POLIMER

Contoh Makromolekul : Polimer, Karbohidrat, Lemak, Protein, Plastik, Minyak

Contoh Makromolekul : Polimer, Karbohidrat, Lemak, Protein, Plastik, Minyak - Pada bab ini, Anda akan diajak untuk dapat memahami senyawa organik dan reaksinya, benzena dan turunannya, serta makromolekul dengan cara mendeskripsikan struktur, tata nama, penggolongan, sifat, dan kegunaan makromolekul (polimer, karbohidrat, dan protein), serta mendeskripsikan struktur, tata nama, penggolongan, sifat, dan kegunaan lemak. Dalam kehidupan sehari-hari, Anda tentu tidak asing lagi dengan bahan makanan, seperti beras, jagung, daging, tempe, dan tahu. Anda juga pasti mengenal berbagai jenis plastik. Berbagai perabotan rumah tangga, seperti ember, gayung, dan gelas yang terbuat dari plastik. Bahan-bahan tersebut terbuat dari senyawa makromolekul atau polimer. Sesuai dengan nama senyawa tersebut, makromolekul berarti molekul besar dengan berat molekul yang besar. Tubuh manusia juga terdiri atas makromolekul-makromolekul yang Anda kenal dengan karbohidrat, protein, dan lemak. Sekarang, Anda pikirkan, apakah persamaan dan perbedaan antara bahan makanan dan plastik? Apakah makromolekul dan polimer itu? Bagaimana sifat-sifat makromolekul? Senyawa apa sajakah yang termasuk makromolekul? Jika Anda ingin mengetahui jawabannya, pelajarilah bab ini.

A. Polimer

Apakah polimer itu? Istilah polimer diambil dari bahasa Yunani (poly = banyak; meros = unit). Dengan kata lain, senyawa polimer dapat diartikan sebagai senyawa besar yang terbentuk dari penggabungan unit-unit molekul kecil yang disebut monomer (mono = satu). Jumlah monomer yang bergabung dapat mencapai puluhan ribu sehingga massa molekul relatifnya bisa mencapai ratusan ribu, bahkan jutaan. Itulah sebabnya mengapa polimer disebut juga makromolekul. Dapatkah Anda menyebutkan contoh-contoh senyawa yang merupakan polimer? Bagaimana cara mengelompokkan senyawa-senyawa polimer tersebut? Mari, menyelidikinya dengan melakukan kegiatan berikut.

Percobaan Kimia Sederhana 1 ;

Kimia Polimer

Tujuan :

Mengelompokkan polimer alam dan polimer buatan

Alat dan Bahan :

Contoh-contoh polimer

Langkah Kerja :

1. Gambar berikut merupakan contoh-contoh senyawa polimer. Amati dengan teliti.

2. Carilah informasi mengenai nama kimia polimer-polimer tersebut, kemudian kelompokkan berdasarkan asalnya (alami atau buatan).

Jawablah pertanyaan berikut untuk menarik kesimpulan.

1. Bagaimanakah cara mengelompokkan polimer?
2. Apakah perbedaan antara polimer alami dan polimer buatan?

Diskusikan hasil yang Anda peroleh dengan teman Anda.

Bandingkanlah hasil penyelidikan Anda dengan penjelasan berikut.

Polimer dapat dikelompokkan berdasarkan asalnya, yaitu polimer alami dan polimer buatan. Tuhan telah menciptakan polimer alami yang dapat langsung Anda temukan di alam, seperti beras, jagung, dan kapas. Bahan-bahan tersebut merupakan polimer alami yang mengandung karbohidrat, daging mengandung protein dan lemak, sedangkan sutra mengandung protein.

Gambar 1. Beberapa contoh polimer alami: (a) tempe mengandung protein; (b) jagung mengandung karbohidrat; (c) daging mengandung protein dan lemak; dan (d) beras mengandung karbohidrat..

Adapun polimer buatan dibuat di laboratorium kimia dengan cara mencampurkan beberapa zat kimia dengan perlakuan khusus. Adapun contoh-contoh polimer buatan dapat Anda amati pada gambar berikut.

Gambar 2. Beberapa contoh polimer buatan: (a) botol-botol plastik PE dan PET; (b) bijih bahan plastik (PS); (c) teflon pada alat penggorengan (PTFE); dan (d) pipa saluran air (PVC).

Ada beberapa jenis polimer buatan, di antaranya polietena (PE), polietilentereftalat (PET), polivinilklorida (PVC), polipropilena (PP), polistirena (PS), poliamida (nilon), teflon (PTFE), dan karet sintetik.

