Daftar Isi

Percobaan Kimia Dalam Secangkir Teh

Teh adalah minuman yang menyegarkan dan juga dapat digunakan untuk mempelajari tentang reaksi kimia yang penting, seperti yang ditunjukkan oleh eksperimen sederhana di bawah ini.

Teh, termasuk teh hitam, herbal, dan buah-buahan, adalah minuman populer dan tersedia dalam beragam variasi, cocok dengan variasi warna yang mengesankan setelah diseduh.

Seperti yang diketahui banyak orang, menambahkan zat ke teh dapat mengubah warnanya dan perubahan warna dapat mengindikasikan perubahan kimiawi.

Dibawah ini, kita akan melihat lebih dekat pada beberapa reaksi kimia meliputi reaksi asam-basa, reduksi / oksidasi, dan pembentukan kompleks yang dapat diselidiki dengan menggunakan eksperimen sederhana dan aman dengan teh.

Pendahuluan

Teh dibuat dengan infusi: metode fisik ekstraksi di mana senyawa kimia, seperti minyak dan senyawa organik yang mudah menguap, larut dalam cairan infus. Dalam kasus kantong teh, bahan tanaman yang membentuk bahan infus tidak dapat melewati kantong, tetapi partikel dan senyawa yang lebih kecil yang menyebabkan warna dan rasa dapat melakukannya.

Dengan demikian, kantong teh bertindak sebagai membran yang sebagian permeabel. Secara tradisional, istilah ‘teh’ mengacu pada produk yang dibuat dengan memanen daun dari tanaman teh (Camellia sinensis) yang kemudian diolah lebih lanjut. Produk ini sekarang sering disebut sebagai ‘teh hitam’, karena kemunculannya sebelum infus.

Percobaan 1: Teh biru sebagai indikator asam basa

Dalam percobaan ini, kita mengeksplorasi perubahan warna yang terjadi saat asam dan basa ditambahkan ke infus teh bunga bunga telang yang berwarna biru yang mencolok.

Bahan

Untuk mempersiapkan kegiatan ini, setiap kelompok membutuhkan:

Teh bunga tengah

Setengah buah lemon

Air Kapur atau Soda kue (natrium hidrogen karbonat, NaHCO₃)

Air

Batang pengaduk

Tiga tabung reaksi

Tiga wadah kecil (misalnya gelas plastik)

Pemanas air

Pipet

Sendok teh (jika natrium hidrogenkarbonat digunakan)

Prosedur

Siapkan infus teh bunga telang dan biarkan dingin hingga suhu kamar.

1.Peras setengah buah lemon dan kumpulkan jus di dalam cangkir.

2. Tuangkan sedikit (2–3 ml) air kapur ke dalam gelas.

3. Tempatkan sekitar 20 ml air teh bunga telang pada suhu kamar ke masing-masing dari tiga tabung reaksi.

4. Dengan menggunakan pipet, tambahkan tiga hingga empat tetes jus lemon ke salah satu tabung reaksi, dan tiga hingga empat tetes air kapur ke yang lain.

5. Sebagai alternatif, sebagai pengganti air kapur, tambahkan satu sendok teh natrium hidrogenkarbonat ke tabung reaksi kedua.

6. Biarkan tabung reaksi ketiga sebagai kontrol.

7. Kocok tabung reaksi pertama dan kedua dengan lembut untuk menghomogenkan campuran.

8. Amati dan catat perubahan warna yang terjadi pada cairan yang terkandung di ketiga tabung reaksi, jika ada.

Pembahasan

Saat lemon ditambahkan, teh biru berubah menjadi ungu dan Ketika air kapur atau natrium hidrogenkarbonat ditambahkan, teh menjadi hijau. Perubahan warna ini terjadi karena teh bunga bunga telang mengandung molekul yang disebut antosianin.

