PETA KONSEP
Polimer OrganikSintetik Dan Alami
Sifat-sifat Polimer
Polimer Organik Sintetik
Polimerisasi adisi
Pengertian Polimer
Polimerisasi Kondensasi
Protein
Asam Nukleat
BAB 22 POLIMER ORGANIK SINTETIK DAN ALAMI Pengertian Polimer Ilmu
polimer
ialah
ilmu
makromolekul.
Makromolekul dapat dibedakan sebagai material biologis dan material non biologis. Material biologis membentuk dasar kehidupann dan kecerdasan serta menyediakan sebagian besar bahan pangan bagi keberadaan manusia. Metrial non biologis terdiri dari bahan alam dan sintetik. bahan alam dapat berasal dari tumbuhan seperti karet dan selulosa, dari hewan seperti wol dan sutra, dan dari bahan mineral seperti abses. Bahan sintetik terdiri atas plastik (Film, lempeng, lembaran), serat, dan elastomer. Saat ini polimer telah menjadi penunjang kebutuhan sandang, papan, transportasi, dan komunikasi di seluruh dunia. Polimer adalah suatu molekul besar yang terbentuk dari susunan berulang molekul kecil (monomer). Susunan tersebut dapat berbentuk liner atau cabang (jaringan 3 dimensi) (Siahaan & Windarti, 2004: 1-2). Polimer merupakan molekul besar yang terbentuk dari unit-unit berulang sederhana. Nama ini diturunkan dari bahasa Yunani Poly, yang berarti ”banyak", dan mer , yang berarti ”bagian". Makromolekul merupakan istilah yang sinonim dengan polimer. Istilah polimer dihubungkan dengan molekul besar--suatu makromolekul--yang srtukturnya bergantung pada monomer atau monomer-monomer yang dipakai dalam preparasinya. Jika hanya ada beberapa unit monomer yang tergabung bersama, polimer dengan berat molekul rendah yang terjadi, disebut oligomer (bahasa Yunani oligas "beberapa”) (Sopyan, 2000: 3-8). Dr. W. H. Carlothers, seorang ahli kimiaa di Amerika Serikat, mengelompokkan polimerisasi (proses pembentukan polimer tinggi) menjadi dua golongan, yakni polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi. Polimerisasi adisi melibatkan reaksi rantai. penyebab reaksi rantai dapat berupa radikal bebas (partikel reaktif yang mengandung elektron tak berpasangan) atau ion.
Polimerisasi kondensasi dipandang mempunyai kesamaan dengan reaksi kondensasi (atau adisi-penyingkiran) yang terjadi pada zat bermassa molekul rendah (Cowd,1991: 3). Jadi, dapat di simpulkan bahwa Suatu polimer yaitu rantai berulang dari atom yang panjang, terbentuk dari pengikat yang berupa molekul idetik yang disebut monomer.
