Cara Murah Mengkonversi Gas Menjadi Bahan Bakar

Oleh Masdin Mursaha

Beberapa peneliti di Jepang telah berhasil membuat sebuah sel bahan bakar yang bisa merubah metana (komponen utama gas alam) menjadi metanol (bahan bakar yang lebih bermanfaat) pada temperatur sedang.

Meskipun telah lama digunakan sebagai bahan bakar pada kenderaan bermotor, namun penggunaan metanol secara lebih luas terhambat oleh mahalnya biaya untuk memproduksinya dari metana - walaupun metana yang relatif murah banyak tersedia dari gas alam dan sebagai produk limbah dari tempat-tempat pembuangan sampah dan kawasan ternak. Perbedaan metanol dengan metana sangat kecil, yakni ada kelebihan satu atom oksigen pada metanol, tetapi untuk mendapatkan atom oksigen ini tanpa menghasilkan karbon dioksida cukup sulit dan biasanya memerlukan temperatur dan tekanan yang tinggi.

Tim penelitian Takashi Hibino di Universitas Nagoya, Jepang, telah berhasil menemukan sebuah metode baru untuk mengubah metana menjadi metanol, yang bisa dilangsungkan pada temperatur sedang (80C) dan tekanan udara. Mereka menggunakan sebuah material baru, timah posfat yang didoping dengan sedikit indium, sebagai material penghantar (elektrolit) pada sebuah sel bahan bakar hidogen/udara.

Sel bahan bakar tersebut normalnya mengubah hidrogen dan oksigen menjadi listrik dan air tetapi radikal-radikal oksigen juga terbentuk dalam proses tersebut.

Tim peneliti ini menemukan bahwa dengan menambahkan metana ke dalam bahan bakar hidrogen, mereka dapat menggunakan radikal-radikal oksigen teraktivasi tersebut untuk mengoksidasi metana menjadi metanol pada temperatur yang jauh lebih rendah dibanding temperatur yang digunakan pada proses konvensional. Meksipun alat ini menggunakan hidrogen dan metana, energi dari reaksi hidrogen bisa dikumpulkan sebagai energi listrik, seperti pada sel bahan bakar biasa.

'Sel bahan bakar kami ini secara simultan menghasilkan listrik dan juga metanol,' ungkap Hibino kepada Chemistry World. 'Akan tetapi, aktivitas reaksi untuk metana masih lambat, sehingga metana yang tidak bereaksi harus disirkulasi beberapa kali pada pengaplikasian sebenarnya.'

Meski begitu, Hibino optimis tentang potensi untuk mengembangkan proses ini menjadi skala industri. 'Yang menjadi target kami adalah sel bahan bakar ini digunakan sebagai sebuah reaktor untuk produksi metanol pada pabrik-pabrik kimia konvensional.'

Yongchun Tang, direktur Power Environmental Energy Research Center di Institut Teknologi California, Pasadena, A.S., sebelumnya telah melakukan beberapa upaya untuk merubah metana menjadi metanol. 'Saya yakin penemuan ini sangat menarik untuk efisiensi energi pemanfaatan gas alam,' ungkapnya ke Chemistry World. 'Metanol dengan biaya rendah merupakan bahan-baku yang sangat fleksibel yang bisa digunakan untuk produksi bensin dan solar atau digunakan secara langsung sebagai bahan bakar. Disamping itu, kelebihan teknologi ini adalah dapat dijadikan metode alternatif untuk penanganan remote gas atau gas terkait dalam jumlah kecil. Teknologi yang diusulkan ini bisa menghentikan pembakaran gas alami yang tidak bisa diolah lagi dan mengurangi emisi dari produksi minyak.

Disadur dari:http://www.rsc.org/chemistryworld/

Zeolit sebagai Mineral Serba Guna

Sinly Evan Putra
Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

Zeolit (Zeinlithos) atau berarti juga batuan mendidih, di dalam riset-riset kimiawan telah lama menjadi pusat perhatian. Setiap tahunnya, berbagai jurnal penelitian di seluruh dunia, selalu memuat pemanfaatan zeolit untuk berbagai aplikasi, terutama yang diarahkan pada aspek peningkatan efektivitas dan efisiensi proses industri dan pencemaran lingkungan.

Zeolit umumnya didefinisikan sebagai kristal alumina silika yang berstruktur tiga dimensi, yang terbentuk dari tetrahedral alumina dan silika dengan rongga-rongga di dalam yang berisi ion-ion logam, biasanya alkali atau alkali tanah dan molekul air yang dapat bergerak bebas. Secara empiris, rumus molekul zeolit adalah M_x/n.(AlO₂)_x.(SiO₂)_y.xH₂O. Struktur zeolit sejauh ini diketahui bermacam-macam, tetapi secara garis besar strukturnya terbentuk dari unit bangun primer, berupa tetrahedral yang kemudian menjadi unit bangun sekunder polihedral dan membentuk polihendra dan akhirnya unit struktur zeolit.