B. Pembuatan Polimer

Reaksi pembentukan polimer disebut reaksi polimerisasi. Berdasarkan jenis monomernya, ada dua cara pembentukan polimer, yaitu cara adisi dan kondensasi. Apakah perbedaan antara kedua cara ini? Pelajarilah uraian berikut.

1. Reaksi Polimerisasi Adisi

Pada reaksi polimerisasi ini, monomernya merupakan senyawa alkena, yaitu hidrokarbon takjenuh yang berikatan rangkap dua. Reaksi polimerisasi adisi dari alkena membentuk polialkena. Secara umum, reaksi polimerisasi adisi dapat dirumuskan sebagai berikut.

Polimer-polimer yang terbentuk melalui reaksi polimerisasi adisi antara lain polietena (PE), polivinil klorida (PVC), karet alam, teflon, dan polipropena. Bagaimanakah persamaan reaksinya? Perhatikan tabel berikut.

Tabel 1.Reaksi Polimerasi Adisi Beberapa Senyawa

Monomer	Polimer	Persamaan Reaksi
Etena	Polietena
Vinil klorida	Polivinil klorida
Tetrafluoroetilena	Politetrafluoroetilena (teflon)
Isoprena	Poliisoprena (karet alam)
Propena	Polipropena

2. Reaksi Polimerisasi Kondensasi

Ciri khas reaksi polimerisasi kondensasi adalah monomernya mengandung gugus fungsi dan dihasilkannya produk samping, seperti H₂O  HCl, NH₃  dan CH₃COOH  Produk samping ini merupakan gabungan dari gugus fungsi setiap monomer. Secara umum, reaksi polimerisasi kondensasi dituliskan sebagai berikut.

gugus fungsi–M–gugus fungsi →[gabungan gugus fungsi–M–M ... M–M–gabungan gugus fungsi]

                    +                                                           +

gugus fungsi–M–gugus fungsi                            produk samping

M = monomer                                                     M...M = polimer

Senyawa yang terbentuk melalui reaksi polimerisasi kondensasi, di antaranya protein, nilon, dan plastik polietilentereftalat (PET). Perhatikanlah tabel berikut untuk mengetahui reaksi polimerisasi senyawa-senyawa tersebut.

Tabel 2 Reaksi Polimerasi Kondensasi Beberapa Senyawa

Senyawa	Monomer 1	Monomer 2	Polimer yang Terbentuk	Hasil Samping
Protein				H2O
Nilon		H2N – (CH2)6 – NH2		H2O
PET				H2O

C. Karbohidrat

Karbohidrat merupakan contoh polimer alami. Karbohidrat berasal dari tumbuh-tumbuhan dan terdiri atas unsur C, H, dan O dengan rumus molekul C_n(H₂O)_n  Istilah karbohidrat diambil dari kata karbon dan hidrat (air). Selain itu, karbohidrat juga dikenal dengan nama sakarida (Saccharum =gula). Senyawa karbohidrat mudah ditemukan di dalam kehidupan sehari-hari, misalnya di dalam gula pasir, buah-buahan, gula tebu, air susu, beras, jagung, gandum, ubi jalar, kentang, singkong, dan kapas. Apakah yang membedakan bahan-bahan tersebut? Berdasarkan jumlah sakarida yang dikandungnya, karbohidrat dapat digolongkan menjadi monosakarida, disakarida, dan polisakarida. Gula pasir dan buah-buahan mengandung monosakarida, gula tebu dan air susu mengandung disakarida, sedangkan beras, jagung, gandum, ubi jalar, kentang, singkong, dan kapas mengandung polisakarida.

D. Protein

Istilah protein diambil dari bahasa Yunani, proteios (pertama atau utama). Protein tersusun atas beberapa asam amino. Asam amino sendiri adalah senyawa turunan asam karboksilat yang mengandung gugus amina (–NH₂).

1. Pengertian dan Struktur Protein

Asam amino merupakan turunan karboksilat, mengandung gugus karboksil (–COOH) dan gugus amina. Berikut ini struktur umum asam amino.

Antarasam amino dapat bergabung membentuk protein. Ikatan yang menghubungkan antarasam amino disebut ikatan peptida. Perhatikanlah pembentukan protein dari asam amino berikut.

Tahukah Anda contoh-contoh asam amino beserta strukturnya? Perhatikanlah gambar berikut.

Protein apakah yang dapat dihasilkan dari asam-asam amino tersebut? Jumlah asam amino yang terkandung dalam protein dapat dua, tiga, atau lebih dari tiga. Protein yang tersusun atas dua asam amino disebut dipeptida.