Sifat-sifat polimer Menurut Raymon Chang dalam bukunya Kimia Dasar (2004:290), polimer adalah seyawa molekul yang ciri-cirinya adalah memiliki massa molar yang tinggi, mulai dari ribuan hingga jutaan gram, dan terbuat dari banyak unit berulang. Sifat-sifat fisik dari apa yang dikenal juga sebagai mikromolekul ini berbeda jauh dari sifat-sifat molekul biasa yang kecil. Proses pertumbuhan rantai selama polimerisasi bersifat acak. Oleh karena itu rantairantai polimer yang berbeda dalam suatu contoh polimer akan mempunyai panjang yang berbeda-beda pula, tentu saja dengan akibat massa molekul nisbi ( Mr )nya pun berbeda-beda. Dengan demikian penentuan massa molekul suatu contoh polimer secara eksperimen, hanya akan memberikan harga rata-rata. Massa molekul nisbi hanya merupakan salah satu faktor yang menentukan sifat polimer. Faktor penting lainnya ialah susunan rantai di dalam polimer dan juga, Derajat kekristalan berpengaruh besar pada sifat (dan tentunya penggunaan) polimer (Cown, 1991: 4-5). Sifat-sifat polimer berbeda dari monomer-monomer yang menyusunnya, salah satu contohnya teflon (politetra-fluoroetilena) yang berwujud padat dibuat bila molekul-molekul gas tetra-fluoroetilena bereaksi membentuk rantai panjang (Efan, 2006:7). Polimer dapat dibentuk dari bahan anorganik maupun organik baik secara alami maupun sintetik. Sifat-sifat fisik polimer umumnya ditentukan oleh massa molekul, kekuatan gaya intramolekul, struktur polimer, dan fleksibilitas molekul primer (Riswayanto, 2009:414). Jadi, dapat disimpulkan bahwa sifat-sifat polimer didasarkan pada empat hal yaitu panjang rantai, gaya antarmolekul, percabangan dan ikatan silang antar rantai molekul. semakin panjang rantai polimer maka kekuatan dan titik lelehnya semakin tinggi, semakin besar gaya antar molekul maka senyawaakan semakin kuat dan sulit leleh, rantai polimer yang memiliki cabang banyak akan memiliki daya renggang dan mudah meleleh. dan juga
ikatan silang antar molekul menyebabkan
jaringan menjadi kaku., mengakibatkan bahan
polimer menjadi keras dan rapuh.
Polimer Orgnik Sintetik
Menurut Iis Sopyan dalam bukunya Kimia Polimer (2000:289), banyak polimer organik telah disintesis melalui beragam proses kimia. Polimer-polimer ini sama persis dan terkadang memiliki sifat-sifat yang lebih baik daripada polimer-polimer alami. Nylon adalah salah satu polimer organik sintetik yang paling dikenal. Polimer Sintetis yang pertama kali dikenal adalah bakelit yaitu hasil kondensasi fenol dengan formaldehida, yang ditemukan oleh kimiawan kelahiran Belgia Leo Baekeland pada tahun 1907. Bakelit merupakan salah satu jenis dari produk-produk konsumsi yang dipakai secara luas. Beberapa contoh polimer yang dibuat oleh pabrik adalah nylon dan poliester, kantong plastik dan botol, dan pita karet (Efan, 2006:12). Menurut M. A.Cowd dalam bukunya Kimia Polimer (1991:51), Suatu cara yang berguna untuk menggolongkan polimer sintetik adalah membaginya menjadi polimer adisi dan polimer kondensasi. Menurut Ahmad Efan dalam bukunya Polimer (2006:13-14), dua jenis utama dari reaksi polimerisasi adalah polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi. Jenis reaksi yang monomernya mengalami perubahan reaksi tergantung pada strukturnya. Suatu polimer adisi memiliki atom yang sama seperti monomer dalam unit ulangnya, sedangkan polimer kondensasi mengandung atom-atom yang lebih sedikit karena terbentuknya produk sampingan selama berlangsungnya proses polimerisasi. Polimer adisi
Reaksi pembentukan teflon dari monomer-monomernya tetrafluoroetilen, disebut reaksi adisi. Perhatikan Gambar 1. yang menunjukkan bahwa monomer etilena mengandung ikatan rangkap dua, sedangkan di dalam polietilena tidak terdapat ikatan rangkap dua.
Gambar 1.
Monomer etilena mengalami reaksi adisi membentuk polietilena yang digunakan sebagai tas plastik, pembungkus makanan, dan botol. Pasangan elektron ekstra dari ikatan rangkap dua pada tiap monomer etilena digunakan untuk membentuk suatu ikatan baru menjadi monomer yang lain. Menurut jenis reaksi adisi ini, monomer-monomer yang mengandung ikatan rangkap dua saling bergabung, satu monomer masuk ke monomer yang lain, membentuk rantai panjang. Produk yang dihasilkan dari reaksi polimerisasi adisi mengandung semua atom dari monomer awal. Berdasarkan Gambar 1, yang dimaksud polimerisasi adisi adalah polimer yang terbentuk dari reaksi polimerisasi disertai dengan pemutusan ikatan rangkap diikuti oleh adisi dari monomer- monomernya yang membentuk ikatan tunggal . Dalam reaksi ini tidak disertai terbentuknya molekul-molekul kecil seperti H2O atau NH3. Dalam reaksi polimerisasi adisi, umumnya melibatkan reaksi rantai. Mekanisme polimerisasi adisi dapat dibagi menjadi tiga tahap yaitu: Tahap Inisiasi,
yaitu tahap pembentukan pusat-pusat aktif.
