Penentuan Energi Interaksi dengan Komputasi

Pagiiii pagiiii pagiii!!! 

Weekend ini lagi bahagia-bahagianya nih, abisnya UTS udah selesai sih *ups. Beloman deng, masih satu lagi hari senin jam 12.30 siang huff banget kan. Aku libur dari jumat kemaren. Kan kalo senin ga ada UTS aku bisa di rumah dari kamis malem sampe rabu pagi lalala~

Btw jadwal ujian di fakultasku emang rada-rada gimana gitu. Yang lain sehari cuma satu, eh di fakultasku bisa nyampe empat. Tapi alhamdulillah jadwalku cuma sampe tiga kok :") semoga sampe lulus aku ga pernah nemuin jadwal ujian sehari sampe empat. Mungkin kalau hal itu terjadi, lembar jawabku berubah jadi buku gambar yang siap aku gambar-gambarin pelangi ala-ala muti yang ada tulisan penyemangatnya gituuu. Hahaha hayooo yang mau bikin laporan udah ga sabar yhaa~

Jadi dua minggu yang lalu di praktikum kimia fisik aku dapet percobaan penentuan energi interaksi dengan komputasi. Percobaan ini rada-rada menguras emosi gitu, bukan percobaannya sih lebih tepatnya laporannya. Abisnya di internet ga ada, masteran *ups juga ga ada. Ya dapet sih laporan temen, tapi laporan temen dikit banget dan dapetnya pas aku udah nulis satu setengah lembar. Terpaksa adinda menulis laporan ini pure tanpa nyontek punya orang.

Sesuai judulnya, di percobaan ini kita pake laptop sama komputer lab. Di laptop udah ada software chemcraft, gaussview, sama notepad++. Jadi laptop ini kita pake buat nulis zmatrix dari senyawa yang mau kita hitung energi interaksinya pake software nwchem yang udah ada di komputer lab. Kebetulan kelompokku dapet senyawa alanin sama logam kalium. Alanin ini nanti dihitung energi interaksinya sebelum dan sesudah direaksikan dengan logam kalium. Langkah pertama yang kita lakukan adalah ketik zmatriks dari alanin di notepad++, setelah itu save, pindah flashdisk, copy ke komputer lab. di komputer kita hitung energi interaksinya dengan K pake software nwchem.

Oh iya metode yang kita pake yaitu ab initio. sedangkan prinsipnya adalah interaksi antar molekul dengan melakukan pemodelan molekul berdasarkan panjang ikatan, sudut, dan dihedral. Ab initio adalah salah satu metode perhitungan kimia komputasi yang mepunyai akurasi paling tinggi dibanding metode lainnya, namun sebagai konsekuensi dari pencapaian ketelitian yang tinggi dari metode ini, diperlukan waktu yang lama untuk operasinya sehingga hanya mungkin diterapkan pada molekul-molekul kecil (Jensen, 1999). 

Pada percobaan ini software yang digunakan adalah nwchem, chemcraft, notepad++, dan gaussview. Nwchem adalah software kimia komputasi untuk perhitungan ab initio baik dengan metode mekanika kuantum atau dinamika molekuler (Jensen, 1999). Chemcraft merupakan salah satu software aplikasi kimia yang penggunaannya lebih diutamakan untuk kepentingan visualisasi molekul. Chemcraft dapat digunakan untuk membuat koordinat kartesian yang dibutuhkan pada perhitungan nwchem. Gaussview adalah software yang dapat digunakan untuk menampilkan molekul yang akan dioptimasi. Notepad++ adalah sebuah penyunting teks dan penyunting kode sumber yang berjalan di sistem operasi windows. Sistem operasi yang digunakan adalah Linux Kubuntu yang merupakan sistem operasi berbasis teks. 

