Semester 2 Bab 3-Makromolekul

BAB III

MAKROMOLEKUL

Standar kompetensi:

Memahami senyawa organik dan reaksinya, benzena dan turunannya, dan makromolekul

Kompetensi dasar:

  1. Mendeskripsikan struktur, tata nama, penggolongan, sifat dan kegunaan makromolekul (polimer, karbohidrat, dan protein)
  2. Mendeskripsikan struktur, tata nama, penggolongan, sifat, dan kegunaan lemak

 

 Penanaman Nilai Karakter Bangsa

Setelah mempelajari materi pada bab ini diharapkan siswa memiliki sikap jujur, kerja keras, toleransi, rasa ingin tahu, komunikatif, menghargai prestasi, tanggung jawab, peduli lingkungan, dan percaya diri

 

Ringkasan Materi I

A.    Polimer

Polimer tersusun dari molekul-molekul sederhana (monomer) membentuk molekul yang sangat besar (makromolekul) melalui reaksi polimerisasi.

1.    Polimerisasi

        Polimerisasi dibedakan menjadi dua macam, yaitu:

  1. Polimerisasi Kondensasi yaitu pembentukan polimer disertai pelepasan molekul kecil seperti H2O.

Contoh Polimer

Monomer

Nilon 66

Tetoron

Asam adipat dan heksametilen diamin

Asam tereftalat dan atanadiol

 

  1. Polimerisasi Adisi yaitu adisi monomer-monomer membentuk polimer tanpa melepas atom-atom atau gugus atom.

Contoh Polimer

Monomer

Poli etilen

Poli vinil klorida (PVC)

Poli Stirena

Etilena

Vinil klorida

Stirena

2.    Penggolongan Polimer

  1. Berdasarkan sumbernya

1)      Polimer alam

Polimer alam terbentuk secara alamiah. Contohnya karet alam, sellulosa/pati, asam amino.

2)      Polimer sintetis

Polimer sintetis adalah polimer yang diperoleh dari hasil sintetis senyawa organik dalam kondisi tertentu. Polimer sintetis ada yang terbentuk melalui reaksi polimerisasi adisi seperti teflon dan PVC. Ada juga yang melalui proses polimerisasi kondensasi seperti dakron dan nilon-66.

  1. Berdasarkan Jenis Monomer Pembentuknya

1)      Homopolimer

Monomer pembentuk polimer ini hanya terdiri mdari satu jenis monomer, seperti PVC, karet alam, dan polietena.

2)      Kopolimer

Polimer jenis ini terbentuk dari dua jenis monomer, misalnya dakron, nilon-66, bakelit, dan SBR (stirena dan butadiena).

 

  1. Berdasarkan Sifatnya Terhadap Panas

1)      Polimer termoplastik

Polimer termoplastik bersifat ringan, kuat, dan transparan. Misalnya PVC, polietena, dan polistirena.

2)      Polimer Termosetting

Jenis polimer ini memiliki bentuk permanen dan akan mengeras bila dipanaskan. Hal ini terjadi karena adanya ikatan-ikatan kovalen yang banyak jumlahnya dan sangat kuat gaya antar rantainya. Ikatan tersebut akan hancur dan polimer ini akan terbakar jika dipanaskan pada suhu tinggi.

B.    Karbohidrat

Tahukah Anda tiga zat makanan pokok yang kita butuhkan sehari-hari? Ketiga zat itu adalah karbohidrat, protein dan lemak. Glukosa (C6H12O6), sukrosa (C12H12O11) dan selulosa (C6H10O5)n merupakan contoh karbohidrat. Dari contoh rumus molekul tersebut, dapatkah anda mendefinisikan pengertian karbohidrat?

Karbohidrat adalah senyawa-senyawa yang memiliki rumus umum Cn(H2O)m, dengan harga n dan m bisa sama bisa juga berbeda. Namun demikian ada senaywa bukan karbohidrat yang memiliki rumus Cn(H2O)m tetap diginakan karena semua karbohidrat memenuhi rumus tersbeut. Katbohidrat digolongkan menjadi monosakarida, disakarida dan polisakaria.

