan tenaga seesar 5) E 1 ! erg) 5) E 1
14
=oule) atau !)1 E
114 kalori'! Pada reaksi-reaksi kimia &ang menghasilkan tenaga) menurut rumus di atas) haruslah terjadi kehilangan massa' Namun demikian) kehilangan massa pada reaksi-reaksi kimia sangat ke*il) hingga tidak dapat tertimang'! +iap sistem mempun&ai tenaga dalam asolut) namun esarn&a tidak dapat diketahui dan memang tidak perlu untuk diketahui' ang dapat diketahui dan diukur adalah peruahan tenaga dalam #G.$ dari sistem) akiat peruahan temperatur) /olume) tekanan) dan susunan kimian&a' (istem mengalami peruahan tenaga dalam) ila sistem melakukan kerja atau mendapat kerja dari luar) men&erap panas atau memerikan panas' Kerja dieri simol w sedangkan panas dieri simol 2' w positi0 erarti sistem melakukan kerja) w negati0 erarti sistem mendapat kerja dari keliling' (ealikn&a) 2 positi0 erarti sistem menerima panas) sedang 2 negati0 erarti sistem memerikan panas pada keliling'4 Bila sistem dalam keadaan I mempun&ai tenaga dalam .1 mendapat panas dari luar seesar 2) hingga sistem eruah dalam keadaan II dengan tenaga .! dan melakukan kerja seesar w) maka9 .! 7 .1 D 2 7 w G. D 2 7 w
Besarn&a G. han&a tergantung keadaan awal dan akhir dari sistem) tetapi 2 dan w tergantung dari jalann&a proses'! Untuk gas ideal) tenaga dalamn&a merupakan 0ungsi temperatur) tidak tergantung /olume' Bila gas ideal dikemangkan dalam pada temperatur tetap) G. D ' ,alam hal ini esarn&a panas &ang diserap sama dengan kerja &ang dilakukan9 2 D w' Proses ini diseut isotermal'! Bila gas ideal dipanaskan pada /olume tetap) maka w D ) dan panas &ang diserap sama dengan peruahan tenaga dalam 9 G. D 2V1' Bila gas dikemangkan sedemikian) hingga tidak ada pen&erapan panas) 2 D ) makan peruahan tenaga dalamn&a sama dengan kerja &ang dilakukan%9 G. D -w2 Proses dimana tidak terjadi pertukaran panas) diseut proses adiaatis'!
.ntalpi +elah didapatkan ahwa untuk peruahan-peruahan pada /olume tetap 9 G. D 2V Peruahan-peruahan pade tekanan tetap) leih umum daipada peruahan pada /olume tetap) karena pada umumn&a peruahan-peruahan dilakukan dalam ejana teruka di awah tekanan atmos0er' Pada proses dengan tekanan tetap maka panas &ang diserap sama dengan kenaikan tenaga dalam ditamah tenaga &ang digunakan untuk melawan tekanan luar 4 Untuk proses-proses dengan P tetap) diadakan pengertian aru &ang diseut ental#i (ental#y, heat content)' 8 D . H PV Baik G. ataupun G8 mempun&ai huungan dengan kapasitas panas' Kapasitas panas' 4a#asitas #anas suatu zat adalah banyaknya #anas yan! di#erlukan untuk menaikkan tem#eratur $ mol suatu zat setin!!i satu dera"at. Ada dua ma*am kapasitas panas) &aitu kapasitas panas /olume tetap #"/$ dan kapasitas panas dengan tekanan tetap #" p$'!
