Alternatif Membuat Gambar 3 Dimensi Bentuk Molekul

Seperti yang sempat saya singgung pada tulisan saya yang ini, menggambar bentuk molekul agar menjadi lebih mudah dipahami oleh siswa maka dapat menggunakan beberapa aplikasi yang umum digunakan dalam dunia kimia. Saya sudah mencoba menggunakan Chemsketch dan Hyperchem. Hasilnya cukup memuaskan dan dapat dibuat tampilan 3 dimensinya (3D), dapat dilakukan rotasi untuk memberikan gambaran yang utuh.
Bagaimana membuatnya dan bagaimana menjadikannya bentuk molekul 3D. Berikut langkah yang dapat ditempuh (saya misalkan membuat bentuk molekul CH4).
Dengan Chemsketch:

1. Buka aplikasi Chemsketch
2. Pada mode Structure klik Atom C yang ada di tool kiri, dan klik sekali pada area kerja hingga menghasilkan rumus molekul CH4 
   
3. Add explicite hydrogen dari menu Tools untuk membuat bentangan rumus struktur (ups) atom pusat (C) belum nampak?

Seleksi rumus struktur, klik menu Tools dan pilih Strucutre Properties maka akan muncul menu pop up dan pada tab Common beri centang  All Show Carbons. Maksudnya seperti pada gambar berikut

Jangan lupa seleksi (blok) rumus struktur CH4nya dulu.

4. Berikutnya adalah penting untuk melakukan Optimisasi strukture 3D. Caranya klik menu Tools kemudian klik 3D structure optimization, kalau ada tawaran (klik yes untuk menghilangkan atom H saat optimisasi 3D-nya.

5. Setelah itu Silahkan buka 3D Viewer Acd Lab dari Start menu.

6. Kembali beralihkan ke Chemsketch 2D untuk mengkopi 2D ke 3D.

Hasilnya langsung nampak seperti gambar berikut:

7. Selanjutnya kita merotasi untuk dapat menunjukkan berbagai properties bentuk molekul seperti panjang ikatan dan sudut yang dibentuk oleh 3 buah atom dengan Chemsketch ini.

Oh yah aplikasi Chemsketch ini gratis loh dan bisa diunduh di situs resminya ini.

from, netsains.com

Komunikasi demi Memicu Kreativitas

Life is like a game of cards. 
The hand you are dealt is determinism; 
the way you play it is free will.
-Jawaharlal Nehru

Sesederhana-sederhananya hidup di dunia kampus, tak kurang kompleks di bandingkan dengan kehidupan profesional dan kehidupan masyarakat luas. Entahlah, ini bisa dianggap sebagai berita buruk atau berita baik bagi para mahasiswa. Kehidupan itu kompleks, dan kadang-kadang menggoda pikiran untuk menganggap banyak fenomena di dalamnya sebagai sebuah kebetulan, ke-random­-an, bahkan keajaiban. Tiap manusia memiliki kehendak bebas (free will) untuk menentukan apa dan bagaimana ia menjalani hidup. Manusia membentuk masyarakat. Tiap masyarakat pun sebagaimana seorang manusia, juga memiliki kehendak bebas untuk menentukan bagaimana ia mengorganisasi diri, membentuk dan menentukan sistem nilai, norma, dan tradisi masyarakatnya. Masyarakat membentuk negara. Tiap negara juga, pada hakikatnya, memiliki kemerdekaan pula menentukan nasibnya sendiri. Negara, masyarakat, dan manusia, ketiganya tak lebih kompleks atau lebih sederhana satu sama lain!
Salah satu perangkat yang sering digunakan dalam memahami bagaimana satu manusia yang kompleks itu mengambil keputusan dan berperilaku adalah “teori permainan” (game theory). Bagaimana manusia bertindak-tanduk dilihat sebagai “permainan”. Dengan menganggap dinamika perilaku manusia sebagai bentuk permainan diharapkan dapat memberikan kesederhanaan perspektif, sehingga ilmu pengetahuan dapat memberikan kontribusi nyata, bagaimana kita menjalani hidup yang demikian kompleks tersebut.
Melalui Teori Permainan ini, telah begitu banyak fenomena sosial dapat diterangkan, dan lebih jauh lagi, ia memberikan insight yang baik dan komprehensif tentang bagaimana kita menyikapi kompleksitas dalam hidup bermasyarakat, mulai dari fenomena terkait persaingan antar negara, proses pemilihan  dan voting, konflik dan dilema sosial, pasar modal, hingga interaksi dinamis antara dua orang kekasih. Salah satu hal terpenting yang bisa dipelajari dari gagasan Teori Permainan yang matematis ini adalah hal terkait koordinasi dalam kehidupan sosial.
Bayangkan sepasang kekasih yang masing-masing memiliki kesukaan yang berbeda. Suatu malam mereka berdua di hadapkan pada sebuah pilihan yang sulit: si lelaki ingin menonton pertandingan sepak bola yang telah lama ia tunggu-tunggu, sementara si perempuan ingin ikut night sale yang penuh diskon di mall, yang juga telah lama ia tunggu-tunggu. Yang jelas, keduanya saling mengharapkan kekasihnya ikut dan hadir bersamanya di kala ia menikmati hal yang disenanginya tersebut. Pertandingan sepak bola menjadi makin seru bagi si lelaki, jika kekasihnya ada di sebelahnya menonton bersama. Si perempuan juga akan sangat senang sekali jika kekasihnya menyertainya di acara night sale tersebut [1].
Kita tentu bertanya, siapa yang sebaiknya mengalah? Sudah jelas, bahwa baik si perempuan maupun si lelaki menginginkan kekasihnya ada di sampingnya tatkala menikmati hal yang disenanginya. Matematikawan John Nash, yang meraih hadiah Nobel Ekonomi 1994 menunjukkan bahwa dalam tiap pilihan-pilihan dalam interaksi (konflik) sosial, senantiasa dapat dicari kondisi ekuilibrium: yaitu kondisi ketika tiap pihak telah memilih satu strategi/pilihan, dan tak ada pihak yang mendapat perolehan lebih baik melalui perubahan strategi/pilihannya saat pihak lain tak mengubah strategi/pilihannya [7]. Dalam kasus sepasang kekasih tadi, kita mengetahui bahwa ekuilibrium Nash-nya ada dua, yaitu:

