KELOMPOK 3
IKATAN HIDROGEN
Afinanisa Ihsan Citra Hesti W. Idzni Qistinha Fachri Rachmat Fauzan Arif B.
IKATAN IKATAN HIDROGEN
A. Pend Pendah ahul ulua uan n
Menurut konsep yang digunakan oleh IUPAC, terminologi ikatan kimia digambarkan sebagai suatu bentuk interaksi elektrostatik antara atom hidrogen yang yang terikat terikat pada pada atom atom elektro elektroneg negati atiff dengan dengan atom elektr elektrone onegat gatif if lainny lainnya. a. Interaksi elektrostatik tersebut diperkuat oleh kecilnya ukuran atom hidrogen yang memuda memudahka hkan n terjad terjadiny inyaa interak interaksi si dippol dippol-dip -dipol ol antara antara atom donor donor proton proton !" dengan atom akseptor proton A". Ikatan hidrogen ini, yang digambarkan dengan garis putus-putus, dapat terjadi antar-molekul maupun intra molekul. #elain itu, kedua atom elektronegatif tersebut biasanya tetapi tidak harus" berasal dari baris pertama tabel periodik unsur, yaitu nitrogen, oksigen, dan fluor. #ecara sederhana interaksi ini ditulis dengan !-$---A. !onor proton !" adalah atom elektronegatif yang mengikat hidrogen dan menyebabkan hidrogen memi memili liki ki parsi parsial al posit positif, if, seda sedang ngka kan n akse aksept ptor or prot proton on A" A" meru merupa paka ka atom atom elektronegatif lain yang berinteraksi dengan parsial positif dari atom hidrogen tersebut. Ikatan hidrogen merupakan ikatan yang paling kuat dibandingkan dengan ikatan ikatan antar antar moleku molekull lain, lain, namun namun ikatan ikatan ini masih masih lebih lebih lemah lemah diband dibanding ingkan kan dengan ikatan ko%alen maupun ikatan ion. Ikatan hidrogen ini terjadi pada ikatan antara atom $ dengan atom &, ', dan ( yang memiliki pasangan elektron bebas. $idrogen dari molekul lain akan bereaksi dengan pasangan elektron bebas ini
membentuk suatu ikatan hidrogen dengan besar ikatan ber%ariasi. )ekuatan ikatan hidrogen ini dipengaruhi oleh beda keelektronegatifan dari atom atom penyusunnya. #emakin besar perbedaannya semakin besar pula ikatan hidrogen yang dibentuknya. Ikatan hidrogen merupakan ikatan yang paling kuat dibandingkan dengan ikatan antar molekul lain seperti interaksi dipol-dipol dari *an !er +aals, namun ikatan ini masih lebih lemah dibandingkan dengan ikatan ko%alen maupun ikatan ion.
ambar . Muatan parsial yang berasal dari atom yang memiliki pasangan elektron bebas.
)ekuatan
ikatan
hidrogen
ini
dipengaruhi
oleh
perbedaan
elektronegati%itas antara atom atom dalam molekul tersebut. #emakin besar perbedaannya, semakin besar ikatan hidrogen yang terbentuk. Ikatan hidrogen memengaruhi titik didih suatu senyaa. #emakin besar ikatan hidrogennya, semakin tinggi titik didihnya. &amun, khusus pada air $/'", terjadi dua ikatan hidrogen pada tiap molekulnya. Akibatnya jumlah total ikatan hidrogennya lebih besar daripada asam florida $(" yang seharusnya memiliki ikatan hidrogen
terbesar karena paling tinggi perbedaan elektronegati%itasnya" sehingga titik didih air lebih tinggi daripada asam florida.
