Radikal Bebas dalam Biologi

Radikal bebas memainkan peranan penting pada beberapa proses biologi. Beberapa di antaranya berpengaruh terhadap makhluk hidup.

Radikal bebas yang mempunyai pusat oksigen di antaranya adalah superoksida dan hidroksil. Kedua radikal tersebut merupakan turunan dari oksigen molekular karena adanya reduksi. Jumlah yang berlebihan dari radikal bebas ini dapat menyebabkan cedera sel bahkan kematian. Kematian ini diakibatkan oleh kanker, strok, infraksi miokardial, dan diabetes. Pembentukan kanker banyak disebabkan oleh reaksi antara radikal bebas dengan DNA yang berpotensial menyebabkan mutasi. Mutasi ini berpengaruh terhadap siklus sel dan akhirnya bersifat berbahaya. Beberapa gejala penuaan seperti arterosklerosis juga dihubungkan dengan oksidasi radikal bebas dari beberapa zat kimia yang dibuat dalam tubuh. Radikal bebas asap rokok mengimplikasi inaktivasi alfa 1-antitripsin pada paru-paru. Proses ini akan menyebabkan emfisema.

Asap rokok mengandung radikal bebas.

Publisher: Unknown - 16.57

Reaksi Kimia Radikal Bebas

Dalam reaksi kimia, radikal bebas sering dituliskan sebagai titik yang ditempatkan pada simbol atom atau molekul. Contoh penulisan radikal bebas berikut sebagai hasil dari pemecahan homolitik:

Cl₂ → Cl• + Cl•

Mekanisme reaksi radikal menggunakan panah bermata tunggal untuk menjelaskan pergerakan elektron tunggal :

Pemutusan homolitik pada pemecahan ikatan digambarkan dengan penarikan satu elektron. Hal ini digunakan untuk membedakan dengan pemutusan heterolitik yang menggunakan anak panah bermata ganda pada umumnya.

Radikal bebas juga memainkan peran terhadap adisi radikal dan substitusi radikal sebagai intermediet yang sangat reaktif. Reaksi rantai melibatkan radikal bebas yang biasanya dibagi menjadi tiga tahap, meliputi inisiasi, propagasi dan terminasi. Contoh dalam hal ini adalah reaksi klorinasi metana.

Inisiasi

Inisiasi adalah tahap pembentukan awal radikal-radikal bebas. Hal ini menyebabkan jumlah radikal bebas meningkat pesat. Dalam klorinasi metana, tahap inisiasi adalah pemutusan secara homolitik ikatan Cl-Cl.

Cl₂ → Cl• + Cl•

Propagasi

Propagasi adalah reaksi yang melibatkan radikal bebas yang mana jumlah radikal bebas akan tetap sama. Setelah terbentuk, radikal bebas klor akan menjalani sederetan reaksi. Tahap propagasi yang pertama adalah radikal bebas klor yang merebut sebuah atom hidrogen dari dalam molekul metana, menghasilkan radikal bebas metil dan HCl.

Cl• + H:CH₃ + 1 kkal/mol → H:Cl + •CH₃

Radikal bebas metil juga sangat reaktif. Dalam tahap propagasi kedua, radikal bebas metil merebut sebuah atom klor dari dalam molekul Cl₂.

Terminasi

Terminasi adalah reaksi yang berujung pada turunnya jumlah radikal bebas. Umumnya, penurunan ini diakibatkan oleh adanya penggabungan radikal bebas yang masih tersisa.

Cl• + •CH₃ → CH₃Cl

Publisher: Unknown - 17.00

Reaktivitas Radikal Bebas

Radikal bebas merupakan senyawa yang terkenal sangat reaktif karena mempunyai elektron menyendiri atau tak berpasangan. Intermediet radikal alkil distbilkan oleh proses fisika yang hampir sama dengan karbokation. Semakin tinggi tingkat subsitusi alkil, maka stabilitas radikal alkil juga semakin tinggi. Dengan demikian, pembentukan radikal tersier (R₃C·) lebih mudah daripada radikal sekunder (R₂HC·), dan jauh lebih mudah daripada radikal primer (RH₂C·). Maka radikal yang terletak di sisi gugus fungsi seperti karbonil, nitril, dan eter akan lebih stabil daripada radikal alkil tersier.

Radikal dapat menyerang ikatan rangkap. Walaupun demikian, tidak seperti ion yang serupa, beberapa reaksi radikal tidak dilangsungkan oleh interaksi elektrostatik. Sebagai contoh, reaktivitas ion nukleofilik dengan senyawa α,β-tak jenuh (C=C–C=O) dilangsungkan oleh penarikan elektron oksigen, yang menghasilkan muatan positif parsial pada karbon karbonil. Ada dua buah reaksi yang teramati pada kasus ionik. Yang pertama karbonil diserang dalam adisi langsung pada karbonil atau gugus vinil diserang langsung dalam adisi konjugasi. Yang kedua, muatan nukleofil diambil oleh oksigen. Radikal mengadisi secara cepat ikatan rangkap, dan menghasilkan karbonil α-radikal yang relatif stabil.

Pada reaksi intramolekular, kendali yang tepat dapat dicapai untuk menghindari reaktivitas radikal yang ekstrim.

Publisher: Unknown - 17.00

Stabilitas Radikal Bebas

Radikal bebas mempunyai elektron yang tak berpasangan. Dengan demikian radikal bebas sangat reaktif terhadap senyawa lain atau terhadap jenisnya sendiri. Walaunpun demikian, ada sejumlah radikal bebas yang mempunyai "umur" yang panjang karena kestabilannya, yang dikategorikan sebagai berikut:

Radikal Stabil

Contoh utama radikal stabil adalah dioksigen molekular (O₂) dan nitrat oksida (NO). Radikal organik dapat berumur panjang karena terbentuk pada sebuah sistem π terkonjugasi. Contohnya yaitu radikal turunan α-tokoferol (vitamin E). Berikut adalah struktur radikal tokoferol:

Ada juga contoh radikal tiazil, yang mana mempunyai reaktivitas yang rendah dan stabilitas termodinamika yang tinggi dengan stabilisasi resonansi π yang terbatas.

Radikal Kokoh

Radikal kokoh adalah radikal yang berumur panjang karena kepenuhsesakan sterik di sekeliling pusat radikal yang mana secara fisik sukar untuk bereaksi dengan molekul lain. Sebagai contoh adalah radikal trifenilmetil Gomberg, garam Fremy (kalium nitrosodisulfonat, (KSO₃)₂NO·), nitroksida (rumus umum R₂NO·) seperti nitronil nitroksida dan azefenilenil serta radikal yang diturunkan dari PTM atau TTM. Radikal kokoh dihasilkan dalam jumlah yang besar selama pembakaran. Radikal jenis ini menyebabkan tekanan oksidatif yang berakibat pada penyakit jantung dan mungkin juga kanker.

Diradikal

Diradikal adalah molekul yang mengandung dua pusat radikal. Radikal yang mempunyai banyak pusat dapat membentuk molekul. Oksigen atmosferik secara alami membentuk diradikal dan dalam keadaan ground state sebagai oksigen triplet. Reaktivitas yang rendah dari oksigen atmosferik adalah karena keadaan diradikalnya. Keadaan nonradikal dioksigen kurang stabil daripada diradikal. Stabilitas relatif oksigen diradikal diakibatkan adanya spin terlarang pada transisi triplet yang dibutuhkan untuk mengambil elektron (mengoksidasi). Keadaan diradikal oksigen juga berakibat pada sifat paramagnetik, yang dapat dibuktikan dengan adanya gaya tarik menarik terhadap magnet eksternal.

Publisher: Unknown - 17.00

Radikal Bebas

Pengertian Radikal Bebas

Radikal bebas adalah suatu atom, molekul, atau ion yang mempunyai elektron tak berpasangan. Elektron yang tak berpasangan ini membuat radikal bebas sangat reaktif terhadap senyawa lain atau terhadap sejenisnya. Molekul-molekul radikal bebas dapat berdimerisasi atau berpolimerisasi secara spontan jika bersentuhan satu sama lain. Radikal bebas stabil hanya jika pada konsentrasi sangat rendah dalam media inert atau hampa.

Contoh Radikal Bebas

Contoh radikal bebas sederhana adalah radikal hidroksil (HO•), yaitu senyawa yang mempunyai satu atom hidrogen terikat pada satu atom oksigen. Contoh radikal bebas yang lain adalah karben (:CH₂) yang mempunyai dua elektron tak berpasangan, dan anion superoksida (•O−
2) yaitu molekul yang kelebihan elektron. Perhatikan radikal bebas oksigen berikut ini.

