Gugus Fungsi

Gugus fungsi merupakan bagian yang aktif dari suatu senyawa karbon. Apabila senyawa karbon yang memiliki gugus fungsi bereaksi dengan suatu zat, maka gugus fungsi itu akan mengalami perubahan, sedangkan bagian yang lain umumnya tetap. Berdasarkan gugus fungsi yang dimilikinya, senyawa-senyawa karbon dikelompokkan kedalam kelompok alkohol, eter, aldehid, keton, asam karboksilat, ester.

Gugus	Nama Gugus	Terdapat pada Senyawa	Contoh
-OH -O- -CHO -CO -COOH -COO-	Hidroksi Oksi Aldehid Karbonil Karboksil Alkil-alkanoat	Alcohol Alkoksi alkana Alkanal Alkanon Asam alkanoat Ester	C 2 H 5 OH C 2 H 5 -O- C 2 H 5 CH 3 -CHO CH 3 -CO- CH 3 C 2 H 5 -COOH C 2 H 5 -COOC 2 H 5

ALKOHOL

Alkohol merupakan kelompok senyawa karbon yang memiliki gugus fungsi hidroksil (-OH) dengan rumus umum R-OH atau CnH2n+1OH. Senyawa ini mempunyai nama IUPAC alkanol karena dianggap sebagai urutan alkana dengan mensubstitusi satu atom H dengan gugus –OH.

ETER

Eter atau nama resminya berdasarkan aturan IUPAC alkoksi alkana, yang dianggap sebagai turunan alkana, mempunyai rumus umum R-O-R' atau CnH2n+2O. Bila R=R' disebut eter sederhana, sedangkan bila R bukan R' disebut eter majemuk.

ALDEHID

Aldehid termasuk senyawa karbonil (-C=O). Aldehid merupakan singkatan dari alkohol dehidrogenatus. Senyawa ini dianggap turunan dari alkana sehingga disebut alkanal dan mempunyai rumus umum CnH2nO.Aldehid dapat diperoleh dengan jalan oksidasi alkohol primer

KETON

Keton atau alkanon termasuk senyawa karbonil (-C=O). Senyawa ini dianggap turunan dari alkana sehingga disebut alkanal dan mempunyai rumus umum CnH2nO. Seperti halnya eter, R yang sama dengan R' disebut katon sederhana, sedangkan R yang tidak sama dengan R' disebut keton majemuk.

ASAM KARBOKSILAT

Asam karboksilat atau Alkanoat memiliki rumus umum CnH2nO2 atau R-COOH. Gugus karboksilat (-COOH) merupakan gabungan dari gugus karbonil dan hidroksil. Senyawa ini dianggap turunan alkana dan diberi nama asam alkanoat atau dengan nama yang lebih lama, asam alkana karboksilat.

ESTER

Golongan Ester memiliki rumus umum CnH2nO2 atau R-COO-R'. Nama IUPAC dari ester adalah alkyl alkanoat. Kebanyakan senyawa ester berbau harum, karena itu banyak digunakan sebagai pengharum (esens). Ester dibuat dari asam dan alkohol melalui reaksi esterifikasi yang berupa reaksi setimbang.

Atom, molekul dan ion

Atom

Jika suatu unsur, misalnya sepotong besi, dipotong menjadi dua dan potongan tersebut dipotong lagi secara terus-menerus, maka akan diperoleh partikel besi terkecil yang masih mempunyai sifat yang sama seperti sebelum dipotong. Partikel terkecil tersebut dinamakan atom besi.

Jadi unsur besi tersusun dari atom besi. Unsur lain, misalnya emas, juga tersusun dari atom-atom emas. Atom penyusun emas mempunyai sifat yang berbeda dengan atom penyusun besi. Gambar 1 menunjukkan kumpulan atom-atom.

kumpulan atom
Gambar 1. Kumpulan atom-atom

Pengertian atom merupakan partikel terkecil yang tidak dapat dipecah lagi, pertama kali dikemukakan oleh seorang ahli filsafat Yunani Leukippos dan Deumokritus yang hidup pada abad ke-4 sebelum Masehi (400 – 370 SM). Pada masa itu terdapat pendapat lain yang dikemukakan oleh Aristoteles (384 – 332 SM) bahwa materi dapat dibagi terus-menerus tanpa batas. Pada saat itu pendapat Aristoteles lebih banyak mendapat dukungan sedangkan pendapat Leukippos dan Deumokritus semakin dilupakan.

Pada abad ke-18 ternyata banyak ahli kimia yang dapat menerima pendapat Leukippos dan Deumokritus. Pada tahun 1803, John Dalton, seorang guru sekolah dari Inggris yang ahli dalam bidang fisika dan kimia, mengajukan suatu teori yang menyatakan bahwa materi terdiri atas atomatom.

Teori atom Dalton ini dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Setiap materi tersusun atas partikel terkecil yang disebut atom.
2. Atom tidak dapat dipecah lagi menjadi partikel yang lebih kecil dengan sifat yang sama.
3. Atom-atom dari unsur tertentu mempunyai sifat dan massa yang identik. Unsur-unsur yang berbeda memiliki atom-atom yang massanya berbeda.
4. Senyawa terbentuk dari dua macam atom atau lebih yang berbeda.
5. Reaksi kimia merupakan penggabungan dan pemisahan atom-atom dari unsur atau senyawa dalam reaksi tersebut.

Molekul
Molekul merupakan partikel terkecil dari suatu senyawa. Molekul tersusun dari dua atom atau lebih. Molekul umumnya tersusun dari atom-atom yang berbeda, tetapi beberapa molekul tersusun dari atom-atom yang sama. Molekul yang tersusun dari atom-atom yang berbeda dinamakan molekul senyawa, misalnya molekul air. Tiap satu molekul air tersusun dari satu atom oksigen dan dua atom hidrogen. Sedangkan molekul yang tersusun dari atom yang sama dinamakan molekul unsur, misalnya oksigen. Tiap satu molekul oksigen tersusun dari dua atom oksigen. Gambar 2 menunjukkan molekul oksigen dan molekul air.
molekul oksigen, molekul air

Gambar 2. (a) molekul oksigen, (b) molekul air

Ion
Jika gula dilarutkan dalam air akan terurai menjadi molekul-molekul gula. Tidak semua senyawa tersusun dari molekul, beberapa senyawa tersusun dari ion-ion. Ion adalah suatu atom atau kumpulan atom yang bermuatan listrik. Suatu senyawa yang terusun dari ion-ion dinamakan senyawa ion. Suatu senyawa ion tersusun dari ion positif (kation) dan ion negatif (anion). Jika garam dapur dilarutkan dalam air, maka akan terurai menjadi ion positif dan ion negatif (gambar 3). Garam dapur merupakan contoh senyawa ion.
ion positif, ion negatif, natrium kloridaGambar 3. Jika natrium klorida dilarutkan dalam air akan terurai menjadi ion positif (ion natrium) dan ion negatif (ion klorida)

Gambar 3. Jika natrium klorida dilarutkan dalam air akan terurai menjadi ion positif (ion natrium) dan ion negatif (ion klorida)

Konfigurasi Elektron yang Stabil

Hampir semua atom membentuk ikatan dengan atom-atom lain. Tetapi ada enam unsur lain yang tidak bersifat demikian, yaitu unsur-unsur gas mulia yang terdiri dari: helium (2He), neon (10Ne), argon (18Ar), krypton (36Kr), xenon (54Xe), dan radon (86Rn). Unsur-unsur gas mulia hampir tidak membentuk ikatan dengan atom lain dan karena tidak reaktifnya maka sering disebut gas inert. Gas mulia yang paling dikenal adalah helium, neon, dan argon dengan struktur elektron (disebut rumus titik elektron Lewis) sebagai berikut.

Gambar 1. Struktur Elektron Helium, Neon, dan Argon

Kecuali helium yang memiliki 2 elektron (duplet), semua gas mulia memiliki 8 elektron (oktet) pada kulit terluarnya. Susunan yang demikian menurut Kossel dan Lewis sangat stabil, sehingga atom-atom gas mulia tidak menerima elektron ataupun melepaskan elektron terluarnya. Hal inilah yang menyebabkan mengapa gas mulia sangat stabil.

