Fungsi Gelombang Dapat Diukur Secara Langsung

Fungsi gelombang pertama kali diciptakan oleh fisikawan Austria Erwin Schrodinger, untuk menangani salah satu fenomena dunia kuantum dualisme gelombang partikel. Namun, fungsi gelombang itu sendiri tidak memberikan gambaran fisik apa pun sampai Max Born mengusulkan untuk mengkuadratkan nilai mutlaknya. Selanjutnya, amplitudo fungsi gelombang yang telah dikuadratkan itu ditafsirkan sebagai kemungkinan menemukan partikel berada pada tempat dan saat tertentu. Bersamaan dengan itu, Born juga memperkenalkan metode pengukuran di bawah aturan-aturan yang ditetapkannya.

Dalam perkembangan selanjutnya para ahli menggunakan metode pengukuran tak langsung yang dikenal dengan tomografi kuantum. Dengan estimasi bahwa fungsi gelombang konsisten terhadap berbagai kumpulan hasil pengukuran, mereka melakukan banyak pengukuran, mencatat hasilnya dalam tabel yang nantinya digunakan untuk memprediksikan nilai-nilai pada kolom yang kosong. Jeff Lunden, seorang peneliti dalam bidang terkait mengibaratkan metode ini seperti meneliti sebuah gelombang air dengan cara menyinarinya dengan cahaya yang digerak-gerakkan lalu mengukur bayangannya di dasar kolam. Namun metode pengukuran tak langsung ini hanya melipat-gandakan masalah dalam menentukan fungsi gelombang. Lagipula fungsi gelombang terlalu rapuh, seperti gelembung sabun yang mudah pecah ketika disentuh untuk diteliti. Fisikawan Sanford, Onur Hosten bahkan menyatakan bahwa mengukur fungsi gelombang itu saja nyaris tidak mungkin dilakukan.

Tetapi kini tim fisika Kanada yang dikepalai oleh Jeff Lundeen berhasil menemukan cara baru untuk mengukur fungsi gelombang, bahkan secara langsung. Mereka menggabungkan sistem pengukuran kuat yang memberikan kepastian yang mantap tetapi menghancurkan fungsi gelombang, dan pengukuran lemah yang memberikan informasi yang kurang pasti namun hanya merusak sebagian kecil darinya.

Lundeen dkk. mendemonstrasikan hasil kerja mereka dengan bantuan banyak foton-tuggal sebagai partikel uji. Foton-foton itu ditransmisikan melalui serat optik dengan tujuan agar mereka mempunyai fungsi gelombang yang sama. Setelah ditembakkan, lalu foton itu dipolarisasikan sehingga mereka mendapat dua variabel dari satu keadaan foton untuk diukur. Pertama mereka mengukur lokasinya secara kasar, hal ini mengakibatkan fungsi gelombang itu tetap stabil. Kemudian sisa foton digunakan untuk mengukur momentumnya secara akurat dan akhirnya memetakan fungsi gelombangnya. Intinya, pengukuran pertama dikerjakan dengan cara halus sehingga tidak membatalkan hasil dari pengukuran kedua. Sayangnya, metode ini hanya berlaku jika telah diketahui secara pasti bahwa foton-foton uji itu memiliki keadaan kuantum yang sama.

Dengan demikian, tim tersebut tidak hendak menggugurkan mekanika kuantum. Nyatanya, prinsip ketidakpastian Heinsenberg masih berlaku. Mereka tidak memperkenalkan metode yang lebih baik untuk menjelaskan fenomena kuantum, mereka hanya memperkenalkan “metode lain” semata. Selain itu, untuk sementara partikel tunggal yang diuji baru foton. Meskipun begitu ini bukan berarti sebuah kegagalan, justru temuan tim Lundeen ini merupakan kemajuan. Ia memprediksikan, dalam waktu dekat metodenya juga dapat disesuaikan untuk mengukur fungsi gelombang partikel-partikel lain seperti ion, molekul dan elektron.

Sumber :
http://www.nature.com/nature/journal/v474/n7350/full/nature10120.html
http://www.sciencenews.org/view/generic/id/330958/title/Wave_function_directly_measured_

Read More

Difraksi Elektron

Difraksi elektron dan percobaan Davisson-Germer adalah percobaan yang menampilkan sifat gelombang dari partikel. Percobaan pertama untuk mengamati difraksi dilakukan oleh CJ.Davisson dan L.H Germer di Bell Telephone Laboratories meyakinkan hipotesis de Broglie dengan menunjukkan berkas elektron terdifraksi jika berkas itu dihamburkan oleh kisi (segi empat kecil) atom yang teratur dari suatu kristal. Sebelum mengetahui bagaimana mekanisme percobaan Davisson-Germer terlebih dahulu kita pahami apa itu difraksi dan elektron.

Secara umum, Difraksi Elektron adalah peristiwa penyebaran atau pembelokan cahaya pada saat melintas melalui celah atau ujung penghalang. Difraksi merupakan metode yang unggul untuk memahami apa yang terjadi pada level atomis dari suatu material kristalin. Sinar X, elektron dan neutron memiliki panjang gelombang yang sebanding dengan dimensi atomik sehingga radiasi sinar tersebut sangat cocok untuk menginvestigasi (penyelidikan dan penelitian tentang suatu masalah dengan cara mengumpulkan data di lapangan) material kristalin. Teknik difraksi mengeksploitasi (mengusahakan) radiasi yang terpantul dari berbagai sumber seperti atom dan kelompok atom dalam kristal.

