Paraf Asisten

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ORGANIKJudul: Isolasi EugenolTujuanPercobaan:1. Mempelajari teknik pemisahan cara kimia (cair-cair).2. Mempelajari teknik isolasi eugenol dari minyak cengkeh.PendahuluanCengkeh termasuk jenis tumbuhan perdu yang dapat memiliki batang pohon dan berkayu keras. Beberapa bagian dari tumbuhan cengjkeh dapat menghasilkan minyak, diantara yaitu dari bunga, gagang, atau tangkai bunga dan daun cengkeh. Meskipun minyak dapat dihasilkan dari ketigabaggian tanaman cengkeh, tetapi yang dianggap bernilai ekonomi hanya yang berasal dari daunnya saja. Proses produksi minyak cengkeh dilakukan dengan penyulingan uap dan air. Proses penyulingan minyak cengkeh yang bahan bakunya berasal dari bunga maupun gagang adalah sama. Daun cengkeh yang akan disuling bukanlah daun yang masih hijau atau masih menempel pada pohonnya, tetapi daun cengkeh yang sudah merupakan daun jatuhan dari pohon. Selain harus kering, diusahakan agar daun tidak kotor dan masih utuh. Minyak cengkeh yang baru disuling hampir tidak berwarna sampai berwarna kekuning-kuningan. Namun, jika disimpan dalam jangka waktu lama, secara berangsur-angsur warnanya akan hilang dan berubah sampai akhirnya akan berwarna kegelapan. Sifat utama minyak cengkeh yaitu sangat membiaskan cahaya, berbau seperti cengkeh dan rasanya sangat pedas (Kardinan, 2005).Komponen utama dalam minyak cengkeh adalah terpena dan turunannya. Sama dengan komponen yang terdapat dalam minyak atsiri lain. Kadar terpena dalam minyak cengkeh mencapai 70-90%. Terpena yang lainnya diantaranya berupa eugenol, asetat dan caryophylene. Ketiga senyawa terpena tersebut menjadi komponen utama dalam penyusun minyak cengkeh dengan kadar total dapat mencapai 99% dari kandungan minyak atsirinya (Guenther, 1950). Eugenol (C10H12O2) merupakan turunan guaiakol yang mendapat tambahan rantai alil dan dikenal dengan nama IUPAC 2-metoksi-4-(2-propenil) fenol. Eugenol dapat dikelompokkan dalam keluarga alil benzene dari senyawa-senyawa fenol yang mempunyai warna bening hingga kuning pucat, dan kental seperti minyak yang memiliki sumber alami dari minyak cengkeh. Selain itu, terdapat pula pada pala, kulit manis, dans alam. Eugenol sedikit larut dalam air namun mudah larut pada pelarut organik. Aromanya menyegarkan dan pedas seperti bunga cengkeh kering, sehingga sering menjadi komponen untuk menyegarkan mulut. Kandungan senyawa-senyawa dalam minyak cengkeh digolongkan dalam senyawa phenol (sebagai eugenol) dan senyawa non eugenol. Senyawa eugenol dapat digunakan sebagai antioksidan yaitu senyawa kimia yang dapat menghambat proses otoksidasi lemak tidak jenuh. Berdasarkan aktivitas dan efisiensi dalam menghambat proses oksidasi maka urutan efisiensi anti-oksidan golongan phenol adalah sebagai berikut : Pirogallol > hidroquinon > catechol > eugenol > thymol, -naphtanol, phloroglusinol, resorsinol, dan fenol (Ketaren, 1986).Eugenol dapat dipisahkan dari minyak daun cengkeh dengan cara penggaraman (direaksikan dengan basa alkali encer), pemurnian dengan cara ekstraksi dan pemisahan eugenol dengan asam-asam anorganik. Tahapan terpenting pada isolasi eugenol dari minyak daun cengkeh adalah mengekstrak komponen- komponen non eugenol yang ada dalam air (larutan non eugenolat). Ekstraksi dilakukan dalam corong pemisah. Cara ekstraksi yang demikian disebut ekstraksi cair-cair tak kontinyu. Ekstraksi cair-cair tak kontinyu mempunyai kendala-kendala antara lain pengulangan yang berulang-ulang, terjadinya kenaikan tekanan internal dan emulsi dalam corong pemisah, serta kehilangan pelarut yang relatif besar. Betakariofilen masih juga ada bersama-sama eugenol yang dihasilkan pada pemurnian eugenol memakai ekstraksi cair-cair tak kontinyu. Solusi dari kendala-kendala yang terjadi pada ekstraksi caircair tak kontinyu adalah digunakan ekstraksi cair-cair kontinyu pada pemurnian eugenol dari minyak daun cengkeh (Keenan, 1991).Proses produksi eugenol dilakukan melalui proses isolasi eugenol dari minyak daun cengkeh. Proses ini dapat dilakukan dengan dua cara yaitu metode fisik dan metode kimia. Metode fisik dilakukan dengan proses destilasi fraksinasi dari minyak daun cengkeh. Pemisahan eugenol didasarkan pada perbedaan titik didih dari senyawa lain dalam minyak daun cengkeh. Tingkat kemurnian eugenol yang dihasilkan sangat tinggi (99,99%) dibandingkan cara kimia (Syukri, 1999).Proses kimia pada isolasi eugenol dilakukan dengan mereaksikan minyak daun cengkeh dengan basa kuat (NaOH) dengan pengadukan menghasilkan natrium eugenolat yang kemudian direaksikan dengan HCl untuk memisahkan eugenolnya. Eugenol yang dihasilkan adalah eugenol kasar (crude eugenol) yang tingkat kemurniannya masih rendah. Proses pemurnian diperlukan untuk menghasilkan eugenol murni. Proses pemurnian dapat dilakukan secara kimia maupun fisik. Tingkat kemurnian yang disyaratkan dalam standar mutu adalah minimal 98% dengan warna cairan eugenol jernih kuning muda. Eugenol kasar yang belum dimurnikan sudah dapat dijual ke pabrik yang memiliki alat destilasi fraksinasi untuk dimurnikan secara fisik. Proses derivasi lanjutan dari eugenol dapat menghasilkan beberapa produk antara lain isoeugenol, metil eugenol dan vanillin sintetis. Isoeugenol dihasilkan melalui reaksi isomerisasi eugenol pada suhu dan tekanan tinggi dalam kondisi basa menjadi isoeugenolat yang selanjutnya diasamkan menjadi isoeugenol dan kemudian dimurnikan. Prosesnya memerlukan peralatan ketel bertekanan dan alat destilasi fraksionasi yang tentunya memerlukan biaya modal yang cukup mahal. Isoeugenol digunakan sebagai bahan baku industry parfum dan flavour (Svehla, 1979).