Tabel 1. Konfigurasi elektron gas mulia

Atom-atom lain agar stabil berusaha memiliki konfigurasi elektron seperti gas mulia. Kecenderungan ini bisa terjadi dengan membentuk ikatan kimia antar atom yang satu dengan atom lainnya. Cara untuk mencapai hal itu adalah:

a. Melepaskan elektron terluarnya sehingga terjadi ion positif (kation).
Misalnya, atom Na yang tidak stabil melepaskan satu elektron valensinya menjadi ion Na+ dengan konfigurasi elektron seperti neon.

Gambar 2. Perubahan Struktur Elektron Atom Na menjadi Ion Na+

b. Menerima tambahan elektron dari atom lain sehingga terjadi ion negatif (anion).
Misalnya, atom Cl yang tidak stabil menerima tambahan satu elektron, sehingga menjadi ion Cl- dengan konfigurasi elektron seperti argon.

Gambar 3. Perubahan Struktur Elektron Atom Cl menjadi Ion Cl-

Serah terima elektron yang terjadi dari penggabungan kedua cara di atas disebut ikatan ion.

c. Menggunakan pasangan elektron secara bersama-sama oleh atomatom yang berikatan.
Atom 17Cl (2. 8. 7) yang tidak stabil bisa menjadi stabil dengan cara menggunakan bersama satu pasang elekltron dengan atom klor yang lain sehingga terbentuk molekul fluor, F2. Dengan demikian masing-masing atom akan memiliki konfigurasi elektron yang stabil seperti gas mulia argon (2. 8. 8). Pembentukan molekul dengan cara ketiga ini disebut ikatan kovalen.

Gambar 4. Perubahan Struktur Elektron Atom Cl menjadi Molekul Cl2

Komposisi Zat Dalam Minyak Bumi

Parafin dan aspaltin adalah deposit organic yang dapat menyebabkan terjadinya penyumbatan pada formasi atau pada jaringan pengangkut. Keduanya serupa tapi tak sama. Parafin adalah senyawa hidrokarbon rantai lurus, N-alkana dengan rantai sangat panjang (C > 100) yang membentuk struktur kristal.

Parafin memiliki titik didih lebih dari 240oF. Alpalten merupakan struktur benzen bermuatan, memiliki densitas yang tinggi, membentuk molekul amorf (biasanya padatan britle/getas). Parafin dapat meleleh sedangkan asphalten terdekomposisi, Deposit keduanya mengambang di air dan larut di air.

Parafin larut dalam heptane dan crude oil sedangkan aspalten tidak. Sebagian besar yang ditulisnya adalah benar, tapi ada beberapa hal yang mungkin perlu diluruskan. Jadi yang namanya minyak bumi atau sering juga disebut crude oil adalah merupakan campuran dari ratusan jenis hidrokarbon dari rentang yang paling kecil, seperti metan, yang memiliki satu atom karbon sampai dengan jenis hidrokarbon yang paling besar yang mengandung 200 atom karbon bahkan lebih.

Secara garis besar minyak bumi dikelompokkan berdasarkan komposisi kimianya menjadi empat jenis, yaitu :
1. Parafin
2. Olefin
3. Naften
4. Aromat
Tetapi karena di alam bisa dikatakan tidak pernah ditemukan minnyak bumi dalam bentuk olefin, maka minyak bumi kemudian dikelompokkan menjadi tiga jenis saja, yaitu Parafin, Naften dan Aromat.

Kandungan utama dari campuran hidrokarbon ini adalah parafin atau senyawa isomernya. Isomer sendiri adalah bentuk lain dari suatu senyawa hidrokarbon yang memiliki rumus kimia yang sama. Misal pada normal-butana pada gambar berikut memiliki isomer 2-metil propana, atau kadang disebut juga iso-butana. Keduanya memiliki rumus kimia yang sama, yaitu C4H10 tetapi memiliki rumus bangun yang berbeda seperti tampak pada gambar.

Jika atom karon (C) dinotasikan sebagai bola berwarna hitam dan atom hidrogen (H) dinotasikan sebagai bola berwarna merah. Senyawa hidrokarbon ‘normal’ sering juga disebut sebagai senyawa hidrokarbon rantai lurus, sedangkan senyawa isomernya atau ‘iso’ sering juga disebut sebagai senyawa hidrokarbon rantai cabang. Keduanya merupakan jenis minyak bumi jenis parafin. Sedangkan sisa kandungan hidrokarbon lainnya dalam minyak bumi adalah senyawa sikloparafin yang disebut juga naften dan/atau senyawa aromat. Berikut adalah contoh dari sikloparafin dan aromat

“Keluarga hidrokarbon” tersebut diatas disebut homologis, karena sebagian besar kandungan yang ada dalam minyak bumi tersebut dapat dipisahkan kedalam beberapa jenis kemurnian untuk keperluan komersial. Secara umum, di dalam kilang minyak bumi, pemisahan perbandingan kemurnian dilakukan terhadap hidrokarbon yang memiliki kandungan karbon yang lebih kecil dari C7. Pada umumnya kandungan tersebut dapat dipisahkan dan diidentifikasi, tetapi hanya untuk keperluan di laboratorium.

Campuran siklo parafin dan aromat dalam rantai hidrokarbon panjang dalam minyak bumi membuat minyak bumi tersebut digolongkan menjadi minyak bumi jenis aspaltin. Minyak bumi di alam tidak pernah terdapat dalam bentuk parafin murni maupun aspaltin murni, tetapi selalu dalam bentuk campuran antara parafin dan aspaltin.

Pengelompokan minyak bumi menjadi minyak bumi jenis parafin dan minyak bumi jenis aspaltin berdasarkan banyak atau dominasi minyak parafin atau aspaltin dalam minyak bumi. Artinya minyak bumi dikatakan jenis parafin jika senyawa parafinnya lebih dominan dibandingkan aromat dan/atau siklo parafinnya. Begitu juga sebaliknya.

Dalam skala industri, produk dari minyak bumi dikelompokkan berdasarkan rentang titik didihnya, atau berdasarkan trayek titik didihnya. Pengelompokan produk berdasarkan titik didih ini lebih sering dilakukan dibandingkan pengelompokan berdasarkan komposisinya.. Minyak bumi tidak seluruhnya terdiri dari hidrokarbon murni.

Dalam minyak bumi terdapat juga zat pengotor (impurities) berupa sulfur (belerang), nitrogen dan logam. Pada umumnya zat pengotor yang banyak terdapat dalam minyak bumi adalah senyawa sulfur organik yang disebut merkaptan. Merkaptan ini mirip dengan hidrokarbon pada umumnya, tetapi ada penambahan satu atau lebih atom sulfur dalam molekulnya.

Senyawa sulfur yang lebih kompleks dalam minyak bumi terdapat dalam bentuk tiofen dan disulfida. Tiofen dan disulfida ini banyak terdapat dalam rantai hidrokarbon panjang atau pada produk distilat pertengahan (middle distillate). Selain itu zat pengotor lainnya yang terdapat dalam minyak bumi adalah berupa senyawa halogen organik, terutama klorida, dan logam organik, yaitu natrium (Na), Vanadium (V) dan nikel (Ni).

Titik didih minyak bumi parafin dan aspaltin tidak dapat ditentukan secara pasti, karena sangat bervariasi, tergantung bagaimana komposisi jumlah dari rantai hidrokarbonnya. Jika minyak bumi tersebut banyak mengandung hidrokarbon rantai pendek dimana memiliki jumlah atom karbon lebih sedikit maka titik didihnya lebih rendah, sedangkan jika memiliki hidrokarbon rantai panjang dimana memiliki jumlah atom karbon lebih banyak maka titik didihnya lebih tinggi.

Zat Pencemar Air dan Akibat yang di Timbulkan

Air terdapat di mana-mana, sekitar 97 % air di bumi kita ini terdapat di laut/lautan yang sudah tercampur dengan bermacam-macam garam sebagai pencemar, 1,3 % berupa air tawar/segar (antara lain es yang berada di kutub), air permukaan tanah (air sungai, air danau, air selokan, air payau), air tanah (air sumur, air artetis, kantung-kantung air dalam tanah), air di atmosfer (kabut, awan).

