Percobaan VJudul: Titrasi Potensiometri Asam AminoTujuan: Untuk mempelajari reaksi-reaksi asam amino dengan ion-ion hidrogenHari/Tanggal: Rabu / 8 April 2015Tempat: Laboratorium Kimia FKIP UNLAM BanjarmasinI. Dasar TeoriPotensiometriyaitupengukurantunggal terhadap potensial dari suatu aktivitas ion yang diamati, hal ini terutama diterapkan dalam pengukuran pH larutan. (Basset, 1994).Proses potensiometri dapat dilakukan dengan bantuan elektroda indikator dan elektroda pembanding yang sesuai. Dengan demikian, kurva titrasi yang diperoleh dengan menggambarkan grafik potensial terhadap volume titran yang ditambahkan mempunyai kenaikan yang tajam di sekitar titik kesetaraan. Dari grafik ini dapat diperkirakan titik akhir titrasi. Cara potensiometri ini dapat digunakan bila tidak ada indikator yang cocok untuk menentukan titik akhir titrasi, misalnya dalam hal larutan keruh atau bila daerah kesetaraan sangat pendek dan tidak cocok untuk penetapan titik akhir titrasi dengan indikator. (Rivai, 1995)Potensial dalam titrasi potensiometri dapat diukur sesudah penambahan sejumlah kecil volume titran secara berturut-turut atau secara kontinu dengan perangkat automatik. Presisi dapat dipertinggi dengan sel konsentrasi. Elektroda indikator yang digunakan dalam titrasi potensiometri tentu saja akan bergantung pada macam reaksi yang sedang diselidiki. Jadi untuk suatu titrasi asam bada, elektroda indikator dapat berupa elektroda hidrogen atau sesuatu elektroda lain yang peka akan ion hidrogen untuk titrasi pengendapan halida dengan perak nitrat, atau perak dengan klorida akan digunakan elektroda perak, dan untuk titrasi redoks (misalnya besi (II)) dengan dikromat digunakan kawat platinum semata-mata sebagai elektroda redoks. (Khopkar, 1990)Semua asam amino adalah amfoter ; mempunyai paling sedikit ssatu gugus karboksil dan satu gugusan asam amino. Gugusan-gugusan yang mudah mengion pada asam-asam amino yang dapat dijumpai selain gugusan karboksil dan gugusan asam amino adalah gugusan-gugusan p-hidroksifenil, sulfidrit, guanin, dan imidazol. (Syahmani, 2014)Asam Amino merupakanturunan asam karboksilat yang mengandung gugus amina. Setiap molekul asam amino sedikitnya mengandung dua buah gugus fungsional, yaitu gugus karboksil (-COOH) dan gugus amina (-NH2) (Diva, Dio A., 2013)Pada umumnya asam amino diperoleh sebagai hasil hidrolisis protein, baik menggunakan enzim maupun dengan menggunakan asam, dengan cara ini diperoleh campuran bermacam-macam adam amino dan untuk menentukan jenis asam amino maupun kualitasnya masing-masing asam amino perlu diadakan pemisahan antara asam-asam amino tersebut. (Poedjiadi, 1994)Asam amino ada yang bersifat hidrofobik, diantaranya: Alanin, Isoleusin, Leusin, Metionin, Fenilalanin, Prolin, Triptofan, Tirosin, Valin. Asam amino yang bersifat hidrofilik : Arginin, Asparagin, Asam Aspartat, Sistein, Asam Glutamat, Glutamin, Glisin, Histidin, Lisin, Serin,Treonin. (Mei, 2013).a) Padaumumnya, asam amino larutdalam air dan tidak larut dalam pelarut organik non polar seperti eter, aseton dan kloroform. Sifat asam amino ini berbeda dengan asam karboksilat maupun dengan sifat amina. Asam karboksilat alifatik maupun aromatik yang terdiri dari beberapa atom karbon, umumnya kurang larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik. Demikian pula amina, padaumumnya tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik.b) Asam amino mempunyai titik lebur yang lebih tinggi dibandingkan dengan asam karboksilat atau amina (lebih besar dari 200C).c) Bersifat sebagai elektrolit. Dalam larutan kondisi netral (pH isoelektrik), asam amino dapat membentuk ion yang bermuatan positif dan juga bermuatan negatif (zwitter ion) atau ion amfoter. Keadaan ion ini sangat tergantung pada pH larutan. Dalam bentuk larutan, asam amino bersifat amfoterik: cenderung menjadi asam pada larutan basa dan menjadi basa pada larutan asam. Perilaku ini terjadi karena asam amino mampu menjadi zwitter-ion. Asam amino termasuk golongan senyawa yang paling banyak dipelajari karena salah satu fungsinya sangat penting dalam organisme, yaitu sebagai penyusun protein. Bila ditambahkan dengan basa, maka asam amino akan terdapat dalam bentuk : H2N CH COO- R. Dan bila ditambahkan asam kedalam larutan asam amino, maka asam amino yang terbentuk : +H3N CH COOH-R. Asam amino mempunyai paling sedikit 1 C asimetris (kecuali glisin), sehingga bersifat optis aktif.

