Unsur Karbon Bukan Berasal dari Big Bang

Teori terbentuknya alam semesta yang saat ini dipercaya dan telah memiliki banyak bukti pendukung adalah teori ledakan besar (Big Bang). Namun pertanyaan besar masih muncul mengenai misteri terbentuknya kehidupan di Bumi setelah terjadinya Big Bang. Telah diketahui bahwa sebenarnya Big Bang tidak memproduksi karbon secara langsung. Lalu bagaimanakah unsur karbon terbentuk sehingga menghasilkan bentuk kehidupan berbasis karbon di Bumi? Pertanyaan itulah yang menjadi dasar riset tim peneliti dari North Carolina State University. Tim ini menggunakan simulasi superkomputer untuk mendemonstrasikan bagaimana karbon terbentuk di bintang untuk membuktikan sebuah teori lama. Lebih dari 50 tahun yang lalu, seorang astronom bernama Fred Hoyle berhipotesis bahwa isotop karbon-12 (C-12) dapat terbentuk dari tiga atom helium-4 (He-4) atau partikel alfa yang bergabung di dalam inti bintang. Namun, ketiga partikel alfa itu sulit untuk berkombinasi membentuk karbon. Sehingga dari hipotesisnya tersebut, Hoyle beranggapan bahwa terbentuk isotop karbon-12 dengan keadaan energi yang berbeda sehingga memungkinkan terbentuknya karbon di dalam inti bintang. Keadaan baru ini disebut sebagai “keadaan Hoyle”. Eksperimen terakhir menunjukkan bahwa teori tersebut benar namun simulasi pembentukan karbon dari partikel alfa masih belum berhasil. Fisikawan NCSU, Dean Lee bersama koleganya dari Jerman Evgeny Epelbaum, Hermann Krebs, dan Ulf-G. Meissner telah mengembangkan suatu metode baru yang menjelaskan seluruh cara yang mungkin agar proton dan neutron dapat berikatan satu sama lain di dalam inti. Metode ini disebut sebagai “teori medan efektif” yang diformulasi dari kisi bilangan kompleks. Bilangan kompleks merupakan bilangan yang terdiri atas bilangan real dan imajiner. Bentuk umum persamaan bilangan kompleks mengandung unit imajiner (i) yaitu akar kuadrat –1. Persamaan yang menggunakan bilangan kompleks tidak dapat menghasilkan solusi apabila hanya digunakan bilangan real saja atau bilangan imajiner saja. Persamaan matematis yang mengandung bilangan kompleks biasanya digambarkan dalam diagram Argand. Diagram ini memuat sumbu-x sebagai bilangan real dan sumbu-y sebagai bilangan imajiner, serta daerah di antaranya disebut bidang kompleks. Dengan pemodelan yang menggunakan analisis kompleks ini, peneliti dapat mensimulasikan interaksi antar partikel. Ketika peneliti menempatkan 6 proton dan 6 neutron pada kisi kubus dalam simulasi superkomputer tersebut, isotop karbon-12 dalam keadaan Hoyle terbentuk. Melalui hasil tersebut disimpulkan bahwa simulasi ini valid dan terbukti dapat menjelaskan pembentukan karbon. Dengan menggunakan simulasi superkomputer berbasis bilangan kompleks ini, persamaan yang menggambarkan keadaan Hoyle pada pembentukan karbon-12 di dalam inti bintang dapat dicari. Selain itu, simulasi ini juga dapat menjelaskan bagaimana unsur karbon terbentuk dan kehidupan berbasis karbon di Bumi berawal.

Menuai Bahan Bakar Alternatif dari Sampah Kebun

Tidak dapat dipungkiri bahwa hingga saat ini, bahan bakar fosil merupakan bahan bakar yang paling luas dan paling sering digunakan oleh seluruh manusia di dunia ini. Penggunaan jenis bahan bakar ini semakin lama semakin tinggi, seiring dengan meningkatnya aktivitas dan jumlah penduduk bumi ini. Kenyataan itulah yang membuat dunia sekarang berada pada dua ancaman sekaligus: pemanasan global yang terus meningkat sekaligus kelangkaan sumber energi masa depan akibat berkurangnya bahan bakar fosil. Beberapa solusi pun mulai ditawarkan oleh para ilmuwan. Salah satu yang paling efektif dan ramai diperbincangkan adalah penggunaan bahan bakar alternatif. Bahan bakar alternatif yang ramai diteliti para ilmuwan saat ini biasanya berasal dari sumber yang terbarukan atau tidak dapat habis seperti cahaya matahari, air, angin, panas bumi, dan biomassa. Hingga saat ini umumnya penelitian mengenai pemanfaatan terhadap sumber energi terbarukan tersebut cukup banyak, namun belum seluruhnya efektif dan efisien. Suatu terobosan ilmiah terbaru berhasil ditemukan sebuah tim riset yang terdiri atas para insinyur teknik kimia dari University of Massachusetts Amherst berhasil mengembangkan suatu mesin yang dapat memproduksi berbagai macam senyawa hidrokarbon dengan bahan baku minyak pirolisis sampah kebun atau sejenisnya. Ya, sampah kebun seperti kayu, ranting, cabang, kulit pohon, rumput-rumput, dedaunan, dan bagian tumbuhan lainnya merupakan sumber alami biomassa yang mengandung banyak selulosa dan minyak bio. Suatu proses pirolisis terhadap biomassa seperti ini dapat mengekstrak minyak bio yang terkandung di dalamnya untuk selanjutnya dapat diolah kembali menjadi berbagai senyawa hidrokarbon. Pirolisis merupakan dekomposisi termal bahan-bahan organik tanpa keberadaan oksigen, sehingga bahan organik yang terkandung di dalamnya tidak teroksidasi. Tim peneliti tersebut telah berhasil membuat mesin yang dapat memproduksi berbagai senyawa hidrokarbon secara lebih efektif dan efisien dari minyak bio hasil pirolisis karena dapat menhasilkan rendemen produk yang lebih tinggi. Senyawa yang dihasilkan antara lain benzena, toluena, xilena, berbagai senyawa olefin (alkena), dan senyawa alkohol (seperti metanol dan etanol). Senyawa-senyawa hidrokarbon tersebut dapat digunakan sebagai bahan baku kimia maupun sebagai sumber energi alternatif. Tim ini memperkirakan jika seluruh industri kimia di dunia dapat menggunakan senyawa biopirolisis yang dihasilkan mesin ini daripada menggunakan bahan bakar fosil akan terjadi penghematan hingga USD 400 milyar setiap tahunnya. Suatu jumlah yang sangat besar. Hasil penelitian ini tentu dapat memberi nilai tambah terhadap sampah-sampah organik yang ada di kebun pekarangan rumah kita ataupun di lingkungan lain yang serupa. Selain dapat diubah menjadi pupuk kompos, sampah tersebut juga dapat menghasilkan berbagai senyawa kimia yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku produk kimia maupun sumber energi alternatif.