Air tersebut kondisinya belum tentu bersih, melainkan sudah tercampur dengan bermacam-macam kotoran bergantung pada daerah tempat sumber air itu berada dan pada daerah yang dilaluinya.


1. Sumber dan Macam Bahan Pencemar Air
Pencemaran air terjadi apabila dalam air terdapat berbagai macam zat atau kondisi (misal Panas) yang dapat menurunkan standar kualitas air yang telah ditentukan, sehingga tidak dapat digunakan untuk kebutuhan tertentu.

Suatu sumber air dikatakan tercemar tidak hanya karena tercampur dengan bahan pencemar, akan tetapi apabila air tersebut tidak sesuai dengan kebutuhan tertentu, Sebagai contoh suatu sumber air yang mengandung logam berat atau mengandung bakteri penyakit masih dapat digunakan untuk kebutuhan industri atau sebagai pembangkit tenaga listrik, akan tetapi tidak dapat digunakan untuk kebutuhan rumah tangga (keperluan air minum, memasak, mandi dan mencuci).

Sumber penyebab terjadinya Pencemaran Air
Ada beberapa penyebab terjadinya pencemaran air antara lain apabila air terkontaminasi dengan bahan pencemar air seperti sampah rumah tangga, sampah lembah industri, sisa-sisa pupuk atau pestisida dari daerah pertanian, limbah rumah sakit, limbah kotoran ternak, partikulat-partikulat padat hasil kebakaran hutan dan gunung berapi yang meletus atau endapan hasil erosi tempat-tempat yang dilaluinya.

Bahan Pencemar air
Pada dasarnya Bahan Pencemar Air dapat dikelompokkan menjadi:
a) Sampah yang dalam proses penguraiannya memerlukan oksigen yaitu sampah yang mengandung senyawa organik, misalnya sampah industri makanan, sampah industri gula tebu, sampah rumah tangga (sisa-sisa makanan), kotoran manusia dan kotoran hewan, tumbuh-tumbuhan dan hewan yang mati.

Untuk proses penguraian sampah-sampah tersebut memerlukan banyak oksigen, sehingga apabila sampah-sampah tersbut terdapat dalam air, maka perairan (sumber air) tersebut akan kekurangan oksigen, ikan-ikan dan organisme dalam air akan mati kekurangan oksigen. Selain itu proses penguraian sampah yang mengandung protein (hewani/nabati) akan menghasilkan gas H2S yang berbau busuk, sehingga air tidak layak untuk diminum atau untuk mandi.
C, H, S, N, + O2 —–> CO2 + H2O + H2S + NO + NO2
Senyawa organik

b) Bahan pencemar penyebab terjadinya penyakit, yaitu bahan pencemar yang mengandung virus dan bakteri misal bakteri coli yang dapat menyebabkan penyakit saluran pencernaan (disentri, kolera, diare, types) atau penyakit kulit. Bahan pencemar ini berasal dari limbah rumah tangga, limbah rumah sakit atau dari kotoran hewan/manusia.

c) Bahan pencemar senyawa anorganik/mineral misalnya logam-logam berat seperti merkuri (Hg), kadmium (Cd), Timah hitam (pb), tembaga (Cu), garam-garam anorganik. Bahan pencemar berupa logam-logam berat yang masuk ke dalam tubuh biasanya melalui makanan dan dapat tertimbun dalam organ-organ tubuh seperti ginjal, hati, limpa saluran pencernaan lainnya sehingga mengganggu fungsi organ tubuh tersebut.

d) Bahan pencemar organik yang tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme yaitu senyawa organik berasal dari pestisida, herbisida, polimer seperti plastik, deterjen, serat sintetis, limbah industri dan limbah minyak. Bahan pencemar ini tidak dapat dimusnahkan oleh mikroorganisme, sehingga akan menggunung dimana-mana dan dapat mengganggu kehidupan dan kesejahteraan makhluk hidup.

e) Bahan pencemar berupa makanan tumbuh-tumbuhan seperti senyawa nitrat, senyawa fosfat dapat menyebabkan tumbuhnya alga (ganggang) dengan pesat sehingga menutupi permukaan air. Selain itu akan mengganggu ekosistem air, mematikan ikan dan organisme dalam air, karena kadar oksigen dan sinar matahari berkurang. Hal ini disebabkan oksigen dan sinar matahari yang diperlukan organisme dalam air (kehidupan akuatik) terhalangi dan tidak dapat masuk ke dalam air.

f) Bahan pencemar berupa zat radioaktif, dapat menyebabkan penyakit kanker, merusak sel dan jaringan tubuh lainnya. Bahan pencemar ini berasal dari limbah PLTN dan dari percobaan-percobaan nuklir lainnya.

g) Bahan pencemar berupa endapan/sedimen seperti tanah dan lumpur akibat erosi pada tepi sungai atau partikulat-partikulat padat/lahar yang disemburkan oleh gunung berapi yang meletus, menyebabkan air menjadi keruh, masuknya sinar matahari berkurang, dan air kurang mampu mengasimilasi sampah.

h) Bahan pencemar berupa kondisi (misalnya panas), berasal dari limbah pembangkit tenaga listrik atau limbah industri yang menggunakan air sebagai pendingin. Bahan pencemar panas ini menyebabkan suhu air meningkat tidak sesuai untuk kehidupan akuatik (organisme, ikan dan tanaman dalam air). Tanaman, ikan dan organisme yang mati ini akan terurai menjadi senyawa-senyawa organik. Untuk proses penguraian senyawa organik ini memerlukan oksigen, sehingga terjadi penurunan kadar oksigen dalam air.

Secara garis besar bahan pencemar air tersebut di atas dapat dikelompokkan menjadi:
a) Bahan pencemar organik, baik yang dapat mengalami penguraian oleh mikroorganisme maupun yang tidak dapat mengalami penguraian.
b) Bahan pencemar anorganik, dapat berupa logam-logam berat, mineral (garam-garam anorganik seperti sulfat, fosfat, halogenida, nitrat)
c) Bahan pencemar berupa sedimen/endapan tanah atau lumpur.
d) Bahan pencemar berupa zat radioaktif
e) Bahan pencemar berupa panas

Parameter dan standar kualitas air
Telah Anda ketahui bahwa sumber air dikatakan tercemar apabila mengandung bahan pencemar yang dapat mengganggu kesejahteraan makhluk hidup (hewan, manusia, tumbuh-tumbuhan) dan lingkungan. Akan tetapi air yang mengandung bahan pencemar tertentu dikatakan tercemar untuk keperluan tertentu, misalnya untuk keperluan rumah tangga belum tentu dapat dikatakan tercemar untuk keperluan lain.

Dengan demikian standar kualitas air untuk setiap keperluan akan berbeda, bergantung pada penggunaan air tersebut, untuk keperluan rumah tangga berbeda dengan standar kualitas air untuk keperluan lain seperti untuk keperluan pertanian, irigasi, pembangkit tenaga listrik dan keperluan industri. Dengan demikian tentunya parameter yang digunakan pun akan berbeda pula.

Sesuai dengan bahan pencemar yang terdapat dalam sumber air, maka parameter yang biasa digunakan untuk mengetahui standar kualitas air pun berdasarkan pada bahan pencemar yang mungkin ada, antara lain dapat dilihat dari:

a) warna, bau, dan/atau rasa dari air.
b) Sifat-sifat senyawa anorganik (pH, daya hantar spesifik, daya larut oksigen, daya larut garam-garam dan adanya logam-logam berat).
c) Adanya senyawa-senyawa organik yang terdapat dalam sumber air (misal CHCl3, fenol, pestisida, hidrokarbon).
d) Keradioaktifan misal sinar ß.
e) Sifat bakteriologi (misal bakteri coli, kolera, disentri, typhus dan masih banyak lagi).

2. Pengaruh Pencemaran Air terhadap Kehidupan Akuatik, Hewan dan Tumbuh-tumbuhan Darat dan Tubuh Manusia
Pengaruh pencemaran air terhadap kehidupan akuatik
Banyak macam makhluk yang hidup dalam air antara lain bermacam-macam ikan, buaya, penyu, katak, mikroorganisme, ganggang, tanaman air dan lumut. Kesemuanya termasuk dalam kehidupan akuatik.

