BIODEGRADASI SENYAWA ORGANIK

Sebenarnya ada dua jenis plastik, non biodegradasi dan biodegradasi. Plastik jenis non biodegradasi tidak dapat diurai oleh mikroba. Jika plastik ini tertaman di tanah, mikroba tak mampu memutuskan ikatan rantai atom C-nya. Sedang plastik biodegrasi dapat diurai oleh mikroba. Plastik ini bukan pencemar/polutan bagi tanah, dikatakan plastik ini aman lingkungan. Smart plastic Cleaner planet.

Plastik tergolong senyawa polimer, strukturnya terdiri atas rantai atom karbon, C yang panjang, masing-masing atom C mengikat atom hidrogen, H. Selain itu, rantai atom C mengandung atom oksigen, O. Ketika sebuah kantong plastik kita isi dengan air, air tak dapat menerobos pori-pori plastik yang sangat kecil, jauh lebih kecil dibanding selaput semipermeabel. Bahkan udarapun tak dapat menembus plastik. Polimer plastik ini ikatan kimianya sangat kuat, serat polimer ini menempel ketat satu dengan lainnya.

Plastik banyak kegunaannya tetapi polimer sintetik plastik sangat sulit dirombak secara alamiah. Hal ini mengakibatkan limbah yang plastik semakin menumpuk dan dapat mencemari lingkungan. Akhir-akhir ini sudah mulai diproduksi plastik yang mudah terurai. Plastik terdiri atas berbagai senyawa yang terdiri polietilen, polistiren, dan polivinil klorida. Bahan-bahan tersebut bersifat inert dan rekalsitran. Senyawa lain penyusun plastik yang disebut plasticizers terdiri: (a) ester asam lemak (oleat, risinoleat, adipat, azelat, dan sebakat serta turunan minyak tumbuhan, (b) ester asam phthalat, maleat, dan fosforat. Bahan tambahan untuk pembuatan plastik seperti Phthalic Acid Esters (PAEs) dan Polychlorinated Biphenyls (PCBs) sudah diketahui sebagai karsinogen yang berbahaya bagi lingkungan walaupun dalam konsentrasi rendah.

Dari alam telah ditemukan mikroba yang dapat merombak plastik, yaitu terdiri bakteri, aktinomycetes, jamur dan khamir yang umumnya dapat menggunakan plasticizers sebagai sumber C, tetapi hanya sedikit mikroba yang telah ditemukan mampu merombak polimer plastiknya.

Permasalahannya :

Dalam artikel diatas dikatakan bahwa Plastik banyak kegunaannya tetapi polimer sintetik plastik sangat sulit dirombak secara alamiah. Dari alam telah ditemukan mikroba yang dapat merombak plastik, yaitu terdiri bakteri, aktinomycetes, jamur dan khamir yang umumnya dapat menggunakan plasticizers sebagai sumber C, tetapi hanya sedikit mikroba yang telah ditemukan mampu merombak polimer plastiknya.

Pertanyaaannya adalah bagaimana cara mikroba dapat merombak polimer plastiknya sehingga plastik nonbiodegradasi dapat dengan mudah dibiodegradasi dan bagaimana caranya agar biodegredasi sampah plastik dapat berlangsung dengan cepat oleh mikroorganisme?

KEASAMAN DARI ASAM KARBOKSILAT

I. Pengukuarn kekuatan asam

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⁺; dalam 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.

II. 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.

III. Efek induksi dan kekuatan asam

Factor lain disamping resonansi stabil dari ion karboksilat mempengaruhi keasaman dari senyawa. Delokalisasi lebih jauh dari muatan negatif ion karboksilat menstabilkan anion, relative terhadap asamnya. Penambahan kestabilan dari anion menyebabkan bertambahnya keasaman dari suatu asam. Misalnya, khlor elektronegatif. Dalam asam khloroasetat, khlor menarik keerapatan elektron dari elektron dari gugusan karboksil ke dirinya. Penarikan elektron ini menyebabkan delokalisasi lebih jauh dari muatan negatif, jadi menstabilkan anion dan menambah kekuatan asam dari asamnya. Asam khloroasetat lebih kuat dari asam asetat.