Berikut adalah beberapa contoh jenis mineral zeolit beserta rumus kimianya :

Nama Mineral	Rumus Kimia Unit Sel
Analsim	Na16(Al16Si32O96). 16H2O
Kabasit	(Na2,Ca)6 (Al12Si24O72). 40H2O
Klipnoptolotit	(Na4K4)(Al8Si40O96). 24H2O
Erionit	(Na,Ca5K) (Al9Si27O72). 27H2O
Ferrierit	(Na2Mg2)(Al6Si30O72). 18H2O
Heulandit	Ca4(Al8Si28O72). 24H2O
Laumonit	Ca(Al8Si16O48). 16H2O
Mordenit	Na8(Al8Si40O96). 24H2O
Filipsit	(Na,K)10(Al10Si22O64). 20H2O
Natrolit	Na4(Al4Si6O20). 4H2O
Wairakit	Ca(Al2Si4O12). 12H2O

Di Indonesia, jumlah zeolit sangat melimpah dan tersebar di berbagai daerah baik di pulau Jawa, Sumatera, dan Sulawesi. Pemanfaatan zeolit Indonesia untuk penggunaan secara langsung belum dapat dilakukan, karena zeolit Indonesia banyak mengandung campuran (impurities) sehingga perlu dilakukan pengolahan terlebih dahulu untuk menghilangkan atau memisahkannya dari kotoran-kotoran.

Sifat Unik Zeolit

Karena sifat fisika dan kimia dari zeolit yang unik, sehingga dalam dasawarsa ini, zeolit oleh para peneliti dijadikan sebagai mineral serba guna. Sifat-sifat unik tersebut meliputi dehidrasi, adsorben dan penyaring molekul, katalisator dan penukar ion.

Zeolit mempunyai sifat dehidrasi (melepaskan molekul H₂0) apabila dipanaskan. Pada umumnya struktur kerangka zeolit akan menyusut. Tetapi kerangka dasarnya tidak mengalami perubahan secara nyata. Disini molekul H₂O seolah-olah mempunyai posisi yang spesifik dan dapat dikeluarkan secara reversibel. Sifat zeolit sebagai adsorben dan penyaring molekul, dimungkinkan karena struktur zeolit yang berongga, sehingga zeolit mampu menyerap sejumlah besar molekul yang berukuran lebih kecil atau sesuai dengan ukuran rongganya. Selain itu kristal zeolit yang telah terdehidrasi merupakan adsorben yang selektif dan mempunyai efektivitas adsorpsi yang tinggi.

Kemampuan zeolit sebagai katalis berkaitan dengan tersedianya pusat-pusat aktif dalam saluran antar zeolit. Pusat-pusat aktif tersebut terbentuk karena adanya gugus fungsi asam tipe Bronsted maupun Lewis. Perbandingan kedua jenis asam ini tergantung pada proses aktivasi zeolit dan kondisi reaksi. Pusat-pusat aktif yang bersifat asam ini selanjutnya dapat mengikat molekul-molekul basa secara kimiawi. Sedangkan sifat zeolit sebagai penukar ion karena adanya kation logam alkali dan alkali tanah. Kation tersebut dapat bergerak bebas didalam rongga dan dapat dipertukarkan dengan kation logam lain dengan jumlah yang sama. Akibat struktur zeolit berongga, anion atau molekul berukuran lebih kecil atau sama dengan rongga dapat masuk dan terjebak.

Aplikasi Zeolit

Seperti telah disinggung diatas, bahwasanya dalam dasawarsa ini, zeolt telah dimanfaatkan secara luas oleh masyarakat. Berikut adalah beberapa contoh aplikasinya :

Bidang/Sektor	Aplikasi
Pertanian	Penetral keasaman tanah, meningkatkan aerasi tanah, sumber mineral pendukung pada pupuk dan tanah, serta sebagai pengontrol yang efektif dalam pembebasan ion amonium, nitrogen, dan kalium pupuk.
Peternakan	Meningkatkan nilai efisiensi nitrogen, dapat mereduksi penyakit lembuhg pada hewan ruminensia, pengontrol kelembaban kotoran hewan dan kandungan amonia kotoran hewan.
Perikanan	Membersihkan air kolam ikan yang mempunyai sistem resikurlasi air, dapat mengurangi kadar nirogen pada kolam ikan.
Energi	Sebagai katalis pada proses pemecahan hidrokarbon minyak bumi, sebagai panel-panel pada pengembangan energi matahari, dan penyerap gas freon.
Industri	Pengisi (filler) pada industri kertas, semen, beton, kayu lapis, besi baja, dan besi tuang, adsorben dalam industri tekstil dan minyak sawit, bahan baku pembuatan keramik.

