KESETIMBANGAN KIMIA

Mata Kuliah : Kimia Terapan

Dosen : DR Mudjiyono

Lussana Rossita Dewi

S830208015/IPA/Psains

BAB I

PENDAHULUAN

A. Darah

Darah adalah cairan yang terdapat pada semua hewan tingkat tinggi yang berfungsi mengirimkan zat-zat dan oksigen yang dibutuhkan oleh jaringan tubuh, mengangkut bahan-bahan kimia hasil metabolisme, dan juga sebagai pertahanan tubuh terhadap virus atau bakteri. Darah mempunyai bermacam-macam fungsi, yaitu : (1) Merupakan alat pengangkut, (2) Mengatur keseimbangan cairan antara darah dengan cairan jaringan, (3) Mengatur keseimbangan asam-basa (pH) darah, (4) Mencegah pendarahan, (5) Merupakan alat pertahanan tubuh, (6) Mengatur suhu tubuh.

Darah manusia bewarna merah, antara merah terang apabila kaya oksigen sampai merah tua apabila kekurangan oksigen. Warna merah pada darah disebabkan oleh hemoglobin.

B. Komposisi Darah

Darah terdiri dari 2 bagian, yaitu sel-sel darah (butir-butir darah) dan cairan darah (plasma darah). Sel-sel darah merupakan bagian darah yang mempunyai bentuk. Ada 3 macam sel darah yaitu sel darah merah (eritrosit), sel darah putih (leukosit), dan keping darah (trombosit).

Plasma darah merupakan bagian yang cair dari darah pada umumnya terdiri dari 91-92%, protein 8-9%, protein yang terdapat dalam plasma darah adalah serum albumin, serum globulin dan fibrinogen, garam-garam anorganik 0,9%, garam-garam anorganik ini terdiri dari anion : Cl, CO₃, HCO₃, SO₄, PO₄, dan kation : Na, K, Ca, Mg, Fe ; substansi organik yang lain kecuali protein seperti protein non protein, garam ammonium, urea, asam urat, kreatinin, kreatin, asam amino, santin, hiposantin, lipida yaitu : lemak, fosfolipida, kolesterol; karbohidrat seperti glukosa; gas-gas yang larut dalam plasma yaitu : O₂, CO₂, N₂, dan gas-gas yang dihasilkan oleh usus; substansi-substansi yang lain seperti hormon, enzim-enzim, dan lain-lain.

C. Sistem Peredaran Darah

Sistem peredaran darah mempunyai peranan sebagai berikut : (1) Mengangkut zat makanan (nutrien) dari usus ke seluruh jaringan tubuh, (2) Mengangkut zat ampas dari jaringan tubuh ke alat pembuangan, (3) Mengangkut O₂ dari paru-paru ke seluruh jaringan tubuh, (4) Mengangkut CO₂ dari seluruh jaringan tubuh ke paru-paru, (5) Mengangkut hormon dari kelenjar endokrin ke tempat sasaran, (6) Mendistribusikan panas dari sumbernya ke seluruh bagian tubuh.

Manusia memiliki sistem peredaran darah tertutup yang berarti darah mengalir dalam pembuluh darah dan disirkulasikan oleh jantung. Darah dipompa oleh jantung menuju paru-parukarbon dioksida dan menyerap oksigen melalui pembuluh arteri pulmonalis, lalu dibawa kembali ke jantung melalui vena pulmonalis. Setelah itu darah dikirimkan ke seluruh tubuh oleh saluran pembuluh darah aorta. Darah mengedarkan oksigen ke seluruh tubuh melalui saluran halus darah yang disebut pembuluh kapiler. Darah kemudian kembali ke jantung melalui pembuluh darah vena cava superior dan vena cava inferior. untuk melepaskan sisa metabolisme berupa

BAB II

DASAR TEORI

A. Kesetimbangan Kimia

Kesetimbangan kimia adalah reaksi yang pada keadaan tertentu dapat berlangsung dari kiri ke kanan dan dari kanan ke kiri dengan kecepatan yang sama sehingga jumlah mol salah satu zat yang hilang pada reaksi itu tepat sama dengan jumlah mol zat itu yang terbentuk kembali dalam waktu dan pada saat yang sama.

Sebagai contoh keadaan kesetimbangan dinamis, kita perhatikan reaksi penguraian (dissosiasi) gas N₂O₄ sebagai berikut :

Andaikan sejumlah mol gas N₂O₄ dimasukkan ke dalam suatu bejana tertutup. Mula-mula dengan segera gas N₂O₄ yang tidak berwarna tersebut terdisosiasi menjadi N₂ yang berwarna merah coklat. Akan tetapi setiap dua molekul NO₂ dengan mudah bergabung menjadi molekul zat N₂O₄ kembali. Mula-mula laju reaksi disosiasi N₂O₄ berlangsung relatif lebih cepat daripada laju reaksi pembentukan N₂O₄. Namun laju reaksi pembentukan N₂O₄ juga makin lama makin bertambah besar sesuai dengan pertambahan jumlah NO₂ yang terbentuk. Pada suatu saat laju reaksi disosiasi N₂O₄ sama dengan laju reaksi pembentukan N₂O_4, maka keadaan inilah yang disebut Keadaan kesetimbangan. Proses penguraian yang dibahas di atas, secara diagramatis dapat digambarkan sebagaimana yang diperlihatkan :

Gambar 1 Pencapaian keadaan kesetimbangan reaksi penguraian N₂O₄

Ada 2 jenis kesetimbangan kimia menurut jenis campuran antara zat-zat yang beraksi, yaitu :

1. Kesetimbangan homogen

Zat-zat yang terdapat dalam keadaan kesetimbangan merupakan campuran homogen yang terdiri dari satu fase, artinya semuanya gas atau semuanya zat cair.

2. Kesetimbangan heterogen

Zat-zat yang terdapat dalam keadaan kesetimbangan merupakan campuran heterogen yang mempunyai beberapa fase, misalnya ada gas dan zat cair, atau gas dan zat padat, atau zat cair dan zat padat, atau ketiganya.

