LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ORGANIK (KI2051) PERCOBAAN 03 PEMISAHAN SENYAWA ORGANIK: EKSTRAKSI DAN ISOLASI KAFEIN DARI DAUN TEH SERTA UJI ALKALOID Nama : Anca Awal Sembada NIM : 11214003 ` Kelompok : 1 (Shift Rabu Pukul 13.00) Tanggal Praktikum : 16 September 2015 Tanggal Pengumpulan : 23 September 2015 Nama Asisten : Shendy Arya (10510049) LABORATORIUM KIMIA ORGANIK PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2015
PERCOBAAN 03 I. Judul Percobaan Pemisahan Senyawa Organik: Ekstraksi dan Isolasi Kafein dari Daun Teh serta Uji Alkaloid II. Tujuan Percobaan 1. Menentukan titik leleh kristal kafein hasil ekstraksi kafein dari daun teh 2. Menentukan persentase galat titik leleh kristal kafein hasil ekstraksi kafein dari daun teh 3. Menentukan massa rendemen kristal kafein 4. Menentukan persentase perolehan kembali rendemen kristal kafein 5. Menentukan nilai Rf pada Uji Kromatografi Lapis Tipis (KLT) dengan eluen etil asetat:metanol (3:1) 6. Menentukan nilai Rf pada Uji Kromatografi Lapis Tipis (KLT) dengan eluen aseton:metanol (9:1) III. Teori Dasar dan Prinsip Percobaan Ekstraksi adalah pemisahan suatu zat dari campurannya dengan pembagian sebuah zat terlarut antara dua pelarut yang tidak dapat tercampur untuk mengambil zat terlarut tersebut dari satu pelarut ke pelarut yang lain. Seringkali campuran bahan padat dan cair (misalnya bahan alami) tidak dapat atau sukar sekali dipisahkan dengan metode pemisahan mekanis. Misalnya saja, karena komponennya saling bercampur dengan sangat erat, peka terhadap panas, beda sifat-sifat fisiknya terlalu kecil, atau tersedia dalam konsentrasi yang terlalu rendah (Brown, 1998). Tujuan ekstraksi adalah untuk menarik semua komponen kimia yang terdapat dalam simplisia. Ekstraksi ini didasarkan pada perpindahan massa komponen zat padat ke dalam pelarut dimana perpindahan mulai terjadi pada lapisan antar muka, kemudian berdifusi masuk ke dalam pelarut (Brown, 1998). 2 P r a k t i k u m K i m i a O r g a n i k ( K I 2 0 5 1 )
Jenis-jenis ekstraksi bahan alam yang sering dilakukan adalah : a. Ekstraksi Cara Dingin Metoda ini artinya tidak ada proses pemanasan selama proses ekstraksi berlangsung, tujuannya untuk menghindari rusaknya senyawa yang dimaksud rusak karena pemanasanan. Jenis ekstraksi dingin adalah maserasi dan perkolasi b. Ekstraksi Cara Panas Metoda ini pastinya melibatkan panas dalam prosesnya. Dengan adanya panas secara otomatis akan mempercepat proses penyarian dibandingkan cara dingin. Metodanya adalah refluks, ekstraksi dengan alat soxhlet dan infusa. Kafein merupakan jenis alkaloid yang secara alamiah terdapat dalam biji kopi, daun teh, daun mete, biji kola, biji coklat, dan beberapa minuman penyegar. Kafein memiliki berat molekul 194,19 gr/mol dengan rumus kimia C8H10N8O2 dan ph 6,9 (larutan kafein 1% dalam air). Secara ilmiah, efek langsung dari kafein terhadap kesehatan sebetulnya tidak ada, tetapi yang ada adalah efek tak langsungnya seperti menstimulasi pernafasan dan jantung, serta memberikan efek samping berupa rasa gelisah (neuroses), tidak dapat tidur (insomnia), dan denyut jantung tak beraturan (tachycardia) (Brown, 1998). Alkaloid adalah basa organik yang mengandung amina sekunder, tersier atau siklik. Diperkirakan ada 5500 alkaloid telah diketahui, yang merupakan golongan senyawa metabolit sekunder terbesar dari tanaman. Tidak ada satupun definisi yang memuaskan tentang alkaloid, tetapi alkaloid umumnya mencakup senyawasenyawa bersifat basa yang mengandung satu atau lebih atom nitrogen, biasanya sebagai bagian dari sistem siklik. Secara kimia, alkaloid adalah golongan yang sangat heterogen berkisar dari senyawa-senyawa yang sederhana seperti coniine sampai ke struktur pentasiklik strychnine. Banyak alkaloid adalah terpenoid di alam dan beberapa adalah steroid (Brown, 1998). Kromatografi merupakan metode analisis campuran atau larutan senyawa kimia dengan absorpsi memilih pada zat penyerap, zat cair dibiarkan mengalir melalui kolom zat penyerap, misalnya kapur, alumina dan semacamnya sehingga penyusunnya terpisah menurut bobot molekulnya, mula-mula memang fraksi-fraksi dicirikan oleh warna-warnanya (Brown, 1998). Semua kromatografi memiliki fase diam (dapat berupa padatan, atau kombinasi cairan-padatan) dan fase gerak (berupa cairan atau gas). Fase gerak mengalir melalui fase diam dan membawa komponen-komponen yang terdapat dalam 3 P r a k t i k u m K i m i a O r g a n i k ( K I 2 0 5 1 )