Perlu diketahui bahwa anion hidroksil (HO⁻), kation karbenium (CH+
3) dan anion oksida (O²⁻) bukan radikal karena ikatan yang terbentuk faktanya diakibatkan oleh adanya penambahan atau pelepasan elektron.

Pembentukan Radikal Bebas

Pembentukan radikal bebas diakibatkan oleh adanya pemeahan ikatan kovalen secara homolitik. Pemecahan homolitik membutuhkan energi yang sangat besar. Sebagai contoh, pemecahan H₂ menjadi 2H· mempunyai ΔH° sebesar +435 kJ/mol dan Cl₂ menjadi 2Cl· membutuhkan +243 kJ/mol. Hal ini dikenal dengan energi disosiasi homolitik yang disingkat dengan DH°. Energi ikatan antara dua atom berikatan kovalen dipengaruhi oleh struktur molekul. Pemecahan homolitik kebanyakan terjadi pada dua atom yang mempunyai elektronegativitas yang hampir sama. Dalam kimia organik, sering terjadi pada ikatan O-O pada peroksida.

Publisher: Unknown - 17.00

Gaya Dispersi London

Pengertian Gaya Dispersi London

Gaya dispersi London adalah gaya tarik-menarik sementara yang dihasilkan ketika elektron dua atom yang berdekatan menempati posisi yang membuat atom membentuk dipol sementara. Gaya London merupakan gaya intermolekuler yang paling lemah. Gaya London sering juga disebut dengan gaya tarik menarik dipol terimbas. Gaya London menyebabkan senyawa nonpolar dapat berkondensasi menjadi cairan dan membeku menjadi padatan ketika suhu diturunkan secara drastis. Perhatikan gaya London yang terjadi antara da molekul I₂ berikut ini:

Ukuran Molekul

Gaya London terjadi pada semua ukuran molekul, baik untuk senyawa polar maupun nonpolar.

• Semakin berat dan luas suatu atom dan molekul akan membentuk gaya dispersi yang semakin kuat.
• Semakin luas suatu atom atau molekul, rata-rata elektron valensi semakin jauh dari inti. elektron valensi tersebut akan tertahan lebih kuat dan semakin mudah dapat membentuk dipol sementara.
• Distribusi elektron yang mudah di sekeliling atom atau molekul dapat berdistorsi yang disebut dengan polarisabilitas.

Gaya dispersi London cenderung lebih kuat antara molekul yang tepolarisasi lebih mudah, dan sebaliknya.

Bentuk Molekul

Bentuk molekul juga berpengaruh pada besarnya gaya dispersi. Perhatikan pengaruh gaya London pada neopentana dan n-pentana berikut ini.

• Pada suhu ruang, neopentana (C₅H₁₂) berwujud gas, sementara n-pentana (C₅H₁₂) berwujud cair.
• Gaya dispersi London antara molekul n-pentana lebih kuat daripada molekul neopentana.
• Bentuk silindris dari molekul n-pentana membuat dapat berkontak satu sama lain daripada bentuk sferis dari molekul neopentana.

Publisher: Unknown - 17.00

Gaya Dipol-dipol

Pengertian Gaya Dipol-dipol

Gaya dipol-dipol adalah gaya tark menarik antara sisi positif molekul polar dengan sisi negatif molekul polar lainnya. Gaya dipol-dipol mempunyai kekuatan yang berkisar antara 5-20 kJ per mol. Gaya ini lebih lemah dibandingkan ikatan kovalen atau ikatan ion, dan mempunyai pengaruh yang signifikan hanya ketika molekul-molekul saling berdekatan. Perhatikan gaya dipol-dipol yang terjadi pada dua molekul HCl berikut ini:

Penjelasan Gaya Dipol-dipol

Adanya sifat dipol permanen ada suatu molekul misalnya CO dan HCl, tentu akan menaikkan kekuatan gaya intermolekular. Karbon monoksida mempunyai titik leleh 82 K, masing-masing lebih tinggi daripada titik leleh (63 K) dan titik didih (77 K) dinitrogen, meskipun keduanya isoelektronik yang mempunyai jumlah elektron yang sama. Dalam hal ini dapat dikaitkan dengan adanya kontribusi sifat dipol pernanen dalam molekul CO.

Peranan Gaya Dipol-dipol

Sangat penting untuk disadari bahwa gaya tarik dipol-dipol merupakan efek tambahan dari efek utama dipol imbas. Ha ini seperti ditunjukkan oleh perbandingan sifat-sifat fisik senyawa-senyawa HCl, HBr, dan HI. Perbedaan skala elektronegativitas antara kedua atom dalam masing-masing senyawa tersebut secara berurutan semakin rendah dengan naiknya nomor atom, yaitu 1,0 untuk HCl, 0,8 untuk HBr, dan 0,5 untuk HI. Hal ini berarti bahwa gaya tarik dipol-dipol antara molekul-molekul tetangga dalam masing-masing senyawa tersebut juga akan semakin rendah. Namun demikian, kecenderungan data titik didih maupun titik leleh ketiga senyawa tersebut justru berlawanan yaitu semakin tinggi. Kenyataan ini menyarankan bahwa gaya tarik dipol-dipol bukanlah merupakan faktor utama penentu besarnya titik leleh maupun titik didih suatu senyawa, melainkan gaya tarik dipol imbas lebih dominan.

Publisher: Unknown - 17.00

Reaksi Saponifikasi

Pengertian Saponifikasi

Saponifikasi adalah reaksi pembentukan sabun, yang biasanya dengan bahan awal lemak dan basa. Nama lain reaksi saponifikasi adalah reaksi penyabunan. Dalam pengertian teknis, reaksi saponifikasi melibatkan basa (soda kaustik NaOH) yang menghidrolisis trigliserida. Trigliserida dapat berupa ester asam lemak membentuk garam karboksilat.

Saponifikasi Trigliserida

Minyak sayuran dan lemak hewani merupakan bahan utama untuk reaksi saponifikasi. Trigliserida dapat diubah menjadi sabun dalam proses satu atau dua tahap. Pada proses satu tahap, trigliserida diperlakukan dengan basa kuat yang akan memutus ikatan ester dan menghasilkan garam asam lemak dan gliserol. Proses ini digunakan dalam industri gliserol. Dengan cara ini, sabun juga dihasilkan dengan cara pengendapan. Peristiwa ini disebut dengan salting out oleh NaCl jenuh.

Angka Penyabunan

Dalam reaksi saponifikasi, dikenal dengan angka saponifikasi atau angka penyabunan. Angka penyabunan adalah jumlah basa yang diperlukan untuk dapat melangsungkan saponifikasi terhadap sampel lemak.

Mekanisme Hidrolisis Basa

Mekanisme pemutusan ikatan ester oleh basa melibatkan reaksi kesetimbangan. Anion hidroksida menyerang gugus karbonil ester. Produk intermediet disebut dengan ortoester.

Pemutusan alkoksida menghasilkan asam karboksilat.

Alkoksida lebih basa daripada basa konjugat dari asam karboksilat. Dengan demikian, transfer proton menjadi lebih cepat.

Publisher: Unknown - 17.00

Sel Galvani

Pengertian Sel Galvani

Sel Galvani adalah sel elektrokimia yang menghasilkan energi listrik dari reaksi redoks spontan yang terjadi dalam sel. Sel Galvani dinamai dari penemunya, yaitu Luigi Galvani. Selain itu juga sering disebut sel Volta, dinamai dari penemunya yaitu Alessandro Volta.

Sel Galvani biasanya mengandung dua buah logam yang terhubung dengan jembatan garam, atau setengah sel yang dipisahkan dengan membran porous. Untuk lebih jelas, perhatikan gambar sel Galvani berikut ini:

Reaksi pada Sel Galvani

Reaksi kimia yang terjadi pada bejana sebelah kanan merupakan reaksi reduksi dari ion tembaga (bilangan oksidasi positif) menjadi logam tembaga. Hal ini menyebabkan massa elektroda tembaga bertambah. Kekurangan muatan positif terhadap muatan negatif akibat reduksi tembaga segera disetimbangkan oleh muatan positif jembatan garam. Dengan demikian elektrolit tetap netral. Sebaliknya elektrolit dalam bejana kiri akan terjadi penambahan kation sebagai akibat reaksi oksidasi logam zink. Hal ini dapat diketahui karena berkurangnya massa elektroda zink. Reaksi sel yang terjadi adalah :

Zn (s) + Cu²⁺ ⇌ Zn²⁺ + Cu (s)

Jembatan Garam

Jembatan garam adalah alat yang digunakan untuk menghubungkan reaksi reduksi dan oksidasi setengah sel dari sel volta. Jembatan garam berbentuk seperti huruf U terbalik yang diisi dengan larutan elektrolit KCl (dalam agar-agar) yang kedua ujungnya disumbat dengan kapas agar tidak terjadi aliran mekanis. Selain KCl, bisa juga digunakan elektrolit KNO₃, NaCl dan K₂SO₄. Fungsi dari jembatan garam adalah untuk menghantarkan arus listrik antara kedua elektrolit yang berada dalam bejana. Selain itu, jembatan garam juga berguna untuk menetralkan kelebihan atau kekurangan muatan dari ion-ion yang ada dalam larutan di dalam kedua bejana selama reaksi elektrokimia berlangsung. Oleh karena itu syarat dari suatu zat yang digunakan untuk jembatan garam adalah zat tersebut tidak boleh bereaksi dengan elektrolit yang digunakan dalam pengukuran potensial sel.

