BENZENA DAN TURUNANNYA

BENZENA DAN TURUNANNYA
1. RUMUS STRUKTUR BENZENA MENURUT KEKULE
Menurut Friedrich August Kekule, Jerman (1865), strukur Benzena dituliskan sebagai cincin dengan enam atom karbon yang mengandung tiga buah ikatan tunggal dan tiga buah ikatan rangkap yang berselang seling. Kerangka atom karbon dalam benzena membentuk segienam beraturan dengan sudut ikatan sebesar 1200.
(Benzena tidak sama dengan bensin. Benzena merupakan senyawa golongan aromatik dikenal aromatik karena berbau sedap, sedangkan bensin merupakan campuran senyawa alkana.
Rumus molekul : C6H6
Rumus struktur :

H
│
C

H− C C −H

H − C C−H

C
│
H
Kekule mempunyai kelemahan terhadap teorinya antara lain :
a. Ikatan rangkap pada benzena seharusnya mempunyai kecenderungan bereaksi secara
adisi. Kenyataannya, banyak benzena terlibat pada reaksi substitusi.
b. Jika benzena memiliki struktur Kekule, maka benzena akan mempunyai 2 panjang
ikatan yang berbeda, yaitu ikatan tunggal dan ikatan rangkap. Namun kenyataannya menurut eksperimen, benzena hanya memiliki satu panjang ikatan sebesar 0,139 nm. Hal ini menunjukkan semua ikatan dalam benzena sama.
c. Perhitungan termokimia menurut Kekule kalor pembentukan gas benzena dari unsure-unsurnya adalah sebesar +252 kJ/mol. Namun nilai sebenarnya berdasarkan eksperimen hanya +82kJ/mol.

Pada tahun 1931, Linus Pauling membuat suatu teori yang dikenal dengan Teori Hibrida Resonansi / Teori Resonansi. Teori ini merumuskan struktur benzena sebagai suatu struktur yang berada di antara dua struktur Kekule yang memungkinkan, sehingga ikatan rangkap pada benzena tidak nyata, berbeda dengan teori Kekule yang menyatakan bahwa tiga ikatan rangkap pada benzena berpindah secara cepat.

⇔

Teori Resonansi
Rumus struktur yang diusulkan Pauling adalah :

Terlihat bahwa semua ikatan antara atom-atom C dalam cincin sama.
Hal ini menunjukkan bahwa benzena merupakan molekul non polar.
Elektron-elektron yang membentuk ikatan-ikatan antar atom C digunakan bersama-sama oleh seluruh atom C, membentuk apa yang disebut sebagai sistem delokalisasi. Susunan electron-elektron ini sangat stabil. Titik didih benzena adalah 800C dan titik bekunya 5,50C.

Rumus Kekule juga dapat menjelaskan tiga jenis isomer turunannya yaitu disubstitusi benzena, C6H4X2. Ketiga isomer itu ditandai dengan orto (o), meta (m), dan para (p).

X

X

orto (o)
X
X

X X

meta (m) para (p)

2. Tatanama Senyawa Turunan Benzena
Tatanama senyawa turunan benzena, demikian pula senyawa aromatik pada umumnya tidak begitu sistematis. Masing-masing senyawa lebih dikenal dengan nama lazim atau nama turunannya.
a. Senyawa turunan benzena dengan satu gugus fungsi

CH3 NH2

metil benzena amino benzena
(toluena) (anilin)

O
OH C OH

hidroksi benzena asam benzoat
(fenol)
O NO2
C H

Benzaldehida Nitro benzena

SO3H O – CH3

Asam Benzensulfonat metil fenil eter
(Anisol)

O
C Cl
CH3

Metil fenil keton Klorobenzena
(Asetofenon) (Fenil klorida)

b. Senyawa turunan benzena dengan gugus fenil (C6H5-)
Gugus fenil terjadi jika benzena melepaskan satu atom H. Dalam kelompok senyawa ini, gugus fenil dianggap sebagai substituen. Penamaan dilakukan dengan cara menyebutkan posisi gugus fenil, diikuti oleh nama rantai induknya.

H

Benzena gugus fenil

CH3-CH-CH2-CH3 CH3-C=CH-CH3

2-fenil butana 2-fenil-2-butena

CH3-CH-CH2-CH2-OH CH2-CH2 -Cl

3-fenil-1-butanol 2-fenil-1-kloroetana
O
CH3-CH2-CH-Br ∥
CH3-CH- C-H

1-fenil-1-bromopropana 2-fenil propanal

c. Senyawa Turunan Benzena dengan Gugus Benzil (C6H5 – CH2 – )
Gugus benzil terjadi jika senyawa toluena (C6H5-CH3) melepaskan satu atom H dari metil. Atom
atau gugus atom yang menggantikan hidrogen ini dapat berupa klorin (Cl), hidroksi (-OH), dan
amina (-NH2)

CH3 CH2

Toluena Gugus benzil

CH2 – Cl CH2 – OH

Benzil klorida Benzil alkohol

Jika terdapat dua jenis substituen, maka posisi substituen dapat dinyatakan dengan awalan o (orto), m (meta), p (para) atau dengan menggunakan angka.

Urutan prioritas penomoran untuk berbagai substituen adalah sebagai berikut :
- COOH, -SO3H, -CHO, -CN, -OH, -NH2, -R, -NO2, -X
Contoh :
OH COOH

1 1 OH
6 2 6 2
5 3 5 3
4 4
NO2
p-nitrofenol Asam o-hidroksi benzoat
(4-nitrofenol) (Asam 2-hidroksi benzoat)

COOH

1
6 2
5 3
4 NO2
Asam m-nitrobenzoat
(Asam 3-nitrobenzoat)

Senyawa turunan benzena dengan tiga jenis substituen
Cl COOH

1 Cl 1
6 2 6 2
5 3 5 3
Cl 4 NO2 4 NO2
1,2,5 – triklorobenzena Asam 3,5 – dinitrobenzoat

CH3 OH NH2
NO2 1 NO2 1
NO2 1 NO2 6 2 6 2
6 2
5 3 5 3 5 3
4 4 Br 4 NO2
NO2 NO2
2,4,6 – trinitrotoluena (TNT) 2,4,6 – trinitrofenol 5-bromo-3-nitroanilina
(asam pikrat)
Senyawa Turunan Benzena dari gabungan cicin benzena

Benzena Naftalena Antrasena

Latihan soal :
1. Tuliskan struktur dari senyawa turunan benzena berikut :
a. Fenol
b. Benzil bromida
c. 3-fenil-1-pentena
d. Anilin
2. Apa nama dari senyawa turunan benzena berikut :
a. COOH b. CH3

NO2

CH2OH
c. d.

CH3-CH- CH3 OH

OH CH3
e. f. Cl Cl

Br
Cl

g.
OH
NO2 NO2

NO2

Jawab :
1.
a. OH b.
CH2-Br

c. d.
CH2-CH2-HC-HC=CH2
NH2

2.
a. COOH b. CH3

NO2
As. benzoat 4-nitrotoluena (p-nitrotoluena)
CH2OH
c. d.

CH3-CH- CH3 OH
2-fenil etana 4-hidroksi benzilalkohol
OH CH3
e. f. Cl Cl

Br
m-bromo fenol (3-bromo fenol) Cl 2,4,6- trikloro toluena

g.
OH
NO2 NO2

NO2 2,4,6- trinitro fenol

3. REAKSI – REAKSI BENZENA
Benzena lebih mudah untuk melakukan reaksi substitusi daripada reaksi adisi. Reaksi adisi baru dapat terjadi pada suhu tinggi dengan bantuan katalis.
Reaksi reaksi benzena dipergunakan untuk membuat senyawa-senyawa turunan benzena.
a. Substitusi atom H dengan atom Halogen ( Reaksi Halogenasi )
Pada reaksi ini atom H digantikan oleh atom halogen dengan bantuan katalis besi (III) halida. Jika halogennya Cl2, maka katalis yang digunakan adalah FeCl3.
Contoh :
H FeCl3 Cl
+ Cl2 + HCl

Benzena Klorin Kloro benzena (fenil klorida) asam klorida
b. Substitusi atom H dengan Gugus Nitro (Reaksi Nitrasi)
Pada reaksi ini digunakan pereaksi asam nitrat pekat (HNO3=HONO2) dengan katalisator asam sulfat pekat membentuk senyawa nitro benzena.

H H2SO4 (pkt) NO2
+ HONO2 + H2O

Benzena asam nitrat (pkt) nitro benzena
c. Substitusi atom H dengan Gugus Alkil (Reaksi Alkilasi -Friedel-Crafts)
Pada reaksi ini digunakan pereaksi alkil halida dengan katalisator AlCl3 membentuk alkil benzena.
H AlCl3 CH3
+ CH3-Cl + HCl

Benzena Kloro metana (metil klorida) Metil benzena (Toluena) asam klorida

d. Substitusi atom H dengan Gugus Sulfonat (Reaksi Sulfonasi)
Pada reaksi ini digunakan pereaksi H2SO4 = HOSO3H dan pemanasan membentuk asam benzensulfonat.
H SO3H
+ HOSO3H + H2O

Benzena asam sulfat asam benzensulfonat

e. Substitusi atom H dengan Gugus Asil ( Reaksi Asilasi – Friedel-Crafts)
Yang dimaksud dengan gugus asil adalah : R – C = O

O
H AlCl3 C
+ CH3-C=O CH3 + HCl
Cl

Benzena (klorometil keton) metl fenil keton (Asetofenon)

f. Adisi Benzena dengan Gas Hidrogen
Pada reaksi adisi ini digunakan katalisator Platina
H H
H Pt H H
+ 3H2 H H
H H
H H
Benzena H H
Sikloheksana

Latihan Soal :

1.
FeCl3
+ Cl2 Cl + HCl

2.
H2SO4(pkt)
+ HONO2 NO2 + H2O

3. O O
∥ AlCl3 C – C2H5
+ C2H5-C-Cl + HCl

AlCl3
4. C6H6 + C3H7Cl C3H7
+ HCl
Pt
5. C6H6 + 3H2 Sikloheksena
KEGUNAAN BEBERAPA TURUNAN BENZENA

1. TOLUENA :
Kegunaan toluena adalah sebagai pelarut dan bahan baku pembuatan zat peledak trinitrotoluena (TNT)

CH3 CH3

+ 3 HNO3 O2N NO2 + 3 H2O

toluena NO2
2,4,6 – trinitrotoluena
2. STIRENA :
Jika stirena mengalami polimerisasi, maka terbentuklah polistirena, suatu jenis plastik
yang banyak digunakan untuk membuat insulator listrik, boneka-boneka, sol sepatu,
serta piring dan cangkir.

CH=CH2

stirena

————CH CH2 CH CH2 CH CH2 ———–

polistirena

3. ANILINA
digunakan sebagai bahan baku pembuatan zat warna.
Reaksi anilina dengan asam nitrit akan menghasilkan garam diazonium dan proses ini
disebut diazotisasi.
NH2 NH2HCl N≡N

HCl HNO2 Cl + 2 H2O

benzenadiazonium klorida

Juga digunakan sebagai bahan baku obat-obatan golongan sulfa, seperti sufanilamid dan
sulfamerazin. Anilin dapat menyebabkan pusing, sakit kepala, muntah, dan gejala
insomnia (sulit tidur).

4. BENZALDEHIDA
digunakan sebagai zat pengawet serta sebagai bahan baku pembuatan parfum karena
memiliki bau yang sedap. Benzaldehida dapat berkondensasi dengan asetaldehida
(etanal) untuk menghasilkan sinamaldehida (minyak kayu manis).

O O

C – H O CH = CH – C – H

+ CH3 – C – H + H2O

benzaldehida etanal sinamaldehida

5. FENOL
Fenol (fenil alkohol) merupakan zat padat tidak berwarna yang mudah meleleh dan
larut baik dalam air. Dalam kehidupan sehari-hari dengan nama karbol atau lisol, dan
berfungsi sebagai zat desinfektan.
Perbedaan antara fenol dan alkanol

Fenol Alkanol
a. bersifat asam
b. bereaksi dengan NaOH membentuk
Natrium fenolat
c. tidak bereaksi dengan logam Na
atau PX3
d. Tidak bereaksi dengan asam
(RCOOH) tetapi bereaksi degan asil
halida (RCOX) untuk membentuk
eter
e. tidak dapat dioksidasi menjadi
aldehid atau keton a. bersifat netral
b. tidak bereaksi dengan basa
c. bereaksi dengan logam natrium atau PX3
d. bereaksi dengan asam atau dengan asil
halida untuk membentuk ester
e. dapat dioksidasi

6. ASAM-ASAM AROMATIK
Asam benzensulfonat merupakan asam paling kuat diantara seluruh asam organik.
Jika direaksikan dengan NaOH/melalui reaksi alkilasi akan diperoleh garam natrium
yang merupakan bahan baku pembuatan deterjen dan shampoo.

CH3 – CH – SO3Na CH3 – (CH2)11 SO3Na

CH3

deterjen (natrium isopropilbenzena sulfonat) shampoo (natrium dodesilbenzena sulfonat)

7. TURUNAN BENZOAT YANG PENTING

COONa COOH O

O – C – CH3

Natrium benzoat asam asetil salisilat
(asetosal / aspirin)

COOH COOH

OH COOH

asam o-hidroksibenzoat asam o-benzenadioat (asam ftalat)

O
∥
C-O-CH3 COOH

OH

COOH

metil salisilat asam m-benzenadioat (asam isoftalat)

COOH

COOH
asam p-benzenadioat (asam tereftalat)

Natrium benzoat digunakan sebagai zat pengawet untuk makanan dalam kaleng.
Metil salisilat adalah komponen utama obat gosok atau minyak angin.
Aspirin digunakan sebagai zat analgesik (penghilang rasa sakit) dan zat antipiretik (penurun panas). Oleh karena itu aspirin juga digunakan sebagai obat sakit kepala, sakit gigi, demam dan sakit jantung. Penggunaan dalam jangka panjang dapat menyebabkan iritasi lapisan mukosa pada lambung sehingga menimbulkan sakit maag, gangguan ginjal, alergi, dan asma.
Asam tereftalat merupakan bahan serat sintetik polyester.
Parasetamol (asetaminofen) punya fungsi sama dengan aspirin tetapi lebih aman bagi lambung. Hampir semua obat yang beredar dipasaran menggunakan zat aktif parasetamol. Penggunaan parasetamol yang berlebihan dapat menimbulkan gangguan ginjal dan hati.

