BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Ilmu farmasi adalah suatu
disiplin ilmu kesehatan yang memepelajari tentang bagaimana cara membuat,
mencampur, meracik, memformulasi, mengidentifikasi, mengombinasi, menganalisis,
serta menstandarkan obat dan pengobatan juga sifat-sifat obat beserta pendistribusian
dan penggunaannya secara aman. Saat
kita membuat, meracik mempelajari
sedian-sedian obat baik itu dalam bentuk pulvis, pulveres, kaspul, tablet,
kaplet,galenika,salep dan lainnya kita juga membutuhkan disiplin ilmu lain yang
memiliki korelasi yang erat dengan ilmu farmasi misalnya ilmu mikrobiologi,
ilmu morfologi dan anatomi tumbuhan, anatomi dan fisiologi manusia, ilmu
fisika, ilmu kimia dan ilmu lainnya. Setiap ilmu tersebut memiliki kontribusi
tersendiri dalam bidang farmasi, misalnya ilmu kimia.
Dalam farmasi kita juga
mempelajari ilmu kimia secara bertahap mulai dari kimia dasar, kimia organik I,
kimia organik II, dan kimia farmasi. Saat kita mempelajari kimia pasti kita
akan mempelajari atom, molekul, unsur, ikatan dan senyawa. Atom merupakan unsur
terkecil dari suatu materi yang tidak dapat dibagi-bagi lagi. Suatu atom bergabung dengan atom
lainnya melalui ikatan kimia sehingga dapat membentuk senyawa, baik senyawa
kovalen maupun senyawa ion.. Senyawa ion
terbentuk melalui ikatan ion, yaitu ikatan yang terjadi antara ion positif
[atom yang melepaskan elektron] dan ion negative [atom yang menangkap
elektron]. Sedangkan senyawa kovalen terbentuk dari suatu ikatan kovalen
yaitu ikatan kimia yang terbentuk dari
pemakaian elektron bersama oleh atom-atom pembentuk ikatan. Ikatan kovalen
biasanya terbentuk dari unsur-unsur non logam.
Dalam ilmu farmasi,
sangat penting untuk mempelajari materi ini karena ini sangat berguna untuk
mempelajari respon biologis akibat interaksi molekul obat dengan
gugus fungsional molekul reseptor. Interaksi ini dapat berlangsung karena
kekuatan ikatan kimia tertentu. Tipe ikatan kimia yang terlibat dalam interaksi obat reseptor antara lain adalah
ikatan- ikatan kovalen, ion-ion yang saling memperkuat (reinforce ions), ion
(elektrostatik), hidrogen, ion- dipol,dipol- dipol, van der waal’s, ikatan
hidrofob, dan transfer muatan. Untuk
suatu tujuan tertentu, misal diinginkan efek berlangsung lama dan ireversibel, seperti pada obat antibakteri
dan antikanker, diperlukan ikatan yang lebih kuat yaitu ikatan kovalen.
Berdasar atas
pemaparan diatas maka sangatlah penting bagi seorang mahasiswa farmasi untuk
mempelajari ilmu kimia dan yang termasuk didalamnya adalah ilmu mengenai ikatan
kimia, senyawa kimia dan lain sebagainya, oleh karena itu dalam makalah ini
penulis akan membahas mengenai ikatan kimia khususnya ikatan kovalen dan juga
beberapa reaksi kimia yang terjadi dalam ikatan kimia tersebut.
1.2 Rumusan
Masalah
1.
Bagaimana
proses pembentukan ikatan kovalen ?
2.
Bagaimana
proses berlangsungnya suatu reaksi kimia?
3.
Bagaiamana
hubungan antar ikatan kimia, reaksi kimia dalam ilmu farmasi?
1.3 Tujuan
Penulisan
1.
Menjelaskan
proses pembentukan ikatan kovalen.
2.
Menjelaskan
proses berlangsungnya suatu reaksi kimia.
3.
Menjelaskan
hubungan antara ikatan kimia, reaksi kimia dalam ilmu farmasi.
1.4
Manfaat Penulisan
1.
Menjelaskan
proses pembentukan ikatan kovalen.
2.
Menjelaskan
proses berlangsungnya suatu reaksi kimia.
3.
Menjelaskan
hubungan antara ikatan kimia, reaksi kimia dalam ilmu farmasi
BAB II
PEMBAHASAN
2.1
Ikatan Kimia
2.1.1 Sejarah
Sejarah
kimia dan molekul
Spekulasi
awal dari sifat-sifat ikatan kimia yang berawal dari abad
ke-12 mengganggap spesi
kimiatertentu
disatukan oleh sejenis afinitas
kimia. Pada
tahun 1704, Isaac Newton menggarisbesarkan teori ikatan
atomnya pada "Query 31" buku Opticksnya dengan mengatakan atom-atom disatukan satu sama lain oleh
"gaya" tertentu.
Pada tahun 1819, setelah penemuan tumpukan volta, Jöns Jakob Berzelius mengembangkan sebuah teori
kombinasi kimia yang menekankan sifat-sifat elektrogenativitas dan
elektropositif dari atom-atom yang bergabung. Pada pertengahan abad ke-19 Edward
Frankland, F.A.
Kekule, A.S. Couper, A.M. Butlerov, dan Hermann Kolbe, beranjak pada teori radikal, mengembangkan teori
valensi yang
pada awalnya disebut "kekuatan penggabung". Teori ini
mengatakan sebuah senyawa tergabung berdasarkan atraksi kutub positif dan kutub
negatif. Pada tahun 1916, kimiawan Gilbert N. Lewis mengembangkan
konsep ikatan elektron berpasangan. Konsep ini mengatakan dua atom
dapat berkongsi satu sampai enam elektron, membentuk ikatan elektron tunggal, ikatan tunggal, ikatan rangkap dua,
atau ikatan rangkap tiga. Dalam
kata-kata Lewis sendiri:
“An
electron may form a part of the shell of two different atoms and cannot be said
to belong to either one exclusively”
Pada tahun yang sama, Walther
Kossel juga
mengajukan sebuah teori yang mirip dengan teori Lewis, namun model teorinya
mengasumsikan transfer elektron yang penuh antara atom-atom. Teori ini
merupakan model ikatan polar. Baik
Lewis dan Kossel membangun model ikatan mereka berdasarkan kaidah Abegg (1904).
Pada tahun 1927, untuk pertama
kalinya penjelasan matematika kuantum yang penuh atas ikatan kimia yang
sederhana berhasil diturunkan oleh fisikawan Denmark Oyvind Burrau. Hasil kerja ini menunjukkan
bahwa pendekatan kuantum terhadap ikatan kimia dapat secara mendasar dan
kuantitatif tepat. Namun metode ini tidak mampu dikembangkan lebih jauh untuk
menjelaskan molekul yang memiliki lebih dari satu elektron. Pendekatan yang
lebih praktis namun kurang kuantitatif dikembangkan pada tahun yang sama
oleh Walter
Heitler and Fritz
London. Metode
Heitler-London menjadi dasar dariteori ikatan valensi. Pada tahun 1929, metode orbital molekul kombinasi linear orbital atom (Bahasa Inggris: linear
combination of atomic orbitals molecular orbital method), disingkat LCAO,
diperkenalkan oleh Sir
John Lennard-Jones yang
bertujuan menurunkan struktur elektronik dari molekul F2 (fluorin) dan O2 (oksigen) berdasarkan prinsip-prinsip dasar kuantum. Teori orbital
molekul ini
mewakilkan ikatan kovalen sebagai orbital yang dibentuk oleh orbital-orbital
atom mekanika kuantum Schrödinger yang telah dihipotesiskan
untuk atom berelektron tunggal.
Persamaan
ikatan elektron pada multielektron tidak dapat diselesaikan secara analitik,
namun dapat dilakukan pendekatan yang memberikan hasil dan prediksi yang secara
kualitatif cukup baik. Kebanyakan perhitungan kuantitatif pada kimia kuantum modern menggunakan baik teori ikatan valensi maupun
teori orbital molekul sebagai titik awal, walaupun pendekatan ketiga, teori fungsional rapatan (Bahasa Inggris: density
functional theory), mulai mendapatkan perhatian yang lebih akhir-akhir ini.