B. Sifat-Sifat Ikatan Hidrogen
Molekul-molekul senyaa polar yang mengandung hidrogen dapat stabil dalam kristalnya karena adanya ikatan hidrogen. dalam membahas pengaruh ikatan hidrogen yang terjadi dalam )ristal senyaa polar, perlu ditinjau lebih dahulu struktur dimer dari molekul tersebut di dalam fasa gas. sebagai contoh dapat diperggunakan dimer dari $( dan $/'. Pada dimer $( dapat dilihat baha panjang ikatan $a-(a dan panjang ikatan $b-(b adalah sama yaitu 0,1/ A dan ikatan (a 2. $b-(b adalah linier. sudut 3 biasanya berkisar antara 004 sampai /04. pada dimer $/' dapat dilihat baha ikatan '2..$-' linier. !alam kristalnya, $( merupakan rantai berbenyuk 5ig5ag dengan ikatan hidrogen. +alaupun ikatan hidrogen merupakan ikatan yang lemah, tetapi ikatan hidrogen tersebut mempengaruhi beberapa sifat fisika hidrida seperti berikut6 a. 7itik !idih 7abel . 7itik didih hidrida
8ila antara molekul-molekul hidrida pada tabel di atas hanya terdapat gaya %an der +aals, dapat diharapkan baha dalam golongan, titik didih hidrida akan meningkat sesuai dengan bertambahnya jumlah elektron yang terdapat di dalam molekul hidrida tersebut. Pada tabel di atas dapat dilihat baha &$ 9, $/', dan $( yang merupakan hidrida paling ringan dalam golongannya, mempunyai titik didih yang jauh lebih tinggi dari yang diharapkan.penyimpangan tersebut disebabkan karena adanya ikatan hidrogen antar molekul molekul yang polar, &$ 9, $ /', dan $( dapat membentuk polimer &$ 9"n, $/'"n, dan $("n. Untuk memutuskan ikatan hidrogen tersebut diperlukan energi lebih banyak dan ini berarti baha titik didih menjadi lebih tinggi. 7itik didih dan titik beku hidrida unsur golongan I*A, tidak mengalami penyimpangan karena molekul-molekulnya nonpolar dan tidak membentuk ikatan hidrogen. 8ila diurutkan, penyimpangan titik didih &$ 9, $/', dan $( dari titik didih hidrida pada peiode bentuknya dalam golongan yang sama adalah $ /' :&$9:$(. Urutan penyimpangan titik didih tersebut disebabkan karena atom & dalam molekul &$9 hanya mempunyai pasang elektron bebas, sedangkan atom ' dalam molekul $/' mempunyai / pasang elektron bebas yang dapat disumbangkan pada atom hidrogen untuk membentuk ikatan hidrogen. )arena keelektronegatifan atom ': keelektronegatifan atom &, maka ikatan hidrogen pada &-$ 2. & lebh lemah dari ikatan hidrogen pada '-$ 2. '. +alaupun
ikatan
hidrogen
pada
(-$
2.
(
lebih
besar
dari
pada
keelektronegatifan ', tetapi karena molekul $( hanya mempunyai atom $ sedangkan $/' mempunyai / atom $ yang dapat membentuk ikatan hidrogen
maka penympangan titik didih $( juga lebih kecil dibandingkan dengan penyimpangan titik didih $/'.
