|
EKSPERIMEN
3
|
1.TAJUK
Alkohol,
Ester dan Amida
2.TUJUAN
Untuk menyediakan sampel etanol dan untuk
menyiasat sifat-sifat kimia etanol
3.PENGENALAN
Etanol adalah salah satu tindak balas organik yang
terawal yang digunakan oleh manusia. Kesan-kesan yang memabukkan penggunaan
etanol telah dikenali sejak zaman kuno. Etanol telah digunakan oleh manusia
sejak zaman prasejarah sebagai bahan yang memabukkan. Sisa-sisa kering pada
tembikar berusia 9000 tahun ditemui di China membayangkan bahawa orang Neolitik
yang digunakan minuman beralkohol. Walaupun penyulingan diketahui oleh orang
Yunani awal dan orang-orang Arab, pengeluaran pertama yang direkodkan alkohol
dari anggur suling oleh Sekolah alchemists Salerno dalam abad ke-12.
Etanol, juga
dikenali sebagai etil alkohol. Sifat-sifat etanol adalah , mudah terbakar, cecair tanpa warna dan
mempunyai bau yang tajam. Etanol boleh
larut apabila bercampur dengan air sepenuhnya untuk membentuk satu larutan
homogen. Ia terbakar dalam udara dengan
nyalan biru untuk menghasilkan karbon dioksida dan air.
Kerana sifat-sifat yang ada pada etanol,dan seuai juga dikenali sebagai jenis alkohol yang terdapat
dalam minuman beralkohol, ia juga digunakan dalam termometer, sebagai pelarut,
dan sebagai bahan api. Etanol telah digunakan sebagai bahan api lampu di
Amerika Syarikat seawal sebagai 1840. Kereta Ford Model T menggunakan etanol sehingga 1908 Dalam penggunaan biasa, Bir
dan wine merupakan hasil yang diperolehi
daripada proses penapaian
glukosa dengan yis. Yis mengandungi enzim
yang menjadi pemangkin kepada pecahan glukosa kepada etanol
dan karbon dioksida. Dalam eksperimen ini, suatu larutan glukosa
yang dibiarkan untuk menapai. Pelajar kemudian
menguji produk penapaian. , etanol yang
bertujuan untuk kegunaan industri juga dihasilkan daripada etilena. Etanol
telah digunakan secara meluas sebagai pelarut penggunaannya , termasuk aroma,
perisa, pewarna, dan ubat-ubatan. Dalam bidang kimia, ia penting untuk sintesis
produk-produk lain. Ia dijadikan sebagai bahan api untuk menghasilkan haba dan cahaya, dan baru-baru ini sebagai
bahan api untuk enjin pembakaran dalaman.
Ethanol adalah alkohol rantai lurus, dan formula molekul ialah C₂H₅OH. Formula empirik adalah C₂H₆O. ,CHɜ-CH₂-OH, yang menunjukkan bahawa karbon kumpulan metil (CHɜ)
Ethanol adalah alkohol rantai lurus, dan formula molekul ialah C₂H₅OH. Formula empirik adalah C₂H₆O. ,CHɜ-CH₂-OH, yang menunjukkan bahawa karbon kumpulan metil (CHɜ)
|
|
|
|
 |
|
Molekul etanol
|
|
Formula struktur
bg etanol
|
Bagi membuktikan bahawa
etanol dapat dihasilkan melalui proses –proses tertentu, satu eksperimen telah
dijalankan didalam makmal dengan mencampurkan menjalankan proses penapaian
larutan glukosa dengan yis dan seterusnya menjalankan proses penyulingan
berperingkat.seterusnya hasilnya diuji untuk melihat kebolehbakaran dan sifat
kimia bahadengan menggunakan larutan kalum permaganat(VI) . eksperimen ini telah
dijalankan di dalam makmal dengan menggunakan radas dan bahan yang sesuai
diikuti dengan langkah-langkah tertentu seperti berikut.
4. Eksperimen A – menyediakan sampel etanol
4.1 RADAS:
1. kelalang
kon 150 cm³
2. Tiub
penyambung dengan penyumbat getah
3. Penimbang
digital
1. Kelalang
kon 150 cm³
2. 2
Bikar 500 cm³
3. Selinder
penyukat 50 cm³
4. Kelalang penyulingan
5. Tiub penyambung dengan penyumbat getah
6. Termometer
7. condenser liebig
8. Turus
pemeringkat
9. Kaki
retort dengan pengapit
10.
