BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sejarah Asam Asetat Nama asam asetat berasal dari kata Latin asetum, “vinegar”. Asam asetat, asam etanoat atau asam cuka adalah senyawa kimia asam organik yang merupakan asam karboksilat yang paling penting di perdagangan, industri, dan laboraturium dan dikenal sebagai pemberi rasa asam dan aroma dalam makanan. Asam cuka memiliki rumus kimia CH3-COOH, CH3COOH, atau CH3CO2H. Struktur Asam Asetat :
H H
C
H
O C
O
H
Bentuk murni dari asam asetat ialah asam asetat glacial. Asam asetat glasial mempunyai ciri-ciri tidak berwarna, mudah terbakar (titik beku 17°C dan titik didih 118°C) dengan bau menyengat, dapat bercampur dengan air dan banyak pelarut organik. Dalam bentuk cair atau uap, asam asetat glacial sangat korosif terhadap kulit dan jaringan lain suatu molekul asam asetat mengandung gugus – OH dan dengan sendirinya dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air. Karena adanya ikatan hidrogen ini, maka asam asetat yang mengandung atom karbon satu sampai empat dan dapat bercampur dengan air (Hewitt, 2003).
Universitas Sumatera Utara
Asam asetat merupakan asam lemah yang terionisasi sebagian dalam air, walaupun demikian, keasaman asam asetat tetap lebih tinggi dibanding dengan keasaman air (Kohar, 2004). 2.2. Pengertian Asam Asetat Asam asetat atau lebih di kenal sebagai asam cuka (CH3COOH) adalah suatu senyawa berbentuk cairan, tak berwarna, berbau menyengat, memiliki rasa asam yang tajam dan larut di dalam air, alkohol, gliserol, dan eter. Pada tekanan asmosferik, titik didihnya 118,1 oC. Asam asetat mempunyai aplikasi yang sangat luas di bidang industri dan pangan. Di Indonesia, kebutuhan asam asetat masih harus di import, sehingga perlu di usahakan kemandirian dalam penyediaan bahan (Hardoyono, 2007). Asam asetat merupakan salah satu produk industri yang banyak dibutuhkan di Indonesia. Saat ini di Indonesia harus mengimpor asam asetat dalam jumlah yang besar, pada tahun 1993 jumlah impornya sebesar 31.613.115,200 M ton dengan nilai $ 14.945.208,41 (Anonim, 1994). 2.2.1. Sifat Kimia Beberapa anggota awal dari deret asam karboksilat yakni asam asetat berwujud cairan tidak berwarna dengan bau tajam. Asam asetat yang menyusun sekitar 4-5% cuka, memberi ciri bau dan cita rasanya. Asam karboksilat tergolong polar dan dapat membentuk ikatan hidrogen dengan sesamanya atau dengan molekul 5 lain. Jadi asam karboksilat seperti asam asetat memiliki titik didih tinggi untuk bobot molekulnya.Asam karboksilat seperti asam asetat mengurai di dalam air, menghasilkan anion karboksilat dan ion hidronium. Atom hidrogen (H)
Universitas Sumatera Utara
pada gugus karboksil (−COOH) dalam asam karboksilat seperti asam asetat dapat dilepaskan sebagai ion H+ (proton), sehingga memberikan sifat asam. Asam asetat adalah asam lemah monoprotik basa konjugasinya adalah asetat (CH3COO−). Asam asetat adalah pelarut protik hidrofilik (polar), mirip seperti air dan etanol. Asam asetat bercampur dengan mudah dengan pelarut polar atau nonpolar lainnya seperti air, kloroform dan heksana. Sifat kelarutan dan kemudahan bercampur dari asam asetat ini membuatnya digunakan secara luas dalam industri kimia dan laboratorium ( Hart, 2003). Asam asetat mudah menguap di udara terbuka, mudah terbakar, dan dapat menyebabkan korosif pada logam. Asam asetat jika di reaksikan dengan karbonat akan menghasilkan karbon dioksida. Penetapan kadar asam asetat biasanya menggunakan basa natrium hidroksida, dimana 1 ml natrium hidroksida 1 N setara dengan 60,05 mg CH3COOH (Depkes RI,1995). 2.2.2. Sifat Fisika Sifat fisika dari asam asetat adalah bentuk cairan jernih, tidak berwarna, berbau menyengat, pH asam, memiliki rasa asam yang sangat tajam,mempunyai titik beku 16,6 oC, titik didih 118,1 oC dan larut dalam air, alkohol, dan eter. Asam asetat di buat dengan fermentasi alkohol oleh bakteri Acetobacter. Pembuatan dengan cara ini bisa digunakan dalam pembuatan cuka. Asam asetat mempunyai rumus molekul CH3COOH dan bobot molekul 60,05 (Depkes RI, 1995).