1.    Monosakarida

Monosakarida merupakan satuan unit terkecil dan karbon yang tidak dapat dihidrolisis lagi menjadi molekul karbohidrat yang lebih kecil. Monosakarida merupakan senyawa karbonil dengan gugus aldehid dan keton. Berdasarkan gugus fungsionalnya, monosakarida dibedakan menjadi aldosa (mengandung gugus aldehid) dna ketosa (mengandung gugus keton). Glukosa dan galaktosa mengandung gugus aldehid sehingga  tergolong aldosa, sedangkan fruktosa mengandung gugus keton sehingga tergolong ketosa.

 

Perhatikan struktur monosakarida di atas dalam proyeksi Fischer. Struktur seperti di atas merupakan struktur terbuka yang hanya terdapat dalam bentuk larutan, sedangkan padatannya, monosakarida berbentuk siklik yang dikenal dengan struktur siklohemiasetal dan siklohemiketal yang dikemukakan oleh Tollens.

Cincin segi enam pada glukosa dan galaktosa disbeut cincin piran dan cincin segi lima pada fruktosa disbeut cincin furan. Jumlah sioemr monosakarida dinayatakan dengan 2n, di mana n adalah banyaknya atom C asimetris (atom C kiral). Sebgaai contoh glukosa memiliki 4 atom C asimetris (C nomor 2,3, 4 dan 5), sheingga jumlah isomer gluksa 24 = 16. Monosakarida yang terpenting adalah glukosa. Glukosa terdapat dalam darah dan anggur.

Sifat-sifat Glukosa:

  • Optis aktif putar kanan (disbeut dekstrosa)
  • Dapat mereduksi larutan fehling, tollens dan benedict (disbeut gula pereduksi).
  • Dapat mengalami fermentasi/peragian.
  • Dapat mengalami mutarotasu, yaitu peristiwa perubahan daya putar bidnag polarisasi cahaya.
  • Oksidasi sempurna glukosa menghasilkan CO2 dan H2O.

Gula yang paling manis adlah fruktosa. Fruktosa terdapat dalam buah-buahan manis dan dalam amdu.

Sifat-sifat fruktosa:

  • Optis aktif putar kiri (levulosa)
  • Dapat  mengalami fermentasi menjadi alcohol dan gas CO2.
  • Dapat mereduksi larutan fehling, tollens dan benedict (disbeut gula pereduksi).
  • Dapat mengalami mutarotasi.

2.    Disakarida

Dua molekul monoskaarida dapat bergabung menjadi diskaarida melalui ikatan C–O–C yang disbeut ikatan glikosida. Rumus molekul disakarida C12H22O11. Contohnya sukrosa, maltose dan laktosa. Diskaarida dapat terhidrolisis menjadi dua monoskaarida gabungannya (sejenis atau berlainan). Sukrosa (gula tebu) terhidrolisis menjadi glukosa dan fruktosa. Maltosa (gula pati) terhidrolisis menjaid glukosa dan g;ukosa. Laktosa (gula susu) terhidrolisis menjadi glukosa dan galaktosa.

3.    Polisakarida

Golongan karbohidrat selain monosakarida dan disakarida adalah polisakarida. Polisakarida merupakan polimer alam dari monosakarida dengan rumus umum (C6H10O5)n. Glukosa dapat membentuk tiga macam polisakarida, yaitu glikogen, pati/amilum, dan selulosa.

a.    Glikogen

Glikogen merupakan poliskaarida yang terdapat dalam badan hewan terutama dalam hati. Glikogen mennjukkan sifat kimia serupa dengan zat tep[ung, zat ini dapat larut secara koloidal dalam air dingin tetapi tidak membentuk gel seperti pada kanji. Pada hidrolisis glikogen dengan asam-asam encer dihasilkan glukosa, sedang hidrolisis dengan amylase terutama menghasilkan maltose. Glikogen dengan iodium memberikan endapan merah cokelat.

Glikogen + I2  -->  endapan merah cokelat

b.    Amilum (Pati)

Amilum banyak terdapat dalam biji, akar dan umbi yang merupakan cadangan makanan bagi tumbuhan itu sendiri. Amilum dalam air membentuk koloid dari dalam tubuh dapat dihidrolisis menjadi glukosa. amilum memebrikan warna biru denan iodium, karena rantai polimernya tak bercabang.

amilum + I2  -->  iod amilum (biru)

Warna biru tersebut hilang pada pemanasan 700C dan timbul kembali jika didiginkan. Amilum dapat dihidrolisis oleh asam-asam encer maupun enzim amylase menghasilkan glukosa dan terjadi hasil antara yang disbeut dekstrin.

