Elektrolit Kuat dan Elektrolit Lemah

Daya hantar listrik larutan elektrolit bergantung pada jenis dan konsentrasinya. Beberapa larutan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik dengan baik meskipun konsentrasinya kecil, larutan ini dinamakan elektrolit kuat. Sedangkan larutan elektrolit yang mempunyai daya hantar lemah meskipun konsentrasinya tinggi dinamakan elektrolit lemah.

Perhatikan hasil uji elektrolit yang ditunjukkan pada Gambar 8. Pada larutan elektrolit lampu yang digunakan menyala dan timbul gas pada elektrodanya. Beberapa larutan elektrolit dapat mengahantarkan listrik dengan baik sehingga lampu menyala terang dan gas yang terbentuk relatif banyak (Gambar 8a). Larutan ini dinamakan elektrolit kuat, beberapa elektrolit yang lain dapat menghantarkan listrik tetapi kurang baik, sehingga lampu nyala, redup atau bahkan tidak menyala dan gas yang terbentuk relatif sedikit. (Gambar 8b). Dari uraian di atas kita dapat golongkan larutan elektrolit menjadi dua macam, yaitu elektrolit kuat dan elektrolit lemah.

Larutan elektrolit kuat adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik dengan baik. Hal ini disebabkan karena zat terlarut akan terurai sempurna (derajat ionisasi ? = 1) menjadi ion-ion
sehingga dalam larutan tersebut banyak mengandung ion-ion. Sebagai contoh larutan NaCl. Jika padatan NaCl dilarutkan dalam air maka NaCl akan terurai sempurna menjadi ion Na⁺ dan Cl^-. Perhatikan reaksi berikut.

Dari reaksi diatas jika 100 mol NaCl dilarutkan dalam air akan terbentuk 100 mol ion Na⁺ dan 100 mol ion Cl^-. Jadi jika 100 mol NaCl dilarutkan akan terbentuk 200 mol ion.

Larutan elektrolit lemah adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik dengan lemah. Hal ini disebabklan karena zat terlarut akan terurai sebagian (derajat ionisasi ? << 1) menjadi ion-ion sehingga dalam larutan tersebut sedikit mengandung ion. Tabel berikut menggambarkan larutan-larutan yang termasuk elektrolit kuat, elektrolit lemah dan non elektrolit.

Sifat-sifat Asam, Basa dan Garam

Asam, basa dan garam merupakan zat kimia yang memiliki sifat-sifat yang dapat membantu kita untuk membedakannya. Karena pada umumnya asam bersifat masam dan basa berasa agak pahit. Akan tetapi rasa sebaiknya jangan dipergunakan untuk menguji adanya asam atau basa, karena Anda tidak boleh begitu saja mencicipi zat-zat kimia yang belum dikenal karena banyak diantaranya yang bersifat racun atau bersifat korosif.

1. Asam dan Basa dapat Dibedakan dari Rasa dan Sentuhan

Apa yang terdapat dalam pikiran Anda ketika mendengar kata asam? Apakah Anda berpikir pada suatu benda yang rasanya masam atau asam adalah suatu zat yang dapat membakar kulit Anda dan melarutkanlogam? Semua itu tergantung dari sifat khas beberapa asam.Pernahkah Anda membersihkan saluran yang tersumbat dengan pembersih saluran? Meminum obat anti maag (antasid) untuk mengatasi gangguan sakit perut dan merasakan licinnya sabun? Hal ini berarti Anda telah berpengalaman dengan sifat kimia basa.

Asam mempunyai rasa masam. Rasa masam yang kita kenal misalnya pada beberapa jenis makanan seperti jeruk, jus lemon, tomat, cuka, minuman ringan (soft drink) dan beberapa produk seperti sabun yang mengandung belerang dan air accu (Gambar 13). Sebaliknya, basamempunyai rasa pahit. Tetapi, rasa sebaiknya jangan digunakan untukmenguji adanya asam dan basa, karena beberapa asam dan basa dapat mengakibatkan luka bakar dan merusak jaringan.

Seperti halnya rasa, sentuhan bukan merupakan cara yang aman untuk menguji basa, meskipun Anda telah terbiasa dengan sentuhan sabun saat mandi atau mencuci. Basa (seperti sabun) bersifat alkali, bereaksi dengan protein di dalam kulit sehingga sel-sel kulit akan mengalami pergantian. Reaksi ini merupakan bagian dari rasa licin yang diberikan oleh sabun, yang sama halnya dengan proses pembersihan dari produk pembersih saluran.

