Li-ion Baterai

Hampir semua alat elektronik yang menggunakan tenaga listrik dari baterai menggunakan lithium-ion baterai karena kelebihan yang dimilikinya. Kelebihannya yang memiliki daya dan energi yang besar dibandingkan Ni-Cd dan Zinc-Mn baterai menjadikan baterai ini banyak diaplikasikan pada hampir semua jenis alat elektronik yang membutuhkan energi listrik. Sifatnya yang rechargeable juga merupakan salah satu kelebihan yang dapat digunakan untuk penyimpan energi listrik untuk pembangkit listrik tenaga angin dan solar cell.

Lithium-ion baterai pertama kali ditemukan oleh M.S. Whittingham pada tahun 1970 yang menggunakan titanium(II)sulfide sebagai katoda dan lithium metal sebagai anoda. Dengan penelitian yang intensif selama lebih dari 20 tahun, akhirnya pada tahun 1991 Sony memproduksi secara komersial lithium-ion baterai pertama kalinya. Sejak produksi komersial tahun 1991, produksi Lithium-ion baterai mengalami kenaikan yang sangat pesat karena telah membuat revolusi didunia elektronik. Kenaikan produksi lithium-ion baterai pada tahun 2007 mencapai 22.4% di Jepang. Saat ini negara Jepang merupakan produsen baterai terbesar yang dimiliki oleh Sony, Panasonic, dan Toshiba. Lithium-ion baterai juga merupakan pemimpin produk beterai yang menguasai 46% atau sekitar 4 milliar US dollar pangsa pasar pada tahun 2007.

Sejak diproduksi tahun 1991, lithium-ion baterai tidak mengalami perubahan signifikan pada sifat kerja baterai ini. Ada 3 elemen yang berperan dalam proses discharge dan recharge yaitu: elektroda positif yang mengandung LiCoO₂, elektroda negatif yang terbuat dari karbon grafit (C₆), dan separator yang terbuat dari lapisan tipis plastik yang dapat dilalui oleh ion-ion. Pada proses discharge atau saat kita memakai baterai, Li⁺ ion bergerak dari negatif ke positif melalui separator, sehingga elektron bergerak dengan arah yang sama. Aliran elektron inilah yang menghasilkan energi listrik.

Li_1-xCoO₂ + xLi⁺ + xe^_ ↔　LiCoO₂

LiC₆ ↔ xLi⁺ + xe^_ + 6C

Sifat logam lithium yang sangat reaktif membuat aliran ion lithium ini bereaksi spontan karena sifat logam lithium yang sangat oksidatif.

Kelebihan sifat logam lithium yang memberikan energi yang besar pada baterai disebabkan oleh daya oksidatif yang tinggi dan massa atom relatif yang kecil sehingga dengan berat yang lebih ringan, baterai ini dapat menghasilkan energi yang besar. Sebagai perbandingan, baterai Ni/Cd hanya memiliki energi sekitar 50 Watt.hour (Wh) dengan daya maksimum 1.2V sedangkan lithium-ion baterai memiliki sekitar 150 Wh dengan daya 3.7V untuk tiap 1 Kg-nya. Bahkan dari segi volume, tiap 1 dm³ lithium-ion baterai memiliki 500 Wh energi sedangkan Ni/Cd hanya sekitar 150 Wh. Dengan kelebihan ini, alat elektronik menjadi semakin ringan dan kecil.

Namun, sifat reaktif lithium ini juga merupakan kendala dari pembuatan lithium-ion baterai. Kendala utama yang mempersulit bahkan merugikan produsen baterai dan konsumen adalah faktor keamanan. Dalam pembuatan lithium-ion baterai, tahap akhir sebelum dipasarkan adalah awal pengisian baterai sekitar 40% dari kapasitas. Tahap awal charging baterai merupakan tahap yang sangat rentan kebakaran. Salah satu peristiwa yang terjadi adalah di Jepang pada tahun 2007 dimana pabrik baterai Panasonic terbakar saat tahap pengisian baterai. Pada tahun 2006 dan 2008, Sony menarik lebih dari 10 juta baterai untuk PC-nya karena adanya kendala keamanan. Di tahap konsumen juga kadang terjadi insiden akibat lithium-ion baterai. Pada Juni 2006 di Ohsaka, salah satu notebook peserta konferensi tiba-tiba terbakar yang mengakibatkan kebakaran. Hal ini ternyata disebabkan oleh kontaminasi bubuk logam pada baterai.

Dari penelitian yang telah banyak dilakukan oleh produsen baterai, penyebab terjadinya api pada baterai ion lithium adalah kontak lithium dengan logam lain, overcharge, dan pemanasan. Sedikit saja lithium ini kontak dengan serbuk logam akan menyebabkan api, sehingga jangan pernah menusuk baterai dengan paku atau benda lain. Pemakaian charger yang tidak sesuai dimana mengisi baterai dengan tegangan diatas yang seharusnya dalam jangka waktu lama dapat menyebakan kebakaran. Dan pemanasan diatas 60 derajat juga dapat membahayakan pengguna. Namun, saat ini baterai telah dilengkapi dengan termometer dan polimer separator yang dapat mencegah bahaya oleh temperatur tinggi.

Salah satu kendala yang lain dari lithium-ion baterai ini selain keamanan adalah sumber lithium itu sendiri. Saat ini lithium terbanyak dimiliki oleh negara Chili yang menyimpan cadangan lithium sekitar 3 juta ton atau sekitar 73.2% cadangan dunia. Sedangkan di negara-negara lain adalah sisanya atau sekitar 26.8% yang setengahnya dimiliki oleh China. Sehingga, negara-negara produsen lithium-ion baterai sangat tergantung dari kondisi politik negara Chili.

Dengan kelebihan dan kekurangan yang dimiliki oleh lithium-ion baterai, sampai saat ini baterai ini tetap menjanjikan untuk energi listrik yang bebas polusi. Dengan kombinasi sumber energi listrik dari tenaga matahari dan angin, masa depan lithium-ion baterai yang akan digunakan tiap rumah dan kendaraan sebagai penyimpan energi listrik sangat berperan untuk mengurangi penggunaan listrik yang bersumber dari bahan fosil.

sumber:chemistry.org

Konfigurasi elektron

Dalam setiap atom telah tersedia orbital-orbital, akan tetapi belum tentu semua orbital ini terisi penuh. Bagaimanakah pengisian elektron dalam orbital-orbital tersebut ?

Pengisian elektron dalam orbital-orbital memenuhi beberapa peraturan. antara lain:

1. Prinsip Aufbau : elektron-elektron mulai mengisi orbital dengan tingkat energi terendah dan seterusnya.

Orbital yang memenuhi tingkat energi yang paling rendah adalah 1s dilanjutkan dengan 2s, 2p, 3s, 3p, dan seterusnya dan untuk mempermudah dibuat diagram sebagai berikut:

Contoh pengisian elektron-elektron dalam orbital beberapa unsur:

Atom H : mempunyai 1 elektron, konfigurasinya 1s¹
Atom C : mempunyai 6 elektron, konfigurasinya 1s² 2s² 2p²
Atom K : mempunyai 19 elektron, konfigurasinya 1s² 2s² 2p⁶ 3S² 3p⁶ 4s¹

2. Prinsip Pauli : tidak mungkin di dalam atom terdapat 2 elektron dengan keempat bilangan kuantum yang sama.

Hal ini berarti, bila ada dua elektron yang mempunyai bilangan kuantum utama, azimuth dan magnetik yang sama, maka bilangan kuantum spinnya harus berlawanan.

3. Prinsip Hund : cara pengisian elektron dalam orbital pada suatu sub kulit ialah bahwa elektron-elektron tidak membentuk pasangan elektron sebelum masing-masing orbital terisi dengan sebuah elektron.

Contoh:

- Atom C dengan nomor atom 6, berarti memiliki 6 elektron dan cara Pengisian orbitalnya adalah:

Berdasarkan prinsip Hund, maka 1 elektron dari lintasan 2s akan berpindah ke lintasan 2pz, sehingga sekarang ada 4 elektron yang tidak berpasangan. Oleh karena itu agar semua orbitalnya penuh, maka atom karbon berikatan dengan unsur yang dapat memberikan 4 elektron. Sehingga di alam terdapat senyawa CH₄ atau CCl₄, tetapi tidak terdapat senyawa CCl₃ atau CCl₅.

Hubungan golongan

Unsur yang terletak pada satu golongan mempunyai sifat-sifat kimia yang mirip (hampir sama).
Unsur-unsur golongan A disebut golongan utama, sedangkan unsur-unsur golongan B disebut unsur transisi (peralihan), semua unsur transisi diberi simbol B kecuali untuk triade besi, paladium dan platina disebut "golongan VIII''.

