Rabu, 14 Maret 2012

KONSEP LAJU REAKSI



1. Pengertian Laju Reaksi
Laju menyatakan seberapa cepat atau seberapa lambat suatu proses berlangsung. Laju juga menyatakan besarnya perubahan yang terjadi dalam satu satua waktu. Satuan waktu dapat berupa detik, menit, jam, hari atau tahun.
Reaksi kimia adalah proses perubahan zat pereaksi menjadi produk. Seiring dengan bertambahnya waktu reaksi, maka jumlah zat peraksi semakin sedikit, sedangkan produk semakin banyak. Laju reaksi dinyatakan sebagai laju berkurangnya pereaksi atau laju terbentuknya produk.

Pembuatan Amonia dengan Proses Haber Bosch


Dasar teori pembuatan amonia dari nitrogen dan hydrogen ditemukan oleh Fritz Haber (1908), seorang ahli kimia dari Jerman. Sedangkan proses industri pembuatan amonia untuk produksi secara besar-besaran ditemukan oleh Carl Bosch, seorang insinyur kimia juga dari Jerman. Persamaan termokimia reaksi sintesis amonia adalah :
N2(g) + 3H2(g) ⇄ 2NH3(g) ∆H = -92,4Kj Pada 25oC : Kp = 6,2×105

Unsur – unsur Logam dalam Kehidupan Sehari – hari

UNSUR – UNSUR
DALAM KEHIDUPAN SEHARI HARI

Dalam kehidupan sehari – hari kita banyak menafaatkan unsur logam dan nonlogam untuk keperluan transportasi, industri, dan bangunan. Penggunaan logam dan nonlogam makin meningkat seiring dengan perkembangan ilmu, teknologi, dan industri
Dari 109 unsur yang telah di temukan, ada 92 unsur yang terdapat di alam dan 70 unsur diantaranya adakah logam. Hanya sebagian saja dari logam – logam ini yang dimanfaatkan oleh manusia secara meluas. Alam Indonesia kaya akan bijih logam yang ada dalam prut bumi Indonesia. Untuk itu, anda harus mengetahui ilmu dan teknologi untuk mengolahnya
Dalam bab ini akan dibahas beberapa unsur logam penting yaitu besi, aluminium, timah, nikel, tembaga, perak dan emas. Juga akan dibahas beberapa unsur nonlogam, yaitu oksigen, nitrogen, karbon, fosfor, dan iodine

Manfaat radioaktif/radioisotop



radioaktif adalah Radioaktivitas adalah kemampuan inti atom yang tak-stabil untuk memancarkan radiasi dan
berubah menjadi inti stabil. Proses perubahan ini disebut peluruhan dan inti atom yang takstabil disebut radionuklida. Materi yang mengandung radionuklida disebut zat radioaktif. Radioaktif ditentukan oleh konstanta peluruhan (λ), yang menyatakan laju peluruhan tiap detik, dan waktu paro (t½).  Dan bersifat khas untuk setiap radionuklida. Berdasarkansumbernya, radioaktivitas dibedakan atas radioaktivitas alam dan radioaktivitas buatan. Radioaktivitas buatan banyak digunakan di berbagai bidang.

Kegunaan Senyawa Benzena dan Turunannya



Kegunaan benzena yang terpenting adalah sebagai pelarut dan sebagai bahan baku pembuatan senyawa-senyawa aromatik lainnya yang merupakan senyawa turunan benzena. Masing-masing dari senyawa turunan benzena tersebut memiliki kegunaan yang beragam bagi kehidupan manusia. Berikut ini beberapa senyawa turunan Benzena dan kegunaannya:

KARBOHIDRAT



Karbohidrat adalah senyawa yang menyimpan energi kimia yang juga merupakan sumber energi utama bagi makhluk hidup. Pada hewan dan manusia energi tersebut disimpan dalam bentuk glikogen sedangkan pada tumbuhan dalam bentuk pati. Selain itu, karbohidrat dapat disimpan dalam bentuk selulosa, hemiselulosa, pektin, khitin, dan lignin yang merupakan kerangka makhluk hidup (misalnya; selulosa yang terdapat pada dinding sel hewan berperan sebagai komponen utama dinding sel tumbuhan, dan peptidoglikan terdapat di dinding sel bakteri). Secara umum, karbohidrat digolongkan menjadi tiga yaitu monosakarida, oligosakarida, dan polisakarida. Namun, seringkali oligosakarida digolongkan ke dalam polisakarida.