Daftar Pustaka

• Bambang Setiaji. 2000. Pemanfaatan Zeolit untuk Adsorpsi Benzopiren sebagai Senyawa Racun dalam Asap Cair. Majalah Iptek Vo. 11, No. 4, November 2000.
• Muhammad Rif誕n. 2005. Zeolit, Kristal Ajaib dari Gunung Berapi. Majalah ACID Edisi III/Tahun V/Mei 2005. Bandar Lampung
• Najib I. 1994. Pengaruh Pengaktifan Zeolit Lampung dengan Asam Sulfat sebagai Adsorben Ion Amonium. Skripsi Kimia Univ. Lampung. Bandar Lampung
• Prayitno, KB. 1989. Zeolit sebgai Alternatif Industri Komoditi Mineral Indonesia. BPPT No. XXXV.
• Rudy Situmeang. 2006. Kimia Katalis. Diktat Kuliah. Bandar Lampung
• Sujarwadi. 1997. Sekilas tentang Zeolit. Pusat Pengembangan Teknologi Mineral. Bandung
• Susanto dan Suharso. 1999. Pemisahan Ion-ion Besi dalam Air dengan Zeolit Alam yang Diaktifasi. Jurnal Univ. Lampung. Bandar Lampung
• Supriyantomo. 1996. Penggunaan Zeolit Lampung yang Diimpregnasi dengan Katalis untuk Reaksi Oksidasi Asam Maleat. Skripsi Kimia Univ. Lampung. Bandar Lampung

Rekayasa Plastik dari Kulit Buah Jeruk

Teguh Priyambodo
Wasekjend IKAHIMKI periode 2006-2008

Jangan buang kulit jeruk itu! Mungkin itulah sepenggal kata yang diucapkan oleh kedua orang tua kita setelah kita mengupas kulit jeruk bali. Hal ini karena saat itu mainan anak-anak banyak yang terbuat dari limbah rumah tangga seperti kulit jeruk. Kita masih ingat dengan kulit jeruk kita dapat membuat mobil-mobilan untuk mainan anak saat kita kecil dulu. Namun dalam dua dasawarsa terakhir mainan anak-anak telah lebih modern bahkan menggunakan teknologi canggih. Kemajuan teknologi telah merubah semua itu, sebagian besar mainan anak sat ini dibuat dari plastik karena memiliki daya tahan yang baik sehingga awet serta relatif aman untuk anak. Akan tetapi, percayakah anda bahwa mainan anak yang canggih dan terbuat dari plastik tersebut suatu saat dapat dibuat dari kulit jeruk.

Jika anda tidak percaya, tanyakan saja pada Geoffrey Coates, seorang profesor bidang kimia dan kimia biologi di Cornell University, New York, Amerika Serikat. Bersama kedua rekannya di grup riset Cornell University, Chris Byrne dan Scott Allen, ia berhasil mengubah kulit jeruk menjadi plastik. Bagaimana caranya?

Mereka menjelaskan bagaimana cara membuat polimer menggunakan limonen oksida sebagai molekul pendukung baru dan karbondioksida menggunakan katalis dalam penelitian di laboratorium. Limonin oksida adalah sejenis karbon dalam bentuk senyawa kimia yang terdapat pada 300 jenis tanaman. Pada buah jeruk, lebih dari 95 persen minyak yang mengandung senyawa tersebut terdapat pada kulit buah jeruk.

Dalam skala industri minyak kulit jeruk ini diekstraksi untuk berbagai macam kegunaan, salah satunya pembersih rumah tangga yang memiliki bau pohon jeruk. Minyak ini kemudian dapat dioksidasi sehingga menghasilkan limonin oksida. Senyawa ini tergolong reaktif dan oleh Coates dan rekannya digunakan sebagai senyawa building block(komponen utama plastik).

Building block lain yang mereka gunakan adalah karbondioksida, yang dikenal sebagai gas atmosfer yang terus meningkat terutama abad ini. Gas ini sebagian besar dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil(minyak bumi, gas alam, maupun batubara). Gas ini pada akhirnya akan mengancam keberlangsungan lingkungan karena termasuk gas rumah kaca yang pada akhirnya akan mengakibatkan pemanasan global di bumi.

Dengan menggunakan katalis untuk menggabungkan limonen oksida dan karbondioksida, grup riset Coates berhasil memproduksi polimer baru yang dikenal sebagai polilimonin karbonat. Polimer ini ternyata memiliki banyak karakteristik yang sama seperti polistiren. Polistiren bahan plastik yang dibuat dari minyak bumi dan banyak digunakan dalam produk plastik yang bisa dibuang.

Polimer merupakan unit yang berulang pada senyawa kimia, logika sederhananya adalah seperti helaian kertas pada mainan anak. Walaupun nanti suatu saat polimer sebagai plastik pada mainan anak tersebut akan menggunakan komponen pengganti dari limonin oksida ujur Coates. Baik limonen oksida maupun karbondioksida keduanya tidak dapat membentuk dengan polimer dengan sendirinya, akan tetapi harus dicampur sehingga menjadi produk yang diharapkan.

Berdasarkan observasi Coates, kebanyakan plastik yang digunakan saat ini adalah poliester dalam pakaian serta untuk keperluan kemasan makanan dan elektronik. Bahan dasar ini berasal dari minyak bumi sebagai building blok-nya. Dia mengatakan jika kita dapat menggunakan minyak bumi dan menggantinya dengan bahan yang melimpah serta terbaharukan, hal itu merupakan suatu hal yang perlu untuk di investigasi. Hal yang menarik dari sini adalah berkaitan dengan pekerjaan yang sepenuhnya menggunakan bahan baku terbaharukan walaupun pada akhirnya dapat membuat plastik dengan kualitas yang menarik.