Elektroda Sel Galvani

Elektroda dalam sel Galvani terbalik dengan elektroda sel elektrolisis. Dalam sel Galvani,

• Anoda adalah elektroda dimana terjadi reaksi oksidasi (kehilangan elektron). Anoda menarik anion.
• Katoda adalah elektroda dimana terjadi reaksi reduksi (menerima elektron). Katoda menarik kation.

Perhitungan Potensial Standar

Potensial listrik standar dapat ditentukan dengan menggunakan tabel potensial standar stengah sel. Langkah pertama adalah mengetahui logam apa yang bereaksi dalam sel. Kemudian mencari potensial elektroda standar (E⁰) dalam volt, dari masing-masing dua setengah reaksi.

Contoh perhitungan sel volta adalah sebagai berikut. Pada gambar di atas ada larutan ZnSO₄ dan CuSO₄ yang dihubungkan oleh jembatan garam. Elektroda yang digunakan adalah zink dan tembaga. Maka potensial standar yang dihasilkan adalah:

Cu²⁺ + 2 e^- ⇌ Cu E⁰ = +0,34 V

Zn²⁺ + 2 e^- ⇌ Zn E⁰ = -0,76 V

Potensial standar didapatkan dengan cara menghitung E yang lebih besar dikurangi E yang lebih kecil. Jadi,

E⁰ = +0,34 V − (−0,76 V) = 1,10 V

Publisher: Unknown - 17.00

Ekstraksi Wolfram

Halaman ini mendeskripsikan tentang ekstraksi wolfram dari bijih wolfram, yaitu WO₃.

Pendahuluan

Wolfram adalah salah satu unsur kimia dengan nomor atom 74 dan nomor massa 183,84. Wolfram mempunyai simbol W dengan nama lain adalah tungsten. Bijih wolfram yaitu wolframit diekstraksi sehingga menghasilkan wolfram(VI) oksida. Wolfram murni tidak dapat dihasilkan dengan mereduksi wolfram(VI) oksida menggunakan karbon, karena bereaksi dengan karbon membentuk karbida. Dengan demikian, reagen yang paling cocok adalah hidrogen.

Proses Ekstraksi Wolfram

Bubuk wolfram(VI) oksida dipanaskan sampai mencapai suhu 550-580°C pada aliran hidrogen.

WO₃ + 3 H₂ → W + 3 H₂O

Dalam hal ini digunakan hidrogen berlebih yang dialirkan. Hidrogen dikeringkan dan sesudah itu akan digunakan kembali. Perhatian khusus dilakukan supaya seluruh sistem ekstraksi terlindung dari udara bebas untuk menghindari ledakan. Hidrogen pada suhu tersebut rawan sekali meledak.

Manfaat Wolfram

Wolfram digunakan untuk membuat filamen pemanas. Selain itu, wolfram karbida yang merupakan karbida paling keras digunakan sebagai bahan pembuatan konduktor elektronik, mesin pemotong, dan gilingan.

Ada juga perhiasan yang terbuat dari wolfram karbida. Karena sifatnya yang sangat keras, cincin  wolfram karbida dikenal tahan terhadap goresan.

Cincin yang terbuat dari wolfram karbida

Di bidang kimia, wolfram(IV) sulfida digunakan untuk katalis dalam reaksi hidrodesulfurisasi. Wolfram oksida digunakan untuk pelapis keramik.

Publisher: Unknown - 17.00

Ekstraksi Titanium

Halaman ini menjelaskan tentang ekstraksi titanium dari bijih utamanya, yaitu rutil.

Konversi Titanium(IV) Oksida menjadi Titanium(IV) Klorida

Bijih rutil adalah titanium(IV) oksida sangat tidak murni. Titanium (IV) oksida mempunyai rumus TiO₂. Bijih rutil dipanaskan dengan klorin dan kokas pada suhu sekitar 900° C. Reaksinya adalah:

TiO₂ + 2 Cl₂ + 2 C → TiCl₄ + 2 CO

Logam klorida lain dibentuk dengan baik karena adanya senyawa logam yang lain di dalam bijih. Cairan titanium(V) klorida yang sangat murni dapat dipisahkan dari klorida yang lain dengan destilasi fraksional pada atmosfer argon atau nitrogen dalam tangki kering.

Reduksi Titanium(IV) Klorida

Reduksi oleh natrium

Metode ini paling banyak digunakan di Amerika Serikat. Titanium(IV) klorida ditambahkan ke reaktor dalam natrium sangat murni yang telah dipanaskan sampai 550° C. Semua itu dilakukan dalam atmosfer argon. Selama reaksi, suhu meningkat menjadi sekitar 1000° C. Reaksi kimia yang terjadi adalah:

TiCl₄ + 4 Na → Ti + 4 NaCl

Setelah reaksi selesai, semuanya didinginkan beberapa hari. Campuran dihancurkan dan dicuci dengan asam klorida encer untuk menghilangkan natrium klorida.

Reduksi oleh magnesium

Metode in digunakan di seluruh dunia. Metode ini hampir sama dengan menggunakan natrium, tetapi reaksi kimianya adalah:

TiCl₄ + 2 Mg → Ti + 2 MgCl

Magnesium klorida dihilangkan dari titanium dengan cara destilasi pada tekanan rendah dan suhu tinggi.

Penggunaan Titanium

Titanium adalah salah satu unsur logam transisi. Manfaat titanium sangat besar. Titanium merupakan logam tahan karat, sangat kuat, dan mempunyai titik leleh yang tinggi. Titanium mempunyai densitas rendah (sekitar 60% densitas besi). Titanium merupakan logam terbanyak ke enam yang ada di kerak bumi. Penerapan titanium banyak di bidang mesin.

Pipa titanium lebih kuat dan tahan karat

Faktanya, titanium sangat mahal dan hanya digunakan pada tujuan tertentu. Titanium mahal karena sangat sulit mengekstraknya dari bijih rutil. Titanium digunakan untuk:

1. Industri penerbangan. Sebagai contoh adalah untuk mesin pesawat terbang.
2. Pengganti tulang pinggul yang rusak.
3. Bahan pembuatan pipa.
4. Pelindung dari korosi pada industri kimia, nuklir, dan minyak.

Publisher: Unknown - 17.00

Ekstraksi Tembaga

Halaman ini menjelaskan tentang ekstraksi tembaga dari bijih tembaga yaitu kalkopirit.

Ekstraksi Tembaga dari Kalkopirit

Metode yang digunakan untuk mengekstraksi tembaga dari bijihnya tergantung sifat alami dari bijih. Bijih sulfida seperti kalkopirit diubah menjadi tembaga menggunakan metode yang berbeda dari bijih silikat, karbonat, atau sulfat.

Kalkopirit adalah salah satu bijih sulfida tembaga dengan rumus CuFeS₂. Kalkopirit hanya sedikit mengandung tembaga dan harus dipekatkan misalnya dengan flotasi buih. Penjelasan flotasi buih merupakan salah satu cara pemekatan dalam ekstraksi logam.

• Bijih yang terpekatkan dipanaskan dengan silikon dioksida (silika) dan oksigen pada tanur.
• Ion tembaga(II) pada kalkopirit direduksi menjadi tembaga(I) sulfida dan direduksi lebih jauh pada tahap akhir.
• Besi dalam kalkopirit diubah menjadi besi(II) silikat yang mana akan dibuang.

Sebagian besar belerang dalam kalkopirit berubah menjadi gas belerang dioksida. Senyawa tersebut digunakan untuk membuat asam sulfat melalui proses kontak. Seluruh proses yang terjadi adalah :

2 Cu₂FeS + 2 SiO₂ + 4 O₂ → Cu₂S + 2 FeSiO₃ + 3 SO₂

Tembaga(I) sulfida yang dihasilkan selanjutnya diubah menjadi tembaga dengan bantuan oksigen.

Cu₂S + ₂ → 2 Cu + SO₂

Tembaga yang dihasilkan dalam proses tersebut bersifat porous dan rapuh dengan kemurnian sekitar 98-99,5 %.