Latihan soal Benzena dan turunannya :

1. Manakah di antara pernyataan berikut yang bukan merupakan sifat benzena ?
a. merupakan senyawa tak jenuh
b. ikatan karbon-karbon lebih pendek dari ikatan karbon-karbon tunggal
c. ikatan karbon-karbon lebih panjang dari ikatan karbon-karbon rangkap
d. terdapat elektron yang terdelokalisasi
e. mudah mengalami reaksi adisi
2. Senyawa benzena dan turunannya termasuk golongan senyawa …
a. alifatik d. alkohol
b. aromatik e. asam karboksilat
c. hidrokarbon
3. Senyawa berikut termasuk golongan aromatik ….
a. etanol d. asam asetat
b. fenol e. aseton
c. 1,5,5-heksadiena
4. Yang bukan termasuk senyawa golongan aromatik adalah ….
a. anilina d. asam benzoat
b. toluena e. benzil alkohol
c. sikloheksadiena
5. yang merupakan senyawa anilina adalah ….
a. C6H6NH2 d. C6H6NO2
b. C6H6COOH e. C6H6Cl
c. C6H6OH
6. Jika atom H dari benzena diganti dengan gugus –CH2OH, maka nama senyawa tersebut adalah …
a. fenol d. metil fenol
b. benzol e. toluena alkohol
c. benzil alkohol
7. Senyawa nitrofenol mempunyai isomer sebanyak …
a. 1 d. 4
b. 2 e. 5
c. 3
8. Nama senyawa :

OH

adalah ……

Br

a. Meta-bromofenol
b. orto-bromofenol
c. para-bromofenol
d. orto-bromofenol
e. orto-bromobenzil alkohol

9. Nama senyawa

CH3

Cl Cl

Cl
a. trikloro toluena
b. 2,4,6-triklorometilbenzena
c. 2,4,6-triklorotoluena
d. 2,3,5-triklorotoluena
e. 1,3,5-triklorotoluena
10. Reaksi benzene dengan metilklorida dan katalis AlCl3 menghasilkan …
a. Anilina d. toluena
b. fenol e. benzaldehida
c. asam benzoat
11. Fenol dalam karbol atau lisol berfungsi sebagai ….
a. pengharum kamar mandi d. membunuh kuman
b. penjernih air e. mengkilapkan lantai
c. pengganti kaporit
12. Di bawah ini tertera rumus bangun suatu senyawa turunan benzena

OH

NO2 Namanya :……

NO2
a. 1-hidroksi-2,4-dinitrofenol
b. 1,3-dinitrofenol
c. 2,4-dinitrobenzena
d. 2,4-dinitrofenol
e. 2,4-dinitrotoluena
13. Fenol dan etanol mempunyai persamaan dalam hal ..
a. keduanya bersifat asam
b. keduanya bersifat netral
c. keduanya bersifat basa
d. mempunyai gugus OH
e. keduanya mudah dioksidasi
14. Suatu senyawa karbon yang mengandung inti benzena mempunyai sifat sebagai berikut
– berupa kristal dan larut dalam air
- bersifat asam lemah dan bereaksi dengan NaOH
- bersifat pemusnah hama
a. anilina d. benzil alkohol
b. nitrobenzena e. toluena
c. fenol

MASSA ATOM DAN MASSA MOLEKUL RELATIF

Massa Atom dan Massa Molekul Relatif
Atom adalah partikel yang sangat kecil sehingga massa atom juga terlalu kecil bila dinyatakan dengan satuan gram. Karena itu, para ahli kimia menciptakan cara untuk mengukur massa suatu atom, yaitu dengan massa atom relatif. Massa atom relatif (Ar) adalah perbandingan massa rata-rata suatu atom dengan satu per dua belas kali massa satu atom karbon-12.

Unit terkecil suatu zat dapat juga berupa molekul. Molekul disusun oleh dua atau lebih atom-atom yang disatukan oleh ikatan kimia. Massa molekul relatif (Mr) adalah perbandingan massa rata-rata suatu molekul dengan satu per dua belas kali massa satu atom karbon-12.
Ar Y = massa rata-rata 1 molekul Y / (1/12 x massa 1 atom C-12)
Dalam rumus di atas digunakan massa atom dan massa molekul rata-rata. Kenapa menggunakan massa atom rata-rata? Karena unsur di alam mempunyai beberapa isotop. Sebagai contoh, karbon di alam mempunyai 2 buah isotop yang stabil yaitu C-12 (98,93%) dan C-13 (1,07%). Jika kelimpahan dan massa masing-masing isotop diketahui, massa atom relatif suatu unsur dapat dihitung dengan rumus:
Ar X = {(% isotop 1 x massa isotop 1) + (% isotop 2 x massa isotop 2) + …}/100
Jika diketahui massa atom relatif masing-masing unsur penyusun suatu molekul, massa molekul relatifnya sama dengan jumlah massa atom relatif dari seluruh atom penyusun molekul tersebut. Molekul yang mempunyai rumus AmBn berarti dalam 1 molekul tersbut terdapat m atom A dan n atom B. Dengan demikian massa molekul relatif AmBn dapat dihitung seperti berikut.
Mr AmBn = m x Ar A + n x Ar B

RESPIRASI PADA TUMBUHAN

II. RESPIRASI PADA TUMBUHAN

A. PENGERTIAN RESPIRASI

ü Respirasi adalah suatu proses pengambilan O2 untuk memecah senyawa-senyawa organik menjadi CO2, H2O dan energi. Namun demikian respirasi pada hakikatnya adalah reaksi redoks, dimana substrat dioksidasi menjadi CO2 sedangkan O2 yang diserap sebagai oksidator mengalami reduksi menjadi H2O. Yang disebut substrat respirasi adalah setiap senyawa organik yang dioksidasikan dalam respirasi, atau senyawa-senyawa yang terdapat dalam sel tumbuhan yang secara relatif banyak jumlahnya dan biasanya direspirasikan menjadi CO2 dan air. Sedangkan metabolit respirasi adalah intermediat-intermediat yang terbentuk dalam reaksi-reaksi respirasi

ü Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan.

ü Ditinjau dari kebutuhannya akan oksigen, rspirasi dapat dibedakan menjadi respirasi aerob yaitu respirasi yang menggunakan oksigen bebas untuk mendapatkan energi dan respirasi anaerob atau biasa disebut dengan proses fermentasi yaitu respirasi yang tidak menggunakan oksigen namun bahan bukunya adalah seperti karbohidrat, asam lemak, asam amino sehingga hasil respirasi berupa karbondioksida, air dan energi dalam bentuk ATP.

ü Karbohidrat merupakan substrat respirasi utama yang terdapat dalam sel tumbuhan tinggi. Terdapat beberapa substrat respirasi yang penting lainnya diantaranya adalah beberapa jenis gula seperti glukosa, fruktosa, dan sukrosa; pati; asam organik; dan protein (digunakan pada keadaan & spesies tertentu).
Secara umum, respirasi karbohidrat dapat dituliskan sebagai berikut:
C6H12O6 + O2 6CO2 + H2O + energi
Reaksi di atas merupakan persamaan rangkuman dari reaksi-reaksi yang terjadi dalam proses respirasi.

ü Contoh:
Respirasi pada Glukosa, reaksi sederhananya:
C6H,206 + 6 02 ———————————> 6 H2O + 6 CO2 + Energi
(glukosa)

B. REAKSI PADA RESPIRASI

ü Reaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H20 + CO2 + Energi, melalui tiga tahap :

1. Glikolisis.
2. Daur Krebs.
3. Transpor elektron respirasi.

1. Glikolisis:
Peristiwa perubahan :
Glukosa Þ Glulosa - 6 - fosfat Þ Fruktosa 1,6 difosfat Þ
3 fosfogliseral dehid (PGAL) / Triosa fosfat Þ Asam piravat.
Jadi hasil dari glikolisis :
- molekul asam piravat.
- molekul NADH yang berfungsi sebagai sumber elektron berenergi
tinggi.
- molekul ATP untuk setiap molekul glukosa.

2. Daur Krebs (daur trikarbekdlat):
Daur Krebs (daur trikarboksilat) atau daur asam sitrat merupakan pembongkaran asam piravat secara aerob menjadi CO2 dan H2O serta energi kimia

3. Rantai Transportasi Elektron Respiratori:
Dari daur Krebs akan keluar elektron dan ion H+ yang dibawa sebagai NADH2 (NADH + H+ + 1 elektron) dan FADH2, sehingga di dalam mitokondria (dengan adanya siklus Krebs yang dilanjutkan dengan oksidasi melalui sistem pengangkutan elektron) akan terbentuk air, sebagai hasil sampingan respirasi selain CO2.

ü Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar tubuh melalui stomata pada tumbuhan dan melalui paru-paru pada peristiwa pernafasan hewan tingkat tinggi.

C. PROSES AKSEPTOR ATP

Ketiga proses respirasi yang penting tersebut dapat diringkas sebagai berikut:

1. Glikolisis:
Glukosa ——> 2 asam piruvat 2 NADH 2 ATP
2. Siklus Krebs:
2 asetil piruvat ——> 2 asetil KoA + 2 C02 2 NADH 2 ATP
2 asetil KoA ——> 4 CO2 6 NADH 2 PADH2
3. Rantai trsnspor elektron respirator:
10 NADH + 502 ——> 10 NAD+ + 10 H20 30 ATP
2 FADH2 + O2 ——> 2 PAD + 2 H20 4 ATP

Total 38 ATP

D. MANFAAT RESPIRASI

Respirasi banyak memberikan manfaat bagi tumbuhan. Manfaat tersebut terlihat dalam proses respirasi dimana terjadi proses pemecahan senyawa organik, dari proses pemecahan tersebut maka dihasilkanlah senyawa-senyawa antara yang penting sebagai ”Building Block”. Building Block merupakan senyawa-senyawa yang penting sebagai pembentuk tubuh. Senyawa-senyawa tersebut meliputi asam amino untuk protein; nukleotida untuk asam nukleat; dan prazat karbon untuk pigmen profirin (seperti klorofil dan sitokrom), lemak, sterol, karotenoid, pigmen flavonoid seperti antosianin, dan senyawa aromatik tertentu lainnya, seperti lignin.
Telah diketahui bahwa hasil akhir dari respirasi adalah CO2 dan H2O, hal ini terjadi bila substrat secara sempurna dioksidasi, namun bila berbagai senyawa di atas terbentuk, substrat awal respirasi tidak keseluruhannya diubah menjadi CO2 dan H2O. Hanya beberapa substrat respirasi yang dioksidasi seluruhnya menjadi CO2 dan H2O, sedangkan sisanya digunakan dalam proses anabolik, terutama di dalam sel yang sedang tumbuh. Sedangkan energi yang ditangkap dari proses oksidasi sempurna beberapa senyawa dalam proses respirasi dapat digunakan untuk mensintesis molekul lain yang dibutuhkan untuk pertumbuhan.


E. LAJU RESPIRASI

Laju respirasi dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain:

ü Ketersediaan substrat. Tersedianya substrat pada tanaman merupakan hal yang penting dalam melakukan respirasi. Tumbuhan dengan kandungan substrat yang rendah akan melakukan respirasi dengan laju yang rendah pula. Demikian sebliknya bila substrat yang tersedia cukup banyak maka laju respirasi akan meningkat.

ü Ketersediaan Oksigen. Ketersediaan oksigen akan mempengaruhi laju respirasi, namun besarnya pengaruh tersebut berbeda bagi masing-masing spesies dan bahkan berbeda antara organ pada tumbuhan yang sama. Fluktuasi normal kandungan oksigen di udara tidak banyak mempengaruhi laju respirasi, karena jumlah oksigen yang dibutuhkan tumbuhan untuk berrespirasi jauh lebih rendah dari oksigen yang tersedia di udara.

ü Suhu. Pengaruh faktor suhu bagi laju respirasi tumbuhan sangat terkait dengan faktor Q10, dimana umumnya laju reaksi respirasi akan meningkat untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10oC, namun hal ini tergantung pada masing-masing spesies.

ü Tipe dan umur tumbuhan. Masing-masing spesies tumbuhan memiliki perbedaan metabolsme, dengan demikian kebutuhan tumbuhan untuk berespirasi akan berbeda pada masing-masing spesies. Tumbuhan muda menunjukkan laju respirasi yang lebih tinggi dibanding tumbuhan yang tua. Demikian pula pada organ tumbuhan yang sedang dalam masa pertumbuhan.

F. PROSES RESPIRASI

ü Proses respirasi diawali dengan adanya penangkapan O2 dari lingkungan. Proses transport gas-gas dalam tumbuhan secara keseluruhan berlangsung secara difusi. Oksigen yang digunakan dalam respirasi masuk ke dalam setiap sel tumbuhan dengan jalan difusi melalui ruang antar sel, dinding sel, sitoplasma dan membran sel. Demikian juga halnya dengan CO2 yang dihasilkan respirasi akan berdifusi ke luar sel dan masuk ke dalam ruang antar sel. Hal ini karena membran plasma dan protoplasma sel tumbuhan sangat permeabel bagi kedua gas tersebut.
Setelah mengambil O2 dari udara, O2 kemudian digunakan dalam proses respirasi dengan beberapa tahapan, diantaranya yaitu glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus asam sitrat, dan transpor elektron. Tahapan yang pertama adalah glikolisis, yaitu tahapan pengubahan glukosa menjadi dua molekul asam piruvat (beratom C3), peristiwa ini berlangsung di sitosol. As. Piruvat yang dihasilkan selanjutnya akan diproses dalam tahap dekarboksilasi oksidatif. Selain itu glikolisis juga menghasilkan 2 molekul ATP sebagai energi, dan 2 molekul NADH yang akan digunakan dalam tahap transport elektron.
Dalam keadaan anaerob, As. Piruvat hasil glikoisis akan diubah menjadi karbondioksida dan etil alkohol. Proses pengubahan ini dikatalisis oleh enzim dalam sitoplasma. Dalam respirasi anaerob jumlah ATP yang dihasilkan hanya dua molekul untuk setiap satu molekul glukosa, hasil ini berbeda jauh dengan ATP yang dihasilkan dari hasil keseluruhan respirasi aerob yaitu 36 ATP.