Grup riset Coates sangat tertarik dengan penggunaan karbondioksida sebagai building block pada polimer. Sebenarnya gas yang merupakan produk limbah di udara bebas ini dapat disolasi untuk pembuatan plastk, seperti polilimonin karbonat. Laboratorium Coates terdiri atas 18 orang kimiawan dan sebagian besar darinya menggunakan material yang dapat didaur ulang dan biodegradabel (dapat terurai oleh bakteri tanah) serta murah dan melimpah sebagai building block yang ramah lingkungan. Riset Coates ini didukung oleh Packard Foundation fellowship program, the National Science Foundation, the Cornell Center for Materials Research and the Cornell University Center for Biotechnology.

Sumber: http://www.chem.cornell.edu/gc39

Tempe bisa menawarkan racun?

Oleh Iman Salman
Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA UPI

Protein yang kita kenal sampai saat ini

Persepsi kita terhadap sesuatu hal memang berbeda karena persepsi terbentuk atas informasi dari luar yang kemudian berkombinasi dengan karakter dan ilmu yang telah ada di dalam diri kita. Begitu pula halnya dengan persepsi kita terhadap sebuah kata "protein", sebuah kata sederhana yang tersusun dari tujuh buah huruf: p, r, o ,t, e, i, dan n. Kata yang sederhana namun ternyata penuh makna terutama ketika kata protein itu dibawa kedalam ruang sistem kajian ilmu kimia atau biokimia.

Beragam pengenalan masyarakat terhadap protein. Sebagian masyarakat kita ada yang telah mengenal kata itu, ada yang telah mendengar saja, atau ada juga yang mungkin belum mendengar sama sekali. Ada yang mengetahui bahwa protein adalah zat pembangun meski tidak tau apa maksud zat pembangun itu, ada yang mengetahui bahwa protein adalah salah satu zat makanan yang harus ada pada tiap menu makanan, ada yang mengetahui bahwa kekurangan protein dapat menyebabkan busung lapar, ada yang mengetahui bahwa protein adalah salah satu zat gizi dalam makanan yang sangat diperlukan tubuh, dan pengetahuan-pengetahuan lainnya. Ini semua benar.

Kita memperoleh protein dari makanan yang berasal dari hewan atau tumbuhan. Protein yang berasal dari hewan disebut protein hewani, sedangkan protein yang berasal dari tumbuhan disebut protein nabati. Beberapa makanan sumber protein ialah daging, telur, susu, ikan, beras, kacang, kedelai, gandum, jagung, dan beberapa buah-buahan.

Protein dalam praktikum kimia dan ilmu (bio)kimia

Pengarahan Praktikum kimia

Ketika saya memasuki kuliah di jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA UPI, disanalah mulai terjadi persepsi tambahan yang baru tentang protein. Ketika para mahasiswa-baru masuk laboratotium kimia dan mendapatkan pengarahan dari instruktur laboratorium, yang salah satunya adalah sebuah anjuran agar meminum susu murni setelah melaksanakan praktikum. Sebuah anjuran yang menyenangkan untuk dilakukan karena susu adalah sebuah bagian dari menu makanan yang merupakan 廃enyempurna・makanan dalam teori lama mengenai konsep makanan: empat sehat lima sempurna

Kemudian setelah dibaca ternyata anjuran meminum susu ini memang terdapat secara formal pada buku panduan praktikum, dan pada buku panduan tersebut terdapat tambahan yakni 敗usu murni atau putih telur・/p>

葱uliah Ilmu (bio)kimia・/I>

Mengapa meminum susu murni atau putih telur? Ternyata yang menjadi alasannya adalah karena adanya protein yang terdapat dalam susu murni atau putih telur tesebut. Apa hubungannya protein dengan praktikum?

Karena aktivitas praktikum akan memberikan peluang masuknya beberapa 配at kimia・kedalam tubuh, yang mana bisa jadi diantara zat kimia tersebut adalah zat beracun seperti uap asam klorida (HCl), uap kloroform (CHCl₃), uap logam berat, dll.

Untuk dapat menjelaskan mengapa protein dapat menjadi penawar racun, berikut saya pindahkan saja sebuah potongan kalimat yang terdapat dalam buku 泥asar-dasar Biokimia・Bab Protein, karya Prof. Dr. Anna Poedjiadi ke hadapan para pembaca. ・Ion-ion positif yang dapat mengendapkan protein antara lain ialah Ag⁺, Ca²⁺, Zn²⁺, Hg²⁺, Fe²⁺, Cu²⁺ dan Pb²⁺. ....... Berdasarkan sifat tersebut putih telur atau susu dapat digunakan sebagai antidotum atau penawar racun apabila orang keracunan logam berat.・Mudah-mudahan pemindahan teks ini merupakan sebuah pemindahan yang berharga, dalam rangka memindahkan ilmu dari kampus ke meja para pembaca.