Hasil yang diperoleh yaitu energi interaksi alanin, K, dan alanin-K. Energi interaksi totalnya diperoleh dari pehitungan :

Energi interaksi = (Eala...K) - (Ealanin + Ek)

Jenis interaksi yang terjadi antara alanin dengan K adalah gaya tarik dipol-dipol terinduksi. Hal ini karena alanin merupakan molekul yang sifatnya non polar dan K jika dalam senyawa cenderung polar. Sesuai teori, gaya tarik dipol-dipol terinduksi adalah gaya yang terbentuk antara molekul polar dan molekul non polar. Ketika molekul polar bertemu non polar, molekul polar akan menginduksi molekul non polar. Akibatnya, molekul non polar memiliki dipol terinduksi.
Well itu adalah jawaban yang aku dapet sebelum ngumpulin laporan. Padahal udah nanya-nanya sama yang lebih tua, tetep aja ujungnya salah. Katanya sih yang bener adalah interaksi ion dipol. Aku ga ngerti alesannya apa, tapi menurutku karena alanin itu sifatnya polar. Loh? kok gitu. Iya emang gitu, aku juga bingung di internet ada yang bilang alanin itu non polar, trus ada yang bilang polar. Biar adil jadiin semipolar aja kali ya, plis tolong tabok aku yang suka ngarang-ngarang teori sendiri :(

Gaya intermolekuler adalah gaya aksi di antara molekul-molekul yang menimbulkan tarikan antar molekul dengan berbagai tingkat kekuatan. Ada 3 jenis gaya intermolekuler yaitu gaya dipol-dipol, gaya london, dan ikatan hidrogen. Gaya dipol-dipol dibagi menjadi dua yaitu dipol-dipol dan dipol-dipol terinduksi.

Perbedaan alanin sebelum dan sesudah diinteraksikan dapat dilihat dari energi interaksinya. Di mana alanin memiliki energi interaksi yang lebih positif dari energi interaksi alanin-K. Kalau mau liat zmatriks buka nya yang file .out di notepad++ yaaa~

Nah zmatriks ini kalo dibuka pake chemcraft hasilnya semacam ini:

Unyu kan K nya nyempil-nyempil gimana gitu :") 

Jadi inget dulu pernah kesel sama fisika gara-gara pelajarannya gajelas masa bola nge-gelinding aja diitung. Tapi ternyata masih mending fisika, bola yang diitung bener-bener keliatan wujudnya. Nah sementara kimia, bola gaib nge-gelinding yang diitung. Noh mirip bola kan atom nya? 

 Udahan yaa bye mwah :*

HERBISIDA PARAQUAT

HAI LAGIII :D

Tadi udah kan bahas soal Aspirin, sekarang aku pengen bahas tentang herbisida jenis Paraquat. Jadi ceritanya ini juga tugas kuliah gicuuu, tugas kimia pestisida. Barengan sama tugas IKO tadi. Minggu kemaren mereka bener-bener nyaris bikin aku bunuh diri wakakak gak deng kan aku setrong. Aku belum nikah masa udah bunuh diri *eh wkwk langsung aja deh yaaa

Secara istilah, herbisida adalah suatu senyawa kimia baik senyawa oganik maupun anorganik yang dapat digunakan untuk mengendalikan atau menekan pertumbuhan gulma. Gulma adalah tumbuh - tumbuhan (tidak temasuk jamur) yang tumbuh pada tempat yang tidak diinginkan sehingga menimbulkan kerugian bagi tujuan manusia. Herbisida dapat digolongkan berdasarkan beberapa faktor yang diantaranya selektivitas, waktu aplikasi, formulasi, daya kerjanya, cara penggunaan, dan golongan bahan aktifnya.

ASPIRIN (Asam Asetilsalisilat)

Kali ini aku mau posting tentang tugas aku yaaah. Tugas mata kuliah industri kimia organik, wuiiih keren kan biar besok bisa bikin industri kimia organik sendiri gitu deh wkwkwk. Setelah salah ambil tema gara-gara katanya sih kurang kekimiaan, setelah perjuangan panjang searching di mbah gugel loveyouso lah mbah, dan mikir keras gara-gara gak semua materi ada di internet, ketemu deh materi tentang aspirin. Aku ga akan bahas proses produksi di pabriknya yhaaa soalnya aku kan anak laboratorium gicuuu jadi aku bahas mekanisme reaksinya aja okay?!

