MAKROMOLEKUL A. POLIMER B. KARBOHIDRAT C. PROTEIN

A.

POLIMER

B.

KARBOHIDRAT

C.

PROTEIN

M A K R O M O L E K U L

7

Polimer atau makro molekul adalah senyawa yang mempunyai massa molekul besar dan tersusun dari gabungan molekul sederhana. Molekul-molekul sederhana penyusun polimer disebut monomer. Reaksi penggabungan monomer-monomer disebut reaksi polimerisasi.. Jumlah monomer yang dapat membentuk polimer terdiri dari 50 molekul unit atau lebih dengan ukuran 10 – 10.000 A.

Di alam makromolekul banyak kita jumpai di mana-mana. Karbohidrat amilum, protein, lemak adalah contoh-contoh makromolekul di alam, merupakan polimer organik yang terjadi secara alamiah dan biasa disebut "polimer alam" (Biopolimer).

Biopolimer ini telah dikenal lama oleh nenek moyang kita. Banyak digunakan untuk keperluan rumah tangga bahkan hingga sekarang kita juga masih banyak menggunakan biopolimer ini, contoh: kapas (selulosa) untuk kasur, serat rosela untuk karung, getah karet untuk balon, ban dan lain-lain.

KIMIAXII SMA

216

Akan tetapi dengan meningkatnya kebutuhan manusia dengan disertai menipisnya bahan alam, para ahli mulai memikirkan bagaimana cara memenuhi kebutuhan akan polimer-polimer tersebut. Muncullah ide untuk membuat polimer tiruan yang dikenal dengan nama "Polimer sintetis". Seperti selulosa (kapas) diganti dengan busa karet (spon), rayon karung goni (bahan serat rosella) diganti dengan karung plastik.

Dalam mempelajari polimer, karbohidrat, dan protein Anda dapat memahami struktur, tatanama, penggolongan, sifat, dan kegunaan makromolekul. Lebih jelasnya perhatikan peta konsep berikut ini.

A. POLIMER

1. Struktur makromolekul (polimer) sintetis

Makromolekul (polimer) merupakan hasil sintesis dari senyawa-senyawa organik yang terdiri dari monomer-monomer yang saling bergabung membentuk rantai panjang dengan ikatan kovalen.

POLIMER,

KARBOHIDRAT, DAN PROTEIN

polimer sintesis asalnya polimerisasi adisi polimer

alam polimerisasikondensasi

homo polimer kopolimer protein karbohidrat asam

amino zwiterrion

sakarida

mono

sakarida disakarida sakaridapoli

terbentuk jenis

monomer

monomer

KIMIAXII SMA

217

Struktur polimer bermacam-macam bergantung pada jenis monomer penyusunnya

Secara umum gambar struktur polimer adalah sebagai berikut.

2. Tatanama polimer

Belum ditemukan literatur yang membahas secara khusus tatacara pemberian nama senyawa polimer. Namun untuk memudahkan penulisan nama polimer diawali dengan nama "poli" yang diikuti dengan nama "monomernya".

Tabel 7.1 Contoh Polimer

3. Penggabungan polimer

a. Berdasarkan jenis monomernya, polimer dikelompokkan menjadi dua yaitu:

1) Homopolimer adalah polimer dari hasil reaksi monomer-monomer yang sejenis.

monomer polimernya:

No. Nama monomer Nama polimer Rumus struktur polimer

1. Etena polietena (PE) CH₂= CH₂

2. Vinil klorida poli vinil klorida (kloro etena) (PVC)

CH₂= CHCl

3. Tetra fluoroetena politetra fluoroetena CF₂= CF₂ atau teflon (nama

trivial)

4. Sianoetena polisianoetena CH₂= CH–CN atau akrilin (nama

trivial) 5. Stirena polistirena (polifeniletena) CH2 __CH _ _ n CH2 CH= – CH CH2_CH _ _ n _ _ _ CF2 CF2 CF2 CF2_ _ _ _ _ CH2 CH CH2 CH Cl Cl C_ C C_ _C _ _ _ CH2 CH2 CH2 CH2 atau _ _ _ _

KIMIAXII SMA

218

Adapun struktur homopolimer dapat digambarkan sebagai berikut:

... – A – A – A – A – A – ... A = monomer

2) Kopolimer adalah polimer hasil reaksi monomer-monomer yang lebih dari satu jenis.

Adapun struktur kopolimer dapat digambarkan sebagai berikut: ... – A – B – A – B – A – B – A – B – ...

monomer A ≠ monomer B

b. Berdasarkan sifat kekenyalan polimer dapat dibedakan menjadi dua yaitu:

1) Polimer termoplastik

Adalah polimer yang bersifat liat apabila dipanaskan dan dapat di pola/dibentuk sesuai keinginan dan sifat liatnya akan hilang setelah didinginkan dan proses dapat diulang untuk diubah menjadi bentuk lain.