Pada tahun
1935, H. H. James dan A. S. Coolidge melakukan perhitungan pada molekul
dihidrogen.Berbeda dengan perhitungan-perhitungan sebelumnya yang hanya
menggunakan fungsi-fungsi jarak antara elektron dengan inti atom, mereka juga
menggunakan fungsi yang secara eksplisit memperhitungkan jarak antara dua
elektron. Dengan 13 parameter yang dapat diatur, mereka
mendapatkan hasil yang sangat mendekati hasil yang didapatkan secara eksperimen
dalam hal energi disosiasi. Perluasan selanjutnya menggunakan 54 parameter dan
memberikan hasil yang sangat sesuai denganhasil eksperimen. Perhitungan ini
meyakinkan komunitas sains bahwa teori kuantum dapat memberikan hasil yang
sesuai dengan hasil eksperimen. Namun pendekatan ini tidak dapat memberikan
gambaran fisik seperti yang terdapat pada teori ikatan valensi dan teori
orbital molekul. Selain itu, ia juga sangat sulit diperluas untuk perhitungan
molekul-molekul yang lebih besar.
Sejarah Ikatan Kovalen
Istilah bahasa Inggris "covalence" pertama kali digunakan pada tahun 1919 oleh Irving Langmuir di dalam artikel Journal of American Chemical Society yang berjudul The Arrangement of Electrons in Atoms and Molecules
(p.926)… we shall denote by
the term covalence the number of pairs of electrons which a
given atom shares with its neighbors.
Gagasan
ikatan kovalen dapat ditilik beberapa tahun sebelum 1920 oleh Gilbert N. Lewis yang pada tahun 1916 menjelaskan pembagian pasangan
elektron di antara atom-atom. Dia memperkenalkan struktur Lewis atau notasi titik elektron atau struktur titik
Lewis yang menggunakan titik-titik di sekitar simbol atom untuk
mewakili elektron valensi terluar atom. Pasangan elektron yang berada di antara
atom-atom mewakili ikatan kovalen. Pasangan berganda mewakili ikatan berganda,
seperti ikatan rangkap dua dan ikatan rangkap tiga. Terdapat pula bentuk
alternatif lainnya di mana ikatan diwakili sebuah garis.
Konsep awal
ikatan kovalen berawal dari gambar molekul metana sejenis ini. Ikatan kovalen tampak jelas pada struktur Lewis, mengindikasikan pembagian elektron-elektron di antara
atom-atom. Ketika gagasan pembagian pasangan elektron memberikan gambaran
kualitatif yang efektif akan ikatan kovalen, mekanika kuantum diperlukan untuk mengerti sifat-sifat ikatan seperti
ini dan memprediksikan struktur dan sifat molekul sederhana. Walter
Heitler dan Fritz
London sering
diberi kredit atas penjelasan mekanika kuantum pertama yang berhasil
menjelaskan ikatan kimia, lebih khususnya ikatan molekul hidrogen pada tahun 1927.
Hasil kerja
mereka didasarkan pada model ikatan valensi yang berasumsi bahwa ikatan kimia
terbentuk ketika terdapat tumpang tindih yang baik di antara orbital-orbital
atom dari atom-atom yang terlibat.
Orbital-orbital atom ini juga diketahui memiliki hubungan sudut spesifik satu
sama lain, sehingga model ikatan valensi dapat memprediksikan sudut ikatan yang
terlihat pada molekul sederhana dengan sangat baik.
2.1.2
Pengertian Ikatan Kimia
Ikatan kimia
adalah kekuatan menarik yang mampu menahan atau mengikat 2 atom secara
bersama-sama. Electron-elektron valensi mengambil peranan ini. Suatu atom yang
memperoleh electron akan menjadi anion, suatu ion bermuatan negative dan atom
yang kehilangan electron menjadi kation, suatu ion bermuatan positif.
Logam-logam cenderung kehilangan electron dan nonlogam cenderung menerima
electron. Jika kation lebih kecil dibandingkan atomnya, maka anion-anion akan
lebih besar dibanding atomnya.
Energi yang
diperlukan untuk memindahkan electron dari satu atom ke atom yang lain atau ke
ion dalam fase gas disebut dengan energi ionisasi. Atom dapat mempunyai serangkaian energi ionisasi, karena
ada lebih dari 1 elektron yang dapat selalu dipindahkan, kecuali untuk hidrogen. Secara umum, energi ionisasi akan meningkat
dengan meningkatnya periode dalam tabel periodik,
dan akan menurun dengan menurunnya golongan pada tabel periodik. Penambahan
elektron lebih mudah dibanding dengan pengurangan elektron. Dibutuhkan energi
yang sangat banyak untuk memindahkan elektron.
Ikatan kimia dibagi dalam beberapa jenis yakni
ikatan kovalen, ikatan hidrogen, ikatan ionik.
1.
Ikatan ion, atau ikatan
ionik
adalah ikatan yang terjadi akibat
hasil dari perpindahan satu atau lebih elektron antar atom, maka atom akan
memperoleh satu atau lebih elektron valensi dan karenanya akan menjadi anion.
Atom-atom yang kurang elektronegatif akan kehilangan satu atau lebih elektron
valensi dan akan menjadi kation. Senyawa –senyawa ionik akan terbentuk karena
tarikan muatan-muatan yang berlawanan ini. Jadi, ikatan-ikatan ionik tersusun
atas tarikan elektrostatik antara ion-ion bermuatan positif dan negatif. Ikatan
ionik pada umumnya terbentuk antara logam-logam yang reaktif, unsur-unsur yang
bersifat elektropositif (pada sebelah kiri tabel periodik) dengan unsur-umsur
non logam (pada sebelah kanan tabel periodik), perbedaan
elektronegativitas yang lebih besar dari 2,0 bisanya disebut ikatan ion,
sedangkan perbedaan yang lebih kecil dari 1,5 biasanya disebut ikatan kovalen.
Ikatan ion menghasilkan ion-ion positif dan negatif yang berpisah.
Muatan-muatan ion ini umumnya berkisar antara -3 sampai dengan +3.
2. Ikatan hidrogen
adalah
ikatan yang terjadi akibat gaya tarik antara atom hidrogen yang yang terikat
pada satu atom elektronegatif dari salah satu dengan molekul sauatu atom
elektronegatif yang sama dalam satu molekul atau pada satu molekul yang
berbeda. Ikatan hidrogen adalah tarikan gaya yang sangat kuat antara
molekul-molekul yang sangat polar dalam mana hidrogen diikatkan secara kovalen
kepada nitrogen, oksigen, fluor. Oleh karena itu, ikatan hidrogen merupakan
jenis interaksi khusus antar 2 atom. Ikatan hidrogen dibentuk ketika ikatan
kovalen polar yang melibatkan atom hidrogen, berikatan dengan atom
elektronegatif seperti O dan N. gaya tarik ikatan hidrogen biasanya ditunjukan
dengan garis-garis putus, dan jarang dengan garis penuh sebagai mana digunakan
dalam ikatan kovalen.
3.
Ikatan kovalen
adalah ikatan yang terjadi akibat
hasil dari penggunaan elektron yang bersama-sama antra 2 atom dengan penerimaan
dan pemberian elektron, suatu atom dapat mencapi kulit valensi yang terisi
dengan penggunaan elektron secara bersama-sama. Pada makalah ini penulis lebih
membahas mengenai ikatan kovalen.
Pengertian Ikatan Kovalen
Ikatan kovalen adalah ikatan yang ikatan yang terjadi
akibat hasil dari penggunaan elektron yang bersama-sama antara 2 atom dengan
penerimaan dan pemberian elektron, suatu atom dapat mencapi kulit valensi yang
terisi dengan penggunaan elektron secara bersama-sama. Ikatan kovalen
termasuk di dalamnya berbagai jenis ikatan, yaitu ikatan
sigma, ikatan pi,
ikatan logam-logam, interaksi
agostik, dan ikatan tiga pusat dua elektron.
Seperti yang dibahas oleh teori ikatan valensi. Pada molekul H2,
atom hidrogen berbagi dua elektron via ikatan kovalen. Kovalensi yang sangat
kuat terjadi di antara atom-atom yang memiliki elektronegativitas yang mirip. Oleh karena itu, ikatan
kovalen tidak seperlunya adalah ikatan antara dua atom yang berunsur sama,
melainkan hanya pada elektronegativitas mereka. Oleh karena ikatan kovalen
adalah saling berbagi elektron, maka elektron-elektron tersebut perlu ter-delokalisasi.