Apabila sumber air tempat kehidupan akuatik tercemar, maka siklus makanan dalam air terganggu dan ekosistem air/kehidupan akuatik akan terganggu pula. Misal organisme yang kecil/lemah seperti plankton banyak yang mati karena banyak keracunan bahan tercemar, ikan-ikan kecil pemakan plankton banyak yang mati karena kekurangan makanan, demikian pula ikan-ikan yang lebih besar pemakan ikan-ikan kecil bila kekurangan makanan akan mati.

Kehidupan akuatik dapat pula terganggu karena:
a) Perairan kekurangan kadar oksigen atau sinar matahari yang disebabkan air menjadi keruh oleh pencemaran tanah/lumpur.

b) Permukaan perairan tertutup oleh lapisan bahan pencemar minyak atau busa deterjen, sehingga sinar matahari dan oksigen yang diperlukan untuk kehidupan akuatik tidak dapat menembus permukaan air masuk ke dalam air.

c) Berkurang/habisnya kadar oksigen dalam proses pengairan bahan pencemar senyawa organik.

d) Permukaan air tertutup oleh tanaman air seperti enceng gondo sebagai bahan pencemar yang tumbuh subur oleh adanya bahan pencemar berupa makanan penyubur tanaman seperti senyawa-senyawa fosfat, nitrat.

e) Peningkatan suhu air karena adanya bahan pencemar panas dari industri-industri yang menggunakan air sebagai pendingin, atau sebagai air bangunan dari pembangkit tenaga listrik.

3. Pengaruh pencemaran air terhadap hewan, tumbuh-tumbuhan dan tubuh manusia
Diantara sekian banyak bahan pencemar air ada yang beracun dan berbahaya dan dapat menyebabkan kematian. Telah anda pelajari bahwa bahan pencemar air antara lain ada yang berupa logam-logam berat seperti arsen (As), kadmium (Cd), berilium (Be), Boron (B), tembaga (Cu), fluor (F), timbal (Pb), air raksa (Hg), selenium (Se), seng (Zn).

Ada juga yang berupa oksida-oksida karbon (CO dan CO2), oksidaoksida nitrogen (NO dan NO2), oksida-oksida belerang (SO2 dan SO3), H2S, asam sianida (HCN), senyawa/ion klorida, partikulat padat seperti asbes, tanah/lumpur, senyawa hidrokarbon seperti metana, dan heksana. Bahan-bahan pencemar ini terdapat dalam air, ada yang berupa larutan ada pula yang berupa partikulat-partikulat, yang masuk melalui bahan makanan yang terbawa ke dalam pencernaan atau melalui kulit.

Bahan pencemar unsur-unsur di atas terdapat dalam air di alam ataupun dalam air limbah. Walaupun unsur-unsur diatas dalam jumlah kecil esensial/diperlukan dalam makanan hewan maupun tumbuh-tumbuhan, akan tetapi apabila jumlahnya banyak akan bersifat racun, contoh tembaga (Cu), seng (Zn) dan selenium (Se) dan molibdium esensial untuk tanaman tetapi bersifat racun untuk hewan.

Air merupakan kebutuhan primer bagi kehidupan di muka bumi terutama bagi manusia. Oleh karena itu apabila air yang akan digunakan mengandung bahan pencemar akan mengganggu kesehatan manusia, menyebabkan keracunan bahkan sangat berbahaya karena dapat menyebabkan kematian apabila bahan pencemar itu tersebut menumpuk dalam jaringan tubuh manusia. Bahan pencemar yang menumpuk dalam jaringan organ tubuh dapat meracuni organ tubuh tersebut, sehingga organ tubuh tidak dapat berfungsi lagi dan dapat menyebabkan kesehatan terganggu bahkan dapat sampai meninggal.

Selain bahan pencemar air seperti tersebut di atas ada juga bahan pencemar berupa bibit penyakit (bakteri/virus) misalnya bakteri coli, disentri, kolera, typhus, para typhus, lever, diare dan bermacam-macam penyakit kulit. Bahan pencemar ini terbawa air permukaan seperti air sungai dari buangan air rumah tangga, air buangan rumah sakit, yang membawa kotoran manusia atau kotoran hewan.

4. Penanggulangan terhadap terjadinya pencemaran air dan pengolahan limbah
Penanggulangan terjadinya pencemaran air
Untuk mencegah agar tidak terjadi pencemaran air, dalam aktivitas kita dalam memenuhi kebutuhan hidup hendaknya tidak menambah terjadinya bahan pencemar antara lain tidak membuang sampah rumah tangga, sampah rumah sakit, sampah/limbah industri secara sembarangan, tidak membuang ke dalam air sungai, danau ataupun ke dalam selokan.

Tidak menggunakan pupuk dan pestisida secara berlebihan, karena sisa pupuk dan pestisida akan mencemari air di lingkungan tanah pertanian. Tidak menggunakan deterjen fosfat, karena senyawa fosfat merupakan makanan bagi tanaman air seperti enceng gondok yang dapat menyebabkan terjadinya pencemaran air.

Pencemaran air yang telah terjadi secara alami misalnya adanya jumlah logam-logam berat yang masuk dan menumpuk dalam tubuh manusia, logam berat ini dapat meracuni organ tubuh melalui pencernaan karena tubuh memakan tumbuh-tumbuhan yang mengandung logam berat meskipun diperlukan dalam jumlah kecil.

Penumpukan logam-logam berat ini terjadi dalam tumbuh-tumbuhan karena terkontaminasi oleh limbah industri. Untuk menanggulangi agar tidak terjadi penumpukan logam-logam berat, maka limbah industri hendaknya dilakukan pengolahan sebelum dibuang ke lingkungan. Proses pencegahan terjadinya pencemaran lebih baik daripada proses penanggulangan terhadap pencemaran yang telah terjadi.

Pengolahan limbah
Limbah industri sebelum dibuang ke tempat pembuangan, dialirkan ke sungai atau selokan hendaknya dikumpulkan di suatu tempat yang disediakan, kemudian diolah, agar bila terpaksa harus dibuang ke sungai tidak menyebabkan terjadinya pencemaran air. Bahkan kalau dapat setelah diolah tidak dibuang ke sungai melainkan dapat digunakan lagi untuk keperluan industri sendiri.

Sampah padat dari rumah tangga berupa plastik atau serat sintetis yang tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme dipisahkan, kemudian diolah menjadi bahan lain yang berguna, misalnya dapat diolah menjadi keset. Sampah organik yang dapat diuraikan oleh mikroorganisme dikubur dalam lubang tanah, kemudian kalau sudah membusuk dapat digunakan sebagai pupuk.

Kromatografi Gas

Kromatografi gas-cair (GLC), atau hanya kromatografi gas (GC), merupakan jenis kromatografi yang digunakan dalam kimia organik untuk pemisahan dan analisis. GC dapat digunakan untuk menguji kemurnian dari bahan tertentu, atau memisahkan berbagai komponen dari campuran. Dalam beberapa situasi, GC dapat membantu dalam mengidentifikasi sebuah kompleks.

Dalam kromatografi gas, fase yang bergerak (atau "mobile phase") adalah sebuah operator gas, yang biasanya gas murni seperti helium atau yang tidak reactive seperti gas nitrogen. Stationary atau fasa diam merupakan tahap mikroskopis lapisan cair atau polimer yang mendukung gas murni, di dalam bagian dari sistem pipa-pipa kaca atau logam yang disebut kolom. Instrumen yang digunakan untuk melakukan kromatografi gas disebut gas chromatograph (atau "aerograph", "gas pemisah").

Compounds gas yang sedang dianalisis berinteraksi dengan dinding kolom yang dilapisi dengan berbagai tahapan stationary. Ini menyebabkan setiap kompleks ke elute di waktu yang berbeda, yang dikenal sebagai ingatan waktu yang kompleks. Perbandingan dari ingatan kali yang memberikan kegunaan analisis GC-nya.

