#3 Makalah Anor Fluida Super Kritis.docx

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Asam dan basa secara tidak sadar merupakan bagian dari kehidupan kita. Kita senantiasa berinteraksi dengan asam dan basa setiap hari. Makanan yang kita konsumsi sebagian besar bersifat asam, sedangkan pembersih yang kita gunakan (sabun, detergen, dll.) adalah basa. Enzim-enzim dan protein dalam tubuh kita juga merupakan asam. Selain itu, salah satu dari kelemahan Arrhenius mengenai perilaku asambasa adalah pembatasannya yang kaku pada media air menjadi penyebab kami membuat makalah ini. Sejak awal hal ini telah menimbulkan pertikaian, terutama sebagai akibat dari studi pelarut dalam amonia cair. Didasarkan pada kriteria eksperimental, dapat ditunjukkan adanya kemiripan antara reaksi asambasa dalam media air dan beberapa jenis reaksi tertentu dalam amonia. Jika kita memperhatikan adanya swaionisasi (autoionization) air untuk membentuk ion hidronium dan ion hidroksil, kita dapat mencacat bahwa swa-ionisasi terjadi juga pada amonia untuk membentuk ion amonium dan ion amida Kebanyakan asam dan basa (yang belum bercampur dengan senyawa lain) di alam berupa liquid (larutan). Karena bentuk inilah yang mudah untuk direaksikan dengan senyawa lainnya. Meskipun asam dan basa yang kita konsumsi sehari-hari berupa padatan seperti makanan dan sabun, namun pada akhrinya tetap butuh diencerkan juga (direaksikan atau dicampur dengan air) agar lebih mudah diserap atau digunakan. Oleh karena itu kami membuat makalah dengan judul “Teori Asam Basa”. B. Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah ini adalah sebagai berikut : 1. Bagaimana asam basa dalam sistem pelarut? 2. Bagaimana teori asam basa Lux-Flood? 3. Bagaimana teori asam basa Usanovich? 4. Bagamana teori asam basa keras lunak?

1

C. Tujuan Adapun rumusan masalah makalah ini adalah sebagai berikut : 1. Untuk mengetahui asam basa dalam sistem pelarut. 2. Untuk mengetahui teori asam basa Lux-Flood. 3. Untuk mengetahui teori basa Usanovich. 4. Untuk mengetahui teori asam basa keras lunak.

2

BAB II PEMBAHASAN

A. Pengertian Cairan Superkritis Cairan superkritis atau fluida superkritis merupakan suatu cairan yang memiliki batas fasa diatas suhu dan tekanan tertentu sehingga memiliki sifat mirip zat cair dangas. Zat ini memiliki kemampuan unik, yaitu untuk berdifusi melalui benda padat seperti gas, dan melarutkan benda seperti cairan dan juga dapat mengubah kepadatannya jika ingin mengubah sedikit suhu dan tekanannya. Sifat seperti ini membuatnya cocok sebagai pengganti pelarut organik dalam proses yang disebut ekstraksi fluidasuperkritis. Karbon dioksida dan air adalah fluida yang paling umum digunakan. Karbon dioksida superkritis salah satu fluida superkritis yang memiliki nilai komersial tinggi. CO2 superkritis dapat digunakan sebagai pelarut karena sifatnya yang aman, ramah lingkungan, dan murah dibandingkan dengan beberapa pelarut organik sehingga proses ekstraksi berlangsung dengan cepat, recoveri pelarut cepat dengan kadar residu minimal dalam produk, tidak mudah terbakar dan dapat digunakan pada temperatur medium. CO2 superkritis memiliki karakteristik dengan densitas tinggi, viskositas rendah dan difusivitas menengah antara gas dan cairan sehingga digunakan untuk ekstraksi minyak atsiri.Properti fisik yang berbeda tersebut menjadikan fluida superkritis sebagai pelarut yang ideal dan potensial karena pada temperature kritisyang rendah dan tekanan kritis menengah mampu menahan komponen-komponen terekstraksi dari degradas itermal. Wujud zat fluida superkritis sangat dipengaruhi oleh temperature dan tekanan, sebagai contoh, H2O pada temperatur kamar (25oC) dan tekanan 1 atm akan berwujud cair (air). Apabila temperatur diturunkan sampai 0oC atau lebih rendah maka akan berubah menjadi padat atau yang kita sebut es. Sementara kalau suhunya dinaikkan sampai 100oC atau lebih, akan menguap menjadi gas (uap air). Fluida superkritis dapat diubah dengan cara mengubah temperatur dan tekanan terhadap suatu zat sampai pada kondisi tertentu, maka