Protein yang tersusun atas tiga asam amino disebut tripeptida. Adapun protein yang tersusun atas lebih dari tiga asam amino disebut polipeptida. Perhatikanlah gambar berikut.

alaniglisin (gli-ala) merupakan contoh dipeptida

glisilalanilfenilalanin (gli-ala-pen) merupakan contoh tripeptida

struktur dari suatu polipeptida

Hemoglobin tersusun atas empat polipeptida yaitu dua pasang unit α dan β serta satu molekul hem. Molekul hem yaitu senyawa organik yang menyebabkan darah berwarna merah. Berikut ini adalah struktur molekul hemoglobin.

Gambar 3. Struktur molekul hemoglobin.

E. Plastik

Plastik merupakan polimer buatan yang banyak dimanfaatkan di dalam kehidupan sehari-hari. Namun, di balik manfaatnya yang banyak, plastik juga ternyata menimbulkan dampak terhadap kesehatan dan lingkungan. Apa saja manfaat dan dampak penggunaan plastik? Pelajarilah tabel berikut.

                            

Tabel 4. Plastik dan Kegunaannya

Jenis Plastik	Kegunaannya
Polietilentereftalat (PET)	• Kemasan minuman • Bahan pakaian
Polietena/Polietilena (PE)	• Kantung plastik • Pembungkus makanan dan barang • Mainan anak-anak • Piringan hitam
Polivinil klorida (PVC)	• Mainan anak-anak • Pipa paralon • Furniture • Piringan hitam • Selang plastik • Kulit kabel listrik
Polipropilena (PP)	• Wadah aki kendaraan • Sampul keping compact disk (CD) • Karung plastik • Tali plastik
Politetrafluoroetilena (Teflon)	• Pelapis alat masak • Gagang setrika
Polistirena (PS)	• Gelas minuman • Kemasan makanan siap saji • Styrofoam • Teflon
Nilon	• Pakaian • Peralatan kemah • Tali panjat tebing

Gambar 4. (a) Styrofoam (polistirena) sering digunakan sebagai bantalan barang pecah belah. (b) Pakaian memakai bahan dari poliester, seperti tertera pada label pakaian.

Plastik dapat menimbulkan masalah terhadap lingkungan dan kesehatan. Plastik memiliki sifat sulit diuraikan oleh mikroorganisme. Jika plastik dibuang atau ditimbun ke dalam tanah, plastik akan merusak sifat tanah. Tanah yang mengandung plastik menjadi tidak subur. Selain itu, plastik juga dapat mengganggu kesehatan. Jika dibakar, hasil pembakaran plastik yang berupa dioksin dapat menyebabkan kanker. Untuk menanggulangi masalah sampah plastik ini, upaya yang dilakukan antara lain mendaur ulang dan mencari metode pembuatan plastik yang ramah lingkungan. Bagaimanakah sikap Anda dalam menghadapi masalah limbah plastik?

Gambar 5. (a) Limbah plastik yang menumpuk dapat didaur ulang. (b) Proses daur ulang plastik dapat mengurangi masalah dampak lingkungan.

Catatan Kimia :

Merancang Molekul Plastik

Pada pertengahan abad-19, para kimiawan mulai menggunakan pengetahuan baru mereka tentang molekul organik untuk menghasilkan bahan-bahan baru dengan sifat-sifatnya yang berharga. Plastik ditemukan oleh Leo Bakeland (1863–1944) pada 1909. Plastik adalah molekul-molekul besar (polimer) yang memiliki ribuan gugus atom yang sama dan membentuk ikatan. Plastik ini dibuat melalui proses polimerisasi dari monomernya dengan suhu dan tekanan tertentu. Plastik tidak mudah terurai sehingga plastik menimbulkan masalah pembuangan limbah sehingga plastik seharusnya didaur ulang untuk efisiensi mengurangi limbah. (Sumber: jendela IPTEK: kimia, 1997).

F. Lemak dan Minyak

Dalam kehidupan sehari-hari, kita tentu sering mendengar istilah lemak dan minyak. Tahukah Anda, apa persamaan dan perbedaan antara lemak dan minyak? Lemak dan minyak sama-sama merupakan ester dari asam lemak dan gliserol yang disebut trigliserida. Struktur trigliserida memiliki gugus alkil (R1, R2, R3) yang merupakan gugus nonpolar dengan jumlah atom karbon antara 11 sampai dengan 23. Lemak dan minyak memiliki rumus dan struktur umum yang sama.