A.     FUNGSI KARBOHIDRAT
1.      Sumber energi
Karbohidrat merupakan sumber energi terbesar bagi tubuh. Satu karbohidrat menghasilkan 4 kilokalori. Sebagian karbohidrat di dalam tubuh berada dalam sirkulasi darah sebagai glukosa untuk keperluan energi segera, sebagiannya disimpan sebagai glikogen dalam hati dan jaringan otot, dan sebagian lagi diubah menjadi lemak untuk kemudian disimpan sebagai cadangan energi di dalam jaringan lemak.
2.      Pemberi rasa manis pada makanan
Karbohidrat, khususnya monosakarida dan disakarida berfungsi untuk memberi rasa manis pada makanan. Fruktosa merupakan gula yang paling manis.
3.      Penghemat protein
Jika karbohidrat makanan tidak mencukupi, maka protein digunakan untuk memenuhi kebutuhan energi dan protein tersebut tidak lagi berfungsi sebagai zat pembangun. Sebaliknya, bila karbohidrat makanan mencukupi, protein terutama akan digunakan sebagai zat pembangun.
4.      Pengatur metabolisme lemak
Karbohidrat dapat mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna sehingga dapat menghasilkan bahan-bahan keton berupa asam asetoasetat, aseton, dan asam beta-hidroksi-butirat. Bahan-bahan tersebut dibentuk dalam hati dan dikeluarkan melalui urine dengan mengikat basa berupa ion natrium. Proses pengeluaran ini dapat menyebabkan ketidakseimbangan natrium dan dehidrasi, serta pH cairan tubuh menurun. Keadaan ini menimbulkan ketosis atau asidosis yang dapat merugikan tubuh. Oleh karena itu, kita membutuhkan karbohidrat antara 50-100 gram perhari untuk mencegah ketosis.
5.      Membantu pengeluaran feses
Karbohidrat membantu pengeluaran feses dengan mengatur peristaltik usus dan memberi bentuk pada feses.  Selulosa dalam makanan mengatur peristaltik usus, sedangkan hemiselulosa dan pektin mampu menyerap banyak air dalam usus besar sehingga memberi bentuk pada sisa makanan yang akan dikeluarkan.

B.     PENGGOLONGAN  KARBOHIDRAT
1.      MONOSAKARIDA
Pembagian Monosakarida
Monosakarida merupakan gula sederhana yang tidak dapat dihidrolisis menjadi menjadi bagian yang lebih kecil. Kebanyakan monosakarida rasanya manis, tidak berwarna, berupa kristal padat yang bebas larut dalam air tetapi tidak larut dalam pelarut nonpolar. Monosakarida terdiri dari satu unit polihidrosi aldehida atau keton.
Kerangka monosakarida berupa rantai karbon berikatan tunggal yang tidak bercabang. Satu diantara atom karbon berikatan ganda terhadap suatu atom oksigen, membentuk gugus karbonil; masing-masing atom karbon lainnya berikatan dengan gugus hidroksil. Berdasarkan gugus fungsi inilah monosakarida digolongkan menjadi dua jenis yaitu aldosa dan ketosa. Suatu monosakarida disebut aldosa jika gugus karbonilnya berada pada ujung rantai karbon, dan disebut ketosa jika gugus karbonnya berada pada tempat lain. Contoh monosakarida yang sering dijumpai adalah heksosa.
                                          D-Glukosa, suatu aldoheksosa
                                            D- Fruktosa, suatu ketoheksosa