II. Alat dan BahanAlat-alat yang digunakan, yaitu :1. Gelas kimia 200mL: 5 buah2. Gelas ukur 10mL: 4 buah3. Pipet tetes: 2 buah4. Batang pengaduk: 1 buah5. pH meter: 1 buah6. Botol pembersih: 1 buah

Bahan-bahan yang diperlukan, yaitu :1. Alanin2. Glisin3. Histidin4. Asam glutamat5. NaOH 2N6. H2SO4 2N7. Larutan buffer8. Aquades

III. Prosedur Kerja1. Melarutkan 400 mg asam amino netral (monoamino dan monokarboksilat) seperti glisin dalam 40mL aquades.2. Mengukur pH awal asam amino.3. Menitrasi dengan larutan H2SO4 2N.4. Mencatat tiap-tiap penambahan dan perubahan pH yang terjadi sampai pH mencapai 1,2.5. Mengulangi prosedur yang sama dengan mengganti larutan penitrasi yang berbeda yaitu menggunakan larutan NaOH 2N. Penitrasian diteruskan sampai tercapai pH 12.6. Mengulangi prosedur yang sama untuk alanin, histidin, dan asam glutamat.7. Menitrasi aquades dengan NaOH 2N sampai pH 12 dan dengan H2SO4 2N sampai pH 1,2 yang digunakan sebagai blanko.

IV. Hasil PengamatanA. Titrasi aquades (blanko) dengan H2SO4 2N.No.H2SO4 2N (tetes)pH

1.Awal (aquades)7,2

2.12,1

3.21,9

4.31,7

5.81,6

6.141,5

7.191,4

8.251,3

9.271,2

V. Analisis DataAsam amino yang dilarutkan dalam aquades akan melarut karena sifat asam amino yang dapat membentuk zwitter ion (amfoterik). Adapun struktur zwitter ion tersebut adalah :

Asam amino dapat dititrasi dengan larutan asam (H2SO4) dan basa (NaOH). Titrasi ini dilakukan untuk mencari titik isoelektrik ada asam amino, dimana asam amino mempunyai muatan listrik netral. Jika pH yang terjadi terdapat diatas titik isoelektriknya maka asam amino tersebut bermuatan negatif, dan jika pH-nya berada dibawah titik isoelektriknya maka asam amino tersebut akan bermuatan positif.Asam amino -amino ketika direaksikan dengan basa kuat misalnya NaOH, maka OH- akan mengikat H+ dari gugus COOH menjadi anion COO- . sedangkan jika direaksikan dengan asam, maka akan ada penambahan H+ membentuk kation. pH isoelektrik dapat dihitung menggunakan rumus :

pI =

1. Titrasi alaninAlanin merupakan asam amino yang gugus R-nya polar. Alanin mempunyai gugus R alifatik CH3. Rumus strukturnya sebagai berikut :

Pada grafik hubungan pH larutan asam amino dengan volume NaOh yang ditambahkan, terdapat dua tahap, masing-masing berhubungan dengan pelepasan satu proton.

Pada awal titrasi alanin, bentuk yang dominan adalah +NH3CHRCOOH (R melambangkan NH3). Adanya gugus COOH membuat suasana lebih asam karena dapat terurai menghasilkan H+ di dalam air.Pada titik tengah tahap pertama titrasi, gugus karboksil akan kehilangan proton, dan konsentrasi donor proton (+NH3CHRCOOH) sama dengan konsentrasi molar akseptor proton (+NH3CHRCOOH). Pada titik ini, nilai pH sama dengan pK1 dari gugus proton yang sedang dititrasi, dengan nilai pH=2,34 pada penambahan 0,5 mL NaOH.Kemudian penambahan NaOH lebih lanjut, grafik akan terlihat mulai berbelok pada pH= 6,05. Ini menandakan bahwa proton pertama telah seluruhnya dilepaskan.Tahap kedua titrasi berhubungan dengan penambahan proton dari gugus +NH3pada alanin. Pada titik tengah titrasi kedua, pH akan sama dengan pK2 yaitu 9,69. Hal ini karena konsentrasi molar +NH3CH(CH3)COO- sama dengan konsentrasi molar NH2CH(CH3)COO-. Titrasi sempurna terjadi pada pH kira-kira 12. Pada titik ini sebagian besar alanin berbentuk NH2CH(CH3)COO-.pH isoelektrik dari alanin adalah :pI = = = 6,015pH isoelektrik ini terjadi pada saat proton pertama telah sepenuhnya dilepaskan.