8ukum +ermodinamika Kedua
5
8ukum termodinamika kedua dapat din&atakan dengan eragai *ara) namun dari pern&ataan-pern&ataan ini seenarn&a sama) misaln&a9 a' (emua jenis tenaga dapat diuah menjadi tenaga panas) tetapi tidak ada satu prosespun &ang dapat menguah tenaga panas se*ara sempurna menjadi jenis tenaga &ang lain' +enaga panas mempun&ai huungan dengan gerakan &ang random #tidak teratur$ dari moleku-molekul di dalam sistem) sedang entuk-entuk tenaga &ang lain mempun&ai aspek arah' ,erajat ketidakteraturan atau randomness din&atakan dengan istilah entro#i) makin esar derajat ketidakteraturan
makin
esar
pula
entropi'
Karena
itu
hukum
termodinamika kedua dapat din&atakan9 ' =umlah tenaga dari sistem selalu tetap) tetapi entropi selalu mendekati maksimal' 8ukum termodinamika kedua juga dapat din&atakan dengan pengertian proses spontan' Proses spontan adalah proses &ang dapat erlangsung tanpa pengaruh luar'4 (emua proses &ang ada di alam selalu merupakan proses-proses &ang erjalan spontan dan erakhir dengan kesetimangan'4
.ntropi .ntropi merupakan salah satu 0ungsi termodinamika) &ang dapat dipakai untuk memerikan kriteria umum mengenai proses spontas aik 0isika maupun kimia' Leih lanjut dapat dikatakan ahwa entropi dapat disamakan dengan derajat ketidakteraturan dari sistem'4 Bila sistem eruah dari keadaan teratur menjadi kurang teratur) maka derajar ketidakteraturan ertamah' Peruahan &ang men&eakan makin teraturn&a sistem) men&eakan entropi erkurang' Peruahan %at padat menjadi *air) atau %at *air menjadi uap) mengakiatkan molekul-molekul makin tidak teratur) jadi entropi ertamah'4
1
.ntropi dari %at-%at terseut pada K mempun&ai harga arena pada temperatur terseut semua gerakan molekul erhenti' 8al ini merupakan dasar agi hukum termodinamika ketiga'4 .ntropi &ang iasa dieri simol () seperti juga entalpi dan tenaga dalam) merupakan 0ungsi keadaan' Besarn&a peruahan entropi sistem) han&a tergantung keadaan awal dan akhir dari sistem' ,alam agian erikut) akan dipelajari peruahan entropi pada proses-proses 0isika dan kimia'4 0erhitun!an #erubahan entro#i 63 Besarn&a peruahan entropi) dierikan oleh rumus9 d(D
dQrev T
J re/ adalah peruahan panas pada proses re/ersile) + adalah temperatur pada saat terjadi peruahan' Karena d ( merupakan 0ungsi keadaan) maka aik prosesn&a re/ersile atau ire/ersile) peruahan entropin&a sama'!
8ukum +ermodinamika Ketiga =ika entropi semua unsure dalam keadaan stailn&a pada + D diamil sama dengan nol) maka semua %at mempun&ai entropi positi0 pada + D dapat menjadi nol dan untuk semua %at Kristal sempurna termasuk sen&awa-sen&awa) entropin&a menjadi nol'1 8ukum termodinamika ketiga diseut juga hukum nerst' Pada tahun 153 telah dilakukan eksperimen pada temperature asolute nol) dan diamil kesimpulan9 Lim #s;+$ + D + Pada + D #nol asolut$ peruahan entropi#%at homogen& &ang isotropik$ adalah konstan' Penerapan hukum ketiga termodinamika ini ditentukan dalam idang kedokteran &aitu pada penggunaan suhu rendah'1 Pengetahuan dan teknologi &ang menghasilkan dan menggunakan suhu &ang sangat rendah diseut kriogenik' Penggunaan temperature rendah sudah dikenal sejak !6 (M' Pada tahun 15@ =ohn >orrie telah erhasil mendinginkan udara &ang dipakai seagai air *onditing agi penderita malaria' Penggunaan temperature rendah pada idang kedokeran antara lain &aitu9