Prinsip KerjaPrinsip kerja praktikum kali ini yaitu isolasi eugenol dari minyak cengkeh dengan cara ekstraksi cair-cair menggunakan pelarut aktif yaitu diklorometana. Gugus hidroksi pada eugenol sebagai senyawa fenolik bersifat asam akan mudah dipisahkan dari senyawa non fenolik.AlatBeaker glass, baatang pengaduk, corong pisah, gelas ukur, pipet mohr 10 mL, pipet tetes, rotary evaporator, penangas air, termometer, timbangn, tabung reaksi. BahanMinyak cengkeh, NaOH 10%, dietil eter, HCl 25%, kertas lakmus biru, MgSO4, anhidrat, FeCl3. Prosedur KerjaDimasukkan 25 gram minyak cengkeh kedalam beaker gelas dan ditambahkan larutan NaOH 10%, kemudian diaduk sampai homogen. 10 mL diklorometan ditambahkan dan dipindahkan kedalam corong pisah, dikocok kuat-kuat dan diamkan selama 10 menit sampai terbentuk dua lapisan. Fasa polar yang berada dilapisan atas, dipisahkan dan ditampung dalam beaker glass. Fasa non polar yang berada dilapisan bawah ditambahkan 10 mL larutan NaOH 10% dan dikocok kuat-kuat, lalu didiamkan sampai terbentuk dua lapisan. Fasa polar dipisahkan dan digabung dengan fasa polar sebelumnya. HCl 25% ditambahkan tetes demi tetes kedalam fasa polar sampai terbentuk gumpalan-gumpalan coklat atau mempunyai pH 3. Dipindahkan kedalam corong pisah, kemudian ditambahkan diklorometan 10 mL dan dikocok kuat-kuat. Kemudian didiamkan selama 10 menit sampai terbentuk dua lapisan. Fasa organik ditampung dalam beaker glass. Diuapkan pelarut diklorometan yang terdapat dalam fasa organik tersebut dalam lemari asam menggunakan penangas air (suhu air 50oC). Residu yang diperoleh ditambahkan sejumlah kecil kristal MgSO4, lalu didekantasi residu yang mengandung eugenol tersebut, ditimbang berat eugenol dan diukur volumenya juga menggunakan gelas ukur. Dihitung rendemen kadar eugenol dalam minyak cengkeh tersebut. Uji positif adanya eugenol dalam residu yang diperoleh adalah terbentuknya warna ungu jika ditambahkan larutan FeCl3.