Apa manfaatnya untuk kita

Sengaja tidak dibahas kajian teoritis bagaimana proses kerjanya sehingga protein dalam susu murni atau putih telur dapat menjadi penawar racun, karena pembahasannya membutuhkan pemahaman ilmu kimia mengenai konsep titik isolistrik dan reaksi pengendapan serta ilmu biologi mengenai proses metabolisme dalam tubuh yang barangkali hanya akan membuat kita kebingungan. Yang terpenting dari tulisan ini adalah agar dapat menjadikan aktivitas konkrit yang bisa kita lakukan atas ilmu ini dalam aktivitas keseharian kita.

Wujudkan dalam aktivitas keseharian.

泥ari laboratorium menuju meja aktivitas keseharian・

Selain di laboratorium, dalam aktivitas keseharian pun kita tidak lepas dari kemungkinan masuknya zat beracun kedalam tubuh. Beberapa diantaranya adalah gas kendaraan bermotor. Pada umumnya dapat dipastikan bahwa akibat aktivitas kendaraan bermotor, udara di sekeliling kita setidaknya akan mengandung gas NOx dan partikulat Timbal (Pb). Selain dari kendaraan bermotor, dalam makanan keseharian kita pun kemungkinan adanya zat-zat kimia beracun yang masuk kedalam tubuh sangat dimungkinkan.

Berkaitan dengan hal ini, maka kita pun perlu membentengi diri dengan protein salah salah satunya. Prof.Dr.Anna Poedjiadi dalam buku yang disebutkan di atas menyuguhkan sebuah tabel daftar komposisi Bahan makanan sumber protein sebagai berikut.

Nama bahan makanan	Kadar protein (%)
Daging ayam	18.2
Daging sapi	18.8
Telur ayam	12.8
Susu sapi segar	3.2
Keju	22.8
Bandeng	20.0
Udang segar	21.0
Beras tumbuk merah	7.9
Beras giling	6.8
Kacang hijau	22.2
Kedelai basah	30.2
Tepung terigu	8.9
Jagung kuning (butir)	7.9
Pisang ambon	1.2
Durian	2.5

Susu murni atau putih telur bisa kita ganti dengan tempe misalnya, atau tahu juga bisa kita gunakan dalam rangka menangkal racun yang barangkali telah masuk kedalam tubuh kita. Ingat, tempe dan tahu terbuat dari kacang kedelai yang tentu akan mengandung protein juga seperti halnya zat asalnya. Mari kita hidup sederhana. Obat tidak perlu mahal, bahkan obat tidak perlu bernama obat. Makanan keseharian kita pun sebenarnya dapat berfungsi sebagai obat penangkal racun. Bagi para ibu yang suka memasak, bumbu masakan seperti kunyit, kencur, daun sirih, daun salam, dan rempah-rempah lainnya pada umumnya juga memiliki daya penangkal racun yang akan bermanfaat untuk tubuh. Begitu juga dengan sayuran dan buah-buahan memiliki daya penangkal terhadap racun. Kemudian sebisa mungkin hindari bumbu-bumbu masakan yang merupakan bumbu sintesis. Kalau bumbu masakan dengan rempah-rempah justru lebih nikmat serta memiliki kemampuan menangkal racun, mengapa kita tidak memilih rempah-rempah saja, capek sedikit untuk sekedar mengulek nampaknya lebih baik kalau kita ingin hidup lebih sehat.

Nampaknya layak juga wacana teoritis ilmiah ini menjadi sumbangan ilmu bagi proses belajar-mengajar di sekolah mulai dari SD hingga SMA, bahkan hingga mahasiswa sekali pun karena sebenarnya wacana bahwa protein dapat berfungsi sebagai penangkal racun ini tidak banyak diketahui meskipun oleh seorang mahasiswa kimia. Sepanjang yang saya ketahui. Dan apa yang dituliskan ini juga adalah sekedar estimasi atas teori yang ada, kalau ternyata apa yang dituliskan ini adalah wacana yang keliru maka itulah tugas pakar ilmu untuk membenarkannya. Karena memang tiap ilmu itu ada "barisan pemegang kuncinya".

Spektrofotometri Infra Merah

Oleh EG Giwangkara S.

Spektrofotometri Infra Red atau Infra Merah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0,75 ・1.000 ｵm atau pada Bilangan Gelombang 13.000 ・10 cm^-1. Radiasi elektromagnetik dikemukakan pertama kali oleh James Clark Maxwell, yang menyatakan bahwa cahaya secara fisis merupakan gelombang elektromagnetik, artinya mempunyai vektor listrik dan vektor magnetik yang keduanya saling tegak lurus dengan arah rambatan.

Gambaran berkas radiasi elektromagnetik diperlihatkan pada Gambar 1 berikut :

Saat ini telah dikenal berbagai macam gelombang elektromagnetik dengan rentang panjang gelombang tertentu. Spektrum elektromagnetik merupakan kumpulan spektrum dari berbagai panjang gelombang. Berdasarkan pembagian daerah panjang gelombang pada Tabel 1 dan Gambar 2, sinar infra merah dibagi atas tiga daerah, yaitu:
a. Daerah Infra Merah dekat.
b. Daerah Infra Merah pertengahan.
c. Daerah infra merah jauh..