2) Polimer termostat

Adalah polimer yang pada awalnya liat saat dipanaskan, namun sekali didinginkan tidak dapat dilunakkan lagi/polimer sekali cetak.

c. Berdasarkan pembentukannya dikelompokkan menjadi dua yaitu: 1) Polimerisasi adisi

adalah peristiwa bergabungnya monomer-monomer yang mempunyai ikatan tak jenuh (ikatan rangkap). Ikatan ini akan berubah menjadi ikatan jenuh saat dimana monomer-monomer tersebut saling berikatan satu sama lain. Pada polimerisasi tidak ada molekul yang hilang.

Contoh: polimerisasi adisi adalah pembentukan PVC (polivinil chlorida ) dari monomer vinilchlorida.

CH₂ _ CH _ _CH _ _ CH _ _CH _ Cl Cl Cl Cl _ CH2 = CH - Cl Vinilklorida CH₂ CH₂ CH₂ CH2 = CH - Cl Vinilklorida

KIMIAXII SMA

219

2) Polimerisasi kondensasi

Adalah peristiwa bergabungnya monomer-monomer yang bergugus fungsional. Saat di mana monomer-monomer bergabung satu sama lain ada molekul yang hilang, misalnya molekul H₂O.

Contoh: polimerisasi kondensasi adalah pembentukan protein dari monomer asam amino.

Latihan

1

Diketahui rumus struktur beberapa polimer a. –CH₂– CH₂– CH₂– CH₂–

b.

c.

d.

Pertanyaan

1. Tentukan rumus struktur monomernya dan beri nama! 2. Tentukan jenis polimer berdasarkan jenis monomernya! 3. Tentukan jenis polimer berdasarkan pembentukannya!

– CH – CH₂ – CH₂ – CH = CH – CH₂ – – CH₂ – C – CH₂ – C – COOCH₃ COOCH₃ CH₃ CH₃ – CH₂ – CH – CH₂ – CH – CN CN H - N - CH - C - OH R H O Asam amino H - N - CH - C - OH R H O Asam amino ... N - CH - C - N - CH - C - N - CH - C - N - CH - C -.... H O H O H O H O R R R R protein

KIMIAXII SMA

220

d. Polimer dalam kehidupan sehari-hari 1) Plastik

Ditemukan oleh John Wesley Hyatt (1837 – 1920) dari Amerika Serikat. Dibandingkan material lain plastik memiliki beberapa keunggulan antara lain: tahan terhadap karat, bersifat isolator, ringan, mudah dibentuk dan lain-lain.

Secara massal plastik yang pertama kali diproduksi adalah polimer fenol-formaldehida oleh Leo Hendrik Beekland (1863 – 1944) di Amerika Serikat pada tahun 1909 untuk jenis bakelit. Merupakan kopolimer dari monomer fenol dan metanol/ formaldehid.

Kegunaan plastik jenis ini antara lain: perekat plywood, peralatan toilet, casing radio dan lain-lain.

Seiring dengan diketemukannya sumber-sumber minyak bumi, plastik yang umum diproduksi adalah polimer dari etena atau turunannya. Plastik jenis ini merupakan homopolimer yang jenis reaksinya adalah polimerisasi adisi. Adapun jenis plastik dan manfaatnya adalah sebagai berikut.

Tabel 7.2 Jenis Plastik dan Manfaatnya

Plastik Monomer Rantai polimer Sifat dan manfaat

PVC CH₂= HCl (polivinil

klorida)

Teflon CF₂= CF₂ – [CF₂ – CF₂]_n – sangat keras, tidak (politetra terbakar, tahan fluoroetena) asam, anti lengket,

lentur

Untuk mengganti-kan logam

Polietilena CH₂= CH₂ – [CH₂ – CH₂]_n – tranparan fleksibel, (polietena) buram, berlilin,

mudah dipotong, lunak dalam air panas, mudah ter-bakar

Untuk pembungkus Polipropi- CH₂=CH–CH₃

lena

fleksibel, kuat, dapat terbakar, kerapatan besar

Untuk serat, tali dan kain CH₃ CH2 _CH2_ _ n transparan, keras, kaku, mudah di-potong, sukar ter-bakar.

Untuk pipa saluran dan perabot rumah tangga

Cl CH2 _CH _

_

KIMIAXII SMA

221

2) Karet

Kegunaan karet pertama kali dilakukan oleh Joseph Priestley (1733 – 1804) dari Inggris untuk menghapus tulisan dari pensil.

Charles Goodyear(1800 – 1860) dari Amerika Serikat menemu-kan temuan besar bahwa bila karet dipanasmenemu-kan dengan sejumlah tertentu belerang akan menjadi elastis dan kuat dalam segala kondisi cuaca. Selanjutnya temuan tersebut dinamakan vulkanisasi oleh Brockedon. Proses vulkanisasi sendiri yang menemukan adalah Tomas Hancock.

