PERTEMUAN 1 (tentang atom dan molekul dalam kimia organik)

1.       Atom dan molekul dalam kimia organik

Kimia organik adalah percabangan studi ilmiah dari ilmu kimia mengenai struktur, sifat, komposisi,
reaksi , dan sintesis senyawa organik . Senyawa organik dibangun terutama oleh karbon dan
hidrogen , dan dapat mengandung unsur-unsur lain seperti nitrogen, oksigen, fosfor , halogen dan
belerang.
Atom adalah satuan dasar materi yang terdiri dari inti atom yang dikelilingi oleh awan elektron yang bermuatan negatif. Inti atom mengandung campuran proton yang bermuatan positif, neutron yang bermuatan netral (terkecuali pada Hidrogen-1 yang tidak memiliki neutron), dan positron.
Molekul didefinisikan sebagai sekelompok atom (paling sedikit dua) yang saling berikatan dengan sangat kuat (kovalen) dalam susunan tertentu dan bermuatan netral serta cukup stabil.


2. Jari-jari atom dan keelektronegatifan

Jari-jari atom merupakan jarak elaktron terluar ke inti atom dan menunjukan ukuran suatu atom.
Dalam suatu golongan, jari-jari atom semakin ke atas cenderung semakin kecil. Hal ini terjadi karena semakin ke atas, kulit elektron semakin kecil. Dalam suatu periode, semakin ke kanan jari-jari atom cenderung semakin kecil. Hal ini terjadi karena semakin ke kanan jumlah proton dan jumlah elektron semakin banyak, sedangkan jumlah kulit terluar yang terisi elekteron tetap sama sehingga tarikan inti terhadap elektron terluar semakin kuat.

Keelektronegatifan adalah besaraan tendensi (kecenderungan) suatu atom untuk menarik elektron. Harga keelektrogenatifan bersifat relatif (berupa harga perbandingan suatu atom terhadap atom yang lain).
   a. Dalam satu golongan dari atas ke bawah keelektronegatifan
semakin berkurang.
   b. Dalam satu periode dari kiri ke kanan keelektronegatifan semakin bertambah.

Tidak ada sifat tertentu yang dapat diukur untuk menetukan/membandingkan keelektronegatifan unsur-unsur. Energi ionisasi dan afinitas elektron berkaitan dengan besarnya daya tarik elektron. Semakin besar daya tarik elektron semakin besar energi ionisasi, juga semakin besar (semakin negatif) afinitas elektron. Jadi, suatu unsur (misalnya fluor) yang mempunyai energi ionisasi dan afinitas elektron yang besar akan mempunyai keelektronegatifan yang besar. Semakin besar keelektronegatifan, unsur cenderung makin mudah membentuk ion negatif. Semakin kecil keelektronegatifan, unsur cenderung makin sulit membentuk ion negatif, dan cenderung semakin mudah membentuk ion positif.


3. Panjang ikatan dan sudut ikatan

Panjang ikatan rangkap tiga lebih pendek daripada panjang ikatan rangkap dua dan rangkap tunggal. Panjang ikatan rangkap dua lebih pendek daripada panjang ikatan tunggal. Dan ikatan C dan H lebih pendek daripada ikatan C dengan C. Panjang dan kekuatan suatu ikatan tergantung dari hibridisasi dati atom yang saling berikatan. Semakin besar karakter s dalam orbital yang digunakan atom-atom untuk membentuk ikatan, semakin pendek dan kuat ikatan tersebut.


4. Energi disosiasi

Energi ikatan adalah kalor yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu mol molekul gas menjadi atom – atom atau gugus dalam keadaan gas disebut. Simak selengkapnya di bawah.

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari dua proses , yang pertama adalah pemutusan ikatan antar – atom dari senyawa yang bereaksi, dan selanjutnya proses penggabungan ikatan kembali dari atom – atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru. Proses pemutusan ikatan merupakan proses yang memerlukan kalor (endoterm) , sedangkan proses penggabungan ikatan adalah proses yang melepaskan kalor (eksoterm).

Kalor yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu mol molekul gas menjadi atom – atom atau gugus dalam keadaan gas disebut dengan energi ikatan .