Pemurnian Tembaga

Tembaga yang dihasilkan melalui ekstraksi dari bijih sulfida masih belum murni. Pertama, tembaga tersebut dibersihkan dari belerang yang tersisa. Kemudian dipasang sebagai anoda untuk tujuan pemurnian dengan elektrolisis.

Pemurnian menggunakan elektrolit tembaga(II) sulfat, tembaga kotor sebagai anoda, dan batang tembaga murni sebagai katoda. Diagram singkat elektrolisis tembaga adalah sebagai berikut:

Pada katoda, ion tembaga(II) diubah menjadi tembaga.

Cu²⁺ + 2 e^- → Cu (s)

Pada anoda, tembaga diubah menjadi larutan sebagai ion tembaga(II).

Cu (s) → Cu²⁺ + 2 e^-

Pengotor pada anoda akan terlucuti menjadi lumpur anoda. Sedangkan katoda akan habis menjadi ion tembaga(II), yang selanjutnya akan diubah menjadi tembaga murni pada anoda.

Publisher: Unknown - 17.00

Ekstraksi Besi

Halaman ini menjelaskan tentang proses ekstraksi besi dengan teknologi tanur (furnace).

Bijih besi (iron ore) yang umum adalah besi oksida, yaitu dalam bentuk hematit (Fe₂O₃) dan magnetit (Fe₃O₄). Besi oksida dapat direduksi dengan cara memanaskannya dengan karbon dalam bentuk kokas (coke). Kokas dihasilkan dengan memanaskan batu bara tanpa adanya udara. Skema ekstraksi besi dapat diamati pada gambar berikut:

Sumber Panas

Udara ditiupkan pada bagian bawah tanur yang dipanaskan menggunakan gas panas buangan dari atas. Energi panas sangat berharga, jadi sebisa mungkin untuk dimanfaatkan kembali. Kokas dibakar dengan udara panas membentuk karbon dioksida.

Reduksi Bijih Besi

Pada suhu tinggi di bagian bawah tanur, karbon dioksida bereaksi dengan karbon membentuk karbon monoksida seperti pada reaksi berikut:

C + CO₂ → CO

Karbon monoksida yang dihasilkan berperan sebagai reduktor dalam tanur:

Fe₂O₃ + 3 CO → 2 Fe + 3 CO₂

Pada bagian tanur yang lebih panas, karbon juga bereaksi sebagai reduktor. Perhatikan bahwa pada suhu ini, produk reaksi yang dihasilkan adalah karbon monoksida, bukan karbon dioksida.

Fe₂O₃ + 3 C → 2 Fe + 3 CO

Suhu tanur cukup panas untuk melelehkan besi yang akan mengalir perlahan ke bawah dan akhirnya tertampung.

Manfaat Kapur

Bijih besi bukanlah besi oksida yang murni. Bijih besi mengandung beberapa runutan bahan batuan. Bahan-bahan tersebut tak akan meleleh pada suhu tanur, bahkan bisa menyumbat aliran. Kapur ditambahkan untuk mengubahnya menjadi terak (slag) yang akan meleleh dan mengalir di bawah. Pemanasan tanur mendekomposisi kapur menjadi kalsium oksida.

CaCO₃ → CaO + CO₂

Reaksi tersebut termasuk reaksi endotermik, menyerap panas dari tanur. Maka dari itu dihindari penambahan kapur yang banyak supaya suhu tanur tidak menurun.

Kalsium oksida merupakan oksida basa dan bereaksi dengan oksida asam seperti silikon dioksida yang ada dalam batuan. Kalsium oksida bereaksi dengan silikon dioksida membentuk kalsium silikat.

CaO + SiO₂ → CaSiO₃

Publisher: Unknown - 17.00

Ekstraksi Aluminium

Halaman ini menjelaskan tentang ekstraksi aluminium dari bijihnya, yaitu bauksit.

Ekstraksi Aluminium dari Bauksit

Aluminium sangat sulit diekstraksi melalui ekstraksi karbon karena tergolong dalam deret elektrokimia (deret reaktivitas) yang tinggi. Diperlukan suhu yang tinggi untuk memudahkan ekstraksi.

Ekstraksi aluminium dapat menggunakan elektrolisis. Bijih diubah menjadi aluminium oksida murni dengan proses Bayer, kemudian dielektrolisis dalam kriolit (senyawa aluminium yang lain) yang telah dilelehkan. Aluminium oksida mempunyai titik didih yang terlalu tinggi untuk dielektrolisis sendirian.

Bijih aluminium biasanya berupa bauksit. Bauksit adalah aluminium oksida kotor. Pengotor yang banyak terdapat dalam bauksit adalah besi oksida, silikon dioksida, dan titanium dioksida.

Proses Bayer

Reaksi dengan natrium hidroksida
Proses Bayer ditujukan untuk memurnikan alminium oksida. Bauksit yang telah hancur direaksikan dengan NaOH dengan kepekatan sedang pada suhu 140-240° C dengan tekanan sekitar 35 atm.
Suhu tinggi diperlukan untuk menjaga air dalam NaOH di atas 100°. Dengan NaOH pekat panas, aluminium oksida bereaksi menjadi tetrahidroksoaluminat.

Al₂O₃ + 2 NaOH + 3 H₂O → 2 NaAl(OH)₄

Penggumpalan aluminium hidroksida
Natrium tetrahidroksoaluminat didinginkan, dan disebar dengan aluminium hidroksida yang dihasilkan sebelumnya. HAl ini akan menyebabkan aluminium hidroksida akan menggumpal.

NaAl(OH)₄ → Al(OH)₃ + NaOH

Pembentukan aluminium oksida murni
Aluminium oksida (alumina) dibuat dengan memanaskan aluminium hidroksida pada suhu sekitar 1100-1200° C.

2 Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3 H₂O

Aluminium oksida dielektrolisis dalam kriolit (Na₃AlF₆) yang telah dilelehkan.

Proses Elektrolisis

Secara sederhana, sel elektrolisis dapat disingkat menjadi seperti diagram berikut:

Sel elektrolisis berjalan pada voltase rendah, yaitu sekitar 5-6 volt, tetapi pada arus tinggi yaitu pada 100000 A. Efek yang ditimbulkan adalah sel suhu menjadi sangat panas yaitu sekitar 1000° C
Reaksi elektroda yang terjadi selama proses elektrolisis aluminium oksida merupakan reaksi redoks. Secara singkat, reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

Reduksi : Al³⁺ + 3 e^- → Al

Oksidasi : 2 O^2- → O₂ + 4 e^-

Publisher: Unknown - 17.00

Ekstraksi Logam

Pengertian Ekstraksi Logam

Ekstraksi adalah suatu proses pemisahan suatu zat dari suatu campuran. Dengan demikian, ekstraksi logam dapat dimaknai sebagai pemisahan suatu logam dari sumbernya, yang biasanya berupa bijih.

Bijih

Pengertian Bijih

Bijih merupakan suatu sumber logam alami yang dapat diekstraksi. Sebagai contoh adalah aluminium yang merupakan logam utama penyusun kerak bumi. Aluminium terkandung dalam bijih bernama bauksit dengan kadar sekitar 50-70%. Nama lain dari bauksit adalah aluminium oksida.

Tembaga juga merupakan logam yang banyak terkandung di ekrak bumi, walaupun tidak sebanyak aluminium. Tembaga terdapat dalam bijih kalkopirit. Bijih biasanya berupa oksida ataupun sulfida, sebagai contoh adalah :

bauksit	Al2O3
haematit	Fe2O3
rutil	TiO2
pirit	FeS2
kalkopirit	CuFeS2

Pemekatan Bijih

Pemekatan bijih dilakukan untuk menyingkirkan pengotor yang tak diinginkan sebelum bijih diubah menjadi logam. Hal ini dapat dilakukan secara kimiawi. Contohnya adalah aluminium murni diperoleh dari bauksit melalui suatu proses yang melibatkan reaksi dengan larutan natrium hidroksida.

Beberapa bijih tembaga dapat diubah menjadi larutan tembaga(II) sulfat dengan mencampurkan bijih lembut dengan asam sulfat encer dalam waktu yang lama. Tembaga kemudian dapat diekstraksi dari larutan tembaga(II) sulfat.

Pemekatan bijih dapat juga dilakukandengan proses fisika. Suatu contoh pemekatan bijih cara fisika adalah dengan flotasi buih.

Cara kerja flotasi buih adalah sebagai berikut. Bijih dihancurkan kemudian diperlakukan dengan suatu zat yang mengikat partikel logam dan membuatnya bersifat hidrofobik (takut air). Pada pemekatan bijih tembaga, minyak cemara digunakan untuk mengikat senyawa tembaga, tetapi pengotor tidak ikut terikat.