Zat pati  -->  dekstrin --> glukosa

c.     Selulosa

Selulosa merupakan penyusun utama dinding sel tumbuh-tumbuhan, kapas sebagaian besar terdiri atas selulosa. Selulosa tidak dapat larut dalam air, tetapi dapat larut dalam pelarut scweitzer (larutan kupri oksida – ammonia). selulosa tidak dapat dicernakan oleh manusia, tetapi dapat dicerna oleh sapid an binatang lain dengan bantuan bakteri.

  

C.    Asam Amino

Protein merupakan senyawa penyusun smeua jaringan hidup. Secara struktur protein merupakan polimer atom yang tersusun dri asam-asam amino. Massa molekul relatifnya berkisra dari sekitar 6.000 hingga beberapa juta. Asam amino penyusun protein sekitar 20  jenis asam a amino.

Asam amino adalah senyawa yang mengandung gugus karboksilat (-COOH) dan gugus amina (-NH2).

Rumus umum asam amino:

  

Sebagian besar asam amino sebagai a amino (gugua amina (-NH2) terikat pada atom karbon yang mengikat –COOH).

1.    Asam amino esensial

Adalah asam amino yang diperlukan oleh tubuh tetaapi tidak dapat disintesis oleh tubuh manusia. Contoh arginin, fenilaalnin, histidin, isoleusin, leusin, lisin, treonin, metionin, triptofan dan valin.

2.    Asam amino nonesensial

Adalah asam amino yang dapat disintesis oleh tubuh manusia. Conntoh glisin, asam glutamate, asam aspartat, sistin dan lain-lain.

Sifat-sifat asam amino:

  • Bersifat amfotir dan dapat membentuk ion Zwitter.
  • Dapat bereaksi dengan asam, basa atau logam.
  • Kecuali glisin, asam amino bersifat optis aktif.
  • Asam amino merupakan monomer dari protein.

 

D.    Protein

1.    Sifat-sifat protein:

a.    Titik didihnya tidak tertentu sehingga tidak dapat didistilasi.

b.    Kebanyakan protein berupa koloid hidrofil.

c.     Dapat mengendap pada pemanasan 1000C atau dengan penambahan larutan pekat Nacl, MgSO4, (NH4)2OS4, alcohol, aseton, asam dan basa. Pengendapan menyebabkan denaturasi (perubhan struktur protein).

d.    Dengan asam-asam encer dapat terhidrolisis menjadi asam-asam amino penyusunnya.

Berdasarkan bentuknya protein dikelompokkan menjadi protein globular yang menggulung dan protein fibrous yang berbentuk panjanag seperti tali. Berdasarkan fungsinya, protein dikelompokkan menjadi:

a.    Enzim, berfungsi sebagai biokatalis. Contoh tripsin.

b.    Protein transport, berfungsi sebagai cadangan makanan. Contoh hemoglobin,           mioglobin.

c.     Protein cadangan, berfungsi sebagai cadangan makanan. contoh ovalbumin, kasein.

d.    Protein kontraktil, berfungsi menggerakkan otot. Contoh aktin.

e.    Protein structural, berfungsi sebagai pelindung jaringan di bawahnya. Contoh keratin, kolagen dan fibrin.

f.     Protein plindung, berfungsi sebagai pelindung terhadap mikroorganisme patogen. Contoh antibody.

g.    Protein pengatur (hormone), berfungsi mengatur reaksi dalam tubuh. Contoh insulin.

2.    Reaksi Pengenalan Protein

  1. a.       Uji Biuret

Uji biuret positif bagi semua zat yang mengandung ikatan peptida. Zat yang akan diselidiki mula-mula ditetesi larutan NaOH, kemudian larutan CuSO4 encer. Jika terbentuk warna ungu, berarti zat itu mengandung ikatan peptida.

