Sabtu, 19 November 2011

polimer

POLIMER

Polimer yaitu senyawa senyawa yang tersusun dari molekul yang sangat besar yang terbentuk dari penggabungan berulang molekul kecil. Molekul kecil penyusun polimer ini disebut monomer. Hal ini dapat digambarkan sbb :

X – X - X – X - X – X - X – X - X – X - suatu polimer

monomer

Berdasarkan cara terdapatnya/terbentuknya polimer dibagi menjadi dua yaitu :

A. Polimer alam

Yaitu polimer yang terjadi karena proses alamiah.

Contoh : karet alam, protein, selulosa, asam nukleat, dll

B. Polimer buatan / sintetik

Yaitu polimer yang terjadi karena dibuat oleh manusia.

Contoh : nilon, rayon, PVC, dll

Berdasarkan jenis monomer penyusunnya, polimer dibagi menjadi dua yaitu :

A. Homopolimer : yaitu polimer yang terdiri dari satu jenis monomer.

X – X - X – X - X – X - X – X - X – X –

B. Kopolimer : yaitu polimer yang terdiri lebih dari satu jenis monomer. Kopolimer disebut juga heteropolimer. Beberapa jenis kopolimer :

1. Kopolimer blok : X – X - X – Y - Y – Y - Y –

2. kopolimer acak : X – Y - X – X - Y – X - Y –

3 .Kopolimer tempel : X – X - X – X - X – X - X –

Y – Y – Y – Y – Y

REAKSI PEMBENTUKAN POLIMER

Menurut reaksi pembentukannya polimer dibagi menjadi dua, yaitu :

A. Polimer adisi

Polimer adisi terjadi dari monomer-monomer yang mengandung ikatan rangkap. Setelah terjadi penggabungan monomer-monomer, ikatan rangkap akan berubah menjadi ikatan tunggal. Mekanisme terjadinya penggabungan monomer diawali dengan terjadinya cleavage (pemutusan ikatan rangkap yang menyebabkan terbentuknya suatu senyawa radikal yang reaktif). Beberapa faktor yang dapat mendorong terjadinya cleavage diantaranya adalah : pemanasan pada suhu agak tinggi, penyinaran dengan radioaktif dan dengan inisiator (zat yang mudah menghasilkan radikal pada suhu tidak terlalu tinggi, seperti benzoil peroksida, asetil peroksida dan lauril peroksida) tertentu.

Contoh :

Polietilena ® monomernya adalah etilena

Prosesnya :

Cleavage

CH₂ = CH₂ + CH₂ = CH₂ ® CH₂ - CH₂ CH₂ - CH₂

radikal

-CH₂ - CH₂ - CH₂ - CH₂-

dimer

Polivinilklorida ® monomernya vinil klorida

Prosesnya :

Cleavage

CH₂ = CHCl + CH₂ = CHCl ® CH₂ - CHCl CH₂ - CHCl

radikal

-CH₂ - CH - CH₂ - CH-

ê ê

Cl Cl

dimer

B. Polimer kondensasi

Pada pembentukan molekul besar dari monomernya terjadi eliminasi molekul sederhana seperti H₂O, HCl dan NH₃.

Contoh :

O O

1. HOCH₂CH₂OH + HO-C- -C-OH

etilena glikol asam tereftalat O O

HOCH₂CH₂-O - C- - C-OH

Etilenatereftalat

O O

2. NH₂(CH₂)₆NH₂ + HO- C (CH₂)₄ C- OH

heksametilendiamina asam adipat

O O

NH₂(CH₂)₆NH -O- C (CH₂)₄ C- OH

Nilon 66

SOAL LATIHAN

Ramalkan hasil polemerisasi dari monomer-monomer berikut :

CH₂ = CH CN

akrilonitril

CH₂ = C CO₂CH₃

CH₃

Metil metakrilat

CH₂ = CH CH = CH₂ dengan -CH=CH₂

Butadiena stirena

SIFAT FISIK POLIMER

Jika dilihat dari pola difraksi sinar-X nya, struktur polimer ada yang kristalit (seperti struktur kristal/teratur) dan ada yang amorf (tak beraturan). Rantai-rantai polimer ada yang lurus, bercabang dan ada yang bersambung silang. Antara rantai polimer satu dengan rantai lainnya dihubungkan dengan gaya antar molekul seperti gaya Van deer Waals dan ikatan hidrogen. Sifat fisik dari suatu polimer akan banyak ditentukan oleh susunan rantai, struktur (kristalit/amorf) dan gaya ikat antar rantai yang ada disitu.