- LAMBANG UNSUR-UNSUR GOLONGAN A

Lambang Golongan	Nama Golongan	Konfigurasi Elektron Orbital Terluar
I - A	Alkali	ns1
II - A	Alkali tanah	ns2
III - A	Boron	ns2 - np1
IV - A	Karbon - Silikon	ns2 - np2
V - A	Nitogen - Posphor	ns2 - np3
VI - A	Oksigen	ns2 - np4
VII - A	Halogen	ns2 - np5
VIII - A	Gas mulia	ns2 - np6

- LAMBANG UNSUR-UNSUR GOLONGAN B

Konfigurasi Elektron	Lambang Golongan
(n - 1) d1 ns2	III - B
(n - 1) d2 ns2	IV - B
(n - 1) d3 ns2	V - B
(n - 1) d4 ns2	VI - B
(n - 1) d5 ns2	VII - B
(n - 1) d6-8 ns2	VIII
(n - 1) d9 ns2	I - B
(n - 1) d10 ns2	II - B

- GOLONGAN LANTANIDA DAN AKTINIDA, DIBERI LAMBANG

nS2 (n-2)f1-14

Jika :

n = 6 adalah lantanida
n = 7 adalah aktinida

Persamaan Reaksi

PERSAMAAN REAKSI MEMPUNYAI SIFAT

1.	Jenis unsur-unsur sebelum dan sesudah reaksi selalu sama
2.	Jumlah masing-masing atom sebelum dan sesudah reaksi selalu sama
3.	Perbandingan koefisien reaksi menyatakan perbandingan mol (khusus yang berwujud gas perbandingan koefisien juga menyatakan perbandingan volume asalkan suhu den tekanannya sama)

Contoh: Tentukanlah koefisien reaksi dari

HNO₃ (aq) + H₂S (g) --> NO (g) + S (s) + H₂O (l)

Cara yang termudah untuk menentukan koefisien reaksinya adalah dengan memisalkan koefisiennya masing-masing a, b, c, d dan e sehingga:

a HNO₃ + b H₂S --> c NO + d S + e H₂O

Berdasarkan reaksi di atas maka

atom N : a = c (sebelum dan sesudah reaksi)
atom O : 3a = c + e ® 3a = a + e ® e = 2a
atom H : a + 2b = 2e = 2(2a) = 4a ® 2b = 3a ® b = 3/2 a
atom S : b = d = 3/2 a

Maka agar terselesaikan kita ambil sembarang harga misalnya a = 2 berarti: b = d = 3, dan e = 4 sehingga persamaan reaksinya :

2 HNO₃ + 3 H₂S --> 2 NO + 3 S + 4 H₂O

Konsep Mol

1 mol adalah satuan bilangan kimia yang jumlah atom-atomnya atau molekul-molekulnya sebesar bilangan Avogadro dan massanya = M_r senyawa itu.

Jika bilangan Avogadro = L maka :

L = 6.023 x 1023

1 mol atom = L buah atom, massanya = A_r atom tersebut.
1 mol molekul = L buah molekul massanya = M_r molekul tersehut.

Massa 1 mol zat disebut sebagai massa molar zat

Contoh:

Berapa molekul yang terdapat dalam 20 gram NaOH ?

Jawab:

M_r NaOH = 23 + 16 + 1 = 40

mol NaOH = massa / M_r = 20 / 40 = 0.5 mol

Banyaknya molekul NaOH = 0.5 L = 0.5 x 6.023 x 1023 = 3.01 x 10²³ molekul.

Rumus Kimia Hidrat (Air Kristal)

MENENTUKAN RUMUS KIMIA HIDRAT (AIR KRISTAL)

Hidrat adalah senyawa kristal padat yang mengandung air kristal (H2O). Rumus kimia senyawa kristal padat sudah diketahui. Jadi pada dasarnya penentuan rumus hidrat adalah penentuan jumlah molekul air kristal (H2O) atau nilai x.

Secara umum, rumus hidrat dapat ditulis sebagai :

Rumus kimia senyawa kristal padat : x.H2O

Sebagai contoh garam Kalsium Sulfat, memiliki rumus kimia CaSO4 . 2 H2O, artinya dalam setiap mol CaSO4 terdapat 2 mol H2O. Beberapa senyawa berhidrat / berair kristal dapat Anda lihat pada tabel berikut.

Tabel 06.10 Beberapa senyawa berhidrat

Untuk jelasnya Anda simak contoh berikut!

Contoh:

1.

5,0 gram hidrat dari Tembaga (II) Sulfat dipanaskan sampai semua air kristalnya menguap. Jika massa Tembaga (II) Sulfat padat yang terbentuk 3,20 gram. Tentukan rumus hidrat tersebut! (Ar Cu = 63,5 ; S = 32 ; O = 16 ; H = 1) Jawab : Langkah-langkah penentuan rumus hidrat : - Misalkan rumus hidrat adalah CuSO4 . x H2O - Tulis persamaan reaksinya - Tentukan mol zat sebelum dan sesudah reaksi - Hitung nilai x, dengan menggunakan perbandingan mol CuSO4 : mol H2O CuSO4 . x H2O (s) CuSO4 (s) + x H2O 5 gram 3,2 gram 1,8 gram Perbandingan, mol CuSO4 : mol H2O = : = 0.02 : 0,10 Perbandingan, mol CuSO4 : mol H2O = 1 : 5 Jadi Rumus hidrat dari tembaga (II) sulfat adalah CuSO4 . 5 H2O.

2.

Bagaimanakah Rumus kimia garam Barium Klorida Berhidrat (BaCl2.x H2O) bila 12,2 gram garam tersebut dipanaskan menghasilakan zat yang tersisa sebanyak 10,4 gram. Ar Ba = 137 ; Cl = 35,5 ; O = 16 ; H = 1 Jawab: ....BaCl2 . x H2O .....BaCl2 .....+..... x H2O .......................,....................... ....12,2 gram ..........10,4 gram .......(12,2 - 10,4) = 1,8 gram ....Perbandingan, mol BaCl2 : mol H2O = ...................................................= 0,05 : 0,1 ...................................................= 1 : 2 Jadi rumus kimia garam tersebut BaCl2 . 2 H2O

Pahamkah Anda? Coba Anda kerjakan latihan berikut

LATIHAN

Kadar air kristal dalam suatu hidrat dari Na2CO3 adalah 14,5%. Tentukan rumus hidratnya! (Ar Na = 23 ; C = 12 ; O = 16 ; H = 1)

Jika anda telah selesai membahasnya, cocokkan jawaban Anda

KUNCI LATIHAN
Misal: senyawa hidrat = 100 gram
.........Na2CO3 . x H2O ...===>....Na2CO3 ....+.... x H2O
.........100% ......... ..................85,5% ............14,5%
.........= 100 gram ............... ..= 85,5 gram .......= 14,5 gram

Perbandingan, mol Na2CO3 : mol H2O =
..................................................= 0,8 : 0,8
..................................................= 1 : 1
Jadi Rumus hidrat tersebut Na2CO3 . H2O

Rumus Empiris dan Rumus Molekul

Rumus kimia menunjukkan jenis atom unsur dan jumlah relatif masing-masing unsur yang terdapat dalam zat. Banyaknya unsur yang terdapat dalam zat ditunjukkan dengan angka indeks.
Rumus kimia dapat berupa rumus empiris dan molekul.

“Rumus empiris, rumus yang menyatakan perbandingan terkecil atom-atom dari unsur-unsur yang menyusun senyawa”

Rumus molekul, rumus yamg menyatakan jumlah atom-atom dari unsur-unsur yang menyusun satu molekul senyawa.
Contoh : Anda perhatikan pada tabel berikut.

Tabel 06.9 Rumus molekul dan rumus empiris beberapa senyawa

Rumus Molekul = ( Rumu Empiris ) n Mr Rumus Molekul = n x ( Mr Rumus Empiris )

...n = bilangan bulat
Untuk menentukan rumus empiris dan rumus molekul suatu senyawa, dapat ditempuh dengan langkah berikut :

1.	Cari massa (persentase) tiap unsur penyusun senyawa
2.	Ubah ke satuan mol
3.	Perbandingan mol tiap unsur merupakan rumus empiris
4.	Untuk mencari rumus molekul dengan cara : ( Rumus Empiris ) n = Mr n dapat dihitung
5.	Kemudian kalikan n yang diperoleh dari hitungan, dengan rumus empiris.

Contoh :

1.

Suatu senyawa terdiri dari 43,7% P dan 56,3% O. Tentukan rumus empirisnya! (Ar P = 3 dan O = 16) Jawab : ...Misal massa senyawa = 100 gram ...Maka massa P dan O masing-masing 43,7 g dan 56,3 g ...Perbandingan mol P : mol O = : ........................................= 1,41 : 3,52 ........................................= 1 : 2,5 ........................................= 2 : 5 Jadi rumus empirisnya P2O5

2.