Bijih yang sudah diberi perlakuan di atas ditempatkan pada wadah besar berisi agen pembusa seperti sabun atau deterjen dan udara dialirkan melewati campuran untuk membuat busa. Karena bersifat menjauhi air, partikel logam kemudian terbawa oleh gelembung udara, melayang ke atas wadah dan megalir ke sisi wadah. Sedangkan pengotor tetap pada dasar wadah. Perhatikan gambar flotasi buih berikut:

Proses flotasi buih

Publisher: Unknown - 17.00

Alkalimetri

Pengertian Alkalimetri

Alkalimetri merupakan suatu teknik analisis untuk mengetahui kadar keasaman suatu zat dengan menggunakan larutan standar basa. Basa yang digunakan biasanya adalah natrium hidroksida (NaOH). Sebelum digunakan, larutan NaOH harus distandarisasi dahulu dengan asam oksalat (H₂C₂O₄). Hidroksida-hidroksida dari natrium, kalium dan barium umumnya digunakan sebagai larutan standar alkalis (basa). Ketiganya merupakan basa kuat dan sangat mudah larut dalam air. Pembuatan larutan standar alkalis dan amonium hidroksida tidak dibenarkan, kecuali bersifat sebagai basa lemah, pada proses pelarutan dilepaskan gas amonia (beracun).

Natrium hidroksida paling sering digunakan karena murah dan kemurniannya tinggi. Oleh karena sifatnya yang sangat higroskopis, maka diperlukan ketelitian pada proses penimbangan. Pada saat penimbangan gunakan botol timbang bertutup untuk mengurangi kesalahan. Standarisasi larutan NaOH dapat dilakukan dengan larutan asam oksalat sesuai dengan reaksinya sebagai berikut:

NaOH (aq) + H₂C₂O₄ (aq) → Na₂C₂O₄ (aq) + 2 H₂O (l)

Publisher: Unknown - 17.00

Asidimetri

Pengertian Asidimetri

Asidimetri merupakan suatu metode pengukuran kadar kebasaan suatu zat dengan menggunakan larutan asam sebagai standar. Standar asam yang sering digunakan adalah asam klorida (HCl) dan asam sulfat (H₂SO₄). Kedua asam tersebut umumnya ada dalam keadaan pekat. Asam klorida pekat konsentrasinya adalah 10,5 - 12 N, sedangkan asam sulfat pekat mempunyai konsentrasi 36 N. Asam klorida lebih sering digunakan sebagai standar dibandingkan dengan asam sulfat karena mudah larut dalam air. Kelemahan penggunaan asam sulfat adalah asam sulfat dapat membentuk garam sukar larut seperti barium sulfat.

Asam klorida encer dibuat dengan cara mengencerkan asam klorida pekat dengan memperhitungkan berat jenis dan kadarnya. Standarisasi larutan HCl dapat dilakukan dengan natrium boraks (Na₂B₄O₇.10H₂O). Reaksinya adalah sebagai berikut:

Na₂B₄O₇.10H₂O (aq) + HCl (aq) → 2 NaCl (aq) + 4 H₃BO₃ (aq) + 5 H₂O (l)

Berdasarkan reaksi di atas maka berat ekivalen (BE) natrium boraks adalah :

BE = 1/2 [Mr ] = 191

Reaksi dalam Asidimetri

Reaksi yang terjadi dalam titrasi untuk menentukan kadar Na₂CO₃ dan NaOH dalam campuran adalah sebagai berikut :

Reaksi 1:
NaOH (aq) + HCl (aq) → NaCl (aq) + H₂O (l)
Na₂CO₃ (aq) + HCl (aq) → NaCl (aq) + NaHCO₃ (aq)

Reaksi 2:
NaHCO₃ (aq) + HCl (aq) → NaCl (aq) + CO₂ (g) + H₂O (l)

Publisher: Unknown - 17.00

Titrasi Kompleksometri

Salah satu tipe reaksi kimia sebagai dasar penetapan titrimetri adalah pembentukan kompleks atau ion kompleks yang larut namun sedikit sekali terdisosiasi. Jadi titrasi kompleksometri adalah jenis titrasi dengan titran dan titrat saling mengompleks, membentuk hasil berupa senyawa kompleks. Salah satu contoh adalah reaksi ion perak dengan ion sianida membentuk ion kompleks Ag(CN) yang sangat stabil.

Hanya beberapa ion logam seperti tembaga, kobalt, nikel, seng, kadmium, dan merkurium (II) yang membentuk kompleks stabil dengan ligan nitrogen seperti amonia dan trietilendiamin. Ion logam lain misalnya aluminium, timbal dan bismut, dikomplekskan secara lebih baik oleh ligan yang mengandung atom oksigen sebagai penyumbang pasangan elektron. Zat pengkhelat tertentu yang mengandung baik oksigen maupun nitrogen teristimewa efektif dalam membentuk kompleks yang stabil dengan logam, yang sangat beraneka ragam antara lain etilendiamintetraesetat / ethylendiaminetetraacetic (EDTA). Rumus struktur EDTA seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Kompleksometri dalam perkembangan analisis kimia mengalami kemunduran karena kelemahannya serta adanya cara-cara baru yang lebih baik. Tetapi dengan penelitian-penelitian tentang pengkhelat polidentat, maka terjadi kebangkitan baru dalam analisis unsur logam. Perhatian baru terhadap kompleksometri ini terutama diawali oleh Schwarzenbach di Swiss, yang menyadari potensi pengkhelat dalam analisis volumetrik, dan mulai mengembangkannya pada tahun 1945. Perhatian utama tertuju pada asam-asam aminopolikarboksilat, salah satu diantaranya adalah EDTA. Bahan-bahan pembentuk khelat lain juga dikembangkan.

Publisher: Unknown - 17.00

Peta Reaksi Keton dan Alkohol Sekunder

Peta reaksi kimia organik yang akan dibahas disini adalah keton dan alkohol sekunder. Ada sangat banyak reaksi organik yang berhasil ditemukan. Dari yang mudah seperti reduksi sampai yang sangat rumit seperti reaksi kopling. Namun untuk mempelajari reaksi yang sederhana, dapat digunakan suatu peta reaksi kimia organik. Tentu saja peta ini bertujuan untuk membantu supaya tidak "tersesat" dalam reaksi. Ibarat sebuah peta, akan menunjukkan jalur yang akan ditempuh jika sudah mempunyai tujuan.

Sebagai contoh, bagaimana kita menentukan jalur sintesis senyawa berikut

Hal ini memerlukan suatu peta reaksi kimia organik yang sederhana, yaitu sebagai berikut.

Peta Reaksi Keton

Cara membaca: misalkan ingin mengubah keton menjadi alkohol sekunder, maka tinggal mereaksikan keton dengan NaBH₄ (agen pereduksi). Sebaliknya, jika kita ingin sintesis senyawa keton dari alkohol sekunder, tinggal mereaksikan alkohol sekunder dengan PCC (piridinium kloro kromat)

Peta Reaksi Alkohol Sekunder

Setelah membaca dan memahami peta reaksi diatas, akan dengan mudah mensintesis senyawa di permasalahan tadi. Langkah-langkah sintesis adalah:

Publisher: Unknown - 17.00

Resonansi

Pengertian Resonansi

Resonansi adalah delokalisasi elektron pada molekul atau ion poliatomik tertentu dimana ikatannya tidak dapat dituliskan dalam satu struktur Lewis. Struktur molekul atau ion yang mempunyai delokaliasi elektron disebut dengan struktur resonan.

Masing-masing struktur resonan dapat melambangkan struktur Lewis, dengan hanya satu ikatan kovalen antara masing-masing pasangan atom. Beberapa struktur Lewis digunakan bersama-sama untuk menjelaskan struktur molekul. Namun struktur tersebut tidak tetap, melainkan ada sebuah osilasi antara ikatan rangkap dengan elektron, saling berbolak-balik. Maka dari itu disebut dengan resonansi. Struktur yang sebenarnya mungkin saja adalah peralihan dari dua struktur resonan. Bentuk peralihan (intermediet) dari struktut resonan disebut dengan hibrida resonan.

Resonansi dalam kimia diberi simbol garis dengan dua arah panah (↔). Perhatikan contoh resonansi
ozon (O₃) berikut ini:

Pada ozon, terdapat perpindahan elektron antar inti yang dijelaskan dengan anak panah. Perhatikan contoh berikut:

Sifat Umum Resonansi

Molekul atau ion yang dapat beresonansi mempunyai sifat-sifat berikut:

1. Dapat dituliskan dalam beberapa struktur Lewis yang disebut dengan struktur resonan. Tetapi tidak satupun struktur tersebut melambangkan bentuk asli molekul yang bersangkutan.
2. Di antara struktur yang saling beresonansi bukanlah isomer. Perbedaan antar struktur hanyalah pada posisi elektron, bukan posisi inti.
3. Masing-masing struktur Lewis harus mempunyai jumlah elektron valensi dan elektron tak berpasangan. yang sama.
4. Ikatan yang mempunyai orde ikatan yang berbeda pada masing-masing struktur tidak mempunyai panjang ikatan yang khas.
5. Struktur yang sebenarnya mempunyai energi yang lebih rendah dibandingkan energi masing-masing struktur resonan.

