ETILEN dan KARBIT

A.   ETILEN

1. Pengertian Gas Etilen

Etilen merupakan hormon tumbuh yang diproduksi dari hasil metabolisme normal dalam tanaman. Etilen berperan dalam pematangan buah dan kerontokan daun. Etilen disebut juga ethane^. Senyawa etilen pada tumbuhan ditemukan dalam fase gas, sehingga disebut juga gas etilen. Gas etilen tidak berwarna dan mudah menguap. Etilen memiliki struktur yang cukup sederhana dan diproduksi pada tumbuhan tingkat tinggi.

2. Produksi Gas Etilen

            Etilen diproduksi oleh tumbuhan tingkat tinggi dari asam amino metionin yang esensial pada seluruh jaringan tumbuhan. Produksi etilen bergantung pada tipe jaringan, spesies tumbuhan, dan tingkatan perkembangan[9]. Etilen dibentuk dari metionin melalui 3 proses, yaitu :
• ATP merupakan komponen penting dalam sintesis etilen. ATP dan air akan membuat metionin kehilangan 3 gugus fosfat.
• Asam 1-aminosiklopropana-1-karboksilat sintase(ACC-sintase) kemudian memfasilitasi produksi ACC dan SAM (S-adenosil metionin).
• Oksigen dibutuhkan untuk mengoksidasi ACC dan memproduksi etilen. Reaksi ini dikatalisasi menggunakan enzim pembentuk etilen.

3. Fungsi Gas Etilen

            Fungsi utama dari gas etilen sendiri adalah berperan dalam proses pematangan buah. Tapi, selain itu ada fungsi lain dari gas etilena, yaitu :

-          Mengakhiri masa dormansi.

-          Merangsang pertumbuhan akar dan batang.

-          Pembentukan akar adventif.

-          Merangsang absisi buah dan daun.

-          Merangsang induksi bunga Bromiliad.

-          Induksi sel kelamin betina pada bunga.

-          Merangsang pemekaran bunga.

-          Bersama auksin gas etilen dapat memacu perbungaan mangga dan nanas.

-          Dengan giberelin, gas etilen dapat mengatur perbandingan bunga jantan dan bunga betina pada tumbuhan berumah satu.

4. Dampak Gas Etilen

            Selain dampak yang menguntungkan, ternyata gas etilen itu sendiri memiliki dampak yang tidak diinginkan, yaitu :

- Mempercepat senensen dan menghilangkan warna hijau pada buah seperti mentimun dan sayuran daun.

- Mempercepat pemasakan buah selama penanganan dan penyimpanan.

- “Russet spoting” pada selada.

- Pembentukan rasa pahit pada wortel.

- Pertunasan kentang.

- Gugurnya daun (kol bunga, kubis, tanaman hias).

- Pengerasan pada asparagus.

- Mempersingkat masa simpan dan mengurangi kualitas bunga.

- Gangguan fisiologis pada tanaman umbi lapis yang berbunga.

- Pengurangan masa simpan buah dan sayuran.

5. Mekanisme Pematangan Buah dan Pengguguran Daun

    a.Pematangan Buah

            Pematangan buah merupakan suatu variasi dari proses penuaan melibatkan konversi pati atau asam-asam organik menjadi gula, pelunakan dinding-dinding sel, atau perusakan membran sel yang berakibat pada hilangnya cairan sel sehingga jaringan mengering. Pada tiap-tiap kasus, pematangan buah distimulasi oleh gas etilen yang berdifusi ke dalam ruang-ruang antarsel buah. Gas tersebut juga dapat berdifusi melalui udara dari buah satu ke buah lainnya, sebagai contoh satu buah apel ranum akan mampu mematangkan keseluruhan buah dalam satu lot. Buah akan matang lebih cepat jika buah tersebut disimpan di dalam kantung plastik yang mengakibatkan gas etilen terakumulasi. Pada skala komersial berbagai macam buah misalnya tomat sering dipetik ketika masih dalam keadaan hijau dan kemudian sebagian dimatangkan dengan mengalirkan gas etilena.