Tungku kaki tiga
11.
Kasa dawai
12.
Penunu Bunsen
13.
Corong turas
14.
Kertas turas
15.
Taubung didih
4.2 BAHAN
1. 20g
serbuk glukosa C₆H₁₂O₆
2. 10
gram Yis
3. 150cmᶟ
air suling
4. Air
kapur
5. Air
suam (35ᵒC)
5.PROSEDUR
1. 20g
serbuk glukosa ditimbang menggunakan penimbang digital
2. Larutan
glokosa C₆H₁₂O₆ dilarutkan dalam 150cmᶟ air
suling di dalam sebuah kelalang kon.
3. Air
suam (35ᵒC) dimasukkan ke dalam 10g yis.dan dikacau sehingga sebati.
4. Campuran
air suam dan yis dimasukkkan ke dalam kelalang kon, larutan glukosa ditambahkan ke dalam kelalang
kon dan digoncangkan dengan baik.
5. Kelalang
kon ditutupkan dengan gabus yang telah dipasangkan dengan salur penghantar
.Hujung salur penghantar yang satu lagi dimasukkan ke dalam air kapur yang terkandung dalam
sebuah tabung didih.
6. Susunan
radas seprti dalam rajah disediakan.
7. Perubahan
pada warna air kapur diperhatikan.
8. Tutup
gabus di buka dan proses pembuakan larutan yang berlaku dibiarkan seketika sehingga selesai.
9. Penutup
kabus yang dipasang dengan salur penghantar dipasang semula
10. Susunan radas seterusnya diletakkan ditempat yang hangat pada suhu kira-kira 30ᵒC
selama 4 hingga 5 hari
11. Perhatikan
sebarang perubahan yang berlaku.
|
RAJAH
1: Radas penapaian etanol
menggunakan glukosa dan yis
|
12. Sebarang
perubahan yang berlaku diperhatikan dari semasa ke semasa.
13. Selepas
itu, kandungan di dalam kelalang kon dituraskan.
14. Hasil
turasan dikumpul dan dipindahkan ke dalam sebuah kelalang penyulingan.
15. Susunan
radas seperi rajah 2 bagi penyulingan berperingkat disediakan.
|
|
|
RAJAH 2:
Radas proses berperingkat menghasilkan etanol
|
16. Hasil
turasan dalam kelalang penyulingan dipanaskan dengan menggunakan kukus air.
17. Hasil
sulingan pada suhu 78ᵒC hingga 80ᵒC dikumpulkan di dalam sebuah
kelalang kon yang kecil.
18.
Pemerhatian dilakukan dari segi warna ,keadaan
fizik dan bau ke atas hasil
sulingan
6. KEPUTUSAN
|
KEADAAN
|
PEMERHATIAN
|
|
Larutan
glukosa di campur dengan yis
|
Pembuakan berlaku
Gelembung gas keluar dari
tiup kaca pada air kapur.
|
|
Campuran glukosa dan yis
selepas dibiarkan selama 2 minggu
|
Terdapat dua lapisan
1. Lapisan atas cecair jernih bewarna kuning muda (etanol)
2. Lapisan bawah-mendakan berwarna kuning
3. Bau larutan seperti bau cuka.
4. Air kapur berubah warna dari jernih menjadi keruh
|
|
Hasil sulingan pada suhu
78ᵒC hingga 80ᵒC
|
Warna larutan jernih
terkumpul dalam kelalang kon
(etanol yang tulen)
|
|
RAJAH 3
:Pemerhatian yang diperolehi
dalam
menghasilkan sampel etanol
|
BAHAGIAN B1
: MENYIASAT KEBOLEHBAKARAN ETANOL
RADAS
1. sebuah mangkuk pijar
2. kayu api berbara
BAHAN
10cm3 etanol
PROSEDUR
1. 2cmᶟ yang telah diperolehi daripada
proses penyulingan di tuang ke dalam mangkuk pijar.