Kromatografi gas yang pada prinsipnya sama dengan kromatografi kolom (serta yang lainnya bentuk kromatografi, seperti HPLC, TLC), tapi memiliki beberapa perbedaan penting. Pertama, proses memisahkan compounds dalam campuran dilakukan antara stationary fase cair dan gas fase bergerak, sedangkan pada kromatografi kolom yang seimbang adalah tahap yang solid dan bergerak adalah fase cair. (Jadi, nama lengkap prosedur adalah "kromatografi gas-cair", merujuk ke ponsel dan stationary tahapan, masing-masing.) Kedua, melalui kolom yang lolos tahap gas terletak di sebuah oven dimana temperatur gas yang dapat dikontrol, sedangkan kromatografi kolom (biasanya) tidak memiliki kontrol seperti suhu. Ketiga, konsentrasi yang majemuk dalam fase gas adalah hanya salah satu fungsi dari tekanan uap dari gas.

Kromatografi gas juga mirip dengan pecahan penyulingan, karena kedua proses memisahkan komponen dari campuran terutama berdasarkan titik didih (atau tekanan uap) perbedaan. Namun, pecahan penyulingan biasanya digunakan untuk memisahkan komponen campuran pada skala besar, sedangkan GC dapat digunakan pada skala yang lebih kecil (yakni microscale).

Kromatografi gas terkadang juga dikenal sebagai uap-tahap kromatografi (VPC), atau gas-cair kromatografi partisi (GLPC). Alternatif nama ini, serta masing-masing singkatan, sering ditemukan dalam literatur ilmiah. Strictly speaking, GLPC adalah istilah yang paling benar, dan dengan demikian banyak disukai oleh penulis.

Rumus Kimia Asam Amino

Asam amino merupakan senyawa organik yang merupakan satuan penyusun protein yang mempunyai gugus amino dan karboksilat. Oleh karena itu asam amino mempunyai sifat asam maupun basa. Struktur sederhana dari asam amino adalah:
NH2
|
R-CH-COOH

Suatu asam amino mengandung gugus amina yang bersifat basa dan gugus karboksil yang bersifat asam dalam molekul yang sama. Suatu asam amino yang mengalami reaksi asam basa internal, yang menghasilkan suatu ion dipolar yang disebut sebagai switter ion. Karena terjadinya muatan ion, suatu asam amino mempunyai banyak sifat garam. Pxa suatu asam amino bukanlah Pxa dari gugus -COOH melainkan dari gugus -NH3 dan sebaliknya(Fessenden, 1989)

Asam amino tidak selalu bersifat seperti senyawa-senyawa organik, misalnya titik lelehnya diatas 200*C, sedangkan kebanyakan senyawa organik dengan bobot molekul sekitar itu berupa cairan pada temperatur kamar. Asam amino larut dalam air dan pelarut polar lain, tetapi tidak larut dalam pelarut non-polar, seperti dietil eter atau benzena. Asam amino mempunyai momendipol yang besar dan juga mereka kurang bersifat asam dibandingkan sebagian besar asam karboksilat, dan kurang bisa dibandingkan dengan sebagian besar amina(Fessenden, 1990).

Asam amino bersifat antara asam lemah dan basa lemah, ia akan terionisasi diantara asam dan basa dalam larutan berair yang disebut amfoterik, sebagai contoh adalah glisin. Senyawa-senyawa amfoterik akan bereaksi dengan asam ataupun basa dan membentuk garam(Routh, 1969).

Dua asam amino berikatan melalui suatu ikatan peptida dengan melepas sebuah molekul air. Reaksi kesetimbangan ini cenderung untuk berjalan kehidrolisis daripada sintesis. Gugus karboksil suatu asam amino berikatan dengan gugus amino dari asam amino lain yang menghasilkan peptida dengan melepas molekul air(Winarno, 1992).

Suatu ikatan peptida mempunyai ikatan rangkaian yang disebabkan oleh tumpang tindih orbital p dari gugus karbonil dengan pasangan elektron yang terdiri dari nitrogen. Suatu peptida adalah suatu amida yang dibentuk dari dua asam amino atau lebih. Ikatan amida antara gugus alfa amino dari suatu asam amino dan gugus karboksil dari asam amino lain adalah ikatan peptida(Fessenden, 1989).

Asam amino dapat berperan sebagai asam atau basa, jika suatu kristal asam amino, misalnya alanin dilarutkan dalam air, molekul ini menjadi dipolar yang dapat berperan sebagai asam atau bersifat basa(Lehninger, 1993).

Asam amino tidak hanya berperan sebagai bahan bangunan dari protein, tapi juga merupakan pelopor kimia bagi banyak senyawa, misalnya glisin diperlukan untuk biosintesis gugus dari hemoglobin. Triptofan merupakan pelopor dan suatu famili zat-zat penting dalam biokimia sistem syaraf. Tirosin merupakan materi penghubung bagi biosintesa dari pigmen kulit. Melanin merupakan biosintesa penghubung yang mengandung nitrogen(Neal, 1971).

Kelarutan asam amino adalah larut dalam pelarut polar seperti air dan etanol, tetapi tidak larut dalam pelarut non-polar, seperti benzena, heksana dan eter. Titik leburnya yang relatif tinggi (diatas 200*C) menyatakan adanya gugus-gugus yang bermuatan yaitu energi tingi yang diperlukan untuk memecahkan ionik yang mempertahankan kisi-kisi kristal(Martin, 1987).

Asam amino yang sederhana, glisin dapat digunakan sebagai contoh asam amino atau protein sebagai buffer. Ketika glisin didalam larutan dititrasi dengan asam atau basa terjadi pertukaran molekul dari bentuk zwitter ke bentuk dissosiasi pada gugus asam amino atau karboksil(Routh, 1969).

H-CH(NH3)-COOH <====> H+ + H-CH(NH3)-COO- + -OH <====> H-CH(NH2)-COO- + H2O
lart.asam(pH=2,4) zwitter ion(pH=6,0) lart.basa

Dalam titrasi asam amino, asam amino bertindak sebagai buffer dalam daerah dan cairan tubuh lain yang mempunyai ion dipolar memberikan dua disosiasi ketika bereaksi dengan asam atau basa. Persamaan Hendersen Hassel Bakk, untuk buffer sederhana yang menunjukkan konstanta disosiasi atau Pka sebagai pH pada konsentrasi sama dari gambar dan bentuk buffer asam adalah dituliskan sebagai berkut(Routh, 1969):
pH = Pka + Log garam/asam
= Pk + Log 1/1
= Pk

Sifat-sifat khusus asam amino antara lain, asam amino tidak menyerap cahaya tampah/visible. Dengan pengecualian asam amino aromatik triptofan, tyrosin, fenil alanin dan histidin, tidak menyerap sinar UV yang mempunyai panjang gelombang 240nm. Sebagian besar yang mempunyai panjang gelombang diatas 240nm penyerapan UV oleh protein disebabkan kandungan triptofannya(Martin, 1987).
Pustaka:
- Fessenden, R.J and Fessenden, J.S, 1989, KIMIA ORGANIK jilid 2, Erlangga, Jakarta
- Fessenden, R.J and Fessenden, J.S, 1990, KIMIA ORGANIK, Erlangga, Jakarta
- Lehninger, A.L, 1993, DASAR_DASAR BIOKIMIA jilid 1, Erlangga, Jakarta
- Martin, 1987, HARPERS REVIEW of BIOCHEMISTRY edisi 20, penerjemah: lan,D.EGC, Jakarta
Neal, A, 1971, CHEMISTRY AND BIOCHEMISTRY, MC, Grow Hill Book Company, New York
- Routh, J.I, 1969, ESSENTIAL of GENERAL ORGANIC and BIOCHEMISTRY, W.B.Sounders Company, Philadelphia
- Winarno, F.G, 1997, KIMIA PANGAN dan GIZI, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta

Penemuan Senyawa Baru Oleh dosen ITB

Majelis Guru Besar ITB menggelar pidato ilmiah dua anggotanya pada hari Jum’at, 9 Februari 2007 lalu di Balai Pertemuan Ilmiah ITB Dua guru besar ITB yaitu Prof. Dr. Euis Holiston Hakim, M.Si. dan Prof. Tjandra Setiadi memaparkan hasil-hasil penelitiannya selama ini.