• Keduanya menonton sepak bola bersama
• Keduanya pergi ke night sale bersama

karena jika tidak, keduanya akan menjadi sendiri, dan hubungan mereka bisa jadi terancam.
Sungguh repot membayangkannya, jika keduanya mendiamkan saja atau memendam apa yang mereka inginkan, atau jika keduanya malah menghindari percakapan tentang apakah mereka mau menonton sepakbola atau ke night sale pada malam yang dinanti itu. Oleh para matematikawan disebut sebagai kondisi “permainan koordinasi” (coordination game). Ada dua kunci utama dalam menyelesaikan hal ini, yaitu:
1. Fokus pada bagaimana agar hubungan keduanya tetap langgeng.
Hal ini mirip seperti dua orang yang sedang janjian untuk bertemu di kota Bandung, sangat mungkin mereka bertemu di tempat yang keduanya saling tahu karena keterkenalan tempatnya, misalnya: di Bandung Indah Plaza. Dalam kasus ini, kedua kekasih tadi bisa jadi saling menekan keinginan akan hobi masing-masing. Si lelaki tak menonton bola, si perempuan tak jadi ke night sale, dan keduanya “berdamai” saja dengan menonton bioskop saja berdua.
2. Komunikasi dan resiprokalitas.
Jika keduanya berkomunikasi, maka keduanya akan saling terbuka dan jujur akan dua kesenangan yang berbeda itu. Mereka membicarakan dan saling menimang-nimang mana yang mereka pilih, apakah si perempuan yang mengalah atau si lelaki yang mengalah. Dengan komunikasi, maka diharapkan ada satu pihak yang mungkin bisa mengalah. Misalnya, si perempuan mengalah dengan syarat si lelaki mau ke night saledi waktu yang lain, atau bisa pula sebaliknya.
Sungguh menarik mengetahui bahwa ternyata, “permainan” serupa ini pada dasarnya merupakan abstraksi yang juga terjadi di banyak kasus dalam banyak hal yang “lebih serius”, misalnya keputusan manajerial pemasaran untuk menawarkan sebuah produk baru di tengah kompetisi dengan perusahaan lain yang juga memiliki kesamaan produk, pola investasi, hingga hubungan antar negara. Tentu saja tingkat kerumitan pemetaan permasalahannya berbeda-beda, namun yang jelas, tipologi “permainannya” adalah “Permainan Koordinasi” ini.
Inti dari cerita ini adalah bahwa ada 2 hal yang terpenting yang mesti kita pegang dalam menghadapi koordinasi sosial yang ada: fokus dan komunikasi. Fokus pada apa yang kita kerjakan dan pelajari merupakan satu hal. Yang seringkali alpa dalam banyak keputusan individual adalah komunikasi. Keengganan mengkomunikasikan apa yang kita inginkan bisa berakibat buruk pada interaksi sosial. Di antara dua pihak yang saling berkompetisi di mana konflik keduanyamenentukan koordinasi sosial, komunikasi adalah satu hal yang utama.
Komunikasi dan resiprokalitas dalam interaksi sosial bahkan bisa membantu menajamkan fokus akan interaksi sosial yang kita hadapi. Dan di masa kini dan di masa depan, teknologi telah sangat membantu umat manusia untuk lebih intensif dalam berkomunikasi dalam interaksi sosialnya. Teknologi web 2.0 a la wikipedia, Facebook, Twitter, telah sangat membantu fokus yang dilakukan oleh Indonesian Archipelago Cultural Initiatives (IACI) dalam mengumpulkan data-data kebudayaan Indonesia yang luar biasa banyaknya, di tengah lanskap kepulauan yang luar biasa luas bentangannya [5]. Sulit untuk membayangkan di tengah derasnya budaya global yang ada saat ini, kita bisa membentuk sistem basis data budaya Indonesia yang sedemikian banyaknya.
