Kimia / Kelas X / Kimia Terapan
Ilmu kimia telah dipakai untuk mengembangkan material baru dan memproses material di alam. Beberapa hal yang akan kita bahas di sini adalah kristal cair atau LCD, polimer, keramik, dan film tipis.
1. Kristal cair
Kristal cair merupakan material yang sangat unik dengan sifat di antara cairan dan kristal padat. Kristal cair ini adalah material yang dipakai untuk monitor atau televisi LCD (liquid crystal display). Kristal cair ini merupakan hasil dari seorang ilmuwan Austria bernama Frederick Reinitzer.
Gejala kristal cair
Zat padat pada umumnya memiliki struktur molekul yang teratur. Jika zat ini dicairkan, gaya antarmolekulnya akan pecah dan molekul-molekul ini akan bergerak secara acak.
Pada tahun 1888, Reinitzer menemukan senyawa organik, kolesterol benzoat memiliki sifat yang tidak wajar. Jika kolesterol benzoat dipanaskan pada suhu 145 oC akan mencair membentuk cairan seperti susu. Jika cairan dipanaskan terus-menerus sampai suhu 179 oC, cairan susu ini menjadi bening. Saat cairan ini didinginkan terjadi proses yang sebaliknya. Pada suhu 179 oC, cairan bening ini menjadi seperti susu dan memadat pada suhu 145 oC.
Hal ini bisa dijelaskan melalui proses perubahan fasa. Perubahan fasa pada kolesterol benzoat dari padat ke cair tidaklah langsung, tetapi melalui fasa antarmadya dahulu. Fasa antarmadya inilah fasa kristal cair, yaitu saat sebagian molekul memiliki struktur padat dan sebagian molekul lainnya bergerak bebas seperti cairan. Oleh karena struktur molekul yang seperti ini, kristal cair dapat menjadi sangat kental dan memiliki sifat di antara fasa padat dan cair. Fasa antarmadya ini memiliki transisi yang tegas seperti pada percobaan Reinetzer. Pemamfaatan kristal cair ini didasarkan pada fakta bahwa gaya antar-molekul lemah yang mempertahankan molekul tetap bersama di dalam kristal cair. Kristal cair ini sangat mudah terpengaruh dengan perubahan suhu, tekanan, medan listrik, dan magnet.
Jenis fasa kristal cair
Kristal cair memiliki beberapa fasa yang bergantung pada suhu. Jenis-jenis fasa tersebut adalah sebagai berikut:
1. Fasa nematik, yaitu fasa yang paling sederhana dan terbentuk pertama kali saat didinginkan. Dalam fasa ini, molekul terorientasi sejajar pada arah tertentu tetapi posisi molekul tetap tidak beraturan.
2. Fasa smektik, yaitu fasa kedua dari kristal cair. Pada fasa ini molekul memiliki orientasi yang sama dan posisinya juga beraturan sejajar. Contohnya ada fasa smektik A dan fasa smektik C.
3. Fasa kolestrik, yaitu fasa ketiga dari kristal cair. Pada fasa ini orientasi kristal cair membentuk kisi tiga dimensi yang beraturan. Orientasi molekul pada fasa ini berubah dari bidang ke bidang membentuk susunan heliks. Jarak antara bidang dengan orientasi yang sama disebut dengan bumbungan (Pitch, P).
Fasa ini dapat mendifraksi cahaya dengan panjang gelombang sebanding dengan bumbungannya. Jika, suhu berubah, maka nilai bumbungan berubah sehingga warna cahaya yang terdifraksi juga berubah. Maka kristal cair bisa dipakai sebagai sensor suhu.
Struktur molekul kristal cair umumnya memiliki bentuk molekul yang panjang dan bersifat tegar.
Prinsip kerja kristal cair
Kristal cair memiliki orientasi yang sangat peka terhadap cahaya. Kepekaan inilah yang menjadi dasar penggunaan kristal cair menjadi layar televisi atau monitor komputer.