Pidato pertama yang berjudul “Keanekaragaman Hayati sebagai Sumber Keanekaragaman Molekul yang Unik dan Potensial untuk Bioindustri” disampaikan oleh Prof. Dr. Euis Holiston Hakim, M.Si., yang mendapat gelar guru besar Program Studi Kimia FMIPA sejak tahun 2004. Lulusan sarjana dan pascasarjana ITB ini memaparkan hasil penelitian-penelitian terbarunya dalam tim yang tergabung pada Kelompok Keilmuan Kimia Organik Bahan Alam. Penelitan beliau berpusat pada kemotaksonomi pada tiga famili tumbuhan yaitu Lauraceae (‘medang’), Moraceae (nangka-nangkaan) dan Dipterocarpaceae (‘meranti/kamper/keruing). Penelitan tersebut menghasilkan banyak senyawa kimia baru dengan nama-nama trivial antara lain “itebein” (alkaloid jenis fenantren), “indonesiol”, “kriptokarion” dari tumbuhan ‘Crytocarya’, “litseakasifolid dari ‘Litsea casifolia’, “artoindonesianin” dari ‘Artokarpus’, “diptoindonesin’ dari tumbuhan ‘Dipterocarpaceae’. Senyawa-senyawa kimia baru ini memiliki prospek besar untuk ilmu pengetahuan Indonesia dan industri yang berbasis biomassa. Penemuan senyawa-senyawa baru yang dimulai sejak tahun 1990 ini membuktikan keunggulan dari keanekaragaman hayati Indonesia dan besarnya potensial bioaktivitas untuk dikembangkan lebih lanjut dalam industri farmasi.


Pidato kedua disampaikan oleh Prof. Tjandra Setiadi, guru besar dari Prgram Studi Teknik Kimia FTI sejak April 2006 lalu. Judul pidato beliau adalah “Peranan Teknik Bioproses dalam Mewujudkan Masyarakat yang Berkelanjutan.” Lulusan sarjana Teknik Kimia ITB tahun 1980 ini mulai fokus pada bidang bioproses sejak beliau mengerjakan disertasi program doktornya di University of Strathclyde, Glasgow. Teknik bioproses, menurut beliau, mempunyai potensi besar dalam menunjang kelestarian lingkungan dalam masyarakat yang berkelanjutan. Penelitian yang beliau garap baru-baru ini pun menggunakan teknik-teknik bioproses seperti bioreaktor membran, produksi plastik bidegradabel (polihidrosialkanoat, PHA), penghilangan warna dengan teknologi ramah lingkungan, penerapan proses anaerobik bagi air limbah industri dan beberapa penelitian lain yang masih berjalan. Teknik bioproses bekerja pada garis batas antara biologi dan ilmu teknik melalui konversi materi biologi menjadi bentuk lain yang diperlukan oleh umat manusia. Teknik bioproses berperan sangat penting dalam industri bioteknologi yang tidak merusak lingkungan dan meningkatkan efisiensi energi. Industri yang berbasis biomassa ini dapat menunjang keberlanjutan ekonomi, sosial dan lingkungan menuju kehidupan masyarakat yang lebih baik. Menurut salah satu penerima lencana satya karya tahun 2006 ini, teknik bioproses perlu dikembangkan lebih lanjut dan melibatkan kerjasama antar disiplin ilmu, terutama dalam lingkup ITB

OLIMPIADE SAINS NASIONAL Ke III

Kimia Fisik Anorganik

Soal 1. (14 poin)

Sebanyak 0,2234 g senyawa X yang mengandung karbon, hidrogen, nitrogen dan oksigen dengan formula umum CaHbNcOd, dibakar dengan oksigen berlebih dan menghasilkan gas CO2, H2O dan NO2. Gas-gas yang dihasilkan tersebut diperlakukan lebih lanjut untuk mengubah produk oksida nitrogen menjadi N2. Kemudian campuran gas CO2, H2O, N2 dan kelebihan O2 dilewatkan melalui tabung pengering CaCl2, yang setelah pengeringan selesai bertambah massanya sebesar 0,1984 g. Aliran gas kemudian dilewatkan kedalam air, di mana gas CO2 membentuk H2CO3. Larutan asam ini kemudian dititrasi sampai semua H+ habis bereaksi, dan ternyata diperlukan sebanyak 57,62 mL larutan 0,3283 M NaOH. Kelebihan O2 dihilangkan dengan mereaksikannya dengan logam tembaga dan N2 yang diperoleh ditampung dalam tabung sebesar 450,0 mL dengan tekanan 65,12 mmHg pada 25 °C. Telah ditentukan bahwa massa molar senyawa tersebut adalah 150 g.mol-1.

a. Berdasarkan percobaan tersebut maka:

    i. Tuliskanlah dan setarakan persamaan reaksi pembakaran zat X tersebut.

    ii. Apa peranan CaCl2 dalam percobaan tersebut, tuliskan reaksi yang terjadi.

    iii. Tuliskan reaksi yang terjadi bila campuran gas tersebut dialirkan kedalam air.

Dari paparan di atas maka:

b. Hitunglah masing masing jumlah mol H2O, CO2, N2 yang dihasilkan.

c. Tentukan massa C, H, N, dan O dalam 0,2234 g senyawa X.

d. Tentukan rumus empiris senyawa X tersebut.

e. Tentukan rumus molekul senyawa X tersebut.

Soal 2. (14 poin)

Dalam air laut, sebagian besar zat terlarut adalah anion dan kation. Kation dan anion tersebut berada dalam jumlah yang sama, sehingga muatan listriknya tetap netral. Lebih dari 99,7 % garam yang terlarut mengandung 7 jenis ion ion utama dengan komposisi seperti yang tertera dalam Tabel berikut ini

Kation Konsentrasi

(mol/kg H2O) Anion Konsentrasi

(mol/kg H2O)

Na+ 0,4690 Cl- 0,5460

Mg2+ 0,0540 SO42- 0,0280

Ca2+ 0,0150 HCO3- 0.0025

K+ 0,0105 Anion Y- x

Selain unsur diatas, masih banyak unsur lain yang jumlahnya sangat sedikit sekali (unsur minor).

Berdasar data kandungan air laut tersebut, dan anggaplah kandungan ion-ion didalamnya hanya yang tertera dalam tabel diatas, maka:

a.Tunjukkan ion ion yang dapat mengakibatkan kesadahan tetap dan kesadahan

   sementara dalam air laut tersebut dan berapa jumlahnya (mol) per kg H2O

b.Berdasarkan komposisisi air laut tersebut diatas, dan anion Y- yang berasal dari

   asam kuat, bagaimana pH air laut tersebut, bersifat asam atau basa, jelaskan

   jawaban anda.

c. Berapa total molalitas kation dalam air laut

d. Berapa molalitas ion [Y-] ?

e. Berapa titik beku air laut tersebut.

    Bila kedalam 1 liter air laut ditambahkan 80 mg padatan NaOH (40 g/mol), maka:

f. Apakah akan terjadi pembentukan endapan Mg(OH)2.

   Anggaplah molaritas air laut sama dengan molalitas; dan volume larutan tidak

   berubah setelah penambahan padatan NaOH.

   Elektrolisis air laut dengan menggunakan elektroda inert ternyata menghasilkan

   gas Cl2. Sebanyak 1 liter air laut dielektrolisis dengan kuat arus 0,2 A selama

   1 jam. Dengan menganggap molaritas air laut sama dengan molalitas, maka:

g.i. Tuliskan reaksi yang terjadi di Anoda dan Katoda

   ii.Berapa pH air laut yang anda peroleh setelah proses elektrolisis.

     Data:

     H2CO3 (aq) ↔ H+ (aq)+ HCO3- (aq) Ka1= 4,3 x 10-7

     HCO3- (aq) ↔ H+ + CO3= (aq) Ka2= 5,6 x10-11.

     Kw= [H+] [OH-] = 1,0×10-14

     Ksp Mg(OH)2 = 1,8 x 10-11.