Lebih jauh lagi, berbeda dengan interaksi elektrostatik ("ikatan ion"),
kekuatan ikatan kovalen bergantung pada relasi sudut antara atom-atom pada
molekul poliatomik.
Ikatan kovalen yaitu ikatan yang perbedaan elektronegativitas (negatif
dan positif) di antara atom-atom yang berikat sangatlah kecil atau hampir tidak
ada. Ikatan-ikatan yang terdapat pada kebanyakan senyawa organik dapat dikatakan sebagai ikatan kovalen.
Ikatan kovalen
dapat terjadi karena adanya penggunaan elektron secara
bersama. Apabila ikatan kovalen terjadi maka kedua atom yang
berikatan tertarik pada pasangan elektron
yang sama. Molekul hidrogen H2 merupakan contoh
pembentukan ikatan kovalen.
Pembentukan ikatan kovalen atom-atom
hidogen Masing masing atom hidrogen mempunyai 1
elektron dan untuk mencapai konfigurasi oktet yang stabil seperti unsur
golongan gas mulia maka masing-masing atom hidrogen memerlukan tambahan 1
elektron. Tambahan 1 elektron untuk masing-masing atom hidrogen tidak
mungkin didapat dengan proses serah terima
elektron karena keelekronegatifan yang sama. Sehingga konfigurasi oktet
yang stabil dpat dicapai dengan pemakaian
elektron secara bersama. Proses pemakaian
elektron secara bersama terjadi dengan
penyumbangan masing-masing 1 elektron ari atom hidrogen untuk menjadi pasangan
elektron milik bersama. Pasangan elektron bersama ditarik oleh kedua inti atom
hidrogen yang berikatan.
Pembentukan Ikatan Kovalen
Ikatan kovalen biasanya
terjadi antar unsur nonlogam yakni antar unsur yang
mempunyai keelektronegatifan relatif besar. Ikatan kovalen juga
terbentuk karena proses serah terima
elektron tidak mungkin terjadi.
Hidrogen klorida (HCl) merupakan
contoh lazim pembentukan ikatan kovalen
dari atom hidrogen dan atom klorin.
Hidrogen dan klorin merupakan
unsur nonlogam dengan harga
keelektronegatifan masing-masing 2,1 dan 3,0.
Konfigurasi elektron atom hidrogen dan atom klorin adalah
H
: 1
Cl :
2 8 7
Berdasarkan
aturan oktet yang telah diketahui maka atom hidrogen kekurangan 1 elektron dan
atom klorin memerlukan 1 elektron untuk membentuk bedasarkan konfigurasi stabil
golongan gas mulia. Apabila dilihat dari segi keelektronegatifan, klorin
mempunyai harga, keelektronegatifan yang lebih besar
dari hidrogen tetapi hal ini tidak
serta merta membuat klorin mampu menarik elektron hidrogen karena
hidrogen juga mempunyai harga
keelektronegatifan yang tidak kecil.
Konfigurasi stabil dapat
tercapai dengan pemakaian elektron
bersama. Atom hidrogen dan atom klorin
masing-masing menyumbangkan satu elektron untuk membentuk pasangan elektron
milik bersama.
2.1.2 Sifat- Sifat Senyawa Kovalen
1.
Titik
didih
Titik
didih senyawa kovalen relatif rendah, Kebanyakan senyawa kovalen mendidih
dibawah 200oC. Senyawa kovalen pada suhu kamar, ada yang berupa padatan dengan titik leleh yang
relatif rendah, ada yang berupa cairan, ada pula yang berupa gas.
Titik
didih berkaitan dengan gaya tarik-menarik antar partikel (disebut juga kohesi),
makin kuat kohesi, makin tinggi titik didih. Air (titik didih 100oC)
adalah suatu senyawa kovalen. Atom-atom dalam mlekul air terikat kuat secara
kovalen, tetapi ikatan antarmolekul (kohesinya) tidak begitu kuat, sehingga air
relatif mudah mendidih.
UKURAN KUANTITATIF TITIK DIDIH
SENYAWA KOVALEN
1. Senyawa polar titik didihnya lebih
tinggi daripada senyawa non polar
Urutan titik didih, ikatan hidrogen
> dipol-dipol > non polar-non polar atau ikatan hidrogen > Van der
Waals > gaya london
2. Bila sama-sama polar/non polar, yang
Mr besar titik didihnya lebih besar
3. Untuk senyawa karbon Mr sama, rantai
C memanjang titik didih > rantai bercabang
2.
Kemudahan Menguap (Volatilitas)
Zat
yang mudah menguap, seperti alkohol, cuka, parfum, minyak cengkeh, dan bensin,
kita sebut volatil atau atsiri. Zat-zat yang volatil adalah senyawa kovalen
dengan titik didih rendah, sehingga pada suhu kamar sudah cukup banyak yang
menguap (ingat! menguap berbeda dari mendidih; mendidih adalah perubahan cairan
menjadi gas pada titik didihnya; menguap adalah perubahan pedatan atau cairan
atau cairan menjadi uap, tidak harus pada titik didihnya).
3.
Kelarutan
Kebanyakan
senyawa kovalen tidak larut dalam air, mereka lebih mudah larut dalam pelarut
organik misalnya dalam pelarut trikoroetena.
4.
Daya
hantar listrik
Senyawa
kovalen tidak menghantarkan listrik baik dalam bentuk padat maupun lelehan.
Beberapa senyawa kovalen dapat menghantarkan jika dilarutkan dalam air.
Berikut ini adalah perbandingan
sifat fisika senyawa ion dengan senyawa kovalen.
|
SENYAWA ION
|
SENYAWA KOVALEN
|
|
1.
Mempunyai
titik leleh yang tinggi
2.
Mempunyai
titik didih yang tinggi
3.
Lelehan dan larutannya dapat
menghantarkan listrik
4.
Semuanya berwujud padat pada suhu
kamar (25o , 1 atm)
|
1.
Mempunyai
titik leleh yang rendah
2.
mempunyai
titik didih yang rendah
3.
Lelehannya
tidak dapat menghantarkan listrik
4.
Pada suhu kamar, berwujud padat,
cair dan gas
|
2.1.3 Macam-Macam Ikatan Kovalen
Ikatan kovalen adalah ikatan dua
atom atau lebih berdasarkan pemakaian bersama pasangan elektron yang bisa
berasal dari satu atau masing-masing atom. Ikatan kovalen ada beberapa macam
antara lain:
A.
Ikatan Kovalen
berdasarkan Jumlah Pasangan Elektron
Berdasarkan jumlah pasangan elektron yang
digunakan bersama-sama dalam satu ikatan, ikatan kovalen dibedakan menjadi
1.
Ikatan Kovalen Tunggal
Merupakan ikatan kovalen dengan jumlah pasangan elektron yang
digunakan bersaam berjumlah satu pasang. Contohnya ikatan pada beberapa senyawa
diatomik dari unsur golongan 7 seperti Cl2, Br2, dan F2.
Berikut mekanisme pembentukan ikatan kovalen tunggal pada Cl2
2. Ikatan Kovalen
Rangkap Dua
Jika kovalen tunggal jumlah pasangan
elektron yang digunakan bersama adalah sepasang (2 buah elektron), dalam ikatan
kovalen rangkap dua ada dua pasang (4 buah) elektron yang digunakan bersama.
Contohnya pada senyawa oksigen (O2)
3. Ikatan Kovalen Rangkap Tiga
Pada ikatan kovalen rangkap tiga jumlah pasangan elektron yang digunakan
jawabannya adalah 3 pasang (6 buah elektron). Contohnya pada pembentukan
senyawa diatomik dari N2.
B. Ikatan Kovalen Berdasarkan Kepolarannya
1. Ikatan Kovalen
Polar
Ikatan
kovalen polar terjadi apabila pasangan elektron yang digunakan bersama
mengutub pada salah satu atom atau gugus atom. jika dua atom nonlogam yang berbeda keelektronegatifannya
berikatan, maka pasangan electron ikatan akan lebih tertarik ke atom yang lebih
elektronegatif. Molekul yang terbentuk dinamakan molekul senyawa kovalen polar
(mempunyai kutub listrik), misalnya pada senyawa HCl terbentuk dua kutub, yaitu
sebagai berikut:
ä+ ä-
H – Cl (kovalen polar)
Sebaliknya, jika yang berikatan dua atom yang mempunyai
keelektronegatifan sama, maka molekul yang terbentuk merupakan molekul senyawa
kovalen nonpolar; misalnya molekul O2 (O-O).