2. Etanol diuji dengan kayu uji berbara.
3. Pemerhatian dilakukan ke atas nyalaan .
|
|
|
RAJAH 4: menguji pembakaran etanol
menggunakan kayu uji berbara.
|
KEPUTUSAN
|
UJIAN
|
PEMERHATIAN
|
|
kemudahbakaran
|
Sangat
mudah terbakar
|
|
Warna nyalaan
|
Biru
|
|
kejelagaan
|
Tiada
jelaga
|
|
RAJAH 5: Keputusan ujian terhadap nyalaan etanol
|
BAHAGIAN B2: MENYIASAT PENGOKSIDAAN ETANOL
1.
RADAS:
2.
Tabung didih
3.
Penitis
4.
Kaki retort dan pengapit
5.
Bikar 500cmᶟ
6.
Penunu Bunsen
7.
Tungku kaki tiga
8.
Penutp gabus yang dipasang dengan salur kaca
9.
Selinder penyukat
2.BAHAN
1.
10cmᶟ larutan kalium dikromat(VI) K₂Cr₂O₇
2.
10 titis asid sulfirik pekat
3.
3cmᶟ etanol
3. PROSEDUR
1. 10cmᶟ
larutan kalium dikromat(VI) K₂Cr₂O₇ dimasukkan ke dalam tabung
didih.
2. 10
titis asid sulfirik pekat dititiskan ke dalam tabung didih menggunakan penitis.
3. 3cmᶟ
etanol dimasukkan ke dalam campuran larutan.
4. Susunan
radas seperti dalama rajah 6 di bawah disediakan
5. Tabung
didih yang mengandungi campuran larutan di didihkan sehingga larutan mendidih.
6. Hasil
larutan yang dididihkan dihidu untuk mengesan baunya.
|
|
|
RAJAH 6: Radas menguji tindakbalas pengoksidaan
etanol
|
4. KEPUTUSAN
|
SEBELUM
|
SELEPAS
|
|
Warna jingga/perang
|
Warna hijau kekuningan
Berbau wangi
|
|
RAJAH
7: Pemerhatian ke atas larutan kalium
dikromat(vI) , asid
sulfuric dan etanol
|
7. SOALAN
1.Nama enzim
yang hadir dalam yis yang menguraikan glukosa kepada etanol
Enzim zimase
2. Tulis persamaan kimia seimbang untuk mewakili penguraian glukosa
kepada etanol.
|
yis
|
C₆ H₁₂O₆(aq) 2C₂H₅OH(aq) + 2CO₂(g)
3. Terangkan penggunaan penyulingan berperingkat dalam eksperimen ini.
Tujuan penyulingan berperingkat adalah
untuk mengasingkan C₂H₅OH
daripada bercampur dengan glukosa C₆H₅OH dan air.H₂O
4. Tulis persamaan kimia yang seimbang untuk mewakili pembakaran etanol
C₂H₅OH
+ 3 O₂ 2 CO₂
+ 3H₂O
5. Apakah fungsi larutan kalium permanganat dalam eksperimen ini.
Untuk mengoksidakan etanol
6. Tulis persamaan kimia yang seimbang untuk mewakili pengoksidaan etanol
C2H5OH
+ 2O CH3COOH +
H2O
7. Ramalkan pemerhatian anda apabila radas seperti
gambarajah 1 disediakan dan dibiarkan
selama lebih daripada seminggu.Jelaskan
jawapan anda.
Dua
lapisan terbentuk. Lapisan atas adalah cecair jernih yang berwarna sedikit kekuningan dan lapisan bawah
adalah mendakan kuning. Ini menunjukkan bahawa glukosa dan yis telah
bertindakbalas dan proses penapaian telah pun berlaku. Air kapur dalam tabung
didih yang disambung dengan salur penghantar menjadi keruh.Ini menunjukkan
bahawa karbon dioksida telah dibebaskan semasa proses penapaian belaku.bau
hasil penapaian adalah berbau masam seperti cuka. Hasil keseluruhan menunjukkan
bahaswa bahan-bahan telah teroksida.
8. Adakah etanol boleh digunakan sebagai bahan api kenderaan? Jelaskan jawapan anda.
Boleh, kerana
pembakaran yang lengkap tiada jelaga, lebih bersih,mengurangkan pencemaran.di
jadikan sebagai bahan bakar alternatif. Mudah di perolehi daripada sisa-sisa
tumbuhan dan amat efektif.