ü Tahapan kedua dari respirasi adalah dekarboksilasi oksidatif, yaitu pengubahan asam piruvat (beratom C3) menjadi Asetil KoA (beratom C2) dengan melepaskan CO2, peristiwa ini berlangsung di sitosol. Asetil KoA yang dihasilkan akan diproses dalam siklus asam sitrat. Hasil lainnya yaitu NADH yang akan digunakan dalam transpor elektron.

ü Tahapan selanjutnya adalah siklus asam sitrat (daur krebs) yang terjadi di dalam matriks dan membran dalam mitokondria, yaitu tahapan pengolahan asetil KoA dengan senyawa asam sitrat sebagai senyawa yang pertama kali terbentuk. Beberapa senyawa dihasilkan dalam tahapan ini, diantaranya adalah satu molekul ATP sebagai energi, satu molekul FADH dan tiga molekul NADH yang akan digunakan dalam transfer elektron, serta dua molekul CO2.
Tahapan terakhir adalah transfer elektron, yaitu serangkaian reaksi yang melibatkan sistem karier elektron (pembawa elektron). Proses ini terjadi di dalam membran dalam mitokondria. Dalam reaksi ini elektron ditransfer dalam serangkaian reaksi redoks dan dibantu oleh enzim sitokrom, quinon, piridoksin, dan flavoprotein. Reaksi transfer elektron ini nantinya akan menghasilkan H2O.

G. PROSES FOTOSINTESIS DAUN

Proses pembuatan makanan pada tumbuhan hijau dapat terjadi dengan bantuan:

ü sinar matahari,

ü air,

ü garam mineral yang diserap

ü serta karbondioksida dari udara diubah menjadi zat makanan yang diperlukan.

ü Energi matahari membantu tumbuhan hijau dalam proses pembuatan makanannya. Binatang herbivora memakan tumbuhan, lalu dia dimangsa oleh binatang carnivora (pemakan daging). Bangkai binatang yang membusuk membentuk zat pengurai yang sangat diperlukan untuk proses pertumbuhan akar tumbuhan.

ü Tumbuhan membutuhkan sinar matahari, air, dan udara untuk membuat makanannya sendiri. Setiap hari, zat hijau daun pada daun tanaman menyerap cahaya matahari. Tumbuhan memanfaatkan cahaya matahari menjadi karbon dioksida dari udara, dan air dari tanah menjadi makanan yang mengandung gula. Tumbuhan lalu mengeluarkan oksigen sebagai hasil yang tidak terpakai, walaupun sebagian digunakan untuk bernapas. Proses ini disebut fotosintesis. Makanan dapat disimpan di dalam tumbuhan dan digunakan bila diperlukan. Binatang dan manusia mengambil keuntungan dari kemampuan tumbuhan dalam membuat makanannya sendiri. Mereka makan banyak jenis tanaman dan makanan jenis ini menyimpan makanan juga. Contoh tanaman penghasil zat makanan yaitu:
-Kentang, yang menyimpan tepung.
-Pohon jeruk menghasilkan buah jeruk.
-dsb.

ü Namun ada juga jenis tumbuhan yang tidak dapat membuat makanannya sendiri dan tergantung pada tumbuhan lain. Contohnya:
Tanaman saprofit seperti jamur, makanannya berupa sayuran yang membusuk atau bangkai binatang.
Parasit seperti liana, pertumbuhan awalnya dimulai dari akar di dalam tanah. Batangnya yang lunak kemudian bercabang dua dan melilit tanaman inang (induknya) untuk menyerap air dan sari makanan. Setelah semua kebutuhannya tercukupi, akar aslinya akan mengering dan mati.
Parasit seperti Rafflesia memperoleh makanannya dari akar tumbuhan lain. Rafflesia adalah tumbuhan yang tidak mempunyai daun atau batang. Merupakan bunga terbesar dan bisa mencapai diameter lebih dari 1 m.

ü Sebagian besar tumbuhan berdaun hijau. Ini disebabkan tumbuhan berisi pigmen hijau atau zat warna yang disebut zat hijau daun (chlorofil). Hanya di bawah permukaan atas dari daun yang merupakan lapisan-lapisan dari sel-sel khusus, dikenal sebagai sel pagar. Di dalam masing-masing sel terdapat kotak yang sangat kecil berbentuk piringan hitam, disebut chloroplast. Chloroplast ini penuh zat hijau daun.

ü Gerakan partikel dari tempat dengan potensial kimia lebih tinggi ke tempat dengan potensial kimia lebih rendah karena energi kinetiknya sendiri sampai terjadi keseimbangan dinamis
•Osmosis : gerakan air dari potensial air lebih tinggi ke potensial air lebih rendah melewati membran selektif permeabel sampai dicapai keseimbangan dinamis.

ENZIM PADA TUMBUHAN

1. SEJARAH TENTANG ENZIM

Pada awalnya, enzim dikenal sebagai protein oleh Sumner ( 1926 ) yang telah berhasil mengisolasi urease dari tumbuhan kara pedang. Urease adalah enzimysng dapat menguraikan urea menjadi CO2 dan NH3. Beberapa tahun kemudian Northrop dan Kunits dapat mengisolasi pepsin, tripsin, dan kinotripsin. Kemudian makin banyak enzim yang telah dapat diisolasi dan telah dibuktikan bahwa enzim tersebut ialah protein.

Dari hasil penelitian para ahli biokim ternyata banyak enzim mempunyai gugus bukan protein, jadi termasuk golongan protein majemuk. Gugus bukan protein ini disebut dengan kofaktor ada yang terikat kuat pada protein dan ada pula yang tidak terikat kuat oleh protein.. Gugus terikat kuat pada bagian protein artinya sukar terurai dalam larutan yang disebut dengan Prostetik, sedang yang tidak begitu terikat kuat ( mudah dipisahkan secara dialisis ) disebut dengan Koenzim. Keduanya ini dapat memungkinkan enzim bekerja terhadap substrat.

2. PENGERTIAN ENZIM

ü Enzim ialah suatu zat yang dapat mempercepat laju reaksi dan ikut beraksi didalamnya sedang pada saat akhir proses enzim akan melepaskan diri seolah – olah tidak ikut bereaksi dalam proses tersebut.

ü Enzim merupakan reaksi atau proses kimia yang berlangsung dengan baik dalam tubuh makhluk hidup karena adanya katalis yang mampu mempercepat reaksi. Koenzim mudah dipisahkan dengan proses dialisis.

ü Enzim berperan secara lebih spesifik dalam hal menentukan reaksi mana yang akan dipacu dibandingkan dengan katalisator anorganik sehingga ribuan reaksi dapat berlangsung dengan tidak menghasilkan produk sampingan yang beracun.

ü Enzim terdiri dari apoenzim dan gugus prostetik. Apoenzim adalah bagian enzim yang tersusun atas protein. Gugus prostetik adalah bagian enzim yang tidak tersusun atas protein. Gugus prostetik dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu koenzim (tersusun dari bahan organik) dan kofaktor (tersusun dari bahan anorganik).

3. PERBEDAAN ENZIN DENGAN KATALISATOR

ü Katalisator bersifat umum, hanya berfungsi untuk mempercepat reaksi yang dapat digunakan berulang - ulang ( satu katalisator mampu mereaksikan 2 atau 3 bahkan lebih reaksi)

ü Enzim bersifat lebih spesifik hanya digunakan untuk satu reaksi saja ( satu enzim hanya untuk satu reaksi)

4. METABOLISME TUMBUHAN

Tumbuhan juga mengahasilkan senyawa metabolit sekunder yang berfungsi untuk melindungi tumbuhan dari serangan serangga, bakteri, jamur dan jenis patogen lainnya serta tumbuhan itu mampu menghasilkan vitamin untuk kepentingan tumbuhan itu sendiri serta hormon – hormon yang merupakan sarana bagi tumbuhan untuk berkomunikasi antara organnya atau jaringannya dalam mengendalikan dan mengkoordinasi pertumbuhan dan perkembangannya.

Dalam tumbuhan pun terdapat proses metabolisme tumbuhan yang terdiri dari anabolisme ( pembentkan senyawa yang lebih besar dari molekul – molekul yang lebih kecil, molekul ini terdiri dari pati, selulose, protein, lemak dan asam lemak. Prioses ini membutuhkan energi).Sedang katabolisme merupakan senyawa dengan molekul yang besar membentuk senyawa – senyawa dengan molekul yang lebih kecil dan menghasilkan energi.

Sel dalam tubuh tumbuhan mampu mengatur lintasan – lintasan metabolik yang dikendalikannnya agar terjadi dan dapat mengatur kecepatan reaksi tersebut dengan cara memproduksi suatu katalisator dalam jumlah yang sesuai dan tepat pada saat dibutuhkan. Katalisator inilah yang disebut denagn enzim yang mampu mempercepat laju reaksi yang berkisar antara 108 sampai 1020.

5. SIFAT – SIFAT ENZIM

Sifat-sifat enzim adalah sebagai berikut:

1 Biokatalisator
Enzim mempercepat laju reaksi, tetapi tidak ikut bereaksi.

2 Termolabil
Enzim mudah rusak bila dipanaskan sampai dengan suhu tertentu.

3 Merupakan senyawa protein

4 Bekerja secara spesifik.Satu jenis enzim bekerja secara khusus hanya pada satu jenis substrat. Misalnya enzim katalase menguraikan Hidrogen peroksida (H2O2) menjadi air (H2O) dan oksigen (O2), sedangkan enzim lipase menguraikan lemak + air menjadi gliserol + asam lemak.

F. SUSUNAN ENZIM

Secara kimia, enzim yany lengkap (holoenzim) tersusun atas 2 bagian yaitu:

1. Bagian protein disebut Apoenzim yang bersifat labil ( mudah berubah) yang dipengaruhi oleh suhu dan keasaman.

2. Bagian yang bukan protein yang disebut dengan gugus prostetik ( gugusan aktif) yang berasal dari kofaktor.

G. KOMPOSISI KIMIA DAN STRUKTUR 3-DIMENSI ENZIM

Setiap enzim terbentuk dari molekul protein sebagai komponen utama penyusunnya dan bebrapa enzim hanya terbentuk dari molekul protein dengan tanpa adanya penambahan komponen lain. Protein lainnya seperti Sitokrom yang membawa elektron pada fotosintesis dan respirasi tidak pula dapat digolongkan sebagai enzim. Selain itu, protein yang terdapat dalam biji juga lebih berperan sebagai bahan cadangan untuk digunakan dalam proses perkecambahan biji.

Protein hanya terbentuk dari satu ikatan poloipeptida yang menggumpal membentuk suatu struktur yang bulat atau sperikal, contohnya ribonuklease. Setiap rantai polipeptida atau molekul protein secara sponstan akan membentuk konfigurasi dengan energi bebas terendah.

Dalam sitisol sel, asam amino lebih bersifat hidrofobik yang akan mengumpul pada bagian dalam, sedang pada permukaan molekul protein atau enzim asan amino bersifat hidrofilik.

H. KOMPERTEMENTASI ENZIM

Enzim – enzim yang berperan untuk fotosintesis terdapat pada kloroplas. Enzim yang berperan penting dalam respirasi aerobik terdapat pada mitokondria, sedang enzim respirasi lainnya terdapat dalam sitosol.

Kompertemenisasi enzi akan meningkat edisiensi banyak proses yang beralngsung di dalam sel, karena :

1. Reaktan tersedia pada tempat dimana enzim tersedia.

2. Senyawa akan dikonversi dikirim ke arah enzim yang berperan untuk menghasilakn produk sesuai yang dikehendaki dan tidak disimpangkan pada lintasan yang lain. Akan tetapi kompartemenisasi ini tidak bersifat absolut.

I. FUNGSI SPESIFIK, NOMENKLATUR dan PENGGOLONGAN ENZIM.

a. Fungsi Enzim

Yaitu sebagai katalis untuk proses biokimia yang terjadi dalam sel maupun di luar sel makhluk hidup. Enzim ini berfungsi sebagai katalis yang sangan efisien dan mempunyai derajat yang tinggi.

b. Tata nama dan Kekhasan Enzim

Setiap enzim disesuaikan dengan nama substratnya dengan menambahkan “ase” dibelakangnya.

Kekhasan enzim asam amino sebagai substrat dapat mengalami reaksi berbagai enzim.

c.Penggolongan Enzim

Enzim dapat digolongkan ke dalam 6 golongan yaitu :

1. Oksidoreduktase terdapat dua enzimyaitu dehidrogenase dan oksidasi

2. Transferase yaitu enzim yang bekerja sebagai katalis pada reaksi pemindahan suatu gugus dari suatu senyawa lain

3. Hidrolase yaitu sebagai katalis reaksi hidrolisis

4. Liase berperan dalam proses pemisahan

5. Isomerase bekerja pada reaksi intramolekuler

6. Ligase bekerja pada penggabungan dua molekul

J. CIRI- CIRI ENZIM

Ciri – ciri dari enzim ialah sebagai berikut :

1. Merupakan sebuah protein,

Jadi sifatnya sama dengan protein yaitu dapat menggumpal dalam suhu tinggi dan terpengaruh oleh temperatur.

2. Bekerja secara khusus

Artinya hanya untuk bekerja dalam satu reaksi saja tidak dapat digunakan dalam beberapa reaksi.

3. Dapat digunakan berulang kali

Enzim dapat digunakan berulang kali karena enzim tidak berubah pada saat terjadi reaksi.

4. Rusak oleh panas

Enzim tidak tahan pada suhu tinggi, kebanyakan enzim hanya bertahan pada suhu 500C, rusaknya enzim oleh panas disebut dengan denaturasi,

5. Dapat bekerja bolak – balik

Artinya satu enzim dapat menguraikan satu senyawa menjadi senyawa yang lain.

K. ISOZIM

Isozim atau Iso-enzim adalah dalam suatu campuran terdapat lebih dari satu enzim yang dapat berperan dalam suatu substrat untuk memberikan suatu hasil yang sama.

Keuntungan bagi tumbuhan yang mengandung isoenzim adalah karena isozim – isozim tersebut akan memiliki tanggapan yang berbeda terhadap faltor – faktor lingkungan. Setiap isozim dihadapkan pada lingkungan kimia yang berbeda dab masing – masing berperan pada posisi yang berbeda dalam lintasan metabolic.

L. CARA KERJA ENZIM

Molekul selalu bergerak dan bertumbukan satu sama lain. Jika suau molekul substrat menumbuk molekul enzim yangtepat maka akan menempel pada enzim. Tempat menempelnya molekul substrat pada enzim disebut dengan sisi aktif.

