KIMIA ORGANIK II - BIODEGRADASI SENYAWA ORGANIK

BIODEGRADASI SENYAWA ORGANIK

1.       PENGANTAR

Biodegradasi adalah proses dimana bahan organik yang dirobohkan oleh enzim dihasilkan oleh organisme hidup. Istilah yang sering digunakan dalam kaitannya dengan ekologi, pengelolaan sampah dan lingkungan proses pengobatabn (bioremediation). Istilah yang digunakan dalam ekologi untuk menggambarkan proses biokimia yang cenderung membawa zat organik, yang dihasilkan secara langsung atau tidak langsung dari fotosintesis dalam zat anorganik. Biodegradasi memainkan membalikkan dengan fotosintesis dan proses biosintesis berikutnya yang menimbulkan biomassa . Sementara fotosintesis menghasilkan molekul organik dari molekul anorganik, mengurangi biodegradasi molekul organik yang kompleks menjadi sederhana konstituen secara bertahap untuk akhirnya membawa mereka ke tahap anorganik.

Fenomena biodegradasi sangat penting untuk lingkungan yang harus bebas dari sampah dan limbah untuk membuat jalan bagi kehidupan baru. Pohon-pohon, tanaman, alga, bahwa semua organisme fotosintetik, berkat matahari mampu menyerap karbon dioksida di atmosfer dan menggunakannya untuk mensintesis gula, molekul organik di dasar semua zat organik banyak di biosfer. Melalui rantai makanan , aliran zat dan energi melewati dari tanaman ( produsen ) ke herbivora ( konsumen primer ) dan dari ini ke karnivora ( konsumen sekunder ). Mekanisme ini macet dengan cepat, namun, jika tidak ada pilihan terbalik, yaitu bahwa yang membebaskan karbon dari bahan organik mati, memastikan sirkulasi materi. Kemudian proses biodegradasi, dalam keseimbangan alam, martabat sama dengan proses fotosintesis yang hasilnya dan pada saat yang sama, keberangkatan. Biodegradasi dilakukan oleh dekomposer , mikro-organisme ( jamur , bakteri , protozoa ) yang tumbuh pada bahan organik mati, atau produk limbah dari ' ekosistem . Dari sudut pandang kimia, degradasi adalah oksidasi senyawa organik. Proses oksidasi yang paling penting adalah respirasi telepon yang memungkinkan pelepasan karbon dioksida dan penutupan siklus biogeokimia karbon.

2.       BIODEGRADASI PROTEIN

Biodegradasi adalah Proses pemecahan atau perombakan yang dilakukan oleh MikroOrganisme (MO). Dimana perombakan/pemecahan dilakukan untuk bisa dimanfaatkan, terutama dalam bentuk energi. MO pemecah ini tergantung pada substrat yang dipecahnya. Salah satu substratnya adalah: Protein.

Protein merupakan komponen penting atau komponen utama. Protein berfungsi sebagai pembentuk tubuh, sehingga dalam makanan protein berfungsi sebagai zat utama yang digunakan untuk membangun/membentuk tubuh. Unsur kimia utama protein terdiri dari C, H, O dan N. Maka berdasarkan penyusunnya protein dapat diartikan
Polimer dari beberapa asam amino (+/- 20 macam) yang terhubung dengan suatu ikatan yang disebut dengan ikatan peptida, sehingga protein disebut juga dengan ikatan Polipeptida (ikatan yang terdiri dari peptida-peptida). Atau protein terdiri dari karboksil dan Amino, sehingga protein terdiri dari asam-asam amino. Asam amino adalah: asam karboksil yang mempunyai gugus amino. Selanjutnya, karena protein terdiri dari asam-asam amino, maka diperlukan suatu ikatan untuk menghubungkannya yang disebut dengan ikatan peptida. Biodegradasi sering menimbulkan kerugian, yaitu mengakibatkan timbulnya bau busuk dan perubahan cita rasa makanan. Bau busuk timbul karena pemecahan dari bahan organik yang mengandung Nitrogen (peptida dan asam amino). Selain itu perombakan juga menyebabkan berubahnya tekstur dari substrat atau bahan pangan. Hal ini disebabkan oleh koagulasi protein yang dapat mempercepat pembusukan
Bahan pangan yang dirusak biasanya produk yang kaya akan protein dan disimpan pada suhu rendah. Contoh bakteri yang bersifat proteolitik adalah jenis: Bacillus, Clostridium, Pseudomonas dan Proteus.