B. Pergeseran Kesetimbangan

Jika pada sistem kesetimbangan diberikan aksi, maka sistem akan berubah sedemikian rupa sehingga pengaruh aksi tadi diupayakan sekecil mungkin. Aksi-aksi yang dapat mempengaruhi terjadinya pergeseraan kesetimbangan antara lain perubahan konsentrasi, perubahan volume, perubahan tekanan, perubahan jumlah mol, perubahan temperatur, dan katalisator.

C. Azas Le Chatelier

Henri Louis Le Chatelier (1884) berhasil menyimpulkan pengaruh faktor luar tehadap kesetimbangan dalam suatu azas yang dikenal dengan azas Le Chatelier sebagai berikut:

“ Bila terhadap suatu kesetimbangan dilakukan suatu tindakan (aksi), maka sistem itu akan mengadakan reaksi yang cenderung mengurangi pengaruh aksi tersebut. “

Secara singkat, azas Le Chatelier dapat dinyatakan sebagai:

Reaksi = - Aksi

Artinya : Bila pada sistem kesetimbangan dinamik terdapat gangguan dari luar sehingga kesetimbangan dalam keadaan terganggu atau rusak, maka sistem akan berubah sedemikian rupa sehingga gangguan itu berkurang dan bila mungkin akan kembali ke keadaan setimbang lagi. Cara sistem bereaksi adalah dengan melakukan pergeseran ke kiri atau ke kanan.

D. Persamaan Tetapan Kesetimbangan

Suatu bentuk ungkapan dari hukum kesetimbangan kita sebut persamaan tetapan kesetimbangan. Persamaan tetapan kesetimbangan disusun sesuai dengan stokiometri reaksi. Secara umum, untuk reaksi :

Persamaan tetapan kesetimbangan dapat dinyatakan sebagai berikut :

BAB III

PEMBAHASAN

Darah memiliki pH antara 7,35-7,45. Keseimbangan asam-basa darah dikendalikan secara seksama, karena perubahan pH yang sangat kecilpun dapat memberikan efek yang serius terhadap beberapa organ. Harga ini diatur dalam darah berada dalam kesetimbangan dengan ion hidrogen karbonat dan ion hidrogen.

Jika konsentrasi ion hidrogen bertambah, ion-ion ini bereaksi dengan ion hidrogen karbonat. Jika konsentrasi ion hidrogen terlampau rendah, asam karbonat bereaksi menghasilkan hidrogen. Oksigen diangkut dari paru-paru ke sel badan oleh hemoglobin dalam sel darah merah. Dalam paru-paru, konsentrasi oksigen cukup tinggi dan hemoglobin bereaksi dengan oksigen membentuk oksihemoglobin. Reaksi ini dapat ditulis :

Ketika oksigen diangkut dari paru-paru ke jaringan tubuh, karbon dioksida yang dihasilkan oleh respirasi sel angkut dari jaringan tubuh ke paru-paru. Dalam jaringan tubuh karbon dioksida yang konsentrasinya relatif tinggi melarut dalam darah bereaksi dengan air membentuk asam karbonat.

Dalam paru-paru di mana konsentrasi karbon dioksida relatif rendah, reaksi sebaliknya yang terjadi dan karbon dikeluarkan dari darah ke udara.

Penurunan keasaman (pH) darah < style="">asidosis, sedangkan peningkatan keasaman (pH) > 7,45 disebut alkalosis. Jika gangguan asam basa terutama disebabkan oleh komponen respirasi (pCO₂) maka disebut asidosis/alkalosis respiratorik, sedangkan bila gangguannya disebabkan oleh komponen HCO₃ maka disebut asidosis/alkalosis metabolik. Disebut gangguan sederhana bila gangguan tersebut hanya melibatkan satu komponen saja (respirasi atau metabolik), sedangkan bila melibatkan keduanya (respirasi dan metabolik) disebut gangguan asam basa campuran.

Gambar 2 Nilai pH darah

Asidosis adalah suatu keadaan dimana darah terlalu banyak mengandung asam (atau terlalu sedikit mengandung basa) dan sering menyebabkan menurunnya pH darah. Alkalosis adalah suatu keadaan dimana darah terlalu banyak mengandung basa (atau terlalu sedikit mengandung asam) dan kadang menyebabkan meningkatnya pH darah.

Asidosis dan alkalosis bukan merupakan suatu penyakit tetapi lebih merupakan suatu akibat dari sejumlah penyakit. Terjadinya asidosis dan alkalosis merupakan petunjuk penting dari adanya masalah metabolisme yang serius.

Asidosis dan alkalosis dikelompokkan menjadi metabolik atau respiratorik, tergantung kepada penyebab utamanya. Asidosis metabolik dan alkalosis metabolik disebabkan oleh ketidakseimbangan dalam pembentukan dan pembuangan asam atau basa oleh ginjal. Asidosis respiratorik atau alkalosis respiratorik terutama disebabkan oleh penyakit paru-paru atau kelainan pernafasan.

Pada dasarnya pH atau derajat keasaman darah tergantung pada konsentrasi ion H⁺ dan dapat dipertahankan dalam batas normal melalui 3 faktor, yaitu:

1. Mekanisme dapar (larutan penyangga) kimia

Terdapat 4 macam larutan penyangga (dapar) kimia dalam tubuh, yaitu (1) Sistem dapar bikarbonat-asam karbonat, (2) Sistem dapar fosfat, (3) Sistem dapar protein, (4) Sistem dapar hemoglobin. Sistem penyangga pH yang paling penting dalam darah adalah menggunakan sistem dapar bikarbonat-asam karbonat.

Bikarbonat (suatu komponen basa) berada dalam kesetimbangan dengan karbondioksida (suatu komponen asam). Jika lebih banyak asam yang masuk ke dalam aliran darah, maka akan dihasilkan lebih banyak bikarbonat dan lebih sedikit karbondioksida, jika lebih banyak basa yang masuk ke dalam aliran darah, maka akan dihasilkan lebih banyak karbondioksida dan lebih sedikit bikarbonat.