2. Titrasi GlisinGlisin termasuk ke dalam asam amino gugus R dan tidak bermuatan. Rumus strukturnya sebagai berikut :

Pada grafik titrasi glisin, terdapat dua tahap pelepasan proton, sebagai berikut :

Titrasi pada glisin hampir mirip dengan alanin. Pada tahap awal titrasi bentuk yang dominan adalah +NH3CH2COOH. Adanya gugus COOH membuat suasana lebih asam karena dapat terurai menghasilkan H+di dalam air yang bersifat asam.Pada titik tengah tahap pertama titrasi, gugus karboksil akan kehilangan proton, dan konsentrasi donor proton akan sama dengan konsentrasi molar akseptor proton. Ini membuat pH sama dengan pKa1 yaitu 2,34 dengan penambahan 0,5 mL NaOH.Kemudian penambahan lebih lanjut, grafik akan terlihat mulai berbelok pada pH sekitar 5,97 (penambahan NaOH 1 mL). Ini menandakan bahwa proton pertama telah seluruhnya dilepas, dan merupakan pH pada titik isoelektrik, karena muatan asam aminonya netral.pI = = = 5,97Tahap kedua berhubungan dengan pembebasan proton dari gugus +NH3 pada glisin. Pada titik tengah titrasi kedua, pH akan sama dengan pKa2 yaitu 9,60. Hal ini karena konsentrasi molar adalah +NH3CH2COO- sama dengan konsentrasi molar NH2CH2COO-. pH ini terjadi pada penambahan NaOH sebanyak 1,5 mL. Kemudian titrasi sempurna terjadi pada pH kira-kira 12. Pada titik ini sebagian besar glisin berbentuk H2NCH2COOH.

3. Titrasi Asam GlutamatAsamglutamat termasuk asam amino yang bermuatan negatif. Rumus strukturnya sebagai berikut :

Asam-asam amino yang mengandung gugus R yang mengion mempunyai tiga tahap titrasi yang berhubungan dengan tiga kemungkinan tahap ionisasi.pH awal asam glutamat lebih rendah dari alanin maupun glisin karena terdapat dua gugus karboksil yang dapat melepas lebih banyak H+ di dalam air. Banyak dominannya adalah struktur 1 seperti diatas. Pada titik awal titrasi, gugus karboksil yang terikat pada gugus karbon terurai lebih dahulu menghasilkan H+. Pada titik tengah tahap pertama, pH sama dengan pKa1. Ini terjadi karena konsentrasi molar struktur 1 sama dengan struktur 2. pH-nya yaitu 2,19 pada penambahan NaOH < 1 mL.Pada tahap kedua, gugus karboksilat dari rantai R melepas ion H+. Sebelum itu, terlihat grafik mulai berbelok dan titik belok sekitar 3,22. Ini menandakan bahwa seluruh proton telah sempurna dilepaskan. Titik ini merupakan pH pada titik isoelektrik karena struktur 2 yang dominan merupakan struktur dengan muatan yang netral. Pada titik tengah tahap kedua, setengah konsentrasi dari struktur 2 telah terurai, sehingga pH sama dengan pKa2yaitu 4,25. Setelah itu penambahan NaOH akan membuat grafik semakin naik dan terjadi perbelokkan grafik pada pH= 6,96.Pada tahap ketiga (penambahan NaOH < 3 mL) terjadi pelepasan proton ketiga yaitu dari gugus +NH3. Titik tengah tahap ini pada saat pH= 9,67 yaitu pada pH=pKa3. Hal ini karena konsentrasi struktur 3 sama dengan konsentrasi struktur 4. Penambahan NaOH lebih lanjut akan membuat struktur 4 lebih dominan dengan pH yang tinggi.

4. Titrasi HistidinHistidin termasuk asam amino yang bermuatan positif. Rumus struktur dari histidin adalah :

Histidin mengandung gugus R yang mengion sehingga mempunyai tiga tahap titrasi yang berhubungan dengan tiga kemungkinan tahap ionisasi.