Alokasi WaktuNo.PerlakuanWaktu

1.Preparasi45 menit

2.Pemisahan campuran kesatu25 menit

3.Pemisahan campuran kedua25 menit

4.Penguapan10 menit

5.Dekantasi10 menit

6.Uji positif5 menit

Total Waktu 120 menit

Data dan Perhitungana. Data Volume minyak cengkeh = 25 mL Volume eugenol = 21 mL Massa sampel (minyak cengkeh) = 25 gram Massa sampel (minyak) = 23,41 gram Bau = menyengat b. Perhitungan Rendemen = x 100%= x 100% = 93,64 %HasilNo. PerlakuanHasil Foto

Volume minyak cengkeh 25 mlMassa beaker glass 57,43 gMassa minyak cengkeh 25 g

1.Minyak cengkeh 25 ml + NaOH 10 % 10 mlTerbentuk panas, berwarna kuning kecoklat pekat, dinding beaker berwarna kuning

2.+ diklorometana 10 mlBerwarna kuning kecoklatan (keruh)

3.Dikocok dan didiamkan 10 menitTerbentuk dua fase , atas: coklat muda (polar) dan bawah: coklat tua (non polar)

4.+ fase non polar + NaoH 10% 10 mlLarutan tidak terpisah

5. Fase atas (polar) + tetesan HCl 25 %Jumlah tetesan 140 tetes, terbentuk gumpalan coklat di bagian bawah dan bagian atas bewana putih keruh dan lapisan coklat menyerupai minyak dipermukaan

6.+ diklorometana 10 mlTerbentuk dua fase bagian atas cairan orange kecoklatan (polar) dan bagian bawah cairan coklat (non polar)

7. Fase bawah (non polar) + dipanaskanLarutannya berwarna coklat muda

8.+ MgSO4MgSO4 tidak larut dalam larutan

9. Didekantasi Larutan berwarna coklat muda (mengandung eugenol)

10. Ditimbang massanya23,41 g dengan volume 21mL

11.Di uji FeCl3 Berwarna ungu kehitaman (35 tetes FeCl3)

Pembahasan HasilMinyak cengkeh mengandung beberapa komponen, tetapi yang paling penting adalah eugenol. Eugenol merupakan salah satu komponen kimia dalam minyak cengkeh yang memberikan bau dan aroma khas pada minyak cengkeh. Eugenol merupakan cairan tak berwarna, berbau, keras dan mempunyai rasa pedas. Eugenol, mudah berubah menjadi kecoklatan apabila dibiarkan di udara terbuka. Teknik yang digunakan dalam percobaan ini untuk mengisolasi eugenol dari minyak cengkeh adalah teknik pemisahan cara kimia (cair-cair). Teknik ekstraksi cair-cair (corong pisah) merupakan pemisahan komponen kimia di antara 2 fase pelarut yang tidak saling bercampur dimana sebagian komponen larut pada fase pertama dan sebagian larut pada fase kedua, lalu kedua fase yang mengandung zat terdispersi dikocok, lalu didiamkan sampai terjadi pemisahan sempurna dan terbentuk dua lapisan fase cair, dan komponen kimia akan terpisah ke dalam kedua fase tersebut sesuai dengan tingkat kepolarannya dengan perbandingan konsentrasi yang tetap.Eugenol merupakan suatu alkohol siklis monohidroksi atau fenol sehingga dapat bereaksi dengan basa kuat.