Dunia Tak Lagi Butuh Energi Fosil

Sekiranya hal itulah yang dapat dikatakan dari hasil studi terbaru yang dirilis oleh tim riset yang dipimpin oleh Mark Z. Jacobson dari Stanford University. Hal tersebut dapat dicapai dengan mengkonversi seluruh jenis penggunaan bahan bakar fosil dengan sumber energi terbarukan dan bersih, dengan begitu dunia dapat meninggalkan bahan bakar fosil. “Berdasarkan penemuan kami, sebenarnya tidak ada kendala dari segi ekonomi dan teknologi,” kata Jacobson, yang merupakan professor teknik sipil di institusi tersebut. “yang menjadi pertanyaan adalah dari segi aspek sosial dan politik.” Ia dan Mark Delucchi dari University of California-Davis telah menulis dua bagian makalah yang dipublikasikan pada Energy Policy, dimana mereka menilai harga, teknologi, dan materi yang dibutuhkan untuk mengubah dunia berdasarkan rancangan yang mereka buat. Dunia yang mereka impikan akan sangat bergantung kepada listrik. Rancangan mereka membutuhkan energi angin, air dan cahaya matahari sebagai sumber energi, dengan energi angin dan matahari berkontribusi sekitar 90% dari total energi yang dibutuhkan dunia. Energi geotermal dan hidroelektrik (energi listrik yang berasal dari energi potensial air) masing-masing menyumbangkan 4% dari total energi yang dibutuhkan, dan 2% sisanya akan berasal dari energi ombak dan gelombang pasang-surut. Kendaraan, kapal, dan kereta akan ditenagai oleh listrik dan sel bahan bakar hidrogen. Pesawat terbang dapat menggunakan bahan bakar hidrogen cair. Rumah-rumah dapat menggunakan pendingin atau pemanas ruangan bertenaga listrik, tidak lagi gas alam atau batubara. Proses komersial dan indutri dapat menggunakan hidrogen atau listrik. Hidrogen dapat dihasilkan dari elektrolisis air. Maka dari itu, energi angin, air, dan matahari akan mendominasi energi dunia. Salah satu keuntungan yang dapat diperoleh dari rancangan yg dibuat Jacobson dan Delucchi ini adalah reduksi kebutuhan energi dunia hingga 30% dibandingkan dengan pembakaran bahan bakar fosil. Listrik dan penggunaan sel bahan bakar hidrogen jauh lebih efektif dan efisien dibandingkan pembakaran bahan bakar fosil. Kendala yang paling nyata untuk mewujudkan rancangan ini adalah material yang dibutuhkan untuk membangun instalasi panel surya dan turbin angin. Diperlukan berbagai jenis logam dalam jumlah yang cukup besar, seperti besi, nikel, tembaga, aluminium, kromium dan bahkan logam langka seperti platina. Selain itu dalam mewujudkan infrastruktur generator angin yang ideal dibutuhkan lahan yang luas untuk menyediakan jarak agar tidak terjadi interferensi dan turbulensi angin yang digunakan. “Tetapi rancangan ini sangat mungkin untuk dilaksanakan, bahkan tanpa perlu menggunakan teknologi terbaru. Kita sangat membutuhkan keputusan kolektif tentang bagaimana masa depan dunia yang kita inginkan sebagai masyarakat dunia,” kata Jacobson. Bagaimanapun rancangan ini sangatlah revolusioner dan merupakan solusi yang baik dalam berbagai permasalahan energi dunia.

Evolusi Mikroorganisme di Laut Mati

Mikrobiologis dari Institute of Biology II University of Freiburg telah menemukan suatu jalur metabolisme sentral dari mikroorganisme yang sebelumnya tidak diketahui. Mikroorganisme ekstremofil (extremophile) atau mikroorganisme yang biasa hidup di tempat-tempat ekstrem ini menggunakan jalur metabolisme ini untuk dapat bertahan hidup di tempat-tempat ekstrem seperti halnya Laut Mati yang salinitasnya sangat tinggi. Bertentangan dengan anggapan yang popoler di masyarakat, Laut Mati tidaklah mati. Laut Mati yang berada di antara Yordania dan Israel ini berisi berbagai macam populasi mikroorganisme. Kebanyakan mikroorganisme ini termasuk dalam kelompok archaea yang toleran terhadap kadar garam tinggi. Archaea merupakan salah satu bentuk kehidupan yang paling awal terbentuk di muka bumi dan mampu bertahan hidup pada kondisi ekstrem. Tim riset di Freiburg yang dikepalai oleh Dr. Ivan Berg telah mempelajari proses metabolisme mikroorganisme ini yang sebelumnya selalu dihindari oleh ahli biologi evolusi. Ilmuwan telah lama mengetahui bahwa archaea yang toleran terhadap salinitas tinggi menggunakan berbagai macam senyawa organik sebagai sumber nutrisi mereka yang kemudian digunakan untuk mensintesis pelindung dinding sel dan vitamin yang teraktivasi asam asetat (asetil koenzim A). dengan menggunakan mikroorganisme Haloarcula marismortui sebagai model, Dr. Ivan Berg bersama koleganya di Freiburg Dr. Maria Khomyakova, Özlem Bükmez, Lorenz Thomas, dan Dr. Tobias Erb telah berhasil menguraikan secara detil jalur metabolisme mikroorganisme tersebut. Kabar terbaru dari jurnal Science, para peneliti menjelaskan bagaimana mereka dapat mengetahui keseluruhan siklus reaksi, termasuk seluruh intermediet yang terbentuk, dengan berbagai bantuan metode biokimia dan mikrobiologi. Tim ini memberi nama jalur metabolisme lengkap ini sebagai “siklus metilaspartat” setelah mengkarakterisasi zat antara yang penting dalam siklus tersebut. Grup riset Freiburg ini belum mengetahui awal terjadinya jalur metabolisme seperti ini dan diperkirakan merupakan salah satu bentuk evolusi dari pendahulunya yang harus menemukan jalur metabolisme tersendiri demi beradaptasi dengan habitatnya yang berkadar garam sangat tinggi. Para peneliti ini juga terkejut saat menemukan bahwa gen leluhur archaea yang mengandung informasi jalur metabolisme ini didapat dari mikroorganisme lain. Fenomena transfer gen antar-organisme ini sekarang biasa dikenal sebagai “transfer gen bercabang”. Bagaimanapun, ilmuwan belum mengobservasi gen terdahulu yang mengandung informasi siklus metilaspartat dan digolongkan sebagai jalur metabolisme yang benar-benar baru. Kemungkinan, rekombinasi gen lelulur archaea mengarah kepada jalur metabolisme ini. Para peneliti menyatakan bahwa lebih sulit untuk menemukan sebuah gen baru dibandingkan dengan mengkombinasikan gen-gen yang sudah ada.