Apa
sebabnya elektron tersebut mengutub? hal ini karena terjadi perbedaan
elektronegativitas (kecenderungan suatu atom menarik elektron) yang cukup besar
antara atom-atom yang berikatan. Karena elektron mengutub makan terbentuklah
momen dipol ada sisi yang positif dan ada bagian lain yang negatif.
Pada ikatan kovalen polar, pasangan
elektron akan cenderung mendekati atom yang memiliki keelektronegatifan yang
lebih tinggi. Akibat sifat keelektronegatifan suatu unsur akan semakin besar
dalam satu periode dari kiri ke kanan dan semakin kecil dalam satu golongan
dari atas ke bawah.
Contoh :
ikatan kovalen polar adalah asam
klorida (HCl). Atom H memiliki
kelektronegatifan H = 2,1 sedangkan Klorin memiliki keelektronegatifan Cl =
3,0. Ini akan menyebabkan pasangan
elektron lebih dekat ke arah atom Cl sehingga Cl cenderung negatif dan H
cenderung positif (terbentuk momen dipol yang tidak saling meniadakan). Adanya
sifat polar ini menyebabkan senyawa kovalen polar ketika larut dalam air akan
mengandung (bukan terurai) ion-ion membentuk larutan elektrolit lemah yang
dapat menghantarkan listrik dengan baik.
Ciri-ciri senyawa
polar :
·
dapat larut dalam air dan pelarut polar
lain
·
memiliki kutub + dan kutub - , akibat
tidak meratanya distribusi elektron
·
memiliki pasangan elektron bebas (bila
bentuk molekul diketahui) atau memiliki perbedaan keelektronegatifan
Contoh :
alkohol, HCl, PCl3, H2O, N2O5 NH3, HBr, SO3,
Cl2O5
2. Ikatan Kovalen
Non Polar
Ikatan kovalen non polar dapat
terjadi pada senyawa diatomik, senyawa yang bentuk molekulnya simetris seperti
senyawa metan (CH4) dimana satu atom diikat oleh beberapa atom
sejenis sehingga terjadi keseimbangan keelektronegtifan dan pasangan elektron
tidak mengutub ke satu atom. Perbedaan
ikatan kovalen polar dari senyawa diatomik dan senyawa dengan struktur simetris
adalah keberadaan momen dipol. Pada molekul unsur diatomik seperti O2,
tidak pernah terjadi momen dipol karena keelektronegatifannya sama. Pada CH4,
sebenarnya terjadi momen dipol (meskipun kecil) antara C-H akan tetapi momen
dipol tersebut saling meniadakan sehingga resultannya = 0.
Ciri-ciri senyawa non polar :
·
tidak larut dalam air dan pelarut polar
lain
·
Tidak memiliki kutub + dan kutub - ,
akibat meratanya distribusi elektron
·
Tidak memiliki pasangan elektron bebas
(bila bentuk molekul diketahui)
atau keelektronegatifannya sama
Contoh : PCl5,
F2, Cl2, Br2, I2, O2,
H2, N2, CH4, SF6, PCl5,
BCl3
3. Ikatan Kovalen Koordinasi
Jenis ikatan kovalen
ini sering
disebut ikatan kovalen semi polar, adalah ikatan kovalen yang terbentuk
apabila elektron yang digunakan bersama tidak berasa dari masing-masing atom
yang berikatan melainkan dari hanya salah satu atom. Disebut kovalen semi polar
karena pasangan elektron yang digunakan bersama hanya berasal dari satu atom
maka elektron akan cendrung tertarik ke arah atom yang memiliki elektron
tersebut dibandingkan dengan atom yang hanya memakainya. Elektron akan
cenderung mengutub ke arah atom yang punya elektron sehingga terbentuk ikatan
semipolar. Selain dinamakan ikatan semipolar, ikatan kovalen koordinasi juga
disebut ikatan dativ, jika dilihat dari asal katanya dativ (bahasa jerman)
berarti pelengkap, mungkin ini berkaitan dengan ikatan kovalen koordinasi
dimana ada atom yang sebagai pelengkap saja dan tidak berkontribusi
menyumbangkan elektron untuk dipakai bersama. Susunan ikatan kovalen koordinat sepintas mirip dengan
ikatan ion, namun kedua ikatan ini berbeda oleh karena beda keelektronegatifan
yang kecil pada ikatan kovalen koordinat sehingga menghasilkan ikatan yang
cenderung mirip kovalen.
Syarat-syarat
terbentuknya ikatan kovalen koordinat:
- Salah
satu atom memiliki pasangan elektron bebas
- Atom
yang lainnya memiliki orbital kosong
Contoh:
Ikatan kovalen pada molekul Sulfur
trioksida (SO3). Jika melihat konfigurasi elektron dari atom sulfur (belerang) [2, 8, 6] ia memiliki 6 elektron dan hanya
membutuhkan tambahan 2 elektron. Tapi dalam senyawa SO3 ada 3 ikatan kovalen rangkap. Otomatis
hanya ada 1 ikatan kovalen biasa dan selebihnya hanya ikatan kovalen
koordinasi.
Perhatikan ilustrasi di bawah ini
Cara lain untuk membedakan kepolaran dari suatu ikatan kovalen
1. Jika senyawa kovalen mempunyai momen
dipole besar berarti senyawanya sangat polar. Sebaliknya jika momen dipole nol
berarti senyawanya nonpolar.
2. Untuk melihat kepolaran senyawa yang
terdiri atas lebih dua atom (poliatom) sebelumnya dapat kita lihat apakah
senyawa ini simetris atau tidak. Senyawa yang berbentuk molekul simetris
mempunyai momen dipole nol, berarti senyawa nonpolar. Sebaliknya,
senyawa yang berbentuk tidak simetris mempunyai momen dipole dari beberapa
senyawa sehingga bersifat polar.
3. Untuk
melihat kepolaran senyawa yang tediri dari dua atom (diatomic), selain mengacu
pada harga momen dipole dapat pila ditentukan dari perbedaan keelektronegatifan
antara dua atom tersebut. Makin besar perbedaan keelektronegatifan, makin polar
senyawanya dan sebaliknya makin kecil perbedaan keelektronegatifan suatu
senyawa maka senyawa tersebut bersifat non polar.
2.2 Reaksi Kimia
2.2.1 Sejarah Reaksi Kimia
Reaksi
kimia seperti pembakaran, fermentasi, dan reduksi dari bijih menjadi logam
sudah diketahui sejak dahulu kala. Teori-teori awal transformasi dari
material-material ini dikembangkan oleh filsuf Yunani Kuno, seperti Teori empat
elemen dari Empedocles yang menyatakan bahwa substansi apapun itu tersusun dari
4 elemen dasar: api, air, udara, dan bumi. Pada abad pertengahan, transformasi
kimia dipelajari oleh para alkemis. Mereka mencoba, misalnya, mengubah timbal
menjadi emas, dengan mereaksikan timbal dengan campuran tembaga-timbal dengan
sulfur.
Produksi
dari senyawa-senyawa kimia yang tidak terdapat secara alami di bumi telah lama
dicoba oleh para ilmuwan, seperti sintesis dari asam sulfat dan asam nitrat
oleh alkemis Jābir ibn Hayyān. Proses ini dilakukan dengan cara memanaskan
mineral-mineral sulfat dan nitrat, seperti tembaga sulfat, alum dan kalium
nitrat. Pada abad ke-17, Johann Rudolph Glauber memproduksi asam klorida dan
natrium sulfat dengan mereaksikan asam sulfat dengan natrium klorida. Dengan
adanya pengembangan lead chamber process pada tahun 1746 dan proses Leblanc,
sehingga memungkinkan adanya produksi asam sulfat dan natrium karbonat dalam
jumlah besar, maka reaksi kimia dapat diaplikasikan dalam industri. Teknologi
asam sulfat yang semakin maju akhirnya menghasilkan proses kontak pada tahun
1880-an, dan proses Haber dikembangkan pada tahun 1909–1910 untuk sintesis
amonia.