  1. b.      Uji Xantoproteat

Uji Xantoproteat adalah uji terhadap protein yang mengandung gugus fenil (inti benzena). Jika protein mengandung cincin benzena, maka jika dipanaskan dengan asam nitrat pekat akan terbentuk warna kuning yang kemudian menjadi jingga jika ditetesi larutan NaOH.

  1. c.       Uji Belerang

Adanya unsur belerang dalam protein dapat ditunjukkan sebagai berikut. Mula-mula larutan protein dengan larutan NaOH 6 M dipanaskan, lalu ditambahkan beberapa tetes larutan timbel asetat. Jika terbentuk endapan hitam (PbS), berarti menunjukkan adanya belerang dalam protein.

E.    Lemak

Lemak merupakan ester dari gliserol dengan asam-asam lemak. Satu mol gliserol akan tepat bereaksi dengan 3 mol asam lemak membentuk lemak.

 

R merupakan rantai hidrokarbon dari asam lemak. Lemak yang terbentuk dari asam lemak sejenis (R sama) disbeut lemak sederhana, sedangkan lemak yang terbentuk dari asam lemak yang tidak sejenis (R tidak sama) disbeut lemak campuran. Penamaan lemak dimulai dengan kata gliseril dan diikuti nama asam lemak penyusunnya.

Contoh:

 

Perbedaan Lemak dengan minyak

Berdasarkan asam lemak pembentuknya wujud lemak ada dua, yaitu:

1.    Lemak  cair (minyak)

Lemak yang pada suhu kamar berupa cairan disebut minyak, misalnya minyak kelapa, minyak jagung, dan minyak zaitun. Minyak pada umumnya berasal dari tumbuh-tumbuhan. Minyak mengandung asam lemak tak jenuh, seperti asam oleat, linoleat, dan linolenat.

2.    Lemak padat

Umumnya berasal dari hewan, mengandung asam lemak jenuh seperti asam stearat dan asam palmitat, sheingga berwujud padat.

Bilangan Iodium

Bilangan iodium menyatkan derajat ketidakjenuhan suatu lemak, yaitu jumlah gram iodium yang dapat diserap oleh 100 gram lemak pada reaksi penjenuhannya. semakin besar bilangan iodium semakin tinggi kejenuhannya.

Reaksi-reaksi Lemak

1.    Reaksi penyabunan

Reaksi antara gliserida dengan basa menghasilkan sabun dikenal dengan reaksi penyabunan (saponifikasi).

 

2.    Reaksi hidrolisis

Baik lemak maupun minyak dapat mengalami hidrolisis karena pengaruh asam kuat atau enzim lipase membentuk gliserol dan asam lemak.

 

3.    Reaksi hidrogenasi

Minyak mengandung asam lemak tak jenuh dapat dijenuhkan dengan hidrogenasi sehingga menjadi lemak jenuh. reaksi hidrogenasi digunakan untuk pembuatan margarine dari minyak.

 

Fosfolipid

Fosfolipid adalah lemak yang telah bergabung degan asam fosfat. Fosfolipid yang sering terdapat dalam sel hidup antara lain asam fosfatidat, fosfatidikolin, dan fdosfatdiletanolamin.

 

 

 

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

Benny Karyadi. 1994. Kimia 1,2,3 untuk SMU Kelas 1,2,3. Jakarta:Depdikbud RI.

Drs.H. A. Hidayatullah Al Arifin. Panduan Belajar.Primagama.

Ir.Drs. Johnson S., M.M. 2006.1001 Plus Soal dan Pembahasan Kimia. Bandung: Penerbit Erlangga.

Nahadi, M.Si., M.Pd. 2008. Belajar Mudah Kimia Untuk SMA. Bandung: Penerbit Setia Bandung.

Yahya Rana Wijaya.1981. Ilmu Kimia untuk SMA 1, 2, 3. Depdikbud.

Dra.Priscilla Retnowati.` 2008. Seribu Pena Kimia Untuk SMA/MA. Jakarta: Penerbit Erlangga.

Sumber:http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1905/baeyer-bio.html

Sumber: http://en.wikipedia.org/wiki/Friedrich_Bergius

Sumber: http://id.wikipedia.org/wiki/Friedrich_August_Kekul%C3%A9_von_Stradonitz

 

 

Soal