Untuk apakah sebenarnya basis data Budaya Indonesia itu? Basis data yang lengkap akan budaya Indonesia akan menjadi sebuah media “komunikasi” antar pekerja kreatif di Indonesia. Dengan basis data batik, misalnya, yang ada saat ini, riset Fisika Batik [4] telah menghasilkan berbagai insight penting, mulai dari pemetaan batik [2] hingga konstruksi motif batik modern kontemporer yang tidak menghilangkan nuansa tradisional dan esensial dari geometri batik tersebut. Lebih jauh, bayangkan saja misalnya seorang pekerja songket di Jambi yang browsing ribuan data batik Jawa, maka berbagai ide kreatif dan inovatif untuk menghasilkan songket baru akan dapat dilakukan. Bukan hanya itu saja, dari basis data yang ada tersebut, maka berbagai pekerja kreatif dan inovatif non tekstil, dapat ter-inspirasi dengan berbagai keindahan motif yang tersimpan dalam batik se-nusantara.
Masa kini bangsa-bangsa memperebutkan sumber daya alam, namun di masa depan, bangsa-bangsa akan saling memperebutkan sumber daya kreativitas manusia. Hari ini, makin sering kita dengar berbagai “keributan” tentang Hak atas Kekayaan Intelektual (HaKI), yang menunjukkan bahwa kreativitas bahkan inovasi tradisional makin menunjukkan maknanya dalam kehidupan sosial ekonomi modern di masa yang akan datang [6].
Apa yang bisa kita pelajari melalui diskusi ini? Komunikasi merupakan unsur terpenting dalam segenap kehidupan modern manusia, dan makin menunjukkan arti pentingnya di masa yang akan datang dengan kehadiran berbagai teknologi mobile yang mendorong komunikasi. Di masa yang akan datang, tak ada kehidupan profesional yang akan  bisa diepaskan dari komunikasi. Karena terbukti, komunikasi bahkan bisa mendorong fokus kerja kita (satu unsur penting lain dalam “permainan” koordinasi sosial), bahkan lebih jauh memberikan peluang yang lebih jauh lagi bagi kreativitas dan inovasi kita. Masa depan adalah masanya kreativitas dan inovasi, dan teknologi komunikasi kita hari ini sedang mempersiapkan jalan untuk itu!
Kerja Yang Disebut:
[1] Luce, R.D. & Raiffa, H. (1957). Games and Decisions: An Introduction and Critical Survey. Wiley & Sons
[2] Khanafiah, D., & Situngkir, H. (2009). “Memetics of Ethno-Clustering Analysis”. Journal of Social Complexity 4(1): 18-25
[3] Schelling, T. (1978). Micromotives and Macrobehavior. Norton.
[4] Situngkir, H. & Dahlan, R. M. (2009). Fisika Batik: Jejak Sains Modern dalam Seni Tradisi Indonesia. Gramedia Pustaka Utama
[5] Situngkir, H. (2008). “Platform Komputasi untuk Preservasi Budaya Tradisional Secara Partisipatif”. BFI Working Paper Series WP-XII-2008. Bandung Fe Institute
[6] Situngkir, H. (2009). “Evolutionary Economics Celebrates Innovation and Creativity-Based Economy”. The Icfai University Journal of Knowledge Management 7(2):7-17
[7] Osborne, M. J. (2004). An Introduction to Game Theory. Oxford UP. pp. 23

Ada Apa dengan Nanoteknologi?