b. Anomali pada $/' Massa jenis es adalah 0,; g dapat diketahui baha dalam kristal es, setiap atom ' pada molekul $/' dikelilngi oleh = atom $ dalam bentuk tetrahedral. / atom $ membentuk ikatan ko%alen dengan atom ' tersebut dan / atom $ yang lain membentuk ikatan hidrogen seperti terlihat pada gambar ?.. #etap molekul $ /' akan berikatan dengan = molekul $ /' yang lain melalui ikatan hidrogen dalam bentuk tetrahedral. )arena ada ikatan hidrogen dalam bentuk tetrahedral tersebut, maka kirstal es merupakan struktur berongga. pada aktu es melebur, sebagian dari ikatan hidrogen tersebut dapat putus, sehingga struktur rongganya mengalami kerusakan. Akibatnya adalah ruangan antara moleku-molekul akan menjadi lebih kecil sehingga %olume akan berkurang dan massa jenisnya akan bertambah. Apabila $/' dipanaskan dari 04C sampai =4C, maka makin banyak ikatan hidrogen yang dapat diputuskan sehingga molekul-molekul $ /' makin berdekatan satu sama lain dan terjadi kontrasi atau pengurangan %olume. pada suhu di atas =4C efek pemuaiannya lebih berperan sehingga %olume menjadi lebih besar dan massa jenis menjadi lebih kecil. Pasangan elektron bebas lone pair
electron". $idrogen dari molekul lain akan berinteraksi dengan pasangan elektron bebas ini membentuk suatu ikatan hidrogen dengan besar ikatan ber%ariasi mulai dari yang lemah -/ k@ mol-" hingga tinggi :;; k@ mol-". )ekuatan
ikatan
hidrogen
ini
dipengaruhi
oleh
perbedaan
elektronegati%itas antara atom-atom dalam molekul tersebut. #emakin besar perbedaannya, semakin besar ikatan hidrogen yang terbentuk. Ikatan hidrogen memengaruhi titik didih suatu senyaa. #emakin besar ikatan hidrogennya, semakin tinggi titik didihnya. &amun, khusus pada air $ /'", terjadi dua ikatan hidrogen pada tiap molekulnya. Akibatnya jumlah total ikatan hidrogennya lebih besar daripada asam florida $(" yang seharusnya memiliki ikatan hidrogen terbesar karena paling tinggi perbedaan elektronegati%itasnya" sehingga titik didih air lebih tinggi daripada asam florida.
c. #ifat-sifat ikatan $idrogen antara lain 6 . +ujud cair, ikatan hidrogen antara satu molekul $ /' dengan molekul $ /' yang lain mudah putus, akibat gerak termal atom-atom $ dan '. &amun dapat tersambung dengan molekul $ /' yang letaknya relatif lebih jauh. /. +ujud padat, ikatan hidrogennya lebih stabil karena energi termalnya lebih rendah dari energi ikat hidrogen 6 kristal es suhunya lebih rendah".
. Kla!ifika!i Ikatan Hidrogen
8erdasarkan adanya ikatan hidrogen pada senyaa, terdapat / jenis6 . Ikatan Hidrogen Inter"olekular# yaitu ikatan hidrogen yang terjadi pada molekul yang berbada antar molekul". Contohnya reaksi antara $/' dengan Cl-a3" terdapat beberapa ikatan hidrogen yang terjadi antar molekul, yaitu $ B dan Cl- sebanyak pasangan elektron bebas disekitar ion Cl. = pasang elektron bebas".
ambar /. Ikatan hidrogen yang terbentuk melalui ikatan intermolekular antarmolekul".
$. Ikatan Hidrogen Intra"olekular# yaitu ikatan hidrogen yang terjadi pada satu
molekul dalam satu senyaa". Contohnya molekul air $/'", dalam air terdapat ikatan hidrogen sejumlah pasangan elektron bebas pada pusat senyaa.
ambar 9. Ikatan hidrogen yang terbentuk dalam senyaa air $ /'".
Ikatan hidrogen intramolekular banyak ditemukan dalam makromolekul seperti protein dan asam nukleat dimana ikatan hidrogen terjadi antara dua bagian dari molekul yang sama yang berperan sebagai penentu bentuk molekul keseluruhan yang penting.
D. Sen%a&a Berikatan Hidrogen
. Ikatan $idrogen antar Molekul a" Ikatan $idrogen pada Air $arus diperhatikan baha tiap molekul air dapat berpotensi membentuk empat ikatan hidrogen dengan molekul air disekelilingnya. 7erdapat jumlah hidrogen B yang pasti dan pasangan mandiri karena itu tiap masing-masing molekul air dapat terlibat dalam ikatan hidrogen. $al inilah yang menjadi sebab kenapa titik didih air lebih tinggi dibandingkan amonia atau hidrogen fluorida. Pada kasus amonia, jumlah ikatan hidrogen dibatasi oleh fakta baha tiap atom nitrogen hanya mempunyai satu pasang elektron mandiri. Pada golongan molekul amonia, tidak terdapat cukup pasangan mandiri untuk mengelilinginya untuk memuaskan semua hidrogen. Pada hidrogen fluorida,
masalah yang muncul adalah kekurangan hidrogen. Pada molekul air, hal itu terpenuhi dengan baik. Air dapat digambarkan sebagai sistem ikatan hidrogen yang sempurnaD.
