ASAL-USUL KEHIDUPAN

Kapan dimana dan dengan cara bagaimana kehidupan di bumi ini berawal? adalah pertanyaan yang terus menggoda para ilmuwan.
Berbagai teori asal-usul kehidupan telah disusun oleh para pakar tetapi belum ada satupun teori yang diterima secara memuaskan oleh semua pihak.
Teori tentang asal-usul kehidupan yang pernah disusun oleh para ahli di antaranya:
1. Kehidupan diciptakan oleh zat supranatural (ghalib) pada saat istimewa (teori kreasi khas)
2. Kehidupan muncul dari benda tak hidup pada berbagai kesempatan (teori generatio spontanea)
3. Kehidupan tidak berasal-usul (keadaan mantap)
4. Kehidupan datang di planet ini dari mana saja (teori kosmozoan)
5. Kehidupan muncul berdasar hukum fisika-kimia (evolusi biokimia)
Kita akan membahas teori no. 2 (teori generatio spontanea) dan teori no. 5 (evolusi biokimia).

MATEMATIKA {FUNGSI KUADRAT}

Persamaan kuadrat adalah suatu persamaan polinomial berorde dua. Bentuk umum dari persamaan kuadrat adalah

dengan

Huruf-huruf a, b dan c disebut sebagai koefisien: koefisien kuadrat a adalah koefisien dari x², koefisien linier b adalah koefisien dari x, dan c adalah koefisien konstan atau disebut juga suku bebas.

Arti nilai a, b, dan c

Variasi nilai a

Variasi nilai b

Variasi nilai c

Nilai-nilai a, b dan c menentukan bagaimana bentuk parabola dari fungsi persamaan kuadrat dalam ruang xy.

• a menentukan seberapa cekung/cembung parabola yang dibentuk oleh fungsi kuadrat. Nilai a > 0 akan menyebabkan parabola terbuka ke atas, sedangkan nilai a <> akan menyebabkan parabola terbuka ke bawah.
• b menentukan kira-kira posisi x puncak parabola, atau sumbu simetri cermin dari kurva yang dibentuk. Posisi tepatnya adalah -b/2a.
• c menentukan titik potong fungsi parabola yang dibentuk dengan sumbu y atau saat x = 0.

Ilustrasi grafik-grafik persamaan kuadrat dengan berbagai variasi nilai a. b dan c dapat dilihat pada gambar di di atas.

Rumus Kuadratis (Rumus abc)

y = 0.75 (x + 3.333) (x - 6-000)

Rumus kuadratis dikenal pula dengan nama 'rumus abc karena digunakan untuk menghitung akar-akar persamaan kuadrat yang tergantung dari nilai-nilai a, b dan c suatu persamaan kuadrat. Rumus yang dimaksud memiliki bentuk



Rumus ini digunakan untuk mencari akar-akar persamaan kuadrat apabila dinyatakan bahwa

.

Dari rumus tersebut akan diperoleh akar-akar persamaan, sehingga persamaan semula dalam bentuk



dapat dituliskan menjadi

.

Dari persamaan terakhir ini dapat pula dituliskan dua hubungan yang telah umum dikenal, yaitu



dan

.

Ilustrasi dapat dilihat pada gambar.

Diskriminan/determinan

Akar-akar dan nilai D.

Dalam rumus kuadrat di atas, terdapat istilah yang berada dalam tanda akar:

yang disebut sebagai diskriminan atau juga sering disebut determinan suatu persamaan kuadrat. Kadang dituliskan sebagai D.

Suatu persamaan kuadrat dengan koefisien-koefisien riil dapat memiliki hanya sebuah akar atau dua buah akar yang berbeda, di mana akar-akar yang dimaksud dapat berbentuk bilangan riil atau kompleks. Dalam hal ini dikriminan menentukan jumlah dan sifat dari akar-akar persamaan kuadrat. Terdapat tiga kasus yang mungkin:

• Jika diskriminan bersifat positif, akan terdapat dua akar berbeda yang kedua-duanya merupakan bilangan riil. Untuk persamaan kuadrat dengan koefisien berupa bilangan bulat, apabila diskriminan merupakan suatu kuadrat sempurna, maka akar-akarnya merupakan bilangan rasional -- sebaliknya dapat pula merupakan bilangan irrasional kuadrat.

• Jika diskriminan bernilai nol, terdapat eksak satu akar, dan akar yang dimaksud merupakan bilangan riil. Hal ini kadang disebut sebagai akar ganda, di mana nilainya adalah:

• Jika diskriminan bernilai negatif, tidak terdapat akar riil. Sebagai gantinya, terdapat dua buah akar kompleks (tidak-real), yang satu sama lain merupakan konjugat kompleks:

dan

Jadi akar-akar akan berbeda, jika dan hanya jika diskriminan bernilai tidak sama dengan nol, dan akar-akar akan bersifat riil, jika dan hanya jika diskriminan bernilai tidak negatif.

Akar riil dan kompleks

Persamaan kuadrat dapat memiliki sebuah akar (akar ganda) atau dua buah akar yang berbeda, yang terakhir ini dapat bersifat riil atau kompleks bergantung dari nilai diskriminannya. Akar-akar persamaan kuadrat dapat pula dipandang sebagai titik potongnya dengan sumbu x atau garis y = 0.