Ketika kita berpikir tentang struktur mesin dan alat, kita biasanya tidak menghubungkan dengan sebuah proses yang ternyata dilakukan oleh atom per atom.Lebih dari itu, komponen yang digunakan untuk perakitan produk dipotong dari blok material yang lebih besar dengan berbagai metode rekayasa canggih.Akan  tetapi, beberapa komponen, misalnya chip computer yang sekarang ukurannya sangat kecil, kita dapat membayangkan sebenarnya mereka disusun dari atom tunggal atau molekul.Ukurannya berkisar pada 1-100 nanometer.Menyulap komponen menjadi berukuran 1-100 nanometer dan merakitnya menjadi sebuah device disebut sebagai nanoteknologi.
Nanoteknologi diprediksikan akan menjadi sangat penting untuk pengembangan material baru dan device/perangkat untuk mendukung manusia.Kemajuan terbesarnya  saat ini dibidang elektronika dan kesehatan.Sebagai contoh, sekarang dimungkinkan untuk mengukur arus listrik yang mengalir hanya dengan melalui satu molekul. Pengetahuan yang diperoleh dari percobaan tersebut sangat penting untuk mendesain generasi computer cerdas dan perangkat elektronik lainnya. Nanoteknologi juga memungkinkan ahli biologi dan peneliti medis untuk melacak dan mengontrol sifat dan keberadaan molekul tunggal di dalam sel-sel hidup. Kemampuan ini akan membuka peluang diagnostik dan terapeutik baru, termasuk pencegahan awal dan pengobatan penyakit seperti kanker, penyakit jantung dan penyakit Alzheimer.
Mengapa harus belajar Nanoteknologi?
Sejumlah hal yang cukup manis untuk dijadikan sebagai alasannya, Check it out!

1. Kamu akan terpesona dengan masa depan Nanoteknologi,sebuah bidang pekerjaan baru yang sangat menarik
2. Menjadi seorang chemist dengan ketrampilam yang fresh, Nanoteknologi menjawabnya
3. Memperoleh kepuasan lebih dengan belajar Nanoteknologi

Kamu tertarik untuk menjadi seorang nanoteknologis dengan segudang inovasi?
Referensi : http://www.liv.ac.uk/chemistry/Undergrad/Nanotechnology.html
foto: nano-guides.blogspot.com

Mengenal Kromatografi dan HPLC

Kromatografi adalah salah satu teknik pemisahan dan pemurnian suatu senyawa berdasarkan perbedaan distribusinya terhadap fase gerak dan fase diam. Dengan metode kromatografi, hampir setiap campuran kimia mulai dari berat molekul rendah sampai tinggi, dapat dipisahkan menjadi komponen-komponennya (Gritter et al., 1991).
Macam kromatografi yang dapat digunakan untuk memisahkan campuran zat-zat kimia yang terkandung dalam tumbuhan antara lain kromatografi lapis tipis, kromatografi kolom, kromatografi kertas, kromatografi gas, kromatografi cair kinerja tinggi (Harborne, 1987).
Kromatografi merupakan suatu metode pemisahan suatu senyawa dari campurannya karena perbedaan keseimbangan distribusi senyawa diantara 2 fase yaitu fase diam dan fase gerak (koefisien distribusi). Migrasi suatu senyawa hanya terjadi apabila senyawa trsebut dalam fase gerak, sehingga kecepatan migrasi senyawa proporsional terhadap koefisien distribusinya. Senyawa dengan distribusi yang tinggi pada fase diam akan bergerak lebih lambat dalam kolom dan terpisah dari senyawa dengan distribusi rendah pada fase diam (Hamilton et al., 1982; Sastrohamidjojo, 2001).
Kromatografi adalah metode yang digunakan untuk memisahkan komponen dalam sampel, dimana komponen tersebut didistribusikan diantara dua fasa yaitu fasa diam dan fasa gerak/mobil. Fasa diam berupa padatan/cair yang dilapiskan pada padatan/gel. Pada pemisahan ini senyawa-senyawa yang akan dipisahkan ditempatkan dalam sistem yang bergerak mengalir melalui suatu sistem yang diam, dan selama pengaliran fasa mobil akan terjadi pelarutan, adsorpsi, dan penguapan. Pada prinsipnya semua cara pemisahan kromatografi mengalami proses yang sama yaitu adanya distribusi komponen-komponen dalam fasa diam dan fasa gerak dengan memanfaatkan perbedaan-perbedaan sifat-sifat fisik komponen yang hendak dipisahkan (Mulja, 1995). Perbedaaan sifat tersebut diantaranya :