            Pada kasus lain, petani menghambat proses pematangan akibat gas etilen alami. Penyimpanan buah apel yang dialiri dengan gas CO2 yang selain berfungsi menghambat kerja etilen, juga mencegah akumulasi etilen. Dengan teknik ini buah apel yang di panen pada musim gugur dapat disimpan untuk dijual pada musim panas berikutnya.

     b. Pengguguran Daun

            Seperti halnya pematangan buah, pengguguran daun pada setiap musim gugur yang diawali dengan terjadinya perubahan warna, kemudian daun mengering dan gugur adalah juga merupakan proses penuaan. Warna pada daun yang akan gugur merupakan kombinasi pigmen-pigmen baru yang dibentuk pada musim gugur, kemudian pigmen-pigmen yang telah terbentuk tersebut tertutup oleh klorofil. Daun kehilangan warna hijaunya pada musim gugur karena daun-daun tersebut berhenti mensintesis pigmen klorofil. 

Peranan etilen dalam memacu gugurnya daun lebih banyak diketahui daripada peranannya dalam hal perubahan warna daun yang rontok dan pengeringan daun. Pada saat daun rontok, bagian pangkal tangkai daunnya terlepas dari batang. Daerah yang terpisah ini disebut lapisan absisi yang merupakan areal sempit yang tersusun dari sel-sel parenkima berukuran kecil dengan dinding sel yang tipis dan lemah.

B.   KARBIT

Selain harus menunggu buah matang langsung dari pohonnya, orang-orang biasa menggunakan cara tradisional dengan cara memeram buah dengan karbit (kalsium karbida).

Di dalam buah terdapat zat kimia yang disebut etilin, zat alami tersebut yang berperan dalam proses pematangan buah. Sedangkan Karbit atau kalsium karbida (CaC₂) yang bila terkena air/uap yang mengandung air akan menghasilkan gas asetilin (tidak alami) yang menghasilkan panas dan berfungsi sama seperti etilin sehingga buah cepat matang, dengan cara buah ditempatkan di tempat tertutup.

Persamaan reaksi Kalsium Karbida dengan air adalah: CaC2 + 2 H2O → C2H2 + Ca(OH)2 Karena itu 1 gram CaC2 menghasilkan 349ml asetilen. Pada proses las karbit, asetilen yang dihasilkan kemudian dibakar untuk menghasilkan panas yang diperlukan dalam pengelasan.

1.      Kegunaan Karbit

Secara luas karbit digunakan untuk pembuatan Gas Acetylene (C2H2), yaitu bahan untuk memotong dan mengelas bahan-bahan besi dan baja pada industri perkapalan, pertambangan, karoseri mobil serta industri kecil.

Karbit juga digunakan pada pengelasan yang dilakukan tukang-tukang las yang banyak dijumpai dipinggir jalan.

Dalam Industri peleburan besi dan baja dan dalam industri pertambangan metal (emas, nickel, tembaga, dll) Karbit digunakan sebagai “desulphurising medium” yaitu bahan untuk memisahkan kotoran dari bagian-bagian logam tersebut.

Dalam kehidupan sehari-hari karbit juga digunakan dalam teknologi praktis yaitu untuk pematangan buah-buahan (fruit ripening) utamanya untuk buah mangga, pisang, dan papaya. Rekayasa tersebut dapat membuat buah matang merata dengan warna menarik tanpa mengurangi kualitas.

Sedang dalam usaha percepatan pembibitan kentang, karbit dapat memperpendek masa tidur (dormancy period) bibit kentang yang biasanya 5-6 bulan menjadi sekitar 2-3 bulan.

HIDROKARBON "ALKANA"

         Senyawa hidrokarbon merupakan senyawa karbon yang paling sederhana. Dari namanya, senyawa hidrokarbon adalah senyawa karbon yang hanya tersusun dari atom hidrogen dan atom karbon. Dalam kehidupan sehari-hari banyak kita temui senyawa hidrokarbon, misalnya minyak tanah, bensin, gas alam, plastik dan lain-lain.