Suatu senyawa terdiri dari 60% Karbon, 5% Hidrogen, dan sisanya Nitrogen. Jika Mr senyawa itu = 80 (Ar C = 12 ; H = 1 ; N = 14). Tentukan rumus empiris dan rumus molekul senyawa itu! Jawab : Persentase Nitrogen = 100% - ( 60% + 5% ) = 35% Misal massa senyawa = 100 gram Maka massa C : N : H = 60 : 35 : 5 Perbandingan mol C : mol H : mol N = : : = 5 : 5 : 2,5 = 2 : 2 :1 Maka rumus empiris = C2H2N ( C2H2N ) n = 80 ( 24 + 2 + 14 ) n = 80 ( 40 ) n = 80 n = = 2 Jadi rumus molekul senyawa tersebut = ( C2H2N ) 2 = C4H4N2

Pahamkah Anda? Coba kerjakan latihan berikut.

LATIHAN

1.	Stirena adalah komponen penyusun Polistirena, mempunyai massa molekul relatif (Mr) sebesar 104. Jika diketahui rumus empirisnya (CH), maka tentukan rumus molekul Stirena! (Ar C = 12 ; H = 1)
2.	Massa molekul relatif suatu senyawa yang dianalisis 58. Jika senyawa itu terdiri dari 82,8% Karbon dan 17,2% Hidrogen, tentukan rumus molekulnya! Jika Anda telah menyelesaikan soal tersebut, cocokkan jawaban Anda dengan kunci berikut!

KUNCI LATIHAN

1.	Jawab :
	Rumus Stirena = ( Rumus empiris Stirena ) n .....Mr Stirena = n x (Mr CH) ..............104 = n x {( 1 x 12 ) + ( 1 x 1 )} ..............104 = n x 13 .................n == 8 Jadi rumus molekul Stirena adalah ( CH ) 8 atau C8H8
2.	Jawab :
	Dalam 100 gram senyawa Perbandingan massa C : massa H = 82,8 g : 17,2 g Perbandingan mol C : mol H = : .....................................= 6,9 : 17,2 .....................................= 1 : 2,5 .....................................= 2 : 5 Rumus empiris adalah C2H5 .........( C2H5 ) n = 58 .........( 24 + 5 ) n = 58 n = = 2 Jadi rumus molekul senyawa ( C2H5 ) 2 atau C4H10 sumber: e-dukasi.net

Stoikiometri

A. Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier)

Pernahkah Anda memperhatikan sepotong besi yang dibiarkan di udara terbuka, dan pada suatu waktu kita akan menemukan, bahwa besi itu telah berubah menjadi karat besi. Jika kita timbang massa besi sebelum berkarat dengan karat besi yang dihasilkan, ternyata massa karat besi lebih besar . Benarkah demikian?
Anda yang sering melihat kayu atau kertas terbakar, hasil yang diperoleh adalah sejumlah sisa pembakaran berupa abu. Jika Anda menimbang abu tersebut, maka massa abu akan lebih ringan dari massa kayu atau kertas sebelum dibakar. Benarkah demikian?

B. Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust)

Pada modul sebelumnya, Anda telah mempelajari rumus kimia senyawa. Dan Anda telah mengenal berbagai senyawa yang dibentuk oleh dua unsur atau lebih sebagai contoh, air (H₂O). Air dibentuk oleh dua unsur yaitu unsur Hidrogen dan Oksigen. Seperti Anda ketahui bahwa materi mempunyai massa, termasuk hidrogen dan oksigen. Bagaimana kita mengetahui massa unsur hidrogen dan oksigen yang terda, seorang ahli kimia Perancis, yang bernama Joseph Louis Proust (1754-1826), mencoba menggabungkan hidrogen dan oksigen untuk membentuk air.

Tabel 06.1 Hasil Eksperimen Proust pat dalam air?

Dari tabel di atas terlihat, bahwa setiap 1 gram gas hidrogen bereaksi dengan 8 gram oksigen, menghasilkan 9 gram air. Hal ini membuktikan bahwa massa hidrogen dan massa oksigen yang terkandung dalam air memiliki perbandingan yang tetap yaitu 1 : 8, berapapun banyaknya air yang terbentuk. Dari percobaan yang dilakukannya, Proust mengemukakan teorinya yang terkenal dengan sebutan, Hukum Perbandingan Tetap, yang berbunyi:

"Perbandingan massa unsur-unsur penyusun suatu senyawa selalu tetap"

Pahamkah Anda? Anda perhatikan contoh di bawah ini!

Contoh:
Jika kita mereaksikan 4 gram hidrogen dengan 40 gram oksigen, berapa gram air yang terbentuk?

Jawab:
Perbandingan massa hidrogen dengan oksigen = 1 : 8.
Perbandingan massa hidrogen dengan oksigen yang dicampurkan = 4 : 40.
Karena perbandingan hidrogen dan oksigen = 1 : 8, maka 4 gram hidrogen yang diperlukan 4 x 8 gram oksigen yaitu 32 gram.
Untuk kasus ini oksigen yang dicampurkan tidak bereaksi semuanya, oksigen masih bersisa sebanyak ( 40 – 32 ) gram = 8 gram. Nah, sekarang kita akan menghitung berapa gram air yang terbentuk dari 4 gram hidrogen dan 32 gram oksigen? Tentu saja 36 gram.

Ditulis sebagai	H2 +	O2==>	H2O
Perbandingan Massa	1 gram :	8 gram	9 gram
Jika awal reaksi	4 gram	40 gram	….. gram?
Yang bereaksi	4 gram	32 gram	36 gram

C. Hukum Perbandingan Berganda (Hukum Dalton)

Komposisi kimia ditunjukkan oleh rumus kimianya. Dalam senyawa, seperti air, dua unsur bergabung masing-masing menyumbangkan sejumlah atom tertentu untuk membentuk suatu senyawa. Dari dua unsur dapat dibentuk beberapa senyawa dengan perbandingan berbeda-beda. MIsalnya, belerang dengan oksigen dapat membentuk senyawa SO2 dan SO3. Dari unsur hidrogen dan oksigen dapat dibentuk senyawa H2O dan H2O2.

Dalton menyelidiki perbandingan unsur-unsur tersebut pada setiap senyawa dan didapatkan suatu pola keteraturan. Pola tersebut dinyatakan sebagai hukum Perbandingan Berganda yang bunyinya:

“Bila dua unsur dapat membentuk lebih dari satu senyawa, dimana massa salah satu unsur tersebut tetap (sama), maka perbandingan massa unsur yang lain dalam senyawa-senyawa tersebut merupakan bilangan bulat dan sederhana”

Contoh:
Nitrogen dan oksigen dapat membentuk senyawa-senyawa N2O, NO,
N2O3, dan N2O4 dengan komposisi massa terlihat pada tabel berikut.

Tabel 06.3 Perbandingan Nitrogen dan oksigen dalam senyawanya.

Dari tabel tersebut, terlihat bahwa bila massa N dibuat tetap (sama), sebanyak 7 gram, maka perbandingan massa oksigen dalam:

N2O : NO : N2O3 : N2O4 = 4 : 8 : 12 : 16 atau
.....................................1 : 2 : 3 ..: 4

Pahamkah Anda? Agar Anda lebih paham, coba kerjakan latihan berikut!

D. Hukum Perbandingan Volume (Gay Lusssac)

Pada awalnya para ilmuwan menemukan bahwa, gas Hidrogen dapat bereaksi dengan gas Oksigen membentuk air. Perbandingan volume gas Hidrogen dan Oksigen dalam reaksi tersebut adalah tetap, yakni 2 : 1.

Kemudian di tahun 1808, ilmuwan Perancis, Joseph Louis Gay Lussac, berhasil melakukan percobaan tentang volume gas yang terlibat pada berbagai reaksi dengan menggunakan berbagai macam gas.

Berikut adalah contoh dari percobaan yang dilakukan

Gambar 06.1 Percobaan Gay Lussac

Menurut Gay Lussac 2 volume gas Hidrogen bereaksi dengan 1 volume gas Oksigen membentuk 2 volume uap air. Pada reaksi pembentukan uap air, agar reaksi sempurna, untuk setiap 2 volume gas Hidrogen diperlukan 1 volume gas Oksigen, menghasilkan 2 volume uap air.

“ Semua gas yang direaksikan dengan hasil reaksi, diukur pada suhu dan rekanan yang sama atau (T.P) sama.”