Molekul-molekul ini mengubah panjang gelombang cahaya yang mereka serap, dan oleh karena itu warnanya, tergantung pada pH larutan tempat mereka berada. Jus lemon mengandung asam sitrat dan asam lainnya, jadi menambahkannya ke dalam teh menghasilkan larutan yang lebih asam (pH lebih rendah) dan perubahan warna yang terlihat.

Menambahkan basa lemah seperti air kapur atau natrium hidrogenkarbonat menurunkan jumlah ion hidrogen, menyebabkan keasaman yang lebih rendah (nilai pH lebih tinggi) dan perubahan warna lainnya.

Antosianin dan kromofor

Antosianin adalah sekelompok pigmen yang larut dalam air yang bertanggung jawab atas pewarnaan merah, biru, atau ungu pada banyak bunga, buah-buahan (termasuk blueberry dan raspberry), dan sayuran (seperti kubis merah).

Pigmen ini juga sebagian bertanggung jawab atas warna daun musim gugur. Wilayah molekul pigmen yang menghasilkan warna ini disebut kromofor. Di daerah kromofor, perbedaan energi antara dua orbital molekul berada dalam kisaran spektrum cahaya tampak. Menambahkan ion hidrogen ke kromofor dapat mengubah panjang gelombang absorbansi, dan dengan demikian warnanya.

Karena keasaman suatu larutan (atau nilai pH) bergantung pada konsentrasi ion hidrogen, kromofor dan bahan tanaman yang mengandungnya berpotensi bertindak sebagai indikator asam basa alami. Ada banyak contoh perubahan warna yang melibatkan antosianin sensitif pH dan pewarna nabati lainnya.

Gambar dibawah menunjukkan contoh. Di sini, dua reaksi yang dapat dibalik, masing-masing melibatkan penambahan ion hidrogen ke molekul, menyebabkan perubahan warna pada setiap langkah. Kondisi asam (pH rendah) mendorong reaksi reversibel ke kanan (biru ke merah), sedangkan kondisi dasar (pH tinggi) mendorong reaksi reversibel ke kiri (merah ke biru).

Berbagai bentuk antosianin sianidin-3-glukosida, dalam larutan dengan pH yang bervariasi. Warna molekul mewakili warna larutan encernya.

Percobaan 2:

Mengidentifikasi tanin dalam teh hitam

Percobaan ini menggunakan larutan yang mengandung ion besi (III) untuk menghasilkan perubahan warna yang menunjukkan adanya polifenol seperti tanin dalam teh.

Bahan Setiap kelompok siswa akan membutuhkan bahan-bahan berikut: Daun teh hitam atau kantong teh

Air

Batang pengaduk

Dua tabung reaksi

Larutan besi (III)

Wadah kecil (misalnya gelas plastik)

Pipet

Prosedur

1. Siapkan teh hitam celup dan di larutkan menggunakan air panas atau suhu kamar.

2. Biarkan dingin jika air panas digunakan.

3. Jika perlu, encerkan infus yang sudah disiapkan dengan air sampai berwarna kuning kecokelatan pucat.

4. Tuang kira-kira 20 ml larutan teh hiitam ke masing-masing dari dua tabung reaksi.

5. Tambahkan 3–4 tetes besi (III) klorida encer ke salah satu tabung reaksi. Cara lainnya, tuangkan sekitar 50 ml infus ke dalam gelas kimia, lalu tambahkan paku sebagai larutan pengganti Fe(II)) dan panaskan hingga mendidih, kocok perlahan untuk menghomogenkan campuran.

6. Biarkan tabung reaksi kedua sebagai kontrol. Amati dan catat perubahan yang terjadi pada tabung reaksi pertama.

Pembahasan

Dalam percobaan ini, teh menjadi gelap ketika ion besi (III) ada, berubah dari coklat pucat menjadi hitam, dengan munculnya tinta (lihat gambar). Senyawa yang bertanggung jawab atas perubahan ini adalah polifenol, yang bereaksi dengan ion besi.