8. PERBINCANGAN
Tujuan eksperimen yang dijalankan adalah untuk menyediakan
sampel etanol dan menguji sifat kimia etanol. Bahagian A iaitu menyediakan sampel
etanol. Bahan dan radas telas disediakan.bahan yang digunakan adalah 20g sebuk
glukosa dan dicampurkan dengan 150cm3 air suling di dalam kelalang kon. 10g
yisdicampur dengan air suam yang bersuhu 37ᵒC.Air bersuhu 37ᵒC digunakan kerana
suhu tersebut adalah paling sesuai untuk tidakbalas yis. Sukatan yis dan gula ditimbang
dengan berhati-hati . Langkah berjaga-jaga juga dibuat semasa menyukat isipadu yis
dan glukosa.seterusnya campuran larutan glukosa dan yis di tutup dengan penutup
getah yang disambung dengan salur kaca ..Hujung salur kaca di sambung pada sebuah
tabung uji yang mengandungi air kapur..Air kapur digunakan kerana ia adalah
penguji karbon dioksida.Langkah berjaga-jaga dilakukan dengan memastikan bahawa hujung salur penghantar
sentiasa direndam dalam air kapur
Setelah
dibiarkan seketika didapati gelembung-gelembung udara keluar daripada salur
kaca pada air kapur.Warna air kapur berubah dari jernih menjadi keruh. Ini
menunjukkan bahawa karbon dioksida telah dihasilkan akibat pengoksidaan yis dan
glukosa.Seterusnya radas disimpan selama beberapa hari untuk melengkapkan
proses penapaian. Hasil penapaian dihidu dan di dapati bau nya masam seperti
cuka. Seterusnya hasil penapaian dituras menggunakan kertas turas dan corong
turas. Langkah berhati-hati dilakukan semasa menuang campuran larutan ke dalam
corong turasan dengan memastikan bahagian bawah yang ditinggalkan. Ini adalah
untuk mengelakkan proses turasan dan penyulingan mengambil masa yang lama untuk
dijalankan.kertas turas hendaklah dilibat dengan sempurna sebanyak 8 kali
lipatan untuk mendapatkan hasil yang baik. Basahkan kertas semasa meletakkan
kertas turas di dalam corong turas untuk memastikan kertas turas dalam keadaan
yang baik.
Hasil turasan seterusnya
digunakan untuk penyulingan berperingkatetanol.. Langkah berhati-hati dilakukan
dengan menyediakan bikar 500 cm³ untuk
mengisi air kukusan bagi tujuan meletakkan kelalang kon iaitu hasil kutipan
etanol.dan air kukusan bagi meletakkan kelalang
bulat yang diisi dengan etanol daripada pemanaasan secara terus memandangkan larutan tersebut mudah
terbakar. Radas kemudian dipasang dengan berhati-hati kerana radas radas-radas
terdiri dari bahan yang mudah pecah. Salur getah dipasang dengan betul pada
condenser liebig iaitu, bahagian bawah adalah saluran air masuk dan dibahagian
atas adalah laluan air keluar. Air di pasang berterusan sepanjang eksperimen
dijalankan untuk menyejukkan wap air dan mengelakkan wap air terbebas keluar
dan mengurangkan hasil etanol yang dikumpul.
Pastikan
bahawa air telah air telah penuh dalam kondenser,sebelum api penunu bunsen dinyalakan.Kondenser
digunakan adalah untuk menukarkan wap hasil peringkat kepada cecair. Air yang dialirkan berterusan akan
menyejukkan condenser dan membolehkan proses kondensasi iaitu perubahan wap air
kepada cecair.
Termometer yang dipasang pada kelalang bulat adalah
bertujuan untuk menyukat suhu mengikut
bacaan yang telah ditentukan pada 78ᵒC hingga 80ᵒC.. Semasa memasang
thermometer tersebut, langkah berhati-hati dibuat agar termometer tidak pecah dan memastikan bahawa bebuli
termometer berada betul-betul di bahagian mulut salur kondenser. Ini adalah
kerana wap air yang di hasilkan daripada pemanasan etanol betul-betul
terkena pada bebuli termometer.Hasil kutipan adalah etanol yang tulen adalah jernih dan tidak
berwarna. Baunya manis dan harum.Hasil etanol tulen seterusnya hendaklah segara
di tuang untuk ujikaji pembakaran etanol, kerana ia cepat terbakar dan meruap
di dalam udara.