Elektron adalah partikel sub atom yang bermuatan negatif dan umumnya ditulis sebagai e-. Elektron tidak memiliki komponen dasar atau pun substruktur apa pun yang diketahui, sehingga ia dipercayai sebagai partikel elementer. Elektron memiliki massa sekitar 1/1836 massa proton.

Eksperimen Difraksi Eleketron oleh Davisson dan Germer

Bentuk kisi yang dapat mendifraksikan elektron yaitu kisi yang memiliki keteraturan dan tersusun secara periodik, seperti halnya kisi pada kristal. Berkas sinar monokromatik yang jatuh pada sebuah kristal akan dihamburkan ke segala arah, akan tetapi karena keteraturan letak atom-atom, pada arah tertentu gelombang hambur itu akan berinterferensi konstruktif sedangkan yang lainnya berinterferensi destruktif.

Sebagaimana telah dijelaskan di atas syarat terjadinya difraksi adalah apabila panjang gelombang sinar sama dengan lebar celah/kisi difraksi dan perilaku gelombang ditunjukkan oleh beberapa gejala fisis, seperti interferensi dan difraksi. Namun manifestasi gelombang yang tidak mempunyai analogi dalam perilaku partikel newtonian adalah gejala difraksi.

Davisson dan Germer mempelajari elektron yang terhambur oleh kristal dengan menggunakan peralatan. Dengan mengamati energi elektron dalam berkas primer, sudut jatuhnya pada target, dan kedudukan detektor dapat diubah-ubah. Fisika klasik meramalkan bahwa elektron yang terhambur akan muncul dalam berbagai arah, dengan hanya sedikit kebergantungan dari intensitas terhadap sudut hambur dan lebih sedikit lagi dari energi elektron primer.

Manifestasi gelombang yang tidak mempunyai analogi dalam kelakuan partikel Newtonian ialah gejala difraksi. Dalam tahun 1927 Davisson dan Germer di Amerika Serikat dan dalam percobaanya Davisson dan Germer secara bebas meyakinkan hipotesis de Broglie dengan menunjukan berkas elektron terdifraksi bila berkas itu dihamburkan oleh kisi atom yang teratur dari suatu kristal.

Davisson dan Germer mempelajari elektron yang terhambur oleh zat padat dengan memakai peralatan seperti di bawah ini

Di tengah-tengah percobaan tersebut terjadi suatu peristiwa yang memungkinkan udara masuk ke dalam peralatannya dan mengoksidasi permukaan logam. Menguasai oksida nikel murni, target itu dipanggang dalam oven bertemperatur tinggi. Setelah perlakuan itu, targetnya dikembalikan ke dalam peralatan dan dilakukan pengukuran lagi. Sekarang ternyata hasilnya sangat berbeda dari sebelum peristiwa itu terjadi : sebagai ganti dari variasi yang malar (continue) dari intensitas elektron yang tehambur terhadap sudut, timbul maksimum dan minimum yang jelas teramati, kedudukannya bergantung dari energi elektron.

Hipotesa de Broglie mendorong tafsiran bahwa gelombang elektron didifraksikan oleh target sama seperti sinar x didifraksikan oleh bidang–bidang atom dalam kristal. Tafsiran ini mendapat dukungan setelah disadari bahwa efek pemanasan sebuah blok nikel pada temperatur tinggi menyebabkan kristal individual kecil yang membangun blok tersebut bergabung menjadi kristal tunggal yang besar yang atom-atomnya tersusun dalam kisi yang teratur.

Untuk membuktikan bahwa hipotesa de Broglie penyebab dari hasil davisson dan germer, pada suatu percobaan tertentu berkas elektron 54eV diarahkan tegak lurus pada target nikel, dan maksimum yang tajam dalam distribusi elektron terjadi pada sudut 500 dari berkas semula. Sudut datang dan sudut hambur relatif terhadap suatu keluarga bidang (tersusun atas berkas elektron, bidang dan sudut) bragg ditunjukkan dalam gambar 1 keduanya bersudut 650. Jarak antara bidang dalam keluarga bidang yang bisa diukur melalui difraksi sinar x adalah 0,091 nm persamaan bragg untuk maksimum dalam pola difraksi.

Panjang gelombang yang dihitung sesuai dengan panjang gelombang yang diamati. Jadi eksperimen Davisson dan Germer menunjukkan bukti langsung dari Hipotesis de Broglie tentang sifat gelombang benda bergerak. Analisis eksperimen Davisson-Germer sebenarnya tidak langsung seperti yang ditunjukkan di atas karena energi elektron bertambah ketika elektron itu masuk ke dalam kristal dengan besar yang sama dengan besar fungsi kerja (work function) permukaan itu. Jadi kecepatan elektron dalam eksperimen lebih besar dalam kristal dan panjang gelombang de Broglie yang bersangkutan menjadi lebih kecil dari harga di luar kristal.

Komplikasi lainnya timbul dari inferensi antara gelombang yang didifraksikan oleh keluarga lain dari bidang bragg yang membatasi terjadinya maksimum dan minimum menjadi hanya kombinasi tertentu dari energy elektron dari sudut pandang sebagai pengganti dari setiap kombinasi yang memenuhi persamaan Bragg.