Untuk lebih memahami Hukum perbandingan volume, Anda perhatikan, data hasil percobaan berkenaan dengan volume gas yang bereaksi pada suhu dan tekanan yang sama.
Data hasil percobaan adalah sebagai berikut :

Tabel 06.5 Data Percobaan reaksi gas

Berdasarkan data percobaan pada tabel di atas, perbandingan volume gas yang bereaksi dan hasil reaksi, ternyata berbanding sebagai bilangan bulat. Data percobaan tersebut sesuai dengan Hukum perbandingan volume atau dikenal dengan Hukum Gay Lussac bahwa :

“ Pada suhu dan tekanan yang sama perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat “

Nah… sekarang Anda telah selesai membahas Hukum-hukum Dasar Kimia yang meliputi Hukum kekalan massa, Hukum perbandingan tetap, Hukum kelipatan perbandingan dan Hukum perbandingan volume. Hukum Dasar Kimia ini akan diterapkan pada perhitungan kimia, oleh karena itu pahamilah dengan baik, materi ini untuk memudahkan Anda dalam mempelajari topik berikutnya.

sumber:www.e-dukasi.net

Aspartam

Aspartam merupakan pemanis buatan dari golongan gula non-sakarida yang banyak dipakai untuk produk-produk diet atau produk rendah kalori. Aspartam lebih manis sekitar 180-200 kali daripada gula biasa dengan konsentrasi yang sama. Artinya dengan menggunakan pemanis ini maka kita hanya memerlukan 1/200 kali lebih sedikit aspartam dibanding dengan menggunakan gula biasa.

Aspartam tak lain adalah metil ester dari dipeptida asam amino alami yaitu asam aspartat dan fenilalanin. Aspartam ditemukan secara tidak sengaja oleh James Schlatter, seorang kimiawan G D Searle Co pada tahun 1965. Schlatter tanpa diduga telah mensintesis aspartame pada saat dia membuat obat anti pereda nyeri.
Sintesis Aspartam

Terdapat 3 reagen yang diperlukan untuk sintesis aspartame yaitu, methanol, fenilalanin, dan asam aspartat. Bahan awal yang dibutuhkan untuk membuat aspartame adalah campuran rasemat dari fenilalanin, hanya L-fenilalanin yang akan digunakan untuk sintesis. Isomer L dan D dari fenilalanin dipisahkan dengan penambahan Ac2O dan NaOH, hasil reaksinya kemudian direaksikan dengan Porcine Kidney Acylase dan kemudian diekstraksi dengan pelarut organik diikuti dengan pengasaman. D-fenilalanin akan terdapat di fasa organik sedangkan L-fenilalanin akan terdapat pada fasa air.

Gugus asam L-fenilalanin kemudian diubah menjadi metil ester dengan menggunakan methanol dan HCl.

Terakhir mereaksikan metil ester fenilalanin dengan asam aspartat untuk menghasilkan struktur dipeptida. Tahap ini memerlukan beberapa tahap sebab gugus fungsi asam pada asam aspartat harus dilindungi agar tidak bereaksi, yang kita perlukan hanya satu dari dua gugus fungsi asam aspartat yang nantinya bereaksi dengan gugus fungsi amina pada metil ester fenilalanin.

Sifat Kimia Aspartam

Aspartam memiliki rumus kimia C14H18N2O5 dan berat molekul 294.31 Aspartam memiliki dua gugus fungsi yang bisa terionisasi dan keduanya ada pada bagian residu asam aspartat. Pada pH netral, aspartam ada dalam dua bentuk terionisasi. Aspartam stabil maksimal pada pH 4,3. Aspartam pada suhu kamar berbentuk bubuk putih yang tidak berbau dan titik leburnya 248-250⁰C.
Mengapa Aspartam Disebut Gula Dengan 0 Kalori?

Agar kita mengetahui mengapa aspartam disebut gula 0 kalori maka marilah kita melakukan suatu perhitungan sederhana. Misalkan suatu produk minuman dengan kemasan botol 330 mL memerlukan gula biasa sebanyak 50 gram untuk mendapatkan tingkat kemanisan tertentu sesuai dengan standart minuman tersebut, maka dengan menggunakan aspartam kita hanya memerlukan: (kita menggunakan tingkat kemanisan aspartam 200 kali dari gula biasa)

Gram aspartame yang dibutuhkan:

= 1/200 x 50 g

= 0,25 g

Aspartam dimetabolisme dalam tubuh menjadi komponen penyusunnya yaitu asam aspartat, fenilalanin, dan methanol. Seperti halnya asam amino yang lain maka setiap gram asam amino dimetabolisme dalam tubuh dengan menghasilkan 4 kalori, karena kita memiliki 0,25 g aspartame maka:

Mol aspartame

= 0,25/294.31

= 8,5 x10^-4 mol

Reaksi penguraian aspartame menjadi penyusunnya :

C14H18N2O5 + 3H2O +2H+ -> C4H7NO4 + C9H11NO2 + CH3OH + H2O

Perbandingan mol asam aspartat dan fenilalanin adalah 1:1 maka massa masing-masing asam amino ini adalah:

Asam aspartat

= 8,5 x10^-4 mol x 133 = 0,11 g

Fenilalanin

= 8,5 x10^-4 mol x 165 = 0,14 g

Kalori yang dihasilkan adalah:

= (0,11 g + 0,14 g ) x 4 = 1 kalori

Dari perhitungan diatas dapat diketahui bahwa dengan mengkonsumsi minuman yang menggunakan aspartame sebagai pemanis maka kita hanya memperoleh 1 kalori saja. Hal ini sama saja dengan mengatakan kalorinya bisa diabaikan oleh sebab itulah maka aspatam bisa dipakai sebagai pengganti gula dengan 0 kalori.

Referensi:

• http://www.3dchem.com/molecules.asp?ID=24#
• http://www.chemistrydaily.com/chemistry/Aspartame
• http://www.chm.bris.ac.uk/webprojects2000/srogers/sarah.html
• http://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/549aspartame.html
• http://chemicalland21.com/lifescience/foco/ASPARTAME.htm

sumber: belajarkimia.com

Bahan Organik Sintetik

Ditulis oleh Suparni Setyowati Rahayu pada 29-07-2009

Bahan organik sintetik ialah senyawa kimia yang tersusun dari rantai karbon, terdiri atas 1000 atom atau lebih pada tiap makromolekulnya. Biasanya bahan sintetik terdiri atas campuran molekul sejenis dengan ukuran yang berbeda. Sebagian molekul membentuk ikatan silang (crosslinking) satu sama lain. Bahan sintetik dapat dibuat melalui reaksi polimerisasi, poliadisi, atau polikondensasi. Dengan kopolimerisasi (polimerisasi campur) dari bermacam-macam monomer, bahan ini dapat dibuat menjadi bahan sintetik dengan sifat yang berbeda-beda.Produk-produk yang dihasilkan biasanya merupakan bahan baku untuk pembuatan bahan dasar. Kebanyakan produk-produk tersebut masih perlu ditambah dengan bahan aditif, seperti bahan pelunak,stabilisator, pigmen, bahan pengisi dll.

Bahan sintetik yang sudah jadi dijual dalam bentuk granulat atau serbuk. Bahan tersebut dapat dibuat dengan cara penggilingan, ekstrusi,injek si, pengepresan, penarikan, peniupan, atau pemintalan dalam keadaan cair (melt spinning) hingga didapat bahah setengah jadi atau bahan jadi. Selain itu, bahan sintetik juga dapat diolah dalam bentuk larutan, dispersi atau bahan pasta melalui cara injeksi, pemintalan,penuangan, atau pencelupan. Beberapa jenis bahan sintetik juga dapat dibuat dari monomer melalui misaInya polimerisasi atau poliadisi. Reaksi tersebut dapat dilakukan langsung sehingga membentuk benda yang diinginkan. Dari banyak jenis bahan sintetik yang ada, hanya beberapa jenis yang cocok digunakan sebagai bagian alat dalam industri kimia.Untuk tujuan ini, bahan sintetik tidak hanya harus tahan terhadap bahan yang diproses, tetapi bentuknya juga harus tidak mudah berubah (karena panas), tidak boleh menjadi tua, mengembang atau menjadi rapuh (karena kehilangan bahan pelunak). Tergantung pada sifat bahan pelunak yang dicampurkan ke dalamnya pada waktu pembuatan, bahan sintetik dapat digolongkan menjadi termoplastik, duroplastik, dan elastoplastik (elastomer).

Kebanyakan bahan sintetik hanya dapat digunakan hingga temperatur 60°C, beberapa jenis sampai temperatur 100°C dan hanya sedikit yang taban sampai 250oC. Beberapa jenis bahan sintetik menjadi rapuh pada
temperatur di bawah 10°C.Benda dari bahan sintetik dapat diolah dengan cara pemotongan (seperti digergaji, dibubut) dan dapat juga disambung dengan cara merekatkannya. Termoplastik dapat diolah dengan cara pemanasan dan pengelasan. Metode pengerjaan bahan sintetik tergantung pada jenis bahan tersebut.