Dari pembagian daerah spektrum elektromagnetik tersebut diatas, daerah panjang gelombang yang digunakan pada alat spektrofotometer infra merah adalah pada daerah infra merah pertengahan, yaitu pada panjang gelombang 2,5 ・50 ｵm atau pada bilangan gelombang 4.000 ・200 cm^-1. Satuan yang sering digunakan dalam spektrofotometri infra merah adalah Bilangan Gelombang ( ) atau disebut juga sebagai Kaiser.

Interaksi Sinar Infra Merah Dengan Molekul

Dasar Spektroskopi Infra Merah dikemukakan oleh Hooke dan didasarkan atas senyawa yang terdiri atas dua atom atau diatom yang digambarkan dengan dua buah bola yang saling terikat oleh pegas seperti tampak pada gambar disamping ini. Jika pegas direntangkan atau ditekan pada jarak keseimbangan tersebut maka energi potensial dari sistim tersebut akan naik.

Setiap senyawa pada keadaan tertentu telah mempunyai tiga macam gerak, yaitu :

1. Gerak Translasi, yaitu perpindahan dari satu titik ke titik lain.
2. Gerak Rotasi, yaitu berputar pada porosnya, dan
3. Gerak Vibrasi, yaitu bergetar pada tempatnya.

Bila ikatan bergetar, maka energi vibrasi secara terus menerus dan secara periodik berubah dari energi kinetik ke energi potensial dan sebaiknya. Jumlah energi total adalah sebanding dengan frekwensi vibrasi dan tetapan gaya ( k ) dari pegas dan massa ( m₁ dan m₂ ) dari dua atom yang terikat. Energi yang dimiliki oleh sinar infra merah hanya cukup kuat untuk mengadakan perubahan vibrasi.

Panjang gelombang atau bilangan gelombang dan kecepatan cahaya dihubungkan dengan frekwensi melalui bersamaan berikut :

Energi yang timbul juga berbanding lurus dengan frekwesi dan digambarkan dengan persamaan Max Plank :

sehingga :

dimana :

E = Energi, Joule
h = Tetapan Plank ; 6,6262 x 10^-34 J.s
c = Kecepatan cahaya ; 3,0 x 10¹⁰ cm/detik
n = indeks bias (dalam keadaan vakum harga n = 1)
l = panjang gelombang ; cm
u = frekwensi ; Hertz

Dalam spektroskopi infra merah panjang gelombang dan bilangan gelombang adalah nilai yang digunakan untuk menunjukkan posisi dalam spektrum serapan. Panjang gelombang biasanya diukur dalam mikron atau mikro meter ( ｵm ). Sedangkan bilangan gelombang ( ) adalah frekwensi dibagi dengan kecepatan cahaya, yaitu kebalikan dari panjang gelombang dalam satuan cm^-1. Persamaan dari hubungan kedua hal tersebut diatas adalah :

Posisi pita serapan dapat diprediksi berdasarkan teori mekanikal tentang osilator harmoni, yaitu diturunkan dari hukum Hooke tentang pegas sederhana yang bergetar, yaitu :

dimana :

Keterangan :

c = kecepatan cahaya : 3,0 x 10¹⁰ cm/detik
k = tetapan gaya atau kuat ikat, dyne/cm
ｵ = massa tereduksi
m = massa atom, gram

Setiap molekul memiliki harga energi yang tertentu. Bila suatu senyawa menyerap energi dari sinar infra merah, maka tingkatan energi di dalam molekul itu akan tereksitasi ke tingkatan energi yang lebih tinggi. Sesuai dengan tingkatan energi yang diserap, maka yang akan terjadi pada molekul itu adalah perubahan energi vibrasi yang diikuti dengan perubahan energi rotasi.

Perubahan Energi Vibrasi

Atom-atom di dalam molekul tidak dalam keadaan diam, tetapi biasanya terjadi peristiwa vibrasi. Hal ini bergantung pada atom-atom dan kekuatan ikatan yang menghubungkannya. Vibrasi molekul sangat khas untuk suatu molekul tertentu dan biasanya disebut vibrasi finger print. Vibrasi molekul dapat digolongkan atas dua golongan besar, yaitu :

1. Vibrasi Regangan (Streching)
2. Vibrasi Bengkokan (Bending)

Vibrasi Regangan (Streching)

Dalam vibrasi ini atom bergerak terus sepanjang ikatan yang menghubungkannya sehingga akan terjadi perubahan jarak antara keduanya, walaupun sudut ikatan tidak berubah. Vibrasi regangan ada dua macam, yaitu:

1. Regangan Simetri, unit struktur bergerak bersamaan dan searah dalam satu bidang datar.
2. Regangan Asimetri, unit struktur bergerak bersamaan dan tidak searah tetapi masih dalam satu bidang datar.

Vibrasi Bengkokan (Bending)

Jika sistim tiga atom merupakan bagian dari sebuah molekul yang lebih besar, maka dapat menimbulkan vibrasi bengkokan atau vibrasi deformasi yang mempengaruhi osilasi atom atau molekul secara keseluruhan. Vibrasi bengkokan ini terbagi menjadi empat jenis, yaitu :

1. Vibrasi Goyangan (Rocking), unit struktur bergerak mengayun asimetri tetapi masih dalam bidang datar.
2. Vibrasi Guntingan (Scissoring), unit struktur bergerak mengayun simetri dan masih dalam bidang datar.
3. Vibrasi Kibasan (Wagging), unit struktur bergerak mengibas keluar dari bidang datar.
4. Vibrasi Pelintiran (Twisting), unit struktur berputar mengelilingi ikatan yang menghubungkan dengan molekul induk dan berada di dalam bidang datar.