Publisher: Unknown - 17.00

Termokimia

Pengertian Termokimia

Termokimia adalah cabang dari kimia fisika yang mempelajari tentang kalor dan energi berkaitan dengan reaksi kimia dan/atau perubahan fisik. Sebuah reaksi kimia dapat melepaskan atau menerima kalor. Begitu juga dengan perubahan fase, misalkan dalam proses mencair dan mendidih. Termokimia fokus pada perubahan energi, secara khusus pada perpindahan energi antara sistem dengan lingkungan. Jika dikombinasikan dengan entropi, termokimia juga digunakan untuk memprediksi apakah reaksi kimia akan berlangsung spontan atau tak spontan.

Termokimia berawal dari hasil kerja Antoine Laurent Lavoisier pada abad ke 18, dilanjutkan dengan adanya hukum Hess. Termokimia masuk dalam kategori hukum pertama termodinamika.

Sejarah Termokimia

Termokimia mengalami dua macam generalisasi. Pernyataan tentang termokimia bervariasi sesuai dengan pengusulnya, yaitu:

• Hukum Lavoisier dan Laplace
Perubahan energi selama reaksi bisa sama dengan atau berkebalikan dengan perubahan energi pada proses kebalikan.
• Hukum Hess
Perubahan energi selama reaksi adalah sama, walaupun perubahan itu berjalan tahap demi tahap.

Lavoisier, Laplace, dan Hess juga meneliti tentang kalor jenis dan kalor laten. Selanjutnya Joseph Black yang memberi peranan besar dalam penelitian kalor laten.

Gustav Kirchoff menunjukkan bahwa variasi kalor reaksi diungkapkan dalam kapasitas kalor antara produk dan reaktan dengan rumus:

dΔH / dT = ΔC_p

Bentuk integral persamaan ini mengindikasikan adanya koreksi panas pada satu temperatur dari perhitungan dengan temperatur lain.

Persamaan Kalor

Jika dilihat dari jenis reaksi, terdapat beberapa macam jenis kalor, yaitu:

Kalor pembentukan

Kalor pembentukan adalah kalor yang dilepas atau diterima pada saat satu mol senyawa terbentuk dari unsur-unsurnya. Sebagai contoh adalah pada saat pembentukan amonia dari unsur-unsurnya, maka akan dilepaskan energi sebesar 46 kJ.

½ N_{2 (g)} + 1½ H_{2 (g)} → NH_{3 (g)} ΔH^o = -46 kJ mol^-1

Kalor penguraian

Kalor penguraian adalah kalor yang dilepas atau diterima pada saat satu mol senyawa terurai menjadi unsur-unsur pembentuknya. Contohnya adalah peruraian asam fluorida menjadi unsur-unsurnya membutuhkan kalor sebesar 271 kJ.

HF_(g) → ½ H_{2 (g)} + ½ F_{2 (g)} ΔH = +271 kJ mol^-1

Kalor pembakaran

Kalor pembakaran adalah kalor yang dilepaskan pada saat satu mol senyawa dibakar menggunakan oksigen.

CH_{4 (g)} + 2 O_{2 (g)} CO_{2 (g)} + H₂O _(g) ΔH = +-802 kJ mol^-1

Simbol negatif (-) pada ΔH  menyatakan sistem melepaskan kalor, sedangkan simbol positif (+) menyatakan sistem menerima kalor.

Kalorimetri

Pengukuran perubahan kalor dilakukan menggunakan kalorimetri, yang biasanya berupa chamber tertutup yang dapat mengukur perubahan energi.

Temperatur chamber diamati menggunakan termometer atau thermocouple. Temperatur yang didapatkan diplot melawan waktu membentuk grafik. Kalorimeter modern dapat membaca informasi yang dibutuhkan dengan cepat. Sebagai contoh adalah DSC (Differential Scanning Calorimeter).

Publisher: Unknown - 17.00

Spektrum Asam Karboksilat

Asam karboksilat merupakan senyawa organik yang mempunyai gugus C=O karbonil dan hidroksil (OH) asam yang menjadi satu dengan sebutan gugus karboksil. Gugus karboksil mempunyai spektrum IR dan NMR yang khas.

Spektrum IR Asam Karboksilat

Asam karboksilat baik sebagai cairan murni maupun larutan dengan konsentrasi di atas 0,01 M berada terutama dalam bentuk dimer mempunyai ikatan hidrogen, bukannya dalam bentuk monomer diskret. Karena itu spektrum inframerah asam karboksilat adalah spektrum dari dimernya. Karena adanya ikatan hdrogen, serapan uluran OH asam karboksilat sangat lebar dan intensif. Serapan OH mulai sekitar 3300 cm^-1 dan melandai ke dalam daerah serapan karbon hidrgen alifatik. Lebarnya pita OH asam karboksilat seringkali dapat mengaburkan serapan CH aromatik dan alifatik, maupun serapan OH atau NH lainnya pada spektrum yang sama.

Serapan karbonil asam karboksilat dijumpai pada kira-kira 1700-1725 cm^-1, dengan intensitas yang cukup kuat. Konjugasi menggeser serapan ini ke frekuensi yang lebih rendah yaitu 1680-1700 ^-1.

Daerah sidikjari dalam spektrum inframerah suatu asam karboksilat seringkali menunjukkan uluran C-O dan bengkokan OH. Vibrasi bengkokan OH lainnya dari dimer asam karboksilat menimbulkan serapan lebar di dekat 925 ^-1. Untuk lebih jelasnya, perhatikan spektrum IR fenil butanoat:

Spektrum NMR Asam Karboksilat

Dalam spektrum NMR, serapan proton asam dari asam karoksilat terlihat sebagai suatu singlet jauh di bawah medan (downfield) dengan δ = 10-13 ppm, di luar skala dari rentang spektrum yang biasa. Proton alfa hanya sedikit sekali dipengaruhi oleh gugus C=O, serapannya sedikit di bawah medan (sekitar 2,2 ppm) karena efek induktif dari karbon karbonil yang positif parsial. Tidak terdapat pola penguraian yang unik, yang dikaitkan dengan gugus asam karboksilat, karena proton karboksilat tidak mempunai tetangga proton. Untuk lebih jelasnya, perhatikan spektrum NMR fenil butanoat:

Publisher: Unknown - 17.00

Turunan Asam Karboksilat

Pengertian Turunan Asam Karboksilat

Turunan asam karboksilat adalah senyawa yang dapat menghasilkan suatu asam karboksilat bila senyawa tersebut bereaksi dengan air. Senyawa turunan (derivat) asam karboksilat merupakan suatu senyawa yang dapat disintesis menggunakan bahan awal asam karboksilat.

Jenis-jenis Turunan Asam Karboksilat

Ada banyak sekali contoh senyawa turunan asam karboksilat. Beberapa di antaranya adalah halida asam, anhidrida asam, ester, amida, dan nitril.

Halida Asam

Halida asam adalah senyawa turunan asam karboksilat dengan rumus molekul R(C=O)X. Penamaan halida asam sangat sederhana, yaitu dengan menyebutkan nama halida setelah gugus alkil. Salah satu contoh halida asam adalah asetil klorida dengan rumus struktur CH₃COCl.

Anhidrida Asam

Anhidrida asam adalah senyawa turunan asam karboksilat yang mempunyai gugus asil (RC=O) terikat pada oksigen sebagai pengganti hidrogen. Rumus umum anhidrida asam adalah ([RC=O]O[O=CR]). Tata nama anhidrida asam adalah dengan mengganti kata asam menjadi anhidrida. Contoh anhidrida adalah anhidrida asetat dengan rumus CH₃CO-O-OCCH₃.

Ester

Ester adalah senyawa asam karboksilat yang hidrogen pada gugus karboksil diganti menjadi gugus alkil. Ester merupakan senyawa yang terkenal mempunyai bau yang harum dan menyenangkan. Ester banyak ditemukan pada buah dan bunga. Sebagai contoh, isoamil asetat banyak ditemukan pada buah pisang. Maka dari itu, ester banyak digunakan sebagai bahan pembuatan parfum sintetis.

Senyawa isoamil asetat adalah ester penyusun aroma pisang.

Ester juga sering disebut alkil alkanoat. Tata nama ester adalah dengan menyebutkan gugus alkil diikuti dengan gugus asil dengan akhiran -at. Contoh ester adalah butil etanoat dengan rumus struktur CH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃. Ester dihasilkan melalui reaksi esterifikasi (pengesteran).