Dari
abad ke-16, sejumlah peneliti seperti Jan Baptist van Helmont, Robert Boyle dan
Isaac Newton mencoba untuk menemukan teori-teori dari transformasi-transformasi
kimia yang sudah dieksperimenkan. Teori plogiston dicetuskan pada tahun 1667
oleh Johann Joachim Becher. Teori itu mempostulatkan adanya elemen seperti api
yang disebut "plogiston", yang terdapat dalam benda-benda yang dapat
terbakar dan dilepaskan selama pembakaran. Teori ini dibuktikan salah pada
tahun 1785 oleh Antoine Lavoisier, yang akhirnya memberikan penjelasan yang
benar tentang pembakaran.
Pada
tahun 1808, Joseph Louis Gay-Lussac akhirnya mengetahui bahwa karakteristik gas
selalu sama. Berdasarkan hal ini dan teori atom dari John Dalton, Joseph Proust
akhrinya mengembangkan hukum perbandingan tetap yang nantinya menjadi konsep
awal dari stoikiometri dan persamaan reaksi.
Pada
bagian kimia organik, telah lama dipercaya bahwa senyawa yang terdapat pada
organisme yang hidup itu terlalu kompleks untuk bisa didapatkan melalui
sintesis kimia. Menurut konsep vitalisme, senyawa organik dilengkapi dengan
"kemampuan vital" sehingga "berbeda" dari material-material
inorganik. Tapi pada akhirnya, konsep ini pun berhasil dipatahkan setelah
Friedrich Wöhler berhasil mensintesis urea pada tahun 1828. Kimiawan lainnya
yang memiliki kontribusi terhadap ilmu kimia organik di antaranya Alexander
William Williamson dengan sintesis eter yang dilakukannya dan Christopher Kelk
Ingold yang menemukan mekanisme dari reaksi substitusi.
2.2.1 Pengertian Reaksi Kimia
Reaksi kimia adalah
transformasi/perubahan dalam struktur molekul atau perubahan ireversibel dalam
komposisi awal zat untuk membentuk produk kimia yang sama sekali berbeda Reaksi ini bisa menghasilkan penggabungan molekul
membentuk molekul yang lebih besar, pembelahan molekul menjadi dua atau lebih
molekul yang lebih kecil, atau penataulangan atom-atom dalam molekul. Reaksi
kimia selalu melibatkan terbentuk atau terputusnya ikatan kimia. Reaksi kimia merupakan suatu proses alam yang selalu
menghasilkan antarubahan senyawa kimia. Senyawa ataupun senyawa-senyawa awal
yang terlibat dalam reaksi disebut sebagai reaktan.
Reaksi kimia biasanya
dikarakterisasikan dengan perubahan kimiawi, dan akan menghasilkan satu atau
lebih produk yang biasanya memiliki ciri-ciri yang berbeda dari reaktan. Secara
klasik, reaksi kimia melibatkan perubahan yang melibatkan pergerakan elektron
dalam pembentukan dan pemutusan ikatan kimia,
2.2.2
Pengelompokan Reaksi Kimia
Beragamnya reaksi-reaksi kimia dan
pendekatan-pendekatan yang dilakukan dalam mempelajarinya mengakibatkan
banyaknya cara untuk mengklasifikasikan reaksi-reaksi tersebut, yang sering
kali tumpang tindih. Di bawah ini adalah contoh-contoh klasifikasi reaksi kimia
yang biasanya digunakan.
1.
Sintesis
Dalam
reaksi kombinasi langsung atau sintesis, dua atau lebih senyawa sederhana
bergabung membentuk senyawa baru yang lebih kompleks. Dua reaktan atau lebih
yang bereaksi menghasilkan satu produk juga merupakan salah satu cara untuk
mengetahui kalau itu reaksi sintesis.
·
Contoh
dari reaksi ini adalah gas hidrogen bergabung dengan gas oksigen yang hasilnya
adalah air.
·
Contoh
lainnya adalah gas nitrogen bergabung dengan gas hidrogen akan membentuk
amoniak, dengan persamaan reaksi:
N2
+ 3 H2 → 2 NH3
2.
Dekomposisisi
Reaksi
dekomposisi atau analisis adalah kebalikan dari reaksi sintesis. Sebuah senyawa
yang lebih kompleks akan dipecah menjadi senyawa yang lebih sederhana
·
Contohnya
adalah molekul air yang dipecah menjadi gas oksigen dan gas hidrogen, dengan
persamaan reaksi:
2
H2O → 2 H2 + O2
3.
Penggantian tunggal
Dalam
reaksi penggantian tunggal atau substitusi, sebuah elemen tunggal menggantikan
elemen tunggal lainnya di suatu senyawa. Contohnya adalah logam natrium yang
bereaksi dengan asam klorida akan menghasilkan natrium klorida atau garam
dapur, dengan persamaaan reaksi:
2
Na(s) + 2 HCl(aq) → 2 NaCl(aq) + H2(g)
4. Penggantian
ganda
Dalam reaksi penggantian ganda, dua senyawa saling berganti
ion atau ikatan untuk membentuk senyawa baru yang berbeda. Hal ini terjadi
ketika kation dan anion dari 2 senyawa yang berbeda saling berpindah tempat,
dan membentuk 2 senyawa baru. Rumus umum dari reaksi ini adalah:
AB
+ CD → AD + CB
·
Contoh
dari reaksi penggantian ganda adalah timbal(II) nitrat bereaksi dengan kalium
iodida untuk membentuk timbal(II) iodida dan kalium nitrat, dengan persamaan
reaksi:
Pb(NO3)2
+ 2 KI → PbI2 + 2 KNO3
·
Contoh
lainnya adalah natrium klorida (garam dapur) bereaksi dengan perak nitrat
membentuk natrium nitrat dan perak klorida, dengan persamaan reaksi:
NaCl(aq)
+ AgNO3(aq) → NaNO3(aq) + AgCl(s)
5.
Oksidasi dan reduksi
Reaksi redoks dapat dipahami sebagai transfer elektron dari
salah satu senyawa (disebut reduktor) ke senyawa lainnya (disebut oksidator).
Dalam proses ini, senyawa yang satu akan teroksidasi dan senyawa lainnya akan
tereduksi, oleh karena itu disebut redoks. Oksidasi sendiri dimengerti sebagai
kenaikan bilangan oksidasi, dan reduksi adalah penurunan bilangan oksidasi.
Dalam prakteknya, transfer dari elektron ini akan selalu mengubah bilangan
oksidasinya.
·
Contoh
reaksi redoks adalah: 2 S2O2−3(aq) + I2(aq)
→ S4O62−(aq) + 2 I−(aq) Yang mana I2
direduksi menjadi I− dan S2O2−3
(anion tiosulfat) dioksidasi menjadi S4O62−
6.
Reaksi asam-basa
Reaksi
asam-basa adalah reaksi yang mendonorkan proton dari sebuah molekul asam ke
molekul basa. Disini, asam berperan sebagai donor proton dan basa berperan
sebagai akseptor proton.Hasil dari transfer proton ini adalah asam konjugasi
dan basa konjugasi. Sebuah reaksi yang khusus dari reaksi asam-basa adalah
netralisasi di mana asam dan basa dalam jumlah yang sama akan membentuk garam
yang sifatnya netral.
Reaksi
asam basa memiliki berbagai definisi tergantung pada konsep asam basa yang
digunakan. Beberapa definisi yang paling umum adalah:
·
Definisi
Arrhenius: asam berdisosiasi dalam air melepaskan ion H3O+; basa berdisosiasi
dalam air melepaskan ion OH-.
·
Definisi
Brønsted-Lowry: Asam adalah pendonor proton (H+) donors; basa adalah penerima
(akseptor) proton. Melingkupi definisi Arrhenius
·
Definisi
Lewis: Asam adalah akseptor pasangan elektron; basa adalah pendonor pasangan
elektron. Definisi ini melingkupi definisi Brønsted-Lowry.
7.