Kristal cair pada fasa nematik ditempatkan di antara dua filter polarisasi agar hanya cahaya dengan polarisasi tertentu yang bisa melewati filter tersebut. Kristal cair ini bekerja dengan ada atau tidaknya arus listrik yang dialirkan ke dalamnya:
1. Cahaya yang tidak terorientasi akan melewati filter polarisasi yang pertama dan hanya cahaya dengan orientasi yang sama dengan filter ini yang akan lewat. Lalu cahaya ini akan mengenai kristal cair, pada saat tidak ada medan listrik yang dialirkan ke dalam kristal cair, cahaya ini akan dapat melewati kristal cair dan orientasinya akan terputar sehingga sama dengan orientasi filter polarisasi yang kedua. Hasilnya, cahaya ini dapat melewati filter polarisasi kedua dan dipantulkan oleh cermin. Hasilnya, akan muncul tayangan berwarna putih.
2. Pada saat arus listrik diaruskan ke dalam kristal cair, orientasi molekul dan kristal cair akan menguat. Hasilnya, orientasi cahaya sebelum dan sesudah melewati kristal cair akan tetap. Orientasi ini berbeda dengan filter polarisasi kedua sehingga tidak ada cahaya yang dipantulkan oleh cermin. Hasilnya, akan muncul tayangan berwarna hitam.
2. Polimer
Polimer didefinisikan sebagai senyawa dengan massa molekul besar dan merupakan gabungan dari monomer pembentuknya. Polimer terbagi menjadi dua jenis yaitu polimer yang berasal dari alam disebut dengan polimer alam dan polimer yang dibuat di laboratorium disebut dengan polimer sintetik.
Polimer alam
Selulosa
Selulosa adalah polisakarida yang banyak dijumpai dalam dinding sel tanaman. Selulosa merupakan polimer yang terbentuk dari monomer β-D-glukosa. Panjang rantai selulosa beragam, dari ratusan sampai ribuan unit glukosa.
Kayu mengandung sekitar 50% selulosa dan kapas mengandung hampir 90% selulosa. Selulosa yang berasal dari kayu banyak mengandung kotoran sehingga harus dimurnikan dengan menggunakan campuran NaOH dan CS2. Dalam proses ini akan terbentuk cairan kental. Jika cairan kental ini kita masukkan ke dalam pipa berpori pada bak asam akan terbentuk fiber selulosa yang bisa dikenal dengan rayon. Proses yang mirip dengan ini bisa digunakan untuk membuat film tipis selulosa yang dikenal sebagai kertas selofan.
Jika kita perhatikan struktur monomer selulosa, monomer ini memiliki tiga gugus -OH yang dapat bereaksi dengan asam nitrat membentuk ester nitrat atau selulosa nitrat. Pada tahun 1869, John Wesley Hyatt menemukan bahwa campuran selulosa nitrat yang dilarutkan dalam alkohol menghasilkan plastik yang dinamakan seluloid. Seluloid ini mudah terbakar sehingga saat ini banyak digantikan dengan plastik jenis lain.
Karet alam
Karet alam tersusun dari monomer cis-1,4-isopropena dengan panjang rantai sekitar 5000 isopropena. Masalah utama pada karet alam adalah taktisitas atau cara penyusunan polimer yang teratur.
Masalah taksisitas ini dapat diselesaikan oleh Charles Goodyear pada tahun 1839. Ia menggunakan metode vulkanisasi dengan belerang sehingga elastisitas karet alam ini bisa berubah. Vulkanisasi pada karet alam menghasilkan pembentukan ikatan silang -S-S- di antara rantai isopropena. Vulkanisasi karet berguna untuk menghasilkan karet alam dengan derajat elastisitas sesuai yang diinginkan. Jika jumlah ikatan silang -S-S- semakin besar, maka karet alam akan menjadi lebih tegar.
Polimer sintetik
Berdasarkan metode pembuatannya, polimer sintetik dapat digolongkan menjadi polimer adisi dan polimer kondensasi.
Polimer adisi
Polimer adisi adalah polimer yang terbentuk melalui reaksi adisi, yaitu reaksi yang melibatkan senyawa dengan ikatan rangkap yang kemudian diubah menjadi ikatan tunggal. Contoh polimer adisi:
a) Polietilin (PE)
PE adalah polimer yang sangat inert. Polimer ini tidak larut pada pelarut apapun dalam suhu kamar, akan tetapi dapat mengembung dalam cairan hidrokarbon dan karbon tetraklorida (CCl4). PE tahan terhadap asam dan basa dan hanya dapat dirusak dengan asam nitrat pekat. Jika dipanaskan, PE akan membentuk ikatan silang yang diikuti dengan pemutusan ikatan secara acak pada suhu lebih tinggi, tetapi tidak teurai menjadi monomernya.