Tahap propagasi,
yaitu tahap pembentukan rantai lewat adisi monomer secara kontinyu. yaitu tahap deaktivasi pusat aktif.
Tahap terminasi,
Polimer Kondensasi
Polimer kondensasi terjadi dari reaksi antara gugus fungsi pada monomer yang sama atau monomer yang berbeda. Dalam polimerisasi kondensasi kadang-kadang disertai dengan terbentuknya molekul kecil seperti H2O, NH3, atau HCl. Di dalam jenis reaksi polimerisasi yang kedua ini, monomer- monomer bereaksi secara adisi untuk membentuk rantai. Namun demikian, setiap ikatan baru yang dibentuk akan bersamaan dengan dihasilkannya suatu molekul kecil – biasanya air – dari atom-atom monomer. Pada reaksi semacam ini, tiap monomer harus mempunyai dua gugus fungsional sehingga dapat menambahkan pada tiap
ujung ke unit lainnya dari rantai tersebut. Jenis reaksi polimerisasi ini disebut reaksi kondensasi. Dalam polimerisasi kondensasi, suatu atom hidrogen dari satu ujung monomer bergabung dengan gugus – OH dari ujung monomer yang lainnya untuk membentuk air. Reaksi kondensasi yang digunakan untuk membuat satu jenis nilon ditunjukkan pada Gambar 2 dan Gambar 3.
Gambar 2.
Gambar 3.
Kondensasi terhadap dua monomer yang berbeda yaitu 1,6 – diaminoheksana dan asam adipat yang umum digunakan untuk membuat jenis nylon. Nylon diberi nama menurut jumlah atom karbon pada setiap unit monomer. Dalam gambar ini, ada enam atom karbon di setiap monomer, maka jenis nylon ini disebut nylon 66. Jadi, dapat disimpulkan bahwa polimer sintetis organik merupakan hasil sintetis senyawa-senyawa organik dimana molekul-molekulnya berupa monomer-monomer, yang bergabung membentuk rantai panjang melalui ikatan kovalen. reaksi pembentukan pilimer ini disebu polimerisasi.
Protein
Sebutan protein pertama-tama dipakai pada tahun 1838, berasal dari kata Yunani, proteos yang berarti "pertama". Dalam kehidupan protein mempunyai fungsi yang sangat penting. Semua enzim tumbuhan dan binatang adalah protein. Protein bersama-sama dengan lipida dan tulang membentuk kerangka tubuh binatang. Ia juga membentuk otot antibodi dan berbagai hormon. Pada akhir tahun 1800, telah diidentifikasi bahwa unit protein yang terkecil adalah asam
-amino. Sekarang telah diketahui bahwa ada 20 macam asam amino teedapat dalam
∝
protein sebagai hasil lansung dari kode genetik (J. Fessenden & S. Fessenden, 1997:643). Protein adalah suatu biomolekul-besar yang terdapat di setiap organisme, memiliki berbagai jenis dan fungsi yang berbeda-beda. Keratin adalah Protein yang terdapat pada kulit dan kuku, sedangkan fibroin adalah protein yang terdapat pada sutra dan sarang laba-laba.
