Peta Konsep Modul 5 [PDF]

Citation preview

Nama : Herman Supratiyo LK 1: Lembar Kerja Belajar Mandiri Judul Modul Judul Kegiatan Belajar (KB)



No 1



Butir Refleksi Daftar peta konsep (istilah dan definisi) di modul ini



METODE ANALISIS KIMIA UNTUK FASE PADAT, FLUIDA DAN MIKROBIOLOGI 1. Analisis Bahan Organik Fasa Padat dan Fluida 2. Analisis Bahan Anorganik Fasa Padat dan Fluida 3. Analisis Proksimat Bahan Alam dan Produk Industri 4. Analisis Mikrobiologi Respon/Jawaban



KB-1 Analisis Bahan Organik Fasa Padat dan Fluida Peta Konsep



1. Analisis hidrokarbon melalui reaksi kimianya a. Pembakaran Reaksi pembakaran sempurna akan mengubah hidrokarbon menjadi karbon dioksida dan air, disertai pelepasan energi (eksoterm) b. Reaksi dengan Brom Alkena dan alkuna mengalami reaksi adisi dengan brom. Brom dapat bereaksi dengan alkana, namun reaksinya membutuhkan panas atau sinar ultraviolet agar reaksi terjadi, jenis reaksinya disebut reaksi substitusi, bukan adisi. c. Reaksi dengan Kalium Permanganat Larutan kalium permanganat encer dapat mengoksidasi alkena menghasilkan diol geminal (diol berarti dua gugus –OH). 2. Analisis gugus fungsi melalui reaksi kimianya Gugus fungsi adalah merupakan pusat reaksi pada senyawa organik a. Alkohol dan Fenol. Alkohol adalah senyawa organik yang memiliki gugus fungsi hidroksi (atau hidroksil), -OH. Uji identifikasi: 1. Uji lucas 2. Uji Asam Kromat 3. Uji Besi(III) Klorida



b. Aldehid dan Keton. Aldehid dan keton memiliki gugus fungsi karbonil (-C=O), yaitu atom karbon yang berikatan rangkap dua dengan oksigen. 3. Analisis reaksi kimia dalam pembuatan etanol, ester, dan asam karboksilat skala laboratorium a. Pembuatan Senyawa Etanol Pembuatan etanol bisa dilakukan dengan cara pemecahan gula/pati menjadi karbon dioksida dan etanol, melalui reaksi enzimatis dengan bantuan ragi. Selain dari proses enzimatis dengan bantuan ragi, etanol juga dapat dihasilkan melalui reaksi adisi terhadap senyawa etilen, atau lebih dikenal sebagai reaksi hidrasi. b. Pembuatan Senyawa Asam Karboksilat Senyawa asam karboksilat dapat dibuat di laboratorium melalui tiga jalur yaitu melalui hidrolisis derivat asam karboksilat, reaksi oksidasi, dan reaksi Grignard. c. Pembuatan Senyawa Ester Ester merupakan senyawa yang memiliki banyak kegunaan karena sifatnya yang dapat diubah menjadi senyawa lain melalui reaksi hidrolisis (membentuk kembali asam karboksilat pembentuknya), transesterifikasi (diubah menjadi ester yang lain), reduksi (membentuk alkohol) dan amonolisis (menghasilkan amida). 4. Metode-metode yang digunakan untuk analisis/identifikasi gugus fungsi a. Ikatan Tak jenuh 1. Dengan uji Brom dalam CCl4 2. Uji Baeyer (Baeyer permanganate) b. Gugus Karbonil (C=O) 1. Uji Tollen c. Gugus Alkohol (OH) 1. Uji Indikator 2. Uji Asetil Klorida 3. Dengan Pembuatan Ester 4. Uji Iodoform KB-2 Analisis Bahan Anorganik Fasa Padat dan Fluida Peta Konsep