2. Mekanisme ginjal

Kelebihan asam akan dibuang oleh ginjal, sebagian besar dalam bentuk amonia. Ginjal manusia memiliki kemampuan untuk merubah jumlah asam atau basa yang dibuang.

3. Mekanisme pernafasan

Karbondioksida (CO₂) adalah hasil tambahan penting dari metabolisme oksigen dan terus menerus yang dihasilkan oleh sel. Darah membawa karbondioksida (CO₂) ke paru-paru dan di paru-paru karbondioksida tersebut dikeluarkan (dihembuskan).

Pusat pernafasan di otak mengatur jumlah karbondioksida yang dihembuskan dengan mengendalikan kecepatan dan kedalaman pernafasan. Jika pernafasan meningkat, kadar karbondioksida dalam darah menurun dan darah menjadi lebih basa. Jika pernafasan menurun, kadar karbondioksida darah meningkat dan darah menjadi lebih asam, dengan mengatur kecepatan dan kedalaman pernafasan, maka pusat pernafasan dan paru-paru mampu mengatur pH darah menit demi menit.

BAB IV

KESIMPULAN

Keseimbangan asam-basa darah dikendalikan secara seksama, karena perubahan pH yang sangat kecil akan dapat memberikan efek yang serius terhadap beberapa organ. Penurunan keasaman (pH) darah < style="">asidosis, sedangkan peningkatan keasaman (pH) > 7,45 disebut alkalosis. Asidosis dan alkalosis bukan merupakan suatu penyakit tetapi lebih merupakan suatu akibat dari sejumlah penyakit. Terjadinya asidosis dan alkalosis merupakan petunjuk penting dari adanya masalah metabolisme yang serius.

BAB V

DAFTAR PUSTAKA

id.wikipedia.org. Darah. Diakses pada tanggal 22 November 2008. Pukul 11.00 WIB.

Nasrudin H. Kesetimbangan kimia. pustakamaya.ictcenter-kendal. Diakses pada tanggal 22 November 2008. Pukul 11.00 WIB

Wulangi KS. 1993. Prinsip-prinsip fisiologi hewan. Bandung : Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.

BATERAI

Mata Kuliah : Kimia Terapan

Dosen : DR Mudjiyono

Lussana Rossita Dewi

S830208015/IPA/Psains

BAB I

PENDAHULUAN

Baterai adalah alat listrik-kimiawi yang menyimpan energi dan mengeluarkannya dalam bentuk listrik. Baterai ada yang berbentuk tabung atau kotak. Ada juga yang dinamakan rechargeable battery, yaitu baterai yang dapat diisi ulang, seperti yang biasa terdapat pada telepon genggam ataupun yang terdapat pada laptop. Baterai sekali pakai disebut juga dengan baterai primer (Gambar 1), sedangkan baterai isi ulang disebut dengan baterai sekunder.

www.bateraipowerex.com

Gambar 1 Baterai primer

Baik baterai primer maupun baterai sekunder, kedua-duanya bersifat merubah energi kimia menjadi energi listrik. Baterai primer hanya bisa dipakai sekali, karena menggunakan reaksi kimia yang bersifat tidak bisa dibalik (irreversible reaction). Sedangkan baterai sekunder dapat diisi ulang karena reaksi kimianya bersifat bisa dibalik (reversible reaction).

BAB II

DASAR TEORI

Reaksi Reduksi dan Oksidasi

Definisi oksidasi :

1. Reaksi suatu zat dengan O₂

2. Menambah kadar oksigen atau mengurangi kadar hidrogen dari suatu zat

3. Menaikkan bilangan oksidasi suatu unsur dalam keadaan bebas atau dalam suatu senyawa

4. Menambah muatan positif suatu kation atau mengurangi muatan negatif suatu anion

Zat-zat yang dapat mengoksidasi zat lain dinamakan oksidator. Disamping O₂ masih dikenal banyak oksidator-oksidator lainnya seperti Cl₂, Br₂, I₂, KNO₃, dan KClO₃.

Peristiwa reduksi merupakan kebalikan dari peristiwa oksidasi. Reduksi selalu terjadi bersamaan dengan oksidasi. Bila suatu zat teroksidasi karena mengikat oksigen, maka zat yang melepaskan oksigen menjadi tereduksi.

Zat yang dapat mengoksidasi zat lain disebut oksidator. Oksidator melepaskan oksigennya kepada zat yang dioksidasinya. Zat yang mengambil oksigen dari zat lain disebut reduktor dan bersifat pereduksi. Zat yang teroksidasi adalah reduktor. Sebaliknya, zat yang mengoksidasi adalah oksidator. Jadi reaksi oksidasi-reduksi selalu berlangsung bersamaan dan serempak, dan disingkat redoks (reduksi-oksidasi).

Sel-Sel Elektrokimia

Sel elektrokimia dapat digolongkan atas sel elektrolisis dan sel galvanik. Dalam sel elektrolisis energi listrik menyebabkan terjadinya sustu reaksi kimia, sedangkan dalam sel galvanik suatu reaksi kimia meghasilkan energi listrik.

Reaksi yang berlangsung di dalam sel elektrokimia terdiri atas dua buah setengah reaksi, yaitu oksidasi yang terjadi pada anode, dan reduksi yang terjadi pada katode.

Elektrolisis

Elektrolisis adalah peruraian suatu elektrolit karena pengaruh arus listrik sehingga terbentuk senyawa-senyawa baru yang lebih sederhana.