Gambar struktur eugenolAdanya gugus hidroksi menjadikan eugenol sebagai senyawa fenolik yang bersifat asam dan mudah dipisahkan dari senyawa yang fenolik yaitu dengan cara menggunakan ekstraksi cair-cair menggunakan pelarut aktif, dalam hal ini karena eugenol bersifat asam, maka dapat digunakan pelarut yang bersifat basa seperti NaOH, KOH, atau Ca(OH)2. Pada praktikum kali ini pelarut basa yang digunakan adalah NaOH.Langkah pertama yang dilakukan adalah memasukkan minyak cengkeh 25 gram dengan volume minyak cengkeh 25 mL ke dalam beaker glass, kemudian ditambahkan NaOH 10% sebanyak 10 mL dan diaduk sampai homogen. Penambahan NaOH 10% ini akan menyebabkan perbedaan kelarutan antara eugenol dan kariofilen. Eugenol akan larut membentuk garam natrium eugenolat dengan bentuk garam yang memiliki sifat polar, maka eugenol dapat dengan mudah terpisah dari komponen minyak daun cengkeh lain yang bersifat non polar. NaOH digunakan karena ion Na+ lebih kuat mengikat eugenolat. Penambahan NaOH bertujuan agar komponen eugenol dari minyak cengkeh dapat diisolasi. Reaksi antara NaOH dengan minyak daun cengkeh tergolong reaksi eksoterm karena dapat melepaskan panas. Reaksi yang terjadi merupakan pembentukan garam natrium eugenolat. Reaksi penggantian gugus H+ dengan Na+ yang berasal dari NaOH melepaskan energi. Energi yang dilepaskan yaitu berupa panas. Hasil praktikum saat minyak cengkeh ditambah dengan NaOH 10% adalah larutan berwarna kuning kecoklat pekat, dinding beaker berwarna kuning, dan terbentuk panas pada dinding beaker. Persamaan reaksi eugenol dengan natrium hidroksida adalah sebagai berikut:

sedangkan pada senyawa kariofilena yang terkandung juga di dalam minyak cengkeh tidak ikut bereaksi dengan NaOH karena kariofilena tidak mengandung gugus hidroksil (OH) seperti pada eugenol. Sehingga pada kariofilena tidak ada gugus yang dapat digantikan untuk membentuk garam. Langkah selanjutnya yang dilakukan setelah terbentuk larutan homogen adalah ditambahkan dengan diklorometana untuk mengekstrak bagian non eugenol. Perubahan struktur eugenolat menjadi garam natrium eugenolat dapat mempermudah pemisahan dengan komponen penyusun minyak daun cengkeh lainnya yang bersifat non polar. Campuran minyak cengkeh, NaOH dan diklorometana dimasukkan dalam corong pisah kemudian tutup corong pisah dengan rapat dan kocok dengan kuat dengan sesekali keran corong pisah dibuka untuk mengurangi tekanan udara dalam corong. Pengocokan dengan corong berfungsi agar terjadi difusi antara pelarut dengan ekstrak sehingga terbentuk garam eugenolat agar senyawa yang berbeda kepolarannya dapat terpisah dan mempercepat terjadinya reaksi (pada hidrolisis dengan HCl), setelah itu dan didiamkan selama 10 menit sampai terbentuk dua lapisan. Pendiaman setelah proses pengkocokan berfungsi memberikan waktu sehingga terbentuk dua fase larutan dengan kepolaran yang berbeda. Hasil yang didapatkan yaitu terbentuknya dua lapisan (fasa), fasa atas (fasa polar) berwarna coklat muda dan fasa bawah (fasa non polar) berwarna coklat tua. Fasa polar yang berada dilapisan atas, dipisahkan dan ditampung dalam beaker glass dan fasa non polar yang berada dilapisan bawah ditambahkan 10 mL larutan NaOH 10% dan dikocok kuat-kuat, lalu didiamkan sampai terbentuk dua lapisan. Eugenol dan NaOH akan membentuk natrium eugenolat yang larut dalam air. Sehingga, bagian non eugenol diekstrak dengan penambahan diklorometana yang merupakan asam anorganik sehingga menghasilkan garam natrium eugenol bebas. Reaksinya adalah sebagai berikut:

Fase atas merupakan fase polar yang telah diekstrak dengan diklorometana, lapisan ini merupakan fase anorganik dan fase bawah merupakan fase non polar yang telah terisolasi dengan NaOH, lapisan ini merupakan lapisan organik. Lapisan bawah yang mengandung senyawa organik dikeluarkan dari corong pisah untuk memisahkan dengan fase anorganik. Hasil yang didapatkan pada fasa non polar ini adalah larutan tidak terpisah (tidak membentuk dua lapisan). Langkah selanjutnya yaitu fasa polar ditambahkan HCL 25% sampai terbentuk gumpalan-gumpalan coklat atau sampai mengubah warna kertas lakmus biru menjadi merah. Penambahan asam anorganik HCl 25% akan menghasilkan garam natrium eugenol bebas. Reaksinya adalah sebagai berikut :