1. Kelarutan yang berbeda terhadap suatu pelarut
2. Sifat untuk bertaut (adsorpsi) yang berbeda satu sama lain dengan suatu serbuk bahan padat
3. Sifat dapat menguap pada temperatur yang berbeda satu sama lain.

Berdasarkan asas terjadinya proses pemisahan maka kromatografi dibedakan menjadi 4  (Mulja, 1995), yaitu :

1. Kromatografi dengan asas adsorpsi.

Kromatografi jenis ini menggunakan fasa diam padat dan fasa gerak cair atau gas. Pemisahan komponen-komponennya akan sangat bergantung pada   perbedaan polaritas molekul-molekul yang akan dipisahkan.

1. Kromatografi dengan asas partisi.

Kromatografi jenis ini memakai fasa diam cair dan fasa gerak cair. Pemisahan komponen-komponen akan sangat tergantung pada perbedaan Kd (Koefisien distribusi) molekul-molekul yang dipisahkan.

1. Kromatografi dengan asas filtrasi.

Kromatografi jenis ini memakai fasa padat yang mempunyai sifat filtrasi terhadap komponen yang mempunyai massa molekul relatif (Mr) yang tinggi dan fasa padat tersebut dimiliki oleh gel atau sejenisnya sedangkan fasa geraknya adalah cairan. Kromatografi dengan dasar filtrasi ini sangat dipengaruhi oleh perbedaan bentuk (struktur dan ukuran molekul).