Banyaknya arus listrik yang dialirkan melalui suatu sel elektrolisis dan banyaknya zat yang dihasilkan pada elektrode dapat dihitung dengan hukum Faraday yaitu :

1. Banyaknya zat yang dihasilkan pada elektrode berbanding lurus dengan jumlah arus listrik yang digunakan
2. Berat zat yang dihasilkan oleh sejumlah arus listrik berbanding lurus dengan berat ekivalen masing-masing zat

BAB III

PEMBAHASAN

Komponen di dalam baterei

Baterai terdiri dari tiga komponen penting (Gambar 2), yaitu:

1. Batang karbon sebagai anoda (kutub positif baterai)

2. Seng (Zn) sebagai katoda (kutub negatif baterai)

3. Pasta sebagai elektrolit (penghantar)

Adapun selnya terdiri dari sebuah silinder dari Zn yang berfungsi sebagai anode dan tepat di tengah-tengah silinder terdapat sebatang grrafit berlapiskan MnO₂ sebagai katode. Ruang antara batang grafit dan silinder Zn diisi dengan pasta elektrolit yang terdiri dari campuran NH₄Cl + ZnCl₂ + MnO₂ + H₂O (Gambar 2).

Baterei Lithium yang super tipis

Para peneliti Lembaga Ilmu Pengetahuan Indone­sia (LIPI) berhasil menemukan cara pembu­atan baterai elektronik dari bahan lithium. Berbeda dengan perangkat baterai lithium yang beredar di pasaran saat ini, ba­han elektrolit yang digunakan adalah bahan cair. Senyawa yang digunakan biasanya jenis perklo­rat (LiF atau LiClO₄).

mitra82.files.wordpress.com

Gambar 2 Bagian-bagian dari baterei kering

Elekrolit berbahan cair ke­lemahannya lebih tidak stabil di­bandingkan materi padat. Materi yang digunakan peneliti LIPI sebagai elektrolit ter­sebut adalah LiTAIP (Lithium Titanium Aluminium Fosfat). Disebutkan bahan yang digu­nakan tersebut lebih stabil dan memiliki nilai hambatan hanya 400 ohm. Pada model bateral lithium, produksi luaran nilai hambatan baterai, biasanya berada di kisar­an 1.000 ohm. Keuntungan untuk jenis baterai buatan LIPI adalah dengan semakin kecilnya nilai hambatan yang diperoleh, maka aliran arus (konduktivitas) lebih besar dibandingkan baterai-baterai lain.

Baterai lithium yang dipro­duksi oleh tim LIPI di Puslit Fisi­ka, hingga berhasil dipatenkan pada Juni lalu, total energi yang mampu disuplai mencapai 3,6 volt untuk satu sel. Rencananya dalam waktu dekat, beberapa percobaan akan dibuat untuk membuat energi suplal ini mampu memenuhi kebutuhan sebuah perangkat elektronik dengan total daya hingga 50 watt.

Keunggulan lain bateral lithi­um buatan LIPI ini, jumlah lithium yang menghantarkan arus di dalam setiap sel angkanya lebih besar 0,3 kali dibandingkan jenis lithi­um pada umumnya. Hasil perhi­tungan yang diperoleh diketahui bahwa perpaduan materi tersebut mampu menambahkan jum­lah lithium pada angka 1,33-1,37.

Kelebihan lain baterai produksi LIPI ini adalah cukup ri­ngan dan elastis seperti kertas. Untuk membuat lithium dan un­sur lainnya bisa lengket menjadi satu dan bisa digunakan sebagai baterai tim menggunakan eva (etilen venil asetat). Eva ini ber­fungsi seperti lem perekat setiap unsur. Dalam bahasa komposit­nya disebut sebagai bahan ber­basis polimer. Dari segi ukuran, baterai yang berhasil dibuat cukup tipis. Ukurannya menyentuh bilangan mikron. Saat ini kisaran persatu lembarnya berada antara 6 sampai 100 mikron.

Baterai charger dan adaptor

Baterei yang biasa dijual mempunyai tegangan listrik 1,5 volt. Baterai ada yang berbentuk tabung atau kotak. Sekarang ada yang dinamakan battery-charge, yaitu baterai yang dapat diisi ulang, biasa terdapat pada telepon genggam dan laptop.

Baterei sekunder memerlukan pengisi, untuk mengisi penuh kembali daya yang mereka miliki. Pengisi akan memberikan listrik ke elektroda (berlawanan dengan arah dari listrik), yang akan membalikan proses kimia pada baterai dan mengubah energi listrik menjadi energi potensial kimia.

Baterai hanya boleh di isi oleh pengisi muatan yang direkomendasikan oleh pembuatnya, untuk batere tipe tertentu. Pada umumnya baterei jangan pernah menggunakan tipe pengisi yang berbeda ukuran dan jenisnya dengan baterei pengisi. Walaupun baterei tersebut memiliki bentuk dan ukuran yang sama kecuali dari jenis merk yang sama.

Mengisi baterei tanpa pengisi baterei yang direkomendasikan adalah pekerjaan yang sulit dan berbahaya, jika terlalu banyak arus yang diberikan , atau pengisi akan memberikan arus terlalu cepat akan menyebabkan baterei terlalu panas, bocor, atau bahkan menimbulkan ledakan. Sebaliknya apabila arus yang dialirkkan tidak sesuai dengan kapsitas, maka baterei tidak akan pernah terisi penuh. Apabila hal tersebut terjadi terus menerus maka akan menghilangkan kemampuan mengisi.

Arus yang dialirkan pada saat pengisian batere terlihat normal sama dengan pada bahasan teori arus ( untuk nilai baterei ) yang dibutuhkan untuk mengisi baterei secara penuh dalam waktu satu jam. Teori arus tersebut itu biasa disebut dengan nilai tingkat kapasitas baterei dan yang ditampilkan dengan simbol “C”.contohnya, arus dari 0.1 C adalah arus pada sembilan jam, secara teoritis, pengisian pada batere akan penuh.

Teknik pengisian baterei

Secara umum tingkat pengisian batere yang lambat akan memperpanjang keseluruhan hidup dari baterei itu sendiri. Baterei akan menjadi rongsokan atau rusak jika terlalu banyaknya arus yang digunakan secara cepat pada proses pengisian. Begitu juga ketika baterei setelah mencapai tingkat akhir dari pengisian, arus harus bisa diciutkan untuk mencegah kerusakan pada batere. Banyak pengisi yang menawarkan pembatasan dengan maksud akan menurunkan atau menciutkan pemakaian arus ketika baterei mencapai tingkat pengisian potensial.