Titik potong dengan garis y = d

Dengan cara pandang ini, rumus persamaan kuadrat dapat digunakan apabila diinginkan untuk mencari titik potong antara suatu persamaan kuadrat () dengan suatu garis mendatar (). Hal ini dapat dilakukan dengan mengurangi persamaan kuadrat tersebut dengan persamaan garis yang titik potong antar keduanya ingin dicari dan menyamakannya dengan nol.



Intepretasi yang sama pun berlaku, yaitu bila:

• diskriminan positif, terdapat dua titik potong antara dan ,
• diskriminan nol, terdapat hanya satu titik potong antara dan , dan
• diskriminan negatif, tidak terdapat titik potong antara kedua kurva, dan .

 

Geometri

Untuk fungsi kuadrat:
f(x) = x² − x − 2 = (x + 1)(x − 2), dengan variabel x adalah bilangan riil. koordinat-x dari titik-titik di mana kurva menyentuh sumbu-x, x = −1 dan x = 2, adalah akar-akar dari persamaan kuadrat : x² − x − 2 = 0.

Akar-akar dari persamaan kuadrat

adalah juga pembuat nol dari fungsi kuadrat tersebut:

dikarenakan akar-akar tersebut merupakan nilai yang memberikan

Jika a, b, dan c adalah bilangan riil, dan domain dari adalah himpunan bilangan riil, maka pembuat nol dari adalah eksak koordinat-x di saat titik-titik tersebut menyentuh sumbu-x.

Mengikuti pernyataan di atas, bahwa jika diskriminan berharga positif, kurva persamaan kuadrat akan menyentuh sumbu-x pada dua buah titik (dua buah titik potong), jika berharga nol, akan menyentuh di satu titik dan jika berharga negatif, kurva tidak akan menyentuh sumbu-x.

KIMIA - MEKANIKA FLUIDA

Mekanika fluida adalah subdisiplin dari mekanika kontinum yang mempelajari fluida (yang dapat berupa cairan dan gas). Mekanika fluida dapat dibagi menjadi fluida statik dan fluida dinamik. Fluida statis mempelajari fluida pada keadaan diam sementara fluida dinamis mempelajari fluida yang bergerak.

Seperti halnya model matematika pada umumnya, mekanika fluida membuat beberapa asumsi dasar berkaitan dengan studi yang dilakukan. Asumsi-asumsi ini kemudian diterjemahkan ke dalam persamaan-persamaan matematis yang harus dipenuhi bila asumsi-asumsi yang telah dibuat berlaku.
Mekanika fluida mengasumsikan bahwa semua fluida mengikuti:

• Hukum kekekalan massa
• Hukum kekekalan momentum
• Hipotesis kontinum, yang dijelaskan di bagian selanjutnya.

THERMOKIMIA

Termokimia ialah cabang kimia yang berhubungan dengan hubungan timbal balik panas dengan reaksi kimia atau dengan perubahan keadaan fisika. Secara umum, termokimia ialah penerapan termodinamika untuk kimia. Termokimia ialah sinonim dari termodinamika kimia.

Tujuan utama termodinamika kimia ialah pembentukan kriteria untuk ketentuan penentuan kemungkinan terjadi atau spontanitas dari transformasi yang diperlukan.^[1] Dengan cara ini, termokimia digunakan memperkirakan perubahan energi yang terjadi dalam proses-proses berikut:

1. reaksi kimia
2. perubahan fase
3. pembentukan larutan

Termokimia is terutama berkaitan dengan fungsi keadaan berikut ini yang ditegaskan dalam termodinamika:

• Energi dalam (U)

Energi dalam (E) adalah total energi kinetik (Ek) dan energi potensial (Ep) yang ada di dalam sistem. Oleh karena itu energi dalam bisa dirumuskan dengan persamaan E = Ek + Ep. Namun karena besar energi kinetik dan energi potensial pada sebuah sistem tidak dapat diukur, maka besar energi dalam sebuah sistem juga tidak dapat ditentukan, yang dapat ditentukan adalah besar perubahan energi dalam suatu sistem.

Perubahan energi dalam dapat diketahui dengan mengukur kalor (q) dan kerja (w), yang akan timbul bila suatu sistem bereaksi. Oleh karena itu, perubahan energi dalam dirumuskan dengan persamaan E = q + w.

Jika sistem menyerap kalor, maka q bernilai positif. Jika sistem mengeluarkan kalor, maka q bernilai negatif.

Jika sistem melakukan kerja, maka w pada rumus tersebut bernilai positif. Jika sistem dikenai kerja oleh lingungan, maka w bernilai negatif.

Jadi bila suatu sistem menyerap kalor dari lingkungan sebesar 10 kJ, dan sistem tersebut juga melakukan kerja sebesar 6 kJ, maka perubahan energi dalam-nya akan sebesar 16 kJ.

Perubahan energi dalam bernilai 0 jika jumlah kalor yang masuk sama besar dengan jumlah kerja yang dilakukan, dan jika kalor yang dikeluarkan sama besar dengan kerja yang dikenakan pada sistem. Artinya, tidak ada perubahan energi dalam yang terjadi pada sistem.