Tembakau Untuk Penderita Diabetes

Bidang pertanian saat ini menghasilkan perkembangan bioteknologi molekular yang pesat, yang dapat menawarkan cara yang lebih murah daripada pembuatan vaksin dan obat tradisional melalui pabrik. Para ilmuwan telah menemukan tembakau yang menyehatkan setelah memodifikasi faktor genetiknya. Tembakau ini dapat digunakan untuk mengobati diabetes tipe 1. Peneliti Eropa mengatakan telah menghasilkan tembakau yang mengandung senyawa anti-inflamasi (anti-peradangan) yang disebut interleukin-10 (IL-10) yang dapat membantu pasien diabetes tipe 1 yang masih menggantungkan insulin. Sejumlah perusahaan kimia pertanian, termasuk Bayer dan Syngenta, telah mencari cara untuk membuat kompleks protein dalam tanaman obat-obatan, meskipun membutuhkan proses yang lambat. Pada saat ini, kebanyakan obat-obatan dan vaksin diproduksi melalui kultur sel dan kultur jaringan. Namun, Mario Pezzotti dari Universitas Verona, yang memimpin studi tentang tembakau yang diterbitkan dalam jurnal BMC Biotechnology, percaya bahwa tembakau tumbuh lebih efisien semenjak tanaman dunia memiliki biaya rendah untuk menghasilkan protein obat. Berbagai jenis tanaman telah dipelajari oleh sejumlah ilmuwan di seluruh dunia, tetapi tembakau merupakan tanaman yang paling digemari dalam hal riset. “Tembakau adalah tanaman yang fantastis karena mudah mentransformasi genetik dan dengan mudah dapat mempelajari seluruh tanaman dari satu sel,” ungkap Pezzotti. Kelompoknya bekerja dan menaruh minat terhadap tembakau raksasa, yaitu Philip Morris, yang mendukung konferensi tanaman berbasis obat di Verona pada bulan Juni. Pezzotti dan koleganya – yang menerima dana untuk penelitiannya dari Uni Eropa – sekarang berencana untuk megujicobakan tanaman tersebut ke tikus yang memiliki penyakit autoimmune untuk mengetahui responnya. Selanjutnya, mereka ingin menguji apakah pengulangan dosis kecil dapat membantu mencegah penyakit kencing manis pada orang, ketika diberikan bersamaan dengan senyawa lain yaitu glutamic acid decarboxylase (GAD65), yang juga telah diproduksi di tanaman tembakau. Diamyd, perusahaan bioteknologi di Swedia sudah menguji secara konvensional vaksin GAD65 terhadap penderita diabetes dalam masa uji coba klinis. Bidang pertanian molekuler belum menghasilkan produk komersial pertama, walaupun Israel Protalix BioTherapeutics telah melakukan uji klinis lanjutan pada enzim untuk pengobatan penyakit Gaucher yang dihasilkan melalui kultur sel wortel. Protalix rencana untuk mengirimkan obatnya untuk persetujuan dari Amerika Serikat dan Israel.

Sabtu, 04 Februari 2012

Sifat-Sifat Klorida Unsur Periode 3


Ditulis oleh Ramadhan wahyu
Halaman ini membahas struktur klorida unsur periode 3 (natrium sampai sulfur), sifat-sifat fisikanya dan reaksinya dengan air.
Klor dan argon tidak dibahas – tidak ada artinya kita membahas "kloro klorida", dan argon tidak dibahas karena tidak membentuk klorida.

Ringkasan

Klorida

Klorida yang akan dibahas adalah:

NaClMgCl2AlCl3SiCl4PCl5S2Cl2




PCl3
Ada tiga klorida sulfur, tetapi hanya satu yang disebutkan berdasarkan silabus di UK (untuk tingkat A atau yang sederajat) yaitu S2Cl2.
Seperti yang akan anda lihat nanti, aluminium klorida dalam beberapa kondisi berupa dimer, Al2Cl6.

Struktur

Natrium klorida dan magnesium klorida merupakan molekul ionik (berikatan ion) dan terdiri dari kisi-kisi ion raksasa pada temperatur kamar.
Aluminium klorida dan fosfor(V) klorida rumit! Keduanya mengalami perubahan struktur dari ionik menjadi kovalen pada saat padatannya berubah menjadi cair atau uap. Ada penjelasan mengenai hal ini pada halaman berikutnya.

Titik leleh dan titik didih

Natrium dan magnesium klorida merupakan padatan dengan titik leleh dan titik didih yang tinggi karena banyaknya panas yang dibutuhkan untuk memecah daya tarik ionik yang kuat.
Sisanya (selain natrium dan magnesium klorida) merupakan cairan atau padatan dengan titik leleh yang rendah. Kita lewati aluminium klorida dan fosfor(V) klorida yang cukup rumit, molekul yang lain mempunyai daya tarik intermolekuler yang lebih lemah seperti gaya dispersi van der Waals. Hal ini mengubah ketergantungan pada ukuran dan bentuk molekul, tetapi akan selalu jauh lebih lemah dari ikatan ionik.

Konduktivitas elektrik

Natrium dan magnesium klorida merupakan molekul ionik dan leburannya dapat mengalami elektrolisis pada saat meleleh. Sifat listriknya disebabkan oleh gerakan ion-ion dan muatannya pada elektroda.
Pada contoh aluminium klorida dan fosfor(V) klorida, padatannya tidak dapat menghantarkan listrik karena ion-ionnya tidak dapat bergerak bebas. Dalam bentuk cair (bentuk ini dapat diperoleh – keduanya menyublim pada tekanan normal), keduanya berubah menjadi bentuk kovalen, yang juga tidak menghantarkan listrik.
Klorida-klorida yang lain tidak dapat menghantarkan listrik baik sebagai padatan maupun leburan karena tidak memiliki ion ataupun elektron yang dapat bergerak.

Reaksi dengan air

Sebagai perkiraan, klorida ionik sederhana (natrium dan magnesium klorida) larut dalam air.
Klorida-klorida lain bereaksi dengan air dengan berbagai cara yang masing-masing akan dijelaskan. Reaksi dengan air dikenal dengan hidrolisis.

Masing-masing klorida

Natrium klorida, NaCl

Natrium klorida merupakan senyawa ionik sederhana yang terdiri dari susunan raksasa ion natrium dan klorida.
Gambaran kecil dari kisi natrium klorida terlihat seperti ini:
Secara normal dapat digambarkan dalam bentuk pecahan:
Daya tarik yang kuat antara ion positif dan negatif memerlukan banyak energi panas untuk memecahnya, sehingga natrium klorida memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi.
Natrium klorida dalam bentuk padatan tidak dapat menghantarkan listrik karena tidak memiliki elektron dan ion-ion yang dapat bergerak bebas. Namun demikian lelehannya dapat mengalami elektrolisis.
Natrium klorida mudah larut dalam air menghasilkan larutan netral.

Magnesium klorida, MgCl2

Magnesium klorida juga merupakan senyawa ionik, tetapi dengan pengaturan ion-ion yang lebih rumit karena jumlah ion kloridanya dua kali lebih banyak dari ion magnesium.
Sama dengan natrium klorida, panas yang dibutuhkan untuk mengatasi daya tarik diantara ion-ion juga besar, sehingga titik leleh dan titik didihnya juga tinggi.
Magnesium klorida padat bukan konduktor listrik karena ion-ionnya tidak bergerak bebas. Namun demikian, dapat mengalami elektrolisis jika ion-ionnya menjadi bebas karena meleleh.
Magnesium klorida larut dalam air menghasilkan larutan asam lemah (pH = kira-kira 6).
Jika ion magnesium dipecah dari kisi padatannya dan berubah menjadi larutan, ada daya tarik yang cukup antara ion-ion 2+ dan molekul air untuk membentuk ikatan koordinasi (kovalen dativ) antara ion magnesium dan pasangan elektron bebas di sekitar molekul air.
Ion heksaakuamagnesium terbentuk, [Mg(H2O)6]2+.

Ion ini bersifat asam – tingkat keasamannya tergantung pada berapa banyak elektron dalam molekul air yang didorong ke arah logam sebagai ion pusat. Hidrogen menjadi lebih positif dan lebih mudah ditarik oleh basa.
Pada contoh magnesium, banyaknya perubahan sangat kecil, dan hanya dalam proporsi yang kecil dari atom hidrogen yang diambil oleh basa – pada contoh ini, oleh molekul air dalam larutan.

Catatan:  alasan penanda warna adalah untuk mencoba menghindari kekeliruan antara molekul air yang menempel pada ion dengan molekul air dalam larutan.
Keberadaan ion hidroksonium dalam larutan menyebabkannya terlalu asam. Faktanya ion-ion hidroksonium itu tidak terbentuk (posisi kesetimbangan bergeser ke kiri), artinya larutan hanya sebagai asam lemah.
Anda dapat juga mengubah persamaan terakhir dalam bentuk yang disederhanakan:

Ion-ion hidrogen dalam larutan merupakan ion-ion hidroksonium. Jika anda menggunakan bentuk ini, perlu dituliskan bentuk/wujudnya.