Tingkat pengisian yang lambat seringkali lebih merupakan tingkat pengisian yang dianjurkan., ketika batere akan di isi kembal kurang satu hari , tanpa ada kemungkinan yang signifikan dari kerusakan baterei. Tingkat pengisian yang lambat akan bisa di gunakan untuk baterei yang tidak dikenal .

BAB IV

KESIMPULAN

Baterei merupakan salah satu alat penyimpan listrik yang sangat penting dalam kehidupan kita sehari-hari. Dengan menggunakan baterei, mempermudah kita untuk menggunakan peralatan elektronik dimanapun kita berada. Namun, dari segi lingkungan, limbah baterei khususnya baterei primer belum ada suatu cara yang dapat mendaur ulang menjadi bahan yang ramah lingkungan. Hal tersebut menjadi tantangan para peneliti untuk menemukannya.

BAB V

DAFTAR PUSTAKA

id.wikipedia.org. Baterei. Diakses pada tanggal 11 November 2008. Pukul 09.00 WIB.

www.ristek.go.id. Lithium Tipis dari LIPI. Diakses pada tanggal 11 November 2008. Pukul 09.00 WIB.

KOLOID

Mata Kuliah : Kimia Terapan

Dosen : DR Mudjiyono

Lussana Rossita Dewi

S830208015/IPA/psains

I. PENDAHULUAN

Susu merupakan salah satu bentuk cairan bergizi yang sangat diperlukan untuk proses pertumbuhan tidak bagi manusia tapi juga bagi hewan, khususnya hewan dari golongan mamalia. Susu (Gambar 1) disebut sebagai makanan yang hampir sempurna karena kandungan zat gizinya yang lengkap. Selain air, susu mengandung protein, karbohidrat, lemak, mineral, enzim-enzim, gas serta vitamin A, C dan D dalam jumlah memadai.

www.photoshoptalent.com

Gambar 1 Susu

Pada zaman dahulu, susu telah dipakai sebagai bahan pokok pangan manusia. Manusia mengambil susu dari hewan yang memiliki kelenjar susu, seperti sapi dan domba. Sapi dan domba mulai dijinakkan sejak 8000 SM untuk diambil daging, bulu dan susunya. Di Timur Tengah, susu bahkan terfermentasi menjadi keju oleh para pengembara gurun di sana. Diperkirakan susu mulai masuk ke dataran Eropa pada abad 5000 SM melewati daerah Anatolia. Sementara, susu mulai masuk ke Inggris pada periode Neolitik.

Penggunaan keju dan susu dari Timur Tengah lewat Turki mulai dikenal oleh bangsa Eropa pada zaman Pertengahan. Kemudian, pada abad ke-15, para pelaut mulai membawa sapi perah untuk dipelihara dan diternakkan di dataran Eropa untuk konsumsi susu. Susu sapi sendiri baru dikenal oleh bangsa Indonesia lewat penjajahan Hindia Belanda pada abad ke 18.

Susu terdiri dari berbagai macam jenis (Tabel 1)

Tabel 1 Klasifikasi/jenis susu

Klasifikasi / jenis susu

Air susu ibu (manusia), susu sapi/kambing/onta/ hewan mamalia lain, susu kedelai

Susu murni, susu formula / diperkaya, susu fermentasi

Susu utuh (full cream), susu skim

Susu instan, susu non-instan

Susu untuk bayi, susu untuk anak (pertumbuhan), susu untuk dewasa, susu untuk usia lanjut

Susu cair, susu bubuk

Susu kolostrum

II. DASAR TEORI

A. Larutan

Dalam kimia, larutan adalah campuran homogen yang terdiri dari dua atau lebih zat. Zat yang jumlahnya lebih sedikit di dalam larutan disebut (zat) terlarut atau solut, sedangkan zat yang jumlahnya lebih banyak daripada zat-zat lain dalam larutan disebut pelarut atau solven. Komposisi zat terlarut dan pelarut dalam larutan dinyatakan dalam konsentrasi larutan, sedangkan proses pencampuran zat terlarut dan pelarut membentuk larutan disebut pelarutansolvasi. atau

Contoh larutan yang umum dijumpai adalah padatan yang dilarutkan dalam cairan, seperti garam atau gula dilarutkan dalam air. Gas dapat pula dilarutkan dalam cairan, misalnya karbon dioksida atau oksigen dalam air. Selain itu, cairan dapat pula larut dalam cairan lain, sementara gas larut dalam gas lain.

B. Kelarutan

Kelarutan atau solubilitas adalah kemampuan suatu zat kimia tertentu, zat terlarutsolute), untuk larut dalam suatu pelarut (solvent). Kelarutan dinyatakan dalam jumlah maksimum zat terlarut yang larut dalam suatu pelarut pada kesetimbangan. Larutan hasil disebut larutan jenuh. Zat-zat tertentu dapat larut dengan perbandingan apapun terhadap suatu pelarut. (

Pelarut umumnya merupakan suatu cairan yang dapat berupa zat murni ataupun campuran. Zat yang terlarut, dapat berupa gas, cairan lain, atau padat. Kelarutan bervariasi dari selalu larut seperti etanol dalam air, hingga sulit terlarut, seperti perak klorida dalam air. Istilah "tak larut" (insoluble) sering diterapkan pada senyawa yang sulit larut, walaupun sebenarnya hanya ada sangat sedikit kasus yang benar-benar tidak ada bahan yang terlarut. Dalam beberapa kondisi, titik kesetimbangan kelarutan dapat dilampaui untuk menghasilkan suatu larutan yang disebut lewat jenuh (supersaturated) yang metastabil.

C. Sistem Koloid

Sistem koloid (selanjutnya disingkat "koloid" saja) merupakan suatu bentuk campuran (sistem dispersi) dua atau lebih zat yang bersifat homogen namun memiliki ukuran partikel terdispersi yang cukup besar (1 - 100 nm).