Ada dua teori yang menjelaskan mengenai cara kerja enzim yaitu:

1 Teori kunci dan gembok
Teori ini diusulkan oleh Emil Fischer pada 1894. Menurut teori ini, enzim bekerja sangat spesifik. Enzim dan substrat memiliki bentuk geometri komplemen yang sama persis sehingga bisa saling melekat.

2 Teori ketepatan induksi
Teori ini diusulkan oleh Daniel Koshland pada 1958. Menurut teori ini, enzim tidak merupakan struktur yang spesifik melainkan struktur yang fleksibel. Bentuk sisi aktif enzim hanya menyerupai substrat. Ketika substrat melekat pada sisi aktif enzim, sisi aktif enzim berubah bentuk untuk menyerupai substrat.

M. FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KERJA ENZIM

Ada banyak faktor yang mempengaruhi kerja enzim, yaitu:

1 Suhu
Semakin tinggi suhu, kerja enzim juga akan meningkat. Tetapi ada batas maksimalnya. Untuk hewan misalnya, batas tertinggi suhu adalah 40ºC. Bila suhu di atas 40ºC, enzim tersebut akan menjadi rusak. Sedangkan untuk tumbuhan batas tertinggi suhunya adalah 25ºC.

2 pH
Pengaruh pH terhadap suatu enzim bervariasi tergantung jenisnya. Ada enzim yang bekerja secara optimal pada kondisi asam. Ada juga yang bekerja secara optimal pada kondisi basa.

3 Konsentrasi substrat
Semakin tinggi konsentrasi substrat, semakin meningkat juga kerja enzim tetapi akan mencapai titik maksimal pada konsentrasi tertentu.

4 Konsentrasi enzim
Semakin tinggi konsentrasi enzim, semakin meningkat juga kerja enzim.

5 Adanya aktivator
Aktivator merupakan zat yang memicu kerja enzim.

6 Adanya inhibitor
Inhibitor merupakan zat yang menghambat kerja enzim. Inhibitor ini terdiri dari :

ü Hambatan Reversibel

Yang disebabkan oleh terjadinya proses destruksi atau modifikasi sebuah gugus fungsi atau lebih yang terdapat pada molekul enzim. Hambatan reversible dapat berupa hambatan bersaing dan hambatan tidak bersaing. Hambatan bersaing disebabkan karena adanya molekul yang mirip dengan substrat, yang dapat pula membentuk kompleks yaitu kompleks enzim inhibitor (EI), sedang hambatan tidak bersaing ini tidak dipengaruhi oleh besarnya konsentrasi substrat dan inhibitor yang melakukannya disebut inhibitor tidak bersaing.

ü Hambatan tidak Reversibel

Hambatan tidak reversible ini terjadi karena inhibitor bereaksi tidak reversible dengan bagian tertentu pada enzim, sehingga mengakibatkan berubahnya bentuk enzim.

ü Hambatan Alosterik

Hambatan ruang karena enzim tersebut tidak berbentuk hiperbola seperti enzim – enzim ang lain tetapi akan terjadi grafik yang berbentuk sigmoida.

Kereaktifan Logam Natrium

A. Judul percobaan : Kereaktifan Logam Natrium
B. Tujuan Percobaan : Tujun percobaan ini adalah mahasiswa dapat
membedakan kereaktifan logam natrium dalam dua medium yang berbeda.
C. Tinjauan pustaka :
a. Penjelasan Umum

Golongan IA disebut juga logam alkali. Logam alkali melimpah dalam mineral dan terdapat di air laut. Khususnya Na (natrium), di kerak bumi termasuk logam terbanyak keempat setelah Al, Fe, dan Ca. Walaupun keberadaan ion natrium dan kalium telah dikenali sejak lama, sejumlah usaha untuk mengisolasi logam ini dari larutan air garamnya gagal sebab kereaktifannya yang tinggi pada air. Akhirnya Na (natrium) dan juga Kalium (1807) bisa diisolasi dengan mengelektrolisis garam leleh KOH atau NaOH oleh H. Davy di abad ke-19. Kemudian Li (litium) ditemukan sebagai unsur baru di tahun 1817, dan Davy segera setelah itu mengisolasinya dari Li2O dengan metode elektrolisis. Setelah itu pada tahun 1861, Rb (rubidium) dan Cs (cesium), ditemukan sebagai unsur baru dengan teknik spektroskopi. Fr (fransium) ditemukan dengan menggunakan teknik radiokimia tahun 1939, kelimpahan alaminya sangat rendah karena memiliki waktu paro 21 menit. Logam-logam ini juga bersifat sebagai reduktor dan mempunyai warna nyala yang indah sehingga dipakai sebagai kembang api.
Sifat Fisis :
Secara umum, logam alkali ditemukan dalam bentuk padat. Kecuali Cs (cesium) yang berbentuk cair jika suhu lingkungan pada saat pengukuran melebihi 28oC. Meskipun mereka adalah logam paling kuat, tetapi secara fisik mereka lunak bahkan bisa diiris menggunakan pisau. Hal ini karena mereka hanya memiliki satu elektron valensi pada kulit terluarnya. Sedangkan jumlah kulitnya makin bertambah dari atas ke bawah dalam tabel unsur periodik. Sehingga ikatan antar logamnya lemah.
Titik didih dan titik leleh :
Titik didih adalah titik suhu perubahan wujud dari cair menjadi gas. Dan titik leleh adalah titik suhu perubahan wujud dari padat ke cair. Dalam golongan IA, dari Li ke Cs kecenderungan titik didih dan titik lelehnya turun. Seperti terlihat pada tabel.
Sifat Li Na K Rb Cs
Titik Didih (oC) 1347 883 774 688 678
Ttik Leleh (oC) 181 97,8 63,6 38,9 28,4
Dari penurunan titik didih dan titik leleh ini, bisa disimpulkan bahwa Cs memiliki titik didih dan titik leleh terendah dibandingkan logam lainnya karena ia memiliki ikatan logam paling lemah sehingga akan lebih mudah untuk melepas ikatan.
Warna nyala :
Salah satu ciri khas dari logam alkali adalah memiliki sprektum emisi. Sprektum ini dihasilkan bila larutan garamnya dipanaskan dalam nyala Bunsen, atau dengan mengalirkan muatan listrik pada uapnya. Ketika atom diberi energi (dipanaskan) elektronnya akan tereksitasi ke tingkat yang lebih tinggi. Ketika energi itu dihentikan, maka elektronnya akan kembali lagi ke tingkat dasar sehingga memancarkan energi radiasi elektromagnetik. Menurut Neils Bohr, besarnya energi yang dipancarkan oleh setiap atom jumlahnya tertentu (terkuantitas) dalam bentuk spektrum emisi. Sebagian anggota spektrum terletak di daerah sinar tampak sehingga akan memberikan warna-warna yang jelas dan khas untuk setiap atom.

Sifat Kimia :
Energi Ionisasi :
Energi ionisasi pertama adalah energi yang dibutuhkan untuk melepaskan satu elektron yang terikat paling lemah dari satu mol atom dalam keadaan gas. Energi ionisasi dalam satu golongan berhubungan erat dengan jari-jari atom. Jari-jari atom pada golongan alkali dari Li ke Cs jari-jarinya semakin besar, sesuai dengan pertambahan jumlah kulitnya. Semakin banyak jumlah kulitnya, maka semakin besar jari-jari atomnya. Semakin besar jari-jari atom, maka daya tarik antara proton dan elektron terluarnya semakin kecil. Sehingga energi ionisasinya pun semakin kecil.
Pada logam alkali yang memiliki satu elektron valensi ia akan lebih mudah membentuk ion positif agar stabil dengan melepas satu elektron tersebut. Li menjadi Li+, Na menjadi Na+, K manjadi K+ dan yang lainnya.
Jari-jari ionnya mempunyai ukuran yang lebih kecil dibandingkan jari-jari atomnya, karena ion logam alkali membentuk ion positif. Ion positif mempunyai jumlah elektron yang lebih sedikit dibandingkan atomnya. Berkurangnya jumlah elektron menyebabkan daya tarik inti terhadap lintasan elektron yang paling luar menjadi lebih kuat sehingga lintasan elektron lebih tertarik ke arah inti.
Kereaktifan :
Logam alkali sangat reaktif dibandingkan logam golongan lain. Selain disebabkan oleh jumlah elektron valensi yang hanya satu dan ukuran jari-jari atom yang besar, sifat ini juga disebabkan oleh harga energi ionisaisnya yang lebih kecil dibandingkan logam golongan lain. Dari Li sampai Cs harga energi ionisai semakin kecil sehingga logamnya semakin reaktif. Kereaktifan logam alkali dibuktikan dengan kemudahannya bereaksi dengan air, oksigen, unsur-unsur halogen, dan hidrogen.
Reaksi-reaksi :
1. Reaksi dengan air :
Logam alkali bereaksi dengan air menghasilkan gas hidrogen dan logam hidroksida. Litium (Li) sedikit bereaksi dan sangat lambat, sodium (Na) jauh lebih cepat, kalium (K) terbakar, sedangkan rubidium (Rb) dan cesium (Cs) menimbulkan ledakan. Reaksi antara logam dan air adalah sebaga berikut:
2M (s) + 2H2O (l)  2MOH (aq) + H2 (g)
Logam akan berikatan dengan OH-. Semakin kuat sifat logamnya maka semakin kuat sifat basanya. Dari Li ke Cs pelepasan OH- akan semakin mudah (berhubungan dengan energi ionisasi) sehingga konsentrasi OH- yang terbentuk akan semakin tinggi. Maka Cs yang paling membentuk basa kuat.
2. Reaksi dengan Oksigen :
Logam alkali juga bereaksi dengan oksigen membentuk oksida ( bilangan oksigen = -2), peroksida (bilangan oksigen = -1), atau superoksida (bilangan oksida =-1/2). Dari Li sampai Cs, kecenderungan logam alkali untuk menghasilkan senyawa peroksida atau superoksida semakin besar karena sifat logamnya semakin reaktif. Untuk menghasilkan oksida logam alkali, jumlah oksigen harus dibatasi dan digunakan suhu yang rendah (di bawah 180oC).
4L (s) + O2 (g)  2L2O
Untuk menghasilkan peroksida, selain jumlah okseigen yang dibatasi juga harus disertai pemanasan. Jika oksigennya berlebih maka akan terbentuk superoksida.
2L (s) + O2 (g)  L2O2(s)
L (s) + O2 (g)  LO2 (s)
3. Reaksi dengan unsur-unsur Halogen :
Unsur halogen bersifat sebagai pengoksidasi. Reaksi ini menghasilkan garam halida
2L(s) + X2  2LX (s)

4. Reaksi dengan Hidrogen :
Reaksi yang berlangsung akan menghasilkan senyawa hidrida. Senyawa hidrida adalah senyawa yang mengandung atom hidrogen dengan bilangan oksidasi negatif. 2L(s) + H2(g) –> 2LH(s)
Keberadaan di alam :
Senyawa-senyawa alkali yang paling banyak terdapat di alam adalah senyawa natrium dan kalium. Unsur alkali yang paling sedikit dijumpai adalah fransium, sebab unsur ini bersifat radioaktif dengan waktu paro pendek 21 menit, sehingga mudah berubah menjadi unsur lain.
Natrium terutama didapatkan pada air laut dalam bentuk garam NaCl yang terlarut. Konsentrasi ion Na+ pada air laut adalah 0,47 molar. NaCl kita temui juga dibeberapa daerah sebagai mineral pada halit (batu karang NaCl). Selain berupa NaCl, natrium tersebar di kulit bumi sebagai natron (Na2C03.10H20), kriolit (Na3AlF6), sendawa chili (NaNO3), albit (Na2).Al2O3.3SiO2) dan boraks (Na2B4O7.1OH2).
Kalium terdapat dikulit bumi sebagai mineral silvit (KCl), karnalit (KCl.MgCl2.6H2O), sendawa (KNO3), dan feldspar (K2O.Al2O3.3SiO2). Dalam tumbuh-tumbuhan, kalium banyak terkandung sebagai garam oksalat dan tatrat. Jika tumbuh-tumbuhan diperabukan, kita memperoleh K2CO3. Sebagai unsur-unsur alkali yang paling banyak dijumpai di alam, tidak aneh jika unsur natrium dan kalium ikut berperan dalam metabolisme pada tubuh makhluk hidup. Pada tubuh man usia dan hewan, ion-ion Na+ dan K+ berperan dalam menghantarkan konduksi saraf, serta dalam memelihara keseimbangan osmosis dan pH darah. Pada tumbuh-tumbuhan, ion K+ jauh lebih penting dari pada ion Na+, sebab ion K+ merupakan zat esensial untuk pertumbuhan.
Adapun logam-logam alkali lainnya sedikit dijumpai di alam. Jumlah litium relatif lebih banyak daripada sesium dan rubidium. Ketiga unsur ini (Li,Cs dan Rb) terdapat dalam mineral fosfat trifilit, dan pada mineral silikat lepidolit kita temukan litium yang bercampur dengan alumunium.
Ekstraksi Logam :
a. Metode Elektrolisis :
Logam Li dan Na adalah reduktor kuat sehingga tidak mungkin diperoleh dengan mereduksi oksidanya. Oleh karena itu logam-logam ini diperoleh dengan cara elektrolisis.
Elektrolisis Li :
Sumber logam Li adalah spodumene [LiAl(SO)3]. Spodumene dipanaskan pada suhu 100oC, lalu dicampur dengan H2SO4 panas, dan dilarutkan ke air untuk memperoleh larutan Li2SO4. kemudian, Li2SO4 direksikan dengan Na2CO3 membentuk Li2CO3 yang sukar larut.
Li¬¬¬2SO4 + Na2CO3  Li¬¬¬2CO3 + Na2SO4
Setelah itu, Li2CO3 direaksikan dengan HCl untuk membentuk LiCl.
Li¬¬¬2CO3 + 2HCl  2LiCl + H2O + CO2
Li dapat diperoleh dari elektrolisis lelehan LiCl.
Katoda : Li+ + e-  Li
Anoda : 2Cl-  Cl2 + 2e-
Karena titik leleh LiCl tinggi (>600oC), biaya elektrolisis menjadi mahal. Namun, biaya dapat ditekan dengan cara menambahkan KCl (55% LiCl dan 45% KCl) yang dapat menurunkan titik leleh menjadi 430oC.
Elektrolisis Natrium :
Sumber utama logam natrium adalah garam batu dan air laut. Na hanya dapat diperoleh dari elektrolisis lelehan NaCl.
Katoda : Na+ + e-  Na
Anoda : 2Cl-  Cl2 + 2e-
b. Metode reduksi :
Untuk mendapatkan logam K, Rb, dan Cs dilakukan metode reduksi sebab jika dengan metode elektrolisis logam ini cenderung larut dalam larutan garamnya.
Reduksi K :
Sumber utama logam K adalah silvit (KCl). Logam ini didapatkan dengan mereduksi lelehan KCl.
Na + KCl  K + NaCl
Reaksi ini berada dalam kesetimbangan karena K mudah menguap maka K dapat dikeluarkan dari sistem. Dan kesetimbangan akan tergeser ke kanan untuk memproduksi K. Untuk reduksi Rb dan Cs prosesnya sama dengan proses reduksi K.