   ENERGI DISOSIASI IKATAN (D)
Energi disosiasi ikatan merupakan energi yang diperlukan untuk memutuskan salah satu ikatan 1 mol suatu molekul gas menjadi gugus-gugus molekul gas. Energi disosiasi ikatan disimbolkan dengan huruf ‘D‘ .
Contoh :
CH 4(g) ----> CH 3(g) + H (g) ΔH = +425 kJ/mol
CH 3(g) ----> CH 2(g) + H (g) ΔH = +480 kJ/mol

Dari reaksi tersebut tampak bahwa untuk memutuskan sebuah ikatan C-H dari molekul CH 4
menjadi gugus CH 3 dan atom gas H diperlukan energi sebesar 425 kJ/mol, tetapi pada pemutusan ikatan C-H pada gugus CH 3 menjadi gugus CH 2 dan sebuah atom gas H diperlukan energi yang lebih besar, yaitu 480 kJ/mol. Jadi, meskipun jenis ikatannya sama tetapi dari gugus yang berbeda diperlukan energi yang berbeda pula.
Selain dapat digunakan sebagai informasi kestabilan suatu molekul, harga energi disosiasi ikatan dapat digunakan untuk memperkirakan harga perubahan entalpi suatu reaksi. Perubahan entalpi merupakan selisih dari energi yang digunakan untuk memutuskan ikatan dengan energi yang terjadi dari penggabungan ikatan.
ΣH = Σ Energi ikatan pereaksi – Σ Energi ikatan hasil reaksi
Berdasarkan banyaknya atom yang ada pada molekul, energi disosiasi ikatan dibagi menjadi energi disosiasi ikatan molekul diatom dan energi disosiasi ikatan molekul poliatom.


5. Konsep asam dan basa dalam kimia organik

A. PENGERTIAN ASAM DAN BASA

Kata “asam” berasal dari bahasa Latin “acidus” yang berarti masam. Asam adalah zat (senyawa) yang menyebabkan rasa masam pada berbagai materi. Basa adalah zat(senyawa) yang dapat beraksi dengan asam, menghasilkan senyawa yang disebut garam. Sedangkan basa adalah zat-zat yang dapat menetralkan asam. Secara kimia, asam dan basa saling berlawanan. Sifat basa pada umumnya ditunjukkan dari rasa pahit dan licin.

Asam dan basa sangat erat kaitannya dalam kehidupan kita, didalam tubuh manusia juga terdapat keseimbangan asam basa untuk beradaptasi dan tetap menjaga fungsinya dengan baik. Contohnya saja seperti asam lambung yang dapat membunuh mikroorganisme yang terdapat pada makanan yang kita konsumsi. Begitu juga dengan gaya hidup kita sehari-hari sangat sering dihadapkan dengan asam basa tersebut, seperti asam cuka, minuman bersoda, jeruk, aki bersifat asam. Sedangkan sabun dan bahan pembuatan pupuk yang bersifat basa. Beberapa hewan tertentu juga mempertahankan diri dengan menghasilkan basa, seperti sengatan tawon.

ASAM DAN BASA

B. TEORI ASAM DAN BASA

Teori Asam-Basa dikemukakan oleh beberapa ilmuwan, salah satunya adalah Teori Arrhenius yang mengatakan Asam adalah suatu sifat yang mana berupa senyawa yang dapat melepas ion hidrogen (H+) jika dilarutkan dalam air, Sedangkan basa merupakan suatu sifat yang mana berupa senyawa yang dapat melepas ion hidroksida (OH-) jika dilarutkan dalam air. Reaksi asam basa (reaksi penetralan) adalah reaksi pembentukan H2O dari ion-ion H+ dan OH-.

Teori lainnya dikemukakan yaitu Teori Bronsted-Lowry yang mengatakan asam berupa senyawa yang dapat memberi proton (H+) kepada senyawa lain, sedangkan basa dapat menerima proton (H+) dari senyawa lain. Reaksi asam basa adalah reaksi perpindahan proton dari satu senyawa ke senyawa yang lain.

Artikel Penunjang : Tata Nama Senyawa Sederhana

Teori terakhir yaitu Teori Lewis yang mengatakan Asam adalah senyawa yang dapat

Menerima pasangan elektron bebas dari senyawa lain, sedangkan Basa adalah senyawa yang dapat memberi pasangan elektron bebas kepada spesi (senyawa) yang lain. Reaksi asam basa adalah adalah reaksi pembentukan ikatan antara asam dan basa.

C. SIFAT ASAM DAN BASA

1. Sifat-sifat asam yaitu :

• Rasanya masam/asam
• Bersifat korosif atau merusak
• Bila dilarutkan dalam air dapat menghasilkan ion H+ atau ion ion hidrogen dan ion sisa asam yang bermuatan negatif. Peristiwa terurainya asam menjadi ion-ion dapat di tuliskan sebagai berikut:

HA (aq) à H+ (aq) + A- (aq)

• Bila diuji dengan indikator kertas lakmus biru dapat mengubah lakmus tersebut menjadi merah. Sedangkan jika diuji dengan indikator kertas lakmus yang berwarna merah, kertas lakmus tersebut tidak akan berubah warna. Indikator adalah suatu alat untuk menunjukkan suatu zat apakah bersifat asam maupun basa.