ambar =. Contoh yang lebih kompleks dari ikatan hidrogen
)etika sebuah substansi ionik dialrutkan dalam air, molekul air berkelompok disekeliling ion yang terpisah. Proses ini disebut hidrasi. Air seringkali terikat pada ion positif melalui ikatan koordinasi ko%alen dati%". Air berikatan dengan ion negatif menggunakan ikatan hidrogen. ambar ;. menunjukkan potensi terbentuknya ikatan hidrogen pada ion klorida, Cl-. Meskipun pasangan mandiri pada ion klor terletak pada tingkat-9 dan secara normal tidak akan cukup aktif utnuk membentuk ikatan hidrogen, pada kasus ini mereka terbentuk lebih atraktif melalui muatan negatif penuh pada klor.
ambar ;. Ikatan hidrogen pada klorida Meskipun ion negatif rumit, hal itu akan selalu menjadi pasangan mandiri yang mana atom hidrogen dari molekul air dapat membentuk ikatan hidrogen juga.
b" Ikatan hidrogen pada alkohol Alkohol adalah molekul organik yang mengandung gugus '-$. #etiap molekul yang memiliki atom hidrogen tertarik secara langsung ke oksigen atau nitrogen adalah ikatan hidrogen yang cakap. #eperti molekul yang akan selalu memiliki titik didih yang tinggi dibandingkan molekul yang berukuran hampir sama yang mengandung gugus -'-$ atau -&-$. Ikatan hidrogen membuat molekul lebih melekat stickier", dan memerlukan lebih banyak energi kalor untuk memisahkannya. Etanol, C$ 9C$/-'-$, dan metoksimetana, C$ 9-'-C$9, keduanya memiliki rumus molekul yang sama, C /$F'.
ambar F. Ikatan hidrogen pada alkohol )eduanya memiliki jumlah elektron yang sama, dan panjang molekul yang sama. !aya tarik %an der +aals baik antara gaya dispersi dan dayatarik dipol-dipol" pada keduanya akan sama. 8agaimanapun, etanol memiliki atom hirogen yang tertarik secara langsung pada oksigen G dan oksigen tersebut masih memiliki dua pasangan mandiri seperti pada molekul air. Ikatan hidrigen dapat terjadi antara molekul etanol, meskipun tidak seefektif pada air. Ikatan hidrogen terbatas oleh fakta baha hanya ada satu atom hidrogen pada tiap molekul etanol dengan cukup muatan B. Alkohol seperti juga air , membentuk asosiasi molekul dengan ikatan hidrogen 6
ambar ?. Ikatan hidrogen intramolekul dalam etanol dan intermolekul antara etanol dengan air
Pada metoksimetana, pasangan mandiri pada oksigen masih terdapat disana, tetapi hidrogen tidak cukup ion positif B" untuk pembentukan ikatan hidrogen. )ecuali pada beberapa kasus yang tidak biasa, atom hidrogen tertarik secara langsung pada atom yang sangat elektronegatif untuk menjadikan ikatan hidrogen. 7itik didih etanol dan metoksimetana menunjukkan pengaruh yang dramatis baha ikatan hidrogen lebih melekat pada molekul etanol. Ikatan hidrogen pada etanol menghasilkan titik didih sekitar 004C. #angat penting untuk merealisasikan baha ikatan hidrogen eksis pada penambahan in addition" dayatarik %an der +aals. #ebagai contoh, semua molekul berikut ini mengandung jumlah elektron yang sama, dan dua yang pertama memiliki panjang yang sama. 7itik didih yang paling tinggi butan--ol berdasarkan pada penambahan ikatan hidrogen.
ambar H. Pengaruh ikatan hidrogen pada titik didih alkohol
!engan membandingkan dua alkohol yang mengandung gugus -'$", kedua titik didih adalah tinggi karena penambahan ikatan hidrogen berdasarkan pada tertariknya hidrogen secara langsung pada oksigen tetapi sebenarnya tidak sama. 7itik didih /-metilproan--ol tidak cukup tinggi seperti butan--ol karena percabangan pada molekul menjadikan dayatarik %an der +aals kurang efektif dibandingkan pada butan--ol yang lebih panjang.
