TAJUK

Alkohol, Ester dan Amida.

TUJUAN

Untuk menyediakansampeletanoldan menyiasatsifat-sifat kimiaetanol.

TEORI

Etanol dikenali sebagai etil alkohol dan etanol asli ialah cecair jernih yang mudah terbakar dengan takat didih 78 dan takat beku -114.5. ketumpatan etanol ialah 789g/I iaitu kurang 20% daripada ketumpatan air. Etanol merupakan asid lemah dan boleh membentuk ion etanoat. Etanol adalah alkohol rantai lurus, dan formula molekul ialah CHOH. Formula empirik adalah CHO,CH-CH-OH, yang menunjukkan bahawa karbon kumpulan metil (CH). Formula struktur bagi etanol adalah seperti berikut :

Sifat-sifat etanol adalah mudah terbakar dalam udara dengan nyalan biru untuk menghasilkan karbon dioksida dan air, cecair tanpa warna dan mempunyaibau yang tajam. Etanol boleh larut apabila bercampur dengan air untuk membentuk satu larutan homogen. Etanol juga merupakan pelarut yang baik untuk membuat pewangi, cat dan tinktur. Selain itu, etanol boleh digunakan sebagai pembasmi kuman (70% hingga 85% etanol). Larutan tersebut boleh membunuh organisma dengan cara mengubah protein dan melarut lipid dan menghalang bateria dan kulat. Namun, etanol tidak berkesan terhadap spora bakteria. Hal ini telah menyebabkan etanol dapat disimpan untuk tempoh masa yang sangat lama.

Antara kegunaan etanol adalah boleh digunakan sebagai jenis alkohol yang terdapat dalam minuman beralkohol, ia juga digunakan dalam termometer, sebagai pelarut, dan sebagai bahan api. Malah, etanol digunakan sebagai bahan anti-beku dan mempunyai bau vodka. Etanol boleh dihasilkan melalui dua proses iaitu proses penghidratan etena dan proses penapaian. Proses penghidratan etena menggunakan air dalam bentuk stim ditindak balaskan dengan etena manakala asid fosforik (V) (H3PO4) digunakan sebagai mangkin dalam proses ini dan dijalankan pada suhu 300 dan tekanan 65 atm. Proses penapaian pula merupakan proses kimia yang menggunakan mikroorganisma seperti yis bertindak ke atas karbohidrat untuk menghasilkan etanol dan karbon dioksida. Etanol kemudiannya ditulenkan melalui tindak balas penyulingan berperingkat di mana pengasingan dua sebatian yang mempunyai takat didih yang berlainan.

A. PENYEDIAAN ETANOL

PERNYATAAN MASALAH:

Bagaimanakah etanol disediakan di dalam makmal?

HIPOTESIS :

Etanol dihasilkan melalui penapain karbohidrat oleh yis

PEMBOLEH UBAH

DIMANIPULASI: Jenis karbohidratBERGERAK BALAS: Penghasilan etanolDIMALARKAN: Jisim yis

BAHAN DAN RADAS Glukosa Ubi rebus, nenas, nasi, ubi kayu, pisangYisAir kapurAir sulingKelalang kon penyumbat dengan salur penghantarTermometerKondenser liebigKelalang penyulinganKaki retort dan pemegangKasa dawaiPenunu bunsenTungku kaki tigaSalur getahTurus penyulinganPROSEDUR

1. Kira-kira 20g glukos dilarutkan dengan 150 cm3air suling dalam kelalang kon.2. Kira-kira 10g yis ditambahkan ke dalam campuran tadi dan goncang hingga sebati dengan baik.3. Kelalang kon ditutup dengan penyumbat getah dengan tiub penghantar yang disambungkan dengan tabung didih yang mengandungi air kapur [Rajah 1 (a)].4. Peralatan dibiarkan pada suhu bilik (35oC) selama 4-5 hari.5. Apa-apa perubahan yang berlaku diperhatikan dari semasa ke semasa.6. Kandungan kelalang kon ditapis selepas kira-kira 4-5 hari. Turasan dituang ke dalam kelalang turasan penyuling.7. Alat untuk penyulingan disediakan seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1(b).8. Turasan dipanaskan dalam kukus air (water bath) dan hasil etanol yang mempunyai takat didih pada 78 80oC dikumpulkan.9. Warna dan bau sulingan yang dikumpulkan diperhatikan.10. Langkah 1-9 diulangi dengan menggunakan kentang masak, nanas lenyek, nasi, ubi kayu atau pisang lenyek untuk menggantikan glukosa.