3

kita akan mendapatkan fluida superkritis. Berikut ini merupakan diagram fase H2O:

Diagram tersebut menunjukkan perubahan wujud H2O oleh dua variabel yaitu tekanan (sumbu vertikal) dan temperatur (sumbu horizontal). Ada dua titik pada diagram itu, titik tripel dan titik kritis. Pada titik tripel, fase padat, cair dan gas ada secara bersamaan dengan porsi yang sama. Apabila dari titik tripel, sepanjang kurva batas fase cair dan gas, temperatur dan tekanan dinaikkan maka cairan akan semakin berkurang kerapatannya karena ekspansi termal, dan sebaliknya, kerapatan gas akan meningkat karena naiknya tekanan. Akibatnya akan didapatkan kondisi dengan kerapatan yang sama dan tidak ada batas antara cair dan gas. Pada kondisi ini, kurva mencapai titik kritis, zat tidak lagi berwujud gas atau cair tetapi disebut sebagai fluida superkritis. Dengan demikian sifat-sifat fluida superkritis berada diantara sifat-sifat gas dan cairannya. Fluida superkritis memiliki viskositas yang lebih rendah dan difusivitas yang lebih tinggi dari fase cairnyasehingga memudahkannya bercampur dengan reagen-reagen dalam suatu sistem reaksi. Table 1. Perbandingan kerapatan, viskositas, dan difusivitas dari gas, fluida superkritis, dan cairan Sifat Gas Fluida superkritis Cair

kerapatan (kg/m3 ) Viskositas (cP) Diffusivitas (mm2 /s) 1 0.01 1-10 100-800 0.05-0.1 0.01-0.1 1000 0.5-1.0 0.001

4

Tabel 2. Sifat dari berbagai pelarut cairan kritis (Reid et al, 1987) Berat Molekul

Suhu Kritis

Tekanan Kritis

Kepadatan Kritis

g/mol

K

MPa (atm)

g/cm3

Karbon dioksida (CO2)

44.01

304.1

7.38 (72.8)

0.469

Air (H2O)

18.02

647.3

22.12 (218.3)

0.348

Metana (CH4)

16.04

190.4

4.60 (45.4)

0.162

Etana (C2H6)

30.07

305.3

4.87 (48.1)

0.203

Propana (C3H8)

44.09

369.8

4.25 (41.9)

0.217

Etilena (C2H4)

28.05

282.4

5.04 (49.7)

0.215

Propilena (C3H6)

42.08

364.9

4.60 (45.4)

0.232

Methanol (CH3OH)

32.04

512.6

8.09 (79.8)

0.272

Ethanol (C2H5OH)

46.07

513.9

6.14 (60.6)

0.276

Aseton (C3H6O)

58.08

508.1

4.70 (46.4)

0.278

Pelarut

Salah satu fluida superkritis yang telah banyak dimanfaatkan adalah fluida superkritis CO2. Diantaranya dipakai sebagai pelarut pada ekstraksi, misalnya ekstraksi kafein dari kopi untuk mendapatkan kopi yang bebas kafein, sebagai fase gerak pada kromatografi (supercritical fluid chromatography), dry cleaning, dan juga sebagai media pada sintesis polimer dan nanomaterial. Tekanan dan temperatur kritis yang mudah dicapai menjadi alasan mengapa CO2 superkritis banyak digunakan (Tabel 2) selain keunggulan lain seperti tidak beracun, murah dan stabil secara kimia. Dengan menggunakan CO2 superkritis, pemisahan produk reaksi dari pelarutnya dapat dilakukan dengan mudah, hanya dengan mengembalikan konsidi sistem ke temperatur kamar dan tekanan standar, 1 atm (depresurisasi). Pada kodisi ini CO2 akan berwujud gas sehingga dengan mudah akan terpisah dari dari produk yang diinginkan. Pemakaian CO2 superkritis sebagai media dalam reaksi kimia akan mengurangi pemakaian pelarut-pelarut organik yang toksik dan mudah terbakar.

5

Tabel 3. Temperatur, tekanan, dan kerapatan beberapa zat pada titik kritis Zat CO2 H2O* NH3 n-Butane

Tc ,oC 31.3 374,3 132.5 152

Pc, atm 72.9 217.7 112.5 37.5

ρc, g/mL 0.47 0.32 0.24 0.23

B. Sifat dan Kegunaan Cairan Superkritis 1. Sifat Cairan Superkritis Secara umumnya, cairan superkritis mempunyai sifat di antara gas dan uap. Tabel 1 mencantumkan sifat-sifat utama dari beberapa komponen, yang umumnya dipakai sebagai cairan kritis.