Universitas Sumatera Utara
2.3. Pembuatan Asam Asetat Asam asetat dapat dibuat dari substrat yang mengandung etanol, yang dapat diperoleh dari berbagai macam bahan seperti buah-buahan,kulit nanas, pulp kopi, dan air kelapa. Tersedianya air kelapa dalam jumlah besar di Indonesia, yaitu dari 900 juta liter per tahun merupakan potensi yang belum dimanfaatkan secara maksimal. Saat ini pemanfaatan air kelap belum optimal, selain sebagai bahan baku nata de coco, air kelapa dapat dibuat cuka secara tradisional oleh masyarakat. Pembuatan asam asetat dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu secara sintesis atau khemis dan secar mikrobiologis atau fermentasi, namun demikian cara fermentasi lebih disukai, karena lebih murah, lebih praktis dan resiko kegagalan relatif lebih kecil. Pada fermentasi asam asetat dari substrat cair umumnya hanya dilakukan dua tahap fermentasi yaitu fermentasi alkohol dan fermentasi asam asetat. Fermentasi alkohol dilakukan jika bahan yang digunakan kaya akan gula namun tidak mengandung alkohol. Pada bahan yang miskin gula maka penambahan alkohol secar langsung dianggap lebih efektif daripada menambahkan gula untuk diubah menjadi alkohol. Penggunaan teknik kolom biooksidasi dalam upaya meningkatkan efisiensi produksi asam asetat dengan bahan baku air kelapa, dan mengetahui pengaruh kecepatan aerasi dan tinggi partikel dalam kolom berikut interaksinya terhadap pembentukan asan asetat. Kolom biooksidasi diisi dengan kerikil atau partikel yang dapat menyangga kehidupan mikrobia. Udara masuk dari dasar fermentor sehingga mikrobia dapat menggunakan substrat secara effisien. Untuk mendapatkan hasil (kadar asam asetat) yang kenaikannya relatif konstan, maka digunakan sistem kontinyu (kultur
Universitas Sumatera Utara
sinambung). Bertujuan untuk mengetahui kondisi yang optimum produksi asam asetat dari air kelapa secara fermentasi kontinyu dengan menggunakan kolom biooksidasi. Asam Asetat dengan oksidasi alkohol dibuat dengan pengaruh bakteri asetobacter dan dibuat dengan bantuan udara pada suhu 35 oC. Reaksinya : C2H5OH + O2
Asetobacter (3
Alkohol
c)
CH3COOH + H2O Asam asetat
Pada proses fermentasi alkohol ini, asam asetat didapat dari bahan yang kaya gula seperti anggur, apel, malt, gula, dan sebagainya (A.O.A.C, 1970). Asam asetat termasuk asam organik yang dapat dibuat dengan banyak cara, empat diantaranya yaitu: oksidasi alkohol primer atau aldehid, oksidasi rantai samping alkil pada cincin aromatik, dengan karbon dioksida, dan hidrolisis alkil sianida (nitril) ( Hart, 2003). Asam asetat glasial komersial dibuat dengan mereaksikan methanol dan karbon monoksida atau oksida etilen. Bahan asal dari reaksi ini di sintesa dari gas alam, minyak bumi, atau batu bara (Fessenden, 1997). 2.3.1. Penyimpanan Asam Asetat Asam asetat mudah menguap sehingga penyimpanannya harus dengan wadah yang tertutup rapat, diletakkan di tempat yang terhindar dari sinar matahari lansung dan pada suhu ruangan atau tidak lebih dari 40oC (Depkes RI, 1995).