b. Natrium :

Natrium atau sodium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Na dan nomor atom 11. Natrium adalah logam reaktif yang lunak, keperakan, dan seperti lilin, yang termasuk ke logam alkali yang banyak terdapat dalam senyawa alam (terutama halite). Dia sangat reaktif, apinya berwarna kuning, beroksidasi dalam udara, dan bereaksi kuat dengan air, sehingga harus disimpan dalam minyak. Karena sangat reaktif, natrium hampir tidak pernah ditemukan dalam bentuk unsur murni.
Berikut beberapa penjelasan sifat – sifat logam Natrium :
11 - ← natrium → magnesium

Li
↑
Na
↓
K

Tabel periodik



Keterangan Umum Unsur
Nama, Lambang, Nomor atom
natrium, Na, 11
Deret kimia
logam alkali

Golongan, Periode, Blok
1, 3, s

Penampilan
putih keperakan

Massa atom
22,989770(2) g/mol

Konfigurasi elektron
[Ne] 3s1

Jumlah elektron tiap kulit
2, 8, 1

Ciri-ciri fisik
Fase
padat

Massa jenis (sekitar suhu kamar)
0,968 g/cm³
Massa jenis cair pada titik lebur
0,927 g/cm³
Titik lebur
370,87 K
(97,72 °C, 207,9 °F)

Titik didih
1156 K
(883 °C, 1621 °F)

Kalor peleburan
2,60 kJ/mol
Kalor penguapan
97,42 kJ/mol
Kapasitas kalor
(25 °C) 28,230 J/(mol•K)
Tekanan uap

P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pada T/K 554 617 697 802 946 1153

Ciri-ciri atom
Struktur kristal
kubus pusat badan
Bilangan oksidasi
1
(oksida basa kuat)

Elektronegativitas
0,93 (skala Pauling)

Energi ionisasi
pertama: 495,8 kJ/mol
ke-2: 4562 kJ/mol
ke-3: 6910,3 kJ/mol
Jari-jari atom
180 pm

Jari-jari atom (terhitung)
190 pm

Jari-jari kovalen
154 pm

Jari-jari Van der Waals
227 pm

Lain-lain
Sifat magnetik
paramagnetik

Resistivitas listrik
(20 °C) 47,7 nΩ•m
Konduktivitas termal
(300 K) 142 W/(m•K)
Ekspansi termal
(25 °C) 71 µm/(m•K)
Kecepatan suara (kawat tipis)
(20 °C) 3200 m/s

Modulus Young
10 GPa
Modulus geser
3,3 GPa
Modulus ruah
6,3 GPa
Skala kekerasan Mohs
0,5
Kekerasan Brinell
0,69 MPa
Isotop
iso
NA
waktu paruh
DM
DE (MeV)
DP

22Na syn
2,602 tahun
β+
0,546 22Ne

ε
- 22Ne

γ
1,2745 -
23Na 100% Na stabil dengan 12 neutron


Referensi

Seperti logam alkali lainnya, natrium adalah unsur reaktif yang lunak, ringan, dan putih keperakan, yang tak pernah berwujud sebagai unsur murni di alam. Natrium mengapung di air, menguraikannya menjadi gas hidrogen dan ion hidroksida. Jika digerus menjadi bubuk, natrium akan meledak dalam air secara spontan. Namun, biasanya ia tidak meledak di udara yang bersuhu di bawah 388 K. Natrium juga bila dalam keadaan berikatan dengan ion OH- maka akan membentuk basa kuat yaitu NaOH.
Kereaktifan logam Natrium :
Natrium mengapung pada permukaan, tapi panas yang dilepaskan oleh reaksi cukup untuk meleburkan natrium (natrium memiliki titik lebur yang lebih rendah dibanding lithium dan reaksi yang terjadi menghasilkan panas lebih cepat) dan natrium melebur hampir sekaligus membentuk sebuah bulatan perak kecil yang tersebar di atas permukaan. Ada bekas putih dari natrium hidroksida yang terlihat dalam air di bawah bulatan-bulatan natrium, tapi bekas-bekas itu segera terlarut menghasilkan larutan natrium hidroksida yang tidak berwarna.
Natrium bergerak-gerak pada permukaan karena ditekan dari segala arah oleh hidrogen yang terlepas selama reaksi. Jika natrium terjebak pada pinggir wadah, maka hidrogen bisa terbakar dan menghasilkan nyala orange. Warna ini ditimbulkan oleh kontaminasi nyala biru hidrogen oleh senyawa-senyawa natrium.
Senyawa-senyawa logam Natrium :
Senyawa yang paling banyak ditemukan adalah natrium klorida (garam dapur), tapi juga terkandung di dalam mineral-mineral lainnya seperti soda niter, amphibole, zeolite, dsb.
Senyawa natrium juga penting untuk industri-industri kertas, kaca, sabun, tekstil, minyak, kimia dan logam. Sabun biasanya merupakan garam natrium yang mengandung asam lemak tertentu. Pentingnya garam sebagai nutrisi bagi binatang telah diketahui sejak zaman purbakala.
Diantara banyak senyawa-senyawa natrium yang memiliki kepentingan industrial adalah garam dapur (NaCl), soda abu (Na2CO3), baking soda (NaHCO3), caustic soda (NaOH), Chile salpeter (NaNO3), di- dan tri-natrium fosfat, natrium tiosulfat (hypo, Na2S2O3 . 5H20) dan boraks (Na2B4O7 . 10H2O).

Isotop-isotop logam Natrium :
Ada tiga belas isotop natrium. Kesemuanya tersedia di Los Alamos National Laboratory.

Penanganan logam Natrium :
Logam natrium harus ditangani dengan hati-hati. Logam ini tidak dapat diselubungi dalam kondisi inert sehingga kontak dengan air dan bahan-bahan lainnya yang membuat natrium bereaksi harus dihindari.
Cara memperoleh logam Natrium :
Na diperoleh dari elektrolisis leburan garam kloridanya yang dilakukan dengan menggunakan ”downs cell” seperti gambar berikut:


Elektrolisis lelehan NaCl dilakukan didalam sel silinder dengan menambahkan CaCl2 guna menurunkan titih leleh dari NaCl dari 8010C menjadi 5800C. Akan tetapi dari elektrolisis tidak diperoleh Ca. Hal ini disebabkan karena Ca lebih sulit tereduksi dibanding Na karena potensial reduksi Ca lebih rendah dibanding Na.
Suhu optimum beroperasinya downs cell 7720C, sementara titik leleh KCl 8500C dan pada suhu tersebut K akan berwujud gas sehingga K tidak mungkin dipisahkan / diisolasi dengan menggunakan downs cell. Oleh karena itu logam K, Rb, Cs diisolasi dengan mereaksikan garam kloridanya dengan Na
Na(g) + MCl (l)  M(g) + NaCl(l)
c. Kegunaan logam dan senyawa-senyawa yang mengandung alkali :
Logam-logam alkali mempunyai titik leleh yang rendah sehingga dapat digunakan sebagai medium pemindah panas pada suatu reaktor nuklir. Logam alkali mudah dilelehkan, lalu dialirkan melalui pipa-pipa ke pusat reaktor, dimana logam alkali menyerap panas. Selanjutnya panas tersebut ditransfer oleh alkali cair kepada bagian diluar reaktor untuk menguapkan air. Uap yang timbul kemudian dipakai untuk menjalankan generator listrik. Oleh karena logam alkali mudah bereaksi dengan air atau oksigen, logam-logam alkali sering dipakai sebagai pengikat (getter) uap air atau gas O2 pada proses pembuatan tabung-tabung vakum peralatan elektronika. Logam alkali yang banyak digunakan adalah natrium. Berlimpahnya senyawa natrium dialam menyebabkan logam ini relatif murah dibandingkan dengan logam-logam alkali yang lain. Disamping sebagai pemindah panas dan sebagai getter, logam natrium memiliki beberapa kegunaan lain sebagai berikut :
a. Emisi warna kuning yang cemerlang tatkala dipanaskan menyebabkan uap natrium dipakai sebagai lampu penerangan dijalan-jalan raya atau pada kendaraan.sinar kuning natrium ini mempunyai kemampuan untuk menembus kabut.
b. Logam natrium digunakan sebagai reduktor dalam pembuatan logam titanium dari senyawanya.
TiCl4 + 4Na  Ti +4NaCl
c. Logam natrium digunakan dalam pembuatan tetra etil timbal, zat ini ketukan yang ditambahkan pada bensin.
Pb +4Na +4C2H5Cl  Pb(C2H5)4 + 4NaCl
Senyawa-senyawa alkali lebih banyak kenggunaanya jika dibandingkan dengan logam-logam murninya, sebab jumlahnya cukup berlimpah di alam, terutama garam-garam natrium dan kalium. Dibawah ini tercantum beberapa contoh senyawa alkali beserta keguanaannya.
NaCl, Garam dapur (garam meja); bahan baku pembuatan NaOH,Na2CO3, logam Na, dan gas klorin.
NaOH, Soda kaustik; bahan utama dalam industri sabun,kertas dan tekstil; pemurnian bauksit; ekstrasi senyawa-senyawa aromatic dari batubara.
Na2CO3, Soda cuci; pelunak kesadahan air; zat pembersih (cleanser) peralatan rumah tangga; industri gelas.
NaHCO3, Soda (soda kue); campuran pada minuman dalam botol (beverage) agar menghasilkan CO2; bahan pemadam api; obat-obatan; bahan pembuat kue.
NaNO3, Pupuk; bahan pembuatan senyawa nitrat yang lain
NaNO2, Pembuatan zat warna (proses diazotasi); pencegahan korosi.
Na2SO4, garam Glauber;obat pencahar (cuci perut); zat pengering untuk senyawa organik.
NaOCl, Zat pengelantang(bleaching) untuk kain.
Na2S2O3, Larutan pencuci (”hipo”) dalam fotografi.
Na3AlF6, Pelarut dalam sintesis logam alumunium.
Na-benzoat, Zat pengawet makanan dalam kaleng; obat rematik.
Na-sitrat, Zat anti beku darah.
Na-glutamat, Penyedap masakan (vetsin).
Na-salsilat, Obat antipiretik (penurun panas).
KCl, Pupuk; bahan pembuat logam kalium dan KOH
KOH, Bahan pembuat sabun mandi; elektrolit batu baterai batu alkali.
KBr, Obat penenang saraf (sedative); pembuat plat potografi.
KClO3, Bahan korek api, mercon, zat peledak.
KIO3, Campuran garam dapur (sumber iodine bagi tubuh manusia).
K2CrO4, Indicator dalam titrasi argentomeri.
K2Cr2O7, Zat pengoksidasi (oksidator).
KMnO4, Zat pengoksidasi; zat desinfektan.
KNO3, Bahan mesiu; bahan pembuat HNO3.
K-sitrat, Obat diuretik dan saluran kemih.
K-hidrogentartrat, Bahan pembuat kue (serbuk tartar)





D. Alat dan bahan :
a. Alat :
Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah gelas kimia 200 ml, pisau atau cutter, pipet tetes, gelas ukur, tissue dll.

b. Bahan :
Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah thinner, logam natrium, aquades, indicator pp dll.
E. Prosedur percobaan :
1. Memasukkan 50 ml aquades kedalam gelas kimia.

2. Menambahkan 3 tetes indicator pp dan menggoyang gelas agar pp menyebar keseluruh lapisan air.


3. Menambahkan 25 ml thinner cat sampai terjadi pemisahan dua fasa terlihat dengan jelas.

4. Memotong logam natrium dengan pisau atau cutter lalu membersihkannya dengan kertas tissue untuk menghilangkan sebanyak mungkin paraffin kemudian segera memasukkannya kedalam gelas kimia.

5. Mengamati perubahan atau reaksi yang terjadi seperti perubahan warna, adanya gas atau perubahan suhu (dapar diperkirakan dengan menyentuh bagian luar gelas kimia), kemudian mencatat hasil pengamatan dalam lembar pengamatan.

6. Membiarkan reaksi sampai selesai (sampai semua logam natrium habis), kemudian membuang campuran langsung ke lubang sink sambil dialiri air dari kran.

F. Hasil pengamatan / percobaan :
Table hasil pengamatan :
No. Perlakuan Hasil
























5.






















6.
Memasukkan 50 ml aquades kedalam gelas kimia.
Menambahkan 3 tetes indicator pp dan menggoyang gelas agar pp menyebar keseluruh lapisan air.
Menambahkan 25 ml thinner cat sampai terjadi pemisahan dua fasa terlihat dengan jelas.
Memotong logam natrium dengan pisau atau cutter lalu membersihkannya dengan kertas tissue untuk menghilangkan sebanyak mungkin paraffin kemudian segera memasukkannya kedalam gelas kimia.

Memotong logam natrium dengan pisau atau cutter lalu membersihkannya dengan kertas tissue untuk menghilangkan sebanyak mungkin paraffin kemudian segera memasukkannya kedalam gelas kimia.








Membiarkan reaksi sampai selesai (sampai semua logam natrium habis), kemudian membuang campuran langsung ke lubang sink sambil dialiri air dari kran.

-


-



Air dan thinner tidak tercampur (2 fasa).




-








Adanya perubahan suhu(panas).
Warna larutan (ungu).
Munculnya gelembung.
Adanya gas atau asap yang berwarna putih.
Menghasilkan bau.
Semakin lama suhu semakin tinggi(panas),warna larutan memudar.
Semakin habis logam natrium dalam larutan, semakin memudar warna larutan serta suhu menurun.