Karet dikenal ada 2 macam yaitu: a) karet alam

Adalah polimer dari isoprena (2 -metil 1, 3 butadiena)

CH2 = C – CH = CH2 Isoprena CH3 CH2 = C – CH = CH2 Isoprena CH3 CH₂_ C CH= _ _ _ =CH_ _ _CH 2 CH2 CH2 CH₃ C Poliisoprena CH₃

Plastik Monomer Rantai polimer Sifat dan manfaat

Akrilan CH₂=CH–CN (polisiano etena) Polistirena (polifenil etena) Perspex (polimetil meta kri-lat)

terang, keras, per-mukaan halus, kaku, mudah di-potong, dapat ter-bakar.

Untuk menggan-tikan gelas, peralat-an bedah, jendela pesawat, kacamata dan lain-lain COOCH3 CH2_C_ _ n CH3 CH2=C CH3 COOCH3

kenyal, putih sukar dipotong, dapat terbakar

Untuk pembungkus isolator listrik, sol sepatu dan lain-lain CH2_CH _

_

n CH2 CH= –

fleksibel, kuat, dapat terbakar, kerapatan besar Untuk pengganti logam CH3 CH₂ _CH₂_ _ n

KIMIAXII SMA

2 2 2

jembatan belerang antara rantai-rantai polimer pada proses vulkanisasi

Kerja dari jembatan belerang ini adalah untuk menahan rantai polimer agar pada saat direnggangkan tidak mudah putus dan karet dapat kembali ke bentuk semula.

b) karet sintetis

Seperti halnya karet alam, karet sintetispun dapat mengalami vukanisasi. Jenis-jenis karet sintetis dan kegunaannya: (1) Neoprena – CH₂– C = CH – CH₂– | Cl kloropena

Sifat : tahan terhadap oksidasi, sinar matahari, minyak, uap dan nyala api

Fungsi: untuk selang bensin, kemasan barang, isolator kawat

(2) Polibutadiena

– CH₂– CH = CH – CH₂– 1,3 butadiena

Sifat : kurang elastis

Fungsi: untuk campuran karet alam atau karet sintetis (3) buna–S (butadiena stirena)

SBR (styrene butadiene rubber)

Sifat : tahan terhadap oksidasi dan sinar matahari Fungsi: untuk ban kendaraan bermotor

– CH – CH2 – CH2 – CH= CH– CH2 – stirena 30% CH CH2 CH CH CH2 - - - - - - -CH CH CH CH₃ CH₃ S S S S S S S S CH CH₂ CH CH CH₂ - - - - - - -CH CH CH CH3 CH3

KIMIAXII SMA

2 2 3

(4) Buna–N (butadiena nitril)

– CH₂– CH = CH – CH₂– CH₂– CH – | CN

Sifat : tahan terhadap minyak dan nyala api Fungsi: untuk selang bahan bakar minyak 3) Serat

Serat dikelompokkan menjadi dua yaitu: a) serat alam

misalnya: kapas, wol dan sutera b) serat sintetis

misalnya: nilon (poliamida), teteron (poliester)

Terbentuk melalui polimerisasi kondensasi dan merupakan kopolimer.

Nilon adalah polimer yang terbentuk dari asam adipat dan 1,6 diamino heksana

Teteron adalah polimer yang terbentuk dari asam tereftalat dan etanadiol

HO-C - - C - OH

Asam tereftalat etanadiol

O HO-CH2 - CH2 - OH – O – C – – C – O – CH2 – CH2 – ... teteron O +

(

(

+ nH2O n O O ... – C – (CH₂)₄ – C – N – (CH₂)₆ – N – ... HO – C – (CH₂)₄ – C – OH asam adipat O H– N – (CH₂)₆ – N – H 1, 6 diaminoheksana H O Nilon O H H O + H

(

(

+ nH₂O n

KIMIAXII SMA

2 2 4

Latihan

2

Tentukan monomer dari neoprena, polibutadiena, SBR dan Buna–N serta beri nama!

B. KARBOHIDRAT

Makromolekul alam yang merupakan konsumsi utama dalam kehidupan adalah karbohidrat yang juga dikenal sebagai "hidrat arang".

Disebut hidrat arang karena mempunyai rumus umum C_m(H₂O)_n. Berdasarkan rumus struktur molekulnya karbohidrat dapat dipandang

sebagai turunan senyawa aldehida atau keton dengan suatu senyawa polihidroksida (–OH), karena gugus tersebut selalu ada pada setiap jenis karbohidrat.