Makin besar penarikan elektron oleh efek induktif, lebih kuat asamnya. Asam dikloroasetat mengandung dua atom khlor yang menarik elektron dan merupakan asam yang lebih kuat dari pada asam khlorasetat. Asam trikhloroasetat mempunyai tiga atom khlor dan lebih kuat lagi daripada asam dikhloroasetat.

Permasalahan :

Dalam Pengukuran Kekuatan asam berdasarkan besarnya ionisasi dalam air. Lebih besar jumlah ionisasi, lebih kuat asamnya. Asam karboksilat umumnya asam yang lebih lemah daripada H₃O⁺; dalam larutan air, kebanyakan molekul asam karboksilat tidak terionisasi. Pada artikel diatas, dikatakan bahwa kebanyakan asam karboksilat tidak dapat terionisasi dalam air sehingga dapat dikatakan kebanyakan asam karboksilat bersifat asam lemah. Pertanyaan saya, Adakah cara agar dapat membuat turunan asam karboksilat yang lain mampu terionisasi dalam air sehingga bersifat asam kuat seperti asam format? Dan bagaimana pula proses pengionisasian tersebut?

AMIDA

AMIDA

Amida merupakan salah satu turunan asam karboksilat. Turunan-turunan asam karboksilat memiliki stabillitas dan reaktifitas yang berbeda tergantung pada gugus terbalik, yang berarti bahwa senyawa yang lebih stabil umumnya kurang reaktif dan sebaliknya. Karena asil halida adalah kelompok paling tidak stabil, masuk akal bahwa senyawa ini dapat secara kimia diubah kejenis lain.

Karena amida adalah jenis yang paling stabil, secara logis harus mengikuti bahwa amida tidak dapat dengan mudah berubah menjadi jenis molekul lain.

Amida adalah suatu jenis senyawa kimia yang dapat memiliki dua pengertian. Jenis pengertian 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 pengertian kedua adalah suatu bentuk anion nitrogen. Amida dengan kelompok NH₂ bisa didehidrasi dengan sebuah nitril.

Sifar-sifat Fisika

Kepolaran molekul senyawa turunan asam karboksilat yang disebabkan oleh adanaya gugus karbonil (-C-), sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat fisiknya (titik didih,titik lebur dan kelarutan)diketahui bahwa titiK didih halida asam, anhidrida asam karboksilat dan ester hampir sama hampir sama dengan titk didih aldehid dan keton yang brat molekulnya sebanding. Perlu diingat bahwa aldehid dan keton adalah senyawa yang juga mengandung gugus karbonil. Khusus untuk senyawa amida, ternyata harga titik didihnya cukup tinggi. Hal ini disebabkan oleh adanyai katan hidrogen antar molekulnya yang digambarkan sebagai berikut :

R

H C

…O N – H ….O N – H

C H

R

Semua turunan asam karboksilat dapat larut dalam pelarut organik, sedangkan dalam air kelarutannya tergantung pada jumlah atom karbon yang terdapat dalam molekulnya. Sebagai contoh, untuk kelompok senyawa ester yang mengandung 3-5 atom C dapat larut dalam air, tetapi untuk kelompok senyawa amida yang larut dalam air adalah yang memiliki 5-6 atom C.

Berbagai ester yang volatil mempunyai bau sedap sehingga sering digunakan dalam pembuatan parfum atau bahan penyedap rasa sintetik. Kelompok senyawa klorida asam memiliki bau yang tajam karena mudah terhidrolisis dan menghasilkan asam karboksilat dan HCL yang masing-masing memiliki bau khas.

Sifat-sifat Kimia

Dalam mempelajari sifat-sifat kimia masing-masing kelompok turunan asam karboksilat, terlebih dahulu harus dipahami. Ciri-ciri umum reaksinya seperti yang di uraikan di bawah ini :

Keberadaan gugus karbonil dalam turunan asam karboksilat sangat menentukan kereaktifan dalam reaksinya, walaupun gugus karbonil tersebut tidak mengalami perubahan. 

Gugus asil ( R-C=O ) menyebabakan turunan asam karboksilat mudah mengalami substitusi nukleofilik. Dalam substitusi ini, atom/gugus yang berkaitan dengan gugus asil digantikan oleh gugus lain yang bersifat basa.