Esterifikasi asam karboksilat berlangsung melalui serangkaian tahap protonasi dan deprotonasi. Oksigen karbonil diprotonasi dengan katalis H₂SO₄ pekat. H₂SO₄ dalam larutan akan terurai menjadi H⁺ dan SO₄^-. Proton H₂SO₄ akan diikat oleh asam salisilat pada gugus –OH nya. Sehingga asam salisilat bermuatan positif dalam keadaan ini ikatan H⁺ lebih kuat dibanding ikatan H pada OH sehingga dengan adanya gugus asetil dari asam asetat anhidrat akan tersubtitusi. Selanjutnya alkohol nukleofilik menyerang karbon positif, dan eliminasi air akan menghasilkan ester yang dimaksud. Aspirin atau asam asetilsalisilat (asetosal) adalah sejenis obat turunan dari salisilat yang sering digunakan sebagai senyawa analgesik (penahan rasa sakit atau nyeri minor), antipiretik (terhadap demam), dan anti-inflamasi (peradangan). Aspirin juga memiliki efek antikoagulan dan dapat digunakan dalam dosis rendah dalam tempo lama untuk mencegah serangan jantung. Kepopuleran penggunaan aspirin sebagai obat dimulai pada tahun 1918 ketika terjadi pandemik flu di berbagai wilayah dunia. 

Awal mula penggunaan aspirin sebagai obat diprakarsai oleh Hippocrates yang menggunakan ekstrak tumbuhan willow untuk menyembuhkan berbagai penyakit. Kemudian senyawa ini dikembangkan oleh perusahaan Bayer menjadi senyawa asam asetilsalisilat yang dikenal saat ini.

Konsumsi asetosal selalu meningkat bahkan tahun 1997 di Amerika diperkirakan mencapai 20 ribu ton setahun. Di Indonesia obat bermerek yang mengandung asam asetilsalisilat dalam bentuk sediaan tablet saja telah mencapai lebih dari 30 nama, belum lagi bentuk sediaan lainnya, dan ditambah lagi sediaan generik yang banyak beredar di pasaran. Jika dihitung, jumlah obat yang mengandung asetosal yang beredar di masyarakat sudah demikian banyaknya (hingga saat ini belum ada data yang valid) dan hal ini memerlukan pengawasan mutu yang tidak mudah untuk dilakukan (Anonim, 2007; Matias et al., 2004).

Serbuk asam asetilsalisilat dari tidak berwarna atau kristal putih atau serbuk atau granul kristal yang berwarna putih. Asam asetilsalisilat stabil dalam udara kering tapi terdegradasi perlahan jika terkena uap air menjadi asam asetat dan asam salisilat. Nilai titik lebur dari asam asetilsalisilat adalah 135^oC. Asam asetilsalisilat larut dalam air (1:300), etanol (1:5), kloroform (1:17) dan eter (1:10-15), larut dalam larutan asetat dan sitrat dan dengan adanya senyawa yang terdekomposisi, asam asetilsalisilat larut dalam larutan hidroksida dan karbonat (Clarke, 2005). Struktur Aspirin (Mulyono, 2008) :

Aspirin bereaksi hidrolisis dengan NaOH sebagai berikut :

Aspirin juga bereaksi hidrolisis dengan air sebagai berikut :

Aspirin adalah senyawa turunan asam salisilat yang dapat disintesis melalui reaksi esterifikasi. Esterifikasi adalah reaksi pengubahan dari suatu asam karboksilat dan alkohol menjadi suatu ester dengan menggunakan katalis asam. Reaksi ini juga sering disebut esterifikasi Fischer. Ester adalah suatu senyawa yang mengandung gugus -COOR dengan R dapat berbentuk alkil maupun aril.

Dalam hal ini asam salisilat berperan sebagai alkohol karena mempunyai gugus –OH , sedangkan anhidrida asam asetat tentu saja sebagai anhidrida asam. Ester yang terbentuk adalah asam asetil salisilat (aspirin). Gugus asetil (CH₃CO-) berasal dari anhidrida asam asetat, sedangkan gugus R-nya berasal dari asam salisilat.