Ketahanan terhadap bahan proses: Bahan sintetik pada umumnya tahan terhadap asam anorganik yang encer. Juga tahan terhadap asam organik dengan rantai pendek larutan basa dan larutan garam. Hampir semua bahan sintetik tidak tahan terhadap halogen, asam halogenida dan hidrokarbon yang mengandung halogen. Banyak jenis bahan sintetik yang mengembang dalam alkohol,keton, ester, eter, dan hidrokarbon. Kadang-kadang bahan sintetik tersebut juga larut dalam pelarut di atas. Penggunaan benda dari bahan sintetik harus memperhatikan temperatur, yaitu tidak boleh lebih tinggi dari temperatur yang diizinkan. Asam nitrat, terutama yang berasap,asam yang keras mengoksidasi, hidrogen peroksida dan ozon jangan dikontakkan dengan bahan sintetik.

Udara Segar Setelah Hujan

Ditulis oleh Zaenal Awaludin pada 04-09-2009

Setelah hujan turun biasanya kita akan mencium aroma segar yang khas dari udara. Ternyata ada beberapa teori yang menjelaskannya. Salah satu contoh teori yang menjelaskan tentang hal itu adalah karena adanya reaksi antara air dengan partikel padat di udara dan tanah yang menghasilkan aroma tersebut yang mungkin berasal material organik dan anorganik.

Namun, salah satu penelitian telah membuktikan bahwa di udara terkandung sejumlah bakteri yang sama seperti terdapat dalam tanah dan bakteri tersebut adalah actinomycetes. Bakteri ini berbentuk filamen dan hidup dalam tanah untuk mendapatkan nutrien. Bakteri ini memiliki cara untuk mempertahankan diri pada saat kondisi sangat kering dengan cara mengubah dirinya menjadi spora. Ketika kondisi memungkinkan saat ada air, bakteri yang berbentuk spora ini akan tumbuh kembali menjadi filamen.

Saat musim kemarau dimana banyak tanah yang kering, bakteri ini tidak dapat bereproduksi sehingga berbentuk spora. Saat hujan turun, air hujan yang jatuh ke tanah akan menyebabkan spora ini terbang ke udara. Spora yang sangat kecil ini beterbangan hingga tertahan beberapa saat di udara. Pada saat kita bernafas, spora-spora yang sangat kecil ini masuk ke dalam pernafasan kita dan terciumlah bau khas dari spora ini. Walaupun ada beberapa reaksi kimia antara air dengan unsur-unsur tanah yang juga ikut dalam menentukan bau khas ini tetapi bau khas dari actinomycetes ini merupakan penyebab dominannya.

Indikator Asam-Basa

Ditulis oleh Suparni Setyowati Rahayu pada 06-09-2009

Telah disebutkan bahwa asam mempunyai rasa asam, sedangkan basa mempunyai rasa pahit. Namun begitu, tidak dianjurkan untuk mengenali asam dan basa dengan, cara mencicipinya, sebab banyak diantaranya yang dapat merusak kulit (korosif) atau bahkan bersifat racun. Asam dan basa dapat diken.ali dengan menggunakan zat indikator, yaitu zat yang meniberi warna berbeda dahlia) lingkungan asam dan lingkungan basa (zat yang warnanya dapat berubah saat berinteraksi atau bereaksi dengan senyawa asam maupun senyawa basa).

Dalam laboratorium kimia, indikator asam-basa yang biasa di gunakan adalah indikator buatan dan indikator alami, Berikut ini penjelasan tentang indikator asam-basa buatan dan indikator asam-basa alami.

Derajat keasaman (pH)

Indikator Tingkat Keasaman Suatu zat asam yang di masukkan ke dalam air akan mengakibatkan bertambahnya ion hidrogen (H+) dalam air dan berkurangnya ion hidroksida (OH^- ). Sedangkan pada basa, akan terjadi sebaliknya. Zat basa yang dimasukkan ke dalam air akan mengakibatkan bertambahnya ion hidroksida (OH^- ) dan berkurangnya ion hidrogen (H⁺).

Jumlah ion H+ dan OH^- di dalam air dapat di gunakan untuk menentukan derajat keasaman atau kebasaan suatu zat. Semakin asam suatu zat, semakin banyak ion H+ dan semakin sedikit jumlah ion OH^- di dalam air. Sebaliknya semakin basa suatu zat, semakin sedikit jumlah ion H⁺ dan semakin banyak ion OH- di dalam air.

Proses netralisasi

Apabila suatu larutan asam dengan larutan basa dicampurkan dalam suatu bejana, maka ion H⁺ (dari asam) akan bereaksi dengan ion OH^- (dari 311 basa) membentuk air. Reaksi antara ion H⁺ dengan OH^- tersebut dapat di tuliskan sebagai berikut. H⁺ + OH^- air

ini karena selain air, basil reaksi antara asam dan basa adalah suatu zat yang bersifat netral, yaitu zat yang tidak bersifat asam maupun basa. Zat netral yang di maksudkan di sini adalah garam. Mengingat reaksi netralisasi dapat menghasilkan garam, maka reaksi ini juga di kenal dengan istilah reaksi penggaraman. Secara sederhana, reaksi netralisasi atau reaksi penggaraman dapat di tuliskan sebagai berikut.

Contoh sederhana dari reaksi penggaraman adalah reaksi antara asam klorida (HC1) dengan natrium hidroksida (NaOH), yang akan membentuk natrium klorida NaCl (garam dapur) dan air. Pada dasarnya, reaksi penggaraman (netralisasi) sangat berguna bagi kehidupan manusia.

Reaksi netralisasi tidak hanya terbatas pada pembentukkan garam dan air. Dalam kehidupan sehari-hari banyak dijumpai prinsip atau reaksi netralisasi, termasuk dalam bidang kesehatan dan pertanian. Perhatikan contoh berikut ini : gas-gas sisa, baik yang berasal dari kendaraan bermotor atau pabrik, mengandung gas belerang dioksida dan nitrogen oksida.

Gas-gas ini dilepas ke udara sehingga menimbulkan polusi. Gas-gas tersebut juga larut dalam titik-titik air di awan sehingga membentuk larutan asam sulfat dan asam nitrat. Ketika terjadi hujan, larutan-larutan ini bercampur dan turun bersama hujan. Inilah yang dinamakan dengan hujan asam.

Hujan asam merugikan manusia dan lingkungan. Berikut adalah dampak yang ditimbulkan oleh hujan asam:

1. Hujan asam dapat menyebabkan matinya tumbuhan dan ikan. Asam yang terdapat dalam air hujan dapat bereaksi dengan mineral dalam tanah. Tumbuhan menjadi kekurangan mineral sehingga mati atau tidak tumbuh dengan baik. Hujan asam juga dapat melarutkan aluminium dari mineral dalam tanah dan bebatuan, kemudian menghanyutkannya ke sungai sehingga dapat meracuni ikan dan mahluk air lainnya.
2. Hujan asam yang bereaksi dengan logam dapat merusak jembatan, mobil, kapal laut, dan rangka bangunan. Hujan asam dapat merusak bangunan (gedung/ rumah) yang terbuat dari batu kapur.

Ekstraksi

Ditulis oleh Suparni Setyowati Rahayu pada 24-08-2009

Ekstraksi adalah pemisahan suatu zat dari campurannya dengan pembagian sebuah zat terlarut antara dua pelarut yang tidak dapat tercampur untuk mengambil zat terlarut tersebut dari satu pelarut ke pelarut yang lain. Seringkali campuran bahan padat dan cair (misalnyabahan alami)tidak dapat atau sukar sekali dipisahkan dengan metode pemisahan mekanis atau termis yang telah dibicarakan. Misalnya saja,karena komponennya saling bercampur secara sangat erat, peka terhadap panas,beda sifat-sifat fisiknya terlalu kecil, atau tersedia dalam konsentrasi yang terlalu rendah.

Dalam hal semacam. itu, seringkali ekstraksi adalah satu-satunya proses yang dapat digunakan atau yang mungkin paling ekonomis. Sebagai contoh pembuatan ester (essence) untuk bau-bauan dalam pembuatan sirup atau minyak wangi, pengambilan kafein dari daun teh, biji kopi atau biji coklat dan yang dapat dilihat sehari-hari ialah pelarutan komponen-komponen kopi dengan menggunakan air panas dari biji kopi yang telah dibakar atau digiling.