Artikel bertopik kimia ini adalah sebuah rintisan. Anda dapat membantu Wikipedia dengan mengembangkannya.

• Entalpi (H).

Entalpi adalah istilah dalam termodinamika yang menyatakan jumlah energi internal dari suatu sistem termodinamika ditambah energi yang digunakan untuk melakukan kerja. Entalpi tidak bisa diukur, yang bisa dihitung adalah nilai perubahannya. Secara matematis, perubahan entalpi dapat dirumuskan sebagai berikut:

ΔH = ΔU + PΔV

di mana:

• H = entalpi sistem (joule)
• U = energi internal (joule)
• P = tekanan dari sistem (Pa)
• V = volume sistem (m³)

• Entropi (S)

Termodinamika (bahasa Yunani: thermos = 'panas' and dynamic = 'perubahan') adalah fisika energi , panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. Termodinamika berhubungan dekat dengan mekanika statistik di mana banyak hubungan termodinamika berasal.

Selagi berhadapan dengan proses di mana sistem bertukar wujud atau energi, termodinamika klasik tidak berhubungan dengan kecepatan suatu proses berlangsung, disebut kinetik. Karena alasan ini, penggunaan istilah "termodinamika" biasanya merujuk ke termodinamika setimbang. Dengan hubungan ini, konsep utama dalam termodinamika adalah proses kuasistatik, yang diidealkan, proses "super pelan". Proses termodinamika bergantung-waktu dipelajari dalam termodinamika tak-setimbang.

Karena termodinamika tidak berhubungan dengan konsep waktu, telah diusulkan bahwa termodinamika setimbang seharusnya dinamakan termostatik.

Hukum termodinamika kebenarannya sangat umum, dan hukum-hukum ini tidak bergantung kepada rincian dari interaksi atau sistem yang diteliti. Ini berarti mereka dapat diterapkan ke sistem di mana seseorang tidak tahu apa pun kecuali perimbangan transfer energi dan wujud di antara mereka dan lingkungan. Contohnya termasuk perkiraan Einstein tentang emisi spontan dalam abad ke-20 dan riset sekarang ini tentang termodinamika benda hitam.

Pengalaman sehari-hari menunjukkan bahwa sebuah kolam tidak membeku di musim panas. Jika sebuah benda panas berinteraksi dengan benda dingin, maka tak terjadi bahwa benda panas tersebut semakin panas dan benda dingin semakin dingin, meskipun proses-proses tersebut tidaklah melanggar hukum kekekalan energi yang dinyatakan sebagai hukum pertama termodinamika.

Hukum kedua termodinamika berkaitan dengan apakah proses-proses yang dianggap taat azas dengan hukum pertama, terjadi atau tidak terjadi di alam. Hukum kedua termodinamika seperti yang diungkapkan oleh Clausius mengatakan, ?Untuk suatu mesin siklis maka tidak mungkin untuk menghasilkan efek lain, selain dari menyampaikan kalor secara kontinu dari sebuah benda ke benda lain pada temperatur yang lebih tinggi".

Bila ditinjau siklus Carnot, yakni siklus hipotesis yang terdiri dari empat proses terbalikkan: pemuaian isotermal dengan penambahan kalor, pemuaian adiabatik, pemampatan isotermal dengan pelepasan kalor dan pemampatan adiabatik; jika integral sebuah kuantitas mengitari setiap lintasan tertutup adalah nol, maka kuantitas tersebut yakni variabel keadaan, mempunyai sebuah nilai yang hanya merupakan ciri dari keadaan sistem tersebut, tak peduli bagaimana keadaan tersebut dicapai. Variabel keadaan dalam hal ini adalah entropi. Perubahan entropi hanya gayut keadaan awal dan keadaan akhir dan tak gayut proses yang menghubungkan keadaan awal dan keadaan akhir sistem tersebut.

Hukum kedua termodinamika dalam konsep entropi mengatakan, "Sebuah proses alami yang bermula di dalam satu keadaan kesetimbangan dan berakhir di dalam satu keadaan kesetimbangan lain akan bergerak di dalam arah yang menyebabkan entropi dari sistem dan lingkungannya semakin besar".

Jika entropi diasosiasikan dengan kekacauan maka pernyataan hukum kedua termodinamika di dalam proses-proses alami cenderung bertambah ekivalen dengan menyatakan, kekacauan dari sistem dan lingkungan cenderung semakin besar.

Di dalam ekspansi bebas, molekul-molekul gas yang menempati keseluruhan ruang kotak adalah lebih kacau dibandingkan bila molekul-molekul gas tersebut menempati setengah ruang kotak. Jika dua benda yang memiliki temperatur berbeda T1 dan T2 berinteraksi, sehingga mencapai temperatur yang serba sama T, maka dapat dikatakan bahwa sistem tersebut menjadi lebih kacau, dalam arti, pernyataan "semua molekul dalam sistem tersebut bersesuaian dengan temperatur T adalah lebih lemah bila dibandingkan dengan pernyataan semua molekul di dalam benda A bersesuaian dengan temperatur T1 dan benda B bersesuaian dengan temperatur T2".

Di dalam mekanika statistik, hubungan antara entropi dan parameter kekacauan adalah, pers. (1):

S = k log w

dimana k adalah konstanta Boltzmann, S adalah entropi sistem, w adalah parameter kekacauan, yakni kemungkinan beradanya sistem tersebut relatif terhadap semua keadaan yang mungkin ditempati.