1. Metode Analisis Kimia Analisis/pengujian merupakan kegiatan teknis yang terdiri dari penetapan karakteristik sampel dan proses menggunakan metode yang telah ditetapkan. a. Perencanaan, Disebut juga sebagai tahapan panduan untuk melakukan kegiatan analisis, hal ini perlu dilakukan untuk mendapatkan hasil analisis yang akurat. b. Pengambilan sampel, Pengambilan sampel dalam kajian ilmu kimia analitik disebut juga sebagai teknik sampling. Proses pengambilan sampel harus sistematis, mengikuti langkah-langkah atau tahapan sampling yang tepat. c. Preparasi sampel, Untuk sampel dalam wujud padat dilakukan dengan metode pengeringan, dengan tujuan untuk menghilangkan kadar air. d. Proses pengujian sampai teknik statistika 2. Metode Analisis Kimia Untuk Fase Padat dan Fase Fluida Zat padat adalah zat yang cenderung mempertahankan bentuknya ketika gaya luar mempengaruhinya Fluida merupakan zat-zat yang bisa mengalir yang mempunyai partikel kecil sampai kasat mata dan dengan mudah bergerak serta berubah-ubah bentuknya secara continue/terus-menerus Metode analisis fasa padat dan fluida : a. Analisis pupuk anorganik pupuk urea dan pupuk NPK 1. Penetapan kadar air Metode Karl Fischer Bila air bereaksi dengan larutan pereaksi Karl Fischer, yaitu campuran dari iod, belerang dioksida, piridin dan metanol, maka bila elektrode platina dari alat aquatitrator terpolarisasi sedikit saja akan mendepolarisasi elektrode.



2. Penetapan kadar nitrogen Kadar nitrogen dari pupuk NPK dibedakan menjadi tiga bentuk senyawa N yaitu: N- Urea (Norganik), N-NH4 dan N-NO3. Jumlah tiga bentuk senyawa ini merupakan N- total. 3. Penentuan kadar P2O5 dan K2O total Fosfat diukur secara spektrometri dari senyawa kompleks (berwarna kuning) yang terbentuk hasil reaksi dari orthofosfat dengan amonium molibdat dan vanadat, sementara kalium diukur secara flamephotometri dari intensitas sinar emisi.



b. Penentuan total suspended solid (TSS) secara Gravimetri. TSS Adalah padatan tersuspensi total (TSS) residu dari padatan total yang tertahan oleh saringan dengan ukuran partikel maksimal 2µm atau lebih besar dari ukuran partikel koloid. Metode ini digunakan untuk menentukan residu tersuspensi yang terdapat dalam contoh uji air dan air limbah secara gravimetri .



c. Penentuan kadar oksigen terlarut (DO/BOD) secara iodometri (modifikasi azida). Metode ini meliputi cara uji kadar oksigen terlarut (Dissolved Oxygen, DO) dari contoh air dan air limbah.



3. Analisis bilangan iod, bilangan peroksida dan bilangan penyabunan dalam sampel. a. Bilangan Iod Bilangan iod adalah jumlah (gram) iod yang dapat diserap oleh 100 gram minyak. Bilangan iod dapat menyatakan derajat ketidakjenuhan dari minyak atau lemak. Semakin besar bilangan iod maka derajat ketidakjenuhan semakin tinggi.



Dalam pelaksanaannya, untuk menentukan bilangan iod dari suatu minyak dilakukan titrasi iodometri dengan 4 cara yaitu : 1. Penentuan Bilangan Iod Cara Wijs Cara Wijs menggunakan pereaksi yang terdiri dari 16 gram iod monoklorida dalam 1000 mL asam asetat glasial. 2. Penentuan Bilangan Iod Cara Hanus Cara hanus ini menggunakan pereaksi iodium bromida dalam larutan asam asetat glasial. Untuk membuat larutan ini, 20 gram iodium bromida dilarutkan dalam 1000 mL alkohol murni yang bebas dari asam asetat. 3. Penentuan Bilangan Iod Cara Kaufman. Cara Kaufmann menggunakan campuran 5,2 mL larutan brom murni di dalam 1000 mL methanol dan dijenuhkan dengan natrium bromida 4. Penentuan Bilangan Iod Cara Von Hubl Cara Von Hubl menggunakan pereaksi yang terdiri dari larutan 25 gram iod didalam 500 mL etanol dan larutan 30 gram merkuri klorida di dalam 500 mL etanol b. Bilangan Peroksida Bilangan peroksida menunjukkan jumlah senyawa peroksida yang terbentuk di dalam minyak yang dinyatakan sebagai miliequivalen oksigen aktif yang terdapat dalam 1 kg minyak.



c. Bilangan Penyabunan Bilangan penyabunan adalah jumlah alkali yang diperlukan untuk menyabunkan sejumlah contoh minyak.