1. Kromatografi dengan asas suhu kritik.

Pada dasarnya merupakan pengembangan dari kromatografi gas, sebagai fasa mobil dipakai CO₂ dalam keadaan superkritik.
Secara teori, pemisahan kromatografi yang paling baik akan diperoleh jika fase diam mempunyai luas permukaan sebesar-besarnya sehingga terjadi keseimbangan yang baik antara fase gerak dan fase diam. Persyaratan kedua agar pemisahan baik adalah fase gerak bergerak dengan cepat sehingga difusi yang terjadi sekecil-kecilnya. Untuk memperoleh permukaan fase diam yang luas, maka penjerap atau fase diam harus berupa serbuk halus. Sedangkan untuk memaksa fase gerak bergerak cepat melalui fase diam yang berupa serbuk halus, harus digunakan tekanan tinggi. Persyaratan tersebut menghasilkan teknik high pressure liquid chromatography, yang selanjutnya lebih dikenal sebagai high performance liquid chromatography (HPLC) atau kromatografi cair kinerja tinggi (Gritter et al., 1991).
High Performance Liquid Chromatography (HPLC)
High Performance Liquid Chromatography (HPLC) merupakan metode pemisahan yang dikembangkan dari asas proses pemisahan adsorpsi dan partisi ke arah yang lebih luas yaitu proses pemisahan yang berdasarkan afinitas, filtrasi gel, dan ion yang berpasangan yang prosesnya tetap dilaksanakan di dalam kolom yang disertai pemakaian pelarut dengan tekanan tinggi (Mulja,1995).
HPLC adalah teknik yang berkembang dari kromatografi kolom yang memiliki beberapa keuntungan diantaranya ukuran fasa diamnya lebih kecil, kolom lebih pendek sehingga waktu elusi atau waktu retensi (t_R) lebih pendek dan analisisnya berlangsung cepat, pelarut dan kolom dapat dipakai berulang kali serta ketepatan dan ketelitiannya yang relatif tinggi. Apabila dibandingkan dengan  kromatografi gas maka HPLC tidak dipengaruhi oleh volatilitas dan stabilitas bahan (Lindsay, 1992).
Dasar pemisahan HPLC adalah perbedaan kecepatan migrasi dari komponen-komponen sampel yang terjadi karena adanya perbedaan kesetimbangan distribusi dalam fasa diam dan fasa gerak untuk senyawa-senyawa yang berbeda. HPLC sangat ideal untuk memisahkan molekul-molekul dari sampel organik dalam sampel biologis, bahan-bahan alam yang mudah mengalami perubahan, senyawa yang kurang stabil, dan senyawa dengan berat molekul tinggi (Mulja, 1995; Lindsay, 1992).
HPLC pada dasarnya adalah suatu bentuk kromatografi kolom yang menggunakan kolom yang terbuat dari bahan kemasan ukuran partikel kecil dan berbentuk teratur. Karena kehalusan kemasan, untuk mendapatkan laju aliran yang memadai, digunakan tekanan sampai 10.000 psi. Cara ini memungkinkan peneliti menganalisis komponen flavonoid dalam suatu campuran secara kuantitatif pada aras resolusi dan kepekaan yang tinggi (< 50 ng) (Markham, 1987).
Dalam HPLC, terdapat suatu detektor yang sangat peka untuk menganalisis larutan yang keluar dari kolom. Secara umum, alat yang digunakan untuk deteksi dalam kromatografi kolom berdasarkan pada perbedaan sifat fisika dan kimia dari analit dan pelarut. Pada sistem kromatografi cair, sifat fisik dari sampel dan fase gerak sering kali sama sehingga ada 2 tipe dasar detektor yang dikembangkan untuk penggunaan pada sistem kromatografi cair, yaitu: 1). Mengukur perbedaan sifat umum yang ada baik pada sampel maupun fase gerak, misalnya detektor perbedaan indeks bias, konduktivitas dan konstanta dielektrik; 2). Mengukur sifat yang spesifik pada sampel, dengan membersihkan fase gerak sebelum deteksi (flame ionization detector (FID) dan electron capture detector (ECD)) atau tanpa membersihkan fase gerak sebelum deteksi dilakukan (detektor UV, polarografi dan radioaktivitas). Karakteristik detektor yang ideal  untuk HPLC, antara lain: memiliki sensitivitas tinggi, memberikan respon terhadap semua solut (memiliki spesifisitas yang dapat diprediksi), memiliki respon linier terhadap seri konsentrasi solut, ruang kosong yang rendah, tidak destruktif, tidak sensitif terhadap perubahan temperatur dan kecepatan fase gerak, dan mudah digunakan (Hamilton et al., 1982; Swadesh, 2000).
Dalam penggunaan HPLC, ada 2 teknik yang sering dilakukan yaitu elusi secara isokratik dan gradien. Kromatografi isokratik cenderung lebih sensitif terhadap perubahan fase gerak, temperatur, kecepatan pompa dan komposisi sampel. Sedangkan kromatografi gradien biasanya kurang sensitif terhadap variasi kecil faktor-faktor diatas, tetapi sangat sensitif terhadap kolom, waktu ekuilibrasi dan preparasi gradien. Parameter teoritis dari kromatografi isokratik digambarkan dengan model lempeng (plate). Senyawa yang dianalisis akan terdistribusi antara fase diam dan fase gerak. Pada saat tertentu, suatu molekul akan ditransfer pada fase diam dalam kolom. Kemudian, molekul tersebut akan lepas dari kolom dan terbawa kembali oleh fase gerak sampai pada tempat dimana molekul tersebut terikat lagi pada fase diam. Proses ini terjadi secara kontinyu. Lokasi dimana analit ditransfer ke fase diam secara teoritis disebut lempeng (plate) dan jarak antara lempeng satu dengan yang lain disebut tinggi lempeng (plate height). Parameter yang digunakan untuk menentukan kemampuan pemisahan dalam penggunaan HPLC adalah faktor kapasitas, waktu retensi, lebar pada tinggi setengah puncak, jumlah lempeng teoritis, resolusi dan  faktor selektivitas (Swadesh, 2000).

from netsains.com

Katabolisme (Respirasi)

