LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ORGANIK II Isolasi kafein dari kopi Nama : Febriyanti Abuka NIM : 441 416 018 Prodi/Kelas : Pendidikan Kimia/B Kelompok : II (Dua) Rekan Kerja : 1. Elsa Julinda Mokoginta 2. Samsia Asuke JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA & ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI GORONTALO Judul Isolasi kafein dari kopi (Ekstraksi alkaloid dengan Refluks) Tujuan Mengisolasi alkaloid dari biji kopi Dasar teori Kopi merupakan salah satu tanaman yang mengandung senyawa kimia yaitu kafein yang merupakan salah satu senyawa organik alkaloid. Senyawa alkaloid adalah senyawa organik yang mengandung nitrogen (biasanya) dalam bentuk siklik dan berbentuk basa. Senyawa ini tersebar luas dalam dunia tumbuhan dan banyak di antaranya mempunyai efek fisiologis kuat (Nurlita,2006). Secara umum, golongan senyawa alkaloid mempunyai sifat-sifat berikut ini alkaloid biasanya berbentuk kristal tak berwarna, tidak mudah menguap, tidak larut dalam air, larut dalam pelarut organik seperti etanol, eter dan kloroform. Alkaloid bersifat basa, pada umumnya berasa pahit, bersifat racun, mempunyai efek fisiologis, serta optis aktif. Membentuk endapan dengan larutan asam fosfolframat, asam fosfomolibdat, asam pikrat dll (Muderawan, 2002). Alkaloid merupakan suatu golongan senyawa organik yang terbanyak ditemukan di alam. Hampir seluruh alkaloid berasal dari berbagai jenis tumbuhan. Semua alkaloid mengandung atom nitrogen yang bersifat basa dan merupakan bagian dari cincin heterosiklik (Ahmad, 1986). Menurut creswell ( 2005) kafein adalah suatu senyawa organik yang mempunyai nama lain 1,3,7-trimetilxantin, dimana kafein ini merupakan salah satu alkaloid golongan xantin yang merupakan senyawa kimia 2,6-dioksipurin atau 2,6-purinadion. Kristal kafein dalam air berupa jarum-jarum bercahaya sutra. Bila tidak mengandung air, kafein meleleh pada suhu 234oC sampai 239oC dan menyublim pada suhu yang lebih rendah. Kafein mudah larut dalam air panas dan dalam kloroform, tetapi sedikit larut dalam air dingin, alkohol dan beberapa pelarut organik lainnya. Selain dalam biji kopi, kafein terdapat pula dalam daun teh, daun mente, biji kola dan coklat. Di dalam biji kopi dan tumbuhan tersebut diatas, tidak hanya terkandung kafein, tetapi juga ada tanin, glukosa, lemak, protein dan selulosa. Pemisahan kafein dengan senyawa lainnya bergantung pada perbedaan kelarutan masing-masing senyawa tersebut. Jika tanin terisolasi kedalam air panas, maka akan terhidrolisis menghasilkan asam klorogenat. Asam hasil hidrolisis tanin ini akan menghasilkan endapan bila direaksikan dengan timbal asetat. Gambar 1. Struktur Xantin Gambar 2. Struktur Kafein Gambar 3. Struktur asam klorogenat Gambar 4. Struktur Tanin Refluks, salah satu metode dalam ilmu kimia untuk men-sintesis suatu senyawa, baik organik maupun anorganik. Umumnya digunakan untuk mensistesis senyawa-senyawa yang mudah menguap atau volatile. Pada kondisi ini jika dilakukan pemanasan biasa maka pelarut akan menguap sebelum reaksi berjalan sampai selesai. Prinsip dari metode refluks adalah pelarut volatil yang digunakan akan menguap pada suhu tinggi, namun akan didinginkan dengan kondensor sehingga pelarut yang tadinya dalam bentuk uap akan mengembun pada kondensor dan turun lagi ke dalam wadah reaksi sehingga pelarut akan tetap ada selama reaksi berlangsung. Prinsip umum dari metode refluks adalah penarikan komponen kimia yang dilakukan dengan memasukkan sampel kedalam labu alas bulat bersama-sama dengan cairan atau larutan penyari yang kemudian dipanaskan, dimana pemanasan ini dilakukan untuk mempercepat proses