KB-3 Analisis Proksimat Bahan Alam dan Produk Industri Peta Konsep



1. Pengertian, Kelebihan dan Kelemahan Analisis Proksimat. Analisa proksimat merupakan pengujian kimiawi untuk mengetahui komposisi kimia/kandungan nutrien (kadar makronutrien) atau kualitas suatu bahan (bahan baku pangan atau produk) yang berkaitan dengan kebutuhan obyektif teknologi pengolahan maupun nilai gizi . Analisis proksimat menggolongkan komponen yang ada pada bahan berdasarkan komposisi kimia dan fungsinya, yaitu: air (moisture), abu (ash), protein kasar (crude protein), lemak kasar (ether extract), serat kasar (crude fiber) dan bahan ekstrak tanpa nitrogen (nitrogen free extract). Kelebihan analisis proksimat, antara lain: a. Merupakan metode umum laboratorium yang banyak digunakan untuk mengetahui komposisi kimia suatu bahan pangan, b. Tidak membutuhkan teknologi yang canggih dalam pengujiannya, hanya menggunakan alat sederhana, c. Menghasilkan hasil analisis secara garis besar, d. Dapat menghitung Total Digestible Nutrient (TDN) e. Memberikan penilaian secara umum pemanfaatan dari suatu bahan pangan. Kelemahan diantaranya, yaitu: a. Sistem tidak mencerminkan zat makanan secara individu dari bahan makanan, b. Tidak dapat menghasilkan kadar dari suatu komposisi kimia secara tepat, terutama untuk analisis serat kasar dan lemak kasar, akibatnya untuk kalkulasi BETN juga kurang tepat, c. Proses membutuhkan waktu yang cukup lama d. Tidak dapat menerangkan lebih jauh tentang daya cerna, serta tekstur dari suatu bahan e. masalah utama dari sistem WEENDE adalah untuk serat kasar, ekstrak eter dan BETN



2. Penyiapan Sampel Untuk Analisis Proksimat. Sampel adalah bagian dari suatu lot (populasi) yang dapat mewakili sifat dan karakter populasi. Hal yang harus diperhatikan dalam pengambilan sample : a. Homogenitas sampel Bahan diambil sampelnya harus dicampur secara merata sehingga bahan benar-benar homogen, atau sampel diambil secara acak dari beberapa bagian baik bagian dasar, tengah maupun bagian atas sehingga diperoleh sampel yang benar-benar representatif. b. Cara pengambilan sampel 1. Aselektif, yaitu cara pengambilan sampel yang dilakukan secara acak dari keseluruhan bahan tanpa memperhatikan atau memisahkan bagian-bagian dari bahan tersebut. 2. Selektif, yaitu cara pengambilan sampel yang dilakukan secara acak dari bagian-bagian tertentu dari suatu bahan c. Jumlah sampel Jumlah sampel yang diambil tergantung pada kebutuhan untuk evaluasi dan jumlah bahan yang diambil sampelnya. Sebagai pedoman jumlah sampel yang diambil adalah 10% dari jumlah bahan d. Penanganan sampel Sampel yang telah diambil harus segera diamankan (preservation) agar tidak rusak atau berubah sehingga mempunyai sifat yang berbeda dengan bahan dari mana sampel tersebut diambil e. Prosesing sampel Bahan sampel laboratorium yang akan jadikan sampel untuk dianalisis sebelum dilakukan penentuan kadar air  Bahan basah (Kadar Air > 40%) Bahan basah yang akan dianalisis dikeringkan dengan suhu antara 30 – 600C dalam oven atau dijemur matahari sampai kandungan air 15-20 %, untuk selanjutnya dilakukan pengeringan dalam oven suhu 1050 C  Bahan kering (Kadar Air < 40%) Bahan kering dapat langsung ditentukan kadar airnya, sedangkan kandungan bahan kering sampel atau bahan lainnya dapat dibedakan kedalam 3 kelompok, yaitu: as fed, partially dry dan dry Tiga metode pengeringan untuk penentuan bahan kering, yaitu :  Pengeringan temperatur rendah (low-temperature drying). Pengeringan suhu rendah dengan menggunakan vacuum drying oven (3000 C, tekanan 16 mm Hg)  Pengeringan temperatur tinggi (high-temperature drying). Pengeringan temperatur tinggi dengan menggunakan oven pada suhu 1050 C  Pengeringan beku (freeze drying). Dengan mempertimbangkan perubahan senyawa kimia menjadi sekecil mungkin saat pengeringan. 3. Analisis Proksimat a. Penentuan Kadar Air  Persiapan Bahan  Persiapan Wadah Pengering dan Oven  Persiapan Penanganan Residu Bahan Kering