Berdasarkan sifat fisiknya polimer terbagi menjadi dua bagian yaitu polimer termoplastik dan polimer termosetting.

A. Polimer termosetting

Yaitu polimer yang sistem ikatan antar rantainya adalah ikatan silang . Adanya ikatan silang ini menyebabkan polimer jenis ini tahan terhadap pemanasan. Pemanasan tinggi akan menyebabkan degradasi (penguraian)

Contoh : Teflon, Bakelit

B. Polimer termoplastik

Polimer jenis ini tidak berikatan silang, sehingga jika dipanaskan akan melunak, mudah didaur ulang, dibentuk kembali / diubah bentuknya dengan pemanasan. Ada beberapa jenis polimer ini, diantaranya :

Elastomer

Polimer jenis ini lebih banyak struktur amorfnya dari pada kristalit, sehingga mudah diregangkan dibawah tekanan dan dapat kembali ke bentuk semula.

Contoh : karet, silikon

Serat (polimer kristalit terarah)

Polimer jenis ini seperti benang, mempunyai sifat gaya regang yang tinggi, dapat ditenun menjadi kain.

Contoh : kapas, wol, sutera, nilon, orlon, dacron

Plastik

Polimer jenis ini sifatnya antara elastomer dan serat.

Contoh : polistirena (kaku dan getas), polipropilena (sangat keras, tahan benturan, tahan

sobek, lentur).

Gaya Van deer Waals

Ikatan hidrogen

Struktur kristalit

Struktur amorf

PENGGUNAAN POLIMER

No	Nama Polimer	Monomer	Penggunaan	Keterangan
1	Polietilena	Etilena	Pembungkus makanan, kantong plastik, jas hujan, ember, panci dsb
2	Polipropilena	Propilena	Pembuatan karung, tali, botol	Lebih kuat dari polietilena
3	Teflon	Tetrafluoro etilena	Pembuatan gasket, pelapis tangki di pabrik kimia, pelapis panci anti lengket.	Tahan panas, tahan thd zat kimia, licin
4	PVC (poli vinil klorida)	Vinil klorida	Pembuatan pipa, pelapis lantai, selang, piringan hitam, film, lembaran. Kopolimer dengan vinil asetat untuk lantai
5	Orlon	Akrilonitril	Baju wol, kaos kaki, karpet, serat acrilon, orlon
6	PMMA	Metil metakrilat	Pembuatan plastik bening keras tapi ringan unk kaca jendela pesawat terbang, lampu belakang mobil.	Nama dagangnya “Fleksiglass”
7	Bakelit	Metanal dan fenol	Pembuatan alat-alat listrik, obyek cetakan, pernis, lak.	Plastik termoset
8	Poliester	Etilena glikol dan asam tereftalat	Pembuatan Dakron untuk serat tekstil, Mylar digunakan untuk pembuatan film tipis yang kuat, perekam, pita magnetik, balon cuaca
8	Karet alam	isoprena	Pembuatan ban dalam mobil, dll
9	Buna-S dan karet GR-S	1,3-butadiena dan stirena	Pembuatan karet buatan untuk tapak kembangan ban mobil

minyak bumi

GAS ALAM DAN MINYAK BUMI

Gas alam terbentuk oleh peluruhan anaerobik tumbuhan. Gas alam terdiri dari metana (60 – 90% , atau tergantung sumberbya), etana dan propana bersama nitrogen dan karbon dioksida, kadang-kadang terkandung juga helium. Biasanya gas alam dan minyak bumi berada bersama-sama.