Tabel 4. Massa jenis, difusivitas dan viskositas dari beberapa jenis cairan, gas, dan fluida superkritis Perbandingan antara gas, cairan, dan fluida superkritis Massa jenis (kg/m3)

Viskositas (µPa∙s)

Difusivitas (mm²/s)

Gas

1

10

1-10

Fluida superkritis

100-1000

50-100

0.01-0.1

Cairan

1000

500-1000

0.001

2. Kegunaan Cairan Superkritis a. Fungsi Super Critical Fluida sebagai pelarut Fluida superkritis dapat berdifusi dalam padatan layaknya perilaku gas atau dapat melarutkan zat lain sebagaimana tingkah laku zat cair. Selama ini yang cukup populer digunakan dalam industri ekstraksi senyawa bahan alam adalah fluida superkritis CO2 (karbon dioksida). Karbon dioksida sebagai fluida superkritis mampu melarutkan senyawa berbagai polaritas, yaitu non polar dan beberapa polar (misalnya methanol, aseton) seperti pelarut fluorokarbon.

6

Dibidang isolasi dan pengolahan bahan alam, CO2 superkritis dimanfaatkan sebagai pelarut dalam proses ekstraksi maupun de-ekstraksi senyawasenyawa aktif dari tumbuhan untuk pengobatan, atau senyawa-senyawa penting untuk industri makanan, misalnya ekstraksi minyak atsiri lemon, jahe, beta-carotene dari tumbuh-tumbuhan atau de-ekstraksi kafein pada kopi untuk mendapatkan kopi yang bebas kafein.

b. Produk manufaktur ekstrak minyak sawit merah yang kaya akan beta karoten. melalui proses ekstraksi super kritikal fluida Sifat beta karoten yang sensitif terhadap panas dan cahaya, merupakan alasan perlunya mempelajari suatu teknik ekstraksi pada daerah superkritis suatu pelarut untuk mengekstrak minyak sawit merah yang kaya akan beta karoten. Penelitian ini bertujuan mempelajari teknik ekstraksi dengan fluida superkritis untuk meningkatkan rendemen ataupun mutu minyak sawit kaya beta karoten. Buah sawit daerah superkritikalnya dengan tekanan 35004500 psi pada suhu 35-45 derajat C selama 4 jam. Pada tekanan 4500 psi, suhu 40 derajat C berhasil mengekstrak minyak sawit dengan rasio terbesar antara rendemen dan konsumsi karbon dioksida. Perlakuan tekanan 4500 psi pada suhu 40 derajat C dihasilkan dari percobaan ekstraksi selama 4-7 jam. Tekanan 4500 psi pada suhu 40 derajat C selama 5 jam berhasil mengekstrak minyak sawit merah dengan kadar beta karoten tertinggi (efektivitas ekstraksi 69,26 persen, beta karoten terselamatkan sebanyak 91,52 persen). Pada kondisi ini kadar asam lemak berbahaya terpekatkan 2,3 kali, dan mengandung air sebanyak 1,29 persen. c. Produksi Aerogel Aerogel dibuat dengan mengeringkan sebuah gel yang terdiri dari silikakoloid dalam sebuah lingkungan yang ekstrem. Ilmuwan mulai dengan alkohol cair seperti ethanol dan mencampurnya dengan sebuah prekursor silikon alkoksida untuk membentuk sebuah gel silikon dioksida (gel silika). Kemudian, melalui sebuah proses yang disebut pengeringan superkritikal, alkohol disingkirkan dari gel. Biasanya hal ini dilakukan dengan cara menukar etanol dengan karbon dioksida cair dan kemudian

7

membuat karbon dioksida berada di atas titik kritis. Hasil akhir menghilangkan seluruh cairan dari gel dan menggantikannya dengan gas, tanpa membuat struktur gel rusak atau berkurang volumenya. Produksi komersial dari selimut aerogel dimulai sekitar tahun 2000. Selimut ini adalah sebuah komposit silica aerogel dan penguatan menggunakan fiber yang mengubah aerogel yang mudah pecah menjadi sebuah bahan yang "durabel" dan fleksibel. Sifat mekanika dan termal dari produk ini bervariasi sesuai dengan pilihan fiber penguatnya, matriks aerogel, dan aditif opasifikasi yang digunakan dalam komposit.