Penyiapan bahan yang akan diekstrak dan plarut

Selektivitas
Pelarat hanya boleh melarutkan ekstrak yang diinginkan, bukan komponen-komponen lain dari bahan ekstraksi. Dalam praktek,terutama pada ekstraksi bahan-bahan alami, sering juga bahan lain (misalnya lemak, resin) ikut dibebaskan bersama-sama dengan ekstrak yang diinginkan. Dalam hal itu larutan ekstrak tercemar yang diperoleh harus dibersihkan, yaitu misalnya diekstraksi lagi dengan menggunakan pelarut kedua.

Kelarutan
Pelarut sedapat mungkin memiliki kemampuan melarutkan ekstrak yang besar (kebutuhan pelarut lebih sedikit).

Kemampuan tidak saling bercampur
Pada ekstraksi cair-cair, pelarut tidak boleh (atau hanya secara terbatas) larut dalam bahan ekstraksi.

Kerapatan
Terutama pada ekstraksi cair-cair, sedapat mungkin terdapat perbedaan kerapatan yang besar antara pelarut dan bahan ekstraksi. Hal ini dimaksudkan agar kedua fasa dapat dengan mudah dipisahkan kembali setelah pencampuran (pemisahan dengan gaya berat). Bila beda kerapatannya kecil, seringkali pemisahan harus dilakukan dengan
menggunakan gaya sentrifugal (misalnya dalam ekstraktor sentrifugal).

Reaktivitas
Pada umumnya pelarut tidak boleh menyebabkan perubahan secara kimia pada komponenkornponen bahan ekstarksi. Sebaliknya, dalam hal-hal tertentu diperlukan adanya reaksi kimia (misalnya pembentukan garam) untuk mendapatkan selektivitas yang tinggi. Seringkali Ekstraksi juga disertai dengan reaksi kimia. Dalam hal ini bahan yang akan dipisahkan mutlak harus berada dalam bentuk larutan.

Titik didih
Karena ekstrak dan pelarut biasanya harus dipisahkan dengan cara penguapan, destilasi atau rektifikasi, maka titik didit kedua bahan itu tidak boleh terlalu dekat, dan keduanya tidak membentuk ascotrop.Ditinjau dari segi ekonomi, akan menguntungkan jika pada proses ekstraksi titik didih pelarut tidak terlalu tinggi (seperti juga halnya dengan panas penguapan yang rendah).

Distilasi (penyulingan)

Ditulis oleh Suparni Setyowati Rahayu pada 20-08-2009

Distilasi (penyulingan) adalah proses pemisahan komponen dari suatu campuran yang berupa larutan cair-cair dimana karakteristik dari campuran tersebut adalah mampu-campur dan mudah menguap, selain itu komponen-komponen tersebut mempunyai perbedaan tekanan uap dan hasil dari pemisahannya menjadi komponen-komponennya atau kelompokkelompok komponen. Karena adanya perbedaan tekanan uap, maka dapat dikatakan pula proses penyulingan merupakan proses pemisahan komponen-komponennya berdasarkan perbedaan titik didihnya.

Sebagai contoh, proses penyulingan dari larutan garam yang dilakukan di laboratorium, sebagaimana ditunjukkan pada gambar 4.60.Pada gambar tersebut, terlihat, larutan garam (NaCl) dimasukkan pada labu, dimana pada bagian atas dari labu tersebut dipasang alat pengukur suhu atau thermometer. Larutan garam di dalam labu dipanasi dengan menggunakan pembakar Bunsen. Setelah beberapa saat, larutan garam tersebut akan mendidih dan sebagian akan menguap. Uap tersebut dilewatkan kondensor, dan akan terkondensasi yang ditampung pada erlemeyer.Cairan pada erlemeyer merupakan destilat sebagai air murni.

Pada operasi distilasi, terjadinya pemisahan didasarkan pada gejala bahwa bila campuran cair ada dalam keadaan setimbang dengan uapnya,komposisi uap dan cairan berbeda. Uap akan mengandung lebih banyak komponen yang lebih mudah menguap, sedangkan cairan akan mengandung lebih sedikit komponen yang mudah menguap. Bila uap dipisahkan dari cairan, maka uap tersebut dikondensasikan, selanjutnya akan didapatkan cairan yang berbeda dari cairan yang pertama, dengan lebih banyak komponen yang mudah menguap dibandingkan dengan cairan yang tidak teruapkan. Bila kemudian cairan dari kondensasi uap tersebut diuapkan lagi sebagian,akan didapatkan uap dengan kadar komponen yang lebih mudah menguap lebih tinggi. Untuk menunjukkan lebih jelas uraian tersebut,berikut digambarkan secara skematis:

1.Keadaan awal
Mula-mula, pada cairan terdapat campuran A dan B, dimana karakteristik dari komponen-komponen tersebut adalah komponen A lebih mudah menguap (volatil) dibanding komponen B.Komposisi dari kedua komponen tersebut dinyatakan dengan fraksi mol.Untuk fase cair komponen A dinyatakan dengan xA, sedangkan komponen B dinyatakan dengan xB.

2. Campuran diuapkan sebagian, uap dan cairannya dibiarkan dalam keadaan setimbang.

3.Uap dipisahkan dari cairannya dan dikondensasi; maka didapat dua cairan,cairan I dan cairan II. Cairan I mengandung lebih sedikit komponen A (lebih mudah menguap) dibandingkan cairan II

Pada kondisi diatas, dari campuran dua komponen cairan (campuran biner) akan didapat dua cairan yang relatif murni.Hal ini dapat terlaksana,apabila beda titik didih dari kedua komponen tersebu relatif besar.Apabila perbedaan titik didih dari kedua komponen tersebut tidak terlalu jauh,maka perlu dilakukan proses penyulingan sebagaimana ditunjukkan pada gambar 4.62.

Pada gambar 4.62 merupakan contoh alat penyuling (distillation) kontinyu (sinambung). Pada gambar tersebut terlihat pendidih ulang (reboiler) yang mendapat umpan berupa zat cair secara kontinyu yang merupakan komponen yang akan dipisahkan. Karena adanya panas yang masuk (pemanasan) pada pendidih-ulang, maka zat cair masuk akan diubah sebagian menjadi uap, dalam hal ini uap akan kaya dengan komponen yang volatil (mudah menguap).

Apabila perbedaan titik didih dari komponen tersebut relatif tinggi, maka uapnya hampir merupakan komponen murni.Akan tetapi apabila perbedaan titik didih dari komponen tersebut,tidak terlalu besar,maka uap merupakan campuran dari beberapa komponen.Kemudian uap campura tersebut dikondensasikan, kemudian zat cair hasil kondensasi,sebagian dikembalikan kedalam kolom, yang disebut dengan refluks.

Cairan yang dikembalikan tersebut (refluks) diusahakan agar dapat kontak secara lawan arah dengan uap, sehingga diharapkan hasil atas (over head) akan meningkat kemurniannya. Untuk mendapatkan kondisi tersebut (kemurnian meningkat),diperlukan uap yang banyak agar dapat digunakan sebagai refluks dan hasil atas. Kondisi tersebut harus diimbangi dengan panas yang masuk pada reboiler harus besar (ditingkatkan). Hal ini perlu dipertimbangkan, khususnya dalam rangka penghematan energi.

Dalam distilasi, fase uap yang terbentuk setelah larutan dipanasi, dibiarkan kontak dengan fase cairannya sehingga transfer massa terjadi baik dari fase uap ke fase cair maupun dari fase cair ke fase uap sampai terjadi keseimbangan antara kedua fase. Setelah keseimbangan tercapai,kedua fase kemudian dipisahkan. Fase uap setelah dikondensasikan dalam kondensor disebut sebagai distilat sedangkan sisa cairannya disebut residu.Distilat mengandung lebih banyak komponen yang volatil (mudah menguap) dan residu mengandung lebih banyak komponen yang kurang volatil.

Obesitas dan Diabetes

Ditulis oleh Wikan Pribadi pada 21-08-2009

Akhir-akhir ini, para peneliti telah menemukan cara untuk mengatasi obesitas dan diabetes, dua penyakit yang disebabkan karena terlalu banyak mengkonsumsi makanan yang manis- manis atau yang mengandung glukosa. Dengan menggunakan lemak coklat yang berasal dari kulit untuk pembakaran kalori, maka setidaknya dapat mengurangi kalori yang berlebihan di dalam tubuh penderita obesitas.

Seperti yang dipublikasikan pada Nature Report tanggal 29 Juli, para peneliti tersebut mempublikasikan bahwa satu cara untuk mengatasi obesitas dan ketidakteraturan metabolisme seperti diabetes dengan cara membakar sekumpulan dari kalori pembakaran sel-sel lemak coklat.