Teh mengandung sejumlah polifenol, termasuk tanin yang memberikan rasa pahit dan astringency, dan contoh polifenol ini adalah asam galat dan turunannya, yang merupakan bagian dari struktur beberapa tanin.

Sifat kimiawi yang terlibat agak kompleks, tetapi singkatnya, asam galat bereaksi dengan ion besi (III) untuk membentuk ion feri pirogalat, ion kompleks hitam yang tidak larut.

Kegiatan ini dapat digunakan sebagai titik awal untuk membahas bagaimana kompleks logam transisi terbentuk (jenis ikatan yang terlibat, apa itu ligan, dan bagaimana perubahan pH mempengaruhi pembentukan).

Gambar dibawah menunjukkan contoh kompleks asam galat dan besi (III), dengan dua molekul air yang bertindak sebagai ko-ligan untuk menyelesaikan bidang koordinasi oktahedral.

Kita juga dapat menguji larutan teh lain untuk mengetahui adanya polifenol. Warna yang berbeda, dari coklat tua sampai biru tua, dapat terjadi tergantung pada kompleks besi (III) yang terbentuk.

Percobaan 3:

Reaksi redoks dengan teh kembang sepatu

Dalam perc ini, kita melihat perubahan warna karena aksi oksidator dan zat pereduksi pada teh kembang sepatu. Di sini, natrium perkarbonat bertindak sebagai zat pengoksidasi dan natrium ditionit sebagai zat pereduksi.

Bahan

1.Air teh kembang sepatu

2. Natrium percarbonat (juga dikenal sebagai sodium peroksiKarbonat), 2Na₂CO₃ · 3H₂O₂

3. Natrium dithionit (juga dikenal sebagai sodium hydrosulfite), Na₂S₂O₄

4. Air

5. Pemanas air

6. Batang pengaduk

7. Tiga tabung reaksi

8. Tiga wadah kecil (misalnya gelas plastik)

9. Pipet

10. Sendok makan.

Prosedur

1. Siapkan teh kembang sepatu dan biarkan dingin hingga suhu kamar.

2. Encerkan teh bunga sepatu yang sudah disiapkan dengan air sampai berwarna pucat (untuk lebih bisa mengamati perubahan warna) dan masukkan sekitar 20 ml cairan ini ke dalam tiga tabung reaksi.

3. Tambahkan seperempat sendok teh natrium perkarbonat ke salah satu tabung reaksi dan kocok perlahan untuk menghomogenkan campuran.

4. Ulangi dengan seperempat sendok teh natrium ditionit, tambahkan ke tabung reaksi kedua dan kocok perlahan untuk menghomogenkan campuran.

5. Biarkan tabung reaksi ketiga sebagai kontrol.

6. Amati dan bandingkan warna akhir cairan di ketiga tabung reaksi.

Pembahasan

Perubahan warna teh kembang sepatu (putih) hampir seluruhnya dengan natrium ditionit, tetapi tidak dengan natrium percarbonat (gambar bawah).

Pemutih kimia adalah produk yang digunakan untuk menghilangkan warna dari kain dan membersihkan noda. Mereka bereaksi dengan banyak senyawa organik berwarna, termasuk pigmen alami.

Agen pengoksidasi paling sering digunakan, tetapi beberapa agen pereduksi juga digunakan. Natrium perkarbonat adalah pemutih pengoksidasi berbasis peroksida yang khas.

Gugus peroksida menghasilkan spesi oksigen yang sangat reaktif, dan ini adalah agen pemutih (dan pengoksidasi) aktif. Mereka memecah ikatan kimia di daerah kromofor molekul pigmen (lihat kotak teks), mengubah warnanya.

Pemutih pereduksi, seperti natrium ditionit, bekerja dengan mengubah ikatan rangkap karbon-karbon dalam kromofor menjadi ikatan tunggal, sehingga menurunkan bilangan oksidasi karbon.

Sebelumnya Percobaan Sains: Menumbuhkan Ragi