1. Penggolongan karbohidrat

a. Berdasarkan rumus strukturnya

Karbohidrat diikat dari rumus strukturnya mengandung gugus

fungsi aldehid , keton dan gugus hidroksi (–OH) oleh karena itu berdasarkan gugus fungsi yang diikat ini dibedakan menjadi 2 macam yaitu:

(1) Kelompok aldosa

yaitu karbohidrat yang mengikat gugus aldehid 2) kelompok ketosa

yaitu karbohidrat yang mengikat gugus keton

Berdasarkan jumlah atom karbon (C) yang menyusunnya karbohidrat dibedakan menjadi:

1) Triosa: yaitu karbohidrat yang tersusun dari 3 atom karbon 2) Tetrosa: yaitu karbohidrat yang tersusun dari 4 atom karbon 3) Pentosa: yaitu karbohidrat yang tersusun dari 5 atom karbon 4) Heksosa: yaitu karbohidrat yang tersusun dari 6 atom karbon b. Berdasarkan hasil hidrolisisnya

Karbohidrat termasuk senyawa polimer karena masih bisa dihidrolisis (diuraikan oleh air) menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana atau monosakarida.

(R–C–R) O (–R–C–H) O (R–C–R) O (R–C–H) O

KIMIAXII SMA

2 2 5

Berdasarkan hasil reaksi hidrolisisnya ini karbohidrat dikelompok-kan menjadi:

1) Monosakarida yaitu merupakan karbohidrat yang paling sederhana yang tidak dapat diuraikan (dihidrolisis) lagi menjadi senyawa karbohidrat lain yang lebih sederhana.

Yang tergolong kelompok ini adalah: glukosa, fruktosa, galaktosa dan ribosa.

2) Disakarida yaitu merupakan karbohidrat yang terdiri dari 2 monosakarida, sehingga molekul senyawa karbohidrat kelom-pok ini masih dapat dihidrolisis menghasilkan 2 monosakarida

Yang tergolong kelompok disakarida adalah:

- Sukrosa (gula tebu), gabungan dari glukosa + fruktosa - Laktosa (gula susu), gabungan dari glukosa + galaktosa - Maltosa (gula pati), gabungan dari 2 molekul glukosa 3) Polikaradia yaitu karbohidrat yang bila dihidrolisis akan

menghasilkan banyak molekul monosakarida Contoh: - amilum

- glikogen - selulosa

2. Struktur karbohidrat

Berdasarkan gugus fungsi yang diikat, monosakarida dibagi menjadi: a. Monosakarida kelompok Aldosa

b. Monosakarida kelompok ketosa

Bentuk monosakarida

a. Menurut Fischer (konformasi Fischer)

H – C – OH H – C – OH C H – C – OH CH₂OH H O aldotriosa C ketopentosa C H – C – OH H O aldopentosa C H – C – OH CH₂OH H O glukosa (aldoheksosa) CH₂OH H–C–OH CH₂OH H – C – OH CH₂OH HO – C – H H – C – OH H – C – OH O

KIMIAXII SMA

226

b. Menurut Haworth (konformasi Haworth)

Monosakarida berada terutama dalam bentuk hemiasetal siklik dan tidak dalam bentuk aldo atau keto siklik sebagaimana digambarkan oleh Fischer.

Kimiawan karbohidrat Inggris bernama W. N. Haworth (hadiah Nobel tahun 1937) memperkenalkan cara yang berguna untuk menggambarkan siklik dari gula.

Menurut Haworth bila C–1 dan C–6 (rumus Fischer) berdekatan (didekatkan) akan menyebabkan rotasi pada ikatan C–4 dan C–5 membuat oksigen hidroksil pada C–5 cukup dekat dan menjalankan adisi nukleofilik pada karbon karbonil (C–1). Reaksi ini kemudian menghasilkan struktur hemiasetal siklik yang berbentuk cincin. Contoh:

1) D–glukosa (C₆H₁₂O₆) menurut Haworth

Ada kalanya seperti pada struktur di sebelah kanan, hidrogen tidak ditulis sehingga perhatian dapat dipusatkan pada gugus hidroksil. Di mana rumus gugus hidroksil di sebelah kiri pada proyeksi Fischer digambar di atas pada proyeksi Haworth. 2) Fruktosa (C₆H₁₂O₆) atau ketoheksosa

C H – C – OH

CH₂OH H

O

gambar proyeksi Fischer

HO – C – H H – C – OH H – C – OH CH₂OH O OH HO 1 2 3 4 5 6 atau CH₂OH O C C C C OH H H H HO CH₂OH OH CH₂OH OH

gambar proyeksi Haworth C H – C – OH CH₂OH H O proyeksi fischer C CH₂OH HO – C – H H – C – OH H – C – OH O C C C C (H, OH) H OH H HO OH H 1 2 3 4 5 6 _CH 2OH O (H, OH) OH HO OH 1 2 3 4 5 6 yang biasa digambarkan menjadi H

KIMIAXII SMA

2 2 7

Latihan

3

1. Gambarkan proyeksi Haworth untuk L-glukosa (yang mempunyai gugus –OH pada atom C–5 yang mengarah ke kiri)!

2. Gambarkan proyeksi Haworth untuk galaktosa!

Keisomeran pada monosakarida

Ada dua macam isomeri pada monosakarida yaitu isomeri geometri dan isomeri optik.