11
1' Pen&impanan darah !' Pen&impanan sperma 4' Pen&impanan sumsum tulang @' Pen&impanan oat-oatan1 +enaga Beas +elah dikatakan ahwa pengertian entropi diadakan untuk memperoleh 0ungsi &ang dapat dipakai untuk menetapkan suatu proses spontan atau tidak' +elah didapatkan ahwa pada proses spontan selalu terjadi kenaikan entropi' Namun demikian entropi merupakan kriteria &ang sangan umum untuk proses spontan dan sukar dipakai' Berhuung dengan itu diadakan 0ungsi termodinamika lain) &ang leih khusus seagai kriteria proses spontan' Fungsi ini adalah fun!si tena!a bebas 7ibbs atau disin!kat tena!a bebas #>$ &ang dide0inisikan seagai 9 > D 8 7 +( > D tenaga eas #0ree energ&$ 8 D entalpi ( D entropi! Peruahan tenaga eas pada proses isotermal adalah 9 G> D G8 - +G( Persamaan ini erlaku aik untuk reaksi-reaksi kimia ataupun proses-proses lain' ,ari persamaan di atas dapat dilihat) ahwa peruahan eas sama dengan kerja erguna maksimal &ang dapat diperoleh dari sistem ila peruahan dilakukan re/ersiel pada temperatur dan tekanan tetap'! ,ari per*oaan-per*oaan diperoleh ahwa pada proses-proses spontan) pada temperatur dan tekana tetap) terentuk tenaga eas' Ini erarti) tenaga eas dapat dipakai seagai kriteria untuk spontanitas dari proses' +anda untuk G> sama dengan G8 dan G.' G> negati0 erarti timul tenaga eas dan G> positi0 erarti diperlukan tenaga eas'4 Bila G> negati0 erarti proses erjalan spontan) ila positi0 tidak spontan) dan ila G> D erarti proses ada dalam kesetimangan' Untuk reaksi-reaksi kimia G> negati0 tidak merupakan jaminan ahwa reaksi terseut erjalan *epat' G>
1!
negati0 erarti) ahwa reaksi dapat erjalan spontan tetapi ke*epatan dari reaksin&a dipengaruhi oleh 0aktor-0aktor &ang lain'4 +enaga eas pemantukan sen&awa &ang asolut tidak dapat ditentukan) tetapi atas dasar anggapan ahwa tenaga eas unsur-unsur dalam keadaan standar dan ion 8H dengan molalitas satu) mempun&ai tenaga eas nol) maka dapat ditentukan tenaga eas sen&awa-sen&awa dan ion-ion'4
14
+EI%P-)A# 1' +ermodinamika merupakan *aang dari ilmu 0isika &ang mempelajari suhu) kalor) dan esaran mikroskopik lainn&a' 8ukum-hukum termodinamika eserta konsep kalor dan suhu memungkinkan kamu pempelajari dan menjelaskan agaimana mesin-mesin kalor dapat erkerja' !' Pada praktikum ini didasari oleh hukum-hukum termodinamika) &aitu hukum termodinamika
pertama)
hukum
termodinamika
kedua)
dan
hukum
termodinamika ketiga' 4' +ermodinamika degradasi asam askorat dipengaruhi oleh suhu dan waktu' @' Pada hukum termodinamika juga men&angkut entropi) enthalp&) dan tenaga eas'
1@
DA$TA' P-TA+A 1' (uhartono .ko) Mashuri' !5' Buku Ajar
Kimia Keperawatan'
Banjararu9 FK UNLAM' !' ,ogra (K' 155' Kimia Fisik dan (oal-soal' =akarta9 UI-Press' 4' (ukarjo' 155' Kimia ?rganik' =akarta9 Cineka "ipta @' 8ammond >'P) :innett A'B' The Influence of Thermodynamic Ideas on &colo!ical &conomics5 n Interdisci#linary Criti'ue' ,e*emer !5 Pp 1156-1!! 6' Feinman C',) Fine .'=' 8 calorie is a calorie8 iolates the second law of thermodynamics' =UL !@ Pp 4-5 3' Ariata ='P ) Laughlin ,'.' The Third 2aw of Thermodynamics and low tem#erature #hase stability' @5 !@' Pp 43-4
16