Aluminium klorida, AlCl3

Elektronegativitas meningkat dalam satu periode, sampai pada aluminium perbedaan elektronegativitas antara aluminium dan klorida tidak cukup untuk membentuk ikatan ion sederhana.
Menjadi lebih sulit karena struktur aluminium klorida berubah dengan naiknya temperatur.
Pada temperatur kamar, aluminium dalam aluminium klorida berkoordinasi 6. Artinya tiap aluminium dikelilingi oleh 6 klor. Strukturnya merupakan kisi ionik – meskipun dengan banyak karakter kovalen.
Pada tekanan atmosfer normal, aluminium klorida menyublim (berubah dari padat menjadi uap) pada sekitar 180°C. Jika tekanan dinaikkan 2 atmosfer, akan meleleh pada temperatur 192°C.
Kedua temperatur tersebut, tentu saja, sangat tidak tepat untuk senyawa ionik – terlalu rendah. Daya tarik antar molekulnya lemah – tidak sekuat daya tarik antar ion.
Koordinasi aluminium berubah pada temperatur ini. Berubah menjadi koordinasi 4 – tiap aluminium dikelilingi 4 klor bukan 6.
Yang terjadi adalah berubahnya kisi awal menjadi molekul Al2Cl6. Jika anda telah membaca halaman pada ikatan koordinasi yang telah disebutkan di atas, anda akan mendapatkan strukturnya sebagai berikut:
Perubahan ini artinya, tentu saja, anda telah kehilangan semua karakter ionik – yang menjelaskan mengapa aluminium klorida menguap atau meleleh (tergantung pada tekanannya).
Terdapat kesetimbangan antara dimer-dimer dan molekul sederhana AlCl3. Jika temperatur naik lebih jauh lagi, posisi kesetimbangan bergeser lebih ke kanan.

Ringkasan

  • Pada temperatur kamar, aluminium klorida padat mempunyai kisi ionik dengan banyak karakter kovalen.
  • Pada temperatur sekitar 180 – 190°C (tergantung pada tekanannya), aluminium klorida berubah menjadi bentuk molekul, Al2Cl6. Ini menyebabkannya meleleh atau menguap karena daya tarik intermolekulernya melemah.
  • Dengan sedikit kenaikan temperatur akan pecah menjadi molekul sederhana AlCl3.
Aluminium klorida padat tidak menghantarkan listrik pada suhu kamar karena ion-ionnya tidak bergerak bebas. Leburan aluminium klorida (hanya mungkin dengan menaikkan tekanan) tidak menghantarkan listrik karena tidak adanya ion.
Reaksi aluminium klorida dengan air menarik. Jika anda meneteskan air pada aluminium klorida padat, anda mendapatkan reaksi yang hebat menghasilkan awan dari uap gas hidrogen klorida.
Jika anda menambahkan aluminium klorida padat ke dalam air yang berlebih, ini masih belum jelas, selain menghasilkan gas hidrogen klorida, anda mendapatkan terbentuknya larutan asam. Suatu larutan aluminium klorida pada konsentrasi normal (sekitar 1 mol dm-3, sebagai contoh) akan mempunyai pH sekitar 2 -3. Larutan yang lebih pekat pH-nya akan lebih rendah lagi.
Aluminium klorida bereaksi dengan air lebih dari sekedar larut. Pada contoh pertama, ion heksaakuaaluminium terbentuk bersama dengan ion klorida.

Anda akan melihat bahwa hal ini sama dengan persamaan magnesium klorida yang diberikan di atas – perbedaannya hanya pada muatan ionnya.
Muatan tambahan itu mendorong elektron dari molekul air tertarik oleh aluminium dengan kuat. Yang menyebabkan hidrogen lebih positif dan lebih mudah dihilangkan dari ion. Dengan kata lain, ion ini lebih asam dibandingkan pada magnesium.
Kesetimbangan ini (yang manapun yang anda tulis) lebih cenderung ke kanan, dan larutan yang terbentuk lebih asam – ada ion hidroksonium yang lebih banyak.

Atau, lebih sederhananya:

Hidrogen klorida tidak dapat terbentuk jika tidak ada air yang cukup.
Semua itu terjadi karena panas yang dihasilkan oleh reaksi dan konsentrasi larutan yang terbentuk, ion hidrogen dan ion klorida pada campuran bergabung sebagai molekul hidrogen klorida yang berupa gas. Dengan air yang sangat berlebih, temperatur tidak akan terlalu tinggi untuk terjadinya hal tersebut – ion-ion tetap berada dalam larutan.

Silikon tetraklorida, SiCl4

Silikon tetraklorida merupakan kovalen klorida sederhana. Perbedaan elektronegativitas antara silikon dan klor tidak cukup untuk membentuk ikatan ion.
Pada temperatur kamar silikon tetraklorida berupa cairan yang tak berwarna yang berubah menjadi gas dalam udara lembab. Daya tarik antar molekul yang ada hanya gaya dispersi van der Waals.
Silikon tetraklorida tidak menghantarkan listrik karena tidak memiliki ion atau elektron yang dapat bergerak.
Pada udara yang lembab membentuk gas karena bereaksi dengan air dari udara menghasilkan hidrogen klorida. Jika anda menambahkan air ke dalam silikon tetraklorida, ada reaksi yang hebat yang menghasilkan silikon dioksida dan gas hidrogen klorida. Pada air yang sangat berlebih, hidrogen klorida, pasti, akan terlarut menghasilkan larutan asam kuat yang mengandung asam korida.

Klorida-klorida fosfor

Ada dua klorida fosfor – fosfor(III) klorida, PCl3, dan fosfor(V) klorida, PCl5.

Fosfor(III) klorida (fosfor triklorida), PCl3

Senyawa ini merupakan klorida kovalen lain yang sederhana – juga berupa gas/asap cair pada temperatur kamar.
Senyawa ini merupakan cairan karena hanya ada gaya dispersi van der Waals dan daya tarik dipol-dipol diantara molekul-molekulnya. Tidak dapat menghantarkan listrik karena tidak memiliki ion atau elektron yang dapat bergerak.
Fosfor(III) klorida bereaksi hebat dengan air. Anda akan mendapatkan asam fosfit, H3PO3, dan gas hidrogen klorida (atau larutan yang mengandung asam klorida jika digunakan air dalam jumlah banyak).

Fosfor(V) klorida (fosfor pentaklorida), PCl5
Sayang sekali, struktur fosfor(V) klorida lebih rumit.
Fosfor(V) klorida merupakan padatan putih yang menyublim pada 163°C. Pada temperatur yang lebih tinggi lagi, lebih banyak fosfor(V) klorida yang terdissosiasi (terpecah secara reversibel) menghasilkan fosfor(III) klorida dan klor.

Fosfor(V) klorida padat mengandung ion – inilah mengapa fosfor(V) klorida berwujud padat pada temperatur kamar. Pembentukan ion melibatkan dua molekul PCl5.
Ion klorida beralih dari molekul awal yang satu ke molekul awal lainnya, menghasilkan ion positif, [PCl4]+, dan ion negatif, [PCl6]-.
Pada 163°C, fosfor(V) klorida berubah menjadi bentuk molekul sederhana yang mengandung molekul PCl5. Karena diantara keduanya hanya ada gaya dispersi van der Waals, maka molekul menguap.
Fosfor(V) klorida padat tidak menghantarkan listrik karena ion-ionnya tidak bergerak bebas.
Fosfor(V) klorida bereaksi hebat dengan air menghasilkan gas hidrogen klorida. Seperti klorida kovalen lain, jika terdapat cukup air, ia akan terlarut menghasilkan larutan yang mengandung asam klorida.
Reaksi terjadi dalam dua langkah. Pertama, dengan air dingin, dihasilkan fosfor oksiklorida, POCl3, dengan HCl.