Analisis Kadar Air Dengan Metode Oven Udara



b. Penentuan Kadar Abu Kadar abu merupakan campuran dari komponen anorganik atau mineral yang terdapat pada suatu bahan pangan. Abu adalah zat anorganik sisa hasil pembakaran suatu bahan organik Kadar abu suatu bahan pakan ditentukan dengan pembakaran bahan tersebut pada suhu tinggi (500 - 6000 C). Pada suhu tinggi bahan organik yang ada akan terbakar dan sisanya merupakan abu



c. Penentuan Kadar Protein Kasar Protein merupakan salah satu kelompok bahan makronutrien. Penetapan kadar protein dengan metode Kjeldahl merupakan metode tidak langsung yaitu melalui penetapan kadar N dalam bahan yang disebut protein kasar. Prinsip metode Kjeldahl ini adalah senyawasenyawa yang mengandung nitrogen tersebut mengalami oksidasi dan dikonversi menjadi ammonia dan bereaksi dengan asam pekat membentuk garam amonium. Tahapan metode Kjeldal :  Tahap Destruksi Pada tahapan ini sampel dipanaskan dalam asam sulfat pekat sehingga terjadi destruksi menjadi unsur-unsurnya.  Tahap Destilasi Pada tahap destilasi ammonium sulfat, (NH4)2SO4 dipecah menjadi ammonia (NH3) dengan penambahan NaOH sampai alkalis dan dipanaskan.  Tahap Titrasi Larutan asam pada penampung destilat yang dapat digunakan adalah larutan standar asam kuat seperti asam sulfat atau larutan asam borat. Pada metode titrasi kembali, larutan asam standar yang berlebihan setelah bereaksi dengan ammonia dititrasi dengan larutan standar NaOH, dengan rumus :



Pada metode titrasi tidak langsung menggunakan asam borat, ammonia bereaksi dengan asam borat menghasilkan garam asam borat yang bersifat netral parsial. Garam tersebut dapat dititrasi dengan larutan asam standar, dengan rumus :



d. Penentuan Kadar Lemak Kasar Lemak dalam makanan merupakan campuran lemak heterogen yang sebagian besar terdiri dari trigliserida. Penentuan kadar minyak atau lemak suatu bahan dapat dilakukan dengan alat ekstraktor soxhlet. Untuk perhitungan kadar lemak kasar dapat dilakukan dengan persamaan : e. Penentuan Kadar Serat Kasar Serat kasar merupakan bagian dari karbohidrat dan didefinisikan sebagai fraksi yang tersisa setelah didigesti dengan larutan asam sulfat standar dan sodium hidroksida pada kondisi yang terkontrol.



f. Penentuan Kadar BETN Kandungan Bahan Ekstrak Tanpa Nitrogen, BETN suatu bahan pakan sangat tergantung pada komponen lainnya, seperti abu, protein kasar, serat kasar dan lemak kasar.