- Isomeri geometri

Adalah isomer-isomer pada senyawa yang mempunyai ikatan rangkap (C = C) di mana tiap atom C tersebut mengikat dua atom/gugus atom berbeda.

Pada glukosa tidak ada ikatan rangkap antar atom C-nya tetapi mem-punyai isomeri geometri. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut.

1) Jika atom C–6 berada di atas bidang (pada proyeksi Haworth) pada senyawa glukosa, maka dinamakan bentuk D, sedang bila berada di bawah dinamakan bentuk L.

Bentuk D pada proyeksi Fischer bila gugus OH pada C–2 berada di kanan dan bila di kiri disebut bentuk L.

2) Isomer lain terjadi berdasarkan kedudukan gugus -OH pada atom C–1 Jika gugus –OH pada C–1 terletak di atas disebut kedudukan β dan gugus –OH pada C–1 terletak di bawah disebut kedudukan α.

Jadi pada glukosa ada 4 macam isomer geometri yaitu α– D glukosa, α– L glukosa, β– D glukosa, β– L glukosa.

Latihan

4

Coba gambarkan ke-4 macam isomer glukosa tersebut dengan proyeksi Haworth!

– Isomeri optik (enantiomerisme)

Isomeri optik ialah isomeri yang disebabkan pada senyawa tersebut dapat memutar bidang polarisasi dengan arah yang berbeda. Isomeri optik terbentuk jika senyawa mempunyai suatu atom C yang tidak simetris (C-asimetris) yakni atom C yang mengikat 4 atom atau gugus atom yang berbeda-beda.

s – C* – q p

r

C* = C–asimetris

→ p, q, r, s : gugus/atom yang keempatnya tidak sama

KIMIAXII SMA

228

Contoh pada senyawa glukosa (C₆H₁₂O₆) dengan struktur

Banyaknya (jumlah) isomer optik yang dapat dibentuk oleh suatu senyawa dirumuskan 2n2 _{di mana n = jumlah atom C–asimetris sehingga glukosa}

memiliki jumlah isomer optik sebanyak 2 . 42_{= 16 isomer.}

Isomeri optik juga terjadi pada senyawa kiral yaitu senyawa di mana satu molekul merupakan bayangan cermin dari yang lain. Semua senyawa karbohidrat yang memiliki atom C-asimsetristergolong senyawa kiral.

Gambar peristiwa polarisasi optik

Berdasarkan arah rotasinya (ke kiri atau ke kanan), isomer optik dibedakan menjadi 2 macam yaitu:

1) Isomer optik yang dapat memutar berkas sinar ke arah kanan (dekstro-rotasi) diberi lambang (D)

2) Isomer optik yang dapat memutar berkas sinar ke arah kiri (Levo-rotasi) diberi lambang (L)

Contoh: 2-butanol mempunyai 2 isomer optik yakni D–2 btanol dan L–2 butanol H H H H | | | | H – C – C – C* – C – H | | | | H H OH H

C* adalah C–asimetris di mana C tersebut mengikat keempat gugusnya semuanya berbeda yaitu (H, -OH, C₂H₅dan CH₃)

sumber cahaya cahaya tidak terpolarisasi filter polarisasi wadah sampel sudut putar θ detektor cahaya terpolarisasi C H – C* – OH OH H _O

mempunyai 4 atom C-asimetris Jadi, jelas memiliki isomer optik

HO – C* – H H – C* – OH H – C* – OH

KIMIAXII SMA

229

- D–2 butanol memutar sinar pada bidang polarisasi dengan sudut +13,52o

dan

- L–2 butanol memutar sudut pada bidang polarisasi dengan sudut -13,52o

Latihan

5

Berapakah jumlah isomer optis dari fruktosa?

Identifikasi karbohidrat

Oleh karena karbohidrat banyak jenisnya di sini akan diberikan beberapa cara saja untuk mengidentifikasi karbohidrat yang umum dan mudah serta murah untuk dilakukan.

1. Uji Yodium

Bila ke dalam bahan yang mengandung polisakarida kita tambahkan larutan iodium, maka akan ada beberapa kemungkinan terjadi perubahan warna. - Bila terjadi warna biru berarti dalam bahan terdapat amilum (tak ada

rantai bercabang).

- Bila terjadi warna merah coklat berarti dalam bahan terdapat glikogen (rantai polimernya bercabang).

- Bila terjadi warna merah ungu menunjukkan dalam bahan mengandung amilopektin.

2. Uji Benedict

Prinsip kerja dari uji Benedict adalah mereduksi ion Cu2+ _{menjadi Cu} 2O

yang berwarna merah bata.