Jika ditinjau perubahan entropi suatu gas ideal di dalam ekspansi isotermal, dimana banyaknya molekul dan temperatur tak berubah sedangkan volumenya semakin besar, maka kemungkinan sebuah molekul dapat ditemukan dalam suatu daerah bervolume V adalah sebanding dengan V; yakni semakin besar V maka semakin besar pula peluang untuk menemukan molekul tersebut di dalam V. Kemungkinan untuk menemukan sebuah molekul tunggal di dalam V adalah, pers. (2):

W₁ = c V

dimana c adalah konstanta. Kemungkinan menemukan N molekul secara serempak di dalam volume V adalah hasil kali lipat N dari w. Yakni, kemungkinan dari sebuah keadaan yang terdiri dari N molekul berada di dalam volume V adalah, pers.(3):

w = w₁^N = (cV)^N.

Jika persamaan (3) disubstitusikan ke (1), maka perbedaan entropi gas ideal dalam proses ekspansi isotermal dimana temperatur dan banyaknya molekul tak berubah, adalah bernilai positip. Ini berarti entropi gas ideal dalam proses ekspansi isotermal tersebut bertambah besar.

Definisi statistik mengenai entropi, yakni persamaan (1), menghubungkan gambaran termodinamika dan gambaran mekanika statistik yang memungkinkan untuk meletakkan hukum kedua termodinamika pada landasan statistik. Arah dimana proses alami akan terjadi menuju entropi yang lebih tinggi ditentukan oleh hukum kemungkinan, yakni menuju sebuah keadaan yang lebih mungkin. Dalam hal ini, keadaan kesetimbangan adalah keadaan dimana entropi maksimum secara termodinamika dan keadaan yang paling mungkin secara statistik. Akan tetapi fluktuasi, misal gerak Brown, dapat terjadi di sekitar distribusi kesetimbangan. Dari sudut pandang ini, tidaklah mutlak bahwa entropi akan semakin besar di dalam tiap-tiap proses spontan. Entropi kadang-kadang dapat berkurang. Jika cukup lama ditunggu, keadaan yang paling tidak mungkin sekali pun dapat terjadi: air di dalam kolam tiba-tiba membeku pada suatu hari musim panas yang panas atau suatu vakum setempat terjadi secara tiba-tiba dalam suatu ruangan. Hukum kedua termodinamika memperlihatkan arah peristiwa-peristiwa yang paling mungkin, bukan hanya peristiwa-peristiwa yang mungkin.

Referensi: Halliday-Resnick, Fisika, alih bahasa Silaban-Sucipto, Erlangga, Jakarta, 1990.

GUGUS FUNGSI SENYAWA KARBON

Gugus fungsi merupakan bagian aktif dari senyawa karbon yang menentukan sifat-sifat senyawa karbon.

Gugus fungsi tersebut berupa ikatan karbon rangkap dua, ikatan karbon rangkap tiga, dan atom/ gugus atom. Meskipun senyawa-senyawa karbon mempunyai unsure dasar sama yaitu karbon, tetapi sifat-sifatnya jauh berbeda satu dengan yang lainnya. Perbedaan ini disebabkan oleh gugus fungsi yang diikat berbeda.

Contoh :

.................H ..H ..H

..................l....l.....l

H – C – C – C – H

........l.....l.....l

...................H...H ... H

Ketiga senyawa tersebut dibedakan oleh gugus –H, gugus – C = C -, dan gugus – OH. Gugus inilah yang membedakan sifat ketiganya, baik sifat fisika dan sifat kimia.

Senyawa-senyawa karbon yang mempunyai gugus fungsional yang sama

dikelompokkan dalam satu golongan

Tabel Beberapa Gugus Fungsi Senyawa karbon.

No	Gugus Fungsi	Deret homolog	Rumus Umum	Contoh Rumus Struktur	Nama IUPAC	Rumus Molekul
1. 2 3 4 5 6	-OH -O- -CHO -CO- -COOH -COOR	alkanol alkoksi alkana /eter alkanal/aldehid alkanon/keton asam alkanoat alkyl alkanoat	R-OH R-O-R R-CHO R-CO-R R-COOH R-COOR	CH3-CH2OH CH3-O-CH3 CH3-CO-CH3 CH3-CH2CHO CH3-COOH CH3-COO-CH3	etanol metoksi metana propanal propanon asam etanoat metil etanoat	CnH2n+2O CnH2n+2O CnH2nO CnH2nO CnH2nO2 CnH2nO2

BENZENA DAN TURUNANNYA - KIMIA

1. RUMUS STRUKTUR BENZENA MENURUT KEKULE
Menurut Friedrich August Kekule, Jerman (1865), strukur Benzena dituliskan sebagai cincin dengan enam atom karbon yang mengandung tiga buah ikatan tunggal dan tiga buah ikatan rangkap yang berselang seling. Kerangka atom karbon dalam benzena membentuk segienam beraturan dengan sudut ikatan sebesar 1200.
(Benzena tidak sama dengan bensin. Benzena merupakan senyawa golongan aromatik dikenal aromatik karena berbau sedap, sedangkan bensin merupakan campuran senyawa alkana.
Rumus molekul : C6H6
Rumus struktur :

