MAKALAH BIOKIMIA

BIOKIMIA AIR

Nama: Yuliana PurnamasariNIM: 2013/346971/BI/9028

FAKULTAS BIOLOGIUNIVERSITAS GADJAH MADAYOGYAKARTA2014DAFTAR ISI

MAKALAH BIOKIMIA1DAFTAR ISI2PENDAHULUAN4A.Latar belakang4B.Rumusan Masalah4C.Tujuan4TINJAUAN PUSTAKA5Definisi air5Sifat kimia air5Sifat fisik air6Fungsi air9PENUTUP10Kesimpulan10DAFTAR PUSTAKA11

1

8

BAB IPENDAHULUAN

A. Latar belakangAir adalahsenyawayang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di Bumi, tetapi tidak di planet lain. Air menutupi hampir 71% permukaan Bumi. Terdapat1,4 triliunkilometerkubik (330 juta mil) tersedia di Bumi. Air sebagian besar terdapat dilaut(air asin) dan pada lapisan-lapisan es (di kutub dan puncak-puncak gunung), akan tetapi juga dapat hadir sebagaiawan,hujan,sungai, muka air tawar,danau,uap air, danlautan es.Air dalam obyek-obyek tersebut bergerak mengikuti suatusiklus air,yaitu: melaluipenguapan,hujan,dan aliran air di atas permukaan tanah (runoff, meliputimata air,sungai,muara) menujulaut. Air merupakan komponen utama dalam tubuh sehingga setiap mahlukhidup pasti memerlukan air karena tanpa air di dunia ini tidak ada pula kehidupan karena air merupakan komponen utama dalam kehidupan. Air adalah zat yang paling berlimpah dalam sistem kehidupan, membuat naik 70% atau lebih dari berat yang paling organisme. Organisme hidup pertama pasti muncul di lingkungan berair, dan evolusi telah dibentuk oleh sifat-sifat berair media di mana kehidupan dimulai.

B. Rumusan Masalah 1. Apa definisi dari air?1. Bagaimana karakteristik dari air? 1. Bagaimana fungsi air?

C. Tujuan 1. Mengetahui definisi tentang air1. Mengetahui karakteristik air. 1. Mengetahui fungsi dari air

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA Definisi airAir adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi. Air dalam bentuk cair adalah tidak bewarna, tidak berbau, tidak mempunyai rasa dan merupakan senyawa yang sukar dimampatkan yang memiliki beberapa sifat yang khas. Sifat sifat air terdiri dari sifat kimia dan fisik.

Sifat kimia air Sebuah molekul air terdiri dari sebuah atom oksigen yang berikatan kovalen dengan dua atom hidrogen. Hidrogen dan oksigen mempunyai daya padu yang sangat besar antara keduanya. Semua atom dalam molekul air terjalin menjadi satu oleh ikatan yang kuat, yang hanya dapat dipecahkan oleh perantara yang paling agresif, misalnya dengan menggunakan energi listrik atau beberapa zat kimia.Sebuah atom oksigen (O)mempunyai sebuah inti dengan delapan proton yang terletak pada orbital kulit K (2) dan kulit L (6), jadi belum penuh dan membutuhkan 2 elektron untuk kestabilannya. Sedangkan sebuah atom hidrogen (H) mempunyai kulit elektron tunggal disekeliling intinya dengan satu elektron, jadi masih kekurangan satu elektron. Kulit yang belum terisi penuh tersebut tidak mantap sehingga elektron-elektronnya cepat bergabung dengan elektron yang lain untuk mencapai kestabilan dalam kulit, karena kulit yang terisi penuh merupakan bentuk yang mantap (stabil dalam orbital).UnsurKL