KEKHASAN ATOM KARBON

• Sesuai dengan nomor golongannya (IVA), atom karbon mempunyai 4 elektron valensi. Oleh karena itu, untuk mencapai konfigurasi oktet maka atom karbon mempunyai kemampuan membentuk 4 ikatan kovalen yang relatif kuat.

• Atom karbon dapat membentuk ikatan antar karbon; berupa ikatan tunggal, rangkap dua atau rangkap tiga.

• Atom karbon mempunyai kemampuan membentuk rantai (ikatan yang panjang).

• Rantai karbon yang terbentuk dapat bervariasi yaitu : rantai lurus, bercabang dan melingkar ( siklik )

            Berdasarkan susunan atom karbon dalam molekulnya, senyawa karbon terbagi dalam 2 golongan besar, yaitu senyawa alifatik dan senyawa siklik. Senyawa hidrokarbon alifatik adalah senyawa karbon yang rantai C nya terbuka dan rantai C itu memungkinkan bercabang. Berdasarkan jenis ikatan antaratom karbon, senyawa hidrokarbon alifatik terbagi menjadi senyawa alifatik jenuh dan tidak jenuh. Senyawa alifatik jenuh adalah senyawa alifatik yang rantai C nya hanya berisi ikatan-ikatan tunggal saja. Golongan ini dinamakan alkana.  Senyawa alifatik tak jenuh adalah senyawa alifatik yang rantai C nya terdapat ikatan rangkap dua atau rangkap tiga. Jika memiliki rangkap dua dinamakan alkena dan memiliki rangkap tiga dinamakan alkuna.

Berikut ini akan dijelaskan lebih lanjut mengenai alkana .

ALKANA

            Adalah hidrokarbon alifatik jenuh yaitu hidrokarbon dengan rantai terbuka dan semua ikatan antar atom karbonnya merupakan ikatan tunggal. Sebagai hidrokarbon jenuh, alkana memiliki jumlah atom yang maksimum.

Alkana disebut juga parafin ( parum affinis), karena sukar bereaksi dengan senyawa lain. Secara umum, senyawa hidrokarbon ditentukan dengan jumlah C yang menyusun senyawa hidrokarbon tersebut.

Tabel 1.1 Nama awalan hidrokarbon

Tabel 1.2  Nama beberapa senyawa alkana

Berdasarkan sepuluh suku pertama deret alkana tersebut, dapat dirumuskan bahwa :

1.      DERET HOMOLOG ALKANA

      Terdapat tiga suku pertama pada alkana, yaitu :

a.     Metana

 Rumus elektron :                                                                 Rumus bangun :

Rumus molekul : CH₄

b.      Etana

Rumus electron :                                                               Rumus bangun :

 Rumus molekul : C₂H₆

c.       Propana

Rumus electron :                                                         Rumus bangun :

Rumus molekul : C₃H₈

                     Alkana memiliki deret homolog (sepancaran), yaitu deretan senyawa yang mempunyai rumus umum sama, gugus sama, sifat kimia yang sama, sifat fisika meningkat. Dan setiap suku berselisih CH₂. Tabel berikut ini menunjukkan deret homolog alkana

 2.      ATOM C PRIMER, C SKUNDER, C TERSIER DAN C KUARTENER

Berdasarkan posisinya, atom karbon dalam alkana dibedakan menjadi :

a.       Karbon primer (1^o)

      Atom karbon primer merupakan atom karbon yang terikat langsung pada 1 atom karbon

      lainnya. Atom karbon primer mengikat 3 atom Hidrogen.

b.      Karbon skunder (2^o)

      Atom karbon skunder merupakan atom karbon yang terikat langsung pada 2 atom karbon

      lainnya. Atom karbon primer mengikat 2 atom Hidrogen.

c.       Karbon tersier (3^o)

      Atom karbon tersier merupakan atom karbon yang terikat langsung pada 3 atom karbon

      lainnya. Atom karbon primer mengikat 1 atom Hidrogen.

d.      Karbon kuartener (4^o)

      Atom karbon kuartener merupakan atom karbon yang terikat langsung pada 4 atom karbon

      lainnya.