campuran. Komponen-komponen yang berbeda bergerak pada laju yang berbeda. Pelaksaanan kromatografi lapis tipis menggunakan sebuah lapis tipis silika atau alumina yang seragam pada sebuah lempeng gelas atau logam atau plastik yang keras. Jel silika (atau alumina) merupakan fase diam. Fase diam untuk kromatografi lapis tipis seringkali juga mengandung substansi yang mana dapat berpendar dalam sinar ultraviolet. Fase gerak merupakan pelarut atau campuran pelarut yang sesuai (Brown, 1998). IV. Data Pengamatan A. Ekstraksi Kafein dari Teh Ektraksi pada 10 kantong teh didapat data: Massa rendemen kristal kafein yang didapat: 0,0225 gram Titik Leleh Kafein yang didapat: 226,8-229,4 o C Titik Leleh Kafein Referensi: 227-228 o C B. Uji Kromatografi Lapis Tipis (KLT) Pengujian KLT kristal kafein dengan eluen etil asetat:metanol o Jarak eluen = 4 cm o Jarak noda = 3.05 cm Pengujian KLT kristal kafein dengan eluen aseton:metanol o Jarak eluen = 4 cm o Jarak noda = 2.75 cm 4 P r a k t i k u m K i m i a O r g a n i k ( K I 2 0 5 1 )
V. Perhitungan dan Pengolahan Data Titik Leleh Kafein Hasil Percobaan: (226,8 o C + 229,4 o C ) / 2 : 228,1 o C Titik Leleh Kafein Referensi: (227 o C + 228 o C ) / 2 : 227,5 o C % Galat: titik leleh ref titik leleh perc / titik leleh ref x 100 % : 227,5 o C 228,1 o C / 227,5 o C x 100 % : 0,2637 % Persentase Perolehan Kembali Kafein yang didapat pada Ekstraksi dari daun teh Massa yang didapat : 0,0225 gram Massa teh : 18,5 gram ( 10 kantong x 1,85 gram) Persentase : (0,0225/18,5) x100% : 0,1216% Referensinya adalah pada teh terdapat 1% hingga 4% kafein Rf eluen etil asetat:metanol (3:1) Massa rendemen kristal referensi = 0.125 gram Rf = 3.05 4 = 0.7625 0.76 Rf = Jarak noda Jarak eluen Rf eluen aseton:metanol (9:1) Massa rendemen kristal referensi = 0.125 gram Rf = 2.75 4 = 0.6875 0.69 Rf = Jarak noda Jarak eluen 5 P r a k t i k u m K i m i a O r g a n i k ( K I 2 0 5 1 )
VI. Pembahasan Pada percobaan ekstraksi dan isolasi kafein dari daun teh ini bertujuan untuk mendapatkan kafein dari daun teh kering. Kafein merupakan alkaloid yang mengandung nitrogen dan memiliki properti basa amina organik. Pada percobaan ini digunakan 10 kantong teh celup yang kemudian ditambahkan 20 gram natrium karbonat (Na2CO3) didalam labu erlenmeyer 250 ml dan diberi air mendidih sebanyak 225 ml. Natrium karbonat (Na2CO3) berfungsi agar kandungan tanin dalam teh dapat diserap (bereaksi) dan masuk kedalam fasa cair dengan reaksi: ArOH + Na2CO3 ArONa + NaHCO3 sehingga membentuk garam tanin atau anion fenolik. Tanin sendiri adalah senyawa polifenol yang berasal dari tumbuhan, berasa pahit dan kelat, yang bereaksi dengan menggumpalkan protein, atau berbagai senyawa organik lainnya termasuk asam amino dan alkaloid. Dalam melakukan ekstraksi, proses ini dilakukan berulang-ulang dengan tujuan agar proses ekstraksi padatan teh berjalan maksimal, yaitu mendapatkan zat/ekstrak yang lebih banyak, terutama untuk mendapatkan ekstrak kafein yang lebih maksimal. Pada ssat pengocokan dengan corong pisah, dilakukan secara perlahan agar tidak terbentuk gelembung yang banyak pada cairannya, selain itu juga beberapa menit sekali membuka kran corong dengan tujuan agar gas CO2 yang dihasilkan tidak terakumulasi didalam corong yang bisa merusak dan menekan corong pisah karena tekanan. Lakukan seperti itu hingga didapatkan 3 spesi yang ada di dalam corong pisah, yaitu: spesi kafein (atau disebut juga fase diklorometana karena kafein merupakan senyawa organik nonpolar yang dapat larut pada diklorometana yang juga