Universitas Sumatera Utara
2.4. Kegunaan Asam Asetat Asam asetat merupakan pereaksi kimia dan bahan baku industri yang penting untuk menghasilkan berbagai senyawa kimia. Asam asetat digunakan dalam produksi polimer seperti polietilena tereftalat, selulosa asetat, dan polivinil asetat, maupun berbagai macam serat dan kain. Asam asetat digunakan sebagai pengatur keasaman dalam industri makanan. Asam asetat encer juga sering digunakan sebagai pelunak air di rumah tangga. Penggunaan asam asetat lainnya, termasuk penggunaan dalam cuka relatif kecil (Setiawan, 2007). Asam asetat digunakan untuk rumah tangga, industri dan kesehatan yaitu sebagai berikut : a. Bahan penyedap rasa pada makanan b. Bahan pengawet untuk beberapa jenis makanan dan merupakan pengawet makanan secara tradisional. Daya pengawet disebabkan karena kandungan asam asetatnya sebanyak 0,1 % asam asetat dapat menghambat pertumbuhan bakteri spora penyebab keracunan makanan. c. Pembuatan obat-obatan (Aspirin). d. Bahan dasar pembuatan anhidrida asam asetat yang sangat penting diperlukan untuk asetilasi terutama di dalam pembuatan selulosa asetat. e. Bahan dasar untuk pembuatan banyak persenyawaan lain seperti asetil klorida. f. Di bidang industri karet (menggumpalkan karet). g. 0,3 % asam asetat dapat mencegah pertumbuhan kapang penghasil mikotoksin (Tjokroadikoesoemo, 1986).
Universitas Sumatera Utara
2.4.1. Dampak dari Asam Asetat Asam asetat pekat bersifat korosif, sehingga harus digunakan dengan penuh hati-hati. Asam asetat dapat menyebabkan luka bakar, kerusakan mata permanen, serta iritasi pada membran mukosa (Setiawan, 2007). Asam asetat encer, seperti pada cuka, tidak berbahaya, namun konsumsi asam asetat yang lebih pekat adalah berbahaya bagi manusia maupun hewan, karena dapat menyebabkan kerusakan pada sistem pencernaan, dan perubahan yang mematikan pada keasaman darah. Asam asetat dalam cuka secukupnya dilarutan sehingga tidak korosif, walaupun demikian, jika terus menerus makan makanan yang mengandung cuka akan dapat merusak email gigi (Hewitt, 2003).
2.4.2. Persyaratan penggunaan Asam Asetat Table 2.4.2. Persyaratan penggunaan asam asetat Standar Nasional Indonesia No.
Persyaratan Kriteria Uji
1.
Keadaan
2.
1.1 Bentuk 1.2 Bau
Satuan
Cuka Dapur
-
Cairan
%b/b
jernih,tidak
-
berwarna. Khas
Cuka Meja Cairan jernih,tidak berwarna. Khas
3.
Kadar asam asetat
mg/kg
asam asetat.
asam asetat.
4.
Asam-asam anorganik
mg/kg
Min 12,5
Min 4-12,5
5.
Asam format dan asam
mg/kg
Negatif
Negatif
Universitas Sumatera Utara
oksalat Cemaran logam 4.1 Pb
Maks.2
Maks.1
4.2 Besi (Fe)
Maks.0,5
Maks.0,3
Cemaran arsen (As)
Maks.0,8
Maks.0,4
2.5.Titrimetri Titrimetri atau volumetri adalah salah satu cara pemeriksaan jumlah zat kimia yang luas pemakaiannya. Hal ini disebabkan karena beberapa alasan. Pada satu segi, cara ini menguntungkan karena pelaksanaannya mudah dan cepat, ketelitian dan ketepatannya cukup tinggi. Pada segi lain, cara ini menguntungkan karena dapat digunakan untuk menentukan kadar berbagai zat yang mempunyai sifat yang berbeda-beda. Dalam proses bagian demi bagian pentiter ditambahkan ke dalam larutan zat yang akan ditentukan dengan bantuan alat yang disebut buret sampai tercapai titik kesetaraan. Titik kesetaraan adalah titik pada saat pereaksi dan zat yang ditentukan bereaksi sempurna secara stoikiometri. Titrasi harus dihentikan pada dekat titik kesetaraan . Jumlah volume pentiter yang terpakai untuk mencapai titik kesetaraan ini disebut volume kesetaraan. Dengan mengetahui volume kesetaraan, kadar pentiter dan faktor stoikiometri, maka jumlah zat yang ditentukan dapat dihitung dengan mudah ( Harrizul. R, 1995).