Jika air mendidih, fosfor(V) klorida bereaksi lebih lanjut menghasilkan asam fosfor(V) dan lebih banyak HCl. Asam fosfor(V) juga dikenal sebagai asam fosfat atau asam ortofosfat.

Keseluruhan persamaan pada air mendidih hanya kombinasi dari ini:

Disulfur diklorida, S2Cl2

Disulfur diklorida merupakan salah satu dari tiga klorida sulfur, hanya satu yang dibahas pada silabus tingkat A di UK. Disulfur diklorida merupakan salah satu senyawa yang terbentuk ketika klor bereaksi dengan sulfur panas.
Disulfur diklorida merupakan cairan kovalen sederhana – oranye dan berbau tak sedap!
Bentuk ini sulit untuk digambarkan dengan pasti! Semua atom bergabung dalam suatu garis – tetapi terpilin:
Alasan untuk menggambarkan bentuknya adalah untuk memberikan gambaran tentang daya tarik intermolekuler yang mungkin. Pada molekul tidak ada bidang simetri dan itu artinya molekul akan memiliki keseluruhan dipol permanen.
Bentuk cairnya akan memiliki gaya dispersi van der Waals dan daya-tarik dipol-dipol.
Dalam disulfur diklorida tidak ada ion-ion dan elektron yang dapat bergerak/berpindah – sehingga tidak dapat menghantarkan listrik.
Disulfur diklorida bereaksi lambat dengan air menghasilkan hidrogen sulfida dan berbagai sulfur – mengandung asam dan anion (ion negatif).

Sifat-Sifat Hidroksida Periode 3


Ditulis oleh Ramadhan wahyu
Halaman ini menjelaskan secara singkat tentang sifat-sifat kimia "hidroksida" unsur-unsur periode 3 dari natrium hingga klor dalam satu periode.

Ringkasan

Natrium dan magnesium hidroksida

Keduanya mengandung ion hidroksida, dan merupakan hidroksida basa sederhana.

Aluminium hidroksida

Aluminium hidroksida, seperti halnya aluminium oksida, bersifat mfoter – memiliki sifat basa sekaligus asam.

"Hidroksida-hidroksida" lain

Semuanya mempunyai gugus -OH yang berikatan kovalen dengan atom dari periode 3. Semua senyawa ini bersifat asam – berkisar dari asam silikat yang sangat lemah (salah satu yang ditunjukkan di bawah) sampai asam sulfat dan asam klor(VII) yang sangat kuat.
Ada asam-asam yang lain (juga mengandung gugus -OH) yang dibentuk oleh unsur-unsur ini, tetapi berada dalam bentuk oksidasi tertingginya.

Menambahkan beberapa detail

Natrium dan magnesium hidroksida

Keduanya bersifat basa karena mengandung ion-ion hidroksida – suatu basa kuat.
Keduanya bereaksi dengan asam membentuk garam. Sebagai contoh, dengan asam klorida encer, anda mendapatkan larutan natrium klorida yang tak berwarna atau magnesium klorida.


Aluminium hidroksida

Aluminium hidroksida merupakan senyawa amfoter.
Seperti natrium atau magnesium hidroksida, akan bereaksi dengan asam. Ini menunjukkan sisi sifat basanya.
Dengan asam klorida encer, terbentuk larutan aluminium klorida yang tak berwarna.

Tetapi aluminium hidroksida juga mempunyai sifat asam. Dalam hal ini akan bereaksi dengan larutan natrium hidroksida menghasilkan larutan natrium tetrahidroksoaluminat yang tak berwarna.

"Hidroksida-hidroksida" lain

Sedikit mengingatkan apa yang kita bahas di sini:
Tidak ada yang tidak mengandung ion hidroksida. Pada masing-masing contoh gugus -OH berikatan kovalen dengan unsur periode 3, dan ada kemungkinan hidrogen pada gugus -OH ditarik oleh basa. Dengan kata lain, semua senyawa ini merupakan asam.
Tetapi kekuatannya bervariasi:
  • Asam ortosilikat merupakan asam yang sangat lemah.
  • Asam fosfor(V) merupakan asam lemah – meskipun sedikit lebih kuat daripada asam organik sederhana seperti asam etanoat.
  • Asam sulfat dan asam klor(VII) merupakan asam yang sangat kuat.
Faktor utama dalam menentukan kekuatan asam adalah seberapa stabil anionnya (ion negatif) jika satu hidrogen dilepaskan. Ini tergantung pada seberapa banyak muatan negatif dapat disebarkan di sekitar ion yang tersisa.
Jika seluruh muatan negatif berada pada atom oksigen dari gugus -OH, oksigen akan menarik kembali ion hidrogen. Ion hidrogen yang telah dilepaskan akan dengan mudah diambil kembali dan menjadi asam yang lemah.
Pada bagian lain, jika muatan dapat disebarkan (terdelokalisasi) ke seluruh bagian ion, ion tidak akan menarik kembali hidrogen dengan mudah. Asam akan menjadi kuat.
Kemungkinan, muatan negatif terdelokalisasi oleh interaksi dengan oksigen ikatan rangkap dua.
Sebagai contoh, pada asam klor(VII), ion yang dihasilkan adalah ion klor(VII) (juga dikenal sebagai ion perklorat), ClO4-.
Struktur ionnya tidak tetap seperti ini:
Muatan negatif terdelokalisasi ke seluruh ion, dan semua ikatan klor-oksigen adalah sama.
Ketika asam sulfat kehilangan satu ion hidrogen dan membentuk ion hidrogensulfat, HSO4-, muatan dapat disebarkan ke ketiga oksigen (satu yang asli dengan muatan negatif, dan dua ikatan rangkap dua sulfur-oksigen). Ini masih merupakan delokalisasi yang efektif, dan asam sulfat hampir sekuat asam klor(VII).
Catatan: asam sulfat, tentu saja, dapat kehilangan ion hidrogen kedua dari gugus -OH dan membentuk ion sulfat. Bagaimanapun, itu sedikit sulit. Jika anda kehilangan hidrogen kedua, anda dapat menggunakan keempat oksigen untuk delokalisasi muatan – tetapi sekarang anda mendelokalisasikan dua muatan negatif bukan hanya satu. Ion hidrogen sulfat bukanlah asam kuat. Kekuatannya sama dengan asam fosfor(V).

Asam fosfor(V) merupakan asam yang lebih lemah daripada asam sulfat karena ia hanya mempunyai satu ikatan rangkap fosfor-oksigen yang dapat digunakan untuk membantu delokalisasi muatan pada ion yang terbentuk dengan hilangnya satu ion hidrogen – jadi muatan pada ion itu kurang terdelokalisasi secara efektif.
Pada asam ortosilikat, tidak ada ikatan rangkap silikon-oksigen untuk mendelokalisasikan muatan. Itu artinya ion yang terbentuk oleh hilangnya ion hidrogen tidak stabil, dan akan merebut kembali hidrogennya.