Daerah Spektrum Infra Merah

Para ahli kimia telah memetakan ribuan spektrum infra merah dan menentukan panjang gelombang absorbsi masing-masing gugus fungsi. Vibrasi suatu gugus fungsi spesifik pada bilangan gelombang tertentu. Dari Tabel 2 diketahui bahwa vibrasi bengkokan C蓬 dari metilena dalam cincin siklo pentana berada pada daerah bilangan gelombang 1455 cm^-1. Artinya jika suatu senyawa spektrum senyawa X menunjukkan pita absorbsi pada bilangan gelombang tersebut tersebut maka dapat disimpulkan bahwa senyawa X tersebut mengandung gugus siklo pentana.

Daerah Identifikasi

Vibrasi yang digunakan untuk identifikasi adalah vibrasi bengkokan, khususnya goyangan (rocking), yaitu yang berada di daerah bilangan gelombang 2000 ・400 cm^-1. Karena di daerah antara 4000 ・2000 cm^-1 merupakan daerah yang khusus yang berguna untuk identifkasi gugus fungsional. Daerah ini menunjukkan absorbsi yang disebabkan oleh vibrasi regangan. Sedangkan daerah antara 2000 ・400 cm^-1 seringkali sangat rumit, karena vibrasi regangan maupun bengkokan mengakibatkan absorbsi pada daerah tersebut.

Dalam daerah 2000 ・400 cm^-1 tiap senyawa organik mempunyai absorbsi yang unik, sehingga daerah tersebut sering juga disebut sebagai daerah sidik jari (fingerprint region). Meskipun pada daerah 4000 ・2000 cm^-1 menunjukkan absorbsi yang sama, pada daerah 2000 ・400 cm^-1 juga harus menunjukkan pola yang sama sehingga dapat disimpulkan bahwa dua senyawa adalah sama.

Sel Surya Organik

Oleh Soetrisno

Mengubah energi surya menjadi listrik dengan cara yang murah dan efisien bisa membantu menanggulangi pemanasan global dan kekurangan bahan bakar fosil. Akan tetapi, biaya produksi listrik yang tinggi dari sel-sel surya berbasis silikon telah membatasi penggunaan teknologi ini. Dalam hal ini diperlukan sel surya yang murah dengan kinerja sel tinggi dan sel surya organik bisa menjadi solusi. Sel-sel ini mudah dibuat dari material organik yang tidak mahal dan, berbeda dengan sel surya anorganik, ringan, fleksibel dan beraneka warna.

Absorpsi cahaya oleh sel-sel organik menyebabkan sebuah keadaan eksitasi yang dikenal sebagai exciton atau pasangan elektron-lubang (electron-hole). Elektron dan lubang terpisah satu sama lain dan dibawa melalui molekul donor dan akseptor ke elektroda, menghasilkan sebuah arus listrik (photocurrent). Proses konversi cahaya secara langsung menjadi listrik ini dikenal sebagai fotovoltaik dan harus dioptimasi untuk sel-sel surya organik agar menjadi efisien. Banyak upaya yang telah dilakukan untuk mencari molekul donor dan akseptor yang cocok dan pengaturannya pada sebuah permukaan elektroda yang berskala nanometer.

Fulleren dan turunannya telah banyak digunakan sebagai molekul akseptor yang sangat baik. Baru-baru ini, tabung-nano karbon (CNT), yang memiliki struktur berbasis karbon mirip fulleren, telah menarik banyak perhatian. Berbeda dengan bentuk fulleren yang bulat, CNT memiliki struktur satu dimensi seperti kawat, yang menjadikannya lebih baik dalam membentuk jalur transportasi elektron atau lubang dalam sel. Area permukaannya yang luas meningkatkan pemisahan pasangan elektron-lubang dan menunjukkan daya hantar yang beberapa kali lebih besar dibanding polimer-polimer penghantar listrik. CNT juga bisa bertindak sebagai donor sekaligus akseptor elektron tergantung pada sifat-sifat redoks dari komponen lain dalam sel. Semua sifat ini menjadikan CNT sebagai kandidat yang menjanjikan untuk pemisahan dan transport muatan dalam sel-sel surya organik.

Struktur yang mirip kawat membantu tabung-nano karbon membentuk jalur-jalur transport muatan pada sel-sel surya organik

Beberapa ilmuwan telah membuat peralatan fotoelektrokimia atau sel fotovoltaik dengan elektroda yang termodifikasi CNT. Mereka menggunakan berbagai metode, termasuk deposisi lapis demi lapis dan pelapisan semprot, untuk mengatur CNT dengan molekul donor atau akseptor yang cocok pada permukaan-permukaan elektroda. Akan tetapi, sekarang ini, efisiensi konversi energi dari elektroda yang termodifikasi CNT belum setara dengan kinerja tinggi sel surya peka zat warna - yang menggunakan elektroda titanium dioksida nanokristalin berpori dengan zat warna ruthenium.