Beberapa asam yang telah dikenal dalam kehidupan sehari-hari disajikan dalam Tabel 4.

Tabel 4. Beberapa Asam dan Basa Yang Telah Dikenal

Asam juga merupakan kebutuhan industri yang vital. Empat macam asam yang paling penting dalam industri adalah asam sulfat, asam fosfat, asam nitrat dan asam klorida. Asam sulfat (H2SO4) merupakan cairan kental menyerupai oli. Umumnya asam sulfat digunakan dalam pembuatan pupuk, pengilangan minyak, pabrik baja, pabrik plastik, obat-obatan, pewarna, dan untuk pembuatan asam lainnya. Asam fosfat (H3PO4) digunakan untuk pembuatan pupuk dan deterjen. Namun, sangat  disayangkan bahwa fosfat dapat menyebabkan masalah pencemaran di danau-danau dan aliran sungai.

Asam nitrat (HNO3) banyak digunakan untuk pembuatan bahan peledak dan pupuk. Asam nitrat pekat merupakan cairan tidak berwarna yang dapat mengakibatkan luka bakar pada kulit manusia. Asam klorida (HCl) adalah gas yang tidak berwarna yang dilarutkan dalam air. Asap HCl  dan ion-ionnya yang terbentuk dalam larutan, keduanya berbahaya bagi jaringan tubuh manusia.

Dalam keadaan murni, pada umumnya basa berupa kristal padat. Produk rumah tangga apa yang mengandung basa? Beberapa produk rumah tangga yang mengandung basa, antara lain deodorant, antasid, dan sabun. Basa yang digunakan secara luas adalah kalsium hidroksida, Ca(OH)2 yang umumnya disebut soda kaustik suatu basa yang berupa  tepung kristal putih yang mudah larut dalam air. Basa yang paling banyak digunakan adalah amoniak. Amoniak merupakan gas tidak berwarna dengan bau yang sangat menyengat,  sehingga sangat mengganggu saluran pernafasan dan paru-paru bila gas terhirup. Amoniak digunakan sebagai pupuk, serta bahan pembuatan rayon, nilon dan asam nitrat.

Entalpi dan Perubahan Entalpi (ΔH)

Entalpi (H) adalah jumlah energi yang dimiliki sistem pada tekanan tetap. Entalpi (H) dirumuskan sebagai jumlah energi yang terkandung dalam sistem (E) dan kerja (W).
H = E + W
dengan:
W = P × V
E = energi (joule)
W = kerja sistem (joule)
V = volume (liter)
P = tekanan (atm)
Hukum kekekalan energi menjelaskan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari bentuk energi yang  satu menjadi bentuk energi yang lain. Nilai energi suatu materi tidak dapat diukur, yang dapat diukur hanyalah perubahan energi (ΔE). Demikian juga halnya dengan entalpi, entalpi tidak dapat diukur, kita hanya dapat mengukur perubahan entalpi (ΔH).
ΔH = H_p – H_r
dengan:
ΔH = perubahan entalpi
H_p = entalpi produk
H_r = entalpi reaktan atau pereaksi
a. Bila H produk > H reaktan, maka ΔH bertanda positif, berarti terjadi penyerapan kalor dari lingkungan ke sistem.
b. Bila H reaktan > H produk, maka ΔH bertanda negatif, berarti terjadi pelepasan kalor dari sistem ke lingkungan.

Secara matematis, perubahan entalpi (ΔH) dapat diturunkan sebagai berikut.
H = E + W (1)
Pada tekanan tetap:
ΔH = ΔE + PΔV (2)
ΔE = q + W (3)
W_sistem = –PV (4)
Substitusi persamaan (3) dan (4) dalam persamaan (2):
H = (q + W) + PΔV
H = (q – PΔV) + PΔV
H = q
Jadi, pada tekanan tetap, perubahan entalpi (ΔH) sama dengan kalor (q) yang diserap atau dilepas (James E. Brady, 1990).
Macam-macam reaksi kimia berdasarkan kalor yang dibebaskan/kalor yang diserap (Martin S. Silberberg, 2000):
a. Reaksi kimia yang membutuhkan atau menyerap kalor disebut reaksi endoterm.
Contoh:
Reaksi pemutusan ikatan pada molekul unsur H₂ adalah:
H₂ → 2 H ΔH = +a kJ
Reaksi endoterm dengan ΔH bertanda positif (+).
b. Reaksi kimia yang membebaskan kalor disebut reaksi eksoterm.
Contoh:
Reaksi pembentukan ikatan pada molekul unsur H₂ adalah:
2H → H₂ ΔH = –a kJ
Reaksi eksoterm dengan ΔH bertanda (–).
Diagram entalpi (diagram tingkat energi)

Cerpen Kimia: Nikel Aliansi Para Logam

“Na..na…na…!! hmm…hmm….hmm…!!”gumam Nikel (Ni) pelan sambil berjalan hilir mudik didepan Besi (Fe) dan Krom (Cr). Mereka bertiga sedang menunggu manusia untuk membantunya membuat campuran logam tahan asam atau yang disebut Nikrom.