-


G. Pembahasan hasil percobaan :
Sebagian besar unsur yang ada di alam adalah logam. Dari 92 jenis unsur alam, 70 jenis di antaranya termasuk logam. Logam memiliki banyak sifat fisis yang berbeda dari sifat-sifat fisika padatan lainnya. Hal itu dapat dilihat dari daya pantul, daya hantar, dan sifat-sifat mekanik yang dimiliki oleh logam. Beberapa logam memilki warna nyala yang spesifik dan untuk mempertegas warna yang dihasilkan, biasanya digunakan indikator. Fenolftalein adalah indikator lain yang sering digunakan, dan fenolftalein ini merupakan bentuk asam lemah yang lain.
Golongan IA disebut juga logam alkali. Logam alkali melimpah dalam mineral dan terdapat di air laut. Khususnya Na (natrium), di kerak bumi termasuk logam terbanyak keempat setelah Al, Fe, dan Ca. Walaupun keberadaan ion natrium dan kalium telah dikenali sejak lama, sejumlah usaha untuk mengisolasi logam ini dari larutan air garamnya gagal sebab kereaktifannya yang tinggi pada air.
Natrium juga mengapung pada permukaan, tapi panas yang dilepaskan oleh reaksi cukup untuk meleburkan natrium (natrium memiliki titik lebur yang lebih rendah dibanding lithium dan reaksi yang terjadi menghasilkan panas lebih cepat) dan natrium melebur hampir sekaligus membentuk sebuah bulatan perak kecil yang tersebar di atas permukaan. Ada bekas putih dari natrium hidroksida yang terlihat dalam air di bawah bulatan-bulatan natrium, tapi bekas-bekas itu segera terlarut menghasilkan larutan natrium hidroksida yang tidak berwarna.
Natrium bergerak-gerak pada permukaan karena ditekan dari segala arah oleh hidrogen yang terlepas selama reaksi. Jika natrium terjebak pada pinggir wadah, maka hidrogen bisa terbakar dan menghasilkan nyala orange. Warna ini ditimbulkan oleh kontaminasi nyala biru hidrogen oleh senyawa-senyawa natrium. Berdasarkan hasil pengamatan yang telah dilakukan, mula-mula memasukkan 50 ml aquades kedalam gelas kimia kemudian menambahkan 3 tetes indicator pp dan menggoyang gelas agar pp menyebar keseluruh lapisan air, setelah itu memotong logam natrium dengan pisau atau cutter lalu membersihkannya dengan kertas tissue untuk menghilangkan sebanyak mungkin paraffin kemudian segera memasukkannya kedalam gelas kimia, kemudian mengamati perubahan yang terjsdi yaitu pada saat logam Na ditambahkan pada campuran larutan yang di dalamnya terdapat (air, thinner dan indicator pp) terjadi perubahan suhu (panas), warna larutan (ungu), munculnya gelembung, adanya gas atau asap yang berwarna putih, menghasilkan bau, semakin lama suhu semakin tinggi (panas),warna larutan memudar, semakin habis logam natrium dalam larutan, semakin memudar warna larutan serta suhu menurun. Hal ini dikarenakan logam Na yang bila direaksikan dengan air akan menghasilkan larutan basa. Selain itu, sesuai dengan sifatnya bahwa Natrium (Na) sangat reaktif terhadap oksigen (O2) dan air (H2O). Kereaktifan logam Na disebabkan karena elektron kulit terluar inti terikat secara lemah, sehingga mudah terlepas. Selain itu logam Na merupakan reduktor dan dapat mereduksi air dengan membentuk basa dan melepas hidrogen. Setelah dimasukkan logam natrium larutan yang pada mulanya tidak berwarna berubah menjadi berwarna merah muda karena adanya indikator pp. Indikator pp ini menandakan bahwa larutan tersebut adalah larutan basa (NaOH). Secara sederhana, reaksi ini dapat dituliskan dengan :
Na + 2H2O  Na(OH)2 + H2
Jadi, dari percobaan dapat dibuktikan bahwa , sesuai dengan sifatnya Natrium (Na) sangat reaktif terhadap oksigen (O2) dan air (H2O). Kereaktifan logam Na disebabkan karena elektron kulit terluar inti terikat secara lemah, sehingga mudah terlepas. Selain itu logam Na merupakan reduktor dan dapat mereduksi air dengan membentuk basa dan melepas hidrogen. Oleh karena kereaktifan logam natrium tersebut di atas kita sebagai praktikan disarankan tidak menyentuh logam natrium dengan tangan telanjang, karena logam ini dapat bereaksi dengan air pada tangan dan dapat menimbulkan api atau ledakan.
H. Jawaban pertanyaan :
1. Tulislah persamaan reaksi kimia yang terjadi dalam percobaan ini !
Jawab :
Na (s) + H2O (l)  NaOH (aq) + 1/( 2) H2 (g)
2. Hitunglah berat maksimal ntrium hidroksida yang terbentuk bila potongan logam natrium yang anda gunakan adalah 0,23 gram dan perkirakan pH larutan yang terbentuk (dengan asumsi tidak ada air yang hilang, dan volume thinner tidak dihitung)!
Jawab :
Diketahui :
m (Natrium) : 0,23 gram
V (air) : 50 ml : 50 cm2 : 0,05 L
Massa jenis air : 1,03 gram/cm3
Ar (Natrium) : 23 gram/mol
Ar (Hydrogen) : 1 gram/mol
Ar (Oksigen) : 16 gram/mol
Mr(NaOH) : 40 gram/mol
Ditanya :
Berat maksimal Natrium Hidroksida ?
pH yang terbentuk ?
Penyelesaian :
n (natrium) : (massa (natrium))/(Ar (natrium))
: (0,23 gram)/(23 gram/mol)
: 0,01 mol
massa jenis H2O : (massa H2O)/(volume H2O)
massa H2O : massa jenis H2O x volume H2O
: 1,03 gram/cm3 x 50 cm3
: 51,5 gram
n (H2O) : (massa H2O)/(Mr H2O)
: (51,5 gram)/(18 gram/mol)
: 2,861 mol

Reaksi Kesetimbangan :
2 Na (s) + 2H2O (l)  2NaOH (aq) + H2 (g)
Mula-mula : 0,01 mol 2,861 mol - -
Reaksi : 0,01 mol 0,01 mol 0,01 mol 0,005 mol
Sisa : - 2,851 mol 0,01 mol 0,005 mol
n (NaOH) : (massa NaOH))/(Mr (NaOH))
0,01 mol : (massa NaOH))/(40 gram /mol)
Massa NaOH : 0,4 gram
NaOH Na+ + OH –
valensi basa : 1
Molaritas( NaOH) : mol/volume
: (0,01 mol)/(0,05 L)
: 0,2 mol/L
Maka ;
[OH-] : b x Mb
: 1 x 0,2
: 0,2
pOH : - log [OH-]
: - log 0,2
: 0,698970004
: 0,698
pH : 14 - pOH
: 14 – 0,698
: 13,302
Jadi berat maksimal NaOH adalah sebesar 0,4 gram dengan pH sebesar 13,302
3. Hitung juga volume gas yang terbentuk, jika diukur pada suhu 27 0C dan 1 atm untuk keadaan seperti pada pertanyaan no 2 !
Jawab :
Diketahui :
T : 27 + 273
: 300 K
P : 1 atm
n (Hidrogen) : 0,005 mol
R : 0,082 L atm/mol K
Ditanya : volume gas yang terbentuk ?
Penyelesain :
PV : nRT
V : nRT/P
: (0,005 mol x 0,082 L atm/mol K x 300 K)/(1 atm)
: 0,123 L atau 123 ml
Jadi volume yang terbentuk adalah sebesar 0,123 L atau 123 ml

I. Kesimpulan dan saran :
a. kesimpulan :
Logam natrium yang termasuk pada golongan 1 A sangat reaktif dibandingkan logam golongan lain. Selain disebabkan oleh jumlah elektron valensi yang hanya satu dan ukuran jari-jari atom yang besar, sifat ini juga disebabkan oleh harga energi ionisaisnya yang lebih kecil dibandingkan logam golongan lain. Dari Li sampai Cs harga energi ionisai semakin kecil sehingga logamnya semakin reaktif. Kereaktifan logam alkali dibuktikan dengan kemudahannya bereaksi dengan air, oksigen, unsur-unsur halogen, dan hidrogen.
Berdasarkan hasil pengamatan yang telah dilakukan, untuk perlakuan pertama untuk mengetahui sifat-sifat logam alkali yaitu pada saat logam Na ditambahkan pada larutan campuran yang di dalamnya terdapat (air, thinner dan indicator pp) terjadi perubahan suhu(panas), warna larutan (ungu), munculnya gelembung, adanya gas atau asap yang berwarna putih, menghasilkan bau, semakin lama suhu semakin tinggi(panas), warna larutan memudar, semakin habis logam natrium dalam larutan, semakin memudar warna larutan serta suhu menurun. Hal ini dikarenakan logam Na yang bila direaksikan dengan air akan menghasilkan larutan basa. Selain itu, sesuai dengan sifatnya bahwa Natrium (Na) sangat reaktif terhadap oksigen (O2) dan air (H2O). Kereaktifan logam Na disebabkan karena elektron kulit terluar inti terikat secara lemah, sehingga mudah terlepas. Selain itu logam Na merupakan reduktor dan dapat mereduksi air dengan membentuk basa dan melepas hidrogen. Setelah dimasukkan logam natrium larutan yang pada mulanya tidak berwarna berubah menjadi berwarna merah muda karena adanya indikator pp. Indikator pp ini menandakan bahwa larutan tersebut adalah larutan basa (NaOH). Secara sederhana, reaksi ini dapat dituliskan dengan :
Na + 2H2O  Na(OH)2 + H2

Saran :
Untuk praktikum, sebaiknya hati – hati dalam melakukan percobaan, karena logam natrium yang termasuk pada golongan IA merupakan logam yang cukup berbahaya karena dapat menimbulkan api atau ledakan.
Untuk asisten, saya rasa sudah cukup bagus dalam membimbing praktikan jadi tolong dipertahankan, klo bisa lebih ditingkatkan lagi.








J. Daftar Pustaka :
Albert,F.Cotton dkk.Kimia Anorganik Dasar.Universitas Indonesia : Jakarta. Bab II.Hal 251
Clark, Jim, 2007, Sifat Fisik dan Sifat Atom dari Unsur-unsur Golongan I
(online), http://www.chem-is-try.org, diakses 11 juni 2011, pukul 11.25 WIB.
Clark, Jim, 2007, Reaksi Unsur-unsur Golongan I dengan Air, http://www.chem-is-try.org, diakses 11 juni 2011, pukul 11.25 WIB.
Keenan dkk. 1979. Kimia Untuk Universitas Edisi Keenam. Jilid II. Penerbit Erlangga : JAKARTA. Bab 21. Hal 151.
Petrucci, H. Ralph . Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Edisi ke Empat Jilid III. Penerbit Erlangga : JAKARTA. Bab 22. Hal 96.
Tim Redaksi Buku SMU.2005. Mengenal Unsur-Unsur Kimia. Poliyama Widya Pustaka : JAKARTA . Poin 11. Hal 21










K. Lampiran 1 :
Gambar – gambar hasil percobaan :
Gambar air dan thinner :

Gambar indicator pp :





Gambar saat natrium di masukkan ke dalam larutan :


Gambar saat natrium habis bereaksi dengan larutan :

ELEKTROLISIS

Judul percobaan
Elektrolisis

Tujuan percobaan
Mengamati perubahan kimia yang terjadi dalam proses elektrolisis dengan zat terlarut yang berbeda.

Tinjauan pustaka
Banyak reaksi kimia yang terjadi di alam berlangsung secara spontan, artinya reaksi akan terjadi dengan sendirinya tanpa perlu energi awal untuk pengaktifan reaksi tersebut. Diantara reaksi ini ada yang berlangsung sangat cepat dan ada yang berlangsung sangat lambat.
Reaksi antara logam natrium dengan gas klor membentuk garam dapur atau NaCl dapat terjadi secara spontan tanpa perlu pemanasan atau katalis. Namun penguraian NaCl kembali menjadi unsur natrium dan gas Cl2 atau pemecahan molekul air menjadi gas hidrogen dan gas oksigen merupakan reaksi yang hanya akan terjadi jika diberikan energi aktivasi yang cukup tinggi. Salah satu metodenya adalah dengan mengalirkan arus listrik agar molekul air terurai menjadi gas H2 dan gas O2. Penguraian molekul air dengan metode ini disebut sebagai proses elektrolisis.
Istilah elektrolisis berasal dari bahasa Yunani, yaitu Electro yang berarti peristiwa listrik dan Lysis yang berarti terurai. Sel elektrokimia di mana reaksi tak spontan di dalamnya digerakkan oleh sumber arus luar disebut sel elektrolisa atau sel elektrolisis. Dalam sel elektrolisis, listrik digunakan untuk melangsungkan reaksi redoks tak spontan sehingga zat-zat dapat terurai. Sel elektrolisis merupakan kebalikan dari sel volta yaitu pada sel elektrolisis energi listrik diubah menjadi energi kimia. Alat elektrolisis terdiri atas sel elektrolisis yang berisi elektrolit (larutan atau leburan). Dalam sel elketrolisis ini:
Elektroda adalah penghantar tempat listrik masuk kedalam dan keluar dari zat-zat yang bereaksi.
Perpindahan elektron antara elektroda dan zat-zat dalam sel menghasilkan reaksi terjadi pada permukaan elektroda.
Zat-zat yang dapat dielektrolisis adalah leburan ion dan larutan yang mengandung ion terlarut.

Proses elektrolisis dimulai dengan masuknya elektron dari arus listrik searah kedalam larutan melalui kutub negatif. Spesi tertentu atau ion yang bermuatan positif akan menyerap elektron dan mengalami reaksi reduksi di katode. Spesi yang lain atau ion bermuatan negatif akan melepas elektron dan mengalami reaksi oksidasi di kutub positif atau anode. Jadi, proses elektrolisis merupakan reaksi redoks. Elektrode positif dan elektrode negatif pada sel elektrolisis ditentukan oleh sumber arus listrik.
Ada dua prinsip yang khas dari elektrolisis, yaitu:
Kaitan antara beda potensial yang digunakan dan arus yang mengalir melalui sel elektrolisis.
Discas yang selektif diantara ion-ion pada permukaan elektrode.
Agar terjadi elektrolisis diperlukan potensial minimum, karena:
Adanya beda potensial antar elektrode menyebabkan ion-ion dalam sistem bergerak ke elektroda.
Diperlukan potensial tambahan untuk discas ion pada elektrolisis yang disebut potensial-lebih (over potensial). Potensial lebih merupakan ukuran energi pengaktifan bagi reaksi elektroda. Reaksi pada elektroda yang menghasilkan gas memerlukan potensial lebih yang besar. Berikut adalah potensial lebih beberapa zat.