     Penurunan titik beku molal H2O, Kf air= 1,86 oC/m

     Titik Beku air murni = 0 oC

     Bilangan Avogadro (NA) = 6,02 x 1023

Soal 3.(15 poin)

Senyawa hidrokarbon n-butana, C4H10, adalah gas yang sering digunakan sebagai bahan bakar. Entalpi pembakaran sempurna (DHopembakaran) gas n-butana menjadi produk-produknya dalam wujud gas adalah -2880 kJ/mol. Gunakan data ini untuk menjawab pertanyaan berikut, dengan menganggap suhunya 100ºC.

a.Tuliskan persamaan reaksi yang telah disetarakan untuk pembakaran sempurna butana.

b.Tentukan entalpi pembentukan DHf° gas butana.

c.Tentukan besarnya perubahan energi dalam reaksi pembakaran tersebut.

   Bila perubahan energi bebas DG° reaksi pembakaran tersebut adalah -1260 kJ.mol-1,

   maka:

d.i . Hitung nilai DS° reaksi pembakaran tersebut.

   ii. Jelaskan nilai DS° dalam hubungannya dengan persamaan

       reaksi pembakaran di atas.

      Untuk pembakaran butana tersebut, digunakan udara dengan kandungan oksigen

      21%, maka:

e.Berapa banyak volume udara ( 1 atm, 25 oC), yang digunakan untuk membakar 1 mol

   butana?

   Dalam tabung silinder yang volumenya 1 dm3 anda mempunyai butana cair (density = 0,573 g.cm-3), maka:

f. Hitunglah berapa banyak energi yang dapat dihasilkan bila semua butana didalam silinder habis 

   terbakar sempurna.

   Bila anda menggunakan energi yang dihasilkan untuk mendidihkan sejumlah 1 ton air yang suhunya 20 oC  

   dengan effisensi panas pembakaran 75 %, maka:

g. Tentukanlah apakah energi yang tersedia dapat mendidihkan 1 ton air tersebut.

h. Tentukanlah berapa suhu yang dapat dicapai oleh 1 ton air tersebut

    DATA:

    Entalpi pembentukan standar (DfHo):

    CO2 (g) : DfHo = -393,5 kJ mol-1; H2O(l) : DfHo = -285,8 kJ mol-1

    H2O (g) : DfHo = -241,8 kJ mol- ; O2 (g) : DfHo = 0 kJ mol-1 Panas spesifik, Cp,: H2O (l) , Cp 75,3

    J    mol -1K-1

     H2O (g) , Cp = 33,6 J mol -1K-1

    Titik didih air pada tekanan 1 atm = 100oC

    Komposisi volume udara (1 atm , 25 oC) = 21 % O2, ,

   1 mol gas (1atm, 25 oC) = 22,4 Liter ; 1 ton = 1000 kg

Soal 4. (10 poin)

Korosi adalah peristiwa alam dimana logam mengalami kerusakan akibat terbentuknya oksida yang lebih stabil. Di alam, korosi besi adalah proses elektrokimia yang melibatkan oksigen di atmosfer dan potensial reduksi standard (Eo pada 25 °C, 1atm):

O2(g) + 4H+(aq) + 4e → 2H2O(l) Eo = +1,23 V

Fe2+(aq) + 2e → Fe(s) Eo = -0,44 V

Oksigen adalah oksidator yang potensial di alam, terutama bila air disekelilingnya bersifat asam. Di udara terbuka, tekanan parsial O2 adalah 0,20 atm, dan uap airnya jenuh dengan CO2. Gas CO2 yang terlarut membentuk asam karbonat, H2CO3, yang menghasilkan ion H+ dengan konsentrasi 2,0 x 10-6 M.

b. Berdasarkan persamaan Nerst, hitunglah potensial reduksi (E) dari gas O2 di kondisi udara yang jenuh  

    dengan CO2.

c. Untuk reaksi korosi:

    2Fe(s) + O2(g) + 4 H+(aq) → 2Fe2+(aq) + 2H2O(l)

     i. Hitung potensial standard (Eosel) sel elektrokimia yang mewakili reaksi korosi tersebut.

    ii. Hitung potensial (Esel) sel elektrolkimia yang mewakili reaksi korosi tersebut untuk kondisi gas O2 di  

        udara yang jenuh dengan CO2 dan besi dalam keadaan standar.

        Untuk reaksi: Fe(OH)2(s) + 2e → Fe(s) + 2OH-(aq), Eo = -0,88 V.

    Dengan menggunakan informasi reaksi ini dan nilai-nilai potensial di atas maka:

c. Hitunglah nilai Ksp Fe(OH)2.

Soal 5. ( 8 poin)

Pengukuran laju reaksi biasanya ditentukan dengan menggunakan metode laju awal, yaitu laju reaksi berdasarkan konsentrasi awal zat zat yang bereaksi.

Untuk reaksi: BrO3-+ 5Br-+ 6H+ → 3Br2 + 3H2O didapat data sbb:

Percobaan ke [BrO3-]awal [Br-]awal [H+]awal laju relatif

1 0,1 M 0,1 M 0,1 M 1

2 0,2 M 0,1 M 0,1 M 2

3 0,2 M 0,2 M 0,1 M 4

4 0,1 M 0,1 M 0,2 M 4

a. Tentukan orde reaksi pada [BrO3-], [Br-], [H+] dan orde reaksi total.

b. Tentukanlah persamaan laju reaksinya

c. Tentukan laju relatif reaksi pada kondisi konsentrasi [BrO3-], [Br-], [H+] berturut-turut 0,3; 0,2; dan 0,1 

    M.

Soal 6. (18 poin)

Khlor trifluorida, ClF3, adalah zat untuk proses fluorinasi yang telah digunakan untuk memisahkan uranium dari produk batang bahan bakar di reaktor nuklir.

a. Tuliskan rumus dot cross Lewis ClF3.

b. Tentukan hibridisasi di atom Cl yang digunakan dalam pembentukan ClF3.

c. Ramalkan gambar bentuk molekul ClF3 berdasarkan orbital hibrida yang anda uraikan pada pertanyaan

   “b”.

d. Berikan gambar bentuk lain yang mungkin, dan jelaskan menurut anda mengapa ClF3 tidak berbentuk 

    seperti ini.

e. Hantaran listrik cairan ClF3 hanya sedikit lebih rendah daripada hantaran listrik air murni. Hantaran listrik

   cairan ini dijelaskan dengan adanya autoionisasi ClF3 membentuk ClF2+ dan ClF4-. Ramalkan bentuk

   molekul ClF2+ dan ClF4-.

Soal 7. (28 poin)

Dalam sistem periodik unsur unsur, zat X dan Y adalah unsur-unsur non logam yang terletak pada periode ke 3. Senyawa hidrogen dari X dan Y adalah A dan B yang mempunyai bobot molekular yang sama. Bila senyawa A dan B ini direaksikan dengan asam nitrat pekat, nitrogen dari asam nitratnya direduksi menjadi nitrogen monoksida serta terbentuk senyawa C dan D; di mana dalam senyawa C ada unsur X dan D ada unsur Y dengan memiliki tingkat oksidasi maksimumnya. Senyawa C dan D juga dapat diperoleh melalui reaksi oksida E dan F dengan air. Jumlah atom-atom oksida E adalah 3,5 kali lebih besar daripada jumlah atom-atom oksida F.

Pertanyaan :

(a) Tuliskan simbul dan nama unsur X dan Y serta senyawa A, B, C, D E dan F.

(b) Tuliskan persamaan reaksi :

     (i) A + HNO3 → …………………………………………

     (ii) B + HNO3 → …………………………………………..

     (iii) E + ….. → C

     (iv) F + ….. → D

(c) Hitunglah volume nitrogen monoksida yang dihasilkan bila dengan tepat 1 dm3 dari larutan HNO3 (64,0

     % berat HNO3 dan 1,387 g/cm3) bereaksi dengan jumlah yang ekivalen dari senyawa B. Perhitungan ini

    dalam kondisi standar yaitu 1 mol gas volumenya 22,4 dm3.

KIMIA ORGANIK

Petunjuk : Kerjakan di kertas tersendiri !