PE terbagi menjadi 2, yaitu high density polyeteline (HDPE) yang memiliki kerapatan tinggi dan low density polyeteline (LDPE) yang merupakan PE dengan kerapatan rendah. Plastik HDPE bersifat kental dan tidak mudah sobek serta tahan akan lembab.
b) Polipropilen (PP)
Plastik PP bersifat tegar dan stabil terhadapt panas, tekanan, dan bahan kimia. PP merupakan plastik yang lebih kuat daripada PE. PP banyak dipakai untuk botol kemasan karena dapat dibentuk lebih tipis.
c) Politetrafluoroetilen (Teflon)
Politetrafluoroetilen tahan terhadap pelarut organik dan korosi. Politetrafluoroetilen hanya dapat terdegradasi oleh lelehan logam alkali atau alkali yang dilarutkan dalam amonia. Politetrafluoroetilen banyak digunakan untuk insulator listrik dan peralatan kimia.
d) Polivinilklorida (PVC)
PVC merupakan polimer yang memiliki substitusi klorin pada rantainya. Oleh karena itu, PVC lebih tahan api dibanding PE. PVC memiliki gaya tarik antara rantai polimer sehingga meningkatkan kekerasan plastik ini. PVC ini banyak dipakai untuk pipa air.
e) Polimetikmetakrilat (PMMA)
PMMA adalah polimer akrilik yang dikomersialkan dengan nama Lucite dan Plexiglass. PMMA berupa kristal bening sehingga banyak dipakai untuk jendela pesawat terbang dan lensa cahaya.
Polimer kondensasi
Polimer kondensasi adalah polimer yang terbentuk melalui reaksi kondensasi. Plastik sintetis yang pertama kali adalah bakelit dikembangkan oleh Baekland pada tahun 1905. Monomer bakelit adalah hasil reaksi antara formaldehid (CO2H) dan fenol (C6H5OH) membentuk fenol yang tersubstitusi. Pada suhu di atas 100 oC, fenol ini terkondensasi membentuk polifenoksi. Polifenoksi ini banyak dipakai untuk membuat asesoris.
Lalu pada tahun 1920, Carothers menemukan rumpun polimer kondensasi yang berupa poliamida dan poliester. Poliamida terbentuk dari reaksi antara diasilklorida dengan diamina.
Poliester dibuat melalui reaksi diasilklorida dengan dihidroksi.
Fiber sintetik yang pertama adalah nilon. Nilon dapat dibentuk dengan cara menuangkan larutan heksametilen diamina dalam air ke dalam larutan adipoilklorida dalan CH2Cl2.
Polimer nilon-6,6 terbentuk pada antarmuka antara kedua fasa larutan membentuk film tipis. Jika film ini disentuh dan ditarik akan tampak serat nilon seperti benang.
Polimer sintentik lainnya adalah polikarbonat yang terbentuk melalui reaksi esterkarbonat dan alkohol. Polikarbonat ini dikomersialkan dengan nama dagang Lexan. Lexan memiliki ketahanan tinggi terhadap panas dan cuaca sehingga banyak digunakan untuk protektor gelas, kerangka jendela, dan juga helm.
3. Keramik
Keramik adalah material padat anorganik non logam. Keramik dapat berupa kristalin ataupun nonkristalin. Keramik nonkristalin adalah material dengan struktur yang tidak beraturan (amorf), sedangkan kristalin memiliki struktur yang beraturan.
Struktur keramik bisa berupa jaringan kovalen, ikatan ion, ataupun gabungan keduanya. Secara umum keramik bersifat kerat dan stabil terhadap suhu tinggi. Bahan-bahan keramik berasal dari berbagai macam meliputi silikat, oksida logam, karbida, nitrida, dan alumina. Contoh keramik yang umu adalah semen, keramik cina, bata tahan api, dan suku cadang mesin.