KB-4 Analisis Mikrobiologi Peta Konsep



1. Identifikasi bakteri secara fisika 



Pengamatan morfologi sel bakteri dengan mikroskop. Adapun bentuk mikroba itu sendiri sangatlah beragam. Beberapa bentuk mikroba diantaranya sebagai berikut: a. Bakteri berbentuk bulat atau bola Bakteri berbentuk bulat atau bola yang disebut dengan kokus (coccus), dan dibagi lagi menjadi bermacam bentuk seperti pada gambar dibawah ini :



b. Mikroba berbentuk batang Mikroba berbentuk batang disebut basilus (bacillus), dan dibagi lagi menjadi bermacam bentuk seperti pada gambar dibawah ini :



c. Mikroba berbentuk melilit Mikroba berbentuk melilit disebut spirilium atau spiral, Vibrio atau bentuk koma, dan Spiroseta, yaitu golongan mikroba berbentuk spiral yang bersifat lentur, sehingga pada saat bergerak dapat memanjang dan mengerut.  Pengamatan morfologi koloni bakteri dengan mata langsung Bakteri tumbuh pada medium padat dalam bentuk koloni bakteri. Koloni adalah sekumpulan massa mikroorganisme diamati secara langsung dengan mata kasat Beberapa morfologi koloni bakteri yang digunakan dalam proses identifikasi bakteri pada medium padat adalah sebagai berikut : a. Bentuk koloni Koloni-koloni biasanya menonjol dari permukaan medium pembiakan, dan sifat penonjolannya dapat berbentuk datar, datar meninggi, konveks, kuncung kubah, gong, dan berlekuk tengah (berpusat).



b. Ukuran koloni Ukuran koloni dapat dibedakan beraasarkan ukuran diameternya. c. Pola koloni Pola rupa koloni dapat dibedakan menjadi titik, bulat, tidak rata, meseloid, berfilamen, atau rizoid. d. Permukaan koloni Permukaan koloni dapat berbentuk licin (smooth), kasar (rough), berlingkaran (konsentris), berjari (radial) e. Tepi koloni Tepi koloni dapat rata, berombak, berkeping, bergerigi, dan berfilamen. f. Struktur bagian tengah g. Warna koloni (kromogenesis) h. Kepadatan koloni 1. Pewarnaan bakteri Prinsip dasar pewarnaan dengan zat-zat warna tersebut adalah pertukaran ionion dari zat warna dengan ion-ion protoplasma. Jenis pewarnaan antara lain : a. Pewarnaan Sederhana Pewarnaan ini disebut sederhana karena dalam proses pewarnaannya hanya menggunakan satu bahan cat yang dilarutkan dalam pelarut tertentu yang sesuai. Bahan-bahan yang sering digunakan untuk pewarnaan sederhana diantaranya karbol fuksil, kristal violet, dan metilen biru. b. Pewarnaan Diferensial Berbeda dengan pewarnaan sederhana, pewarnaan diferensial menggunakan lebih dari satu macam cat. c. Pewarnaan Gram Pewarnaan Gram merupakan identifikasi penting dalam identifikasi mikroorganisme, karena dengan menggunakan pewarnaan Gram kita akan mengetahui apakah bakteri yang diidentifikasi termasuk kelompok bakteri gram positif atau gram negatif . d. Pewarnaan tahan asam Pewarnaan tahan asam disebut juga pewarnaan Ziehl-Neelsen. Teknik pewarnaan ini dilakukan untuk membedakan bakteri kelompok Mikobakterium dengan bakteri lainnya 2. Identifikasi mikroba secara biokimia a. Reaksi Fermentasi. Reaksi fermentasi dilakukan terhadap jenis-jenis gula yang termasuk golongan monosakarida, disakarida, dan polisakarida. Untuk bakteri golongan koliform ditambahkan suatu deret khusus untuk diferensiasi, yaitu deret IMViC, yaitu : 1. Pemerikasaan Indol dimaksudkan untuk mengetahui apakah dalam proses pertumbuhannya bakteri dalam bentuk indol dari triptofan. 2. Metil Merah. Pengujian dengan metil merah dilakukan untuk mengetahui apakah bakteri dapat membentuk asam sedemikian banyaknya sehingga dapat mengubah indikator metil merah menjadi merah. 3. Voges-Proskauer. Menurut Voges-Proskauer pengujian yang dilakukannya adalah untuk mengetahui apakah dalam proses



b.



c.



d.



e.



f.