kelarutan pada sampel. Keuntungan dari metode ini adalah digunakan untuk mengekstraksi sampel-sampel yang mempunyai tekstur kasar dan tahan pemanasan langsung, sedangkan kerugiannya adalah membutuhkan volume total pelarut yang sangat besar dan sejumlah manipulasi dari operator (Slamet, 1989). Alat dan Bahan Alat NO Nama alat Gambar Fungsi kategori 1 Labu dasar bulat Untuk memanaskan atau mendidihkan larutan 1 2 corong Untuk mempermudah mengisi larutan 1 3. Corong pisah Untuk mengeskstraksi untuk memisahkan komponen dalam satu campuran 1 4. Cawan penguap Sebagai wadah atau tempat penguapan 1 5. Gelas kimia Wadah untuk menyimpan larutan 1 6. Labu erlemeyer Digunakan untuk menitrasi larutab 1 7. Batang pengaduk Digunakan untuk mengaduk larutan 1 8. Gelas Ukur Untuk menukur volume larutan 1 9. spatula Untuk mengambil bahan kimia dalam bentuk padat 1 10. Termometer Untuk mengkur suhu 1 11. Statif and klem Untuk menegakkan dan menjepit peralatan yang dipakai 1 12. Neraca analitik Tempat untuk menimbang bahan kimia padatan 2 13. Alat refluks Untuk mereaksikan dengan sempurna dari 2 campuran sehingga dapat bercampur dengan baik 2 14. Pembakar bunsen Untuk memanasi larutan/bahan yang digunakan 2 15. Kaki tiga Untuk menahan kawat kasa /segitiga perselin dalam pemanasan 1 16. Segitiga perselin Untuk menahan wadah pada saat pemanasan 1 17. Penangas Sebagai pemanasan untuk mempercepat kelarutan 2 18. Stopwatch Untuk mengukur waktu yang diperlukan 1 19. Pipa kapiler Sebagai alat untuk menurunkan tekanan 1 20. Pipet tetes Mengambil cairan dalam skala tetesan kecil atau digunakan untuk memindahkan volume cairan yang telah terukur 1 21 Kaca arloji Tempat bahan kimia padatan yang akan ditimbang 1 Bahan No Nama Bahan Kategori Sifat Fisik Sifat Kimia 1. Aquades Umum Tidak berbau, berasa, dan berwarna Pelarut universal 2 Kloroform CHCl3 Khusus Rumus molekul CHCl3 cairan tak berwarna tidak bercampur dengan air tidak mudah terbakar merupakan asam lemah 3. Timbal Asetat Khusus Berwujud (Kristal padat.) Berbau: Acetic (Sedikit.) BM : 379,32 g / mol Berwarna : Putih Berat Jenis: 3,25 g/cm3 Larut dalam air dan gliserin Tidak mudah terbakar Jika bereaksi dengan air, senyawa ini akan membentuk trihidrat Pb(CH3COO)2·3H2O 4. Amonium hidroksida Khusus Mr : 35.04 g/mol Cairan tidak berwarna Berbau Sangat menyengat Massa Jenis : 0,88 g/cm3 Titik didih : 24,7 °C Rumus Kimia : NH4OH Larut dalam air 5. Asam nitrat Khusus Titik didih : 83 °C Massa Molar : 63,01 g/mol Massa Jenis : 1,51 g/cm3 Cairan bening tak berwarna Rumus Kimia : HNO3 Merupakan asam beracun Berbahaya Kandungan asam nitrat lebih dari 86% disebut asam nitrat berasap 4. Kopi Umum Berwujud padat Berwarna hitam Berbau khas Mengandung kafein Larut dalam air 5. Minyak kelapa Umum Berwarna Kuning Titik didh 2250C Tidak dapat bercampur dengan pelarut polar 6. Benang Umum Berwarna putih Terbuat dari serat wol 7. Batuh didih Umum Berwarna putih, berukuran kecil, tidak rata dan berpori Terbuat dari bahan silika, Kalsium karbonat 8. Es batu Umum Berbentuk padatan Rumus molekul : H2O 9. Kertas saring Umum Berwarna putih Terbuat dari bahan selulosa nitrat Prosedur Kerja Masukan 20 g kopi halus kedalam labu dasar bulat, Kemudian tambahkan 350 mL aquades. Refluks campuran tersebut selama 25 menit. Seringkali campuran dalam keadaan panas. ( Bolekah disaring dalam keadaan dingin). Buatlah 3g timbal asetat dalam 27 mL aquades. Tambahkan larutan timbal asetat tetes demi tetes ke dalam filtrate sampai terbentuk endapan, Kemudian dinginkan dan saring. Goncangkan filtrat yang diperoleh pelan-pelan dengan menambahkan 25 kloroform. Setelah pengocokan selama 5 