H
│
C

H− C C −H

H − C C−H

C
│
H
Kekule mempunyai kelemahan terhadap teorinya antara lain :
a. Ikatan rangkap pada benzena seharusnya mempunyai kecenderungan bereaksi secara
adisi. Kenyataannya, banyak benzena terlibat pada reaksi substitusi.
b. Jika benzena memiliki struktur Kekule, maka benzena akan mempunyai 2 panjang
ikatan yang berbeda, yaitu ikatan tunggal dan ikatan rangkap. Namun kenyataannya menurut eksperimen, benzena hanya memiliki satu panjang ikatan sebesar 0,139 nm. Hal ini menunjukkan semua ikatan dalam benzena sama.
c. Perhitungan termokimia menurut Kekule kalor pembentukan gas benzena dari unsure-unsurnya adalah sebesar +252 kJ/mol. Namun nilai sebenarnya berdasarkan eksperimen hanya +82kJ/mol.

Pada tahun 1931, Linus Pauling membuat suatu teori yang dikenal dengan Teori Hibrida Resonansi / Teori Resonansi. Teori ini merumuskan struktur benzena sebagai suatu struktur yang berada di antara dua struktur Kekule yang memungkinkan, sehingga ikatan rangkap pada benzena tidak nyata, berbeda dengan teori Kekule yang menyatakan bahwa tiga ikatan rangkap pada benzena berpindah secara cepat.

⇔

Teori Resonansi
Rumus struktur yang diusulkan Pauling adalah :

Terlihat bahwa semua ikatan antara atom-atom C dalam cincin sama.
Hal ini menunjukkan bahwa benzena merupakan molekul non polar.
Elektron-elektron yang membentuk ikatan-ikatan antar atom C digunakan bersama-sama oleh seluruh atom C, membentuk apa yang disebut sebagai sistem delokalisasi. Susunan electron-elektron ini sangat stabil. Titik didih benzena adalah 800C dan titik bekunya 5,50C.

Rumus Kekule juga dapat menjelaskan tiga jenis isomer turunannya yaitu disubstitusi benzena, C6H4X2. Ketiga isomer itu ditandai dengan orto (o), meta (m), dan para (p).

X

X

orto (o)
X
X

X X

meta (m) para (p)

2. Tatanama Senyawa Turunan Benzena
Tatanama senyawa turunan benzena, demikian pula senyawa aromatik pada umumnya tidak begitu sistematis. Masing-masing senyawa lebih dikenal dengan nama lazim atau nama turunannya.
a. Senyawa turunan benzena dengan satu gugus fungsi

CH3 NH2

metil benzena amino benzena
(toluena) (anilin)

O
OH C OH

hidroksi benzena asam benzoat
(fenol)
O NO2
C H

Benzaldehida Nitro benzena

SO3H O – CH3

Asam Benzensulfonat metil fenil eter
(Anisol)

O
C Cl
CH3

Metil fenil keton Klorobenzena
(Asetofenon) (Fenil klorida)

b. Senyawa turunan benzena dengan gugus fenil (C6H5-)
Gugus fenil terjadi jika benzena melepaskan satu atom H. Dalam kelompok senyawa ini, gugus fenil dianggap sebagai substituen. Penamaan dilakukan dengan cara menyebutkan posisi gugus fenil, diikuti oleh nama rantai induknya.

H

Benzena gugus fenil

CH3-CH-CH2-CH3 CH3-C=CH-CH3

2-fenil butana 2-fenil-2-butena

CH3-CH-CH2-CH2-OH CH2-CH2 -Cl

3-fenil-1-butanol 2-fenil-1-kloroetana
O
CH3-CH2-CH-Br ∥
CH3-CH- C-H

1-fenil-1-bromopropana 2-fenil propanal

c. Senyawa Turunan Benzena dengan Gugus Benzil (C6H5 – CH2 – )
Gugus benzil terjadi jika senyawa toluena (C6H5-CH3) melepaskan satu atom H dari metil. Atom
atau gugus atom yang menggantikan hidrogen ini dapat berupa klorin (Cl), hidroksi (-OH), dan
amina (-NH2)

CH3 CH2

Toluena Gugus benzil

CH2 – Cl CH2 – OH

Benzil klorida Benzil alkohol

Jika terdapat dua jenis substituen, maka posisi substituen dapat dinyatakan dengan awalan o (orto), m (meta), p (para) atau dengan menggunakan angka.