Gambar 1. Contoh aldosa dan ketosa
Rumus umum monosakarida sesuai dengan nama karbohidrat yaitu (CH2O)n, di mana jumlah n sesuai dengan jumlah atom karbon yang dimiliki. Berdasarkan jumlah atom karbon tersebut, monosakarida dibagai menjadi beberapa bagian yaitu, triosa (C3H6O3), tetrosa (C4H8O4), pentosa (C5H12O5), heksosa (C6H12O6), dan heptosa (C7H12O7).
Sifat-Sifat Monosakarida
1.         Reaksi dengan basa dan asam
Apabila glukosa dilarutkan ke dalam basa encer, beberapa jam kemudian dihasilkan campuran yang terdiri dari fruktosa, manosa, dan sebagian glukosa semula. Sedangkan, dalam basa encer, monosakarida sangat stabil, tetapi jika aldoheksosa dipanaskan dalam asam kuat, akan mengalami dehidrasi dan diperoleh bentuk hidroksimetil furtural. Dalam bentuk yang sama, pentose juga akan berubah menjadi bentuk furtural.
2.        Gula pereduksi
Sebagian karbohidrat  bersifat gula pereduksi. Sifat gula pereduksi ini disebabkan adanya gugus aldehida dan gugus keton yang bebas, sehingga dapat mereduksi ion-ion logam. Gugus aldehida pada aldoheksosa mudah teroksidasi menjadi asam karboksilat dalam pH netral oleh zat pengoksidasi atau enzim. Dalam zat pengoksidasi kuat, gugus aldehida dan gugus alkohol primer akan teroksidasi membentuk asam dikarboksilat atau asam ardalat. Gugus aldehida atau gugus keton monosakarida dapat direduksi secara secara kimia menjadi gula alkohol, misalnya D-sorbito yang berasal dari D-glukosa.
3.        Pembentukan glikosida
Monosakarida dapat membentuk glikosida dan asetal. Jika gugus hidroksil pada sebuah molekul gula bereaksi dengan hidroksil dari hemiasetal atau hemiaketal molekul gula yang lain, maka akan terbentuk glikosida yang disebut disakarida. Ikatan ini dinamakan ikatan glikosida yang berfungsi untuk menghubungkan sejumlah besar unit monosakarida menjadi polisakarida.
4.        Pembentukan ester
Semua monosakarida atau polisakarida dapat terasetilasi oleh asam asetat anhidrida yang berlebihan membentuk O-asetil-α-D-glukosa. Gugus asetil yang berikatan secara ester ini bisa dihidrolisis oleh asam atau basa. Sifat ini sering juga digunakan untuk penentuan struktur karbohidrat. Senyawa ester yang penting dalam dalam metabolisme adalah ester fosfat.
5.        Fenilosazon dan Osazon
Monosakarida dapat bereaksi dengan larutan fenil hidrazin dalam suasana asam pada suhu 100oC, membentuk ozazon. Senyawa ini tidak larut dalam air dan mudah mengkristal. Glukosa, fruktosa, dan manosa akan menghasilkan fenolsazon yang sama, selanjutnya, akan terbentuk asazon yang berwarna, mengkristal secara khas, dan dapat digunakan untuk menentukan jenis karbohidrat.
Struktur Monosakarida
Struktur monosakarida ada yang ditulis dalam bentuk rantai lurus, ada pula dalam bentuk cincin. Monosakarida yang memiliki lima atau lebih atom karbonnya biasanya berada dalam struktur cincin, di mana gugus karbonil membentuk ikatan kovalen dengan atom oksigen dari gugus hidroksil pada atom karbon lainnya. Struktur cincin piranosa (turunan dari piran) terbentuk karena aldehida bereaksi dengan alkohol dan membentuk senyawa turunan yang disebut hemiasetal. Reaksi ini terjadi antara atom karbon aldehida no 1 dengan gugus hidroksil bebas pada atom karbon ke-5 sehingga terbentuk struktur cincin bersudut 6. Hanya aldosa yang memiliki 5 atau lebih atom karbon yang dapat membentuk cincin piranosa yang stabil. Ada pula reaksi yang membentuk cincin 5 sudut beranggotakan lima furan yang disebut furanosa. Pada ketoheksosa gugus hidroksil pada atom karbon 5 bereaksi dengan gugus karbonil pada atom karbon 2, membentuk cincin furanosa yang mengandung suatu ikatan hemiaketal. Penggambaran struktur piranosa dan furanosa karbohidrat biasanya dilakukan dengan menggunakan proyeksi Haworth. Pinggir cincin yang dekat dengan pembaca ditulis lebih tebal. Cincin piranosa terdapat dalam dua bentuk yaitu bentuk kapal dan bentuk kursi. Bentuk yang paling umum adalah bentuk kursi karena bentuk ini lebih stabil daripada bentuk kapal.