Enzim polimerase DNA yang mengkatalisis sintesis DNA dalam sel juga merupakan protein. protein umumnya terdiri dari banyak unit asam amino yang berkaitan satu dengan yang lainnya membentuk rantai yang panjang. Sifat kimia dan sifat fisika protein ditentukan oleh asam amino penyusunnya. Antara asam amino yang satu dengan asam amino yang lain dihubungkan dengan ikatan peptida, sehingga protein seringkali disebut dengan nama
polipeptida (Riswiyanto, 2009:391). Protein adalah suatu polipeptida yang tersusun dari banyak asam amino. Protein merupakan molekul yang sangat vital untuk organisme yang terdapat di semua sel. Rantai asam amino dihubungkan dengan kovalen yang spesifik, Struktur dan fungsi protein ditentukan oleh kombinasi, jumlah, dan urutan asam amino (Wardiyah, 2016:195). Menurut Retno Murwani dalam bukunya Protein & Asam Nukleat (2010:2-3). Protein adalah senyawa organik dengan berat molekul tinggi (pengertian awal untuk protein, namun definisi yang lengkap akan bertambah sejalan dengan pemahaman yang kita pelajari). seluruh protein yang ada di alam dan di dalam organisme yaitu manusia, hewan, tumbuhan, sampai mikroorganisme disusun dari senyawa monomernya yang disebut asam amino.terdapat 20 jenis asam amino dialam, dan meskipun jenis protein di alam ada banyak sekali namun komponen penyusun protein tetap sama yaitu berasal dari ke 20 asam amino yang telah di ketahui. Dalam tabel dibawah dituliskan nama ke 20 asam amino yang menyusun beragam jenis protein di alam. Tabel 1. Nama-nama 20 jenis asam amino dan singkatannya No.
Nama Asam Amino
Nama Asam Amino yang
Singkatan
(Asli dalam Bahasa
ditulis dalam bahasa
Asam Amino
Ingris)
Indosnesia
1.
Glutamate
Asam glutamat
Glu
2.
Aspartate
Asam Asparat
Asp
3.
Lysine
Lysine
Lys
4.
Histidin
Histidin
His
5.
Arginin
Arginin
Arg
6.
Serin
Serin
Ser
7.
Theornin
Theornin
Thr
8.
Cystein
Cistein
Cys
9.
Aspargine
Aspargin
Asn
10.
Glutamine
Glutamin
Gln
11.
Phenilalanin
Phenilalanin
Phe
12.
Tirosin
Tirosin
Tyr
13.
Triptophan
Triptophan
Ttp
14.
Glycine
Glisin
Gly
15.
Alanine
Alanin
Ala
16.
Valine
Valin
Val
17.
Proline
Prolin
Pro
18.
Leucine
Leusin
Leu
19.
Isoleucine
Isoleusin
Ile
20.
Methionine
Metionin
Met
Srtuktur Asam Amino
Asam-asam amino yang terdapat dalam protein adakah asam α-aminokarboksilat. Variasi dalam struktur monomer ini terjadi dalam rantai samping. dapat di perhatikan pada gambar struktur dibawah.
(Fesssenden & Fessenden,1997:313) Jadi, dapat disimpulkan bahwa protein merupakan komponen utama dalam semua sel hidup. fungsi terutamanya ialah sebagai unsur pembentuk struktur sel misalnya dalam rambut, wol, kolagen, jaringan penghubung, membran sel dan lain sebagainya.