Universitas Sumatera Utara
2.6. Teori Asam Basa Titrasi asam-basa studi kuantitatif mengenai reaksi penetralan asam-basa paling nyaman apabila dilakukan dengan menggunakan prosedur yang disebut titrasi (titration). Dalam percobaan titrasi, suatu larutan yang konsentrasinya diketahui secara pasti, disebut sebagai larutan standar (standar solution), ditambahkan secara bertahap ke larutan lain yang konsentrasinya tidak diketahui,sampai reaksi kimia antara kedua larutan tersebut berlangsung sempurna (Raymond. C, 2004). Menurut Arrhenius : Asam ialah zat yang melarutkan ke dalam air untuk memberikan ion-ion H+, dan basa ialah zat yang melarutkan ke dalam air untuk memberikan ion-ion H-. Contoh : Asam Hidrogen klorida (HCL)
Basa Natrium Hidroksida (NaOH)
Hidrogen nitrat (HNO3)
Kalium hidroksida (KOH)
Hidrogen sulfat (H2SO4)
Kalsium Hidroksida Ca(OH)2
Asam asetat (HC2H3O2)
Amonia (NH3)
Menurut Bronsted Lowry : Asam sebagai suatu donor proton dan basa sebagai penerima proton.Bila suatau asam menyumbangkan sebuah proton, asam ini akan menjadi basa konjugatnya sendiri, yang dapat menerima proton. Bila suatu basa menerima proton, basa ini akan menjadi asam konjugatnya sendiri, yang dapat
Universitas Sumatera Utara
menyumbangkan sebuah proton. Pasangan spesi disebut pasangan asam-basa konjugat. Menurut Lewis : Asam adalah penerima pasangan elektron dan basa adalah donor pasangan elektron (Charles, 1996). Contoh Reaksi : Menurut Arrhenius : Asam : HA + aq
H+ (aq) + A- (aq)
Basa : BOH + aq
B+ (aq) + OH- (aq)
(Syukri.S, 1999). Menurut BronstedLowry : Reaksidasarasammenghasilkanasamdan basalain. Reaksi berikutdengan demikianreaksiasam-basamenurutBronsted: HC2H2O2 + H2O asam
basa
C2H3O2- + H3O+ basa
asam
Menurut Lewis : SnCI4 (ℓ) + 2Cl- (aq)
[SnCI6]2- (aq)(David. E, 1959).
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.6. Asam Lemah dan Asam Kuat No.
Asam Lemah
Asam Kuat
1.
Asam Formiat
Asam Klorida
2.
Asam Karbonat
Asam Sulfat
3.
Asam Oksalat
Asam Nitrat
4.
Asam Etanoat
Asam Fossfat
5.
Asam Sitrat
Asam Perklorat
Tabel 2.6. Basa Lemah dan Basa Kuat No.
Basa Lemah
Basa Kuat
1.
Amonia
Natrium Hidroksida
2.
Metilamin
Magnesium Hidroksida
Asam lemah dan basa lemah yang ada dalam produk makanan dan minuman, sabun, detergen, larutan pembersih dan obat-obatan mungkin aman untuk tubuh manusia. Oleh karena itu, mungkin kamu bisa mengetahui secara langsung sifat asam dan basa yang terkandung di dalamnya. Tetapi tidak demikian dengan asam kuat dan basa kuat karena jika terkena kontak langsung dengan tubuh dapat membahayakan. Ada cara lain yang lebih aman dan akurat untuk
Universitas Sumatera Utara
mengetahui sifat asam dan basa yaitu dengan menggunakan indikator asam basa (Hewitt, 2003).