Pendahuluan tentang Merkuri


Kata Kunci: Barometer, Spignometer, Termometer, Tragedi Minamata
Ditulis oleh Ramadhan wahyu
Merkuri merupakan salah satu unsur kimia yang sangat berbahaya. Unsur ini hadir dalam kehidupan kita sehari-hari dalam berbagai bentuk. Amalgam yang digunakan pada penambalan gigi merupakan salah satu contoh pemakaian merkuri dalam dunia kedokteran. Berbagai senyawa merkuri tertentu digunakan sebagai pestisida dan fungisida dalam bidang pertanian. Termometer, Barometer dan Spignometer merupakan alat-alat yang menggunakan logam merkuri sebagai standar ukur. Selain itu berbagai senyawa merkuri digunakan sebagai  preparat dalam praktikum dan penelitian.
Tragedi Minamata di Jepang merupakan salah satu kasus pencemaran merkuri yang menjadi sorotan dunia. Kasus yang persis sama juga terjadi di Indonesia. Pembuangan limbah pengolahan (tailing) tambang emas yang mengandung merkuri milik  PT Newmont, mencemari teluk Buyat. Akibatnya ratusan keluarga terpaksa di relokasi, karena lingkungan tersebut sudah terkontaminasi oleh merkuri sehingga tidak layak lagi digunakan sebagai tempat tinggal.
Pemakaian merkuri dan senyawanya yang sangat luas, menyebabkan unsur ini mudah masuk dan mencermari lingkungan. Asosiasi Makanan dan  Obat-obatan  Amerika (FDA) mengkategorikan merkuri sebagai logam pencemar ketiga terbanyak setelah timbal dan arsen (Patrick; 2002). Fakta ini menimbulkan kekhawatiran bahwa manusia semakin mudah terkontaminasi oleh merkuri. Kehadiran merkuri dalam tubuh manusia menyebabkan berbagai efek negatif. Denaturasi protein, inhibisi kerja enzim, gangguan biosintesa protein dan lemak, gangguan transport antar membran, gangguan pada sistem saraf pusat, merupakan sebagian efek yang ditimbulkan oleh merkuri.
Sayangnya, merkuri yang masuk dalam tubuh manusia tidak mudah keluar dengan sendirinya. Unsur ini terakumulasi dalam tubuh manusia terutama pada ginjal, hati dan otak. Akumulasi ini dalam jangka waktu yang lama, dapat menyebabkan gangguan dan kerusakan bagi organ-organ tersebut. Oleh karena itu, unsur merkuri yang berada dalam tubuh manusia mesti dikeluarkan. Salah satu metoda yang telah digunakan  adalah terapi khelasi menggunakan 2,3-dimercapto-succinic acid (DMSA).
A. Merkuri
Merkuri dilambangkan dengan Hg, akronim dari Hydragyrum yang berarti perak cair. Merkuri merupakan salah satu unsur logam yang terletak pada golongan II B pada sistem periodik, dengan nomor atom 80 dan nomor massa 200.59. Logam merkuri dihasilkan secara alamiah diperoleh dari pengolahan  bijihnya, Cinabar, dengan oksigen (Palar;1994).
merkuri_01
Logam merkuri yang dihasilkan  ini, digunakan dalam sintesa senyawa senyawa anorganik dan organik yang mengandung merkuri. Dalam kehidupan sehari-hari, merkuri berada dalam tiga bentuk dasar, yaitu : merkuri metalik, merkuri anorganik dan merkuri organik.

Merkuri metalik


Kata Kunci: elektrolisis natrium klorida, Merkuri metalik
Ditulis oleh Ramadhan wahyu
Merkuri metalik dikenal juga dengan istilah merkuri unsur (mercury element), merupakan bentuk logam dari merkuri. logam ini berwarna perak. Jenis merkuri ini digunakan pada alat-alat laboratorium seperti termometer raksa, termostat, spignometer, barometer dan lainya. Logam merkuri Berwujud cair pada suhu kamar (250C) dengan titik beku (-390C), Merupakan logam yang paling mudah menguap, memiliki tahanan listrik yang sangat rendah, sehingga digunakan sebagai penghantar listrik yang baik, dapat membentuk alloy dengan logam lain (disebut juga dengan amalgam)
Merkuri metalik digunakan secara luas dalam industri, diantaranya sebagai katoda dalam elektrolisis natrium klorida untuk menghasilkan soda kautik dan gas klorin. Logam ini juga digunakan proses ektraksi logam mulia, terutama ekstraksi emas dari bijihnya, digunakan juga sebagai katalis dalam industri kimia serta sebagai zat anti kusam dalam cat.
Merkuri metalik dapat masuk kedalam tubuh manusia melalui saluran pernapasan. Termometer merkuri yang pecah merupakan salah satu contohnya. Ketika termometer pecah, sebagian dari merkuri menguap ke udara. Merkuri metalik tersebut dapat terhirup oleh manusia yang berada di dekatnya. Delapan puluh persen  (80%) dari merkuri uap  yang terhirup, diabsorbsi oleh alveoli paru-paru. Merkuri metalik ini masuk dalam sistem peredaran darah manusia dan dengan bantuan hidrogen peroksidase merkuri metalik akan dikonversi menjadi merkuri anorganik.
Penggunaan merkuri metalik yang lain dan paling umum adalah pada amalgam gigi. Amalgam gigi mengandung 50 % unsur merkuri, 35 % perak, 9 % timah 6 % tembaga dan seng.  Amalgam  ini digunakan sebagai penambal gigi berlobang. Tambalan amalgam melepaskan partikel mikroskopik dan uap merkuri. Kegiatan mengunyah dan  meminum makanan dan minuman yang panas menaikan frekuensi lepasnya tambalan gigi. Uap merkuri tersebut akan di serap oleh akar gigi, selaput lendir dari mulut dan gusi, dan ditelan, lalu sampai ke kerongkongan dan saluran cerna.
Merkuri metalik dalam saluran gastrointestinal akan dikonversi menjadi merkuri sulfida dan diekskresikan melalui feces. Para peneliti dari Universitas Of Calgari melaporkan bahwa 10 % merkuri yang berasal dari amalgam pada akhirnya terakumulasi di dalam organ-organ tubuh (McCandless;2003). Merkuri metalik larut dalam lemak dan didistribusikan keseluruh tubuh. Merkuri metalik dapat menembus Blood-Brain Barier (B3) atau Plasenta Barier. Keduanya merupakan selaput yang melindungi otak atau janin dari senyawa yang membahayakan. Setelah menembus Blood-Brain Barier, merkuri metalik akan terakumulasi dalam otak. Sedangkan merkuri yang menembus  Placenta Barier akan merusak pertumbuhan dan perkembangan janin.