Read More

Mengenal Hidrogen Peroksida (H2O2)

Hidrogen peroksida dengan rumus kimia H₂O₂ ditemukan oleh Louis Jacques Thenard di tahun 1818. Senyawa ini merupakan bahan kimia anorganik yang memiliki sifat oksidator kuat. Bahan baku pembuatan hidrogen peroksida adalah gas hidrogen (H₂) dan gas oksigen (O₂). Teknologi yang banyak digunakan di dalam industri hidrogen peroksida adalah auto oksidasi Anthraquinone.

H₂O₂ tidak berwarna, berbau khas agak keasaman, dan larut dengan baik dalam air. Dalam kondisi normal (kondisi ambient), hidrogen peroksida sangat stabil dengan laju dekomposisi kira-kira kurang dari 1% per tahun.

Mayoritas pengunaan hidrogen peroksida adalah dengan memanfaatkan dan merekayasa reaksi dekomposisinya, yang intinya menghasilkan oksigen. Pada tahap produksi hidrogen peroksida, bahan stabilizer kimia biasanya ditambahkan dengan maksud untuk menghambat laju dekomposisinya. Termasuk dekomposisi yang terjadi selama produk hidrogen peroksida dalam penyimpanan. Selain menghasilkan oksigen, reaksi dekomposisi hidrogen peroksida juga menghasilkan air (H₂O) dan panas. Reaksi dekomposisi eksotermis yang terjadi adalah sebagai berikut:

H₂O₂ -> H₂O + 1/2O₂ + 23.45 kcal/mol

Faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi dekomposisi hidrogen peroksida adalah:

1. Bahan organik tertentu, seperti alkohol dan bensin
2. Katalis, seperti Pd, Fe, Cu, Ni, Cr, Pb, Mn
3. Temperatur, laju reaksi dekomposisi hidrogen peroksida naik sebesar 2.2 x setiap kenaikan 10^oC (dalam range temperatur 20-100^oC)
4. Permukaan container yang tidak rata (active surface)
5. Padatan yang tersuspensi, seperti partikel debu atau pengotor lainnya
6. Makin tinggi pH (makin basa) laju dekomposisi semakin tinggi
7. Radiasi, terutama radiasi dari sinar dengan panjang gelombang yang pendek

Hidrogen peroksida bisa digunakan sebagai zat pengelantang atau bleaching agent pada industri pulp, kertas, dan tekstil. Senyawa ini juga biasa dipakai pada proses pengolahan limbah cair, industri kimia, pembuatan deterjen, makanan dan minuman, medis, serta industri elektronika (pembuatan PCB).

Salah satu keunggulan hidrogen peroksida dibandingkan dengan oksidator yang lain adalah sifatnya yang ramah lingkungan karena tidak meninggalkan residu yang berbahaya. Kekuatan oksidatornya pun dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Sebagai contoh dalam industri pulp dan kertas, penggunaan hidrogen peroksida biasanya dikombinasikan dengan NaOH atau soda api. Semakin basa, maka laju dekomposisi hidrogen peroksida pun semakin tinggi. Kebutuhan industri akan hidrogen peroksida terus meningkat dari tahun ke tahun. Walaupun saat ini di Indonesia sudah terdapat beberapa pabrik penghasil hidrogen peroksida seperti PT Peroksida Indonesia Pratama, PT Degussa Peroxide Indonesia, dan PT Samator Inti Peroksida, tetapi kebutuhan di dalam negeri masih tetap harus diimpor.

referensi:

http://www.h2o2.com/intro/overview.html

Read More

Apakah teknik radiokarbon dapat digunakan untuk mengetahui umur apa saja?

Teknik ini tidak akan menolong kita jika yang ingin kita ketahui umurnya masih hidup, misalnya teman mengobrol kita lewat internet yang mengaku 25 tahun. Penentuan umur menggunakan teknik radiokarbon (radiocarbon dating) berguna untuk menentukan umur tumbuhan atau sisa hewan yang mati sekitar lima ratus hingga lima puluh ribu tahun lampau.

Sejak ditemukan oleh gurubesar kimia University of Chicago, Willard F. Libby (1908-1980) sekitar tahun 1950-an (ia menerima Hadiah Nobel untuk penemuan tersebut pada tahun 1960), teknik radiokarbon telah menjadi perkakas riset sangat ampuh dalam arkeologi, oseanografi, dan beberapa cabang ilmu lainnya. Agar teknik radiokarbon dapat memberitahu umur sebuah objek, objek tersebut harus mengandung carbon organic, yakni karbon yang pernah menjadi bagian dalam tubuh tumbuhan atau hewan. Metode radiocarbon dating memberitahu kita berapa lama yang lalu suatu tumbuhan atau hewan hidup, atau lebih tepat, berapa lama yang lalu tumbuhan atau hewan itu mati.

Uji radiocarbon dapat dilakukan terhadap bahan-bahan seperti kayu, tulang, arang dari perapian perkemahan atau gua purba, atau bahkan kain linen yang digunakan untuk membungkus mummi, karena kain linen itu terbuat dari serat tanaman flax. Karbon adalah salah satu unsur kimia yang dikandung oleh setiap makhluk hidup dalam bentuk macam-macam bahan biokimia, dalam protein, karbohidrat, lipid, hormone, enzim, dsb. Sesungguhnya, ilmu kimia yang mempelajari bahan kimia berbasis karbon disebut “kimia organik” karena dahulu orang yakin bahwa satu-satunya tempat bagi bahan kimia ini adalah makhluk hidup. Kini, orang tahu bahwa kita dapat membuat segala macam bahan kimia organik berbasis karbon dari minyak bumi tanpa harus mengambil dari tumbuhan atau hewan.