3.      KEISOMERAN PADA ALKANA

      Isomer merupakan istilah yang diberikan kepada dua buah senyawa yang mempunyai rumus molekul sama, tetapi berbeda struktur atau rumus bangunnya. Keisomeran pada alkana disebut keisomeran kerangka, dimana perbedaan struktur terletak pada perbedaan kerangka atom karbonnya. Makin panjang rantai karbon maka makin banyak kemungkinan isomernya. Berikut ini keisomeran beberapa alkana :

1.      Metana (CH₄), etana (C₂H₆) dan propane (C₃H₈) tidak mempunyai isomer karena hanya ada satu struktur.

Metana                 : CH₄

Etana                : CH₃ – CH₃

Propana                : CH₃ – CH₂ – CH₃

2.      Butana (C₄H₁₀) mempunyai dua isomer karena ada dua struktur yang dapat terbentuk dengan rumus molekul C₄H_10, yaitu :

3.      Pentana (C₅H₁₂) mempunyai tiga isomer, yaitu :                                                 

     

Jumlah isomer alkana untuk sepuluh suku pertama adalah sebagai berikut :

4.      SIFAT-SIFAT ALKANA

      Deret sepancaran (homolog) merupakan satu kelompok senyawa karbon dengan rumus umum yang sama dan sifat yang mirip. Alkana merupakan satu homolog. Rumus molekul dan suku-suku yang berurutan dalam satu homolog berbeda sebesar CH_2. Sifat senyawa dalam satu homolog berubah secara berurutan sesuai dengan penambahan panjang rantai atom karbon (penambahan massa molekul relatif).

a.       Sifat fisis alkana

• Makin besar massa molekul relative alkana, makin panjang rantai karbon, makin tinggi titik leleh, titik didih, dan massa jenisnya. 
• Pada suhu kamar (25^oC), C₁ – C₄ (metana sampai butane) berwujud gas, suku-suku berikutnya berwujud cair, dan suku-suku tinggi (mulai C₁₈H₃₈) berupa zat padat. 
• Antara suatu alkana dan isomer-isomernya, ternyata isomer bercabang mempunyai titik leleh dan titik didih yang lebih rendah. 
• Semua alkana sukar larut dalam air. Hal ini disebabkan molekul alkana bersifat nonpolar, sedangkan air adalah pelarut polar.

b.      Sifat kimia alkana

• Sukar bereaksi dengan zat lain (paraffin, dari kata para  yang berarti miskin dan afinitas yang berarti daya reaksi/daya gabung). 
• Pada pembakaran sempurna dihasilkan CO2, H2O dan energy. Adapun pada pembakaran tak sempurna dihasilkan CO, H2O, dan energy. 
• Tidak larut dalam air, tapi larut dalam pelarut nonpolar.
• Makin panjang ikatan karbon, makin tinggi titik didih dan titik lelehnya.
• Senyawa alkana sebagai gas maupun zat cair digunakan untuk bahan bakar.

5.      SUMBER DAN KEGUNAAN ALKANA

      Sumber utama alkana adalah bahan bakar fosil berupa minyak bumi dan gas alam. Minyak bumi mengandung alkana mulai dari rantai pendek sampai rantai panjang, sedangkan gas alam mengandung alkana rantai pendek.

Ada dua kegunaan utama alkana, yakni :

1. Sebagai bahan bakar untuk menghasilkan listrik, menjalankan kendaraan, memasak dan lainnya.
2. Sebagai bahan baku dalam industri petrokimia.

Pertanyaan:
  Berdasarkan artikel di atas, ada beberapa hal yang ingin saya tanyakan kepada para pembaca, yaitu:
1. Mengapa alkana sukar larut dalam pelarut polar (air) tetapi larut dalam pelarut nonpolar?
2. Mengapa antara suatu alkana dan isomer-isomernya, ternyata isomer bercabang mempunyai titik leleh dan titik didih yang lebih rendah?