Soal 8: (12 poin)

Pada reaksi di bawah ini, apakah produk yang anda harapkan bila terjadi reaksi

Soal 9 (12 point)

Selesaikan soal-soal di bawah ini (a dan b) !

a. Tulislah mekanisme reaksi antara :

b. Tentukan pereaksi yang dipakai pada sintesa di bawah ini !

Soal 10 (10 poin)

Selesaikan reaksi di bawah ini !

Soal 11 (10 poin)

a. Terangkan apa sebabnya asam 2-nitrobenzoat pH-nya lebih kecil dari pada asam 4-aminobenzoat !

b. Terangkan apa sebabnya 2-nitrophenol lebih mudah menguap dibandingkan dengan 4-nitrophenol !

PERCOBAAN PLASMOLISIS

1.      Tujuan

Untuk mengetahui proses plasmolisis yang terjadi pada sel epidermis daun (Rheodiscolor)

2.      Alat dan Bahan

1. Mikroskop
2. Objek Glass
3. Deck Glass
4. Pisau / silet
5. Garam
6. Air
7. Daun Rheodiscolor

3.      Cara Kerja

1)      Pengamatan I

a.       Siapkan daun Rheodiscolor

b.      Buat 1 sayatan melintang tipis di bagian punggung

c.       Letakkan pada objek glass

d.      Tetesi dengan air

e.       Tutup pelan-pelan dengan deck glass

f.        Letakkan preparat di meja preparat kemudian amati.

2)      Pengamatan II

a.       Gunakan preparat yang telah diamati tadi

b.      Tetesi dengan air garam di tepi deck glass

c.       Setelah air garam mengenai preparat amatilah

4.      Hasil Pengamatan

Gambar	Keterangan
Pengamatan 1	P : Plasma dalam sel tampak penuh (dengan warna ungu)
Pengamatan 2	P :  Plasma dalam sel penuh warna ungu. K : Plasma kosong (dengan warna putih)

5.      Kesimpulan

Jika sel tumbuhan diletakkan atau diberi larutan terkonsentrasi (hiperonik) sel akan kehilangan air, menyebabkan terjadinya plasmolisis : tekanan terus berkurang sampai di suatu titik dimana protoplasma sel terkelupas dari dinding sel, menyebabkan ada jarak antara dinding dan membran sel.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi

1.      Tujuan

1. Mengetahui pengaruh konsntrasi terhadap laju reaksi
2. Mengetahui pengaruh tinggi rendahnya suhu larutan terhadap laju reaksi

2.      Dasar Teori

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi adalah konsentrasi, suhu, tekanan, luas permukaan, dan katalis.

1. Konsentrasi

Konsentrasi larutan menyatakan banyaknya partikel reaktan dalam volume.

2. Suhu

Dalam berbagai reaksi, suhu tinggi sangat diperlukan untuk mempercepat berlangsungnya reaksi.

3. Cara mencari laju reaksi

V = M/t

V         = laju reaksi

M         = konsentrasi

t           = waktu

3.      Alat dan Bahan

Alat

1. Gelas kimia       2 buah
2. Kertas putih bertanda X
3. Gelas ukur
4. Pipet           4 buah
5. Stopwatch
6. Termometer
7. Alat pembakar spiritus
8. Kaki tiga lengkap dan kassa
9. Korek api

Bahan

1. Larutan HCl 2 M
2. Larutan Na₂S₂O₃ 0,05 M
3. Larutan Na₂S₂O₃ 0,5 M
4. Larutan Na₂S₂O₃ 0,15 M
5. Larutan Na₂S₂O₃ 0,10 M

4.    Cara Kerja

Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi

a.       Membuat kertas bertanda X

b.      Menyiapkan 2 buah gelas kimia

c.       Masukan 5 ml larutan HCl 2 M ke dalam gelas kimia

d.      Simpan gelas kimia di atas kertas putih bertanda X

e.       Tambahkan larutan   Na₂S₂O₃ 0,05 M ke dalam gelas kimia

f.        Catat waktu yang dibutuhkan sejak penambahan  Na₂S₂O₃ 0,05 M sampai tanda  X tidak terlihat lagi

g.       Ulangi langkah a-e dengan konsentrasi Na₂S₂O₃    0,5 M; 0,15 M; 0,10 M

h.       Apabila akan menggunakan gelas kimia yang sebelumnya telah digunakan sebaiknya dicuci terlebih dahulu.

Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

1. Masukan 25 ml Na₂S₂O₃  0,2 M ke dalam gelas kimia. Letakkan gelas kimia itu diatas kertas bertanda silang. Ukur suhu larutan dan catat. Tambahkan 5 ml larutan HCl 2 M. ukur dan catat waktu yang dibutuhkansejak penambahan larutan HCl 2 M sampai tanda X menghilang.
2. Masukan 25 ml larutan N₂S₂O₃ 0,2 M ke dalam gelas kimiayang lain. Panaskan hingga suhu 10 C di atas suhu kamar. Catat suhu itu. Letakan gelas kimia pad akertas bertanda X, kemudian tambahkan 5 ml larutan HCl 2 M dan catat waktunya sepeti di atas.

5.      Hasil Pengamatan

1.      Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi

Gelas	[HCl]	[Na2S2O3]	Waktu	Laju reaksi
1	2 M	0,05M	120  sekon	4,166 x 10-4 Ms-1
2	2 M	0,50M	9  sekon	0,055
3	2 M	0,15 M	32  sekon	4,6875   x10-3
4	2 M	0,10 M	51,5  sekon	1,9607  x 10-3

2.   Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

Gelas	Gelas Kimia	Suhu	Waktu	Laju reaksi
1	Larutan Na2S2O3 0,2 M + HCl 0,2 M	30 C	24  sekon	8,333 x 10-3 Ms-1
2	2 M Larutan Na2S2O3 0,2 M dipanaskan 10 C+ HCl 0,2 M T1 = 29 C	39 C	17  sekon	0,01170  Ms-1

6.      Pembahasan

Percobaan 1 Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi

1)      Reaksi yang terjadi :

Na₂S₂O₃ (aq)+ HCl (aq) → 2NaCl (aq) + SO₂ (g) + H₂O (l)

2)      Variabel

a.   variable bebas   :   [Na₂S₂O₃]

b.   variable control :  [HCl]

c.    variable terikat :   waktu dan laju reaksi

dari hasil table pengaruh konsentrasi terbukti bahwa semakin besar konsentrasi suatu zat maka akan semakin cepat reaksi berlangsung dan semakin cepat laju reaksi.dengan pembuktian saat HCl dalam kondisi tetap.dan Na₂S₂O   di ubah kandungan kemolaritasanya maka akan terjadi perbedaan kecepatan reaksi.yang semakin besar molaritas maka semakin cepat reaksi.

 Percobaan 2 Pengaruh suhu terhadap laju reaksi

1)   Reaksi yang terjadi :

Na₂S₂O₃ (aq)+ HCl (aq) → 2NaCl (aq) + SO₂ (g) + H₂O (l)

2)      Variabel

a.   variable bebas   :  T ( suhu larutan )

b.   variable control : [HCl] dan  [Na₂S₂O₃]

c.    variable terikat :   waktu dan laju reaksi

3)      Grafik perubahan suhu terhadap laju reaksi

Dari hasil percobaan dapat kita lihat bahwa laju reaksi antara zat yang di panaskan dan zat yang tidak dipanaskan berbeda . percobaan yang dipanaskan terlebih dahulu maka laju reaksi akan lebih cepat di banding bzat yang tidak di panaskan.jadi hal ini membuktikan bahwa kalor mempengaruhi loaju reaksi.karena dengan tambahan kalor molekul dalam zat akan bergerak lebih aktif sehingga potensi untuk berbenturan semakin besar sehingga laju reaksi akan semakin cepat pula.

Kesimpulan

1)      Makin pekat suatu larutan atau semakin besar konsentrasinya maka semakin besar laju reaksi sehingga reaksi berlangsung lebih cepat.

2)      Makin tinggi suhu suatu larutan maka semakin besar laju reaksinya, karena laju reaksi bertambah dengan naiknya suhu sehingga reaksi berlangsung lebih cepat