Tetapi, karbon dalam makhluk hidup berbeda dalam satu hal penting dari karbon dalam bahan-bahan bukan makhluk hidup seperti batu bara, minyak bumi, dan mineral. Karbon “hidup” mengandung sejumlah kecil atm karbon jenis tertentu yang disebut karbon-14, sedangkan karbon”mati” hanya mengandung atom-atom karbon-12 dan karbon-13. Ketiga macam atom-atom karbon berbeda itu disebut isotop-isotop karbon; mereka semua mempunyai perilaku sama secara kimiawi, tetapi mempunyai berat yang berbeda-beda, atau lebih tepat, mempunyai massa berbeda-beda.

Yang unik seputar karbon-14, disamping massanya, adalah karena mereka radioaktif. Yakni, mereka tidak stabil dan cenderung melapuk, terpecah sambil menembakkan partikel-partikel subatom: disebut partikel-partikel beta. Dengan demikian semua makhluk hidup sebetulnya bersifat radioaktif, meskipun sedikit, yaitu karena memiliki karbon-14. Betul termasuk anda dan saya, kita semua radioaktif. Orang dengan berat 68 kg mengandung sekitar sejuta miliar atom karbon-14 yang menembakkan 200.000 partikel beta setiap menit!!

Read More

Daya Kerja Deterjen

Sebagai bahan pembersih lainnya, deterjen merupakan buah kemajuan teknologi yang memanfaatkan bahan kimia dari hasil samping penyulingan minyak bumi, ditambah dengan bahan kimia lainnya seperti fosfat, silikat, bahan pewarna, dan bahan pewangi. sekitar tahun 1960-an, deterjen generasi awal muncul menggunakan bahan kimia pengaktif permukaan (surfaktan) Alkyl Benzene Sulfonat (ABS) yang mampu menghasilkan busa. Namun karena sifat ABS yang sulit diurai oleh mikroorganisme di permukaan tanah, akhirnya digantikan dengan senyawa Linier Alkyl Sulfonat (LAS) yang diyakini relatif lebih akrab dengan lingkungan.

Pada banyak negara di dunia penggunaan ABS telah dilarang dan diganti dengan LAS. Sedangkan di Indonesia, peraturan mengenai larangan penggunaan ABS belum ada. Beberapa alasan masih digunakannya ABS dalam produk deterjen, antara lain karena harganya murah, kestabilannya dalam bentuk krim/pasta dan busanya melimpah.

Penggunaan sabun sebagai bahan pembersih yang dilarutkan dengan air di wilayah pegunungan atau daerah pemukiman bekas rawa sering tidak menghasilkan busa. Hal itu disebabkan oleh sifat sabun yang tidak akan menghasilkan busa jika dilarutkan dalam air sadah (air yang mengandung logam-logam tertentu atau kapur). Namun penggunaan deterjen dengan air yang bersifat sadah, akan tetap menghasilkan busa yang berlimpah.

Sabun maupun deterjen yang dilarutkan dalam air pada proses pencucian, akan membentuk emulsi bersama kotoran yang akan terbuang saat dibilas. Namun ada pendapat keliru bahwa semakin melimpahnya busa air sabun akan membuat cucian menjadi lebih bersih. Busa dengan luas permukaannya yang besar memang bisa menyerap kotoran debu, tetapi dengan adanya surfaktan, pembersihan sudah dapat dilakukan tanpa perlu adanya busa.

Opini yang sengaja dibentuk bahwa busa yang melimpah menunjukkan daya kerja deterjen adalah menyesatkan. Jadi, proses pencucian tidak bergantung ada atau tidaknya busa atau sedikit dan banyaknya busa yang dihasilkan. Kemampuan daya pembersih deterjen ini dapat ditingkatkan jika cucian dipanaskan karena daya kerja enzim dan pemutih akan efektif. Tetapi, mencuci dengan air panas akan menyebabkan warna pakaian memudar. Jadi untuk pakaian berwarna, sebaiknya jangan menggunakan air hangat/panas.

Pemakaian deterjen juga kerap menimbulkan persoalan baru, terutama bagi pengguna yang memiliki sifat sensitif. Pengguna deterjen dapat mengalami iritasi kulit, kulit gatal-gatal, ataupun kulit menjadi terasa lebih panas usai memakai deterjen.

Read More

Efek Toksik Merkuri Metalik (Hg0)

Merkuri dilambangkan dengan Hg, akronim dari Hydragyrum yang berarti perak cair. Merkuri merupakan salah satu unsur logam yang terletak pada golongan II B pada sistem periodik, dengan nomor atom 80 dan nomor massa 200.59.  Logam merkuri dihasilkan secara alamiah diperoleh dari pengolahan  bijihnya, Cinabar, dengan oksigen (Palar;1994).