Saat ini, sulit untuk mensintesis CNT murni dengan struktur yang konsisten. Untuk memperbaiki sel surya berbasis CNT, para ilmuwan telah memurnikan atau memilih CNT yang memiliki struktur terbaik untuk transpor muatan. Atau, pendekatan yang lebih menarik adalah dengan menggunakan CNT sebagai perancah-nano (nanoscaffold) bagi molekul donor atau akseptor untuk membuat jalur transportasi arus.

Sejarah sel-sel surya organik berbasis CNT belum lebih dari 10 tahun. Banyak penelitian yang masih harus dilakukan untuk menunjukkan potensinya dalam konversi energi surya.

Disadur dari: http://www.rsc.org/chemistryworld/

Air laut: Bahan bakar alternatif

Oleh Wahyu Riyadi

Suatu saat nanti, anda mungkin akan melihat banyak anjing laut yang mengelilingi stasiun pengisian bahan bakar. Itu karena bukan aroma bensin, melainkan justru aroma pantai yang lebih terasa di SPBU.

John Kanzius, 63 tahun, telah berhasil menciptakan alternatif bahan bakar dari air laut. Secara kebetulan, teknisi broadcast ini menemukan sesuatu yang menakjubkan. Pada kondisi yang tepat, air laut dapat menyala dengan temperatur yang luar biasa. Dengan sedikit modifikasi, tidak menutup kemungkinan di masa depan, ini dapat di jadikan sebagai alternatif bahan bakar untuk kendaraan bermotor.

Perjalanan Kanzius menjadi inspirasi yang mengejutkan bermula ketika dia di diagnosis menderita leukimia pada tahun 2003. Dihadapkan dengan treatment kemoterapi yang melelahkan, dia memilih mencoba untuk menemukan alternatif yang lebih baik dalam menghancurkan sel-sel kanker. Kemudian di muncul dengan alat Radio Frequency Generator (RFG), sebuah mesin yang menghasilkan gelombang radio dan memancarkannya ke suatu area tertentu. Kanzius menggunakan RFG untuk memanaskan pertikel metal kecil yang dimasukkan ke dalam tumor, menghancurkan sel tumor tanpa merusak sel yang normal.

Tetapi, apa hubungannya antara kanker dengan bahan bakar air laut?

Selama percobaannya dengan RFG, dia menemukan bahwa RFG dapat menyebabkan air yang berada di sekitar test tube mengembun. Jika RFG dapat menyebabkan air mengembun, seharusnya ini dapat juga untuk memisahkan garam dari air laut. Mungkin, ini dapat digunakan untuk men-desalinitasi air laut. Sebuah peribahasa tua tentang laut, "air, air dimana-mana, dan tidak satu tetespun dapat diminum".

Beberapa negara mengalami kekeringan dan sebagian besar rakyatnya menderita kehausan, padahal 70% bumi adalah samudera yang notabene adalah air. Suatu metode yang efektif untuk menghilangkan garam dari air laut dapat menyelamatkan tak terhitung nyawa. Maka tidaklah heran jika Kanzius mencoba alat RFG-nya untuk tujuan desalinitasi air laut.

Pada test pertamanya, dia melihat efek samping yang mengejutkan. Ketika dia arahkan RFG-nya pada tabung yang berisi air laut, air itupun seperti mendidih. Kanzius lalu melakukan test kembali. Saat ini dengan kertas tisue yang terbakar dan menyentuhkannya ke dalam air laut yang sedang di tembak oleh RFG. Dia sangat terkejut, air laut dalam tabung terbakar dan tetap menyala sementara RFG dinyalakan.

Awalnya berita tentang eksperiment ini dianggap suatu kebohongan, tapi setelah para ahli kimia dari Penn State University melakukan percobaan ini, ternyata hal ini memang benar. RFG dapat membakar air laut. Nyala api dapat mencapai 3000 derajat Fanrenheit dan terbakar selama RFG dinyalakan.

Lalu bagaimanakah air laut dapat terbakar? Dan kenapa jika puntung rokok di lemparkan ke dalam laut tidak menyebabkan bumi meledak?

Ini semua berhubungan dengan hidrogen. Dalam keadaan normal, air laut mempunyai komposisi Natrium Klorida (garam) dan Hidrogen, oksigen (air) yang stabil. Gelombang radio dari RFG milik Kanzius mengacaukan kestabilan itu, memutuskan ikatan kimia yang terdapat dalam air laut. Hal ini melepaskan molekul hidrogen yang mudah menguap, dan panas yang keluar dari RFG memicu dan membakarnya dengan cepat.

Jadi akankah di masa depan nanti mobil atau motor memakai air laut daripada bensin?

Kalau teknologi ini benar-benar bisa terealisasi, dunia sudah tidak perlu khawatir lagi dengan krisis energi.

Bravo ilmu pengetahuan..!!!

sumber: http://auto.howstuffworks.com/