Katabolisme adalah reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dengan bantuan enzim. Penguraian suatu senyawa dapat menghasilkan energi. Energi kimia yang terdapat dalam senyawa tidak dapat digunakan secara langsung oleh sel. Energi akan diubah terlebih dahulu menjadi adenosin trifosfat (ATP) yang dapat digunakan oleh sel sebagai sumber energi terpakai. Energi itu digunakan untuk melangsungkan reaksi-reaksi kimia, pertumbuhan, transportasi, reproduksi, dan merespons rangsangan.
Contoh katabolisme adalah proses pernafasan sel atau respirasi. Respirasi adalah proses penguraian bahan makanan yang menghasilkan energi. Respirasi dilakukan oleh semua sel penyusun makhluk hidup, baik sel-sel tumbuhan, bakteri, protista, cendawan, maupun sel hewan dan manusia. Respirasi dilakukan baik siang maupun malam. Ditinjau dari bentuknya respirasi terbagi dua macam, yaitu respirasi eksternal (luar) dan internal (dalam). Respirasi eksternal meliputi proses pengambilan oksigen dan pengeluaran karbondioksida dan uap air antara makhluk hidup dengan lingkungannya, misalnya pada tumbuhan, hewan, dan manusia. Respirasi internal disebut juga pernafasan seluler karena pernafasan ini terjadi di dalam sel, yaitu di dalam sitoplasma dan mitokondria.
Berdasarkan kebutuhan akan oksigen, respirasi internal dibagi menjadi respirasi aerobik (memerlukan oksigen) dan respirasi anaerobik (tidak membutuhkan  oksigen). makhluk hidup, baik sel-sel tumbuhan, bakteri, protista, cendawan, maupun sel hewan dan manusia. Respirasi dilakukan baik siang maupun malam. Ditinjau dari bentuknya respirasi terbagi dua macam, yaitu respirasi eksternal (luar) dan internal (dalam). Respirasi eksternal meliputi proses pengambilan oksigen dan pengeluaran karbondioksida dan uap air antara makhluk hidup dengan lingkungannya, misalnya pada tumbuhan, hewan, dan manusia. Respirasi internal disebut juga pernafasan seluler karena pernafasan ini terjadi di dalam sel, yaitu di dalam sitoplasma dan mitokondria.
Berdasarkan kebutuhan akan oksigen, respirasi internal dibagi menjadi respirasi aerobik (memerlukan oksigen) dan respirasi anaerobik (tidak membutuhkan oksigen).

3.1.1. Respirasi Aerob
Respirasi aerob merupakan serangkaian reaksi enzimatis yang mengubah glukosa secara sempurna menjadi CO2, H2O, dan menghasilkan energi sebesar 38 ATP. Pada pernapasan ini, pembebasan energi menggunakan oksigen bebas dari udara. Pada tumbuhan, oksigen yang dibutuhkan diperoleh dari udara melalui mulut daun dan lentisel. Zat organik terutama karbohidrat dipecahkan. Dalam respirasi aerob, glukosa dioksidasi oleh oksigen, dan reaksi kimianya dapat digambarkan sebagai berikut:

mthri
C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 —-> 6 CO2 + 12 H2O + 675 kal
klorofil

Dalam kenyataan, reaksi yang terjadi tidak sesederhana itu. Banyak tahapan reaksi yang terjadi dari awal hingga terbentuknya energi. Reaksi-reaksi itu dapat dibedakan menjadi tiga tahapan, yaitu: glikolisis, siklus Krebs, dan transpor elektron (lihat Gambar3.1)