2.6.1. Indikator Asam Basa Indikator asam-basa adalah senyawa organik yang berubah warnanya dalam larutan sesuai dengan pH larutan. Contohnya adalah lakmus yang berwarna merah dalam larutan bersifat asam dan berwarna biru dalam larutan yang bersifat basa. Indikator asam-basa biasanya merupakan asam atau basa lemah, atau secara umum dapat dikatakan protolit lemah. Kesetimbangan asam-basa indikator yang berupa asam lemah dalam air dirumuskan sebagai berikut : Hin + H2O ↔ H3O+ + Inwarna asam
warna basa
Disini In menunjukkan basa pasangan dari HIn (indikator asam lemah). Seperti terlihat dari persamaan diatas, asam dan basa pasangannya mempunyai warna yang berbeda. Itulah sebabnya warna larutan berubah dengan berubahnya pH larutan. Dalam larutan yang bersifat asam, bentuk yang banyak jumlahnya adalah bentuk yang terikat proton HIn, sedangkan dalam larutan yang bersifat basa bentuk yang bentuk yang tidak berproton In- ( Harrizul. R, 1995). Indikator asam basa adalah alat yang digunakan untuk mengetahui sifat asam dan basa dari suatu larutan. Ada beberapa jenis indikator yang dapat digunakan untuk membedakan sifat asam basa, antara lain kertas lakmus, pH meter, indikator alami, larutan indikator universal.
Universitas Sumatera Utara
a. Kertas Lakmus Ada dua jenis kertas lakmus, yaitu kertas lakmus merah dan lakmus biru. Dalam larutan yang bersifat asam, warna kertas lakmus biru akan menjadi merah, sedangkan kertas lakmus merah tetap. Dalam larutan basa, warna kertas lakmus merah akan menjadi biru sedangkan kertas lakmus biru tetap. Jika tidak terjadi perubahan pada warna kedua kertas lakmus tersebut berarti larutan tersebut bersifat netral. Kelemahan dari kertas lakmus adalah kurang praktis dan tidak dapat menunjukkan nilai pH larutan secara teliti.
b. Indikator universal atau pH Stick
Indikator universal hampir sama dengan kertas lakmus. Kelebihan indikator universal adalah mampu mengukur pH suatu larutan. Penggunaannya dengan mencelupkan indikator universal kedalam larutan yang akan diukur. Setelah itu cocokkan warna dengan tabel warna yang telah disediakan. Dengan demikian kamu dapat mengetahui pH dari larutan yang sudah kamu ukur.
c. Indikator Alami
Indikator alami dapat diperoleh dari beberapa jenis tumbuhan. Namun sebelum digunakan tumbuhan tersebut harus diambil ekstraknya dengan cara dihaluskan dan ditambahkan sedikit air. Ekstrak dari tumbuhan seperti kunyit, mahkota bunga sepatu, kol merah akan berubah warna dalam lingkungan asam atau basa. Perubahan warnanya tergantung pada warna masing-masing ekstrak tumbuhan tersebut.
Universitas Sumatera Utara
d. Larutan Indikator Universal Indikator universal adalah gabungan dari beberapa indikator. Larutan Indikator universal yang biasa digunakan dalam laboratorium terdiri dari metil jingga(trayek : 2,9-4,0), metil merah (trayek :4,2-6,3), bromtimol biru (trayek : 6,0-7,6), dan fenolftalein (trayek : 8,3-10,0). Indikator-indikator itu memberi warna yang berbeda tergantung pada pH larutan. Salah satu indicator yang memiliki tingkat kepercayaan yang baik adalah indikator universal. Indikator universal adalah indicator yang terdiri atas berbagai macam indikator yang memiliki warna berbeda untuk setiap nilai pH 1-14. Indikator universal ada yang berupa larutan dan ada juga yang berupa kertas. Paket indikator universal tersebut selalu dilengkapidengan warna standar untuk pH 1-14. Cara menggunakan indikator universal adalah sebagai berikut : 1. Celupkan kertas indicator universal pada larutan yang akan diselidiki nilai pHnya atau meneteskan indicator universal pada larutan yang diselidiki. 2. Amati perubahan warna yang terjadi 3. Bandingkan perubahan warna dengan warna standar(Tillery. E ; Ross, 2007 ).