Pada eksperimen seterusnya, mengkaji pembakaran etanol, 10cmᶟ
. Langkah berjaga-jaga perlu dilakukan kerana etanol adalah mudah terbakar.
Untuk mendapatkan hasil dan keputusan yang tepat, ujian pembakaran
sebaik-baiknya dilakukan pada tempat yang gelap. Dan bebas daripada
angina.Langkah berjaga-jaga juga dilakukan dengan memastikan bara kayu uji
tidak termasuk ke dalam larutan etanol.Pemerhatian terhadap warna api,
kejelagaan dan kemudahbakaran dicatatkan.Didapati, warna api adalah biru, ini
menunjukkan api nya sangat panas, tidak berjelaga dan sangat mudah terbakar.
Bagi eksperimen pengoksidaan etanol, 10cmᶟ larutan
kalium dikromat(VI) K₂Cr₂O₇, 10 titis asid sulfirik pekat dan 3cmᶟ etanol, digunakan. Larutan kalium
dikromat dan asid sulfirik pekat
digunakan kerana bahan tersebut dapat membantuproses pengoksidaan
etanol.Larutan disukat dengan berhati-hati mengikut ukuran yang betul. Semasa
menuang larutan sulfirik pekat,langkah berjaga-jaga perlu diambil kerana
larutan tersebut sangat berbahaya apabila terkena anggota badan yang akan
mengakibatkan melecur. Radas disediakan untuk memanaskan campuran larutan.
Larutan dipanaskan dalam kukus air bagi mengelakkan pemanasan secara terus
kerana larutan tersebut sangat mudah terbakar. Larutan dibiarkan sehingga
mendidih. Keputusan yang diperolehi mendapapati warna larutan berubah daripada
perang/jingga kepada warna kuning kehijauan. Baunya juga wangi, manis dan
harum.
Kelemahan yang berlaku semasa
menjalankan eksperimen adalah, masa pemanasan agak terlalu lama..Tenaga haba
yang tinggi dan masa yang lama digunakan untuk memecahkan molekul-molekul yang tersusun kompleks. Proses turasan juga
memakan masa yang agak lama. Alternatifnya adalah menyediakan lebih daripada
satu penuras.dan kertas turas diganti apabila air turasan agak perlahan turun. Semasa
api menyala di dalam mangkuk pijar ,telah berlaku percikan-percikan api.Ini
kerana bara dari lidi telah termasuk ke dalam mangkuk pijar tersebut.Oleh yang
demikian ,semasa menyalakan hasil sulingan hendaklah sentiasa memastikan bara
daripada lidi tidak masuk ke dalam mangkuk pijar tersebut. sudah lama
disimpan.Kekotoran-kekotoran yang terdapat pada condenser liebig hendaklah
dibersihkan supaya tidak menganggu keputusan eksperimen.
Cadangan eksperimen yang lain boleh
dilakukan dengan menggunakan buah-buahan yang dihancurkan sepert nenas, pisang
, betik dan sebagainya menggantikan glukosa dengan mengikut semula
langkah-angkah eksperimen yang telah dijalankan .
9.
KESIMPULAN
Daripada eksperimen yang telah
dijalankan menunjukkkan bahawa etanol adalah cecair yang mempunyai bau yang
tajam. Etanol mudah terbakar dengan
nyalaan biru untuk menghasilkan karbon dioksida dan air. Salah satu kaedah yang digunakan untuk
menyediakan etanol adalah melalui proses penapaian glukosa. Apabila glukosa
dicampurkan dengan yis, dan dibiarkan selama beberapa hari, proses penapaian
berlaku. Etanol dan gas karbon dioksida terhasil. Apabila etanol dioksidakan
,akan menghasilkan asid etanoik iaitu sejenis asid karbosilik Untuk mendapatkan
keputusan yang menunjukkan bahawa etanol yang tulen dapat dihasilkan.