Perbandingan sifat antara larutan sejati dan sistem koloid dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2 Perbandingan sifat larutan sejati dan sistem koloid

Larutan sejati	Sistem koloid
Ukuran partikel lebih kecil 10-7 cm	Ukuran partikel 10-7-10-5 cm
1 fase	2 fase
Homogen	Antara homogen dan heterogen
Tidak dapat dipisahkan dalam keadaan statis	Tidak dapat dipisahkan dalam keadaan statis
Transparan	Antara transparan dan tidak
Tidak ada efek Tyndall	Mempunyai efek Tyndall
Tidak ada gerakan Brown	Mempunyai gerakan Brown
Tidak dapat dipisahkan dengan filtrasi	Tidak dapat dipisahkan dengan filtrasi

Penggolongan sistem koloid didasarkan pada fase terdispersi (zat terdispersi) dan fase pendispersi (medium dispersi) (Tabel 3).

Tabel 3 Jenis-jenis sistem koloid

No.	Zat terdispersi	Zat pendispersi	Nama Tipe	Contoh
1.	Gas	Cairan	Busa	Krim kocok, busa bir, busa sabun
2.	Gas	Padat	Busa padat	Batu apung, karet busa
3.	Cairan	Gas	Aerosol cair	Kabut, awan
4.	Cairan	Cairan	Emulsi	Mayones, susu
5.	Cairan	Padat	Emulsi padat	Keju, mentega
6.	Padat	Gas	Aerosol padat	Asap, debu
7.	Padat	Cair	Sol	Pati dalam air, selai
8.	Padat	Padat	Sol padat	Intan hitam, kaca rubi

Sifat dari sistem koloid yang penting ada 3 macam, yaitu :

1. Efek Tyndall

Efek Tyndall ialah gejala penghamburan berkas sinar (cahaya) oleh partikel-partikel koloid. Hal ini disebabkan karena ukuran molekul koloid yang cukup besar. Efek tyndall ini ditemukan oleh John Tyndall (1820-1893), seorang ahli fisika Inggris. Oleh karena itu sifat itu disebut efek tyndall.

Efek Tyndall adalah efek yang terjadi jika suatu larutan terkena sinar. Pada saat larutan sejati (gambar kiri) disinari dengan cahaya, maka larutan tersebut tidak akan menghamburkan cahaya, sedangkan pada sistem koloid (gambar kanan), cahaya akan dihamburkan. hal itu terjadi karena partikel-partikel koloid mempunyai partikel-partikel yang relatif besar untuk dapat menghamburkan sinar tersebut. Sebaliknya, pada larutan sejati, partikel-partikelnya relatif kecil sehingga hamburan yang terjadi hanya sedikit dan sangat sulit diamati.

2. Gerak Brown

Gerak Brown ialah gerakan partikel-partikel koloid yang senantiasa bergerak lurus tapi tidak menentu (gerak acak/tidak beraturan). Jika kita amati koloid dibawah mikroskop ultra, maka kita akan melihat bahwa partikel-partikel tersebut akan bergerak membentuk zigzag. Pergerakan zigzag ini dinamakan gerak Brown. Partikel-partikel suatu zat senantiasa bergerak. Gerakan tersebut dapat bersifat acak seperti pada zat cair dan gas( dinamakan gerak brown), sedangkan pada zat padat hanya beroszillasi di tempat ( tidak termasuk gerak brown ). Untuk koloid dengan medium pendispersi zat cair atau gas, pergerakan partikel-partikel akan menghasilkan tumbukan dengan partikel-partikel koloid itu sendiri. Tumbukan tersebut berlangsung dari segala arah. Oleh karena ukuran partikel cukup kecil, maka tumbukan yang terjadi cenderung tidak seimbang. Sehingga terdapat suatu resultan tumbukan yang menyebabkan perubahan arah gerak partikel sehingga terjadi gerak zigzag atau gerak Brown.

Semakin kecil ukuran partikel koloid, semakin cepat gerak Brown yang terjadi. Demikian pula, semakin besar ukuran partikel koloid, semakin lambat gerak Brown yang terjadi. Hal ini menjelaskan mengapa gerak Brown sulit diamati dalam larutan dan tidak ditemukan dalam campuran heterogen zat cair dengan zat padat (suspensi). Gerak Brown juga dipengaruhi oleh suhu. Semakin tinggi suhu sistem koloid, maka semakin besar energi kinetik yang dimiliki partikel-partikel medium pendispersinya. Akibatnya, gerak Brown dari partikel-partikel fase terdispersinya semakin cepat. Demikian pula sebaliknya, semakin rendah suhu sistem koloid, maka gerak Brown semakin lambat.

3. Absorpsi

Absorpsi ialah peristiwa penyerapan partikel atau ion atau senyawa lain pada permukaan partikel koloid yang disebabkan oleh luasnya permukaan partikel. (Catatan : Absorpsi harus dibedakan dengan adsorpsi yang artinya penyerapan yang terjadi di dalam suatu partikel). Contoh : (i) Koloid Fe(OH)₃ bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H⁺. (ii) Koloid As₂S₃ bermuatan negatif karena permukaannya menyerap ion S₂.

Cara pembuatan koloid ada 2 macam, yaitu :

1. Cara dispersi

Metode atau cara dispersi adalah menghaluskan partikel-partikel yang terdapat dalam keadaan mikroskopoik. Molekul-molekul yang besar dipecah menjadi partikel berukuran koloid.

2. Cara kondensasi

Cara kondensasi ialah menggabungkan sejumlah besar atom-atom (molekul-molekul) membentuk partikel yang lebih besar, yang sesuai dengan ukuran partikel koloid.

D. Emulsi

Emulsi adalah koloid di mana zat terdispersi dan medium dispersinya sama-sama zat cair tetapi tidak saling bercampur. Emulsi dibedakan atas emulsi minyak dalam air (M/A) dan emulsi air dalam minyak (A/M). Contoh emulsi M/A adalah santan, susu, lateks, dan lain-lain. Contoh emulsi A/M adalah mentega, margarin, minyak rambut, minyak bumi, dan lain-lain.