Karbohidrat yang dapat mereduksi ion Cu2+_{tentunya adalah karbohidrat}

yang memiliki gugus aldehida

Jadi uji Benedict dapat digunakan untuk mengidentifikasi misalnya glukosa, pentosa, D-ribosa (RNA), D–deoksiribosa (DNA), dan lain-lain tetapi tidak dapat mengidentifikasi fruktosa karena pada fruktosa tidak

terdapat gugus aldehid melainkan keton

Caranya: pada bahan ditambahkan larutan CuSO₄yang dicampur dengan larutan Na₂CO₃kemudian dipanaskan

3. Uji Fehling

Pada bahan ditambahkan campuran Fehling A (larutan CuSO₄) dan Fehling B (Na–K–tartrat). Pada percobaan ini akan terbentuk endapan merah bata dengan monosakarida yang memiliki sifat pereduksi seperti

(R–C–R O (–C–H)

KIMIAXII SMA

230

laktosa, maltosa, dan lain-lain. Dan tentunya masih banyak cara-cara lain (pereaksi-pereaksi lain yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi karbohidrat).

Seperti uji Seliwanoff untuk mengidentifikasi adanya fruktosa, uji Antron, uji Barfoed untuk menunjukkan adanya monosakarida dan lain-lain.

Beberapa disakarida dalam kehidupan sehari-hari

a. Sukrosa atau gula tebu, terdapat pada gula bit, pada hidrolisis menghasilkan glukosa dan fruktosa.

b. Maltosa, terdapat pada amilum yang bisa dihidrolisis pada pencernaan menghasilkan 2 molekul glukosa.

c. Laktosa atau gula susu, terdapat pada susu binatang hidrolisis laktosa menghasilkan glukosa dan galaktosa.

Laktosa sedikit larut dalam air. Apabila laktosa diubah menjadi asam laktat oleh bakteri, maka susu akan menjadi masam (kecut).

Latihan

6

Mengapa karbohidrat membentuk endapan merah bata dengan uji Fehling?

C. PROTEIN

Protein sebagaimana karbohidrat adalah tergolong makromolekul (biomolekul) yang berbentuk polimer alam yang tersusun dari monomer-monomer asam amino yang saling berikatan dengan ikatan peptida (polipeptida) dengan reaksi polimerisasi kondensasi.

Rumus umum asam α–amino adalah: R : gugus alkil R – CH – C

O

KIMIAXII SMA

231

Tabel 7.3 Beberapa Contoh Asam Amino

No. Nama Rumus

1. glisin 2. alanin 3. valin 4. leusin 5. isoleusin 6. treonin 7. sistein 8. metionin 9. fenilalanin 10. tirosin _{– CH} 2 – CH – COOH NH₂ HO – – CH₂ – CH – COOH NH₂ CH₂S – CH₂ – CH₂ – CH – COOH NH₂ CH₂ – CH – COOH CH₃ NH₂ CH₃ – CH – CH – COOH OH NH₂ CH₃ – CH₂ – CH – CH – COOH CH₃ NH₂ CH₃ – CH – CH₂ – CH – COOH CH₃ NH₂ CH₃ – CH – CH – COOH CH₃ NH₂ CH₃ – CH – COOH NH₂ H – CH – COOH NH₂

KIMIAXII SMA

2 3 2

1. Asam amino

Dalam larutan asam α-amino akan mengalami reaksi ionisasi men-jadi di mana ion H+_{dari gugus karboksilat ditangkap}

oleh pasangan elektron bebas pada gugus amin (–NH₂) sehingga asam amino dalam air mempunyai muatan ion ganda dalam satu rumus. Ion yang bermuatan ganda seperti ini dinamakan ion Zwitter. Dari dua sifat ion (ion ganda) dalam satu rumus tersebut menyebabkan ion Zwitter bersifat Amfoter (bisa bereaksi dengan asam maupun basa) atau "amfiprotik"

Terdapat sekitar 20 macam asam amino alami yang dapat berpolimerisasi membentuk protein. Sekitar 10 asam amino dapat disintetis dalam tubuh dari residu karbohidrat, lemak dan sumber nitrogen dengan bantuan katalis enzim. Sedangkan sisanya tidak dapat disintesis oleh tubuh melainkan harus disuplai dari luar tubuh. Oleh karena itu asam amino dikelompokkan menjadi 2 macam yaitu

a. Asam amino essensial

Asam amino essensial, yakni asam amino yang tidak dapat disintesis dalam tubuh (harus disuplai dari luar)

Contoh:

• arginin • leusin • fenilalanin • valin • histidin • lisin • threonin

• isolesin • metionin • triptopan b. Asam amino nonessensial

Asam amino nonessensial yakni asam amino yang dapat disintesis dalam tubuh. Contoh: • alanin • glisin • asam glutamat • dan lain-lain

2. Struktur protein

Di atas telah disebutkan bahwa protein tergolong makromolekul yang berbentuk polimer dan tersusun dari monomer-monomer asam amino yang berikatan dengan ikatan peptida.