Minyak bumi (petroleum) terbentuk dari peluruhan tumbuhan dan hewan (terutama yang berasal dari laut).Minyak bumi adalah campuan dari berbagai jenis hidrokarbon (hidrokarbon jenuh, tak jenuh, alifatik, alisiklik dan aromatik) dan sedikit senyawa nitrogen (1 – 6%)dan belerang. Hidrokarbon dalam minyak bumi ada yang berupa. Dari sekian banyak penyusun minyak bumi, yang merupakan komponen terbesar adalah hidrokarbon jenuh yaitu alkana dan sikloalkana.

Karena kerumitan susunannya, minyak bumi sendiri tidak terlalu bermanfaat. Untuk meningkatkan kemanfaatannya, harus dilakukan pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi. Tahap pertama ialah distilasi fraksional, yang disebut distilasi (srtaight-run distillation). Dari distilasi ini didapatkan fraksi-fraksi sebagai berikut :

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾

Jangka t.d Banyaknya Nama Penggunaan

(oC) atom karbon

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾

dibawah 30 1 – 4 fraksi gas bahan bakar pemanas

30 – 180 5 – 10 bensin bahan bakar mobil

180 – 230 11 – 12 minyak tanah bahan bakar jet

230 – 305 13 – 17 minyak gas bahan bakar diesel pemanas

305 – 405 18 – 25 minyak gas berat bahan bakar pemanas

Sisa :

1. minyak bisa menguap : minyak-minyak pelumas, lilin parafin, vaselin

2. bahan tak bisa menguap : aspal dan arang minyak bumi

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾

( Disadur dari Kimia Organik, Fessenden & Fessenden :104)

Fraksi Gas ( < 30^oC )

Bensin ( 30 – 180^oC )

Minyak Tanah ( 180 – 230^oC )

Minyak gas ( 230 – 305^oC )

Minyak panas

Minyak gas berat ( 305 – 405^oC )

Residu

Bagan Pemisahan Fraksi-fraksi Minyak Bumi

Fraksi bensin yang diperoleh dari proses ini belum dapat memenuhi kebutuhan masyaraka, karena disamping jumlahnya yang terlalu sedikit juga mutunya yang rendah. Untuk meningkatkan kuantitas dan kualitas bensin dilakukan proses kertakan (cracking) dan reformasi terhadap fraksi-fraksi bertitik didih tinggi. Kertakan katalitik berupa proses pemanasan bahan bertitik didih tinggi di bawah tekanan dan disertai dengan pemakaian katalis (tanah liat aluminium silikat dicuci dengan asam dan dijadikan bubuk halus). Dalam proses ini molekul besar akan patah menjadi fragmen-fragmen kecil. Kertakan kukus adalah suatu teknik mengubah alkana menjadi alkena. Reformasi katalitik mengubah senyawa alifatik menjadi senyawa aromatik.

Hidrokarbon rantai lurus terbakar tidak merata. Hal ini akan mengakibatkan terjadinya ketukan pada mesin yang pada akhirnya akan mengurangi efisiensi tenaga yang dihasilkan dan mengakibatkan ausnya mesin. Bahan bakar mobil yang baik terdiri dari alkana bercabang dan senyawa aromatik yang terbakar lebih merata. Dulu, isooktana (2,2,4-trimetilpentana) adalah alkana dengan sifat anti kertakan yang terbaik untuk mobil, sedangkan n-heptana yang terburuk. Untuk menilkai kualitas bensin, bahan bakar itu dibandingkan sdengan campuran isooktana dan n-heptana, serta diberi bilangan oktana. Bilangan oktana 100 berarti bahwa bensin itu setara dengan isooktana murni dalam hal sifat-sifat pembakaran. Bensin dengan bilangan oktana 0 setara dengan heptana murni. Bilangan oktana 75 diberikan kepada bensin yang setara dengan campuran 75% isooktana dan 25% heptana. Bensin hasil destilasi langsung mempunyai bilangan oktana sekitar 70. Beberapa senyawa mempunyai karakteristik bakar yang lebih baik daripada isooktana, oleh karena itu dimungkinkan bilangan oktana lebih tinggi dari 100.