PERMASALAHAN

Biodegradasi adalah suatu proses pemecahan atau perombakan suatu senyawa yang dilakukan oleh MikroOrganisme (MO). Dan dalam biodegradasi protein salah satu mikroorganisme yg berperan adalah Pseudomonas. Selain pada protein, bakteri ini juga berperan dlm biodegradasi senyawa organik lainnya,seperti pada Lemak maupun Fenol. Mengapa bakteri tsb dapat bekerja pada banyak macam substrat ? Dan bagaimanakah perbedaan mekanisme biodegradasi oleh MO Pseudomonas pd masing-masing ketiga substrat tsb ?

Riska Hernandi - KIMIA ORGANIK ll (Keasaman Asam Karboksilat)

KIMIA ORGANIK II

KEASAMAN ASAM KARBOKSILAT

Suatu asam karboksilat adalah suatu senyawa yang mengandung gugusan karboksil, suatu istilah yang berasal dari karbonil dan hidroksil. Gugusan yang terikat pada gugusan karboksil dalam asam karboksilat bisa gugus apa saja, bahkan bisa gugus karboksil lain.

Sifat-sifat Asam Karboksilat

·         Sifat Fisik

a)      Antar molekulnya terjadi asosiasi melalui ikatan hidrogen,

b)      Titik didihnya lebih tinggi daripada senyawa lain yang mempunyai berat molekul sebanding,

c)      Kelarutan asam karboksilat dalam air lebih besar daripada senyawa lain yang berat molekulnya sebanding

·         Sifat Kimia

a)      Merupakan asam lemah, dengan harga pKa: 4-5

b)      Keberadaan substituen yang berupa gugus penarik elektron dalam molekul asam karboksilat, meningkatkan keasamannya

c)      Bereaksi dengan basa kuat dan menghasilkan garam yang larut dalam air

d)      Dengan katalis asam (umumnya H₂SO₄), reaksi asam karboksilat dan alkohol menghasilkan ester

Pengukuran Keasaman

                        Dalam air asam karboksilat berada pada kesetimbangan dengan ion karboksilat dan ion hidronium. Satu ukuran dari kekuatan asam ialah besarnya ionisasi daslam air. Lebih besar jumlah ionisasi, lebih kuat asamnya. Asam karboksilat umumnya asam yang lebih lemah daripada H₃O⁺; daslam larutan air, kebanyakan molekul asam karboksilat tidak terionisasi.

Kekuatan asam dinyatakan sebagai konstanta asam Ka, konstanta kesetimbangan ionisasi dalam air.

Dimana :        [RCO₂H] = molaritas dari RCO₂H

                      [RCO₂] = molaritas dari RCO₂^-                         

                             [H₃O⁺] atau [H⁺] = molaritas H₃O⁺ atau H⁺

Harga Ka yang lebih besar berarti asam tersebut lebih kuat sebab konsentrasi dari RCO₂^- dan H⁺ lebih besar. Untuk mempermudah maka harga pKa= adalah pangkat megatifdari pangkat dalam Ka. Apabila Ka bertambah, pKa berkurang; oleh sebab itu makin kecil pKa berarti makin kuat asamnya.

            Resonansi dan Kekuatan Asam

Sebab utama asam karboksilat bersifat asam adalah resonansi stabil dari ion karboksilat. Kedua struktur dari ion karboksilat adalah ekivalen; muatan negatif dipakai sam oleh kedua atom oksigen.

Delokalisasi dari muatan negatif ini menjelaskan mengapa asam karboksilat lebih asam daripada fenol. Walaupun ion fenoksida merupakan resonansi stabil kontribusi utama struktur resonansi mempunyai muatan negatif berada pada satu atom.