Esterifikasi asam karboksilat berlangsung melalui serangkaian tahap protonasi dan deprotonasi. Oksigen karbonil diprotonasi dengan katalis H₂SO₄ pekat. H₂SO₄ dalam larutan akan terurai menjadi H⁺ dan SO₄^-. Proton H₂SO₄ akan diikat oleh asam salisilat pada gugus –OH nya. Sehingga asam salisilat bermuatan positif dalam keadaan ini ikatan H⁺ lebih kuat dibanding ikatan H pada OH sehingga dengan adanya gugus asetil dari asam asetat anhidrat akan tersubtitusi. Selanjutnya alkohol nukleofilik menyerang karbon positif, dan eliminasi air akan menghasilkan ester yang dimaksud.

Kalo masih ga ngerti liat mekanisme esterifikasi secara umum dulu aja kaya gini :

Jadi kan kita pakai katalis waktu mau bikin ester. Katalisnya berupa asam, tau kan asam pasti punya H+? Nah H+ ini yang melakukan protonasi ke karboksilat. Protonasi itu gampangnya sih penambahan H+. Tapi saat protonasi ini mekanismenya oksigen yang ada di ikatan karbonil C=O yang menyerang H+ ya jadi bukan H yang nyerang O. Karna kalo di kimia organik yang negatif itu selalu yang menyerang duluan. Nah udah kan si H nempel tuh di O karbonil, karena ada H, si O jadi cenderung bermuatan positif. Karena muatannya positif, karbon karbonil jadi ikut ga stabil kan, dia (C) jadi gampang diserang sama O dari alkohol. Waktu si alkohol nempel ke C, ikatan rangkap dari karbonil jadi putus.

O dari alkohol yang nempel ke karbon muatannya cenderung positif, jadi dia gak stabil gitu. Maka dari itu, H dari alkohol lepas. H yang lepas itu terprotonasi ke O yang ada di asam karboksilat. Jadi ada gugus -OH2 gitu deh. Nah gugus -OH2 ini gugus pergi yang baik katanya literatur sih gitu. Yaiya juga sih bisa diliat kan dia punya tiga tangan kan ga stabil jadinya cenderung bermuatan positif. Setelah -OH2 ini lepas, si C jadi kekurangan elektron gitu kan. Nah abis itu ada deprotonasi dari H yang ada di O karbonil. Elektron yang dari O karbonil membentuk ikatan rangkap lagi. Jadi deh ester  sama air :")

Udaaah yaaa sampe di sini aja. Sebenernya aku takut sih nulis beginian, takut salah huft. Takut dibaca sama yang lebih ahli trus ternyata ada yang salah kan malu-maluin. Tapi insyaallah si engga yhaa kan muti udah belajar wkwkwk bye! selamat belajar ;)

SERBA-SERBI MINYAK CENGKEH

Ceritanya malem ini lagi belajar buat pretest besok gituuu. Diposting sekalian lah biar hits hahaha. Engga lah aku cuma pengen berbagi ilmu. Kalo dirasa ga perlu kan tinggal gausah baca. Blog aku ini, kan suka-suka aku mau posting apa *ceritanya lagi judes* hahaha. Besok praktikum pertama kimia organik loooh. Bisa dibilang masih cukup pagi untuk memulai praktikum secara selama 3 semester kemaren, praktikum selalu dimulai minggu ke tiga, itu pun baru asistensinya. Yaudah deh langsung aja yaa kalo ngomongin minyak cengkeh, tentu gak akan lepas dari tanaman penghasil minyak cengkehnya yakan yakan hehehe. 