Penambahan HCl ini diteteskan sedikit-sedikit agar diperoleh larutan yang bersifat asam (mengubah kertas lakmus biru menjadi merah), hal ini dimaksudkan untuk memberikan kondisi asam bagi reaksi tersebut, dalam suasana asam eugenol akan dengan mudah menarik gugus H+ sehingga natrium eugenolat dapat bereaksi dengan HCl membentuk eugenol kembali. Penambahan HCl bertujuan untuk mengikat senyawa non eugenol sehingga diperoleh eugenol bebas dari garam. Hasil yang didapatkan adalah terbentuk gumpalan coklat di bagian bawah dan bagian atas bewana putih keruh dan lapisan coklat menyerupai minyak dipermukaan dan HCl yang dibutuhkan untuk dapat merubah warna kertas lakmus biru menjadi merah sebanyak 140 tetes. Larutan yang telah ditambah HCl kemudian diekstrak kembali dengan penambahan diklorometana dan dipisahkan menggunakan corong pisah, diambil fasa organiknya. Hasil yang didapatkan adalah terbentuknya dua fasa dimana pada bagian atas cairan berwarna orange kecoklatan (polar) dan bagian bawah cairan berwarna coklat (non polar). Hasil ini tidak sesuai dengan literature yang ada, berdasarkan literature pada bagian atas cairan ini berwarna putih. Hal ini disebabkan karena proses pengocokan yang kurang kencang. Proses selanjutnya adalah penguapan dengan penangas, proses ini bertujuan untuk menguapkan pelarut dan H2O sehingga diperoleh eugenol yang bebas dari pelarutnya sehingga diperoleh residu hasil fraksinasi minyak cengkeh. Larutan berubah warna menjadi coklat muda setelah proses penguapan.Langkah selanjutnya yaitu residu dari minyak cengkeh ditambahkan sejumlah kecil kristal MgSO4. Penambahan MgSO4 ini bertujuan untuk mengikat air yang masih tersisa kemudian didekantasi sehingga diperoleh eugenol yang bebas dari pelarutnya. Setelah didekantasi, larutan tersebut diukur volumenya dan ditimbang beratnya. Hasil yang didapatkan adalah berat eugenol sebesar 23,41 g dengan volume 21mL. Uji eugenol ini dilakukan dengan menambahkan FeCl3. Uji positif adanya eugenol dalam residu minyak cengkeh yaitu larutan akan berubah berwarna ungu setelah ditambahkan FeCl3. Hasil yang didapatkan yaitu larutan berwarna ungu kehitaman dengan jumlah tetesan larutan FeCl3 sebanyak 35 tetes. Hasil yang didapatkan kurang sesuai dengan literature yang ada, seharusnya larutan tersebut berwarna ungu. Hal ini disebabkan karena kesalahn dari praktikan saat penambahan larutan FeCl3. Rendemen yang dihasilkan yaitu sebesar 93,64%. KesimpulanKesimpulan yang dapat diperoleh dari isolasi eugenol ini antara lain: Teknik pemisahan yang dapat dilakukan untuk memperoleh ekstrak dari minyak cengkeh yang mengandung eugenol yaitu dengan menggunakan teknik pemisahan cara kimia (cair-cair) tidak kontinyu. Teknik isolasi eugenol dari minyak cengkeh dapat dilakukan dengan penambahan pelarut organik untuk mengikat senyawa yang terlarut dalam minyak cengkeh, sehingga diperoleh hasil berupa eugenol yang bebas dari pelarutnya. ReferensiGuenther, E. 1950. Minyak Atsiri Jilid IVB. Jakarta: Universitas Indonesia.Kardinan, Agus. 2005. Tanaman Penghasil Minyak Atsiri. Jakarta: Agro Media Pustaka.Keenan, Charles W. 1991. Kimia Untuk Universitas Jilid 2. Jakarta: Erlangga.Ketaren, 1986. Minyak dan Lemak Pangan. Jakarta: Universitas Indonesia. Svehla. 1979. Buku Ajar Vogel: Analisis Anorganik Kuantitatif Makro dan Semimikro. Jakarta: PT Kalman Media Pusaka.Syukri. 1999. Kimia Dasar 3. Bandung: ITB Press.Tim Kimia Organik. 2014. Petunjuk Praktikum Kimia Organik. Jember: Universitas Jember.SaranSaran untuk percobaan distilasi minyak atsiri ini yaitu sebaiknya sebelum melakukan praktikum, praktikan harus mengetahui dan memahami dengan baik prosedur kerja terlebih dahulu agar tidak terjadi kesalahan saat melakukan praktikum.

Nama PraktikanRatna Wahyu N. 121810301029