Gambar 3.1. Respirasi aerob (Campbell, 2006).
3.1.1.1. Glikolisis
Glikolisis adalah serangkaian reaksi enzimatis yang memecah glukosa (terdiri dari 6 atom C) menjadi asam piruvat (terdiri dari 3 atom C). Reaksi ini melepaskan energi untuk menghasilkan ATP dan NADH2. Glikolisis terjadi di sitoplasma dan tidak memerlukan oksigen. Reaksinya adalah sebagai berikut:
C6H12O6 —-> 2 asam piruvat + 2 ATP + 2 NADH + 2H+
Asam piruvat yang dihasilkan akan memasuki mitokondria untuk melakukan siklus Krebs. Namun sebelum memasuki siklus Krebs, asam piruvat (3C) ini diubah terlebih dahulu menjadi asetil koA (2C) di dalam matriks mitokondria melalui proses dekarboksilasi oksidatif. Senyawa selain glukosa, misalnya fruktosa, manosa, galaktosa, dan lemak dapat pula mengalami metabolisme melalui jalur glikolisis dengan bantuan enzim-enzim tertentu.
3.1.1.2. Siklus Krebs
Siklus Krebs merupakan serangkaian reaksi metabolisme yang mengubah asetil koA yang direaksikan dengan asam oksaloasetat (4C) menjadi asam sitrat (6C). Selanjutnya asam oksaloasetat memasuki daur menjadi berbagai macam zat yang akhirnya akan membentuk oksaloasetat lagi.
Pada siklus Krebs dihasilkan energi dalam bentuk ATP dan molekul pembawa hidrogen, yaitu : NADH dan FADH2. Hidrogen yang terdapat dalam NADH dan FADH2 tersebut akan dibawa ke sistem transpor elektron. Seluruh tahapan reaksi dalam siklus Krebs terjadi di dalam mitokondria. Dalam siklus ini, asetil koA dioksidasi secara sempurna menjadi CO2
3.1.1.3. Transpor Elektron
Transpor elektron adalah serangkaian reaksi pemindahan elektron melalui proses reaksi redoks (reduksi-oksidasi). Hidrogen yang terdapat pada molekul NADH serta FADH2 ditranspor dalam serangkaian reaksi redoks yang melibatkan enzim, sitokrom, quinon, pirodoksin, dan flavoprotein. Pada akhir transport elektron, oksigen akan mengoksidasi elektron dan ion H menghasilkan air (H20). Transport elektron terjadi pada membran dalam mitokondria.
3.1.2. Respirasi anaerob
Pernahkah kalian membuat atau melihat cara membuat tape ? Tape dibuat dari singkong yang dikukus lalu ditaburi dengan ragi. Jika setelah diberi ragi singkong tersebut dibiarkan dalam udara terbuka maka kalian tidak mendapatkan tape yang diinginkan, mengapa demikian ?Pembuatan tape merupakan salah satu contoh proses fermentasi yang menghasilkan alkohol. Fermentasi alkohol merupakan proses respirasi anaerob, yang tidak memerlukan oksigen. Oleh karena itu jika membuat tape, singkong yang telah ditaburi dengan ragi tersebut disimpan dalam ruang tertutup yang tidak atau sedikit mengandung udara. Misalnya setelah singkong beragi tersebut ditaruh dalam panci, kemudian panci tersebut dibungkus rapat dengan kain agar kondisinya menjadi anaerob.
Respirasi anaerob merupakan serangkaian reaksi enzimatis yang memecah glukosa secara tidak sempurna karena kekurangan oksigen. Pada manusia, respirasi anaerob menghasilkan asam laktat sehingga menyebabkan rasa lelah, sedangkan pada tumbuhan, ragi, reaksi ini menghasilkan CO2 dan alkohol. Respirasi anaerob hanya menghasilkan sedikit energi, yaitu 2 ATP.
Respirasi anaerob, disebut fermentasi atau peragian. Pada umumnya respirasi ini terjadi pada tumbuhan, fungi dan bakteri. Proses fermentasi sering disebut sesuai dengan hasil akhir yang terbentuk. Misalnya: fermentasi alkohol bila hasil akhir fermentasiberupa alkohol. Menurut hasil samping yang terbentuk, maka fermentasi dibedakan atas:
a. fermentasi alkohol pada ragi (khamir) dan bakteri anaerobik.
b. fermentasi asam laktat pada umumnya di sel otot.
c. fermentasi asam sitrat pada bakteri heterotrof.
Bahan baku respirasi anaerobik pada peragian adalah glukosa, disamping itu juga terdapat fruktosa, galaktosa, dan manosa. Hasil akhirnya adalah alkohol, karbon dioksida, dan energi. Alkohol bersifat racun bagi sel-sel ragi. Sel-sel ragi hanya tahan terhadap alkohol pada kadar 9-18%. Lebih tinggi dari kadar tersebut, proses alkoholisasi (pembuatan alkohol) terhenti. Hal tersebut merupakan suatu kendala pada industri pembuatan alkohol.
Oleh karena glukosa tidak terurai lengkap menjadi air dan karbon dioksida, maka energi yang dihasilkan lebih kecil dibandingk an respirasi aerobik. Pada respirasi aerobik dihasilkan 675kal, sedangkan pada respirasi anaerobik hanya dihasilkan 21 kal. seperti reaksi dibawah ini:
C6H12O6 —–> 2 C2H5OH + 2 CO2 + 21 kal
Dari persamaan reaksi tersebut terlihat bahwa oksigen tidak diperlukan. Bahkan, bakteri anaerobik seperti Clostridium tetani (penyebab tetanus) tidak dapat hidup jika berhubungan dengan udara bebas. Infeksi tetanus dapat terjadi jika luka dalam atau tertutup sehingga memberi kemungkinan bakteri Clostridium tersebut tumbuh subur karena dalam lingkungan anaerob.

from chem-is-try.org