Presipitasi
Presipitasi
adalah proses reaksi terbentuknya padatan (endapan) di dalam sebuah larutan
sebagai hasil dari reaksi kimia. Presipitasi ini biasanya terbentuk ketika
konsentrasi ion yang larut telah mencapai batas kelarutan dan hasilnya adalah
membentuk garam. Reaksi ini dapat dipercepat dengan menambahkan agen
presipitasi atau mengurangi pelarutnya. Reaksi presipitasi yang cepat akan
menghasilkan residu mikrokristalin dan proses yang lambat akan menghasilkan
kristal tunggal. Kristal tunggal juga dapat diperoleh dari rekristalisasi dari
garam mikrokristalin.
8.
Reaksi pada zat padat
Reaksi
dapat terjadi di antara dua benda padat. Meski begitu, karena tingkat difusi
pada zat padat sangat rendah, maka reaksi kimia yang berlangsung terjadi sangat
lambat. Reaksi dapat dipercepat dengan cara meningkatkan suhu sehingga akan
memecah reaktan, sehingga luas permukaan kontak menjadi lebih besar.
9.
Reaksi fotokimia
Dalam
reaksi fotokimia, atom dan molekul akan menyerap energi (foton) dari cahaya dan
mengubahnya ke eksitasi. Atom dan molekul ini lalu dapat melepaskan energi
dengan memecahkan ikatan kimia, maka menghasilkan radikal. Reaksi ang termasuk
ke dalam reaksi fotokimia di antaranya reaksi hidrogen-oksigen, polimerisasi
radikal, reaksi berantai dan reaksi penataan ulang.
3O2 + sinar matahari ➜ 2O3
6 CO2 + 6 H2O + Energi
Cahaya ➜ C6H12O6 +
6 O2
10. Reaksi Pembakaran
Sebuah
hidrokarbon terbakar di hadapan oksigen untuk membentuk karbon dioksida (dalam
pembakaran sempurna), atau karbon monoksida (dalam pembakaran parsial karena
jumlah oksigen terbatas). Pembakaran merupakan reaksi eksotermik yang
menghasilkan panas dan juga dapat menghasilkan cahaya dalam bentuk api atau
cahaya. Pembakaran propana dan asam asetat menghasilkan air dan melepaskan
karbon dioksida.
C3H8
+ 5O2 ➜
3CO2 + 4H2O
CH3COOH
+ 2O2 ➜
2CO2 + 2H2O
·
Reaksi-reaksi
senyawa organik digolongkan dalam beberapa tipe, yaitu:
1.
Reaksi substitusi
a.
Reaksi substitusi nukleofilik
b.
Reaksi substitusi elektrofilik
2.
Reaksi adisi
3.
Reaksi eliminasi
4.
Reaksi oksidasi
·
Aspek-aspek
dasar dalam reaksi senyawa organic
Nukleofil dan elektrofil
Pada proses heterolisis akan terjadi
nukleofil dan elektrofil.
a. Nukleofil adalah spesies (atom /
ion/ molekul) yang kaya elektron, sehingga dia tidak
suka akan elektron tetapi suka akan
nukleus (inti yang kekurangan elektron).
Contoh :
b. Elektrofil adalah spesies (atom /
ion / molekul) yang kekurangan elektron, sehingga ia suka akan elektron. Contoh
:
Menurut konsep asam basa Lewis nukleofil
adalah suatu basa, sedangkan elektrofil adalah suatu asam. Reaksi senyawa
karbon pada dasarnya adalah reaksi antara suatu nukleofil dengan suatu
elektrofil.
Reaksi-reaksi Organik
1.Reaksi Substitusi
Merupakan reaksi yang melibatkan
penggantian atom/gugus atom pada molekul dengan atom/gugus atom lainnya. Reaksi
substitusi umumnya terjadi pada senyawa jenuh (tunggal) tanpa terjadi perubahan
ikatan karakteristik (tetap jenuh)
A
+ B – C –> A – C + B
Reaksi substitusi terjadi apabila
sebuah atom atau gugus yang berasal dari pereaksi menggantikan sebuah atom atau
gugus dari molekul yang bereaksi.
a. Reaksi substitusi nukleofilik
Pada reaksi substitusi nukleofilik
atom/ gugus yang diganti mempunyai
elektronegativitas lebih besar dari
atom C, dan atom/gugus pengganti adalah suatu nukleofil, baik nukleofil netral
atau nukleofil yang bermuatan negatif.
b. Reaksi substitusi elektrofilik
Benzena memiliki rumus molekul C6H6,
dari rumus molekul tersebut benzena termasuk golongan senyawa hidrokarbon tidak
jenuh. Namun ternyata benzena mempunyai sifat kimia yang berbeda dengan senyawa
hidrokarbon tidak jenuh. Beberapa perbedaan sifat benzena dengan senyawa
hidrokarbon tidak jenuh adalah diantaranya bahwa benzena tidak mengalami reaksi
adisi melainkan mengalami reaksi substitusi. Pada umumnya reaksi yang terjadi
terhadap molekul benzena adalah reaksi substitusi elektrofilik, hal ini
disebabkan karena benzena merupakan molekul yang kaya electron.
Ada
4 macam reaksi substitusi elektrofilik terhadap senyawa aromatik,yaitu :
Reaksi substitusi amino
gugus amino (NH2)
pengganti klorin dari asetil klorida untuk membentuk asetamida.
Reaksi subsitusi klorin
Klorin pengganti hidrogen dalam
metana untuk membentuk klorometana.
Contoh
reaksi substitusi:
Reaksi pembentukan haloalkana:
reaksi alkana dengan halogen
R
– H + X2 –>
R – X + H – X
Contoh:
CH3 – H + Cl2 –> CH3 – Cl + HCl
Reaksi substitusi atom H pada alkohol dengan logam reaktif (Na, K)
atom H pada gugus – OH dapat disubstitusi oleh logam reaktif seperti Na dan K
R
– OH + Na –> R – ONa + H2
Contoh:
2 C2H5 – OH
+ 2 Na –> 2 C2H5 – ONa + H2
Reaksi alkoksi alkana (eter) dengan PCl5 menghasilkan haloalkana
Reaksi alkoksi alkana (eter) dengan PCl5 menghasilkan haloalkana
R
– O – R’ + PCl5 –> R – Cl + R’ – Cl + POCl3
Contoh:
CH3 – O – CH3 + PCl5 –> CH3Cl + CH3Cl +POCl3
Reaksi esterifikasi: reaksi pembentukan ester dari alkohol dan asam karboksilat
R
– OH + R’ – COOH –> R’ – COOR + H – OH
Contoh
CH3 – OH + CH3 – COOH –> CH3 –
COOCH3 + H2O
2.Reaksi Adisi
Reaksi
adisi terjadi pada senyawa tak jenuh(senyawa yang mengandung ikatan ganda atau
ikatan rangkap tiga antara atom). Reaksi adisi juga dapat diartikan sebagai
reaksi pemutusan ikatan rangkap (tak jenuh) menjadi ikatan tunggal (jenuh).
Molekul tak jenuh dapat menerima
tambahan atom atau gugus dari suatu pereaksi. Dua contoh pereaksi yang
mengadisi pada ikatan rangkap adalah brom dan hidrogen. Reaksi ini kebanyakan
melibatkan senyawa tak jenuh seperti alkena, alkuna atau keton. Reaksi adisi
disebut juga reaksi samping atau reaksi
jenuh karena atom karbon jenuh terpasang dengan jumlah maksimum kelompok. Hal
ini dilakukan dengan memecah ikatan dua atau tiga di antara atom untuk
mengakomodasi atom tambahan atau kelompok atom dalam molekul.
Reaksi adisi secara umum dapat
digambarkan sebagai berikut:
Contoh :1.
2. Reaksi adisi bromin
bromin menambah etilen untuk
membentuk 1,2-Dibromoethane. Adisi brom biasanya merupakan reaksi cepat, dan
sering dipakai sebagai uji kualitatif untuk mengidentifikasi ikatan rangkap dua
atau rangkap tiga.
3.
Reaksi adisi asam sianida
Demikian pula, hidrogen sianida
menambah etanal untuk membentuk 2-hydroksipropannitril.
4. Reaksi adisi H2 pada alkena
membentuk alkana
H2C = CH2 + H2 –>
H3C – CH3
5. Reaksi adisi H2 pada alkanal membentuk alkohol primer
Ikatan rangkap C = O pada alkanal bereaksi dengan H2 untuk
menghasilkan alkohol primer.