Francesco Celi, seorang Endokrinologist di Institut Nasional Diabetes dan Digestive serta sakit ginjal di Bethesda, Maryland., mengatakan, “Jaringan lemak coklat datang di garis terdepan untuk mengatasi masalah obesitas karena dapat melakukan pembakaran kalori”

Dia juga menuturkan, penelitian mungkin saja mengungkap kemungkinan pengaktifan lemak coklat, namun tubuh juga bisa saja mencari cara untuk mengkompensasikan agar makan lebih banyak.

Seperti yang diketahui selama ini, lemak coklat digunakan untuk menghangatkan bayi saat baru lahir pada suhu dingin. Dengan temuan ini membuat peneliti berpikir bahwa untuk melawan kegemukan adalah dengan cara meningkatkan jumlah dan aktivitas dari penyimpanan lemak bewarna coklat dalam badan dewasa.

Awal penelitian dilakukan terhadap myoblast tikus. Myoblast merupakan sel-sel sebelum otot. Peneliti mengetahui bahwa satu protein bernama PRDM16 penting untuk memproduksi sel-sel lemak coklat. Peneliti mencangkok sebagian dari sel-sel hidup tikus. kemudian sel-sel lemak coklat membentuk gumpalan yang berbeda di lokasi injeksi, dekat hati/jantung tikus-tikus. Myoblasts ini membagi seperti biasanya. Tetapi ketika peneliti meningkatkan sejumlah protein keduanya, sel-sel dibagi untuk menciptakan pembakaran energi fungsional sel-sel lemak, selain dari pada menggandakan diri mereka.

“Menggunakan lemak coklat untuk membantu mengobati obesitas telah dibicarakan selama lebih dari 30-40 tahun. Tapi, biasanya orang akan menyerang. Banyak yang mengatakan lemak itu tidak dimiliki orang dewasa, yang lain menyebutkan lemak tersebut tidak memiliki hubungan dengan obesitas dan berat badan. Penelitian terakhir membuktikan, setiap manusia dewasa memiliki lemak coklat yang fungsional dalam tubuh,” jelasnya.

Jadi, dengan pembuktian dari peneliti yang menyatakan bahwa obesitas dan diabetes dapat diatasi dengan menggunakan lemak coklat. Maka, tidak salahnya bagi Anda yang mempunyai penyakit obesitas ataupun diabetes dapat menggunakan cara yang telah dibuktikan oleh para peneliti tersebut.

Kekurangan Gizi di Otak secara perlahan akan memicu Alzheimer

Kekurangan gizi pada otak dalam jangka panjang adalah satu dari faktor biokimia yang menyebabkan beberapa bentuk Alzhemier, demikia menurut kajian baru yang bertujuan untuk memecahkankan misteri dari asal-usul penyakit tersebut.

Penyakit tersebut akan dimulai pada umur 60, dan resiko meningkat dengan umur. Robert Vassar dari Universitas Northwestern, pengarang utama kajian, menemukan bahwa ketika otak tidak memiliki cukup glukosa, yang bisa terjadi ketika penyakit kardiovaskular membatasi aliran darah dari arteri ke otak. Ini adalah proses yang akan menstimulasi produksi agregat protein yang berpotensi menjadi penyebab Alzheimer.

Setelah bekerja dengan otak manusia dan tikus, Vassar menemukan bahwa protein utama di otak terganggu ketika pasokan energi ke otak berkurang. Protein tersebut, yang disebut sebagai eIF2alpha, meningkatkan produksi enzim, yang pada akhirnya meproduksi agregat protein. ‘Penemuan ini signifikan, sebab ia menganjurkan bahwa meningkatkan aliran darah ke otak dapat menjadi pendekatan terapetik efektif untuk mencegah dan merawat Alzheimer’, Demikian kata Vassar.

Cara terbaik untuk meningkatkan aliran darah ke otak, dan mengurangi resiko untuk terkena alzheimer adalah mengurangi asupan kolestrol, mengatur tekanan darah tinggi, dan olah raga, terutama pada usia paruh baya. ‘Jika dimulai dari sejak awal, maka penyakit ini dapat dihindari.’ kata Vassar. Untuk orang yang sudah mendapatkan gejala, vasodilator (pelebaran pembuluh darah), dapat meningkatkan asupan oksigen dan glukosa ke otak, demikian tambahan dari dia. Kajian ini sudah dipublikasi pada jurnal Neuron.

Kontrol apa yang dimakan

Ketika berbicara pencegahan Alzheimer, memakan permen bukanlah solusi untuk meningkatkan aliran glukosa darah ke otak, demikian kata Vassar. Berkurangnya aliran darah ke otak terjadi dengan berjalannya proses penuaan, dan secara perlahan menyebabkan otak kekurangan glukosa. Ini adalah fenomena penuaan secara umum, kata Vassar. Juga, penurunan aliran darah diasosiasikan dengan atherosclerosis, atau pengerasan arteri, dan hipertensi, juga tekanan darah tinggi.

‘Kita harus meningkatkan kesehatan kardiovaskular, bukan mengasup gula berlebihan’, kata Vassar. ‘Apa yang didapat dari kajian epidemiologi adalah olah raga saat paruh baya adalah salah satu strategi pencegahan terbaik terhadap penyakit Alzheimer, maka orang harus tetap aktif secara fisik, dan mereka harus menjaga diet dan mengurangi asupan kolestrol, sebab kolestrol berkontribusi pada artherosclerosis’. Menurut Vassar, adalah mungkin mendesain obat untuk memblok protein elF2alfa yang memulai formasi agregat protein, yang dinamakan plak amiloid.

Penemuan awal

Sepuluh tahun yang lalu, Vassar menemukan enzim, BACE1, yang bertanggung jawab untuk membuat agregat protein lengket yang terbentuk diluar neuron, dan mengganggu kemampuan mereka untuk mengirim pesan. Namun penyebab tingginya tingkat protein pada orang dengan penyakit tersebut sama sekali tidak diketahui. Kajian Vassar yang terbaru juga menunjukkan bahwa kekurangan energi di otak dapat memacu proses pembentukan plak di Alzheimer. Vassar berkata bahwa kerjaan dia menunjukkan bahwa penyakit Alzheimer dapat diakibatkan dari beberapa tipe kekurangan energi yang terjadi pada stroke. Sel otak bereaksi dengan meningkatkan BACE1, yang dapat menjadi respon protektif jangka pendek, namun merusak di jangka panjang.

“Stroke adalah penahan yang mencegah aliran darah dan memproduksi kematian sel pada saat yang akut dan dramatis”, kata Vassar. “Apa yang kita bicarakan disini adalah proses lamban yang terjadi bertahun-tahun, dimana orang memiliki kecenderungan rendah terhadap penyakit kardiovaskular atau artherosclerosisi. Ia sangat tidak terasa, namun memiliki efek jangka panjang, sebab ia memproduksi reduksi kronis pada aliran darah.’ Vassar juga menekankan, bahwa jika orang sudah mencapai umur tertentu, sebagian akan mendapatkan peningkatan level enzim yang menyebabkan plak tersebut.

Diterjemahkan dari http://www.livescience.com/health/081224-starvation-alzheimers.html

Kristal DNA

Ahli kimia fisika Rosalind Franklin melakukan studi pemecahan dasar pada struktur kristal DNA, molekul kehidupan, yang mengandung kode genetik tiap manusia.

Rosalind Franklin dilahirkan di London, Inggris pada tanggal 25 Juli 1920, anak kedua dari lima bersaudara. Orangtuanya bernama Ellis dan Muriel Waley Franklin. Bersekolah di kampus putri St. Paul, ia memutuskan untuk menjadi ahli ilmu sains. Pada usia 18 tahun, ia mulai meneliti di Kampus Newham, sebuah universitas keputrian di Cambridge, dan lulus pada tahun 1941. Tahun berikutnya, ia bekerja dengan Ronal Norrish, seorang ahli kimia fisika yang belakangan mendapatkan hadiah Nobel Kimia pada tahun 1967.

Dari tahun 1942 hingga 1946, Franklin bekerja untuk Asosiasi Penelitian Penggunaan Batubara Inggris, di mana ia menemukan perubahan struktur yang terjadi ketika batubara dan arang dipanaskan, yang menjelaskan mengapa sejumlah karbon membentuk grafit dengan kondisi yang sama. Untuk hasil ini, ia mendapatkan gelar Ph.D. dari Cambridge pada tahun 1945, melengkapi reputasinya sebagai ahli kimia peneliti dan bekerja di bawah tanah untuk sebuah daerah baru – serat karbon yang sangat kuat.