c" Ikatan hidrogen pada molekul organik yang mengandung nitrogen Ikatan hidrogen juga terjadi pada molekul organik yang mengandung gugus &-$ pendeknya terjadi juga ada amonia. Contohnya adalah molekul sederhana seperti C$9 &$/ metilamin" sampai molekul yang panjang seperti protein dan !&A. !ua untai double helix yang terkenal pada !&A berikatan satu sama lain melalui ikatan hidrogen antara atom hidrogen yang tertarik oleh nitrogen pada salah satu untai, dan pasangan mandiri pada nitrogen atau oksigen yang lain yang terletak pada untai yang lain. Amina-amina primer dan sekunder membentuk ikatan hidrogen , sedang amina tersier tidak, karena tidak lagi mempunyai atom $ di atom &nya. 7itik didih dimetil amina ? 'C " lebih tinggi daripada 7rimetil Amina = '
C ". !alam air amina primer dan sekunder bereaksi dengan air 6
$ C$9
&$/ B $/' J C$9 &
$
'
$ K LC$9 &$9B B '$-
$ ambar 1. Neaksi amina dalam air #ebagian besar basa di atas ada dalam bentuk molekul, hingga basanya sangat lemah, tidak seperti C$9"= &'$.
d" Ikatan $idrogen pada Asam karboksilat 8eberapa asam karboksilat , membentuk dimer dengan ikatan hidrogen baik dalam bentuk uap atau dalam pelarut-pelarut tertentu. Asam karboksilat dalam bentuk uap dan dalam ben5ena membentuk dimer 6
ambar 0. Ikatan hidrogen pada asam karboksilat !alam air , ikatan hidrogen terbentuk antara asam asetat dengan air, tidak dengan molekulnya sendiri.
e" Ikatan $idrogen dalam $idrat )upri sulfat, Cu#' =.;$/' Oat ini bila dipanaskan , mula-mula hanya melepaskan empat molekul air. Untuk melepaskan molekul air kelima diperlukan panas yang tinggi.
Cu#'=.;$/'
K Cu#'=.$/' B = $ /'
$al ini disebabkan karena $ /' yang terakhir ini diikat dengan ikatan hidrogen. #truktur dari Cu#'=.;$/' terdapat pada ambar berikut 6
ambar . Ikatan hidrogen dalam hidrat kupri sulfat Numus lebih baik ditulis sebagai LCu '$ /"=#'=.$/'. Amoniak membentuk garam yang sama LCu&$ 9"=#'=. $/' tetapi tidak dikenal Cu#' =.;&$9 karena &$9 tidak mudah membentuk ikatan hidrogen seperti $ /'. Ikatan hidrogen juga terbentuk pada garam-garam hidrat yang lain serta hidrat dari asam-asam dan basa-basa.
/. Ikatan $idrogen dalam Molekul a" senyaa orto substitusi ben5ena. '-nitrofenil mendidih pada /= oC , lebih rendah daripada isomer meta /10 oC" dan isomer para /?1 oC ". Oat ini juga lebih mudah menguap dalam uapa air , lebih sukar larut dalam air daripada isomer meta dan para. 8entuk orto-nitrofenol mengadakan ikatan hidrogen dalam molekul sedang bentuk meta dan para mengadakan ikatan hidrogen antar molekul , hingga titik didihnya relatif tinggi.
ambar /. Ikatan hidrogen pada senyaa orto substitusi ben5ena
)elarutan yang kecil dalam air dari 5at ini disebabkan karena gugus '$ dalam molekul tidak bebas lagi, jadi tidak dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air. Oat lain yang membentuk ikatan hidrogen dengan cara sama ialah 6
ambar 9. Ikatan hidrogen pada senyaa orto substitusi ben5ena
b" etil G asetoasetat Etil asetoasetat didapatkan dalam dua bentuk tautomer . Pada tahun 1/0 meyer telah berhasil memisahkan kedua bentuk ini dengan jalan destilasi fraksional pada tekanan direndahkan dalam alat dari kuarsa yang sangat bersih.