Logam merkuri yang dihasilkan  ini, digunakan dalam sintesa senyawa senyawa anorganik dan organik yang mengandung merkuri. Dalam kehidupan sehari-hari, merkuri berada dalam tiga bentuk dasar, yaitu : merkuri metalik, merkuri anorganik dan merkuri organik

Merkuri metalik dikenal juga dengan istilah merkuri unsur (mercury element), merupakan bentuk logam dari merkuri. logam ini berwarna perak. Jenis merkuri ini digunakan pada alat-alat laboratorium seperti termometer raksa, termostat, spignometer, barometer dan lainya. Secara umum logam merkuri memiliki karakteristik sebagai berikut, Berwujud cair pada suhu kamar (25⁰C) dengan titik beku (-39⁰C). Merupakan logam yang paling mudah menguap. Memiliki tahanan listrik yang sangat rendah, sehingga digunakan sebagai penghantar listrik yang baik. Dapat membentuk alloy dengan logam lain (disebut juga dengan amalgam)

Merkuri metalik digunakan secara luas dalam industri, diantaranya sebagai katoda dalam elektrolisis natrium klorida untuk menghasilkan soda kautik (NaOH) dan gas klorin. Logam ini juga digunakan proses ektraksi logam mulia, terutama ekstraksi emas dari bijihnya, digunakan juga sebagai katalis dalam industri kimia serta sebagai zat anti kusam dalam cat.

Merkuri metalik dapat masuk kedalam tubuh manusia melalui saluran pernapasan. Termometer merkuri yang pecah merupakan salah satu contohnya. Ketika termometer pecah, sebagian dari merkuri menguap ke udara. Merkuri metalik tersebut dapat terhirup oleh manusia yang berada di dekatnya.

Delapan puluh persen  (80%) dari merkuri uap  yang terhirup, diabsorbsi oleh alveoli paru-paru. Merkuri metalik ini masuk dalam sistem peredaran darah manusia dan dengan bantuan hidrogen peroksidase merkuri metalik akan dikonversi menjadi merkuri anorganik.

Penggunaan merkuri metalik yang lain dan paling umum adalah pada amalgam gigi. Amalgam gigi mengandung 50 % unsur merkuri, 35 % perak, 9 % timah 6 % tembaga dan seng.  Amalgam  ini digunakan sebagai penambal gigi berlobang.

Tambalan amalgam melepaskan partikel mikroskopik dan uap merkuri. Kegiatan mengunyah dan  meminum makanan dan minuman yang panas menaikan frekuensi lepasnya tambalan gigi. Uap merkuri tersebut akan di serap oleh akar gigi, selaput lendir dari mulut dan gusi, dan ditelan, lalu sampai ke kerongkongan dan saluran cerna.

Merkuri metalik dalam saluran gastrointestinal akan dikonversi menjadi merkuri sulfida dan diekskresikan melalui feces. Para peneliti dari Universitas Of Calgari melaporkan bahwa 10 % merkuri yang berasal dari amalgam pada akhirnya terakumulasi di dalam organ-organ tubuh (McCandless;2003)

Merkuri metalik larut dalam lemak dan didistribusikan keseluruh tubuh. Merkuri metalik dapat menembus Blood-Brain Barier (B3) atau Plasenta Barier. Keduanya merupakan selaput yang melindungi otak atau janin dari senyawa yang membahayakan. Setelah menembus Blood-Brain Barier, merkuri metalik akan terakumulasi dalam otak. Sedangkan merkuri yang menembus  Placenta Barier akan merusak pertumbuhan dan perkembangan janin.

Referensi

Kaim, wolfgang. 1951, Bioinorganik Chemistry : Inorganic Element In The Chemistry Of Life : An Introduction and Guide. England  John Wiley & Sons.

McCandless, Jaquelyn., Siregar, Ferdina (ptjm). 2003, Anak-anak dengan Otak yang “lapar”, Panduan  penanganan medis untuk penyandang ganguan spectrum autism (tjm). Jakarta. Grasindo.

Palar, Heryanto. 1994, Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. Jakarta. Rineke Cipta.

Patrick, Lyn. 2002, Mercury Toxicity and Anti Oksidant: part I: Role Of Gluthatione And Alpha-Lipoic Acid in The Treatment of Mercury Toxicity. Alternative Medicine Review Vol 7 (6) 456-471.

Read More

2,3-dimercapto-succinic acid (DMSA) sebagai agen khelasi

Khelasi (Chelation), berasal dari bahasa Yunani chele yang berarti sepit, merujuk kepada tangan kepiting atau kalajengking. Khelasi merupakan suatu proses reversible pembentukan ikatan dari suatu ligan, yang disebut khelator atau agen khelasi, dengan suatu ion logam membentuk suatu komplek metal yang disebut khelat. Tipe ikatan yan terbentuk dapat berupa ikatan kovalen atau ikatan kovalen koordinasi.

Terapi khelasi merupakan suatu metoda yang digunakan dalam mengatasi keracunan logam berat seperti merkuri. Dalam metoda ini digunakan senyawa organik tertentu yang dapat mengikat merkuri dan mengeluarkannya dari dalam tubuh manusia. Senyawa tersebut  memiliki gugus atom dengan pasangan elektron bebas, elektron tersebut akan digunakan dalam pembentukan ikatan dengan merkuri. Beberapa senyawa organik yang bisa digunakan sebagai khelator adalah dimercaprol, 2,3-dimercaptosuccinic acid (DMSA).

2,3-dimercapto-succinic acid (DMSA) merupakan senyawa organik larut dalam air, yang mengandung dua gugus tiol (-SH). DMSA merupakan khelator yang efektif dan aman digunakan dalam penanganan keracunan logam berat seperti timbal, arsen dan merkuri. Senyawa ini telah digunakan dalam penanganan keracunan merkuri sejak tahun 1950-an di Jepang, Rusia dan Republik Rakyat China, dan sejak tahun 1970-an digunakan di Eropa dan Amerika Serikat.