menit, Tuangkan campuran kedalam corong pisah dan kocok beberapa saat. Biarkan campuran sampai terbentuk satu lapisan. Lapisan bawah merupakan larutan kafein dalam kloroform, keluarkan dan tampung dalam cawan penguap. Kedalam corong pisah tersebut tambahkan lagi 20 ml kloroform dan kocoklah. Cairan bagian bawah dialirkan kecawan penguap. Uapkan cairan tersebut diatas penangas air sampai kering. Sublimasikan cawan uap yang berisi kafein kasar tersebut dengan ditutupi kertas saring berlubang dan corong kaca yang telah ditimbang diatas nyala api kecil. Timbang dan ukur titik lelelh kafein yang diperoleh. Diagram alir 20 gram Kopi Refluks Memasukkan kedalam labu alas bulat Menambahkan 350 mL aquades Merefluks selama 25 menit Menyaring dalam keadaan panas Filtrat Menambahkan larutan timbal asetat tetes demi tetes sampai terbentuk endapan Mendinginkan Menyaring Residu filtrat yang berwarna hitam Ekstraksi Kafein Menambahkan 25 mL kloroform Mengocok selama 5 Menit Menuangkan ke dalam corong pisah Mengocok beberapa saat Mendiamkan sampai terbentuk 1 lapisan Mengeluarkan lapisan bawah Menampung dalam cawan penguapan Melakukan duplo dengan volume kloroform 20 mL Menguapkan cairan dalam penangas air sampai kering Kafein Kafein kasar berupa pasta yang berwarna coklat Kafein kasar Sublimasi Memanaskan cawan penguapan yang ditutupi kertas saring dan corong kaca Menimbang kristal kafein Berat kafein kasar = 0,0308 gam Uji titik leleh Kristal kafein Memasukan dalam pipa kapiler mengikat pipa kapiler pada ujung termometer Memasukan dalam minyak kelapa Memanaskan minyak kelapa untuk penentuan titik leleh Mencatat suhu titik leleh kristal kafein Suhu awal = 220OC Suhu tengah = 225 OC Suhu akhir = 230 OC  Hasil Pengamatan No Perlakuan Hasil Pengamatan 1. Menimbang 20 gram kopi halus Terdapat 20 gram kopi halus pada kaca arloji 2. Memasukkan kedalam labu alas bulat, kemudian menambahkan 350 mL aquades Terdapat campuran kopi dan aquades yang berwarna dalam labu alas bulat 3. Merefluks selama 25 menit setelah larutan mendidih Campuran perlahan-lahan mendidih dan kopi semakin larut dalam air 4. Menyaring larutan dalam keadaan panas Menghasilkan filtrat dan residu yang berwarna hitam 5. Menambahkan larutan timbal asetat tetes demi tetes kedalam filtrat Terbentuk endapan berwarna coklat 6. Mendinginkan dan menyaring Terdapat endapan pada kertas saring berwarna coklat 7. Menambahkan 25 mL kloroform kedalam filtrat yang diperoleh Terdapat campuran kloroform dan filtrat 8. Menggoyangkan selama 5 menit, kemudian memasukkan campuran kedalam corong pisah dan mengocok selama beberapa menit Terbentuk dua lapisan : Lapisan atas : larutan kopi (coklat tua) Lapisan bawah : larutan kafein dalam kloroform (coklat muda) 9. Mengeluarkan dan menampung lapisan bawah ke dalam erlenmeyer Terdapat larutan kafein dalam kloroform pada erlenmeyer 10. Menambahkan kembali 20 mL kloroform kedalam corong pisah dan mengocok beberapa menit Terbentuk dua lapisan : Lapisan atas : larutan kopi (coklat tua) Lapisan bawah : larutan kafein dalam kloroform (coklat muda) 11. Mengeluarkan dan menampung lapisan bawah kedalam erlenmeyer yang sama Terdapat campuran hasil dua penyarian : penyarian pertama 25 mL kloroform dan penyarian kedua dengan 20 mL kloroform 12. Menguapkan cairan menggunakan penangas air, sampai mengering Cairan mengering berwarna coklat 13. Mengkerok kafein kasar yang telah mengering kedalam cawan penguapan Terdapat kafein kasar pada cawan penguapan berupa pasta berwarna coklat 14. Mensublimasi cawan uap yang berisi kafein kasar, dengan ditutupi kertas saring berlubang dan corong kaca Terdapat kristal yang berwarna putih kekuningan 