ambar =. Ikatan hidrogen Pada etil-asetoasetat
Alkohol biasanya mempunyai titik didih lebih tinggi daripada keton , tetapi bentuk enol diatas titik didihnya lebih rendah daripada bentuk keton dan daya larutnya dalam air rendah serta lebih mudah larut dalam sikloheksana. $al ini disebabkan karena 5at tersebut membentuk ikatan hidrogen dalam molekul.
c" Ikatan $idrogen dalam Protein dan Asam &ukleat. Protein tersusun dari satuan-satuan dasar asam amino. N dapat berupa gugus metil C$ 9- , seperti dalam alanin atau gugus yang lebih sulit, seperti6
ambar ;. Ikatan hidrogen pada asam amino ugus -&$/ berikatan dengan gugus GC''$ dari molekul asam amino yang lain, dengan membentuk ikatan peptida6
ambar F. Ikatan peptida
!ua asam amino dapat membentuk dipeptida, tiga asam membentuk tripeptida, dan seterusnya. Protein adalah polipeptida dengan beratus-ratus ikatan peptida. Protein berbeda-beda tergantung dari panjangnya rantai dan bentuk rantainya. Ikatan-ikatan melintang terjadi bila dalam molekul terdapat atom #6 -# G# - . !alam molekul protein terdapat banyak sekali ikatanikatan hidrogen yaitu antara gugus G&$ - - - ' C - . Ikatan hidrogen juga terdapat dalam asam nukleat, misalnya !&A deoQyribonucleic acid". Asam nukleat !&A tersusun dari satuan $9P'=, deoksiribose dan basa purin adenin dan guanin" atau pirimidin sitosin dan timin". 7iap asam fosfat, deoksiribose dan satu basa, membentuk nukleotida, misalnya6 deoksitimidin ;R fosfat.
ambar ?. &ukleotida &ukleotide ini saling berikatan melalui gugusan fosfat, hingga terbentuk molekul yang besar, yaitu asam nukleat. 8asa satu dengan basa lain, berikatan dengan ikatan hidrogen, namun adenin hanya dapat berikatan dengan timin, dan guanin dengan sitosin.
ambar H. Ikatan hidrogen pada !&A
E. Ikatan Hidrogen dan Kelarutann%a
#enyaa-senyaa ion umumnya larut dalam air, alaupun beberapa senyaa ion tidak larut dalam air. )elarutan senyaa ion dalam air bergantung pada harga )sp-nya. #edangkan senyaa-senya ko%alen yang bersifat polar dapat larut dalam air karena air merupakan pelarut polar dan senyaa tersebut dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air. #enyaa yang tidak mampu membentuk ikatan hidrogen umumnya kelarutan dalam airnya rendah.
#elain kelarutan dalam air, terbentuknya ikatan hidroogen intramolekul dalam satu molekul" atau antarmolekul minimal / molekul" menyebabkan titik didih senyaa lebih tinggi bila dibanding senyaa-senyaa yang massa molekul relatifnya sama atau hampir sama. Ikatan hidrogen tidak hanya berpengaruh pada titik didih suatu 5at, tetapi juga mempengaruhi kelarutan dalam suatu pelarut. #enyaa yang berikatan hidrogen mudah larut dalam senyaa lain yang juga
berikatan hidrogen. Contohnya adalah &$ 9 dalam $/'. #ebagaimana gambarnya adalah sebagai berikut6
ambar 1. Ikatan $idrogen pada Molekul &$ 9
#elain senyaa amonia adapun beberapa senyaa lain yang dapat larut dalam air dan membentuk ikatan hidrogen yaitu alkohol, asam karboksilat, amina, dan glukosa. #enyaa-senyaa tersebut memiliki struktur yang bersifat polar, sehingga dapat larut dalam air dan terdapat ikatan gaya" elektrostatis antara atom hidrogen dengan atom yang memiliki nilai keelektronegatifan tinggi.
ambar /0. Ikatan $idrogen Antarmolekul Etanol
#enyaa yang memiliki ikatan hidrogen akan memiliki titik didih lebih tinggi daripada molekul yang memilih ikatan *an der +aals atau gaya tarik dipoldipol. $ubungan antara kelarutan dengan titik didih berhubungan erat dengan ikatan pada atom hidrogen dengan molekul yang berikatan dengannya.