“Nikel..! kau bisa diam tidak? Dari tadi jalan terus hilir mudik kayak setrikaan, bentar lagi kita kan mau bantu manusia buat….apa sih?Krom! manusia tadi bilang apa ya, aku lupa lagi, kita-kita ini mau dipadukan lalu namanya perpaduan kita itu apa lupa lagi?”teriak Besi

“Campuran logam tahan asam! itu yang disebut Nikrom” jawab Krom

“Iya, itu…Nikrom, kau duduklah sebentar Nik, jangan hilir mudik mulu”

“Besi, aku gugup…aku kan baru sekarang mau dipadukan dengan kau dan si Krom, kalau dengan Tembaga dalam membuat koin/Monel aku sering” sahut Nikel (Ni)

“Iya duduk dulu, sebentar lagi manusia-manusia itu datang, tumben kau merasa gugup, biasanya juga kalau denganku bantu manusia membuat sendok makan biasa aja tuh” balas Besi

“Itukan sering Besi! Mendadak rewel sih kau ini, tapi ngomong-ngomong kau berapa % sih nyumbang tubuhmu buat Nikrom itu?”tanya Nikel sambil berhenti melangkah dan menatap kearah Besi

“Aku, Cuma 25%” sahut Besi balik menatap

“Kau Krom?berapa %?”Tanya Nikel lagi pada Krom

“15%lah ngapain banyak-banyak?”jawab Krom (Cr)

“Berarti aku yang paling banyak 60%”

“Gak papalah buat Monel juga kau 60% kan daripada Tembaga yang 40%, amal…nik,amal!”teriak Besi

“Amal sih amal, tapi lama-lama aku bisa habis juga”

“Mang sejak kapan sih, kau suka jadi aliansi para logam?”Krom yang bertanya

“Ya sejak manusia bernama Axel Crostedt tahun1751 menemukanku, sejak saat itu aku banyak diburu, selain pelapis logam tahan karat tentunya, aku bersama Tembaga memulai karier cie…karier, jadi mata uang di Amerika serikat dan Switzerland” jawab Nikel

“Wah, enak dong pernah  jadi mata uang negara Adi kuasa” komentar Krom

“Itu dulu, waktu jadi mata uang syiling ya, secara dia itu putih mengkilat ha..ha…” ejek Besi

“Gak bosan apa jadi aliansi para logam terus?” tanya Krom lagi

“Enggak sih, tapi selain jadi aliansi para logam sekali-kali aku juga suka jadi katalis reaksi adisi H₂ dalam membantu manusia membuat mentega atau margarin”

“Oya, enak ya, tapi manusia-manusia itu pada kemana ya?kok belum datang juga sih?”kata Krom sambil berdiri melirik kesana kemari

“Iya nih, padahal ditempatku rasanya suhunya sudah mencapai 3005K, aku bisa mendidih nih” kata Nikel

“Ah masa, ditempatku adem-adem aja tuh” sahut Besi masih duduk acuh tak acuh

“Ya sudah, bagaimana kalau kita pulang dulu kerumah masing-masing entar kita kumpul lagi disini, oya Nik, aku tidak tahu rumahmu, bagaimana nanti menghubunginya?” Tanya Krom lagi

“Gampang Rumahku dekat Paladium sama Platina kok, jemput aja entar di kampung Sistem Periodik Unsur di gang 4 blok VIIIB nomor rumah 28” jawab Nikel

“Masih seblok sama aku, entar sama-sama aja lah jemputnya” sahut Besi lagi

“Boleh, oya aku lupa kata manusia selain membuat Nikrom kita juga kedepannya ada rencana buat baja Stainless Steel “sahut Krom

“Buat apa baja kayak gitu?” Tanya Besi

“Katanya sih buat pembuatan rel kereta api, senapan dan thank”

“Oh, ya sudah, aku juga mau membantu manusia membuat campuran logam electroplating dulu, nanti jangan lupa ya Krom jemput aku” kata Nikel

“Oke nik, selamat bertugas!”