Asam Nukleat
Asam nukleat adalah polimer berantai panjang yang membawa sifat genetik, Biosintetis bermacam-macam protein dalam suatu organisme dilengkapi berdasarkan informasi genetik. Dewasa ini, pengetahuan kita mengenai asam nukleat telah berkembang dengan pesat. Selain itu, sedang berlansung penelitian untuk membuka tabir rahasia
keturunan organisme, cacat lahir, sistem imunisasi, kanker, dan bidang-bidang lainnya yang berkaitan dengan sifat kimia asam nukleat (J. Fessenden & R. Fessenden, 1997:717). Asam nukleat adalah polimer dengan massa molar tinggi yang memainkan peran penting dalam sintetis protein. Asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam robonukleat (RNA) adalah kedua jenis asam nukleat. Molekul DNA merupakan molekul terbesar yang diketahui massa molarnya mencapai puluhan miliar gram. Di sisi lain Molekul RNA sangat beragam ukurannya, bebrapa mempunyai massa molar sekitar 25.000 g. Dibandingkandengan protein yang dapat terdiri atas 20 jenis asam amino, komposisi asam nukleat relatif sederhana. Molekul DNA atau RNA hanya mengandung empat jenis blok penyusun: purin, pirimidin, gula furanosa, dn gugus fosfat. Setiap purin atau pirimidina dinamakan basa (Chang, 2004:302). Menurut Ralph J. Fessenden & Joan S. Fessenden dalam bukunya Dasar-dasar Kimia Organik (1997:703), DNA (Deoxyribonucleic Acid atau deoksi ribonukleat) merupakan pembawa sifat genetik dalam sel. Senyawa ini merupakan polimer deoksiribosa yang mempunyai berat molekul yang sangat besar dan diikat oleh gugusan fosfat. Setiap unit monosakharida juga diikat ke suatu basa, yang merupakan senyawa heterosiklik yang mengandung nitrogen. Dalam kromosom, dua benang DNA menjalin jadi satu dan menjadi pengikat di antara sepasang basa dengan bantuan ikatan hidrogen, yaitu antara adenin dengan timin dan antara sitosin dengan guanosin. DNA dapat dihidrolisa menjadi nukleotida (basa-gula-fosfat). kemudian nukleotida dapat dihidrolisa menjadi nukleosida (basa-gula) dan ion fosfat. DNA dapat memperbanyak diri dengan cara melepas ikatannya dan setiap benang memperisapkan nuklotida pelengkap dalam rangka pembentukan benang baru. Hasilnya adalah dua jalinan helix yang sama yang diperoleh dari satu helix. RNA (Ribonucleic acid-asam ribonukleat) merupakan polimer r ibosa yang disambung oleh gugusan fosfat. Setiap unit ribosa juga diikat ke suatu basa: sitosin, guanosin, adenin atau urasil. RNA dihasilkan melalui biosintesa ari gen suatu benang DNA dengan cara polimerisasi ribonukleotida. Biosintesa mRNA ini disebut transkripsi. Rantai RNA bergerak ke arah ribosom dengan bantuan biosintesa protein. Ribosom bergabung dengan satu ujung mRNA. Ribosom mengikat 3 basa setiap bergabung. setiap tahapan tiga-basa di sebut kodon. Setiap kodon menunjukan kerja sama asam amino tertentu yang digunakan pada pembentukan rantai peptida. Asam amino ini di bawa oleh mRNA,
asam nukleat yang rekaif kecil mengandung anti kodon dan senyawa ini merupakan pelengkap (komplimenter) kodon. Jadi, dapat disimpulkan bahwa asam nukleat merupakan salah satu makromolekul yang memegang peranan sangat penting dalam kehidpan organisme karena di dalamnya tersimpan informasi genetik. asam nukleat sering dinamakan juga polinukleotida karena tersusun dari sejumlah molekul nukleotida sebagai monomernya.
DAFTAR PUSTAKA
Chang, Raymond. 2004. Kimia Dasar Konsep-konsep inti. Edisi Ketiga Jilid 2. Jakarta:Erlangga Cowd, M. A. 1991. Kimia Polimer . Bandung : ITB. Efan, Ahmad N. 2006. Polimer Untuk Kalangan Sendiri. Jember : UMJ Fessenden, Ralph J dan Joan S. Fessenden. 1997. Dasar-dasar Kimia Organik. Jakarta : Bina Rupa Aksara. Murwani, Retno. 2010. Pokok Bahasan Protein & Asam Nukleat. Semarang : UDS Riswiyanto. 2010. Kimia Organik. Jakarta : Erlangga Siahaan, Parsaoran dan Tri Windarti. 2007. Kimia Polimer. Semarang:UNDIP Sopyan, Iis. 2001. Kimia Polimer . Jakarta : Pradnya Paramita. Wardiyah. 2016. Modul Bahan Ajar Cetak Farmasi Kimia Organik. Jakarta : Kementrian Kesehatan Republik Indonesia.