Kalau digambarkan strukturnya adalah sebagai berikut. R – CH – C – O–

O

KIMIAXII SMA

233

Ikatan pepida terjadi antara atom N dengan atom C karbonil

jadi ikatan peptida berstruktur sebagai berikut:

Semakin banyak asam amino yang bergabung maka akan terbentuk polipeptida sehingga protein disebut senyawa polipeptida.

3. Penggolongan protein

Protein dapat dikelompokkan berdasarkan bentuknya menjadi: - protein globular yang menggulung dan

- protein fibrous yang berbentuk panjang seperti tali

Berdasarkan fungsinya, protein dibagi menjadi 7 kelompok

Tabel 7.4 Jenis-jenis Protein

4. Uji protein (identifikasi protein)

Beberapa uji protein yang terkenal untuk mengidentifikasi adanya protein adalah sebagai berikut.

No. Kelompok Fungsi Contoh

1. enzim biokatalis tripsin

2. protein transpor mengangkat O₂ke sel hemoglobin 3. protein cadangan cadangan bahan makanan ovalbumin 4. protein kontraktil menggerakkan otot aktin 5. protein struktural pelindung jaringan di keratin

bawahnya

6. protein pelindung pelindung terhadap mikro antibodi organisme patogen

7. protein pengatur mengatur reaksi dalam insulin tubuh – C – N – O H ikatan peptida (– C –) O R – CH – C – OH + R – CH – C – OH O NH₂ NH₂ O – N – CH – C – N – C – C – O – O H O R R H n + nH₂O H

KIMIAXII SMA

234

Tabel 7.5 Uji Protein

Latihan

7

1. Sebutkan contoh asam amino esensial dan asam amino nonesensial! 2. Apakah yang dimaksud dengan Zwitter ion?

3. Jelaskan uji biuret pada protein!

No. Jenis uji Metode Keterangan

1. Uji Biuret • Uji untuk mendeteksi ikatan peptida pada protein • Reagen biuret menggunakan

NaOH dan tembaga (II) sulfat • pertama zat ditetesi larutan

NaOH lalu dipanaskan dengan larutan tembaga (II) sulfat encer 1%

• jika zat mengandung protein maka warna biru reagen akan berubah menjadi ungu, yang kemudian berubah menjadi merah jambu jika terdapat polipeptida pendek

2. Reaksi Xanto• • uji untuk protein dengan gugus Percobaan ini sebaik-proteat benzena, seperti triptopan dan nya dilakukan

de-tirosin monstrasi di depan • zat dicampur dengan asam nitrit kelas saja karena

pekat asam nitrit pekat • jika zat mengandung protein, dapat bereaksi

maka akan terbentuk warna dengan kulit kuning. Warnakuning berubah

menjadi jingga jika larutan dibuat basa (alkalis), misal ditambah NaOH

3. Reaksi Millon • uji protein yang mengandung gugus fenil seperti triptopan • Reagen millon terdiri dari suatu

garam merkuri dalam asam percobaan ini sebaik nitrit nya tidak dilakukan • Reagen millon ditambahkan di sekolah karena

ke dalam zat dan dipanaskan garam merkuri sangat jika zat mengandung protien, beracun

maka zat akan menggumpal dan berwarna merah jambu/merah

gugus fenil

KIMIAXII SMA

235

polimerisasi homopolimer kopolimer polimer termoplastik polimer termostat polimerisasi addisi polimerisasi kondensasi John Wesley Hyatt Leo Hendrick Beekland Joseph Priestley Charles Goodyear Thomas Hancock SBR Buna-N Emil Fischer WN Haworth Ion Zwitter Brockedon

• Polimer adalah molekul raksasa dengan rantai yang sangat panjang dan merupa-kan gabungan dari monomer.

• Berdasarkan jenis monomernya di-kelompokkan menjadi dua:

1. homopolimer 2. kopolimer

• Berdasarkan sifatnya terhadap pengaruh suhu dibedakan menjadi dua:

1. polimer terrmoplastik 2. polimer termoseting

• Berdasarkan pembentukannya dibedakan menjadi dua:

1. polimerisasi addisi 2. polimerisasi kondensasi

• Polimerisasi yang sering kita jumpai sehari-hari antara lain:

1. plastik dengan berbagai jenis dan kegunaannya

2. karet alam maupun sintetis 3. serat alam dan serat sintetis

• Karbohidrat dapat dikelompokkan menjadi 3, yaitu:

1. monosakarida (misalnya: glukosa, fruktosa, galaktosa)

2. disakarida (misalnya: selulosa, laktosa, maltosa)

3. polisakarida (misalnya: selulosa, glikogen, amilum )

• Untuk membedakan gugus aldehid dan keton pada karbohidrat digunakan uji Fehling dan uji Benedict

• Protein tergolong makromolekul seperti karbohidrat yang terbentuk dari monomer asam amino melalui ikatan peptida • Asam amino dilekompokkan menjadi

dua yaitu asam amino essensial dan nonessensial

• Untuk menguji adanya protein dapat digunakan uji biuret, reaksi xantoproteat, dan millon.