Amida Asam Lemak

Amida adalah suatu senyawa yang mempunyai suatu nitrogen trivalent yang terikat pada gugus karbonil.Amida di sintesa dari derivat asam karboksilat dan ammonia atau amina yang sesuai.Amida asam lemak dapat dibuat secara sintetis pada industri kimia-oleo, dimana berlangsung dalam Proses Batch. Dalam proses ini ammonia dan asam lemak bebas bereaksi pada suhu 200°C dan tekanan 345 – 690 kpa selama 10 – 20 jam. Melalui proses inilah dihasilkan amida primer seperti : lauramida, stearamida dan amida lainnya. Senyawa amida asam lemak berantai panjang bersifat nonpolar tetapi di ujung rantai panjangnya bersifat sangat polar. Penggunaan amida asam lemak sebagai bahan surfaktan tergantung kepada polaritas antara dua gugus pada antar muka.

Bila bahan padat dengan padat, maka penggunaan amida asam lemak sebagai surfaktan pada antar muka agar kedua fase itu membentuk dispersi maka surfaktan berperan sebagai pelumas dan pelembut Pada pembuatan plastik pembungkus seperti polietilen maka peranan amida asam lemak dalam hal ini adalah sebagai pelumas agar plastik pembungkus itu tidak mudah bocor ataupun pecah akibat adanya regangan ataupun pemanasan. Sebaliknya pada fase yang terdiri dari padat dan cair, maka peranan amida asam lemak adalah untuk pencegah korosi. Pada fase padat dan gas, peranannya adalah sebagai antistatik, sebaliknya pada fase cair dan padat, maka peranan amida asam lemak ini sebagai bahan pembasah, sedangkan pada fase cair lebih banyak peranan amida asam lemak ini sebagai penstabil busa dan bahan pengemulsi.

Permasalahan
semakin panjang rantainya semakin berat molekulnya, maka akan semakin sulit larut dalam air dalam hal ini dikatakan nonpolar. Pertanyaannya adalah pada Senyawa amida asam lemak berantai panjang bersifat nonpolar tetapi di ujung rantai panjangnya bersifat sangat polar. Mengapa bisa demikian? Apa yang menyebabkan kepolaran amida asam lemak terdapat pada ujung rantainya?

ANHIDRIDA ASAM

Anhidrida asam bisa dianggap sebagai asil klorida yang termodifikasi. Bandingkan struktur anhidrida asam dengan struktur asil klorida – perhatikan dengan cermat bagian yang diberi warna merah dalam gambar.

Dalam reaksi-reaksi anhidrida etanoat, gugus yang berwarna merah tersebut selalu tetap dalam keadaan utuh. Gugus-gugus ini seolah-olah merupakan sebuah atom tunggal – persis seperti atom klorida pada asil klorida.
Reaksi yang umum terjadi pada asil klorida adalah penggantian klorin dengan sesuatu yang lain.
Dengan mengambil contoh klorida etanoil sebagai asil klorida sederhana, reaksi awal yang terjadi adalah:
                     
























Gas hidrogen klorida dihasilkan, walaupun gas ini bisa bereaksi kembali dengan komponen-komponen lain dalam campuran.
Dengan anhidrida asam, reaksi berlangsung lebih lambat, tetapi satu-satunya perbedaan esensial adalah bahwa yang dihasilkan bukan hidrogen klorida sebagia produk lain, tetapi asam etanoat.


Seperti halnya hidrogen klorida, produk ini (asam etanoat) juga bisa bereaksi kembali dengan komponen lain yang ada dalam campuran. Reaksi-reaksi ini (reaksi asil klorida dan reaksi anhidrida asam) melibatkan komponen seperti air, alkohol dan fenol, atau amonia dan amina. Semua komponen ini mengandung unsur yang sangat elektronegatif dengan sebuah pasangan elektron bebas yang aktif – baik oksigen maupun nitrogen.

Permasalahan
Dalam reaksi-reaksi anhidrida etanoat, gugus yang berwarna merah tersebut selalu tetap dalam keadaan utuh. Gugus-gugus ini seolah-olah merupakan sebuah atom tunggal – persis seperti atom klorida pada asil klorida
 

Mengapa bisa demikian?