Rajah 1 (a)

Rajah 1(a)

Rajah 1 (b)

KEPUTUSAN

i) Pemerhatian proses penapaian

Perubahan dalam kelalang kon

1) Ada buih-buih terbentuk2) terdapat mendakan kuning

Perubahan dalam tabung didih

Air kapur menjadi keruh

ii) Pemerhatian hasil penyulingan berperingkat

Warna hasil sulinganTidak berwarna

Hasil sulingan tidak berwarnadan berbau alkohol

Bau hasil sulingan

Berbau alkohol

B. MENYIASAT SIFAT KIMIA ETANOL

B-1 : MENYIASAT PEMBAKARAN ETANOL

PERNYATAAN MASALAH:

Adakah etanol boleh terbakar?

HIPOTESIS :

Etanol mudah terbakar.

BAHAN DAN RADAS: Mangkuk pijarKayu api berbara2 cm3 etanolKertas turasPengepitPenunu bunsen

PROSEDUR :1. 2cm etanol 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 2 : Pembakaran etanolKEPUTUSAN

UJIANPEMERHATIANGAMBAR

Kemudahbakaran

Sangat mudah terbakar

Warna nyalaan

Biru

Kejelagaan

Tiada jelaga

B-2 : MENYIASAT PENGOKSIDAAN ETANOL

PERNYATAAN MASALAH:

Adakah etanol akan terdioksida?

HIPOTESIS :

Etanol boleh dioksidakan kepada asid etanoik.

BAHAN DAN RADAS: Tabung didihPenitisKaki retort dan pengapitBikar 500cmPenunu BunsenTungku kaki tigaPenutup gabus yang dipasang dengan salur kacaSilinder penyukat10 cm larutan kalium dikromat(VI)KCrO10 titis asid sulfirik pekat3 cm etanol

PROSEDUR :

1. 10 cm larutan kalium dikromat(VI)KCrOdimasukkan ke dalam tabung didih.2. 10 titis asid sulfirik pekat dititiskan ke dalam tabung didih dengan menggunakan penitis.3. 3 cm etanol dimasukkan ke dalam campuran larutan.4. Susunan radas seperti dalam rajah 3 di bawah disediakan5. Tabung didih yang mengandungi campuran larutan di didihkansehingga larutan mendidih. Perubahan warna bagi campuran tersebut dicatatkan.6. Hasil sulingan dikumpulkan di dalam tabung uji dan direndamkan di dalam air sejuk.7. Perubahan warna dan bau bagi hasil sulingan dicatatkan.8. Hasil sulingan diuji dengan menggunakan kertas litmus biru yang lembap dan perubahan warna bagi kertas litmus biru lembap direkodkan.

KEPUTUSAN

Sifat diujiPemerhatianGambar

Warna

Berubah menjadi warna hijau pekat

Kesan ke atas kertas litmus biru

Kertas litmus biru bertukar menjadi warna merah

BauBerbau cuka

SOALAN

1. Namaenzim yang hadir dalam yis yang menguraikan glukosa kepadaetanol

Enzim zimase.

2. Tulis persamaan kimia seimbang untuk mewakili penguraian glukosa kepada etanol.CHO(aq)yis2CHOH(aq)+2CO(g)

3. Terangkan penggunaan penyulingan berperingkatdalam eksperimen ini.

Tujuan penyulingan berperingkat adalah untuk mengasingkan etanol, CHOHdaripada bercampur dengan glukosa CHOH dan air HO

4. Tulis persamaan kimia yang seimbang untuk mewakili pembakaran etanol

CHOH + 3 O 2 CO + 3HO

5. Adakah etanol boleh digunakan sebagai bahan api kenderaan? Jelaskan jawapan anda.

Boleh, etanol membakar dalam oksigen berlebihan untuk membentuk karbon dioksida dan air. Tindak balas ini merupakan tindak balas eksotermik dan membebaskan lebih banyak haba. Malah, pembakaran yang lengkap dalam oksigen yang berlebihan menunjukkan bahawa etanol merupakan suatu bahan api yang baik. Kemudian, pembakaran etanol tidak menghasilkan jelaga, lebih bersih dan mengurangkan pencemaran. Oleh itu, etanol adalah satu bahan api yang baik.