Peran Ahli Kimia dalam Ilmu Kedokteran Molekuler

Perkembangan ilmu kedokteran dunia pada umumnya dan di Indonesia pad khususnya memasuki kajian dalam tingkat molekuler.

Ilmu kedokteran molekuler dapat diartikan sebagai ilmu yang mempelajari dasar molekuler berbagai penyakit. Berbagai kajian molekuler ilmu kedokteran diantaranya adalah Stem Cell, Rekayasa genetik dan salah satu diantarannya adalah Herbal. Herbal yang merupakan produk alami banyak dikaji mekanisme molekuler dalam mengobati penyakit. Sudah menjadi rahasia umum bahwa herbal indonesia dan herbal dari negara lain sudah terbukti mampu mengobati berbagai penyakit seperti diabetes, kanker, leukimia, thalassemia dll. Hanya saja mekanisme kerja senyawa aktif maupun crude ekstrak dari herbal tersebut dalam dunia kedokteran belum banyak diketahui. Publikasi internasional tentang mekanisme molekuler herbal yang berasal dari Indonesia belum sebanyak di negara lain. Itu yang menjadi alasan mengapa herbal Indonesia yang kalah bersaing di pasaran dibandingkan dengan herbal dari Cina misalnnya.

Dalam kedokteran molekuler para penelitinya yang sebagian besar berasal dari fakultas kedokteran memiliki keterbatasan dalam kemampuan menganalisis herbal. Pada umumnya para dosen di Fakultas Kedokteran beharap akan ada mahasiswa dengan latar belakang kimia atau farmasi yang mampu mengeksktrak crude maupun senyawa aktif berbagai herbal. Mereka akan membandingkan kinerja senyawa aktif dari produk alami dengan produk sintetik. Atau mengkombinasikan keduanya. Sebagai contoh adalah dalam pengobatan kanker. Ada kombinasi dengan senyawa turunan terpenoid yang merupakan produk alami dengan siRNA yang merupakan senyawa sintetik.

Untuk lebih jelasnya kita dapat mengkaji mekanisme molekuler penyakit kanker oleh herbal X misalnya. Herbal X yang mengandung senyawa aktif Y misalnya mampu menekan resiko kanker pada stadium tertentu melalui mekanisme A sedangkan siRNA mampu menekan melalui mekanisme Y sehingga penyebaran kanker akan lebih dapat dikurangi. Herbal pada umumnya mampu memicu sel kanker untuk membunuh dirinya sendiri yang dikenal dengan istilah Apoptosis. Jadi sering terjadi kesalahpahaman pada masyarakat umum bahwa herbal tertentu mampu mengobati berbagai penyakit kanker. Itu boleh jadi benar tapi pasti tidak tepat. Benar bukan berarti tepat. Contoh wortel baik untuk mata. Dengan asumsi kelinci yang makan wortel tidak pernah pakai kacamata, Itu benar tapi tidak tepat.

Begitu pula dengan herbal pengobat kanker. Senyawa aktif yang baik untuk kanker payudara belum tentu baik untuk kanker prostate misalnya. Mekanisme kerjanya berbeda. Dalam skala molekuler invitro dikenal dengan IC50 cell lines. Dalam mekanisme molekuler apoptosis sel kanker dikenal dengan mekanisme molekuler intrinsik dan mekanisme molekuler ekstrinsik atau kombinasi keduanya. Ini yang sekarang banyak dikaji apapun jenis kankernya. Lihat gambar dibawah

Apotosis Mechanism pathway

Gen P53 sesuai dengan namanya adalah gen yang proteinnya memiliki berat molekul 53 kilodalton. Gen p53 akan terpacu ekspresinya bila terjadi kerusakan DNA. Pada awaknya p53 akan menghambat replikasi sel sehingga sistem perbaikan DNA mempunyai peluang untuk memperbaiki kerusakan yang terjadi. Namun apabila kerusakan tersebut tak dapat diperbaiki, maka p53 akan memicu apoptosis. Jadi dalam hal ini apoptosis merupakan backup mechanisme sekiranya mutasi tak berhasil diperbaiki oleh sistem perbaikan DNA. Pengaruh senyawa aktif dari herbal misalnya akan tampak pada salah satu atau keduanya pada level RNA dan protein. Tetapi perlu diingat untuk menuju gen p53 akan banyak tahap mekanisme yang perlu dikaji. Demikian kajian singkat tentang peran ahli kimia dalam kedokteran molekuler dengan kanker sebagai salah satu contohnya.Akhir kata semoga para ahli kimia apapun latar belakangnya apakah itu kimia analitik, kimia fisik, organik dan biokimia akan mampu berperan dalam kedokteran molekuler.