Urutan prioritas penomoran untuk berbagai substituen adalah sebagai berikut :
- COOH, -SO3H, -CHO, -CN, -OH, -NH2, -R, -NO2, -X
Contoh :
OH COOH

1 1 OH
6 2 6 2
5 3 5 3
4 4
NO2
p-nitrofenol Asam o-hidroksi benzoat
(4-nitrofenol) (Asam 2-hidroksi benzoat)

COOH

1
6 2
5 3
4 NO2
Asam m-nitrobenzoat
(Asam 3-nitrobenzoat)

Senyawa turunan benzena dengan tiga jenis substituen
Cl COOH

1 Cl 1
6 2 6 2
5 3 5 3
Cl 4 NO2 4 NO2
1,2,5 – triklorobenzena Asam 3,5 – dinitrobenzoat

CH3 OH NH2
NO2 1 NO2 1
NO2 1 NO2 6 2 6 2
6 2
5 3 5 3 5 3
4 4 Br 4 NO2
NO2 NO2
2,4,6 – trinitrotoluena (TNT) 2,4,6 – trinitrofenol 5-bromo-3-nitroanilina
(asam pikrat)
Senyawa Turunan Benzena dari gabungan cicin benzena

Benzena Naftalena Antrasena

Latihan soal :
1. Tuliskan struktur dari senyawa turunan benzena berikut :
a. Fenol
b. Benzil bromida
c. 3-fenil-1-pentena
d. Anilin
2. Apa nama dari senyawa turunan benzena berikut :
a. COOH b. CH3

NO2

CH2OH
c. d.

CH3-CH- CH3 OH

OH CH3
e. f. Cl Cl

Br
Cl

g.
OH
NO2 NO2

NO2

Jawab :
1.
a. OH b.
CH2-Br

c. d.
CH2-CH2-HC-HC=CH2
NH2

2.
a. COOH b. CH3

NO2
As. benzoat 4-nitrotoluena (p-nitrotoluena)
CH2OH
c. d.

CH3-CH- CH3 OH
2-fenil etana 4-hidroksi benzilalkohol
OH CH3
e. f. Cl Cl

Br
m-bromo fenol (3-bromo fenol) Cl 2,4,6- trikloro toluena

g.
OH
NO2 NO2

NO2 2,4,6- trinitro fenol

3. REAKSI – REAKSI BENZENA
Benzena lebih mudah untuk melakukan reaksi substitusi daripada reaksi adisi. Reaksi adisi baru dapat terjadi pada suhu tinggi dengan bantuan katalis.
Reaksi reaksi benzena dipergunakan untuk membuat senyawa-senyawa turunan benzena.
a. Substitusi atom H dengan atom Halogen ( Reaksi Halogenasi )
Pada reaksi ini atom H digantikan oleh atom halogen dengan bantuan katalis besi (III) halida. Jika halogennya Cl2, maka katalis yang digunakan adalah FeCl3.
Contoh :
H FeCl3 Cl
+ Cl2 + HCl

Benzena Klorin Kloro benzena (fenil klorida) asam klorida
b. Substitusi atom H dengan Gugus Nitro (Reaksi Nitrasi)
Pada reaksi ini digunakan pereaksi asam nitrat pekat (HNO3=HONO2) dengan katalisator asam sulfat pekat membentuk senyawa nitro benzena.

H H2SO4 (pkt) NO2
+ HONO2 + H2O

Benzena asam nitrat (pkt) nitro benzena
c. Substitusi atom H dengan Gugus Alkil (Reaksi Alkilasi -Friedel-Crafts)
Pada reaksi ini digunakan pereaksi alkil halida dengan katalisator AlCl3 membentuk alkil benzena.
H AlCl3 CH3
+ CH3-Cl + HCl

Benzena Kloro metana (metil klorida) Metil benzena (Toluena) asam klorida

d. Substitusi atom H dengan Gugus Sulfonat (Reaksi Sulfonasi)
Pada reaksi ini digunakan pereaksi H2SO4 = HOSO3H dan pemanasan membentuk asam benzensulfonat.
H SO3H
+ HOSO3H + H2O

Benzena asam sulfat asam benzensulfonat

e. Substitusi atom H dengan Gugus Asil ( Reaksi Asilasi – Friedel-Crafts)
Yang dimaksud dengan gugus asil adalah : R – C = O

O
H AlCl3 C
+ CH3-C=O CH3 + HCl
Cl

Benzena (klorometil keton) metl fenil keton (Asetofenon)

f. Adisi Benzena dengan Gas Hidrogen
Pada reaksi adisi ini digunakan katalisator Platina
H H
H Pt H H
+ 3H2 H H
H H
H H
Benzena H H
Sikloheksana

Latihan Soal :

1.
FeCl3
+ Cl2 Cl + HCl

2.
H2SO4(pkt)
+ HONO2 NO2 + H2O

3. O O
∥ AlCl3 C – C2H5
+ C2H5-C-Cl + HCl

AlCl3
4. C6H6 + C3H7Cl C3H7
+ HCl
Pt
5. C6H6 + 3H2 Sikloheksena

KEGUNAAN BEBERAPA TURUNAN BENZENA

1. TOLUENA :
Kegunaan toluena adalah sebagai pelarut dan bahan baku pembuatan zat peledak trinitrotoluena (TNT)

CH3 CH3

+ 3 HNO3 O2N NO2 + 3 H2O

toluena NO2
2,4,6 – trinitrotoluena

2. STIRENA :
Jika stirena mengalami polimerisasi, maka terbentuklah polistirena, suatu jenis plastik
yang banyak digunakan untuk membuat insulator listrik, boneka-boneka, sol sepatu,
serta piring dan cangkir.