6. Apakah fungsi larutan kalium dikromat (VI) dalam eksperimen ini.

Sebagai agen pengoksidaan.

7. Tulis persamaan kimia yang seimbang untuk mewakili pengoksidaan etanol

C2H5OH+2OCH3COOH+H2OPERBINCANGAN

Etanol boleh disediakan dalam makmal melalui penapaian. Yis telah digunakan dalam proses penapaian untuk menukarkan karbohidrat kepada etanol dan gas karbon dioksida. Hanya 10g yis digunakan kerana dengan penambahan yis akan menambahkabnn lagi proses pembuakan yang berlaku. Malah, enzim zimase telah digunakan bagi memecahkan molekul glukosa tanpa kehadiran gas oksigen. Yis akan bertindak baik di antara 15dan 37, namun suhu optimum ialah antara 18 hingga 20. 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 masam seperti cuka. Namun, terdapat ralat semasa eksperimen ini dijalankan di mana hanya hasil penapaian pisang yang menujukkan air kapur menjadi keruh, hal ini kerana kandungan glukosa dalam pisang adalah tinggi. Kemudian ralat yang berlaku adalah disebabkan oleh suhu makmal yang tidak sesuai dengan tindak balas yis. Kepekatan etanol yang terhasil melalui proses penapaian adalah lebih kurang 15%. Ini kerana sel yis akan terbunuh pada kepekatan ini dan tindak balas akan terhenti. 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 dilipat dengan sempurna sebanyak 8 kali lipatan untuk mendapatkan hasil yang baik. Selain itu, hasil penapaian juga dituras dengan menggunakan kain kasa bagi mempercepatkan proses turasan dan penyulingan.Etanol tulen diasingkan dan ditulenkan daripada larutan yang terhasil melalui penyulingan berperingkat. Penyulingan berperingkat melibatkan pengasingan dua sebatian yang mempunyai takat didih yang berlainan. Radas kemudian dipasang dengan berhati-hati kerana radas terdiri dari kaca 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 etanolyang dikumpul. 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. Cecair etanol yang terkondensasi dikumpulkan sebagai hasil sulingan.Termometer yang dipasang pada kelalang bulat adalah bertujuan untuk menyukat suhumengikut bacaan yang telah ditentukan pada 78C hingga 80C. Semasa memasang termometer tersebut, langkah berhati-hati dibuat agar termometertidak pecah dan memastikan bahawa bebuli termometer berada betul-betul di bahagian mulut salur kondenser. Ini adalah kerana wap air yang di hasilkan daripada pemanasan etanolbetul-betulterkena pada bebuli termometer. Etanol mempunyai takat didih 78manakala takat didih air 100. Oleh itu, etanol mudah meruap akan mendidih terlebih dahulu dan diasingkan daripada air. Hasil kutipan adalahetanol 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 eksperimenseterusnya adalah mengkaji pembakaran etanol. Etanol membakar dalam oksigen yang berlebihan untuk membentuk karbon dioksida dan air. Langkah berjaga-jaga perlu dilakukan adalah hanya menggunakan etanol yang sedikit kerana etanol mudah terbakar. Untuk mendapatkan hasil dan keputusan yang tepat, ujian pembakaran sebaik-baiknya dilakukan pada tempat yang gelap dan bebas daripada angin. Bagi menguji kejelagaan etanol, langkah berjaga-jaga juga dilakukan seperti memegang kertas turas dengan pengepit dan tidak memegang mangkuk pijar dengan tangan. Akhir sekali, etanol dioksidakan kepada asid etanoik dengan memanaskannya dengan agen pengoksidaan seperti larutan kalium dikromat(VI)KCrO dan 10 titis asid sulfirik. Larutan disukat dengan berhati-hati mengikut ukuran yang betul. Antara langkah berjaga-jaga adalah asid sulfurik pekat perlu dituang terlebih dahulu ke dalam bikar sebelum dititiskan ke dalam campuran larutan etanol dan larutan kalium dikromat. Hal ini kerana larutan tersebut sangat berbahaya apabila terkena anggota badan yang boleh 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.

KESIMPULAN

Hipotesis diterima. Etanol adalah cecair yang mempunyai bau yang tajam.Etanol mudah terbakar dengan nyalaan biru dan mudah meruap.

1 | SCE3033