1H1

8O26

( De Man, 1997)Dalam sebuah molekul air dua buah atom hidrogen berikatan dengan sebuah atom oksigen melalui dua ikatan kovalen, yang masing-masing mempunyai energi sebesar 110,2 kkal/mol sedangkan pada ikatan hidrogen adalah 4,5 kkal. Bila dua atom hidrogen bereaksi dengan sebuah atom oksigen, maka molekul tersebut menghasilkan molekul yang berat sebelah karena kedua atom hidrogen yang melekat membentuk sudut 104,50antara keduanya. Akibat perbedaan elektronegativitas antara hidrogen dengan oksigen, maka sisi molekul hidrogen bermuatan positif dan sisi oksigen bermuatan negatif. Bentuk tiga dimensi yang terbentuk dari ikatan di atas akan menyerupai sebuah tetrahedron. Sebuah molekul air dengan kutub-kutub positif dan negatif secara tetap menjadi dwikutub (dipolar) dengan demikian sebuah molekul air dapat ditarik oleh senyawa lain yang bermuatan positif atau yang bermuatan negatif. Daya tarik menarik di antara kutub positif suatu molekul air dengan kutub negatif molekul air lainnya menyebabkan terjadinya penggabungan molekul-molekul air melalui ikatan hidrogen dimana ikatan ini lebih lemah dibandingkan ikatan kovalen sebelumnya. Ikatan hidrogen tidak hanya mengikat molekul-molekul air satu sama lain, tetapi dapat juga menyebabkan pembentukan hidrat antara air dengan senyawa-senyawa lain yang yang mempunyai kutub O atau N, seperti senyawa metanol atau karbohidrat yang mempunyai gugus OH (hidroksil). Jika suhu diturunkan, terjadi pelepasan panas akibatnya pergerakan molekul-molekul air menjadi lambat pada waktu suhu menjadi 00C, terjadi pengkristalan. Bila suhu air meningkat, jumlah rata-rata molekul air dalam kerumunan molekul air menurun dan ikatan hidrogen putus dan akan terbentuk lagi secara cepat (Lehninger, 1997).