Glycoproteins Dibuat Sesuai Susunannya

Diadaptasi dari Nat. Chem. Biol.

N-Glycosylation Rekayasa, pada teknik baru, secara metabolikal mengganti E. colidengan menghasilkan hexasaccharide terhubung dengan lipid. Dua enzim C. jejuniterekayasa (merah muda dan hijau) menempel pada protein (biru) pada periplasma (antara cytoplasmic dan membran sel). Pada in vitro, glycans menghiasi dan glycan yang dibuat ditambahkan secara enzimatikal.

Bottom of Form

Sebuah tim internasional untuk pertama kalinya telah mengolah tipe N-glycoprotein homogen yang dihasilkan oleh organisme eukaryotic, termasuk didalam manusia, dari prokaryotes. Pada molekul protein tersebut, gula bercabang dari komposisi seragam dihubungkan pada arginines khusus.

Pekerjaan ini dapat mengarahkan pada pengobatan antibodi monoclonal dengan potensi yang berkembang dengan sedikit efek samping serta dapat memudahkan studi tentang efek biologis dari protein berbeda pada pola glycosylation-nya, yang memainkan fungsi penting yang masih belum sepenuhnya dapat dipahami.

Beberapa kelompok telah mencoba untuk menghasilkan N-glycoproteins (N-glycans) pada bakteri, yang secara tipikal tidak meng-glycosylate protein mereka. Seorang mikrobiologist yaituMarkus Aebi pada Swiss Federal Institute of Technology, Zurich, dan para rekan kerjanya sebelumnya telah merekayasa Escherichia colidengan gen dari Campylobacter jejuni, bakterium yang menyebabkan gastroenteritis yang tidak biasa mempunyai kemampuan untuk meng- glycosylate proteinnya. Namun rekayasa E. coli yang membuat glycoproteins dengan suatu immunogenik C. jejuni glycan serta gula bacillosamine yang tidak biasa dan tidak diinginkan terhubung pada protein.

Sekarang ini, Aebi, seorang spesialis protein glycosylation yaitu Lai-Xi Wang pada University of Maryland School of Medicine, dan rekan kerjanya melaporkan untuk pertama kalinya bahwa E. colidapat direkayasa dengan gen C. jejuni untuk membuat bacillosamine yang bebas N-glycoproteins dimana dapat dielaborasikan secara enzimatik kedalam nonimmunogenic eukaryote bertipe N-glycoproteins dengan glycans terkostumasi (Nat. Chem. Biol., DOI: 10.1038/nchembio.314). Mereka melakukan ini dengan memproduksi N-glycoproteins pada C. Jejuni dalam sel rekayasa E. coli, memurnikan mereka, lalu menukar glycans mereka bagi eukaryotic.

N-glyco­proteins homogen dapat juga dibuat dengan cara lain, seperti sintesis kimiawi atau dengan ekspresi pada ragi rekayasa. Akan tetapi sintesis kimiawi sangatlah menantang dan membutuhkan waktu. Serta Aebi dan Wang mempercayai pendekatan bakterial akan sangat cepat, dan menghasilkan lebih tinggi dari pada menciptakan mereka pada peragian, yang mana eukaryotes.

Seperti contoh, ragi telah direkayasa secara berbeda bagi tiap-tiap tipe glycan (glycoform), diman metode barunya “akan memiliki tingkat fleksibilitas untuk menghasilkan serangkaian glycoforms homogen dengan menggunakan satu tipe E. Coli terekayasa,” kata Wang. “Lebih lanjut, hal ini juga akan menghasilkan glycoforms tidak alamiah dimana sistem raginya tidak mampu untuk memproduksi.” Pendekatan ragi ini dikontrol oleh Merck & Co. Sebagai suatu hasil dari akuisisi pada tahun 2006 dari perusahaan biotech GlycoFi, yang mengembangkannya.

Seorang spesialis bakterial N-glycosylation yaitu Christine M. Szymanski pada University of Alberta, di Edmonton, mengatakan bahwa studi baru ini menunjukkan  “seseorang yang untuk pertam kalinya telah mampu menggunakan suatu sistem bakterial untuk mensintesis eukaryotic homogen N-yang terhubung dengan glycoprotein. Ada sistem yang lainnya telah digunakan untuk hal ini, namun mereka menghadapi permasalahan. Yang satu ini menunjukkan janji yang banyak namun memerlukan pengembangan lebih lanjut untuk membuat sistemnya memungkinkan secara komersil.”