III. PEMBAHASAN

A. Proses Pengolahan Susu

Susu segar merupakan cairan yang berasal dari kambing atau sapi sehat dan bersih yang diperoleh dengan cara pemerahan yang benar yang kandungan alaminya tidak dikurangi atau ditambah sesuatu apapun dan belum mendapat perlakuan apapun. Umumnya susu yang dikonsumsi masyarakat adalah susu olahan baik dalam bentuk cair (susu pasteurisasi, susu UHT) maupun susu bubuk.

Susu bubuk (Gambar 2) berasal susu segar baik dengan atau tanpa rekombinasi dengan zat lain seperti lemak atau protein yang kemudian dikeringkan. Umumnya pengeringan dilakukan dengan menggunakan spray dryer atau roller drayer. Umur simpan susu bubuk maksimal adalah 2 tahun dengan penanganan yang baik dan benar. Susu bubuk dapat dikelompokkan menjadi tiga jenis yaitu susu bubuk berlemak (full cream milk prowder), susu bubuk rendah lemak (partly skim milk powder) dan susu bubuk tanpa lemak (skim milk prowder).

upload.wikimedia.org

Gambar 2 Susu bubuk

Susu UHT (ultra high temperature) merupakan susu yang diolah menggunakan pemanasan dengan suhu tinggi dan dalam waktu yang singkat (135-145 derjat Celcius) selama 2-5 detik. Pemanasan dengan suhu tinggi bertujuan untuk membunuh seluruh mikroorganisme (baik pembusuk maupun patogen) dan spora. Waktu pemanasan yang singkat dimaksudkan untuk mencegah kerusakan nilai gizi susu serta untuk mendapatkan warna, aroma dan rasa yang relatif tidak berubah seperti susu segarnya.

Susu UHT dikemas secara higienis dengan menggunakan kemasan aseptik multilapis berteknologi canggih (Gambar 3). Kemasan multilapis ini kedap udara sehingga bakteri pun tak dapat masuk ke dalamnya. Karena bebas bakteri perusak minuman, maka susu UHT pun tetap segar dan aman untuk dikonsumsi. Selain itu kemasan multilapis susu UHT ini juga kedap cahaya sehingga cahaya ultra violet tak akan mampu menembusnya dengan terlindungnya dari sinar ultra violet maka kesegaran susu UHT pun akan tetap terjaga. Setiap kemasan aseptik multilapis susu UHT disterilisasi satu per satu secara otomatis sebelum diisi dengan susu. Proses tersebut secara otomatis dilakukan hampir tanpa adanya campur tangan manusia sehingga menjamin produk yang sangat higienis dan memenuhi standar kesehatan internasional.

Proses pengolahan susu cair dengan teknik sterilisasi atau pengolahan menjadi susu bubuk sangat berpengaruh terhadap mutu sensoris dan mutu gizinya terutama vitamin dan protein. Pengolahan susu cair segar menjadi susu UHT sangat sedikit pengaruhnya terhadap kerusakan protein. Di lain pihak kerusakan protein sebesar 30 persen terjadi pada pengolahan susu cair menjadi susu bubuk.

farm4.static.flickr.com

Gambar 3 Pengemasan susu UHT

Kerusakan protein pada pengolahan susu dapat berupa terbentuknya pigmen coklat (melanoidin) akibat reaksi Mallard. Reaksi Mallard adalah reaksi pencoklatan non enzimatik yang terjadi antara gula dan protein susu akibat proses pemanasan yang berlangsung dalam waktu yang cukup lama seperti pada proses pembuatan susu bubuk. Reaksi pencoklatan tersebut menyebabkan menurunnya daya cerna protein.

Proses pemanasan susu dengan suhu tinggi dalam waktu yang cukup lama juga dapat menyebabkan terjadinya rasemisasi asam-asam amino yaitu perubahan konfigurasi asam amino dari bentuk L ke bentuk D. Tubuh manusia umumnya hanya dapat menggunakan asam amino dalam bentuk L. Dengan demikian proses rasemisasi sangat merugikan dari sudut pandang ketersediaan biologis asam-asam amino di dalam tubuh.

B. Susu Bermelamin

Ribut-ribut susu asal Cina mengandung melamin mencemaskan seluruh dunia. Maklum, selama ini berbagai produk asal Cina – termasuk susu – mengalir deras ke berbagai negara. Sebagai produsen, Cina terkenal sebagai penghasil beragam produk yang harganya amat bersaing. Berdasarkan hasil analisis laboratorium AQSIQ (Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine), Cina, kandungan melamin yang ditemukan dalam susu formula buatan ke-22 pabrik ini berkisar antara 0,09 mg/kg hingga 619 mg/kg susu. Tapi, melamin dalam susu formula produksi Sanlu Co. Mencapai 2.563 mg/kg! AQSIQ melaporkan, melamin juga positif ditemukan dalam susu cair yang diproduksi Mengniu Dairy Group Co., Yili Industrial Co. dan Bright Dairy yang berkantor pusat di Shanghai.

Di Cina sendiri, tercatat 6.244 bayi positif menderita batu ginjal, 4 bayi lagi bahkan telah meninggal dunia. Sementara itu, 39.965 bayi tengah berada dalam tahap penyembuhan beragam. Ada yang masih dirawat di rumah sakit, ada yang berada dalam kondisi kritis, tapi ada juga yang sudah boleh pulang. Mirisnya lagi, pasien-pasien cilik ini sebagian besar (81,9%) berusia kurang dari 2 tahun. Berdasarkan data epidemiologi Departemen Kesehatan Cina, anak-anak ini sakit setelah mengonsumsi susu bubuk formula produksi Sanlu Co. Menurut data Badan Kesehatan Dunia (WHO), Shijiangzhuang Sanlu Co., adalah salah satu dari 22 pabrik di seluruh Cina, yang susu formula produksinya positif mengandung melamin.