Sifat fisik aira. Eletrolisis AirMolekul air dapat diuraikan menjadi unsur-unsur asalnya dengan mengalirinya aruslistrik. Proses ini disebut elektrolisis air. Pada katode, dua molekul air bereaksi dengan menangkap duaelektron, tereduksi menjadi gas H2dan ion hidroksida (OH-). Sementara itu pada anode, dua molekul air lain terurai menjadi gasoksigen(O2), melepaskan 4 ion H+serta mengalirkan elektron ke katode. Ion H+dan OH-mengalami netralisasi sehingga terbentuk kembali beberapa molekul air. Gas hidrogen dan oksigen yang dihasilkan dari reaksi ini membentuk gelembung padaelektrodedan dapat dikumpulkan. Prinsip ini kemudian dimanfaatkan untuk menghasilkan hidrogen dan hidrogen peroksida (H2O2) yang dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan hidrogen.Airmempunyaiformula kimiaH2O, bermakna bahawa satumolekulair terbina daripada duaatomhidrogendan satu atomoksigen. Ia boleh digambarkan secara ionik sebagai HOH, dengan satuionHidrogen(H+) yang terikat kepadaionHidroksida(OH-). Ia berada didalamkeseimbangan dinamikdi antaracecairdanwapyang berada padasuhu dan tekanan piawai. Padasuhu bilik, ia adalah cecair yang sangatjernih,tawar, dantak berbau. Air juga dirujuk di dalam sains sebagaipelarutuniversaldan hanyalah satu bahan yang dijumpai tulen secara semulajadi dalam ketiga-tigakeadaan jirim ( De Man, 1997).b. Kelarutan (solvasi)Air adalahpelarutyang kuat, melarutkan banyak jeniszat kimia. Zat-zat yang bercampur dan larut dengan baik dalam air (misalnyagaram-garam) disebut sebagai zat-zat "hidrofilik" (pencinta air), dan zat-zat yang tidak mudah tercampur dengan air (misalnyalemakdanminyak), disebut sebagai zat-zat "hidrofobik" (takut-air). Kelarutan suatu zat dalam air ditentukan oleh dapat tidaknya zat tersebut menandingi kekuatan gaya tarik-menarik listrik (gaya intermolekul dipol-dipol) antara molekul-molekul air. Jika suatu zat tidak mampu menandingi gaya tarik-menarik antar molekul air, molekul-molekul zat tersebut tidak larut dan akanmengendapdalam air (Nur, 1990).c. Kohesi dan adhesiAir menempel pada sesamanya (kohesi) karena air bersifat polar. Air memiliki sejumlahmuatan parsialnegatif (-) dekatatomoksigenakibat pasangan elektron yang (hampir) tidak digunakan bersama, dan sejumlah muatan parsial positif (+) dekat atom oksigen. Dalam air hal ini terjadi karena atom oksigen bersifat lebihelektro negatifdibandingkan atom hidrogen yang berarti, ia (atom oksigen) memiliki lebih "kekuatan tarik" padaelektron-elektronyang dimiliki bersama dalam molekul, menarik elektron-elektron lebih dekat ke arahnya (juga berarti menarik muatan negatif elektron-elektron tersebut) dan membuat daerah di sekitar atom oksigen bermuatan lebih negatif ketimbang daerah-daerah di sekitar kedua atom hidrogen. Air memiliki pula sifatadhesiyang tinggi disebabkan oleh sifat alami ke-polar-annya (Kay, 1966).d. Tegangan permukaanAir memilikitegangan permukaanyang besar yang disebabkan oleh kuatnya sifat kohesi antar molekul-molekul air. Hal ini dapat diamati saat sejumlah kecil air ditempatkan dalam sebuah permukaan yang tak dapat terbasahi atau terlarutkan (non-soluble); air tersebut akan berkumpul sebagai sebuah tetesan. Di atas sebuah permukaan gelas yang amat bersih atau bepermukaan amat halus air dapat membentuk suatulapisan tipis(thin film) karena gaya tarik molekular antara gelas dan molekul air (gaya adhesi) lebih kuat ketimbang gaya kohesi antar molekul air.Dalam sel-sel biologi dan organel-organel, air bersentuhan dengan membran dan permukaan protein yang bersifat hidrofilik; yaitu, permukaan-permukaan yang memiliki ketertarikan kuat terhadap air.Irvin Langmuirmengamati suatu gaya tolak yang kuat antar permukaan-permukaan hidrofilik. Untuk melakukan dehidrasi suatu permukaan hidrofilik dalam arti melepaskan lapisan yang terikat dengan kuat dari hidrasi air perlu dilakukan kerja sungguh-sungguh melawan gaya-gaya ini, yang disebut gaya-gaya hidrasi. Gaya-gaya tersebut amat besar nilainya akan tetapi meluruh dengan cepat dalam rentang nanometer atau lebih kecil. Pentingnya gaya-gaya ini dalam biologi telah dipelajari secara ekstensif olehV. Adrian ParsegiandariNational Institute of Health.Gaya-gaya ini penting terutama saat sel-sel terdehidrasi saat bersentuhan langsung dengan ruang luar yang kering atau pendinginan di luar sel (extracellular freezing) (Kay, 1966).e. Pembekuan dan Struktur Es Molekul air dapat mengikat empat molekul air dan menghasilkan kisi kristal heksagonal dalam es. Sifat ikatan hidrogen lain yang juga penting ialah bahwa ikatan ini terarah dengan baik dilihat dari susunan gabungan orbital antara atom hidrogen dan atom oksigen. Panjangnya ikatan hidrogen yang berbeda-beda sangat bergantung pada struktur geometri dan distribusi elektronnya. Bentuk es misalnya, tiap molekul air memiliki ikatan hidrogen dengan panjang 1,77 , tiap molekul air berikatan hidrogen dengan 4 tetangganya dengan jarak antara oksigen dengan oksigen 2,76 , sedangkan tiap molekul air akan berikatan hidrogen dengan 3 atau 4 molekul air lainnya dengan jarak oksigen ke oksigen 2,90 pada suhu 150C, dan 3,05 pada suhu 830C. Diperkirakan hanya 15 % ikatan hidrogen rusak jika es mencair pada suhu 00C. Ikatan yang kuat dalam molekul air ini masih ada walaupun air telah dipanaskan sampai 1000C, ini dapat dilihat dengan tingginya panas penguapan air dan ikatan hidrogen ini hanya akan lepas secara tuntas jika air dipanaskan sampai 6000C (Girindra, 1986).f. Interaksi Hidrofobik Air dapat mendispersi senyawa amfipatik (senyawa dengan gugus hidrofobik dan gugus hidrofilik) yang mempunyai gugus polar dalam molekulnya misalnya pada asam lemak. Sebagai contoh ialah garam Na-oleat. Natrium oleat mempunyai rantai hidrokarbon yang panjang, sehingga dapat dikatakan kecenderungan untuk terdispersi dalam air sangat sukar, tetapi kenyataannya bahwa rantai hidrokarbon yang panjang ini akan terdispersi di dalam air membentuk misel (disini air yang bersifat polar tidak melarutkan rantai hidrokarbon nonpolar pada asam oleat, sehingga terbentuklah misel) . Dalam hal ini, gugus karboksilnya yang bermuatan negatif timbul di permukaan sedangkan rantai hidrokarbon yang nonpolar dan tidak larut berada dibagian dalam. Dalam bentuk misel, ada gaya tarik sesamanya melalui suatu interaksi Van der Walls yakni antara rantai hidrokarbon yang berdekatan, gaya tarik ini dikenal sebagai interaksi hidrofobik. Contoh lain komponen sel yang membentuk struktur nonpolar dengan bagian hidrofobiknya tersembunyi dari air adalah protein dan asam nukleat (Murray, 2006).