Aplikasi keramik
Objek keramik bisa menjadi lebih tegar dan kuat ketika terbentuk dari campuran kompleks dua atau lebih material. Keramik yang terdiri dari campuran material disebut komposit. Komposit lebih efektif jika adanya penambahan fiber ke dalam keramik.
Komposit keramik secara luas dipakai sebagai alat pemotong logam. Contohnya, alumina yang diperkuat dengan silikon karbida dapat digunakan untuk memotong dan pengeras logam berbasis nikel. Beberapa keramik seperti SiO2 kuarsa merupakan material piezo electric. Ini adalah material yang dapat membangkitkan potensial listrik jika ditekan secara mekanik.
Kegunaan keramik yang paling populer adalah sebagai bahan untuk lantai mengkilap. Keramik ini bisa melindungi panas dari bumi sehingga lantai tetap dingin.
Keramik superkonduktor
Superkonduktor adalah material yang dapat menghantarkan listrik tanpa hambatan jika didinginkan sampai suhu tertentu. Artinya, arus listrik yang dialirkan pada superkonduktor tidak akan hilang menjadi panas. Sifat menarik lainnya dari superkonduktor adalah memiliki diamagnetis yang sempurna sehingga menolak semua medan magnet dengan sempurna.
Senyawa superkonduktor contohnya campuran ittrium-barium-tembaga oksida (YBa2Cu3O7) bersifat superkonduktor pada suhu 95 K dan campuran perak-barium-kalsium-tembaga-oksida (HgBa2Ca2Cu3O8+x) bersifat superkonduktor pada suhu 133 K. Kehebatan superkonduktor ini dapat digunakan dalam berbagai aplikasi seperti generator listrik, motor listrik, dan chip pada komputer.
4. Film tipis
Film tipis bermula pada abad ke-17, saat para seniman mempelajari cara mengecat pola pada objek keramik dengan larutan garam perak, yang kemudian dipanaskan sehingga garam teurai dan meninggalkan film tipis. Saat ini film tipis banyak digunakan untuk tujuan dekorasi dan proteksi. Film tipis dikembangkan dari bahan-bahan meliputi logam, oksida logam, dan bahan organik.
Film tipis tidak memiliki ketentuan tertentu dalam ketebalannya, tetapi pada umumnya memiliki ketebalan 0,1-300 μm. Film tipis harus memiliki sifat-sifat berikut:
• Stabil secara kimia dalam lingkungan yang diterapkan.
• Melekat pada permukaan yang akan dilapisi.
• Ketebalannya homogen.
• Komposisi kimianya dapat dimurnikan dan dikendalikan.
• Kerapatan imperfeksi yang rendah.
Film tipis sangat berguna pada mikroelektronik, digunakan terutama untuk konduktor, resistor, dan kapasitor. Film tipis secara luas juga digunakan untuk pelapis optik pada lensa untuk mengurangi refleksi cahaya dari permukaan lensa dan juga berfungsi untuk melindungi lensa.
Film tipis metalik digunakan untuk lapisan pelindung pada logam. Permukaan peralatan logam dilapisi film tipis keramik untuk meningkatkan kekerasannya. Contohnya pada mata bor untuk baja keras dilapisi dengan film tipis yang terbuat dari titanium nitrida atau tungsten karbida.
1. Kristal cair
Kristal cair merupakan material yang sangat unik dengan sifat di antara cairan dan kristal padat. Kristal cair ini adalah material yang dipakai untuk monitor atau televisi LCD (liquid crystal display). Kristal cair ini merupakan hasil dari seorang ilmuwan Austria bernama Frederick Reinitzer.
Gejala kristal cair
Zat padat pada umumnya memiliki struktur molekul yang teratur. Jika zat ini dicairkan, gaya antarmolekulnya akan pecah dan molekul-molekul ini akan bergerak secara acak.
Pada tahun 1888, Reinitzer menemukan senyawa organik, kolesterol benzoat memiliki sifat yang tidak wajar. Jika kolesterol benzoat dipanaskan pada suhu 145 oC akan mencair membentuk cairan seperti susu. Jika cairan dipanaskan terus-menerus sampai suhu 179 oC, cairan susu ini menjadi bening. Saat cairan ini didinginkan terjadi proses yang sebaliknya. Pada suhu 179 oC, cairan bening ini menjadi seperti susu dan memadat pada suhu 145 oC.