Mengoplos melamin ke dalam susu merupakan praktek pemalsuan susu. Produsen menambahkan air ke dalam susu mentah agar susu menjadi banyak. Setelah menjadi lebih encer, tentu saja konsentrasi protein larutan akan turun. Nah, agar kadar proteinnya tetap tinggi, ditambahkanlah melamin. Perusahaan-perusahaan pengguna bahan baku susu biasanya mengecek kadar protein susu dengan melakukan pengujian kadar nitrogen. Karena melamin adalah senyawa yang kaya akan nitrogen (66% melamin adalah nitrogen), penambahan melamin ke dalam susu mentah akan meningkatkan kadar nitrogennya, hingga seolah kadar proteinnya juga tinggi.

Menurut Food and Drugs Administration (Badan Makanan dan Obat) Amerika Serikat, asupan harian melamin yang dapat ditoleransi (tolerable daily intake/TDI) tubuh adalah 0,63 mg/kg berat badan. Pada masyarakat Eropa, otoritas pengawas makanannya mengeset standar lebih tinggi lagi, yaitu 0,5 mg/kg berat badan. Jadi, dengan kadar melamin dalam susu yang ditemukan berkisar antara 0,09 mg/kg susu hingga 619 mg/kg susu, bila konsumsi per kg berat badan bayi sekitar 140 g per hari, itu artinya bayi akan menerima asupan melamin 0,013-86,7 mg/kg berat badan. Bahkan, kalau mengonsumsi susu yang terkontaminasi melamin hingga 2.563 mg/kg susu, berarti asupan melaminnya akan mencapai 358,8 mg/kg berat badan.

C. Keracunan Susu

Gejala keracunan yang ditimbulkan oleh susu tidak disebabkan oleh komponen biokimia yang terkandung di dalamnya. Manusia dapat mengalami gejala keracunan karena susu tersebut telah terkontaminasi oleh bakteri. Susu dapat menjadi media pertumbuhan yang baik bagi bakteri, karena di dalamnya terdapat komponen biokimia yang juga diperlukan oleh bakteri untuk tumbuh dan berkembang.

Terjadinya kontaminasi bakteri dapat dimulai ketika susu diperah dari puting sapi. Lubang puting susu memiliki diameter kecil yang memungkinkan bakteri tumbuh di sekitarnya. Bakteri ini ikut terbawa dengan susu ketika diperah. Meskipun demikian, aplikasi teknologi dapat mengurangi tingkat pencemaran pada tahap ini dengan penggunaan mesin pemerah susu (milking machine) (Gambar 4), sehingga susu yang keluar dari puting tidak mengalami kontak dengan udara.

Peralatan pemerahan yang tidak steril dan tempat penyimpanan yang tidak bersih dapat menyebabkan tercemarnya susu oleh bakteri. Susu memerlukan penyimpanan dalam temperatur rendah agar tidak terjadi kontaminasi bakteri. Udara yang terdapat dalam lingkungan di sekitar tempat pengolahan merupakan media yang dapat membawa bakteri untuk mencemari susu. Proses pengolahan susu sangat dianjurkan untuk dilakukan di dalam ruangan tertutup.

www.disnak.jabarprov.go.id

Gambar 4 Pemerahan susu yang steril

Manusia yang berada dalam proses pemerahan dan pengolahan susu dapat menjadi penyebab timbulnya bakteri dalam susu. Tangan dan anggota tubuh lainnya harus steril ketika memerah dan mengolah susu. Bahkan, hembusan napas manusia ketika proses pemerahan dan pengolahan susu dapat menjadi sumber timbulnya bakteri. Sapi perah dan peternak yang berada dalam sebuah peternakan (farm) harus dalam kondisi sehat dan bersih agar tidak mencemari susu.

Bakteri yang dapat mencemari susu terbagi menjadi dua golongan, yaitu bakteri patogen (Pathogenic bacteria) dan bakteri pembusuk (Spoilage bacteria). Kedua macam bakteri tersebut dapat menimbulkan penyakit yang ditimbulkan oleh susu (milkborne diseases) seperti tuberkulosis, bruselosis, dan demam tipoid (typhoid fever). Pembusukan susu oleh bakteri dapat menyebabkan degradasi protein, karbohidrat, dan lemak yang terkandung dalam susu.

Dari semua penyakit yang ditularkan melalui susu, tuberkulosis adalah yang paling menonjol. Mycobacterium bovis adalah penyebab penyakit pada sapi dan dapat dipindahkan ke dalam susu, terutama bila ambingnya terkena infeksi. Bruselosis yang disebabkan karena infeksi pada sapi disebabkan oleh Brucella abortus, organisme yang menyebabkan terjadinya keguguran kandungan. Penyakit ini bersifat menular dan gejala-gejala infeksi pada manusia adalah demam yang berselang-seling, banyak keringat, sakit kepala, dan sakit seluruh badan.

IV. KESIMPULAN

Susu merupakan salah satu contoh dari sistem koloid yang sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup, khususnya manusia. Susu sebenarnya tidak memiliki efek racun dan tidak akan menyebabkan keracunan bagi makhluk hidup yang mengonsumsinya. Tapi bila dalam pengolahannya disalahgunakan baik terdapat unsur kesengajaan maupun tidak, susu dapat membahayakan jiwa makhluk hidup, khususnya manusia.

V. DAFTAR PUSTAKA

id.wikipedia.org. Sistem Koloid. Diakses pada tanggal 24 Oktober 2008. Pukul 11.00 WIB.

id.wikipedia.org. Susu. Diakses pada tanggal 24 Oktober 2008. Pukul 11.00 WIB.

www.parenting.co.id. Melamin dalam Susu ? Diakses pada tanggal 31 Oktober 2008. Pukul 11.00 WIB.

http://www.pikiran-rakyat.com. Bakteri Menyebabkan Keracunan Susu. Diakses pada tanggal 31 Oktober 2008. Pukul 11.00 WIB.

www.blogunair.com. Kesehatan, Susu, dan Kolostrum. Diakses pada tanggal 31 Oktober 2008. Pukul 11.00 WIB.

waspadaonline. Proses UHT : Upaya Penyelamatan Gizi pada Susu. Diakses pada tanggal 31 Oktober 2008. Pukul 11.00 WIB.