2. Sifat-sifat basa yaitu:

• Rasanya pahit
• Bersifat kaustik atau dapat merusak kulit
• Bila dilarutkan dalam air dapat menghasilkan ion OH- atau ion hidroksil dan ion logam atau gugus lain yang bermuatan negatif. Apabila ion OH- hampir seluruhnya dilepaskan atau ionisasinya sempurna, maka termasuk basa kuat atau dikatakan memiliki derajat keasaman yang rendah dan begitu juga sebaliknya. Secara umum peristiwa peruraian basa menjadi ion-ion dapat dituliskan sebagai berikut:

            BOH (aq) à B+ (aq) + OH- (aq)

• Bila diuji dengan indikator yang berupa lakmus merah, maka akan mengubah warna lakmus tersebut menjadi warna biru, sedangkan dengan kertas lakmus biru, tidak akan mengubah warna kertas lakmus tersebut.

D. PERBEDAAN ASAM DAN BASA

Rangkuman perbedaan asam dan basa dapat dituliskan sebagai berikut :

SIFAT SIFAT ASAM DAN BASA

SIFAT SIFAT ASAM DAN BASA 2

E. KESEIMBANGAN ASAM DAN BASA

Keseimbangan asam dan basa terdapat pada beberapa makhluk hidup, contohnya saja manusia. Keseimbangan asam basa adalah homeostasis dari kadar hidrogen didalam tubuh. Kadar normal ion hidrogen (H) didalam darah yaitu 4x10-8 atau dengan pH = 7,4. Keseimbangan ini penting untk mengendalikan afinitas Hb terhadap O2 (kemampuan mengikat), yang mana ketika terjadi gangguan keseimbangan asam dan basa di dalam tubuh, maka akan mengganggu beberapa sistem seperti pernafasan dan pencernaan

Keadaan dimana konsentrasi ion hidrogen atau pH terlalu tinggi, disebut dengan asidosis, sendangkan keadaan yang mana konsentrasi ion hidrogen atau pH terlalu rendah disebut dengan alkalosis. Agar tidak terjadi dua kelainan tersebut maka diperlukan pengatur khusus, yaitu:

• Sistem penyangga (buffer) asam-basa yang segera bergabung dengan asam atau basa yang kemudian akan mencegah terjadinya perubahan pH atau konsentrasi ion hidrogen yang berlebihan.
• Apabila konsentrasi ion hidrogen berubah, maka pusat pernafasan di otak akan teransang atau terstimulasi untuk mengubah kecepatan pernafasan pada paru-paru, yang akan mengakibatkan perubahan kecepatan pengeluaran karbondioksida dari tubuh sehingga akan membuat konsentrasi ion hidrogen kembali normal.
• Perubahan konsentrasi ion hidrogen juga akan menyebabkan ginjal mengeluarkan urin yang bersifat asam atau basa tergantung senyawa apa yang berlebih, sehingga membantu konsentrasi ion hidrogen didalam cairan tubuh kembali nomal.
• Sistem buffer ini dapat bekerja dalam sepersekian detik untuk mencegah perubahan konsentrasi ion hidrogen secara berlebihan. Sebaliknya sistem pernafasan membutuhkan waktu 1-3 menit untuk menyesuaikan kembali konsentrasi ionhidrogen setelah terjadinya perubahan mendadak. Kemudian ginjal yang merupakan komponen pengatur asam-basa yang paling kuat, memerlukan waktu beberapa jam hingga lebih dari 24 jam untuk menyesuaikan kembali konsentrasi ion hidrogen tersebut.

F. KEKUATAN ASAM DAN BASA

Suatu asam atau basa disebut kuat jika terurai sempurna (atau mendekati sempurna) di dalam air, kekuatan ini disebut juga dengan kekuatan ionisasi.

Beberapa contoh asam kuat yaitu: HCl, HBr, H2SO4, HNO3, HI, HIO4, dan HbrO4. Sedangkan beberapa contoh basa kuat yaitu: NAOH (natrium hidroksida), KOH (kalium hidroksida), Ba(OH)2 dan juga yang berasal dari golongan alkali (golongan IA) seperti Na dan K, dan logam alkali tanah (golongan IIA) seperti Mg, dan Ca.

Asam dan basa yang lemah tidak akan terurai atau terionisasi secara sempurna ketika dilarutkan kedalam air. Contohnya asam lemah seperti HA. Sedangkan basa lemah contohnya adalah NH4OH (ammonium hidroksida)