15. Sebelum mensublimasi, menimbang kertas saring kosong Berat kertas saring kosong = 0,4501 gram 16. Menimbang kertas saring yang terdapat kristal Berat kertas saring yang terdapat kristal = 0,4809 gram 17. Melakukan uji titik leleh Titik leleh awal = 220 ˚C Titik leleh tengah = 225 ˚C Titik leleh akhir = 230 ˚C Perhitungan : Dik : Berat kertas saring kosong = 0,4501 gram Berat kertas saring + Kristal = 0,4809 gram Berat sampel = 20 gram Dit : % rendemen = ? Penyelesaiaan : Berat Kristal = (Berat kertas saring + kristal) – (Berat kertas saring kosong) = 0,4809 gram – 0,4501gram = 0,0308 gram % Rendemen = = = 0,154 % Pembahasan Kafein merupakan senyawa bahan alam yang tersebar luas dan tergolong dalam senyawa alkaloid dengan rumus molekul C8H10N4O2 bersifat basa lemah, berbentuk serbuk putih yaitu kristal-kristal panjang, rasanya pahit, memiliki titk leleh sebesar 234-239oc serta menyublim pada temperatur 180-200oc. Kelarutan kafein larut baik dalam kloroform, air dingin dengan eter dan mempunyai efek dosis 0,15-0,25 g sekali dengan rumus molekul (1,3,7-trimetilxantin). Pada percobaan ini, digunakan metode sederhana dalam mengekstrak kafein pada kopi yaitu dengan metode ekstraksi yang didasarkan pada distribusi solut dalam hal ini kafein dalam kopi antara dua fasa yaitu fasa organik (kloroform) dan fasa anorganik (air). Sebelum melakukan ekstraksi, kopi ditimbang sebanyak 20 gram kemudian direfluks terlebih dahulu menggunakan pelarut air selama 25 menit. Karena kafein dapat larut dengan baik pada air panas, sehingga harus dilarutkan pada air panas yang mendidih.fungsi dari refluks ini yaitu agar dapat menghomogenkan kopi dan pelarut dengan waktu yang cukup lama dan bertujuan menarik senyawa kafein dari kopi karena sifat kafein yang mudah larut dalam air panas. Gambar 1. Menimbang, merefluks Pada proses refluks ini pada proses refluks tidak menggunakan kloroform sebagai pelarut karena memiliki titik didih yang rendah dari air yaitu sekitar 77,1oc. Setelah proses merefluks selesai, campuran panas disaring. Fungsi dari penyaringan ini yaitu agar kafein yang terdapat dalam campuran kopi tadi dapat terpisah dari filtrat atau ampas kopi, sehingga yang didapat dalam larutan kopi adalah kafein dan filtratnya. Setelah itu ditambahkan timbal asetat tetes demi tetes agar zat-zat pengotor dapat mengendap dan diperoleh kafein yang bebas pengotor. Penambahan timbal asetat tetes demi tetes dimaksudkan agar struktur kafein tidak rusak dalam larutan kopi. Setelah ditambahkan timbal asetat diperoleh endapan dalam filtrat. Endapan tersebut merupakan zat-zat pengotor . maka dari itu, dilkukan penyaringan dengan menggunakan kertas saring untuk memisahkan endapan yang terdapat dalam filtrat kafein. Gambar 2. Proses penyaringan, penambahan timbal asetat, terbentuk endapan dan penyaringan. Selanjutnya filtrat kafein didinginkan dan dilakukan ekstraksi (dengan cara pengockan atau pengadukan) dengan menggunakan pelarut kloroform. Ekstraksi dilakukan sebanyak dua kali dengan tujuan agar kafein pada filtrat benar-benar terpisah dan larutan dalam kloroform. Pada ekstraksi pertama ditambahkan kloroform 25 ml dan ekstraksi kedua ditambahkan sebanyak 20 ml.setelah diekstraksi terbentuk dua lapisan, lapisan atas merupakan lapisan fasa air yang mengandung sisa garam dan Pb dan lapisan bawah atau fasa organik merupakan lapisan yang mengandung kafein dalam kloroform. Terbentuk nya dua lapisan disebabkan karena perbedaan massa jenis antara larutan kopi dengan kloroform, dimana larutan kopi mempunyai berat jenis yang lebih kecil dari kloroform dan perbedaan kepolaran, larutan kopi bersifat polar sedangkan