Senyawa 2,3-dimercapto-succinic acid (DMSA)

Senyawa organik yang dikenal juga dengan nama dagang chemet ini merupakan khelator yang efektif dalam penanganan keracunan logam berat seperti timbal, arsen dan merkuri. Serangkaian penelitian menunjukkan bahwa DMSA mampu mengeluarkan 65 % merkuri dari dalam tubuh manusia dalam selang waktu tiga jam (Patrick : 2002)

DMSA relatif aman digunakan sebagai khelator. Pada manusia normal, manusia, yang tidak terkontaminasi merkuri, 90 % DMSA yang diabsorbsi tubuh, diekskresikan melalui urin dalam bentuk disulfida dengan gugus thiol sistein. Sedangkan sisanya berada dalam bentuk bebas atau tanpa ikatan dengan gugus lain.

Dalam upaya mempercepat proses pengeluaran merkuri dalam tubuh manusia, DMSA dapat digunakan bersamaan dengan khelator lain seperti ALA (Alpha Lipoic Acid). DMSA juga dapat digunakan  bersamaan  dengan anti oksidan, seperti vitamin E dan vitamin C, dalam upaya mengurangi gangguan kesehatan sebagai akibat pembentukan radikal bebas oleh merkuri (Patrick : 2003)

Referensi

Miller, Alan L. 1998, Dimercaptosuccinic Acid (DMSA), A Non-toxic, Water-Soluble Treatment for Heavy Metal Toxicity. Alternative Medicine Review vol 3 (3) 199-207.
Patrick, Lyn. 2002, Mercury Toxicity and Anti Oksidant: part I: Role Of Gluthatione And Alpha-Lipoic Acid in The Treatment of Mercury Toxicity. Alternative Medicine Review Vol 7 (6) 456-471.
Patrick, Lyn. 2003, Toxic metal and antioksidants: part II. The Role of Antioxidants in arsenic and cadmium Toxicity. Alternative Medicine Review Vol 8 (2) 106.

Read More

Asam Dipikolinat (piridin-2,6-dikarboksilat) Sebagai Ligan Pilihan Pada Kompleks Untuk Bioaktivitas

Penelitian di bidang obat-obatan kimia anorganik, akhir-akhir ini telah dikembangkan dengan memanfaatkan ligan-ligan pengkhelat yang terkoordinasi bersama ion-ion logam, kompleks yang terbentuk diarahkan sebagai kontrol dalam bioaktivitas. Agen pengkhelat dari ligan ini memberikan keuntungan dalam stabilitas kompleks yang terbentuk (Ryan E. Mewis. 2010). Asam dipikolinat dapat sebagai ligan anionik berupa dipic^2-. Ligan dipikolinat termasuk jenis ligan tridentat dengan tiga atom donor pasangan elektron, yaitu N (nitrogen) dan 2 buah atom O (oksigen). Karena memiliki lebih dari satu atom donor, ligan dipikolinat termasuk ligan jenis pengkhelat (sepit) (Paul M. Pellegrino. 2001).

Dipikolinat ini banyak ditemukan dalam beberapa senyawa alami sebagai suatu produk degradasi oksidatif dari vitamin, koenzim, dan alkaloid, serta merupakan suatu komponen dari fulvic acid. Asam dipikolinat (piridin-2,6-dikarboksilat) juga menunjukkan beberapa fungsi biologis, di antaranya adalah kemampuan untuk aktivasi-inaktivasi dari beberapa mettaloenzim, penghambat transfer elektron, oksidasi LDL, selain itu juga toksisitas yang rendah (low toxicity) dari piridin-2,6-dikarboksilat banyak digunakan dalam model senyawa metallo-pharmaceutical (Zafar A. Siddiqi. 2009).

Akhirnya, asam dipikolinat menjadi salah satu ligan yang paling sesuai untuk senyawa pharmacological yang aktif, karena sifatnya yang rendah toksisitas dan amphophilic (AC. Gozales-Baro. 2005). Turunan asam karboksilat dan piridin telah banyak ditemukan kegunaannya dalam bidang kimia analitik dan sebagai penghambat korosi. Suatu asam dengan gugus karboksilat yang bertetangga dengan atom nitrogen berperan dalam suatu pembentukan reaksi kompleks dengan beragam ion logam (B. Setlow. 1993).

Asam dipikolinat juga merupakan penyusun utama dari bakteri spora. Dalam beberapa bakteri, asam dipikolinat menyumbang 17% dari berat spora. Asam dipikolinat (H2dipic), atau piridin-2,6-dikarboksilat dipercaya merupakan faktor utama yang berperan dalam melindungi spora dari panas dan radiasi UV (Alper Tolga, et al. 2009). Senyawa ini juga berperan untuk menjaga kestabilan dan pertumbuhan spora. Asam dipikolinat dalam sistem biologis, dipelajari pertama kali oleh Udo pada tahun 1936. Keberadaan asam piridin-2,6-dikarboksilat pada spora bakteri dipelajari oleh Powell pada tahun 1953. Molekul ini juga terdapat pada beberapa jamur.