Universitas Sumatera Utara
2.6.2. Tabel Trayek pH Tabel 2.6.2. Trayek pH pada berbagai larutan indikator asam basa Nama Indikator
Perubahan Warna Dari
Trayek pH
Ke
Timol Biru
Merah
Kuning
1,2 – 2,8
2,6 Dinitrofenol
Tak berwarna Kuning
2,0 – 4,0
Metil Kuning
Merah
Kuning
2,9 – 4,0
Bromofenol Biru
Kuning
Biru
3,0 – 4,6
Metil jingga
Merah
Kuning
3,1 – 4,4
Bromkresol Hijau
Kuning
Biru
3,8 – 5,4
Metil Merah
Merah
Kuning
4,2 – 6,2
Lakmus
Merah
Biru
5,0 – 8,0
Metil Merah Ungu
Ungu
Hijau
4,8 – 5,4
p-Nitrofenol
Tak berwarna Kuning
5,6 – 7,6
Bromtimol Biru
Kuning
Biru
6,0 – 7,6
Fenol Merah
Kuning
Biru
6,8 – 8,4
Fenolftalein
Tak berwarna Merah
8,0 – 9,6
Timolftalein
Tak berwarna Biru
9,3 – 10,6
Ajizarin Kuning R
Kuning
10,1 – 12,0
Trinitrobenzena
Tak berwarna Orange
Violet
12,0 – 14,0
Universitas Sumatera Utara
2.7. Alat ukur pH Meter pH Meter adalah jenis alat ukur unruk mengukur derajat keasaman atau
kebasaan suatu cairan, pada pH Meter ada elektroda khusus yang berfungsi untuk mengukur pH bahan-bahan semi padat, elktroda (probe pengukur) terhubung sebuah alat elektronik yang mengukur dan menampilkan nilai pH. Probe adalah bagian
yang
sangat
penting
dari
pH
Meter,itu
adalahbatangseperti
strukturbiasanya terdiri darikaca. Di bagian bawahprobeadabola lampu, bola lampuadalah
bagiansensitifdariprobeyang
menyentuhboladengan tisupenyerapdengan
tangandan tangansangat
berisisensor.
bersihkan lembut,
Jangan
denganbantuan berhati-hati
pernah
sebuahkertas untuk
tidak
menggosokjaringanterhadapbola kacauntuk menghindarimenciptakanstatis. Untuk mengukurpHlarutan,
probedicelupkanke
dalam
larutan.
Probedipasang
dilengandikenal sebagaiprobelengan.Untuk mengetahui sifat asam basa suatu larutan atau zat kita dapat menggunakan indikator asam basa. Tetapi indikator asam basa kurang efektif dalam mengukur nilai pH dari suatu larutan. Sebelum melakukan pengukuran pH meter harus dikalibrasi untuk mendapatkan hasil pengukuran yang tepat, kalibrasi ini dalukukan setiap pengukuran. Untuk penggunaan normal kalibrasi harus dilakukan pada awal setiap hari . Alasan untuk ini adalah bahwa elektroda kaca tidak memberikan gagal direproduksi selama periode waktu yang lebih lama . Kalibrasi harus dilakukan dengan setidaknya dua larutan buffer standar yang mencakup rentang nilai pH yang akan diukur . Untuk tujuan umum buffer pada pH 4,01 dan pH 10,00 dapat diterima
.
Sehingga
Universitas Sumatera Utara
penggunaannya sangat praktis dan nilai pH dari larutan yang diukur pun langsung terbaca pada layar (James.T ; Robert M ).
Universitas Sumatera Utara