Pada tahap awal titrasi, histidin pada titrasi ini adalah kurang dari 1 mL NaOH. Hal ini terjadi karena gugus histidin mengandung 2 gugus amina yang akan menjadi asam konjugasi saat dilarutkan dalam air. Keudian pada penambahan NaOH dibawah dari 1 mL histidin memiliki pH=1,82. Pada pH tersebut terjadi pelepasan proton pertama pada gugus karboksilat. Selanjutnya pada penambahan NaOh kurang dari 2 mL didapatkan pH histidin sebesar 6,0. Pada pH ini terjadi karena pelepasan proton kedua yang berasal dari gugus R yang mengion (struktur 2 menjadi struktur 3).Pada pH sekitar 7,585 terjadi perbelokkan grafik. Ini karena proton kedua telah seluruhnya dilepas dan struktur 3 menjadi dominan. Struktur 3 memiliki muatan yang netral sehingga pada pH ini merupakan pH pada titik isoelektrik.Pada penambahan NaOH kurang dari 3 mL, pH larutan histidin adalah 9,17. Pada pH ini terjadi pelepasan proton ketiga dari gugus +NH3 dari asam amino. Kemudian pH akan terus meningkat dengan struktur 4 yang dominan.

5. Titrasi AspartatAsam aspartat termasuk asam amino yang bermuatan negatif. Rumus strukturnya adalah sebagai berikut :

Asam aspartat mengandung gugus R yang mengion sehingga mempunyai tiga tahap titrasi yang berhubungan dengan tiga tahap kemungkinan tahap ionisasi, yaitu :pH awal asam aspartat sangat asam karena terdapat dua gugus karboksil yang melepas ion H+ dalam air. Bentuk dominannya adalah struktur 1. Pada titik awal titrasi, gugus karboksil yang terikat pada karbon terurai lebih dulu menghasilkan H+. Pada titik tengah tahap pertama, pH sama dengan pKa1. Ini terjadi karena konsentrasi struktur 1 sama dengan struktur 2. Grafik kemudian mulai terlihat vertikal hingga akhirnya berbelok pada pH=2,95. Pada pH ini seluruh proton pertama telah sempurna dilepaskan. Karena struktur 2 memiliki muatan yang netral dan dominan pada pH ini, maka pH ini merupakan pH pada titik isoelektrik.Pada tahap kedua, gugus karboksil dari rantai R yang melepas ion H+. Pada titik tengah pada tahap kedua, setengah konsentrasi dari struktur 2 terurai dan membentuk struktur 3, sehingga pH sama dengan pKa2 yaitu 3,9. Penambahan NaOH membuat grafik semakin naik dan tejadi perbelokkan pada pH=6,95.Pada tahap ketiga, terjadi pelepasan proton dari gugus +NH3. Titik tengah tahap ini pada saat pH=10,0 yaitu pada pH=pKa3. Hal ini karena setengah konsentasi struktur 3 terurai menjadi struktur 4. Penambahan NaOH lebih lanjut akan membuat struktur 4 lebih dominan dengan pH yang tinggi.

VI. Kesimpulan1. Asam amino di dalam air akan membentuk ion dipol dimana gugus karboksilat kehilangan satu proton dan diterima oleh gugus amina membentuk ion ammonium.

2. Larutan alanin memiliki pH isoelektrik 6,02 ; untuk glisin pH isoelektriknya 5,97.3. Asam aspartat dan glutamat termasuk dalam asam amino yang memiliki gugus R yang bermuatan negatif, sehingga pH isoelektriknya lebih rendah yaitu berturut-turut 2,95 dan 3,22.4. Histidin termasuk dalam asam amino yang memiliki gugus R yang bermuatan positif, sehingga pH isoelektriknya lebih besar yaitu pada 7,585.DAFTAR PUSTAKABasset, J, dkk. 1994. Buku Ajar Vogel : Kimia Analisis Kualitatif Anorganik. Terjemahan : A. Handayana Pudjaatmaka dan L. Setiono. Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta.

Diva, Dio. Asam Amino. 2013. [online] Tersedia di http://organiksmakma3c11.blogspot.com/2013/05/asam-amino.html. (Diaskes : 8 April 2015).

Khopkar, S. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. UI Press, Jakarta Mei, Supriadi. Asam Amino. 2013 [Online] Tersedia di: http://spriyadimei.blogspot.com/2013/07/asam-amino.html [Diakses 8 April 2015].Poedjiadi, A. 1994. Dasar-Dasar Biokimia. Universitas Indonesia, Jakarta.

Rivai.H.1995. Asas pemeriksaan Kimia. UI-Press, Jakarta

Syahmani. 2014. Petunjuk Praktikum Biokimia. FKIP UNLAM, Banjarmasin

LAMPIRANKurva Titrasi Asam Amino

14