                                           D-Glucose, Fischer projection

                                     β-D-glucopyranose, Haworth projection

                                          β-D-glucopyranose, bentuk kapal.
Gambar 2. Contoh pembentukan struktur piranosa (http://www.steve.gb.com/science/carbohydrates.html)

2.      OLIGOSAKARIDA
Disakarida
Disakarida merupakan gabungan dua unit monosakarida yang berikatan kovalen terhadap sesamanya. Ikatan ini disebut ikatan glikosida yang dibentuk jika gugus hidroksil pada salah satu gula bereaksi dengan karbon anomer pada gula yang kedua. Disakarida yang banyak ditemukan di alam yaitu laktosa, sukrosa, dan maltosa.
a.      Laktosa
Laktosa sering juga disebut gula susu karena hanya terdapat dalam susu. Bila dihidrolisis, laktosa akan menghasilkan D-galaktosa dan D-glukosa. Laktosa memiliki satu atom karbon hemiasetal dan mempunyai gugus karbonil yang berpotensi bebas pada residu glukosa sehingga laktosa termasuk disakarida pereduksi.
b.      Sukrosa
Sukrosa atau gula tebu merupakan disakarida yang paling manis yang terdiri dari glukosa dan fruktosa. Sukrosa bukan merupakan gula pereduksi karena sukrosa tidak mempunyai atom karbon hemiasetal dan hemiaketal. Sukrosa tidak memilliki atom karbon monomer bebas karena karbon anomer glukosa dan fruktosa berikatan satu dengan yang lain. Sukrosa juga mudah dihidrolisis menjadi D-glukosa dan D-fruktosa. Sumber-sumber sukrosa yang terdapat di alam antara lain: tebu (100% mengandung sukrosa), bit, gula nira (50%), dan jelly.
c.       Maltosa
Maltosa merupakan disakarida yang paling sederhana. Maltosa terdiri dari dua residu D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan glikosida. Sebuah molekul glukosa dihubungkan melalui atom karbonnya yang pertama dengan gugus hidroksil atom karbon keempat pada molekul glukosa yang lainnya. Kedua residu glukosa tersebut berada dalam bentuk piranosa. Maltosa memilliki gugus karbonil yang berpotensi bebas yang dapat dioksidasi, sehingga maltosa mempunyai sifat gula pereduksi. Di dalam tubuh, maltosa didapat dari hasil pemecahan amilum yang lebih mudah dicerna. Maltosa banyak terdapat kecambah, susu dan pada serealia, misalnya beras.
3.      POLISAKARIDA
Polisakarida adalah senyawa karbohidrat kompleks. Bila dihidrolisis, polisakarida akan menghasilkan banyak unit monosakarida. Polisakarida terdiri atas dua jenis yaitu homopolisakarida (mengandung hanya satu jenis unit monomer) dan heteropolisakarida (mengandung dua atau lebih jenis unit monosakarida yang berbeda). Polisakarida biasanya tidak berasa, tidak larut dalam air, dan memiliki berat molekul yang tinggi. Contoh homopolisakarida adalah pati yang hanya mengandung unit-unit D-glukosa, sedangkan asam hialuronat pada jaringan pengikat mengandung residu dari dua jenis unit gula secara berganti-ganti merupakan contoh dari heteropolisakarida.
Fungsi Polisakarida
Beberapa polisakarida berfungsi sebagai bentuk penyimpan bagi monosakarida dan yang lainnya berfungsi sebagai unsur struktural di dalam dinding sel dan jaringan pengikat. Glikogen dan pati merupakan polisakarida simpanan yang terdapat pada tumbuhan dan manusia sedangkan selulosa merupakan polisakarida strukural yang berfungsi sebagai tulang semu bagi tumbuhan. Pati dan glikogen  dihidrolisa di dalam saluran pencernaan oleh amilase, sedangkan selulosa tidak dapat dicerna. Namun, selulosa mempunyai peran penting bagi manusia karena merupakan sumber serat dalam makanan manusia.