CH=CH2

stirena

————CH CH2 CH CH2 CH CH2 ———–

polistirena

3. ANILINA
digunakan sebagai bahan baku pembuatan zat warna.
Reaksi anilina dengan asam nitrit akan menghasilkan garam diazonium dan proses ini
disebut diazotisasi.
NH2 NH2HCl N≡N

HCl HNO2 Cl + 2 H2O

benzenadiazonium klorida

Juga digunakan sebagai bahan baku obat-obatan golongan sulfa, seperti sufanilamid dan
sulfamerazin. Anilin dapat menyebabkan pusing, sakit kepala, muntah, dan gejala
insomnia (sulit tidur).

4. BENZALDEHIDA
digunakan sebagai zat pengawet serta sebagai bahan baku pembuatan parfum karena
memiliki bau yang sedap. Benzaldehida dapat berkondensasi dengan asetaldehida
(etanal) untuk menghasilkan sinamaldehida (minyak kayu manis).

O O

C – H O CH = CH – C – H

+ CH3 – C – H + H2O

benzaldehida etanal sinamaldehida

5. FENOL
Fenol (fenil alkohol) merupakan zat padat tidak berwarna yang mudah meleleh dan
larut baik dalam air. Dalam kehidupan sehari-hari dengan nama karbol atau lisol, dan
berfungsi sebagai zat desinfektan.
Perbedaan antara fenol dan alkanol

Fenol Alkanol
a. bersifat asam
b. bereaksi dengan NaOH membentuk
Natrium fenolat
c. tidak bereaksi dengan logam Na
atau PX3
d. Tidak bereaksi dengan asam
(RCOOH) tetapi bereaksi degan asil
halida (RCOX) untuk membentuk
eter
e. tidak dapat dioksidasi menjadi
aldehid atau keton a. bersifat netral
b. tidak bereaksi dengan basa
c. bereaksi dengan logam natrium atau PX3
d. bereaksi dengan asam atau dengan asil
halida untuk membentuk ester
e. dapat dioksidasi

6. ASAM-ASAM AROMATIK
Asam benzensulfonat merupakan asam paling kuat diantara seluruh asam organik.
Jika direaksikan dengan NaOH/melalui reaksi alkilasi akan diperoleh garam natrium
yang merupakan bahan baku pembuatan deterjen dan shampoo.

CH3 – CH – SO3Na CH3 – (CH2)11 SO3Na

CH3

deterjen (natrium isopropilbenzena sulfonat) shampoo (natrium dodesilbenzena sulfonat)

7. TURUNAN BENZOAT YANG PENTING

COONa COOH O

O – C – CH3

Natrium benzoat asam asetil salisilat
(asetosal / aspirin)

COOH COOH

OH COOH

asam o-hidroksibenzoat asam o-benzenadioat (asam ftalat)

O
∥
C-O-CH3 COOH

OH

COOH

metil salisilat asam m-benzenadioat (asam isoftalat)

COOH

COOH
asam p-benzenadioat (asam tereftalat)

Natrium benzoat digunakan sebagai zat pengawet untuk makanan dalam kaleng.
Metil salisilat adalah komponen utama obat gosok atau minyak angin.
Aspirin digunakan sebagai zat analgesik (penghilang rasa sakit) dan zat antipiretik (penurun panas). Oleh karena itu aspirin juga digunakan sebagai obat sakit kepala, sakit gigi, demam dan sakit jantung. Penggunaan dalam jangka panjang dapat menyebabkan iritasi lapisan mukosa pada lambung sehingga menimbulkan sakit maag, gangguan ginjal, alergi, dan asma.
Asam tereftalat merupakan bahan serat sintetik polyester.
Parasetamol (asetaminofen) punya fungsi sama dengan aspirin tetapi lebih aman bagi lambung. Hampir semua obat yang beredar dipasaran menggunakan zat aktif parasetamol. Penggunaan parasetamol yang berlebihan dapat menimbulkan gangguan ginjal dan hati.

KIMIA-SISTEM KOLOID

Sistem koloid (selanjutnya disingkat "koloid" saja) merupakan suatu bentuk campuran (sistem dispersi) dua atau lebih zat yang bersifat homogen namun memiliki ukuran partikel terdispersi yang cukup besar (1 - 100 nm), sehingga terkena efek Tyndall. Bersifat homogen berarti partikel terdispersi tidak terpengaruh oleh gaya gravitasi atau gaya lain yang dikenakan kepadanya; sehingga tidak terjadi pengendapan, misalnya. Sifat homogen ini juga dimiliki oleh larutan, namun tidak dimiliki oleh campuran biasa (suspensi).

Koloid mudah dijumpai di mana-mana: susu, agar-agar, tinta, sampo, serta awan merupakan contoh-contoh koloid yang dapat dijumpai sehari-hari. Sitoplasma dalam sel juga merupakan sistem koloid. Kimia koloid menjadi kajian tersendiri dalam kimia industri karena kepentingannya.

Macam-macam koloid

Koloid memiliki bentuk bermacam-macam, tergantung dari fasa zat pendispersi dan zat terdispersinya. Beberapa jenis koloid:

• Aerosol yang memiliki zat pendispersi berupa gas. Aerosol yang memiliki zat terdispersi cair disebut aerosol cair (contoh: kabut dan awan) sedangkan yang memiliki zat terdispersi padat disebut aerosol padat (contoh: asap dan debu dalam udara).
• Sol Sistem koloid dari partikel padat yang terdispersi dalam zat cair. (Contoh: Air sungai, sol sabun, sol detergen dan tinta).
• Emulsi Sistem koloid dari zat cair yang terdispersi dalam zat cair lain, namun kedua zat cair itu tidak saling melarutkan. (Contoh: santan, susu, mayonaise, dan minyak ikan).
• Buih Sistem Koloid dari gas yang terdispersi dalam zat cair. (Contoh: pada pengolahan bijih logam, alat pemadam kebakaran, kosmetik dan lainnya).
• Gel sistem koloid kaku atau setengah padat dan setengah cair. (Contoh: agar-agar, Lem, kanji dan Gel silika).