Fungsi aira. Air Sebagai Pelarut Dalam bentuk dispersi koloid, dimana partikel tidak mengendap maupun membentuk larutan. Protein senyawa yang dapat membentuk dispersi koloid, gelatin akan membentuk dispersi koloid bila ditambahkan air panas. Dalam suspensi, partikel bahan mempunyai ukuran yang besar, sehingga tidak larut dan tidak membentuk koloid, misalnya pati dalam air dingin. Air mendispersi/melarutkan berbagai zat berdasarkan sifat dwi kutubnya, seperti NaCl (membentuk ion) selanjutnya beberapa zat yang tidak membentuk ion tapi termasuk dalam senyawa polar seperti aldehida, alkohol, dan gula dapat larut dalam air. Kelarutan dari zat seperti di atas disebabkan oleh adanya gugus hidroksil (alkohol dan gula) dan gugus oksigen karbonil (aldehida dan keton) (Kay, 1966).b. Air sebagai nutrisi tubuh paling vitalManusia dapat bertahan hidup selama beberapa minggu tanpa makanan, tetapi hanya dapat bertahan beberapa hari tanpa air. Tubuh manusia terdiri atas 55-75 persen air. Air menjadi salah satu unsur pembentuk dasar darah, enzim-enzim pencernaan, urin, keringat, dan bahkan terkandung dalam jaringan otot, lemak, dan tulang.Karena tubuh tidak dapat menyimpan air, maka kita memerlukan asupan air segar untuk mengganti air yang sudah dikeluarkan berbagai organ vital tubuh menjadi keringat, urin, kotoran, dan lain-lain. Jumlah asupan air yang kita butuhkan bergantung pada metabolisme tubuh kita, suhu udara, cuaca, makanan yang kita konsumsi dan tentunya tingkat aktifitas yang dilakukan (Winarno, 1989).Air berfungsi sebagai bahan yang dapat mendispersikan berbagai senyawa yang ada dalam bahan, air dapat melarutkan berbagai bahan seperti garam, vitamin yang larut dalam air, mineral, dan senyawa cita rasa seperti yang terkandung dalam teh dan kopi. Ion H+dan ion OH-sangat menentukan sifat biologis dan strukur molekul yang ada di dalamnya seperti protein, lipid, dan komponen sel lainnya (Girindra, 1986).

BAB IIIPENUTUP

Kesimpulan Air mempunyai sifat fisika, kimia yang sangat mendukung aktivitas kehidupan dan mempunyai peranan yang sangat penting dalam proses metabolism. Sifat kimia air yaitu molekul air terdiri dari sebuah atom oksigen yang berikatan kovalen dengan dua atom hydrogen, bentuk tiga dimensi yang terbentuk dari ikatan di atas akan menyerupai sebuah tetrahedron. Sifat fisik air antara lain, air bersifat elektrolisis, air bersifat polar, memiliki tegangan permukaan, air dapat menghasilkan kisi kristal heksagonal dalam es, dan berinteraksi hidrofob. Fungsi air adalah sebagai pelarut universal dan menentukan sifat biologis dan strukur molekul.

DAFTAR PUSTAKA

De Man, J.M. 1997. Kimia Makanan. Terjemahan. ITB. Bandung.Girindra, A. 1986. Biokimia 1. Gramedia. Jakarta.Lehninger, A..L., et al. 1997. Principles of Biochemistry. 2nd.Worth Publisher. New York.Kay, E.R.M. 1966. Biochemistry : An Introduction to Dynamic Biology. Collier- Macmillan.Canada.Murray, K.Robert. 2006. Biokimia Herper Edisi 27. Jakarta: EGC. Nur, M. A. 1990. Konsep Modern Biokimia I. PAU-Ilmu Hayat IPB. Bogor.Winarno, F,G. 1989. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia. Jakarta.