Dari tahun 1947 hingga 1950, Franklin mengunjungi Laboratoire Central des Services Chimiques de l’Etat di Paris dan mempelajari kristalografi sinar X. Pada tahun berikutnya, ia kembali ke Inggris dan bekerja di Kampus King di Universitas London dengan ahli fisika John Randalldalam sebuah grup antar cabang ilmu. Tugasnya adalah untuk mempelajari DNA menggunakan kristalografi sinar X. Pada tahun 1951-1952, ia menemukan dua bentuk DNA dan salah satunya adalah berstruktur heliks. Ia dan murid pascasarjana Raymond Gosling mempublikasikan sebuah paper pada tahun 1953 tentang DNA berheliks ganda. Paper itu diterima leh jurnal Nature, 11 hari setelah hal yang sama diajukan oleh Watson dan Crick. Keduanya dipublikasikan pada waktu yang beersamaan. Watson dan Crick yang menerima hadiah Nobel pada tahun 1962.

Franklin lalu bergabung dengan grup John Desmond Bernal di kampus Birkbeck. Ia tidak melanjutkan penelitian DNA tapi mengetuai grup penelitiannya, yang kemudian menjadi pemimpin dalam menetapkan struktur molekul virus menggunakan kristalografi sinar X. Grupnya diminta untuk membangun model molekul dua virus pada Pameran Dunia tahun 1958.

Rosalind Franklin didiagnosis dengan kanker rahim pada tahun 1956 dan wafat pada tanggal 16 April 1958, beberapa bulan sebelum model virusnya dipamerkan pada pameran Dunia di Brussels

Pencemaran NOx

Nitrogen oksida sering disebut dengan NO_x karena oksida nitrogen mempunyai 2 bentuk yang sifatnya berbeda, yakni gas NO₂ dan gas NO_x. Sifat gas NO₂ adalh berwarna dan berbau, sedangakn gas NO tidak berwarna dan tidak berbau. Warna gas NO₂ adalah merah kecoklatan dan berbau tajam menyengat hidung.

Kadar NO_x diudara daearh perkotaan yang berpenduduk padat akan lebih tinggi dari daerah pedesaan yang berpenduduk sedikit. Hal ini disebabkan karena berbagai macam kegiatan yang menunjang kehidupan manusia akan menambah kadar NO_x di udara, seperti transportasi, generator pembangkit listrik, pembuangan sampah dan lain-lain.

Pencemaran gas NO_x diudara teruatam berasal dari gas buangan hasil pembakaran yang keluar dari generator pembangkit listrik stasioner atau mesin-mesin yang menggunakan bahan bakar gas alami. Keberadaan NO_x diudara dapat dipengaruhi oleh sinar matahari yang mengikuti daur reaksi fotolitik NO₂ sebagai berikut :

NO₂ + sinar matahari → NO + O

O + O₂ → O₃ (ozon)

O₃ + NO → NO₂ + O₂

Ada dua cara untuk menghindari pembakaran tidak sempurna, maka dilakukan 2 proses pembakaran yaitu :

1. Bahan bakar dibakar pada temperatur tinggi dengan sejumlah udara sesuai dengan persamaan stoikiometri, misalnya dengan 90 -95% udara. Pembakaran NO dibatasi tidak dengan adanya kelebihan udara.

2. Bahan bakar dibakar sempurna pada suhu relatif rendah dengan udara berlebih. Suhu rendah menghindarkan pembentukan NO.

Kedua proses ini menurunkan pembentukan NO sampai 90%. NO₂ pada manusia dapat meracuni paru-paru, kadar 100 ppm dapat menimbulkan kematian, 5 ppm setelah 5 menit menimbulkan sesak nafas.

Sumber dan Pola Paparan

Sumber utama NO_x pada atmosfer adalah dari jalan lalu lintas. Ini bertanggung jawab untuk sekitar setengah dari total emisi yang ada di Eropa. Sumber utama lainnya adalah dari pembangkit tenaga listrik, pabrik pemanas, dan proses industri.

Banyak NO_x diemisikan sebagai NO, dimana teroksidasi menjadi NO₂ oleh ozon atau oksidan lain.

Meskipun kendraan bermotor didata untuk sekitar 50 % dari emisi NO_x, proporsi lebih tinggi dikota. Di London, 74 % emisi NOx akibat dari lalulintas jalan.

Strategi monitoring untuk NO₂ diambil dari data pola ruang dan penyebaran populasi yang paling banyak didominasi oleh lalu lintas jalan.

Karakteristik polutan yang dirancang pada program monitoring NO₂ adalah :

• Konsentrasi yang lebih besar ditentukan oleh emisi lalulintas jalan
• Ini adalah ruang yang homogen, polutan sekunder
• Rasio dari puncak untuk mengartikan konsentrasi secara statistik yang kuat dan berguna.

Dampak Pencemaran Nitrogen Oksida (NOx)

Gas nitrogen oksida (NOx) ada dua macam , yakni gas nitrogen monoksida (NO) dan gas nitrogen dioksida (NO₂). Kedua macam gas tersebut mempunyai sifat yang berbeda dan keduanya sangat berbahaya bagi kesehatan. Gas NO yang mencemari udara secara visual sulit diamati karena gas tersebut tidak berwarna dan tidak berbau. Sedangkan gas NO₂ bila mencemari udara mudah diamati dari baunya yang sangat menyengat dan warnanya coklat kemerahan. Udara yang mengandung gas NO dalam batas normal relatif aman dan tidak berbahaya, kecuali jika gas NO berada dalam konsentrasi tinggi. Konsentrasi gas NO yang tinggi dapat menyebabkan gangguan pada system saraf yang mengakibatkan kejang-kejang. Bila keracunan ini terus berlanjut akan dapat menyebabkan kelumpuhan. Gas NO akan menjadi lebih berbahaya apabila gas itu teroksidasi oleh oksigen sehinggga menjadi gas NO₂.

Udara yang telah tercemar oleh gas nitrogen oksida tidak hanya berbahaya bagi manusia dan hewan saja, tetapi juga berbahaya bagi kehidupan tanaman. Pengaruh gas NOx pada tanaman antara lain timbulnya bintik-bintik pada permukaan daun. Pada konsentrasi yang lebih tinggi gas tersebut dapat menyebabkan nekrosis atau kerusakan pada jaringan daun. Dalam keadaan seperti ini daun tidak dapat berfungsi sempurna sebagai temapat terbentuknya karbohidrat melalui proses fotosintesis. Akibatnya tanaman tidak dapat berproduksi seperti yang diharapkan. Konsentrasi NO sebanyak 10 ppm sudah dapat menurunkan kemampuan fotosintesis daun sampai sekitar 60% hingga 70%.

Pencemaran udara oleh gas NOx dapat menyebabkan timbulnya Peroxy Acetil Nitrates yang disingkat dengan PAN. Peroxi Acetil Nitrates ini menyebabkan iritasi pada mata yang menyebabkan mata terasa pedih dan berair. Campuran PAN bersama senyawa kimia lainnya yang ada di udara dapat menyebabkan terjadinya kabut foto kimia atau Photo Chemistry Smog yang sangat menggangu lingkungan.

Pengaruh bagi kesehatan

Nitrogen dioksida merupakan polutan udara yang dihasilkan pada proses pembakaran. Ketika nitrogen dioksida hadir, nitrogen oksida juga ditemukan ; gabungan dari NO dan NO₂ secara kolektif mengacu kepada nitrogen oksida (NO_x).

Pada sangat konsentrasi tinggi, dimana mungkin hanya dialami pada kecelakaan industri yang fatal, paparan NO₂ dapat mengakibatkan kerusakan paru-paru yang berat dan cepat. Pengaruh kesehatan mungkin juga terjadi pada konsentrasi ambient yang jauh lebih rendah seperti pada pengamatan selama peristiwa polusi di kota. Bukti yang didapatkan menyarankan bahwa penyebaran ambient kemungkinan akibat dari pengaruh kronik dan akut, khususnya pada sub-grup populasi orang yang terkena asma.

NO₂ terutama berkelakuan sebagai agen pengoksidasi yang kemungkinan merusak membran sel dan protein. Pada konsentrasi tinggi, saluran udara akan menyebabkan peradangan yang akut. Ditambah lagi, penyebaran dalam waktu-singkat berpengaruh terhadap peningkatan resiko infeksi saluran pernapasan. Meskipun banyak pengontrolan penyebaran yang dilakukan, fakta secara jelas mendefinisikan hubungan antara konsentrasi atau dosis dan umpan baliknya tidaklah cukup.

Untuk penyebaran yang akut, hanya konsentrasi yang sangat tinggi (>1880 Mg/m3, 1 ppm) mempengaruhi kesehatan orang ; bilamana, orang dengan asma atau penyakit paru-paru yang akut lebih rentan pada konsentrasi lebih rendah.

sumber:chem-is-try.org