Merkuri Organik


Kata Kunci: Merkuri disiano diamida, Merkuri Organik, Metil merkuri, metil merkuri asetat, metil merkuri nitril, Thimerosal
Ditulis oleh Ramadhan wahyu
Merkuri organik (RHg, R2Hg, ArHg) merupakan bentuk senyawa merkuri yang paling berbahaya. Sebagian besar peristiwa keracunan merkuri disebabkan oleh senyawa ini. Merkuri organik digunakan secara luas pada industri pertanian, industri pulp dan kertas, dan dalam bidang kedokteran. Senyawa ini juga dapat terbentuk dari metabolisme merkuri metalik atau dari merkuri anorganik dengan bantuan mikroorganime tertentu baik dalam lingkungan perairan ataupun dalam tubuh manusia.
Merkuri disiano diamida (CH3-Hg-NHCNHNHCN), metil merkuri nitril (CH3-Hg-CN), metil merkuri asetat (CH3-Hg-COOH) dan senyawa etil merkuri klorida (C2H5-Hg-Cl) merupakan senyawa-senyawa merkuri organik yang  digunakan sebagai penghalang pertumbuhan jamur pada produk pertanian. Senyawa-senyawa ini juga digunakan sebagai insektisida dan pemakaiannya dilakukan dengan cara penyemprotan pada areal yang luas, bahkan kadang kala dengan menggunakan pesawat terbang. Penyemprotan pada areal yang luas tersebut dapat membunuh organime lain, karena senyawa-senyawa ini dengan bantuan angin akan  menyebar secara meluas.
Fenil merkuri asetat (FMA) digunakan dalam industri pulp dan kertas. Penggunaan FMA bertujuan untuk mencegah pembentukan kapur dan anti bakteri/jamur pada pulp dan kertas basah selama proses penyimpanan. Hal ini sangat berbahaya karena kertas seringkali digunakan sebagai penmbungkus makanan.
Thimerosal mengandung 49.6 % etil merkuri, yang digunakan secara luas sejak tahun 1930-an sebagai antibakteri pada vaksin hepatitis. Pengunaan vaksin hepatitis yang mengandung thimerosal terhadap ibu hamil dan bayi lima tahun (balita) diduga menyebabkan meningkatnya epidemik  autisme, suatu kelainan pada sistem saraf yang ditandai dengan menurunnya kemampuan interaksi sosial (McCandless;2003).
Thimerosal
Gambar 1. Struktur molekul Thimerosal
Metil merkuri merupakan senyawa organik yang paling yang paling berbahaya yang telah dipelajari oleh manusia. Metilasi merkuri dapat terjadi dalam tubuh organime manapun, termasuk manusia. Metil merkuri dapat berikatan dengan basa adenine. Posisi ikatan metil merkuri pada basa adenin bergantung pada pH  (Kaim; 1951).
Adanya variasi posisi metilmerkuri ini dapat menjelaskan bagaimana merkuri sangat berbahaya terhadap kesehatan manusia. Dalam jaringan tubuh manusia terdapat  30 %  adenina, 30 % timina, 20 % sitosina dan 20 % guanina Merkuri yang terikat pada adenina dapat mengganggu enzim, mengganggu biosintesis protein dan lemak serta merusak DNA dan RNA.

Merkuri Anorganik


Kata Kunci: garam, Merkuri anorganik, merkuri klorida, merkuri nitrat, merkuri oksida
Ditulis oleh Ranadhan wahyu
Merkuri anorganik (Hg+, Hg2+) merupakan senyawa merkuri dalam bentuk garam. Contohnya merkuri nitrat (Hg(NO3)2), merkuri klorida (HgCl2) dan merkuri oksida (HgO). Jenis merkuri ini banyak digunakan pada kosmetika, obat pencahar, pemutih gigi, obat diuretik dan antiseptik. Merkuri anorganik juga dapat terbentuk dari metabolisme merkuri metalik atau organomerkuri.
Berdasarkan hasil penelitian pada beberapa hewan percobaan, senyawa merkuri anorganik seperti merkuri nitrat (Hg(NO3)2), merkuri klorida (HgCl2) dan merkuri oksida (HgO), menumpuk terutama di dalam organ hati, ginjal dan otak. Ekskresi senyawa tersebut melalui urin sangat sedikit, hanya sekitar 2,3 % (Palar, 1994).
Keracunan merkuri anorganik terutama meliputi masalah saluran pencernaan ( colitis, gingivitis, stomatitis, dan permasalahan kelenjar saliva) serta kelainan metabolismee tubuh (proteinuria, hematuria, dysuria dan uremia). Iritasi kulit dapat terjadi apabila senyawa ini kontak dengan kulit.
Dalam tubuh manusia merkuri anorganik dapat membentuk kompleks dengan gluthation pada hati dan disekresikan dalam bentuk kompleks merkuri-glutathion atau merkuri-sistein. Selain membentuk kompleks dengan gluthation dan sistein, merkuri anorganik juga membentuk kompleks dengan garam empedu yang selanjutnya disekresikan  bersamaan dengan feces. Sayangnya kompleks merkuri anorganik dengan garam empedu  ini dalam usus besar dapat diabsorbsi  kembali kedalam tubuh manusia.

Terapi khelasi merkuri dengan DMSA


Kata Kunci: DMSA, keracunan logam berat, Terapi khelasi merkuri
Ditulis oleh Ramadhan wahyu
Khelasi (Chelation), berasal dari bahasa Yunani chele yang berarti sepit, merujuk kepada tangan kepiting atau kalajengking. Khelasi merupakan suatu proses reversible pembentukan ikatan dari suatu ligan, yang disebut khelator atau agen khelasi, dengan suatu ion logam membentuk suatu komplek metal yang disebut khelat. Tipe ikatan yan terbetuk dapat berupa ikatan kovalen atau ikatan kovalen koordinasi
Terapi khelasi merupakan suatu metoda yang digunakan dalam mengatasi keracunan logam berat seperti merkuri. Dalam metoda ini digunakan senyawa organik tertentu yang dapat mengikat merkuri dan mengeluarkannya dari dalam tubuh manusia. Senyawa tersebut  memiliki gugus atom dengan pasangan elektron bebas, elektron tersebut akan digunakan dalam pembentukan ikatan dengan merkuri. Salah satu senyawa organik yang bisa digunakan sebagai khelator adalah dimercaprol, 2,3-dimercaptosuccinic acid (DMSA).
2,3-dimercapto-succinic acid (DMSA) merupakan senyawa organik larut dalam air, yang mengandung dua gugus tiol (-SH). DMSA merupakan khelator yang efektif dan aman digunakan dalam penanganan keracunan logam berat seperti timbal, arsen dan merkuri. Senyawa ini telah digunakan dalam penanganan keracunan merkuri sejak tahun 1950-an di Jepang, Rusia dan Republik Rakyat China, dan sejak tahun 1970-an digunakan di Eropa dan Amerika Serikat.
merkuri_05
Gambar 4. Senyawa 2,3-dimercapto-succinic acid (DMSA)
Senyawa organik yang dikenal juga dengan nama dagang chemet ini merupakan khelator yang efektif dalam penanganan keracunan logam berat seperti timbal, arsen dan merkuri. Serangkaian penelitian menunjukkan bahwa DMSA mampu mengeluarkan 65 % merkuri dari dalam tubuh manusia dalam selang waktu tiga jam (Patrick : 2002)
DMSA relatif aman digunakan sebagai khelator. Pada manusia normal, manusia, yang tidak terkontaminasi merkuri, 90 % DMSA yang diabsorbsi tubuh, diekskresikan melalui urin dalam bentuk disulfida dengan gugus thiol sistein. Sedangkan sisanya berada dalam bentuk bebas atau tanpa ikatan dengan gugus lain.
Dalam upaya mempercepat proses pengeluaran merkuri dalam tubuh manusia, DMSA dapat digunakan bersamaan dengan khelator lain seperti ALA (Alpha Lipoic Acid). DMSA juga dapat digunakan  bersamaan  dengan anti oksidan, seperti vitamin E dan vitamin C, dalam upaya mengurangi gangguan kesehatan sebagai akibat pembentukan radikal bebas oleh merkuri (Patrick : 2003)