kloroform bersifat non polar. Gambar 3. Penambahan Kloroform Pada saat ekstraksi, campuran larutan harus dikocok kuat dan didiamkan sesaat agar campuran tersebut dapat terdistribusi secara sempurna. Lapisan bawah pada corong pisah dimasukkan kedalam erlenmeyer, diuapkan cairan tersebut diatas penangas air sampai kering. Gambar 4. Proses Penguapan Setelah itu, kafein kasar dalam cawan uap disublimasi dengan ditutupi kertas saring dan corong kaca. Sebelum mensublimasi, kertas saring kosong di timbang terlebih dahulu, dengan berat = 0,4501 gram. Setelah beberapa saat mulai terlihat adanya kristal kafein yang terbentuk jarum yang melekat pada corong kaca. Pada proses sublimasi ini menghasilkan Kristal yang berwarna putih kekuningan. Kemudian menimbang berat kertas saring terdapat kristal dengan berat = 0,4809 gram. Sehingga berat Kristal yang diperoleh yaitu 0,0308 gram. Hasil % rendemen kafein dalam kopi adalah 0,154 %. Gambar 5. Proses sublimasi dan kristal kafein. Selanjutnya menguji titk leleh pada kristal hasil dari sublimasi. Didapatkan titik awal = 220oc, titik leleh tengah =225oc, titik akhir = 230oc. Gambar 6. Pengujian Titik Leleh Kesimpulan Berdasarkan hasi percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa, kadar kafein dalam kopi dapat diisolasi dengan cara dipanaskan dan diekstraksi sehingga berat kristal kafein yang berhasil diisolasi dari kopi adalah 0,0308 gram dengan kadar protein yang terkandung dalam 20 gram kopi yaitu sebesar 0,154 %. Jawaban Pertanyaan Fungsi larutan timbale pada percobaan ini yaitu untuk mengendapkan tannin dan senyawa kimia lain yang tidak diinginkan pada saat pengekstraksi. Kafein dapat dimurnikan dengan cara sublimasi, karena kafein mudah menguap. Pada cara sublimasi cawan penguapan ditutupi dengan kertas saring yang berlubang dan corng kaca saat sublimasi berlangsung, uapan yang berasal dari kristal kasar kafein terangkat dan menempel pada kertas saring. Kristal yang menempel pada kertas saring itulah yang disebut kristal kafein murni. Karena kafein dapat larut dalam kloroform. Ya, dapat diganti yaitu dengan alcohol atau beberapa pelarut organic lain, tetapi kafein dalam pelarut ini hanya sedikit larut atau tidak semuanya larut.  Daftar Pustaka Ahmad syamsul,1986.Kimia organik Bahan Alam.Jakarta:Universitas Terbuka Bialangi, Nurhayati, M. Adam, Salimi Y., Widiantoro A., & Situmeang B. 2018. Isolation of Steroid Compounds from Suruhan (Peperomia pellucida L. Kunth) and Their Antimalarial Activity.Asian Journal of Chemistry. 30(8): 1751-1754. Bialangi, Nurhayati, M. Adam, Salimi Y., & Widiantoro A. 2017. Senyawa Steroid dari Tumbuhan Peperomia pellucidadan Uji Aktivitas Fraksi terhadap Plasmodiumfalciparum. Jurnal ITEKIMA. 2(1): 27-35. Bialangi, N., Mustapa, M. A., Salimi, Y. K., Widiantoro, A., &Situmeang, B. 2016. Antimalarial activity and phitochemical analysis from Suruhan (Peperomia pellucida) extract. JURNAL PENDIDIKAN KIMIA, 8(3), 33-37. Bialangi, N. (2006). Identifikasi Zat Pewarna Pada Saos Tomat Dengan Metode Kromatografi Lapis Tipis. Jurnal Entropi, 1(02). Creswell,J,Chifford,dkk.2005.Analisis spectrum Senyawa Organik.Bandung : ITB Frieda Nurlita. 2006, Buku Ajar Praktikum Kimia Organik. Singaraja:Universitas pendidikan Gamesha. Harbone,J,B.1987,Metode Kurva Fito Kurva Penuntun Cara Moderen Menganalisis Tumbuhan .Edisi 4, Terjemahan Kokasih P dan Soediro L Bandung: Institut Teknology Bandung. Slamet,S.1989.Analisis Bahan Makanan dan Pertanian.Jakarta, Gramedia Pustaka Utama. Tengo, N. A., Bialangi, N., & Suleman, N. (2013). Isolasi dan Karakterisasi Senyawa Alkaloid dari Daun Alpukat (Persea americana Mill). Sainstek, 7(01