Jenis-jenis Polisakarida
a.        Pati
Pati adalah polisakarisa simpanan yang terdapat pada tumbuhan. Hampir semua sel tanaman mampu menghasilkan pati. Pati banyak terdapat dalam golongan umbi seperi kentang dan pada biji-bijian seperti jagung. Pati mengandung dua jenis polimer glukosa yaitu, α-amilasi (amilosa) dan amilopektin. Amilosa merupakan polisakarida linear dari rantai unit-unit D-glukosa yang panjang, tidak bercabang yang dihubungkan oleh ikatan α (1-4)-glukosida dengan berat molekul yang bervariasi. Amilopektin memiliki berat molekul yang tinggi, memiliki banyak cabang, yang terdiri dari beberapa unit glukosa berantai lurus. Unit tersebut dihubungkan oleh ikatan glikosidik pada ikatan α (1-4) tetapi titik percabangannya merupakan ikatan α (1-6). Amilosa memberi warna biru dengan adanya iodium sedangkan amilopektin akan menghasilkan warna jingga sampai merah bila ditambahkan larutan iodium.
b.        Glukogen
Glikogen adalah polisakarisa simpanan pada hewan dan manusia. Strukturnya serupa dengan amilopektin, namun jumlah percabangannya lebih banyak. Glikogen bercabang dari D-glukosa dalam ikatan α (1-4) dan ikatan pada percabangannya adalah α (1-6). Glikogen banyak diemukan di dalam hati dan urat daging.
c.         Selulosa
Selulosa atau polisakarida struktur adalah polisakarida yang banyak terdapat dalam tumbuhan, terutama pada bagian dinding sel. Selulosa berfungsi untuk menjaga strukur sel tersebut. Selulosa berupa rantai lurus homopolisakarida yang disusun oleh unit-unit D-glikopiranosa melalui ikatan β (1-4)-glikosida. Selulosa tidak dapat dipecahkan oleh α atau β-amilase dan tidak dapat dicerna oleh vertebrata kecuali oleh hewan ruminan (seperti sapi, kambing, dan domba) yang mengandung bakteri penghasil selulosa. Bakteri selulosa ini dapat memecahkan selulosa menjadi D-glukosa sehingga dapat digunakan sebagai makanan pada organisme tingkat tinggi lainnya.
C.     METABOLISME KARBOHIDRAT
1.      Glikolisis
Glikolisis merupakan proses pemecahan glukosa menjadi piruvat melalui suatu rantai reaksi. Glikolisis terjadi dalam sitoplasme sel secara anaerobik (tidak membutuhkan oksigen). Reaksi yang terjadi pada glukolisis terbagi menjadi dua fase. Pada awal glikolisis, glukosa yang diaktifkan oleh mulekul ATP diubah menjadi glukosa fosfat. Kemudian, glukosa fosfat diubah menjadi asam piruvat melalui reaksi oksidasi. Hasil akhir glikolisis adalah pemecahan glukosa yang mempunyai 6 atom karbon menjadi dua ikatan yang mengandung tiga atom karbon yaitu piruvat/asam piruvat. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
2.      Siklus Krebs
Asam piruvat hasil glikolisis dioksidasi melalui siklus krebs sehingga menghasilkan CO2 dan asetil KoA. Asetil KoA teroksidasi sempuna menghasilkan atom hidrogen berenergi tinggi serta melepaskan O2 dan energi dalam bentuk ATP, NADH, dan FADH2.
                            Gambar 3. siklus krebs
    
3.      Sistem Transport Elektron
Atom hidrogen berenergi tinggi hasil siklus krebs akan berpisah menjadi proton berupa ion hidrogen (H+) dan elektron berenergi tinggi. Ion H+ akan menangkap elektron dari oksigen bebas membentuk senyawa H2O, sedangkan elektron berenergi tinggi akan berpindah ke dalam molekul pembawa elektron, yaitu NAD dan FAD. Selanjutnya, NAD dan FAD akan masuk ke dalam rantai transport elektron dan fosfolirasi oksidatif yang akhirnya menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Keseluruhan proses tersebut dibantu oleh enzim sitokom oksidase.

Selasa, 13 Maret 2012