Disebut juga dengan reaksi reduksi karena
terjadi penurunan bilangan oksidasi C
6. Reaksi adisi H2 pada keton/alkanon menghasilkan
alkohol sekunder
Ikatan rangkap C = O pada alkanon/keton bereaksi dengan H2 untuk menghasilkan alkohol sekunder.
Ikatan rangkap C = O pada alkanon/keton bereaksi dengan H2 untuk menghasilkan alkohol sekunder.
7. Reduksi H2O pada
asam karboksilat menghasilkan suatu alkohol sekunder
Ikatan rangkap C = O pada asam karboksilat akan terbuka akibat penambahan reduktor kuat untuk menghasilkan alkohol primer
Ikatan rangkap C = O pada asam karboksilat akan terbuka akibat penambahan reduktor kuat untuk menghasilkan alkohol primer
3.Reaksi Eliminasi
Reaksi
eliminasi adalah kebalikan dari reaksi adisi. Dalam reaksi ini terjadi
penghilangan 2 atom atau gugus untuk membentuk ikatan rangkap atau struktur
siklis. Kebanyakan reaksi eliminasi menyangkut kehilangan atom bukan karbon.
Reaksi eliminasi melibatkan penghapusan atom atau kelompok atom dari molekul.
Ini adalah proses di mana senyawa jenuh akan dikonversi ke senyawa tak jenuh.
Hal ini dilakukan biasanya melalui aksi asam, basa, logam atau panas.
Reaksi eliminasi secara umum
Jenis reaksi eliminasi
·
Dehidrohalogenasi:–
penghapusan hidrogen dan halogen, contoh dehidrohalogenasi bromoetana untuk
membentuk etilen.
·
Dehidrasi:
– meninggalkan molekul air dimana air dihilangkan dari sikloheksanol untuk
membentuk sikloheksen di hadapan asam kuat, H2SO4
·
Dehidrogenasi:
– penghapusan hidrogen
4.Reaksi Oksidasi
Suatu senyawa alkana yang bereaksi
dengan oksigen menghasilkan karbon dioksida dan air disebut dengan reaksi
pembakaran. Perhatikan persamaan reaksi oksidasi pada senyawa hidrokarbon
berikut.
CH4(g) + O2(g) → CO2(g) +
H2O(g)
Reaksi pembakaran tersebut, pada
dasarnya merupakan reaksi oksidasi. Pada senyawa metana (CH4) dan
karbon dioksida (CO2) mengandung satu atom karbon. Kedua senyawa
tersebut harus memiliki bilangan oksidasi nol maka bilangan oksidasi atom
karbon pada senyawa metana adalah –4, sedangkan bilangan oksidasi atom karbon
pada senyawa karbon dioksida adalah +4. Bilangan oksidasi atom C pada senyawa
karbon dioksida meningkat (mengalami oksidasi), sedangkan bilangan oksidasi
atom C pada senyawa metana menurun.
Contoh reaksi oksidasi:
1. Reaksi oksidasi alkohol primer, sekunder, dan tersier
Alkohol
primer, sekunder, dan tersier memberikan reaksi berbeda terhadap oksidator
seperti K2Cr2O7, KMnO4, dan O2.
2. Reaksi oksidasi pada alkoksi alkana (eter)
Alkoksi alkana
bereaksi dengan O2 membentuk senyawa hidroperoksida
3. Reaksi oksidasi pada alkanal/aldehid
Reaksi oksidasi
alkanal digunakan sebagai reaksi identifikasi antara alkanal/aldehid dengan
alkanon/keton. Simak informasi lengkapnya
4. Reaksi oksidasi alkanon/keton
Alkanon tidak
dapat mereduksi oksidator lemah seperti larutan fehling dan larutan tollens.
Sifat ini, digunakan untuk membedakan alkanon dari isomer fungsinya, yaitu
alkanal/aldehid. Simak informasinya
5. Reaksi oksidasi pada asam alkanoat
Reaksi oksidasi
asam alkanoat hanya terjadi pada asam metanoat dan asam 1,2 etanadioat
5. Isomerisasi atau Reaksi Penataan ulang
Ini
adalah proses kimia dimana senyawa menata kembali menjadi bentuk isomernya.
Isomer adalah senyawa dengan berat molekul dan komposisi yang sama tetapi
berbeda dalam struktur dan konfigurasi mereka.
penataan ulang siklopropana
siklopropana isomerisasi
Di sini, siklopropana menata kembali
ke propena. 2-butena adalah alkena dengan empat atom C yang ada sebagai dua
isomer geometri masing-masing trans-2-butena dan cis-2-butena. Karena perbedaan
ini, sifat kimia dan fisika berubah. Reaksi Pericyclic juga merupakan jenis
reaksi penataan ulang.
6. Reaksi polimerisasi
Reaksi polimerisasi melibatkan
penggabungan molekul-molekul kecil yang disebut monomer menjadi suatu molekul
rantai panjang atau yang disebut polimer.
Reaksi
polimerisasi dapat dibedakan menjadi 2:
·
Polimerisasi adisi:
monomer-monomer bergabung membentuk suatu polimer
Monomer
+ monomer + monomer + . . . –> polimer
Beberapa
monomer yang mengalami polimerisasi adisi dapat dilihat pada tabel berikut.
·
Polimerisasi kondensasi:
monomer-monomer bergabung membentuk polimer dengan melepas molekul kecil
seperti H2O dan HCl
Monomer
+ monomer + monomer + . . . –> polimer + molekul kecil
Beberapa
monomer yang mengalami polimerisasi kondensasi dapat dilihat pada tabel
berikut.
Keterangan:
1. PET : suatu poliester yang secara teoritis
dapat dibuat dari pencampuran asam flatat (asam karboksilat) dan etilen glikol
(alkohol).
2. Nilon 6,6 : merupakan poliamida dengan gugus –
CON – yang terbentuk dari polimerisasi 1,6-diaminoheksana dan asam
1,6-heksadioat.
3. Bakelit : polimer yang terbentuk dari
polimerisasi metanal dan fenol.
4. Perspex : secara teoritis perspex terbentuk
dari polimerisasi propanon (keton) dan metanal (aldehid)
2.3 Hubungan antara Ikatan
Kovalen dan Ilmu Farmasi
Ikatan
kimia sangat pening peranannya dalam ilmu farmasi karena dengan setiap
obat-obat yang dibuat baik itu dari bahan alam maupun sintesis mengandung suatu
zat (senyawa) kimia dimana termasuk dalam senyawa organic maupun anorganik. Di
bagian ini akan dibahas manfaat mempelajari ikatan kimia khususnya ikatan
kovalen dalam korelasinya dengan ilmu farmasi yakni
“Ikatan
Kimia Pada Interaksi Obat Dengan Reseptor”
Respon biologis merupakan akibat
interaksi molekul obat dengan gugus fungsional molekul reseptor. Interaksi ini
dapat berlangsung karena kekuatan ikatan kimia tertentu. Tipe ikatan kimia yang
terlibat dalam interaksi obat reseptor
antara lain adalah ikatan- ikatan kovalen, ion-ion yang saling memperkuat
(reinforce ions), ion (elektrostatik), hidrogen, ion- dipol,dipol- dipol, van
der waal’s, ikatan hidrofob, dan transfer
muatan.
Pada umumnya ikatan obat reseptor
bersifat reversible sehingga obat segera meninggalkan reseptor bila kadar obat
dalam cairan luar sel menurun. Untuk ini
ikatan yang terlibat dalam interaksi
obat-reseptor harus relatif lemah tetapi masih cukup kuat untuk berkompetisi
dengan lain-lain ikatan dengan tempat kehilangan . Pada interaksi obat
dengan reseptor, senyawa dapat
menggabungkan beberapa ikatan yang lemah, seperti ikatan hidrogen, ion,
ion-dipol, dipol-dipol, transfer muatan,
hidrofob, dan ikatan van der Wall’s, sehingga secara total menghasilkan ikatan
yang cukup kuat dan stabil.
Untuk suatu tujuan tertentu,
misalnya diinginkan efek berlangsung
lama dan ireversibel, seperti pada obat
antibakteri dan antikanker, diperlukan ikatan yang lebih kuat yaitu ikatan
kovalen. Interaksi obat terjadi jika efek suatu obat berubah akibat adanya obat
lain, makanan atau minuman.