'.(ekani!"e Ter)adin%a Ikatan Hidrogen
Ikatan hidrogen pada suatu molekul terjadi karena adanya gaya elektrostatik antarmolekul yang saling berikatan. Ikatan tersebut terbentuk dari interaksi
antarmolekul
senyaa
ko%alen
polar
yang
memiliki
nilai
keelektronegatifan momen dipol" yang besar antara hidrogen dengan unsur yang berikatan dengannya. Ikatan hidrogen tersebut dapat terjadi pada senyaasenyaa yang memiliki gugus G&$- atau -'$ pada senyaa-senyaa organik yaitu golongan-golongan amina dan alSkolhol.
ambar /. Mekanisme 7erbentuknya Ikatan $idrogen pada Molekul $Cl
G. A*lika!i Ikatan Hidrogen +. Ke,lar
)e%lar merupakan nama dagang dari polimer organik sintetik yaitu poli p-fenilena tereftalamida" yang termasuk dalam polimer aramida aromatik poliamida". )e%lar terkenal dengan sifatnya yang sangat kuat dan tahan terhadap suhu tinggi. !engan berat yang sama, ke%lar memiliki kekuatan lima kali lebih kuat dari baja. )ekuatan ke%lar diperoleh dari ikatan hidrogen intra-molekuler dan interaksi tumpukan aromatik-aromatik antar lembaran. )e%lar terdiri dari molekul-molekul yang relatif rigid, yang membentuk struktur seperti lembaranlembaran datar pada protein sutra.
ambar //. Tembaran-lembaran )e%lar )e%lar tahan terhadap api, memiliki kalor pembakaran 9;Q0 F @<)g dan kalor jenis =00 @<)g. )e%lar tahan terhadap temperatur yang sangat tinggi mencapai 9?0 0C, tidak memiliki titik lebur tetapi pada temperatur =/? 0C akan terdekomposisi menjadi gas. )ekuatan ke%lar semakin besar pada temperatur yang rendah dan pada temperatur yang tinggi kekuatan ke%lar menurun, seperti
pada temperatur F0 0C kekuatan ke%lar menurun 0 setelah ;00 jam dan pada temperatur /F0 0C kekuatan ke%lar menurun ;0 setelah ?0 jam. #emua sifat kekuatan dan ketahanan ke%lar disebabkan oleh ikatan hidrogen dalam molekul polimernya, ikatan hidrogen tersebut juga yang mengakibatkan polimer ke%lar berbentuk radial. ugus-gugus bebas yang dimiliki ke%lar dapat membentuk ikatan hidrogen pada bagian luarnya,sehingga dapat mengabsorp air dan mempunyai sifat VbasahR yang baik.#ifat ketahanan panas dari ke%lar juga berasal dari cincin aramidanya,sedangkan kekuatannya juga dipengaruhi oleh struktur para.
ambar /9. #truktur poli p-fenilena tereftalamida"
a". #truktur Polimer ke%lar tersusun berupa poli para-fenilena tereftalamida dengan rumus molekul sebagai berikut6
ambar /=. #truktur Para-fenilena tereftalamida
Pada polimer ke%lar, terjadi cross linking berupa ikatan hidrogen yang mengakibatkan ke%lar menjadi sangat kuat. #usunan monomer-monomer pada poli p-fenilena tereftalamida" digambarkan sebagai berikut6
ambar /;. #truktur poli p-fenilena tereftalamida"
b" . Produk )e%lar 8erdasarkan sifatnya yang sangat kuat dan tahan terhadap panas, ke%lar banyak digunaakan sebagai rompi antipeluru, helm antipeluru, glove, jaket, parasut, bahkan papan ski. <<<<<
b)
a)
c)
ambar /F. Produk berbasis )e%lar a" jaket antipeluru b" glove c" jaket musim dingin