Molekul ini tidak bereaksi dalam beberapa perubahan kimia, karena sifatnya yang inert dan tidak reaktif, tetapi mendapat perhatian yang lebih dalam bidang biologi, karena keberadaannya pada spora bakteri. Molekul asam piridin-2,6-dikarboksilat juga merupakan suatu agen pengkelat yang utama, sifat ini telah dipelajari dalam pergeseran kesetimbangan chiral-induced, yang dikenal juga sebagai efek Pfeiffer. Efek ini telah digunakan untuk membuktikan kemampuan optis dari kelat ion dipikolinat dengan beberapa logam lanthanida.

Read More

Teori Atom Dalton

Dewasa ini kata atom sudahlah sangat sering kita dengar. Tetapi kelahiran konsep atom memerlukan waktu yang sangat lama, lebih dari 2000 tahun. Setelah kelahirannya pun, masih diperlukan beberapa abad untuk mematangkan konsep ini. Atom yang awalnya kita anggap sebagai bola pejal yang keras, sekarang ternyata kita pahami sebagai awan materi yang rumit.

Pada abad ke-5 sebelum Masehi, dua orang filsuf Yunani, Leucippus dan muridnya Democritus, berjalan-jalan di sepanjang pantai Aegean. Leucippus mengajak muridnya untuk merenungkan sesuatu: "Tidakkah air laut yang kelihatannya bersifat kontinu terdiri dari butiran-butiran halus seperti halnya pasir yang terhampar di pinggir pantai? Dari kejauhan pasir terlihat kontinu tetapi pengamatan dari dekat menunjukkan pasir terdiri dari butiran-butiran halus."

Democritus yang hidup antara tahun 470 sampai 380 sebelum Masehi mengembangkan pemikiran sang guru. Ia menyatakan bahwa materi terdiri dari partikel-partikel terkecil yang disebut atom (a = tidak, tomos = terbagi). Ia percaya bahwa atom-atom dari unsur-unsur yang berbeda mempunyai bentuk dan ukuran yang berbeda. Air mempunyai bentuk seperti bola yang halus sehingga terasa sejuk sedangkan api mempunyai bentuk yang tajam sehingga terasa panas. Pada masa itu, bangsa Yunani percaya bahwa ada empat unsur yang menyusun alam, yaitu tanah, air, api, dan udara. Namun demikian, pemikiran Democritus ini tidak menarik minat orang selama 2000 tahun karena mereka telah kecanduan teori bahwa materi bersifat kontinu.

Pada sekitar tahun 1779 seorang ilmuwan Perancis, Antoine Laurent Lavoisier, melakukan percobaan secara teliti, yaitu memanaskan logam raksa dan udara dalam tabung tertutup. Dari percobaan ini ia sampai pada kesimpulan bahwa “dalam setiap reaksi kimia, jumlah massa zat-zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama”. Kesimpulan ini kemudian dikenal sebagai Hukum Kekekalan Massa. Dua puluh tahun kemudian, ilmuwan Perancis lain yang menetap di Madrid, Joseph Louis Proust merumuskan suatu hukum yang disebut Hukum Perbandingan Tetap yang berbunyi: “Perbandingan massa unsur-unsur yang menyusun suatu senyawa selalu tetap”.

Untuk menjelaskan kedua hukum di atas, seorang guru SMA dari Inggris, John Dalton, membangkitkan ingatan orang tentang suatu istilah yang telah terlupakan yaitu atom. Dalton mengemukan teori barunya tentang atom melalui bukunya yang berjudul New System of Chemical Philosophy. Butir-butir teori atom Dalton adalah sebagai berikut:

1. Materi tersusun dari partikel-partikel terkecil yang disebut atom.
2. Atom tidak dapat dibagi-bagi menjadi partikel yang lebih kecil.
3. Atom-atom suatu unsur mempunyai sifat dan massa yang sama.
4. Unsur-unsur yang berbeda memiliki atom-atom yang sifat dan massanya berbeda.
5. Reaksi kimia merupa

kan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali atom-atom.

Jadi jelaslah sekarang bagaimana teori atom Dalton mampu menjelaskan kedua teori di atas. Dalam kaitan Hukum Kekekalan Massa, reaksi kimia hanyalah melibatkan penataan ulang atom-atom pereaksi menjadi hasil reaksi, sehingga jumlah massa harus tetap sama. Atau dengan kata lain, selama reaksi berlangsung atom-atom tidak diciptakan dan tidak dimusnahkan. Dalam kaitan Hukum Perbandingan Tetap, suatu senyawa dibentuk atau disusun dari berbagai jenis atom-atom dengan perbandingan tertentu sehingga mempunyai perbandingan massa yang selhttps://www.blogger.com/blogger.g?blogID=7305219878730630677#editor/target=post;postID=50322796332720102alu tetap.

Namun demikian, bukan berarti teori atom Dalton telah sempurna. Atom yang berupa bola pejal tentu saja tidak mampu menjelaskan mengapa suatu larutan tertentu bersifat elektrolit alias dapat menghantarkan arus listrik. Kenyataannya, beberapa bagian dari teori ini memang terbukti salah.

Pengamatan yang teliti mulai akhir abad ke-19 hingga awal abad ke-20, mengantarkan para ahli pada kesimpulan bahwa atom-atom dapat dipecah-pecah menjadi partikel-partikel yang lebih kecil. Partikel-partikel penyusun atom adalah proton yang bermuatan positip, neutron yang netral, dan elektron yang bermuatan negatip. Dengan demikian poin ke-2 dari teori ini salah.