d. Sterilisasi Materi Biomedical Pada bidang-bidang biomedis, proses – proses pembuatan modifikasi dari polymer - polymer sudah mulai bergeser dari penggunaan pelarut organik ke penggunaan superkritis CO2. Pemanfaatan pada bidang ini didasarkan pada sifat superkritis CO2

yang memiliki karakteristik gas. Dalam

biomedis, diperlukan material berpori yang dapat menjadi media tumbuh dari sel dalam tubuh manusia. Dengan kemampuan difusi/penetrasi seperti gas, superkritis CO2 dapat dengan mudah masuk ke dalam bahan polimer sehingga terbentuk pori-pori. Dengan karakteristik seperti gas tersebut, superkritis CO2

dapat dengan mudah keluar dari material biomedis

sehingga produk -produk biomedis tidak mengandung sisa pelarut seperti yang seringkali terjadi pada penggunaan pelarut organik. Penelitian terbaru membuktikan Super Critical Fluida (CO2) adalah alternative yang efektif untuk sterilisasi terminal bahan biologis dan alat kesehatan dengan kombinasi dari PAA aditif (asam parasetat). Super Critical Fluida (CO2) tidak hanya mensterilkan media, karena tidak membunuh spora mikroorganisme . Selain itu, proses ini lembut, seperti morfologi, ultrastruktur, dan profil protein mikroba yang dilemahkan dipertahankan.

8

BAB III PENUTUP

A. Kesimpulan Berdasarkan pembahasan di atas, dapat ditarik kesimpulan bahwa :

9

1. Asam dalam sistem pelarut adalah zat terlarut yang meninggikan konsentrasi kation dalam pelarut, sedangkan basa dalam sistem pelarut adalah zat terlarut yang meninggikan konsentrasi anion dalam pelarut. 2. Lux dan Flood, yang mengusulkan bahwa asam didefinisikan sebagai akseptor ion oksida dan basa sebagai donor ion oksida. 3. Konsep asam basa Lux-Flood sangat berguna dalam pengelolaan sistem anhidrat pada suhu tinggi seperti dijumpai pada keramik dan metalurgi. Konsep ini hubungannya terbalik dengan kimia pada sistem air dari asambasa. 4. Pada prinsip Hard And SoftAcid Base (HSAB), asam basa keras adalah ion logam yang berukuran kecil, menyukai ligan yang juga kecil. Asam basa lunak adalah ion logam yang berukuran besar, menyukai ligan yang cenderung besar. 5. Menurut Usanovich, asam yaitu suatu spesies kimia yang dapat bereaksi dengan basa, dapat mendonorkan kation atau dapat menerima anion serta elektron. Sedangkan basa yaitu suatu spesies kimia yang dapat bereaksi dengan asam dan dapat memberikan anion atau elektron atau dapat bergabung dengan kation.

DAFTAR PUSTAKA

10

Anonim. 2011. Teori Asam Basa Lux-Flood, Sistem Pelarut Usanovich. [online]. https://wanibesak.wordpress.com/2011/07/12/teori-asam-basa-lux-floodsistem-pelarut-dan-usanovich/ [1 Oktober 2018]. Anonim. 2015. Teori Asam Basa Lux-Flood. [online]. https://blogpenemu.blogspot.com/2015/06/teori-asam-basa-luxflood.html?m=1 [1 Oktober 2018]. Cotton dan Wilkinson. 1989. Kimia AnorganikDasarCetakanPertama. Jakarta: UI-Press. Nabilaa, P. 2017. Asam Basa Lux-Flood. [online]. https://putriwnabilaa.wordpress.com/2017/05/19/asam-basa-anorganik-asambasa-lux-flood/ [1 Oktober 2018]. Nuril, Z. 2014. Perkembangan Teori Asam Basa. [online]. http://zifakyanuril.blogspot.com/2014/04/ [1 Oktober 2018]. Rukim, Urip. 2012. Beberapa Teori Asam Basa yang Tidak Umum. https://urip.wordpress.com/2012/10/20/beberapa-teori-asam-basa-yang-tidakumum/ [1 Oktober 2018]. Setiawan, Santi. 2015. Teori Asam Basa Lux-Flood. [online]. http://santi63ict.blogspot.com/2015/05/teori-asam-basa-lux-flood.html [1 Oktober 2018].

11