Jadi gini, Cengkeh (Syzygium aromaticum) termasuk jenis tumbuhan perdu yang dapat memiliki batang pohon besar dan berkayu keras. Daun cengkeh berwarna hijau dan berbentuk bulat telur memanjang dengan bagian ujung dan pangkalnya menyudut,rata-rata mempunyai ukuran lebar berkisar 2-3 cm dan panjang daun tanpa tangkai berkisar 7,5-12,5 cm. Bunga dan buah cengkeh akan muncul pada ujung ranting daun dengan tangkai pendek serta bertandan. Pada saat masih muda bunga cengkeh berwarna keungu-unguan, kemudian berubah menjadi kuning kehijau-hijauan, dan berubah lagi menjadi merah muda apabila sudah tua. Sedang bunga cengkeh kering akan berwarna cokelat kehitaman dan berasa pedas sebab mengandung minyak atsiri. Tumbuhan cengkeh akan tumbuh dengan baik apabila cukup air dan mendapat sinar matahari langsung. Di Indonesia. cengkeh cocok ditanam baik di daerah dataran rendah dekat pantai maupun di pegunungan pada ketinggian 900 meter di atas permukaan laut (Thomas, 1992)

Bunga cengkeh merupakan hasil utama tanaman cengkeh selain ganggang dan daunnya. Hasil penyulingan cengkeh berupa minyak atsiri atau terkenal dengan nama clove oil. Semua bagian tanaman, yaitu akar, batang, daun, dan bunganya mengandung minyak, tetapi kadar minyak paling tinggi terdapat pada bunga (20%), sementara bagian lainnya hanya 4-6%. Minyak cengkeh mengandung 70-93% eugenol (C₁₀H₁₂O₂) (Kardinan, 2005)

Minyak daun cengkeh adalah minyak atsiri yang diperoleh dari penyulingan daun dan ranting tanaman cengkeh. Minyak daun cengkeh hasil penyulingan rakyat sering kali berwarna hitam kecokelatan dan kotor, sehingga untuk meningkatkan nilai jual dari minyak tersebut,perlu dilakukan pemurnian. Dari beberapa hasil pemurnian menunjukkan bahwa minyak dapat dimurnikan dengan metoda adsorpsi dan pengkelatan. Komponen minyak daun cengkeh dapat dibagi menjadi 2 kelompok. Kelompok pertama adalah senyawa fenolat dengan eugenol sebagai komponen terbesar (70-80%). Kelompok kedua adalah senyawa non fenolat yaitu β-kariofeilen, α-kubeben, α-kopaen, humulen, δ-kadien, dan kadina 1,3,5 trien dengan β-kariofeilen sebagai komponen terbesar (15-20%). Eugenol mempunyai flavor yang kuat dengan rasa yang sangat pedas dan panas (Sastrohamidjojo, 2002)

Eugenol merupakan senyawa utama penyusun minyak cengkeh yang merupakan rumus molekul C₁₀H₁₂O₂ dengan berat molekul 164,02. Penamaan secara IUPAC adalah 3(4-hidroksi 5-fenil) propena. Nama lain dari eugenol adalah 4-hidroksi, 3-metoksi, 1-alkil benzena. Adapun rumus strukturnya :

Kandungan eugenol dalam minyak cengkeh sekitar 70-90%. Eugenol memiliki titik didih 225^oC, tidak larut dalam air namun larut dalam alkalis berair untuk membentuk anion fenolat. Eugenol bersifat asam dan dalam suhu kamar berupa cairan tidak berwarna atau sedikit kekuningan, berbau khas dan apabila terkena kulit rasanya perih. Eugenol larut dalam pelarut organik seperti eter dan larut dalam asetat dan tidak larut dalam air (Nimitz, 1991)

Daftar Pustaka

Kardinan, A. 2005. Tanaman Pengusir dan Pembasmi Nyamuk. Jakarta : Andromeda Pustaka.

Nimitz, S. J. 1991. Experiment in Organic Chemistry : from Microsale to Macroscale. Englewood cliffs : Prentice Hall.

Sastrohamidjojo, H. 2002. Kimia Minyak Atsiri. Yogyakarta : Kimia FMIPA UGM.

Thomas, A. N. S. 1992. Tanaman Obat Tradisional. Yogyakarta : Kanisius.