Sifat-sifat Koloid

• Efek Tyndall

Efek Tyndall ialah gejala penghamburan berkas sinar (cahaya) oleh partikel-partikel koloid. Hal ini disebabkan karena ukuran molekul koloid yang cukup besar. Efek tyndall ini ditemukan oleh John Tyndall (1820-1893), seorang ahli fisika Inggris. Oleh karena itu sifat itu disebut efek tyndall.

Efek tyndall adalah efek yang terjadi jika suatu larutan terkena sinar. Pada saat larutan sejati disinari dengan cahaya, maka larutan tersebut tidak akan menghamburkan cahaya, sedangkan pada sistem koloid, cahaya akan dihamburkan. hal itu terjadi karena partikel-partikel koloid mempunyai partikel-partikel yang relatif besar untuk dapat menghamburkan sinar tersebut. Sebaliknya, pada larutan sejati, partikel-partikelnya relatif kecil sehingga hamburan yang terjadi hanya sedikit dan sangat sulit diamati.

• Gerak Brown

Gerak Brown ialah gerakan partikel-partikel koloid yang senantiasa bergerak lurus tapi tidak menentu (gerak acak/tidak beraturan). Jika kita amati koloid dibawah mikroskop ultra, maka kita akan melihat bahwa partikel-partikel tersebut akan bergerak membentuk zigzag. Pergerakan zigzag ini dinamakan gerak Brown. Partikel-partikel suatu zat senantiasa bergerak. Gerakan tersebut dapat bersifat acak seperti pada zat cair dan gas( dinamakan gerak brown), sedangkan pada zat padat hanya beroszillasi di tempat ( tidak termasuk gerak brown ). Untuk koloid dengan medium pendispersi zat cair atau gas, pergerakan partikel-partikel akan menghasilkan tumbukan dengan partikel-partikel koloid itu sendiri. Tumbukan tersebut berlangsung dari segala arah. Oleh karena ukuran partikel cukup kecil, maka tumbukan yang terjadi cenderung tidak seimbang. Sehingga terdapat suatu resultan tumbukan yang menyebabkan perubahan arah gerak partikel sehingga terjadi gerak zigzag atau gerak Brown.

Semakin kecil ukuran partikel koloid, semakin cepat gerak Brown yang terjadi. Demikian pula, semakin besar ukuran partikel koloid, semakin lambat gerak Brown yang terjadi. Hal ini menjelaskan mengapa gerak Brown sulit diamati dalam larutan dan tidak ditemukan dalam campuran heterogen zat cair dengan zat padat (suspensi). Gerak Brown juga dipengaruhi oleh suhu. Semakin tinggi suhu sistem koloid, maka semakin besar energi kinetik yang dimiliki partikel-partikel medium pendispersinya. Akibatnya, gerak Brown dari partikel-partikel fase terdispersinya semakin cepat. Demikian pula sebaliknya, semakin rendah suhu sistem koloid, maka gerak Brown semakin lambat.

• Adsorpsi

Adsorpsi ialah peristiwa penyerapan partikel atau ion atau senyawa lain pada permukaan partikel koloid yang disebabkan oleh luasnya permukaan partikel. (Catatan : Adsorpsi harus dibedakan dengan absorpsi yang artinya penyerapan yang terjadi di dalam suatu partikel). Contoh : (i) Koloid Fe(OH)₃ bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H+. (ii) Koloid As₂S₃ bermuatan negatif karena permukaannya menyerap ion S2.

• Muatan koloid

Dikenal dua macam koloid, yaitu koloid bermuatan positif dan koloid bermuatan negatif.

• Koagulasi koloid

Koagulasi adalah penggumpalan partikel koloid dan membentuk endapan. Dengan terjadinya koagulasi, berarti zat terdispersi tidak lagi membentuk koloid. Koagulasi dapat terjadi secara fisik seperti pemanasan, pendinginan dan pengadukan atau secara kimia seperti penambahan elektrolit, pencampuran koloid yang berbeda muatan.

• Koloid pelindung

Koloid pelindung ialah koloid yang mempunyai sifat dapat melindungi koloid lain dari proses koagulasi.

• Dialisis

Dialisis ialah pemisahan koloid dari ion-ion pengganggu dengan cara ini disebut proses dialisis. Yaitu dengan mengalirkan cairan yang tercampur dengan koloid melalui membran semi permeable yang berfungsi sebagai penyaring. Membran semi permeable ini dapat dilewati cairan tetapi tidak dapat dilewati koloid, sehingga koloid dan cairan akan berpisah.

• Elektroforesis

Elektroferesis ialah peristiwa pemisahan partikel koloid yang bermuatan dengan menggunakan arus listrik.