Untuk mengurangi terjadinya ketukan, dibutuhkan zat aditif. Beberapa zat aditif yang lazim dengan bilangan oktana di atas 100 adalah benzena, etanol, t-butil alkohol dan t-butil metil eter. Bensin yang banyak dipakai sekarang ini adalah bensi dengan aditif timbal / bensin bertimbal (ethylfluid). Aditif dalam bensin bertimbal ini, terdiri dari kira-kira 65% tetraetiltimbal (TEL), 26% 1,2-dibromoetana dan 10% 1,2-dikloroetana. Adanya hidrokarbon terhalogenkan ini penting untuk mengubah timbal menjadi timbal dibromida yang mudah menguap.

Bahan diskusi :

1) Apa akibat dari pemakaian TEL sebagai aditif dalam bensin ?

2) Akibat apa yang akan terjadi jika kita menggunakan bensin dengan isooktana murni ?

3) Bahan alternatif apakah yang dapat digunakan sebagai pengganti bensin untuk mengurangi terjadinya pencemaran udara ?

struktur atom

STRUKTUR ATOM

A. PENDAHULUAN

Penemuan proton dan elektron

Dalton

Thompson

Percobaan hamburan

Sinar alfa

Rutherford

Teori Kuantum (Max Plank)

Teori Dualisme

Teori ketidakpastian

Niels Bohr Teori mekanika gelombang

Mekanika Gelombang

Gambar : Skema perkembangan model Atom

Kedudukan elektron disekitar inti tidak dapat ditentukan, yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian mendapatkan elektron di sekitar inti.

Elektron tidak terdapat pada lintasan / orbit tertentu, tetapi sebagai awan elektron dalam daerah tertentu di sekitar inti yang disebut Orbital.

SOAL :

1. Jelaskan kelemahan dari teori atom Rutherford

2. Jelaskan kelemahan teori atom Bohr

3. Jelaskan teori atom menurut mekaika gelombang

B. BILANGAN KUANTUM

Yaitu bilangan yang digunakan untuk menyatakan keadaan elektron dalam suatu atom.

Keadaan elektron ditunjukan oleh empat macam bilangan Kuantum yaitu : Bilangan Kuantum Utama (n), Bilangan Kuantum Azimuth (l), Bilangan Kuantum Magnetik (l) dan Bilangan Kuantum Spin (s).

1.Bilangan Kuantum Utama (n)

Bilangan Kuantum Utama menyatakan lintasan elektron. Harga n mulai dari 1,2,3, dan seterusnya

K L M dst

2. Bilangan Kuantum Azimuth (l)

Menyatakan subkulit ( bagian dari n ) . Harga l = 0,1,2,…..,n-1.

Misal :

K ® n = 1 ® l = 0 l = 0 ® s ( sharp )

L ® n = 2 ® l = 0,1 l = 1 ® p ( prinsipal )

M ® n = 3 ® l = 0,1,2 l = 2 ® d ( diffuse )

l = 3 ® f ( fundamental )

3. Bilangan Kuantum Magnetik ( m )

Menyatakan orbital atom ( bagian dari subkulit ). Harga m mulai dari - l sampai dengan + l.

K ® n = 1 ® l = 0 m = 0

L ® n = 2 ® l= 0 m = 0

l= 1 m = -1, 0,+1

M ® n = 3 ® l= 0 m = 0

l= 1 m = -1,0,+1

l= 2 m = -2,-1,0,+1,+2

4. Bilangan Kuantum Spin (s)

Menyatakan arah rotasi elektron pada sumbunya. Karena ada dua kemungkinan arah rotasi elektron, maka ada dua harga s yaitu + ½ ( ditandai dengan tanda panah ) dan – ½ ( ditandai dengan tanda panah ¯ ). Hal ini dapat kita bayangkan seperi halnya magnet bumi U dan S.

BENTUK – BENTUK ORBITAL

A. Orbital s

B. Orbital p

z z z

y y y

x x

px py pz

C. - Orbital d

z y z y z y

x x x

dxy dxz dyz

Dx²–y² dz²

C. KONFIGURASI ELEKTRON

Konfiguarsi elektron yaitu gambaran penyebaran elektron yang paling mungkin ke dalam orbital – orbital kulit elektron. Ada tiga macam prinsip / aturan yang hsrus dipertimbangkan dalam menuliskan konfigurasi elektron suatu atom, yaitu aturan Aufbau, Aturan Hund, dan prinsip eksklusi Pauli.