No. Gas yang timbul Permukaan elektroda Potensial-lebih (volt)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7. Hidrogen
Oksigen
Hidrogen
Oksigen
Hidrogen
Oksigen
Klor Platina
Platina
Perak
Perak
Raksa
Grafit
Platina 0,03
0,44
0,15
0,45
0,78
0,37
0,70

Reaksi-reaksi Elektrolisis
Reaksi yang terjadi ketika listrik dialirkan melalui elektrolit disebut reaksi elektrolisis. Jika elektrolitnya merupakan lelehan senyawa ion, maka kation akan direduksi di anode, sedangkan anion dioksidasi di anode.
Bila elektrolisis dilakukan pada larutan maka reaksi reduksi dan oksidasi dapat terjadi pada air sama seperti pada zat terlarut. Jadi pada elektroda terjadi persaingan reaksi antara air dan zat terlarut. Pada anoda dapat terjadi oksidasi air atau anion dan pada katoda reduksi air atau kation. Dalam persaingan reaksi ini maka salah satu lebih mungkin terjadi dan tidak mudah meramalkannya. Tetapi dapat ditentukan melalui eksperimen. Faktor-faktor yang mempengaruhi persaingan reaksi ini adalah:
Sifat termodinamika reaksi.
Sifat materi bahan elektroda.
Untuk menuliskan reaksi elektrolisis larutan elektrolit, faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan adalah:
Reaksi-reaksi yang berkompetisi pada tiap-tiap elektrode.
Spesi yang mengalami reduksi di katode adalah yang mempunyai potensial reduksi lebih positif
Spesi yang mengalami oksidasi di anode adalah yang mempunyai potensial reduksi lebih negatif, atau potensial oksidasi lebih positif.


Jenis elektrode, apakah inert atau aktif.
Jenis elektrode yang digunakan dalam proses elektrolisis sangat berpengaruh pada hasil elektrolisis. Elektrode dapat dibedakan menjadi dua berdasarkan kereaktifannya, yaitu:
Elektrode tidak aktif atau tidak ikut bereaksi atau inert, seperti C, Pt, Au. Proses elektrolisis dengan elektrode inert hanya berlangsung reaksi elektrolitnya saja. Elektoda inert adalah elektroda yang tidak terlibat dalam reaksi.
Elektrode aktif atau ikut bereaksi selain C, Pt, Au pada proses elektrolisis. Pada proses elektrolisis dengan elektrode aktif berlangsung reaksi elektrode dan reaksi elektrolit.
Potensial tambahan yang digunakan, sehingga suatu reaksi elektrolisis dapat berlangsung (over potensial).
Berdasarkan daftar potensial elektrode standar, dapat dibuat suatu ramalan tentang reaksi katode dan reaksi anode pada suatu elektrolisis.
Reaksi-reaksi di katode (reduksi)
Reaksi di katode bergantung pada jenis kation dalam larutan. Jika kation berasal dari logam-logam aktif (logam golongan IA, IIA, Al atau Mn), yaitu logam-logam yang potensial standar reduksinya lebih kecil (lebih negatif daripada air), maka air yang tereduksi. Sebaliknya, kation selain yang disebutkan di atas akan tereduksi.
Jika kation berasal dari logam aktif, maka reaksi di katode adalah:
2H2O(l) + 2e 2OH-(aq) + H2(g)
Jika kation berasal dari kation lain, maka kation yang tereduksi. misalnya:
2H+(aq) + 2e H2(g)
Reaksi-reaksi di anode (oksidasi)
Elektode negatif (katode) tidak mungkin ikut bereaksi selama elektrolisis, karena logam tidak ada kecenderungan menyerap elektron membentuk ion negatif. Akan tetapi, elektrode positif (anode) mungkin saja ikut bereaksi, melepas elektron dan mengalami oksidasi. Kecuali Pt dan Au. Pada umumnya logam mempunyai potensial oksidasi lebih besar daripada air atau anion sisa asam. Oleh karena itu, jika anode tidak terbuat dari Pt, Au, atau grafit maka anode itu akan teroksidasi.
Elektrode Pt, Au, dan grafit (C) digolongkan sebagai elektrode inert (sukar bereaksi). Jika anode terbuat dari elektrode inert, maka reaksi anode bergantung pada jenis anion dalam larutan. Anion sisa asam oksi seperti SO42-, NO3-, dan PO43-, mempunyai potensial oksidasi lebih negatif daripada air. Anion-anion seperti itu sukar dioksidasi, sehingga air yang teroksidasi. Jika anion lebih mudah dioksidasi daripada air, seperti Br-, dan I- maka anion itu yang teroksidasi.
Jika anoda inert (Pt,Au, C)
Anion berasal dari sisa asam oksi, maka air yang teroksidasi. Reaksi di anode adalah:
2H2O(l) O2(g) + 4H+(aq) + 4e
Anion berasal dari sisa asam lain atau OH- maka anion yang teroksidasi. Contohnya:
2Br-(aq) Br2(aq) + 2e
Jika anoda tak inert maka anode yang teroksidasi. Contohnya:
L(s) Lx+(aq) + xe

Hukum Faraday
Hubungan antara jumlah energi listrik yang dikonsumsi dan perubahan kimia yang dihasilkan dalam elektrolisis merupakan salah satu persoalan penting yang dapat dijawab oleh Michael Faraday (1971-1867). Hukum pertama Faraday tantang elektrolisis menyatakan bahwa: jumlah perubahan kimia yang dihasilkan sebanding dengan besarnya muatan listrik yang melewati suatu sel elektrolisis.

1 Faraday = 1 mol elektron = 9,65 × 104 C
Q = i × t

Q = jumlah listrik (coulomb)
i = kuat arus (ampere)
t = waktu (detik)

Hukum kedua Faraday menyatakan bahwa: massa zat yang dibebaskan pada elektrolisis berbanding lurus dengan massa ekivalen zat itu.

m = Q × A/n × 1/F

m = massa zat yang dibebaskan (gram)
Q = jumlah listrik (coulomb)
A/n = massa ekivalen
F = Faraday (9,65 × 104 C)
Voltase minimum yang diperlukan untuk menjalankan elektrolisis disebut potensial penguraian. Potensial penguraian dapat dihitung dari dalam tabel-tabel potensial reduksi standar.

Penggunaan Elektrolisis dalam industri
Produksi zat
Banyak zat kimia yang dibuat melalui elektrolisis, misalnya produksi natrium hidroksida dan klor dari larutan natrium klorida. Elektrolisis larutan NaCl menghasilkan NaOH di katoda dan Cl2 di anode.
NaCl(aq) Na+(aq) + Cl-(aq)
Katode: 2H2O(l) + 2e 2OH-(aq) + H2(g)
Anode: 2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e
2H2O (l) + 2Cl-(aq) 2OH-(aq) + H2(g) + Cl2(g)
Reaksi rumus: 2H2O (l) + 2NaCl(aq) 2OH-(aq) + H2(g) + Cl2(g)
Pemurnian logam
Penggunaan elektrolisis dalam pemurnian logam contohnya adalah pemurnian tembaga. Pada pemurnian tembaga secara elektrolisis, maka tembaga kotor dijadikan sebagai anode, sedangkan tembaga murni dijadikan sebagai katode. Larutan elektrolit yang digunakan adalah CuSO4.
CuSO4(aq) Cu2+(aq) + SO42-(aq)
Katode: Cu2+(aq) + 2e Cu(s)
Anode: Cu(s) Cu2+(aq) + 2e
Cu(s) Cu(s)

Penyepuhan
Pada penyepuhan, logam yang akan disepuh dijadikan katode, sedangkan logam penyepuhnya sebagai anode. Contohnya penyepuhan sendok yang terbuat dari besi dengan perak. Sendok digunakan sebagai katode, sedangkan perak murni digunakan sebagai anode. Larutan elektrolitnya adalah larutan perak nitrat. Pada katode akan terjadi pengendapan perak, sedangkan perak pada anode akan terus-menerus larut. Konsentrasi ion Ag+ dalam larutan tidak berubah.
Katode: Ag+(aq) + e Ag(s)
Anode: Ag(s) Ag+(aq) + e
Ag (anode) Ag (katode)

Selain itu, kegunaan sel elektrolisis adalah antar lain:
Ekstraksi berbagai logam dari senyawanya seperti aluminium, natrium, kalium, magnesium, seng, dan kalsium.
Pelapisan kromium, nikel, timah, seng pada baja.
Penyepuhan emas.
Mengisi aki.
Pelapisan aluminium oksida pada permukaan aluminium (anodasi).

Alat dan bahan
Alat
Alat yang digunakan pada praktikum elektrolisis ini adalah alat elektrolisis berupa 5 buah gelas kimia, kabel secukupnya dan lakban secukupnya, sumber arus berupa baterai 5 V sebanyak 3 buah, penggaris, gelas ukur 50 mL sebanyak 5 buah, pipet tetes sebanyak 5 buah.
Bahan
Bahan yang digunakan pada praktikum elektrolisis ini adalah aquadest sebanyak 50 mL, larutan NaCl 0,1 M sebanyak 50 mL, larutan CuSO4 0,1 M sebanyak 50 mL, larutan HCl 0,1 M sebanyak 50 mL dan larutan Na2SO4 0,1 M sebanyak 50 mL.

Prosedur percobaan
Menyiapkan seperangkat alat untuk elektrolisis disertai sumber arus dari baterai atau power supply DC.
Memasukkan 50 mL aquadest ke dalam gelas elektrolisis lalu menghubungkan alat elektrolisis dengan sumber arus selama 30 menit. Mengamati apa yang terjadi. Mencatat warna dan volume gas-gas yang dihasilkan dengan mengukur tingginya menggunakan penggaris.
Membuat larutan HCl 0,1 M; NaCl 0,1 M; Na2SO4 0,1 M dan CuSO4 0,1 M masing-masing sebanyak 50 mL.
Melakukan kegiatan/ langkah nomor 2 untuk masing-masing larutan yang dibuat.

Hasil pengamatan
Sampel Perlakuan Larut dalam ruang Perlakuan sebelum elektrolisis Perlakuan setelah elektrolisis
NaCl Memasukkan 50 mL larutan NaCl ke dalam gelas elektrolisis dengan sumber arus selama 30 menit. Mengamati apa yang terjadi dan mencatatnya dalam tabel pengamatan. Katoda











Anoda Muncul gelembung gas.
Tinggi gelembung gas = 2,8 cm.
Warna larutan bening.



Lebih sedikit gelembung gas yang muncul. Muncul gelembung gas.
Setelah ditambah indikator pp warna larutan menjadi merah muda keunguan.
Warna larutan menjadi lebih keruh.
Muncul gelembung gas
CuSO4 Memasukkan 50 mL larutan CuSO4 ke dalam gelas elektrolisis dengan sumber arus selama 30 menit. Mengamati apa yang terjadi dan mencatatnya dalam tabel pengamatan. Katoda dan anoda Muncul gelembung gas.
Tinggi gelembung gas = 1,8 cm.
Warna larutan adalah kebiru-biruan Warna larutan menjadi lebih pudar.
Tinggi gelembung gas menjadi 1,6 cm.
HCl Memasukkan 50 mL larutan HCl ke dalam gelas elektrolisis dengan sumber arus selama 30 menit. Mengamati apa yang terjadi dan mencatatnya dalam tabel pengamatan Anoda dan katoda Warna larutan adalah tidak berwarna.
Muncul gelembung gas.
Tinggi gelembung gas = 2,4 cm. Warna larutan menjadi keruh.
Tinggi gelembung gas menjadi 2,3 cm.
Na2SO4 Memasukkan 50 mL larutan Na2SO4 ke dalam gelas elektrolisis dengan sumber arus selama 30 menit. Mengamati apa yang terjadi dan mencatatnya dalam tabel pengamatan Katoda













Anoda Gelembung gas yang terbentuk lebih banyak.
Tinggi gelembung gas 10 cm.
Warna larutan adalah tidak berwarna.



Gelembung gas yang terbentuk lebih sedikit.
Warna larutan tidak berwarna. Tinggi gelembung gas menjadi 12,5 cm.
Warna larutan berubah menjadi merah muda setelah
ditambah indikator pp.
Warna larutan tidak berwarna.


Aquades Memasukkan 50 mL aquadest ke dalam gelas elektrolisis dengan sumber arus selama 30 menit. Mengamati apa yang terjadi dan mencatatnya dalam tabel pengamatan Katoda dan anoda Warna larutan adalah tidak berwarna.
Muncul gelembung gas.
Tinggi gelembung gas = 2,9 cm Warna larutan menjadi keruh.
Muncul gelembung gas.
Tinggi gelembung gas menjadi 2,7 cm.