senyawa organik nonpolar): yang berwarna bening kekuningan spesi pelarut air: yang mengandung banyak zat yang tidak dibutuhkan, berwarna hitam gelap spesi emulsi yang berada diantara spesi air dan kafein, yang juga sebagai batas antara spesi kafein dan spesi air Pada percobaan ini didapatkan dua kali ekstraksi fasa diklorometana (fasa kafein) setelah pemisahan, dan meletakkannya pada gelas kimia. Proses selanjutnya adalah penambahan kalsium klorida anhidrat yang bertujuan agar air yang masih terdapat pada fasa kafein (diklorometana) dapat diserap oleh kalsium klorida 6 P r a k t i k u m K i m i a O r g a n i k ( K I 2 0 5 1 )
dengan indikasi berupa gumpalan didalam gelas kimia. Air yang masih ada atau terjebak dalam fasa kafein tersebut dapat dikarenakan emulsi yang terbawa saat pengambilan fasa diklorometana. Setelah didapat fasa kafein, dilakukan pemanasan di pemanas listrik dan menaruh fasa kafein pada cawan penguapan ditambah pengaduk magnetik. Dari cara itu, akhirnya didapat kristal hasil ektraksi teh. Untuk pengujian bahwa hasil ekstraksi tersebut berupa kafein adalah dengan Uji Kromatografi Lapis Tipis (KLT). Pada percobaan ini, sampel diuji pada eluen etil asetat:metanol (3:1) dan eluen aseton:metanol (9:1). Pada eluen etil asetat:metanol (3:1) didapatkan noda pada jarak 3.05 cm dari 4 cm, sehingga didapatkan nilai Rf yaitu sebesar 0.7625 atau 0.76. Pada eluen aseton:metanol (9:1) didapatkan noda pada jarak 2.75 cm dari 4 cm, sehingga didapatkan nilai Rf yaitu sebesar 0.6875 atau 0.69. Nilai Rf pada eluen etil asetat:metanol (3:1) lebih besar daripada eluen aseton:metanol (9:1), hal ini berdasarkan pada kepolaran kedua senyawa tersebut. Kafein bersifat nonpolar, dan pelat silika untuk Uji Kromatografi Lapis Tipis juga bersifat nonpolar, karena momen dipol etil asetat (6,20) lebih kecil dari momen dipol aseton (10,00), sehingga etil asetat lebih nonpolar dibanding dengan aseton. Akibatnya noda dari eluen etil asetat:metanol (3:1) lebih tinggi dibanding noda dari eluen aseton:metanol (9:1). Titik leleh rendemen kristal yang didapat pada percobaan adalah 226,8-229,4 o C, sedangkan titik leleh referensinya adalah 227-228 o C. Dari data tersebut didapatkan galat sebesar 0,2637%. Galat tersebut dapat terjadi bahwa pada rendemen kristal kafein masih terdapat air, sehingga pada saat awal kristal kafein mulai meleleh, titik lelehnya dibawah titik leleh referensinya. Selain itu massa rendemen kristal kafein juga dihitung dan didapatkan sebesar 0,0225 gram. Dari nilai 0,0225 gram itu, didapatkan bahwa persentase perolehan kembali kafein yang ada pada teh adalah sebesar 0,1216%, sedangkan nilai referensi kafein yang seharusnya ada pada teh adalah 1 4%. Hal ini dapat disebabkan karena masih terdapat air di dalam ekstrak kafein tersebut, sehingga saat penguapan, kafein ikut menguap bersama air, sehingga kristal kafein yang didapatkan sangat sedikit. 7 P r a k t i k u m K i m i a O r g a n i k ( K I 2 0 5 1 )
VII. Kesimpulan 1. Titik leleh kristal kafein hasil ekstraksi kafein dari daun teh adalah 226,8-229,4 o C 2. Persentase galat titik leleh kristal kafein hasil ekstraksi kafein dari daun teh adalah 0,2637% 3. Massa rendemen kristal kafein adalah 0,0225 gram 4. Persentase perolehan kembali rendemen kristal kafein adalah 0,1216% 5. Nilai Rf pada Uji Kromatografi Lapis Tipis (KLT) dengan eluen etil asetat:metanol (3:1) adalah 0.7625 6. Nilai Rf pada Uji Kromatografi Lapis Tipis (KLT) dengan eluen aseton:metanol (9:1) adalah 0.6875 8 P r a k t i k u m K i m i a O r g a n i k ( K I 2 0 5 1 )
VIII. Daftar Pustaka Brown, Phyllis. 1998. Advances in Chromatography. New Jersey: CRC. halaman 120-128 Magdeldin, Sameh. 2012. Affinity Chromatopgraphy. London: InTech. halaman 206-214 Wenclawiak, Bernd. 1992. Analysis with Supercritical Fluids: Extraction and Chromatography. Berlin: Springer-Verlag Berlin Heidelberg. halaman 287-290 9 P r a k t i k u m K i m i a O r g a n i k ( K I 2 0 5 1 )
10 P r a k t i k u m K i m i a O r g a n i k ( K I 2 0 5 1 )