Toksisitas dan transformasi merkuri


Kata Kunci: denaturasi protein, Toksisitas merkuri, transformasi merkuri
Ditulis oleh Ramadhan wahyu
Toksisitas merkuri tergantung kepada jenis merkuri, rute masuknya kedalam tubuh, dosis dan umur saat terjadi paparan. Merkuri organik merupakan jenis merkuri yang paling berbahaya bagi manusia. Diduga merkuri ini dapat melewati Blood Brain Barier (BBB) dan Placenta Barier. Meskipun demikian merkuri ini tidak bisa keluar dari otak. Namun akan terakumulasi dalam otak dalam jangka waktu yang lama.
Keracunan akut yang disebabkan oleh merkuri umumnya terjadi pada pekerja-pekerja industri, pertambangan, dan pertanian yang menggunakan merkuri sebagai bahan baku, katalis dan atau pembentuk amalgam ataupun pestisida. Keracunan akut terjadi karena pemaparan merkuri langsung dalam dosis besar.  Merkuri (II) klorida (HgCl2) sebesar  29 mg/kg BB dapat menyebabkan kematian. Merkuri (II) iodide (HgI2) baru menyebabkan kematian  bila konsentrasinya melewati 357 mg/kgBB.  Sedangkan merkuri sianida (HgCN) dapat menyebabkan kematian hanya dengan konsentrasi 10 mg/kgBB. Keracunan akut dapat terjadi bila konsentrasi merkuri diatas 0.5 mg/kgBB.
Keracunan kronis merupakan yang disebabkan secara perlahan dan berlangsung dalam selang waktu yang panjang. Penderita keracunan kronis biasanya tidak menyadari bahwa dirinya mengalami kontaminasi merkuri. Sebab konsentrasi yang masuk sedikit demi sedikit sehingga tidak memperlihatkan pengaruh yang jelas. Namun keracunan kronis lebih berbahaya karena masuknya merkuri ini secara terus menerus akan menumpuk dalam tubuh. Penderita biasanya adalah teknisi laboratorium, analis kimia, dan pengerajin emas (tukang emas).
Semua orang mendapatkan paparan merkuri dalam jumlah yang sedikit.  Paparan tersebut diduga berasal dari merkuri pada Thimerosal, yang terkandung hampir pada semua vaksin hepatitis B. Vaksinasi pada bayi kurang lebih 18 bulan memberikan 12.5-50 µg merkuri. Janin dan bayi memiliki sensitivitas yang lebih tinggi dari pada orang dewasa. Pada bayi sistem ekskresi dan sistem kekebalan tubuh belum berkembang dengan sempurna, sehingga merkuri lebih mudah  merusak jaringan tubuh bahkan akan terakumulasi dalam jaringan tubuh.
Olek karena itu, Environment Protection Agency (EPA) menetapkan batas aman paparan merkuri 0,1 mg/kgBB/hari. Agency for Toxic Substance and Disease Registry (ATSDR) menetapkan 0,3 mg/kgBB/hari. Sementara Food and Drug Agency (FDA) menetapkan  0,4 mg/kgBB/hari dan World Health Organitation (WHO) mentapkan 0,47 mg/kgBB/hari.(Ardyanto;2007)
Paparan merkuri tidak hanya berasal dari Thimerosal yang terkandung pada vaksin. Aktivitas volkanik (letusan gunung berapi) dan pemakaian  bahan bakar fosil juga menghasilkan merkuri dalam jumlah sedikit. Pemaparan merkuri yang mengkhawatirkan berasal dari pembuangan limbah industri. Pengolahan limbah yang tidak tepat mengakibatkan merkuri mencemari lingkungan dan masuk dalam rantai makanan serta mengalami transformasi dari satu jenis menjadi jenis lain(Charles;2005)
Merkuri dapat membentuk ikatan dengan gugus thiol, ikatan yang terbentuk sangat kuat dan stabil hal ini disebabkan oleh tingginya kosntanta kestabilan merkuri-thiol . Dalam pembentukan kompleks merkuri dengan gugus thiol (baik itu berasal dari gluthatioein, albumin, sistein dan lai-lain) merkuri akan berikatan dengan gugus thiol bebas yang tersedia.
merkuri_03
Gambar 2. Pengaruh metil merkuri terhadap gugus thiol pada residu sistein
Adanya  merkuri yang terikat pada gugus thiol pada residu sistein ini menyebabkan fungsi dari sistein tidak berjalan dengan semestinya. Sebab gugus thiol sangat berperan dalam metabolisme tubuh, diantaranya adalah sebagai pusat aktif dari enzim. Adanya atom merkuri menyebabkan enzim tidak berfungsi sebab enzim bekerja secara spesifik.
Ikatan merkuri yang lain adalah antara merkuri dengan disulfida. Pengaruh merkuri pada ikatan disulfida dapat menyebabkan dua hal. Pertama metil merkuri menyebabkan ikatan disulfida putus. Ikatan disulfida merupakan pembentuk struktur tersier dari suatu protein. Putusnya ikatan disulfida ini mengakibatkan protein kehilangan sifat biologisnya (denaturasi protein).
merkuri_04
Gambar 3. Pengaruh metil merkuri terhadap ikatan disulfida
Akibat lebih lanjut adalah merkuri membentuk suatu jembatan mengantikan ikatan disulfida sebelumnya. Meskipun kelihatan tidak berpengaruh terhadap struktur awalnya, namum secara alami tubuh akan mendeteksi protein asing dalam tubuh. Reaksi penolakan bisa saja terjadi karena adanya pengaruh unsure merkuri dalam protein. Selanjutnya kompleks ini dapat menyebabkan kerusakan protein yang telah terbentuk. Mekanisme pembentukannya dapat diamati pada gambar 8.

Proses pembentukan kompleks merkuri dengan DMSA


Kata Kunci: ikatan disulfida, Mekanisme khelasi merkuri
Ditulis oleh Ramadhan wahyu
Mekanisme khelasi merkuri dengan menggunakan DMSA  terjadi melalui beberapa proses. Pada penggunaan oral, DMSA diabsorbsi dalam usus halus dan diedarkan keseluruh tubuh. Satu gugus thiol pada DMSA akan berikatan dengan gugus thiol pada residu sistein, membentuk suatu ikatan disulfida. Gugus thiol DMSA yang lain berada dalam bentuk bebas. Gugus thiol bebas ini akan berperan dalam mengikat merkuri.
merkuri_06
Gambar 5. Pembentukan ikatan disulfida antara residu sistein dengan DMSA
Proses selanjutnya adalah pengikatan merkuri oleh DMSA yang terikat pada residu sistein. Gugus thiol bebas pada DMSA akan mengikat merkuri yang terikat pada residu sistein. Jika merkuri yang terikat pada residu sistein merupakan metil merkuri (CH3Hg+), maka yang pertama terjadi adalah pemutusan ikatan CH3-Hg, setelah ikatan ini putus akan terbentuk kompleks (sistein)-S-Hg-S-(DMSA)-S-S-(sistein).
Meskipun ikatan thiol-Hg sangat kuat, namun ikatan ini dapat putus dengan kehadiran gugus thiol atau gugus disulfida yang lain. Pada kompleks (sistein)-S-Hg-S-(DMSA)-S-S-(sistein), gugus disulfida pada (DMSA)-S-S-(sistein) saling mempengaruhi ikatan thiol-merkuri pada (sistein)-S-Hg-. Adanya pengaruh ini menyebabkan pembentukan ikatan thiol pada DMSA dengan merkuri pada residu sistein. Pembentukan ikatan yang baru menyebabkan ikatan disulfida (DMSA)-S-S-(sistein) dan ikatan thiol-merkuri (sistein)-S-Hg putus. Putusnya ikatan tersebut menghasilkan residu-residu sistein yang bebas merkuri dan bebas DMSA, serta menghasilkan khelat DMSA-merkuri.
merkuri_07
Gambar 6.  Mekanisme khelasi merkuri oleh DMSA
Komplek Hg-DMSA dengan bentuk ini yang stabil lebih larut dalam air. Dengan demikian kompleks akan lebih mudah diekskresikan dari tubuh melalui urine. Akhirnya merkuri dapat dikeluarkan dari dalam tubuh.

Entri Populer

twitter


ShoutMix chat widget

Share

Twitter Delicious Facebook Digg Stumbleupon Favorites More