Langkah-langkah eksperimen telah diikuti dan dijalankan. Langkah pertama adalah
menjalankana proses penapaian glukosa Tindakbalas berlaku apabila larutan glukosa
di campur dengan yis mengikut sukatan yang betul.Suhu air adalah 37⁰C
kerana suhu tersebut adalah paling sesuai untuk tindakbalas yis. Hanya 10g yis
digunakan kerana dengan penambahan yis,akan menambahkabnn lagi proses pembuakan
yang berlaku.
Tindakbalas semasa penapaian di antara larutan
glukosa dan yis menghasilkan etanol dan
gas karbon dioksida. Air kapur akan
menjadi keruh apabila gas hasil tindakbalas proses penapaian di uji. Namun
etanol yang dihasilkantidak tulen. Untuk
mendapatkan etanol yang lebih tulen, proses penyulingan berperingkat dulakukan
.hasil kutipan etanol tulen dikutip pada suku 78⁰c hingga 80⁰C.
Hasil sulingan (etanol ) yang dihasilkan berbau harum dan manis.Oleh kerana itu ia amat sesuai
dijadikan sebagai bahan pelarut minyak wangi.
Dalam
tindakbalas pengoksidaan, kalium permaganat digunakan.Tindakbalas di antara
etanol dan kalium permaganat akan menghasilkan aldehid dan kemudiannya asid
karboksilik iaitu asid etanoik.sifat lain bagi etanol adalah tindakbalas
Kumpulan –OH iaitu etanol bertindakbalas dengan logam natrium untuk
menghasilkann garam dan membebaskan hydrogen.manakala apabila etanol
ditindakbalas dengan asid etanoik, ester akan terhasil.tindakbalas ini di
namakan tindakbalas pengesteran.hasilnya adalah berbau wangi atau bau
buah-buahan.tindakbalas etanol yang seterusnya adalah tindakbalas penyingkiran
air…penyingkiran air berlku apabila etanol dipanaskan bersama asid sulfirik
pekat.
Untuk
menguji sifat kimia etanol , hasil kutipan telah diuji dengan menggunakan kayu
uji berbara. Hasil ujikaji menunjukkan bahawa etanol adalah larutan yang mudah
terbakar. Nyalaan berwarna biru dan tidak berjelaga. Oleh sebab itu, ethanol
juga sesuai adalah salah satu altenatif dijadikan bahan api kenderaan. Ia lebih
mesra alam kerana menggunakan baha-bahan atau sisa-sisa tumbuhan. Ia juga mengurangkan pencemaran udara kerana
pembakarannya tidak menghasilkan jelaga. Di luar Negara penggunaan etanol sebagai bahan
api amat berleluasa. Penggunaan terbesar etanol sebagai bahan bakar motor dan bahan tambahan
bahan api. Brazil mempunyai industri bahan api etanol terbesar negara. Gasolin
yang dijual di Brazil mengandungi sekurang-kurangnya 25% etanol anhydrous.
Etanol Hydrous (kira-kira etanol 95% dan 5% air) boleh digunakan sebagai bahan
api dalam lebih daripada 90% daripada kereta baru yang dijual di negara ini.
Etanol Brazil dihasilkan daripada tebu .
Etanol juga boleh
digunakan sebagai bahan api roket, dan kini sedang dalam perlumbaan pesawat
berkuasa roket ringan. Australia
menggunakan Ethanol tulen yang diperoleh daripada sisa tebu sehingga 10% dalam
kereta. Etanol sebagai bahan api mengurangkan pelepasan berbahaya karbon monoksida, oksida nitrogen, dan lain-lain bahan pencemar
pembentukan ozon.
.
|
RUJUKAN
|
Buni bin Sunade,Eng Nguan Hong,2001, kurikulum Bersepadu Sekolah
Menengah Kimia Tingkatan5, Zeti Enterprise. Batu Pahat.Johor,
Eng Guan Hong,1988, Kimia Moden Tingkatan 5. Penerbitan Pelangi
Sdn.Bhd.Johor Bahru,Johor.
2011,Kemahiran
Bestari Amali Sains tingkatan 5. Pan Asia Publications Sdn Bhd.Subang
Jaya.selangor,
John McMurry,2004. International Student Edition Organic Chemistry.Bookcole.Singapore,
Ramli bin Ibrahim, 2000,Asas Kimia,Uni-Ed Publications
Sdn.Bhd.Puchong.Selangor,
Lots of Love~~Onnie Pijey