1. Aturan Aufbau

Elektron menempati orbital secara berurutan pada kulit –kulit elektron utamanya sesuai dengan urutan tingkat energi dari rendah ke tinggi. Urutan pengisian orbital sesuai tingkat energinya digambarkan sebagai berikut :

K 1s

L 2s 2p

M 3s 3p 3d

N 4s 4p 4d 4f

O 5s 5p 5d 5f

P 6s 6p 6d

Q 7s 7p

Skema Pengisian Orbital

2. Prinsip Eksklusi Pauli

Tidak ada dua buah elektron yang memiliki keempat bilangan kuantum sama. Jika tiga bilangan kuantum n,e dan m sama, maka s nya harus berbeda. Jika dua elektron mempunyai bilangan kuantum n,e dan m sama, berarti terletak dalam orbital yang sama dan arah rotasi elektron harus berbeda yaitu + ½ atau – ½ . Dapat disimpulkan bahwa dalam 1 orbital maksimum dapat diisi oleh dua elektron dengan arah rotasi elektron yang berlawanan.

Jumlah elektron maksimal dalam suatau kulit 2 n² dengan n adalah jumlah elektron.

Dari mana dapat rumus tersebut ?

3. Prinsip penggandaan maksimum ( Aturan Hund )

Pengisian elektron pada orbital dengan tingkat energi yang sama dilakukan dengan cara mengisi masing-masing orbital dengan sebuah elektron hingga semua orbital setingkat terisi, kemudian baru diisi dengan elektron pasangannya sehingga semua orbital setingkat terisi penuh.

Misal : manakah cara pengisian 4 elektron pada orbital p dibawah ini yang tepat ?

1. ¯

2. ¯

Contoh :

Tuliskan konfigurasi elektron dan diagram orbital dari ₆C.

Jawab :

Konfigurasi elektron ₆C = 1s² 2s² 2p²

Diagram orbital : ¯ ¯

SOAL :

1. Tulis komfigurasi elektron dari : N, O, S, Cl.

2. Tulis konfigurasi elektron unsur dengan nommor atom :

3. Berapa harga n tertinggi dari unsur pada soal nomor 2 diatas ?

Berapa pula jumlah elektron pada kuliut terluar ?

CATATAN :

Penulisan konfigurasi elektron suatu unsur dapat dipersingkat dengan menuliskan konfigurasi gas mulia sebnelumnya.

Contoh :

Tuliskan konfigurasi elektron ₁₉K dan ₂₀Ca

₁₉K = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ atau [ Ar ] 4s¹

₂₀Ca = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² atau [ Ar ] 4s²

Bagaimana konfigurasi elektron dari K⁺ dan Ca ²⁺ ?

Jawab :

Disamping itu juga ada cara lain dalam menuliskan konfigurasi elektron yaitu dengan mengurutkan berdasarkan bilangan kuantum utama.

Contoh :

₂₆Fe = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²3d⁶

dapat juga dituliskan sebagai berikut :

₂₆Fe = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s²

SOAL :

1. Tulis konfigurasi elektron unsur-unsur berikut berdasarkan konfigurasi elektron gas mulia sebelumnya dari :

A.Ca

B. As

C. Ba

2. Lengkapilah besarnya bilamngan kuantum pada setiap perangkat berikut

A. n = 3 1 = 0 m = …

B. n = 3 1 = .. m = -1

C. n = .. 1 = 1 m = +1

D. n = .. 1 = 2 m = ..

3. Tuliskan besarnya bilangan kuantum n,l, dan m untuk semua orbital beriklut :

4. Dari susunan bilangan kuantum berikut, mana yang tidak diperbolehkan :

A. n = 3, l = 2, m = -1

B. n = 2, l = 3, m = -1

C. n = 4, l = 0, m = -1

D. n = 5, l = 2, m = -1

E. n = 3, l = 3, m = -3

F. n = 5, l = 3, m = +2

5. Tentukan harga bilangan kuantum n, l, m dan s dari elektron terakhir unsur dengan nomor atom 24, 35 dan 37 !

¾¾ BR ¾¾