Atom mempunyai jumlah proton dan elektron yang spesifik. Tetapi atom-atom dari unsur yang sama dapat mempunyai jumlah neutron yang berbeda. Hal ini menyebabkan atom-atom unsur yang sama bisa saja mempunyai massa yang berbeda. Inilah yang disebut dengan isotop. Ini membuktikan bahwa poin ke-3 dari teori atom Dalton juga salah.

Terlepas dari berbagai kesalahan dalam teorinya, Dalton telah meletakkan dasar-dasar teori atom yang modern. Teori ini dibangun dari berbagai data percobaan yang telah dilakukan oleh ahli-ahli lain seperti Lavoisier dan Proust.

Read More

Cara Mudah Membuat Lampu Tenaga Surya

Saat ini Anda dapat membuat sendiri lampu bertenaga surya. Mudah sekali dicoba. Menggunakan botol, air dan cairan pemutih pakaian. Di bawah ini adalah cara membuat beserta LKS nya. Semoga bermanfaat!

LEMBAR KERJA SISWA

Standar Kompetensi (SK):

3. Menerapkan prinsip kerja alat-alat optik.

Kompetensi Dasar (KD):

3.2 Menerapkan alat-alat optik dalam kehidupan sehari-hari.

Indikator:

Siswa dapat membuat lampu botol tenaga surya (Solar Bottle Bulbs) dan mendemonstrasikan cara kerjanya.

Alat dan Bahan:

1. Botol air mineral bekas.
2. 1 lembar seng.
3. Cairan pemutih pakaian (Bleach).
4. Lem silicon.
5. Gunting.
6. Air.

Cara Kerja:

1. Buatlah lubang melingkar di bagian tengah dari potongan seng dengan ukuran jari-jari 1 cm lebih kecil dari jari-jari botol mineral yang akan digunakan. Posisi tengah lubang dapat dipilih tepat di bagian punggung seng atau di bagian parit seng.

2. Kemudian buat potongan sepanjang 1 cm, sejajar jari-jari lubang, melingkar sepanjang lingkar luar lubang dengan jarak antar potongan 1 sampai 2 cm;

3. Bengkokkan tiap potongan ke arah atas, kemudian beri perekat sealant (berbahan silikon) sepanjang sisi bagian dalam lingkar lubang;

4. Masukan botol ke lubang setelah sealant mengering, dengan posisi kepala botol di bagian atas, 2/3 bagian botol berada di bawah seng dan 1/3 bagian berada di bagian atas seng;

5. Kemudian rekatkan dan tutup celah antara dinding botol dan seng dengan menggunakan sealant. Akan lebih baik jika dilapisi lagi dengan sejenis bahan penambal atap atau pelapis atap untuk lebih memastikan tidak ada kebocoran atau celah yang terbuka;

6. Isi botol dengan air jernih hingga penuh dan dicampur dengan satu tutup botol cairan pemutih pakaian;

7. Tutup kembali botol dengan memberi sealant pada bagian dalam dan luar tutup botol;

8. Kemudian lubangi seng atap bangunan pada posisi yang direncanakan. Ukuran lubang tepat seukuran dengan lingkar botol;

9. Berikan sealant pada sekeliling lubang, dan setelah kering pasangkan botol dengan mencocokkan jalur air pada seng atap dengan potongan seng yang menempel pada botol;

10. Tutup celah antara potongan seng dengan seng atap dengan bahan penambal atap agar tidak terjadi kebocoran sewaktu hujan.

Hasil Pengamatan:

Setelah melakukan pembuatan alat dan pengamatan, deskripsikan fenomena apa yang terjadi? Apakah lampu botol menyala atau tidak ?

Setelah membuat alat, siswa melampirkan foto lampu botol tenaga surya milik mereka masing masing. Siswa mendeskripsikan bahwa setelah pembuatan selesai dilakukan, lalu dijemur selama kurang lebih 10 menit di bawah sinar matahari, maka lampu botol tenaga surya akan menyala.

Gb 1. Desain rumah menggunakan lampu tenaga surya

Diskusi dan Pembahasan:

Bandingkan botol yang diberi cairan pemutiih dan tidak, apakah saat keduanya terkena sinar matahari akan memancarkan cahaya yang sama?

Jawabannya tidak. Lihat gambar 2 di mana botol diisi dengan air saja dan gambar 3 botol diisi dengan air ditambah cairan pemutih.

Gb 2. Botol berisi air

Gb 3. Botol berisi air + cairan pemutih

Mengapa pada saat dijemur di bawah terik matahari botol yang berisi cairan pemutih akan bercahaya?

Jawabannya karena adanya perbedaan medium. Sifat dari cairan pemutih pakaian adalah menyebarkan cahaya yang masuk ke segala penjuru arah. Komposisi dari larutan pemutih yang berupa senyawa sodium hipoklorit atau NaClO di mana jika dipanaskan akan terjadi peningkatan reaktivitas dari molekul Na, Cl, dan O sendiri. Perhatikan gambar 4 dan gambar 5 tentang bagaimana lampu botol tenaga surya dapat bekerja.

Gb 4. Gambar cara kerja lampu botol tenaga surya

Gb 5. Cara kerja lampu botol tenaga surya

Kesimpulan:

Setelah melakukan percobaan simpulkanlah dari kegiatan yang telah dilaksanakan!

*Percobaan dilakukan oleh Erwinesti Hanidar (angkatan 2010) saat mata kuliah Pengembangan Media Pembelajaran Fisika tahun 2013.

Read More