RANGKUMAN

KK

KIMIAXII SMA

236

I. Pilihlah huruf a, b, c, d, atau e pada jawaban yang tepat!

1. Senyawa berikut yang bukan

merupakan monomer dari plastik adalah .... a. formaldehida b. etil klorida c. vinil klorida d. vinil benzena e. etena

2. Monomer dari propilena adalah .... a. CH₃–CH–CH₃ | CH₃ b. CH₂=CH–CH₃ c. CH₃–CH=CH–CH₃ d. CH₂=C–CH₃ | CH₃ a. CH₃–CH₂–CH₃

3. Contoh plastik termostat adalah bakelit. Plastik ini diper-oleh dari polimerisasi ....

a. fenol dan metanol b. fenol dan metanal c. metanol dan metanal

d. metanol dan asam metanoat e. fenol dan asam metanoat 4. Senyawa yang terbentuk dari

polimerisasi kondensasi adalah .... a. karet b. PVC c. teflon d. polietena e. nilon

5. Di antara beberapa monomer berikut: I. F – C = C – F | | F F O || II. CH₃– CH – C – OH | NH₂ III. CH₃– C = CH₃– | H

Monomer-monomer yang dapat membentuk polimerisasi adisi adalah ....

a. I dan II b. II dan III c. I dan III d. I, II, dan III e. hanya II F F F F | | | | 6. ... – C – C – C – C – ... | | | | Cl Cl Cl Cl

Terbentuk dari monomer .... a. CHF = CHCl b. CF₂= CCl₂ c. CF₂– CCl₂ d. CFCl – CFCl e. CFCl = CFCl

ELATIHAN SOAL

P

P

KIMIAXII SMA

237

7. Monomer pembentuk polimer: CH₃ CH₃ CH₃ | | | ... –CH₂–C–CH₂–C–CH₂ –C– ...

| | | COOCH₃ COOCH₃COOCH₃ adalah .... a. CH₃–CH=CH–CH₂–COOCH₃ b. CH₃–CH₂–C=CH–COOCH₃ | CH₃ c. CH₃–CH–COOCH₃ | CH₃ d. CH₃–C–COOCH₃ || CH₂ CH₃ | e. CH₃–C–CH=CH₂ | COOCH₃

8. Yang bukan senyawa polimer adalah ... a. selulosa b. nilon c. protein d. karet e. minyak tanah

9. Monomer berikut yang dapat berpolimerisasi kondensasi adalah .... a. etilena b. isoprena c. asam amino d. vinil klorida e. 1,3-butadiena

10. Senyawa yang bukan monomer untuk plastik adalah ....

a. vinil klorida b. propena c. etilena d. isoprena e. stirena

11. Pernyataan di bawah ini yang benar tentang karbohidrat adalah ....

a. karbohidrat dapat disintesa oleh hewan/tumbuhan manusia

b. karbohidrat tidak terdapat dalam tubuh hewan/manusia c. karbohidrat hanya terdapat dalam tumbuh-tumbuhan berhijau daun

d. dalam tubuh hewan/manu-sia karbohidrat berfungsi sebagai pembentuk struktur membran sel

e. semua tumbuh-tumbuhan berhijau daun dapat men-sintesis karbohidrat dengan bantuan sinar matahari 12. Pada hidrolisis sukrosa

dihasil-kan .... a. 2 glukosa b. 2 fruktosa c. 2 galaktosa

d. glukosa dan fruktosa e. fruktosa dan galaktosa 13. Gugus yang terdapat dalam

asam amino ialah .... a. hidroksil

b. karboksilat c. amino

d. hidroksil dan amino e. karboksilat dan amino 14. Asam-asam amino saling

berikatan membentuk protein dengan ikatan ....

a. hidrogen b. ion

c. van der walls d. kovalen e. peptida

15. Asam-asam amino di bawah yang tergolong asam amino nonessensial adalah ....

a. arginin d. lisin b. histidin e. fenilalanin c. glisin

KIMIAXII SMA

238

II. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini!

1. Jelaskan perbedaan antara:

a. polimerisasi addisi dan polimerisasi kondensasi b. plastik termostat dan plastik termoplas

c. homopolimer dan kopolimer d. polimer alam dan polimer sintetik 2. Tuliskan struktur polimer dari:

a. PVC

b. polipropilena c. teflon

d. poliisoprena

e. Buna–S ((butadiena stirena)

3. Sebutkan perbedaan monosakarida, disakarida, dan polisakarida! 4. Sebutkan cara-cara mengindentifikasi karbohidrat dan beri

penjelasan-nya!

5. Bagaimanakah cara membuktikan bahwa protein tersebut mengan-dung benzena? Jelaskan!