pertumbuhan organisme terbentuk asetilmetilkarbonil sebagai produkantara (intermediate product) dari proses metabolisme karbohidrat. Uji Pembentukan Oksidase Pengujian dikorelasikan dengan adanya sitokrom dalam kadar yang tinggi. Bila koloni segera menjadi berwarna merah tua, menunjukkan bahwa organisme itu diduga mengandung sitokrom-C. Cara lain untuk menguji oksidase, adalah menggunakan potongan kecil kertas saring yang dicelupkan ke dalam satu persen tetrametil-pfenilendiamin dihidroklorida (atau kosalat). Hidrolisis Urea Bila dalam biakan terdapat urease, urea hidrolisis, sehingga terbentuk amonia yang mengubah warna indikator dari kuning menjadi merah Uji Eijkman Bahan pemeriksaan yang diduga mengandung Escherichia coli ditanam ke dalam bulyon “brilliant green” atau bulyon MacConkey dengan tabung Durham. Pengujian Optokhin Pengujian ini digunakan untuk membedakan Pneumokokus yang sensitif terhadap optokhin dan steptokokus yang resisten terhadap zat ini. Pengujian Fosfatase Untuk mengetahui hal ini lempeng agar fenolftalein fosfat ditanam dan dieramkan semalam. Medium pembiakan kemudian dikenakan uap amonia secara berhati-hati. Koloni-koloni yang menghasilkan fosfatase berubah menjadi merah.



3. Analisis jumlah mikroba dengan metode instrumentas Secara garis besar terdapat dua cara dalam penentuan jumlah bakteri yang ada dalam bahan pemeriksaan, yakni dengan perhitungan langsung (direct count) dan perhitungan tidak langsung (indirect count) a. Penentuan jumlah koloni dengan menggunakan colony counter Salah satu cara yang paling umum digunakan dalam menghitung jumlah bakteri adalah cara perhitungan koloni total pada lempeng pembiakan (total plate count, TPC). Perhitungan dengan metode ini mendasarkan perhitungan hanya pada bakteri yang hidup, sehingga cara ini dikenal juga dengan ‘metode perhitungan bakteri hidup’. Colony counter adalah alat untuk menghitung jumlah koloni bakteri atau mikroorganisme dalam cawan petri yang biasanya dilengkapi dengan pencatat elektronik. Penentuan jumlah bakteri dengan metode lempeng (TPC, total total dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu metode cawan tuang (pour plate) dan cawan sebar (spread plate). Pada metode cawan tuang, mikroba ditumbuhkan dalam media agar dengan cara mencampurkan media agar yang masih cair dengan stok kultur bakteri sehingga sel-sel tersebut tersebar merata dan diam baik dipermukaan atau di dalam agar. Metode cawan sebar adalah suatu teknik di dalam menumbuhkan mikroorganisme di dalam media agar dengan cara menuangkan stok kultur bakteri di atas media agar yang telah memadat



b. Penentuan jumlah koloni dengan menggunakan metode spektrofotometri Metode penentuan jumlah koloni yang didasarkan pada tingkat kekeruhan salah satunya adalah metode turbidimetri. Prinsip dasar dalam penentuan jumlah koloni bakteri dengan menggunakan spektrofotometri. Pada pengukuran turbidimetri, jumlah koloni dihitung sebagai serapan cahaya (absorbansi) oleh sel-sel bakteri pada panjang gelombang yang sesuai dengan mikroba yang ditentukan. c. Penentuan jumlah koloni dengan menggunakan Haemocytometer Haemocytometer adalah alat yang berfungsi untuk menghitung jumlah sel serta partikel mikroskopis lainnya d. Contoh Penetuan jumlah sel menggunakan teknik TPC Perhitungan TPC dapat dilakukan jika koloni yang tumbuh berada pada kisaran 30-300 koloni. Perhitungan jumlah sel dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:



2



Daftar materi yang sulit dipahami di modul ini



1. Reaksi adisi nukleofilik pada Aldehid dan Keton 2. Perhitungan pada penetapan kadar Nitrogen yang dinyatakan dalam 3 bentuk senyawa 3. DO dan BOD 4. Freeze Drying 5. Perhitungan metode haemocytometer



3



Daftar materi yang sering mengalami miskonsepsi



1. 2. 3. 4. 5. 6.



Reaksi Addisi, Subsitusi dan Eliminasi Asam karboksilat dan ester Tahap destilasi pada uji kadar protein Lemak, minyak, dan trigliserida Bakteri gram negatif, gram positif Perhitungan koloni metode TPC