Amida

Amida adalah senyawa derivat asam karboksilat dengan gugus amino (-NH₂) terikat pada gugus karboksil sebagai pengganti atom hidrogen. Penamaan amida adalah dengan menghilangkan kata asam, dan akhiran -oat diganti dengan -amida. Contoh amida adalah etanamida dengan rumus struktur CH₃CONH₂.

Nitril

Nitril adalah senyawa yang mempunyai ikatan rangkap tiga C dengan N. Rumus umum nitril adalah RC≡N. Nitril terkenal sebagai senyawa yang sangat beracun. Penamaan senyawa nitril adalah dengan menambahkan akhiran -nitril setelah nama alkana. Contoh senyawa nitril adalah pentananitril dengan rumus struktur CH₃CH₂CH₂CH₂C≡N.

Publisher: Unknown - 17.00

Reaksi Adisi

Pengertian Reaksi Adisi

Reaksi adisi adalah reaksi penggabungan dua atau lebih molekul menjadi sebuah molekul yang lebih besar dengan disertai berkurangnya ikatan rangkap dari salah satu molekul yang bereaksi akibat adanya penggabungan. Biasanya satu molekul yang terlibat mempunyai ikatan rangkap. Contoh reaksi adisi adalah reaksi antara etena dengan gas klorin membentuk 1,2-dikloroetana.

Reaksi adisi hanya terbatas pada molekul yang mempunyai ikatan rangkap, seperti alkena dan alkuna. Molekul yang mempunyai ikatan rangkap karbon-hetero seperti gugus karbonil (C=O) atau imina (C=N) dapat melangsungkan reaksi adisi karena juga mempunyai ikatan rangkap.

Reaksi adisi merupakan kebalikan dari reaksi eliminasi. Sebagai contoh, reaksi hidrasi alkena dan dehidrasi alkohol merupakan pasangan reaksi adisi-eliminasi.

Jenis Reaksi Adisi

Ada dua jenis reaksi adisi polar yaitu adisi nukleofolik dan adisi elektrofilik. Dua reaksi adisi non-polar disebut dengan sikloadisi dan adisi radikal bebas. Reaksi adisi juga dilangsungkan dalam polimerisasi, yang disebut dengan polimerisasi adisi.

Reaksi Adisi-Eliminasi

Reaksi adisi-eliminasi adalah reaksi adisi yang diikuti oleh reaksi eliminasi. Sebagian besar reaksi melibatkan adisi nukleofil terhadap senyawa karbonil yang disebut dengan substitusi asil nukleofilik.

Reaksi adisi-eliminasi yang lain terjadi pada amina alifatik terhadap imina dan amina aromatik terhadap basa Schiff dalam alkilamino-de-okso-bisubstitusi. Hidrolisis nitril menjadi asam karboksilat juga membentuk reaksi adisi-eliminasi.

Publisher: Unknown - 17.00

Reaksi Eliminasi

Pengertian Reaksi Eliminasi

Reaksi eliminasi adalah suatu jenis reaksi organik dimana dua substituen dilepaskan dari sebuah molekul baik dalam satu atau dua langkah mekanisme. Reaksi satu langkah disebut dengan reaksi E2, sedangkan reaksi dua langkah disebut dengan reaksi E1. Harap diingat bahwa simbol angka pada huruf E (yang berarti elimination) tidak melambangkan jumlah langkah. E2 dan E1 menyatakan kinetika reaksi, yaitu berturut-turut bimolekuler dan unimolekuler.

Pada sebagian besar reaksi eliminasi organik, minimal satu hidrogen dilepaskan membentuk ikatan rangkap dua. Dengan kata lain akan terbentuk molekul tak jenuh. Hal tersebut memungkinkan sebuah molekul melangsungkan reaksi eliminasi reduktif, dimana valensi atom pada molekul menurun dua. Jenis reaksi eliminasi yang penting melibatkan alkil halida, dengan gugus pergi (leaving group) yang baik, bereaksi dengan basa Lewis membentuk alkena. Perhatikan contoh reaksi eliminasi berikut ini:

Reaksi eliminasi adalah kebalikan dari reaksi adisi. Ketika senyawa yang tereliminasi asimetris, maka regioselektivitas ditentukan oleh aturan Zaitsev.

Mekanisme E2

E2 merupakan reaksi eliminasi bimolekuler. Reaksi E2 hanya terdiri dari satu langkah mekanisme dimana ikatan karbon-hidrogen dan karbon-halogen terputus membentuk ikatan rangkap C=C. Reaksi E2 dilangsungkan oleh alkil halida primer dan sekunder. Reaksi ini hampir sama dengan reaksi SN2. Reaksi E2 secara khusus menggunakan basa kuat untuk menarik hidrogen asam dengan kuat. Perhatikan gambar berikut:

Suatu basa kuat digunakan untuk menarik hidrogen asam

Mekanisme E1

E1 merupakan reaksi eliminasi unimolekuler. E1 terdiri dari dua langkah mekanisme yaitu ionisasi dan deprotonasi. Ionisasi adalah putusnya ikatan karbon-halogen membentuk intermediet karbokation. Reaksi E1 biasanya terjadi pada alkil halida tersier. Reaksi ini berlangsung tanpa kuat, melainkan dengan basa lemah (dalam suasana asam dan suhu tinggi). Reaksi E1 mirip dengan reaksi SN1, karena sama-sama menggunakan intermediet karbokation.
Perhatikan dua langkah reaksi E1 berikut ini:

Langkah 1 (ionisasi)

Langkah 2 (deprotonasi)

Publisher: Unknown - 17.00

Reaksi Substitusi

Pengertian Reaksi Substitusi

Reaksi substitusi adalah suatu reaksi penggantian gugus fungsional pada senyawa kimia tertentu dengan gugus fungsional yang lain. Dalam kimia organik, reaksi substitusi elektrofilik dan nukleofilik merupakan yang paling penting dan banyak digunakan. Reaksi substitusi organik dikategorikan menjadi beberapa tipe berdasarkan reagen yang berperan, apakah termasuk nukleofil atau elektrofil. Intermediet yang terlibat dalam reaksi substitusi dapat berupa karbokation, karbanion, atau radikal bebas.

Contoh Reaksi Substitusi

Contoh yang paling sederhana untuk reaksi substitusi adalah reaksi klorinasi metana. Produk yang dihasilkan merupakan haloalkana yaitu metil klorida.

CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl

Jenis-jenis Reaksi Substitusi

Beberapa macam reaksi substitusi adalah:

Substitusi nukleofilik

Substitusi nukleofilik terjadi ketika reagen yang berperan adalah suatu nukleofil. Nukleofil adalah molekul yang dapat menyumbangkan sepasang elektron membentuk ikatan kimia dalam reaksi.

Suatu nukleofil bereaksi dengan zat alifatik pada reaksi substitusi nukleofilik alifatik Reaksi substitusi ini dapat melalui dua macam mekanisme, yaitu SN1 dan SN2 (baca : Perbedaan SN1 dan SN2).

Ketika zat yang bereaksi merupakan senyawa aromatik, maka reaksi yang terjadi disebut dengan reaksi substitusi nukleofilik aromatik. Turunan asam karboksilat bereaksi dengan nukleofil dalam substitusi asil nukleofilik.

Substitusi elektrofilik

Substitusi elektrofilik terjadi ketika reagen yang berperan adalah suatu elektrofil. Elektrofil adalah molekul yang dapat menerima pasangan elektron. Reaksi substitusi elektrofilik biasanya terjadi ada senyawa aromatik, disebut dengan reaksi substitusi elektrofilik aromatik. Benzena lebih mudah melangsungkan reaksi substitusi elektrofilik daripada nukleofilik (baca : Reaksi Terhadap Benzena).

Substitusi radikal

Reaksi substitusi radikal melibatkan adanya radikal. Contohnya adalah reaksi Hunsdiecker berikut ini:

Substitusi organologam

Reaksi kopling adalah salah satu reaksi yang dikatalisis oleh logam dan melibatkan senyawa organologam RM dan halida organik R'X bereaksi dengan senyawa dengan tipe R-R'. Pada akhir reaksi terbentuk ikatan karbon-karbon baru.

Publisher: Unknown - 17.00

Tata Nama Haloalkana

Penamaan alkil halida (haloalkana) dapat menggunakan sistem IUPAC maupun trivial.  Alkil halida merupakan senyawa turunan alkana dengan adanya penggantian atom hidrogen dengan atom halogen.  Ada beberapa versi yang menyangkut tata nama haloalkana. Tata nama haloalkana yang akan dibahas di sini merupakan pendekatan yang terbaru.