                                                 

PERMASALAHAN

1.     Keasaman dari asam karboksilat ditentukan oleh mudahnya gugus –OH melepaskan ion hidrogen dari –OH pada alkohol. Bagaimana mekanisme terjadinya pelepasan ion hidrogen tsb? Apakah penyebab terjadinya hal tsb,selain dari pengaruh resonansi?

2.     Asam etanoat merupakan salah satu senyawa asam karboksilat yang dihasilkan dari oksidasi etanol. Dan dalam proses oksidasi ini dipengaruhi oleh bakteri mycoderma acetic. Bagaimana bakteri ini dapat berperan dalam proses oksidasi tsb? Serta bagaimana keasaman asam etanoat tsb?

Riska Hernandi - Kimia Organik ll (AMIDA)

KIMIA ORGANIK II

AMIDA

Amida adalah suatu jenis senyawa kimia yang dapat memiliki dua pengertian. Jenis pertama adalah gugus fungsional organik yang memiliki gugus karbonil (C=O) yang berikatan dengan suatu atom nitrogen (N), atau suatu senyawa yang mengandung gugus fungsional ini. Jenis kedua adalah suatu bentuk anion nitrogen. Amida merupakan turunan dari asam karboksilat yang paling tidak reaktif, amida yang paling penting adalah protein. Suatu amida diberi nama dari asam karboksilat dengan mengganti akhiran –oat atau -at dari nama asamnya dengan akhiran amida.

STRUKTUR DAN IKATAN                            

Amida paling sederhana adalah turunan dari amonia dimana satu atom hidrogen telahdigantikan oleh gugus asil. Pada umumnya amida direpresentasikan sebagai RC (O) NH2.Amida dapat berasal dari amina primer (R'NH2) dengan rumus RC (O) NHR '. Amida juga umumnya berasal dari amina sekunder (R'RNH) dengan rumus RC (O) NR'R. Amida biasanya dianggap sebagai turunan dari asam karboksilat di mana gugus hidroksil telah digantikan oleh amina atau amonia.

1.       Tata nama

Amida ialah suatu senyawa yang mempunyai nitrogen trivalen yang terikat pada suatu gugus karbonil. Dalam senyawa amida, gugusfungsi asil berkaitan dengan gugus –NH2. Dalam pemberian namanya, akhiran –Oat atau –At dalam nama asam induknya diganti dengan kata amida.

Contoh:

HCOOH : Asam metanoat / asam format 

HCONH2 : metanamida(IUPAC)

Formamida (trivial)

CH3CH2CH2COOH : asam bityanoat/asam butirat

CH3CH2CH2CONH2 : butanamida (IUPAC)

Butiramida (trivial)

2.       Sifat-sifat

Amida memiliki titik didihnya cukup tinggi disebabkan oleh adanya ikatan hidrogen antar molekulnya. Amida paling tidak reaktif diantara turunan asam karboksilat. Amida bersifat polar.

3.       Pembuatan

a.       Pemanasan garam ammonium karboksilat

b.      Reaksi alkil sianida dengan air

c.       Reaksi ester dengan ammonia

4.       Kegunaan

Senyawa amida memiliki kegunaan yang luas dalam kehidupan antara lain dapat berguna dalam pembuatan obat-obatan seperti sulfoamida yang digunakan untuk melawan infeksi dalam tubuh manusia, sebagai zat antara dalam pembuatan amina, sebagai bahan awal dalam pembuatan suatu polimer seperti palmitamida yang digunakan sebagai bahan penyerasi pada penguatan karet alam dengan silika.

PERMASALAHAN

1.  Salah satu cara pembuatan amida adalah dg pemanasan garam ammonium karboksilat yg menghasilkan amida dan air. Sebenarnya bagaimanakah mekanisme reaksi pembuatan amida dg cara tsb? Apakah ada faktor-faktor yg mempengaruhi proses pemanasan garam ammonium karboksilat tsb sehingga dihasilkannya amida?

2.  Seperti yang diketahui bahwa amida tidak memiliki sifat yg jelas terlihat sbg asam-basa dalam air. Mengapa demikian?