Pembahasan hasil percobaan
Pertama-tama yang dilakukan pada percobaan elektrolisis ini adalah menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan. Alat yang digunakan pada praktikum elektrolisis ini adalah alat elektrolisis berupa 1 buah gelas kimia, kabel secukupnya dan lakban secukupnya, sumber arus berupa baterai 5 V sebanyak 3 buah, penggaris, gelas ukur 50 mL sebanyak 5 buah, pipet tetes sebanyak 5 buah. Bahan yang digunakan pada praktikum elektolisis ini adalah aquadest sebanyak 50 mL, larutan NaCl 0,1 M sebanyak 50 mL, larutan CuSO4 0,1 M sebanyak 50 mL, larutan HCl 0,1 M sebanyak 50 mL dan larutan Na2SO4 0,1 M sebanyak 50 mL.
Setelah menyiapkan alat dan bahan, yang dilakukan selanjutnya adalah merangkai dengan lengkap alat elektrolisis disertai sumber arus dari baterai.
Kemudian yang dilakukan selanjutnya adalah memasukkan 50 mL aquadest ke dalam gelas elektrolisis lalu menghubungkan alat elektrolisis dengan sumber arus selama 30 menit. Setelah itu mengamati apa yang terjadi selama proses elektrolisis dan setelah proses elektrolisis. Yang terjadi selama proses elektrolisis pada katoda dan anoda adalah warna larutan tersebut tidak berwarna. Muncul gelembung gas dan tinggi gelembung gas adalah 2,9 cm. Setelah proses elektrolisis, yang terjadi pada katoda dan anoda adalah warna larutan menjadi keruh. Muncul gelembung gas dan tingginya menjadi berubah 2,7 cm.
Setelah melakukan elektrolisis dengan aquadest, selanjutnya adalah melakukan elektrolisis dengan larutan NaCl. Yang terjadi selama proses elektrolisis pada katoda adalah muncul gelembung gas, tingginya 2,8 cm dan warna larutan bening. Sedangkan pada anoda yang terjadi adalah lebih sedikit gelembung gas yang muncul. Setelah proses elektrolisis, yang terjadi pada katoda adalah muncul gelembung gas. Setelah ditambah indikator pp warna larutan menjadi merah muda keunguan. Sedangkan pada anoda yang terjadi adalah warna larutan menjadi lebih keruh dan muncul gelembung gas.
Yang dilakukan selanjutnya adalah melakukan elektrolisis dengan menggunakan larutan CuSO4. Yang terjadi selama proses elektrolisis pada katoda dan anoda adalah muncul gelembung gas dan tingginya 1,8 cm. Warna larutan adalah kebiru-biruan. Yang terjadi pada katoda dan anoda setelah proses elektrolisis adalah warna larutan menjadi lebih pudar. Tinggi gelembung gas menjadi 1,6 cm.
Setelah itu melakukan elektrolisis dengan menggunakan larutan HCl. Yang terjadi selama proses elektrolisis pada katoda dan anoda adalah warna larutan adalah tidak berwarna dan muncul gelembung gas. Tinggi awal gelembung gas adalah 2,4 cm. Yang terjadi pada katoda dan anoda setelah proses elektrolisis adalah warna larutan menjadi keruh dan tinggi gelembung gas menjadi 2,3 cm.
Kemudian melakukan elektrolisis dengan menggunakan larutan Na2SO4. Yang terjadi selama proses elektrolisis pada katoda adalah gelembung gas yang terbentuk lebih banyak, tinggi gelembung gas 10 cm, dan warna larutan tidak berwarna. Sedangkan pada anoda yang terjadi adalah warna larutan tidak berwarna dan gelembung gas yang terbentuk lebih sedikit. Yang terjadi pada katoda setelah proses elektrolisis adalah tinggi gelembung gas menjadi 12,5 cm dan warna larutan berubah menjadi merah muda setelah ditambah indikator pp. Sedangkan yang terjadi di anoda adalah warna larutan tidak berwarna.
Pada elektrolisis larutan NaCl, reaksi elektrolisis yang terjadi adalah:
NaCl(aq) Na+(aq) + Cl-(aq)
Katode: 2H2O(l) + 2e 2OH-(aq) + H2(g)
Anode: 2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e
2H2O(l) + 2Cl-(aq) 2OH-(aq) + H2(g) + Cl2(g)
Pada elektrolisis tersebut, di katode terjadi persaingan antara air dan ion Na+. Berdasarkan jenis kation dalam larutan, kation tersebut berasal dari logam aktif golongan IA yaitu logam yang potensial reduksi standarnya lebih kecil daripada air, sehingga air yang mengalami reduksi. Oleh karena pada anode digunakan elektrode grafit yang bersifat inert, sedangkan anion berasal dari sisa asam lain maka yang mengalami oksidasi adalah anion itu sendiri yaitu Cl-. Elektrolisis larutan NaCl tersebut menghasilkan gas H2 dan ion OH- di katoda, serta menghasilkan gas Cl2 di anoda. Terbentuknya ion OH- pada katoda dapat dibuktikan dengan perubahan warna larutan menjadi merah muda keunguan setelah larutan ditambah indikator pp. Selain itu, terbentuknya gas Cl2 di anoda dapat dibuktikan dengan munculnya gas berwarna kuning kehijauan pada proses elektrolisis.
Pada elektrolisis larutan CuSO4, reaksi elektrolisis yang terjadi adalah:
CuSO4(aq) Cu2+¬(aq) + SO4-(aq)
Katode: Cu2+¬(aq) + 2e Cu(s) ×2
Anode: 2H2O(l) O2(g) + 4H+(aq) + 4e ×1

Katode: 2Cu2+¬(aq) + 4e 2Cu(s)
Anode: 2H2O(l) O2(g) + 4H+(aq) + 4e
2Cu2+¬(aq) + 2H2O(l) 2Cu(s) + O2(g) + 4H+(aq)
Reaksi pada katode bergantung jenis kation. Kation pada elektolisis tersebut adalah Cu. Cu merupakan kation lain yang bukan berasal dari logam aktif, sehingga yang mengalami reduksi adalah kation itu sendiri. Sedangkan pada anode, anionnya adalah SO42- yang merupakan sisa asam oksi, sehingga yang mengalami oksidasi adalah air. Elektrolisis larutan CuSO4 menghasilkan endapan Cu di katoda dan menghasilkan gas O2 di anoda.
Pada elektrolisis larutan HCl, reaksi elektrolisis yang terjadi adalah:
HCl(aq) H+(aq) + Cl-(aq)
Katode: 2H+(aq) + 2e H2(g)
Anode: 2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e
2H+(aq) + 2Cl-(aq) H2(g) + Cl2(g)
Reaksi pada katode bergantung jenis kation. Kation pada elektolisis tersebut adalah H+. H+ merupakan kation lain yang bukan berasal dari logam aktif, sehingga yang mengalami reduksi adalah kation itu sendiri. Oleh karena pada anode digunakan elektrode grafit yang bersifat inert, sedangkan anion berasal dari sisa asam lain maka yang mengalami oksidasi adalah anion itu sendiri yaitu Cl-. Pada elektrolisis tersebut menghasilkan gas H2 di katoda dan menghasilkan gas Cl2 di anoda.
Pada elektrolisis Na2SO4, reaksi elektrolisis yang terjadi adalah:
Na2SO4(aq) 2Na+ (aq) + SO42-(aq)
Katode: 2H2O(l) + 2e 2OH-(aq) + H2(g) × 2
Anode: 2H2O(l) O2(g) + 4H+(aq) + 4e × 1
Katode: 4H2O(l) + 4e 4OH-(aq) + 2H2(g)
Anode: 2H2O(l) O2(g) + 4H+(aq) + 4e
4H2O(l) + 2H2O(l) 4OH-(aq) + 2H2(g) + O2(g) + 4H+(aq)
4H2O(l) + 2H2O(l) 4H2O-(aq) + 2H2(g) + O2(g)
2H2O(l) 2H2(g) + O2(g)
Pada elektrolisis tersebut, di katoda terjadi persaingan antara air dan ion Na+. Berdasarkan jenis kation dalam larutan, kation tersebut berasal dari logam aktif golongan IA yaitu logam yang potensial reduksi standarnya lebih kecil daripada air, sehingga air yang mengalami reduksi. Sedangkan di anoda terjadi persaingan antara ion SO42- dengan air. Karena anion sisa asam oksi yaitu SO42- mempunyai potensial oksidasi lebih kecil daripada air maka yang mengalami oksidasi adalah air. Sehingga elektrolisis tersebut menghasilkan gas H2 di katoda dan menghasilkan gas O2 di anoda.
Pada elektrolisis aquadest, reaksi elektrolisis yang terjadi adalah:
H2O(l) H+(aq) + OH-(aq)
Katode: 2H2O(l) + 2e 2OH-(aq) + H2(g) × 2
Anode: 2H2O(l) O2(g) + 4H+(aq) + 4e × 1
Katode: 4H2O(l) + 4e 4OH-(aq) + 2H2(g)
Anode: 2H2O(l) O2(g) + 4H+(aq) + 4e
4H2O(l) + 2H2O(l) 4OH-(aq) + 2H2(g) + O2(g) + 4H+(aq)
4H2O(l) + 2H2O(l) 4H2O-(aq) + 2H2(g) + O2(g)
2H2O(l) 2H2(g) + O2(g)
Pada elektrolisis tersebut, kation berasal dari golongan IA dan nilai potensial reduksinya lebih kecil daripada air. Sehingga di katode yang mengalami reduksi adalah air. Sedangkan pada anode yang teroksidasi adalah air. Elektrolisis akuadest menghasilkan gas H2 di katoda dan menghasilkan gas O2 di anoda.

Jawaban pertanyaan
Tuliskan reaksi elektrolisis yang anda amati dari setiap percobaan di atas!
Percobaan manakah yang menghasilkan gas berwarna kuning kehijauan? Gas apakah itu?
Mengapa dalam percobaan di atas tidak dihasilkan logam natrium?
Jawab:
Reaksi elektrolisis pada setiap percobaan
Pada larutan NaCl
NaCl(aq) Na+(aq) + Cl-(aq)
Katode: 2H2O(l) + 2e 2OH-(aq) + H2(g)
Anode: 2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e
2H2O(l) + 2Cl-(aq) 2OH-(aq) + H2(g) + Cl2(g)

Pada larutan CuSO4
CuSO4(aq) Cu2+¬(aq) + SO4-(aq)
Katode: Cu2+¬(aq) + 2e Cu(s) ×2
Anode: 2H2O(l) O2(g) + 4H+(aq) + 4e ×1

Katode: 2Cu2+¬(aq) + 4e 2Cu(s)
Anode: 2H2O(l) O2(g) + 4H+(aq) + 4e
2Cu2+¬(aq) + 2H2O(l) 2Cu(s) + O2(g) + 4H+(aq)

Pada larutan HCl
HCl(aq) H+(aq) + Cl-(aq)
Katode: 2H+(aq) + 2e H2(g)
Anode: 2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e
2H+(aq) + 2Cl-(aq) H2(g) + Cl2(g)

Pada larutan Na2SO4
Na2SO4(aq) 2Na+ (aq) + SO42-(aq)
Katode: 2H2O(l) + 2e 2OH-(aq) + H2(g) × 2
Anode: 2H2O(l) O2(g) + 4H+(aq) + 4e × 1
Katode: 4H2O(l) + 4e 4OH-(aq) + 2H2(g)
Anode: 2H2O(l) O2(g) + 4H+(aq) + 4e
4H2O(l) + 2H2O(l) 4OH-(aq) + 2H2(g) + O2(g) + 4H+(aq)
4H2O(l) + 2H2O(l) 4H2O-(aq) + 2H2(g) + O2(g)
2H2O(l) 2H2(g) + O2(g)






Aquades
Katode: 2H2O(l) + 2e 2OH-(aq) + H2(g) × 2
Anode: 2H2O(l) O2(g) + 4H+(aq) + 4e × 1
Katode: 4H2O(l) + 4e 4OH-(aq) + 2H2(g)
Anode: 2H2O(l) O2(g) + 4H+(aq) + 4e
4H2O(l) + 2H2O(l) 4OH-(aq) + 2H2(g) + O2(g) + 4H+(aq)
4H2O(l) + 2H2O(l) 4H2O-(aq) + 2H2(g) + O2(g)
2H2O(l) 2H2(g) + O2(g)

Percobaan yang menghasilkan gas berwarna kuning kehijauan adalah pada percobaan elektrolisis larutan NaCl karena klor diperoleh dari garam klorida dengan mereaksikan zat oksidator atau lebih sering disebut dengan proses elektrolisis.

Percobaan di atas tidak menghasilkan logam natrium karena logam natrium tidak bisa dihasilkan hanya dengan elektrolisis larutan NaCl dalam air atau dari larutan Na2SO4 dala air. Hal ini dikarenakan ion Na+ tidak dapat direduksi menjadi logam Na. Dalam larutan-larutan tersebut terdapat ion H+ dari air yang lebih mudah direduksi menjadi gas H2. Hal yang sama akan terjadi bila digunakan larutan yang mengandung kation yang lebih sukar direduksi dibandingkan dengan ion H+. Logam Na hanya dapat diperoleh dari leburan NaCl.

Kesimpulan dan saran
Kesimpulan
Kesimpulan dari percobaan elektrolisis ini adalah:
Sel elektrolisis adalah sel elektrokimia di mana reaksi tak spontan di dalamnya digerakkan oleh sumber arus luar. Dalam sel elektrolisis, listrik digunakan untuk melangsungkan reaksi redoks tak spontan sehingga zat-zat dapat terurai.
Pada elektrolisis larutan, reaksi pada katode bergantung jenis kation dalam larutan. Jika kation berasal dari logam aktif yaitu golongan IA, IIA, Al atau Mn maka yang mengalami reduksi adalah air. Sebaliknya jika kation bukan merupakan logam aktif maka yang tereduksi adalah kation itu sendiri.
Pada elektolisis larutan, reaksi pada anode bergantung jenis anion dalam larutan. Jika anion inert yaitu terbuat dari Pt, Au atau C dan anion berasal dari sisa asam oksi, maka yang teroksidasi adalah air. Jika anion berasal dari asam lain atau OH- maka yang teoksidasi adalah anion. Sedangkan jika anode tak inert, maka yang teroksidasi adalah anode itu sendiri.
Saran
Saran untuk percobaan ini adalah sebaiknya praktikan dapat lebih teliti lagi dalam melakukan percobaan agar dapat diperoleh hasil yang lebih baik lagi.















Daftar pustaka
Achmad, Hiskia. Elektrokimia dan Kinetika Kimia. PT. Citra Aditya Bakti: Bandung. 1992. BAB 1. Halaman 92.
Dogra, S.K. Kimia Fisik dan Soal-Soal. Universitas Indonesia: Jakarta. 1990. BAB 15. Halaman 487.
Keenan, Charles W. Kimia Untuk Universitas. Jilid 2. Erlangga: Jakarta. 1984. BAB 18. Halaman 54.
Petrucci, Ralph H. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern. Edisi keempat-jilid 3. Erlangga: Jakarta. 1987. BAB 20. Halaman 31.
Sastrohamidjojo, Hardjono. Kimia Dasar. Gadjah Mada University Press: Yogyakarta. 2008. BAB XIV. Halaman 306.













Lampiran gambar
Gambar aquadest

Gambar larutan NaCl


Gambar larutan CuSO4



Gambar larutan HCl


Gambar larutan Na2SO4


Gambar aquadest, larutan NaCl, larutan CuSO4, larutan HCl, larutan Na2SO4 masing-masing 50 mL yang dimasukkan dalam gelas kimia.

Gambar elektrolisis akuadest

Gambar elektrolisis CuSO4

Gambar elektrolisis HCl

Gambar elektrolisis Na2SO4

Gambar elektrolisis NaCl