Interaksi obat dapat menghasilkan
efek yang memang dikehendaki atau efek yang tidak dikehendaki yang lazimnya
menyebabkan efek samping obat atau toksisitas karena meningkatnya kadar obat
didalam plasma, atau sebaliknya menurunnya kadar obat dalam plasma yang
menyebabkan hasil terapi menjadi tidak optimal
Interaksi
obat- reseptor
Tipe ikatan kimia yang terlibat
dalam interaksi obat reseptor antara lain adalah ikatan kovalen, ikatan ion-ion
(reinforce ions), ikatan ion (elektrostatik), ikatan hidrogen, ikatan
ion-dipol, ikatan dipol-dipol, ikatan van der waal’s, ikatan hidrofob dan transfer muatan. Dalam bagian
ini penulis lebih mengkhususkan pada ikatan kovalen
Ikatan kovalen terbentuk bila ada dua atom saling
menggunakan sepasang elektron secara bersama-
sama. Ikatan ini merupakan ikatan yang paling kuat dengan rata rata
kekuatan ikatan 100 kkal/mol. Pada suhu normal ikatan bersifat ireversibel dan
hanya dapat pecah bila ada pengaruh katalisator enzim tertentu. Umumnya ikatan
ini digunakan untuk tujuan terapi tertentu.
Contoh
Obat yang mekanisme kerjanya melibatkan ikatan kovalen
1.
Turunan
Nitrogen Mustar
Turunan ini merupakan senyawa pengalkilasi
yang pada umumnya digunakan sebagai obat antikanker. Contoh obat: mekloretamin,
siklofosfamid,klorambusil dan tiotepa. Adapun mekanisme kerja obat turunan
nitrogen mustar yaitu senyawa melepaskan
ion Cl- membentuk kation antara yang tidak stabil yaitu ion etilen imonium,
diikuti pemecahan cincin membentuk ion karbonium yang bersifat reaktif.
Ion ini dapat
bereaksi melalui reaksi alkilasi dengan gugus-gugus donor elektron, seperti
gugus-gugus karboksilat, fosfat dan sulfhidril pada struktur asam amino, asam
nukleat dan protein yang sangat dibutuhkan untuk proses biosintesis sel.
Akibatnya pembentukan sel menjadi terganggu dan pertumbuhan sel kanker
dihambat.
Contoh
: mekloretamin, siklofosfamid, klorambusil, & tiotepa
2.
Turunan
antibiotika beta laktam
Turunan ini
seperti obat golongan penisilin dan sefalosporin yang mengandung cincin beta
lactam yang merupakan senyawa
pengasilasi kuat dan mempunyai kespesifikan tinggi terhadap gugus amino serin
dari enzim transpeptidase yaitu enzim yang mengkatalisis tahap akhir sintesis
dinding sel. Reaksi asilasi ini menyebabkan kekuatan dinding sel bakteri
menjadi lemah dan mudah terjasi lisis sehingga bakteri mengalami kematian.
3.
Senyawa
organofosfat
Senyawa
organofosfat suatu insektisida dapat berinteraksi dengan gugus serin yang
merupakan bagian fungsional dari sisi aktif enzim asetilkolinesterase.Sehingga
dapat menyebabkan penumpukann asetilkolin yang bersifat toksik pada serangga.
Diisopropilfluorofosfat (DFP)
bersifat toksik dan dapat berinteraksi dengan enzim asetilkolinesterase, baik
pada manusia maupun serangga, sehingga jarang digunakan sebagai insektisida.
Namun DFP masih banyak digunakan sebagai miotik dengan masa kerja yang panjang
untuk pengobatan glaucoma. Sedangkan malation bersifat sangat khas terhadap
enzim asetilkolinesterease serangga, sehingga banyak digunakan dalam bidang
pertanian sebagai insektisida.
4.
Senyawa
asam organik dan Hg organik
Turunan
As-organik yang digunakan sebagai antibakteri, seperti salvarsan dan karbarsan,
dan turunan Hg-organik, seperti merkaptomerin dan klormerodrin. Obat diuretik,
dapat mengikat gugus sulfhidril dari enzim atau sisi reseptor, membentuk ikatan
kovalen, dan menghasilkan hambatan yang bersifat ireversibel sehingga enzim
tidak dapat bekerja normal.
5.
Senyawa
etakrinat
Asam etakrinat
merupakan senyawa diuretik, strukturnya mengandung gugus α, β-keton tidak
jenuh, dapat membentuk ikatan kovalen
dengan gugus SH dari enzim yang bertanggung jawab terhadap produksi energi yang
diperlukan untuk penyerapan kembali ion Na+ ditubulus renalis. Ion Na+ yang
tidak diserap kembali, kemudian dikeluarkan dengan diikuti sejumlah air
sehingga terjadi efek diuresus.
BAB
III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Ikatan kimia adalah kekuatan menarik
yang mampu menahan atau mengikat 2 atom secara bersama-sama. Electron-elektron
valensi mengambil peranan ini. Ikatan kimia adalah kekuatan menarik yang mampu
menahan atau mengikat 2 atom secara bersama-sama. Electron-elektron valensi
mengambil peranan ini. Ikatan kimia dibagi dalam beberapa jenis yakni ikatan
ionik, ikatan hidrogen, ikatan kovalen. Ikatan kovalen adalah ikatan yang
terjadi akibat hasil dari penggunaan elektron
yang bersama-sama antra 2 atom dengan penerimaan dan pemberian elektron. Ikatan
kovalen berdasarkan penggunaan elektron dibagi menjadi ikatan kovalen tnggal,
ikatan kovalen rangkap dua, ikatan kovalen rangkap tiga. berdasarkan sifat
kepolarannya ikatan kovalen dibagia menjadi ikatan kovalen polar, ikatan
kovalen non polar, ikatan kovalen koordinat (semi polar).
Dalam mempelajari ikatan
kovalen, didalamnya terdapat berbagai reaksi kimia yang diartikan sebagai transformasi/perubahan
dalam struktur molekul atau perubahan
ireversibel dalam komposisi awal zat untuk membentuk produk kimia yang sama
sekali berbeda. Reaksi kimia secara umum dibedakan menjadi reaksi sintesis,
reaksi dekomposisi, reaksi pergantian tunggal, reaksi pergantian ganda, reaki
redoks, reaksi netralisasi , reaksi presipitasi, reaksi pada zat padat, reaksi
fitokimia dan reaksi pembakaran. Dalam kimia organik,reaksi-reaksi yang terjadi
dibedakan menjadi reaksi subsitusi (subsitusi nukleofilik, subsitusi
elektrofilik), reaksi adisi, reaksi eliminasi, reaksi oksidasi, reaksi
polimerasi, reaksi isomerisasi.
Ikatan
kimia sangat pening peranannya dalam ilmu farmasi karena dengan mempelajari
tentang ilmu ini kita dapat menganalisis suatu senyawa dapat digunakan sebagai
obat. Selin itu ikatan kimia secara khusus dipelajari dalam materi mengenai Ikatan
Kimia Pada Interaksi Obat Dengan Reseptor
dimana ikatan kimia khususnya ikatan kovalen sangat berperan penting
khususnya pada obat-obat anti kanker dan anti bakteri karena efek yang
dihasilkan berlangsung lama dan
ireversibel. Beberapa contoh obat yang cara kerjanya melibatkan ikatan
kovalen adalah Turunan Nitrogen Mustar,
Turunan antibiotika beta laktam, Senyawa organofosfat, Senyawa asam organik dan
Hg organik, Senyawa etakrinat.
3.2 Saran
Dalam
mempelajari materi kimia mengenai ikatan kimia dan reaksi kimia, sebaiknya
harus dipahami dengan baik dan benar bukan
untuk dihafal karena berbagai reaksi kimia berbeda satu dengan yang
lainnya secara spesifik, dengan berbagai proses dan hasil reaksi tersebut. Oleh
karena itu, dalam mempelajari materi ini mahasiswa harus mempelajarinya dengan
serius dan sungguh-sungguh agar bisa memahami materi ini.
Daftar
Pustaka
Bresnick, Stephen. 2003. Intisari Kimia Organik. Penerbit Hipokrates : Jakarta
Komentar
Posting Komentar