Tata Nama IUPAC Haloalkana

IUPAC mengijinkan alkil halida untuk dinamai dengan dua cara, yang disebut dengan penamaan kelas fungsional dan penamaan substitusif. Perbedaan antara keduanya adalah sebagai berikut:

Penamaan kelas fungsional

Pada sistem penamaaan kelas fungsional, gugus alkil dan halida (fluorida, klorida, bromida, atau iodida) ditulis terpisah. Gugus alkil diambil dari rantai yang terpanjang dimulai dari atom karbon yang mengikat halogen. Perhatikan contoh berikut:

Penamaan substitusif

Pada penamaan substitusif, gugus alkil ditulis sebagai substituen halo- (fluoro-, kloro-, bromo-, atau iodo-) dan disambung. Rantai dinomori dari ujung yang paling dekat atom karbon yang mengikat halogen. Perhatikan contoh berikut:

Ketika rantai karbon mengandung halogen dan gugus alkil, maka keduanya dianggap setara. Penamaan diurutkan sesuai abjad. Perhatikan contoh berikut:

Tata Nama Trivial Haloalkana

Tata nama trivial untuk haloalkana sama seperti dengan sistem IUPAC kelas fungsional.

Publisher: Unknown - 17.00

Golongan Haloalkana

Pengertian Haloalkana

Haloalkana adalah golongan senyawa kimia organik yang diturunkan dari alkana yang mengandung satu atau lebih atom halogen. Haloalkana sering disebut dengan alkil halida atau halogenoalkana. Disebut alkil halida karena haloalkana mengandung gugus alkil dan ion halida. Namun IUPAC lebih menggunakan istilah haloalkana.

Sejarah Haloalkana

Haloalkana dikenal manusia telah lama. Etil klorida diproduksi dengan cara sintesis pada abad 15. Sistematika sintesis haloalkana dikembangkan pada abad 19 seiring dengan kemajuan bidang ilmu kimia organik dan semakin dikenalnya alkana. Metode sintesis semakin dikembangkan dengan pembentukan selektif ikatan C-halogen. Metode yang sangat berguna termasuk reaksi adisi halogen ke alkana, hidrohalogenasi alkena, dan pembentukan alkil halida dari alkohol.

Struktur Haloalkana

Haloalkana merupakan senyawa turunan alkana dengan satu atau lebih atom halogen yang terikat pada atom karbon. Dengan demikian, struktur haloalkana adalah berupa alkana dengan satu atau lebih atom hidrogen yang diganti dengan atom halogen. Contoh sederhana, jika salah satu atom hidrogen pada metana (CH₄) digantikan dengan ion fluorida, maka akan terbentuk senyawa CH₃F dengan nama fluorometana atau metil fluorida.

Penggunaan Haloalkana

Manfaat haloalkana sangat banyak dan leh karena itu haloalkana diproduksi dengan skala besar untuk tujuan komersial. Beberapa manfaat haloalkana adalah sebagai bahan baku farmasi, senyawa pendingin dalam kulkas dan AC (gas freon) , pelarut, dsb.

Gas freon untuk pendingin kulkas dan AC merupakan senyawa haloalkana

Namun efek samping yang besar ditimbulkan karena penggunaan haloalkana. Sebagai contoh yang paling besar adalah senyawa CFC (Chloro Fluoro Carbon) yang menyebabkan penipisan lapisan ozon. Banyak senyawa alkil halida yang menyebabkan efek rumah kaca.

Publisher: Unknown - 17.00

Kromatografi

Pengertian Kromatografi

Kromatografi adalah salah satu metode pemisahan kimia yang didasarkan pada adanya perbedaan partisi zat pada fasa diam (stationary phase) dan fasa gerak (mobile phase). Kromatografi berasal dari bahasa Yunani yaitu χρῶμα yang berarti warna dan γράφειν yang berarti menulis.

Kromatografi dapat bersifat preparatif maupun analitik. Tujuan kromatografi preparatif biasanya adalah untuk memisahkan senyawa dalam campuran (biasanya digunakan untuk pemurnian). Kromatografi analitik digunakan untuk mengetahui perbandingan senyawa dalam campuran.

Istilah dalam Kromatografi

Dalam kromatografi, dikenal beberapa istilah, antara lain:

• Analit adalah zat yang dipisahkan.
• Kromatogram adalah output visual yang diperoleh dari hasil pemisahan. Adanya puncak karakterisitik yang berbeda menunjukkan adanya senyawa yang berbeda.
• Eluen adalah pelarut yang digunakan untuk memisahkan analit.
• Fasa gerak adalah fasa zat yang bergerak pada arah tertentu.
• Fasa diam adalah fasa yang tetap pada tempatnya.
• Waktu retensi adalah waktu yang diperlukan analit untuk melewati sistem.
• Volume retensi adalah volume fasa gerak yang dibutuhkan untuk mengelusi komponen analit.

Dasar Teori Kromatografi

Distribusi analit antara dua fasa dapat dijelaskan secara sederhana. Pada dasarnya, analit berada dalam kesetimbangan dalam fasa gerak dan fasa diam.

A_mobile ⇌ A_stationary

Konstanta kestimbangan, K, sering disebut dengan koefisien partisi. Koefisien partisi adalah konsentrasi molar analit pada fasa diam dibagi dengan konsentrasi molar analit pada fasa gerak.

Waktu antara injeksi sampel hingga akhir proses dinamakan waktu retensi (t_R). Masing-masing analit dalam sampel akan mempunyai waktu retensi yang berbeda. Waktu yang diukur dari fase gerak melewati kolom disebut t_M .
Faktor retensi (k') sering digunakan untuk mengetahui laju migrasi analit pada kolom. Faktor retensi analit ditentukan dengan rumus:

k'A A = [t_R- t_M ]/ t_M

Publisher: Unknown - 17.00

Kromatografi Kolom

Pengertian Kromatografi Kolom

Kromatografi kolom adalah salah satu metode yang digunakan untuk pemurnian senyawa dari campuran dengan memakai kolom. Kromatografi kolom termasuk kromatografi preparatif.

Peralatan Kromatografi Kolom

Alat utama yang digunakan adalah sebuah tabung dengan diameter 5-50 mm dan tinggi 5 cm - 1 m. Pada bagian dasar tabung diberi semacam penyaring dari glass wool untuk menghindari hilangnya fasa diam.

Fasa gerak

Fasa gerak atau eluen adalah campuran cairan murni. Eluen dipilih sedemikian rupa sehingga faktor retensi senyawa berkisar antara 0,2-0,3 supaya meminimalisasi penggunaan waktu dan jumlah eluen melewati kolom. Jenis eluen yang digunakan pada kromatografi kolom dipilih supaya senyawa yang berbeda dapat dipisahkan secara efektif. Eluen yang digunakan dapat dicoba terlebih dahulu menggunakan kromatografi lapis tipis. Setelah dirasa cocok, eluen yang sama digunakan untuk mengelusi komponen dalam kolom.

Fasa diam

Fasa diam yang digunakan dalam kromatografi kolom adalah suatu adsorben padat. Biasanya berupa silika gel atau alumina. Dahulu juga sering digunakan bubuk selulosa. Fasa diam berbentuk serbuk microporous untuk meningkatkan luas permukaan.

Metode

Dua metode utama yang digunakan yaitu metode kering dan metode basah:

Metode kering

Pada metode kering, kolom diisi dengan fasa diam kering, diikuti dengan penambahan fasa gerak yang disiramkan pada kolom sampai benar-benar basah.

Metode basah

Pada metode basah, bubur (slurry) disiapkan dengan mencampurkan eluen pada serbuk fasa diam dan dimasukkan secara hati-hati pada kolom. Dalam langkah ini harus benar-benar hati-hati supaya tidak ada gelumbung udara. Larutan senyawa organik dipipet di bagian atas fasa diam, kemudian eluen dituangkan pelan-pelan melewati kolom.

Cara Kerja Kromatografi Kolom

Komponen tunggal ditahan pada fasa diam berupa adorben karena telah terikat. Ketika eluen dialirkan, maka senyawa akan melakukan migrasi, terbawa oleh eluen sesuai dengan kesesuaian kepolaran. Masing-masing senyawa dalam komponen mempunyai kecepatan yang berbeda-beda dalam melewati kolom. Selama proses berlangsung, akan didapatkan beberapa fraksi. Masing-masing fraksi kemungkinan mengandung senyawa yang berbeda. Untuk mengujinya, fraksi hasil kromatografi kolom dapat diamati menggunakan KLT. Fraksi dengan Rf yang mirip, kemungkinan mengandung senyawa yang sama. Fraksi dapat diamati lebih lanjut menggunakan spektroskopi.

Seluruh proses kromatografi kolom dapat dilihat pada gambar berikut:

Publisher: Unknown - 17.00