Hal ini bisa dijelaskan melalui proses perubahan fasa. Perubahan fasa pada kolesterol benzoat dari padat ke cair tidaklah langsung, tetapi melalui fasa antarmadya dahulu. Fasa antarmadya inilah fasa kristal cair, yaitu saat sebagian molekul memiliki struktur padat dan sebagian molekul lainnya bergerak bebas seperti cairan. Oleh karena struktur molekul yang seperti ini, kristal cair dapat menjadi sangat kental dan memiliki sifat di antara fasa padat dan cair. Fasa antarmadya ini memiliki transisi yang tegas seperti pada percobaan Reinetzer. Pemamfaatan kristal cair ini didasarkan pada fakta bahwa gaya antar-molekul lemah yang mempertahankan molekul tetap bersama di dalam kristal cair. Kristal cair ini sangat mudah terpengaruh dengan perubahan suhu, tekanan, medan listrik, dan magnet.
Jenis fasa kristal cair
Kristal cair memiliki beberapa fasa yang bergantung pada suhu. Jenis-jenis fasa tersebut adalah sebagai berikut:
1. Fasa nematik, yaitu fasa yang paling sederhana dan terbentuk pertama kali saat didinginkan. Dalam fasa ini, molekul terorientasi sejajar pada arah tertentu tetapi posisi molekul tetap tidak beraturan.
2. Fasa smektik, yaitu fasa kedua dari kristal cair. Pada fasa ini molekul memiliki orientasi yang sama dan posisinya juga beraturan sejajar. Contohnya ada fasa smektik A dan fasa smektik C.
3. Fasa kolestrik, yaitu fasa ketiga dari kristal cair. Pada fasa ini orientasi kristal cair membentuk kisi tiga dimensi yang beraturan. Orientasi molekul pada fasa ini berubah dari bidang ke bidang membentuk susunan heliks. Jarak antara bidang dengan orientasi yang sama disebut dengan bumbungan (Pitch, P).
Fasa ini dapat mendifraksi cahaya dengan panjang gelombang sebanding dengan bumbungannya. Jika, suhu berubah, maka nilai bumbungan berubah sehingga warna cahaya yang terdifraksi juga berubah. Maka kristal cair bisa dipakai sebagai sensor suhu.
Prinsip kerja kristal cair
Kristal cair memiliki orientasi yang sangat peka terhadap cahaya. Kepekaan inilah yang menjadi dasar penggunaan kristal cair menjadi layar televisi atau monitor komputer.
Kristal cair pada fasa nematik ditempatkan di antara dua filter polarisasi agar hanya cahaya dengan polarisasi tertentu yang bisa melewati filter tersebut. Kristal cair ini bekerja dengan ada atau tidaknya arus listrik yang dialirkan ke dalamnya:
1. Cahaya yang tidak terorientasi akan melewati filter polarisasi yang pertama dan hanya cahaya dengan orientasi yang sama dengan filter ini yang akan lewat. Lalu cahaya ini akan mengenai kristal cair, pada saat tidak ada medan listrik yang dialirkan ke dalam kristal cair, cahaya ini akan dapat melewati kristal cair dan orientasinya akan terputar sehingga sama dengan orientasi filter polarisasi yang kedua. Hasilnya, cahaya ini dapat melewati filter polarisasi kedua dan dipantulkan oleh cermin. Hasilnya, akan muncul tayangan berwarna putih.
2. Pada saat arus listrik diaruskan ke dalam kristal cair, orientasi molekul dan kristal cair akan menguat. Hasilnya, orientasi cahaya sebelum dan sesudah melewati kristal cair akan tetap. Orientasi ini berbeda dengan filter polarisasi kedua sehingga tidak ada cahaya yang dipantulkan oleh cermin. Hasilnya, akan muncul tayangan berwarna hitam.
2. Polimer
Polimer didefinisikan sebagai senyawa dengan massa molekul besar dan merupakan gabungan dari monomer pembentuknya. Polimer terbagi menjadi dua jenis yaitu polimer yang berasal dari alam disebut dengan polimer alam dan polimer yang dibuat di laboratorium disebut dengan polimer sintetik.
Polimer alam
Selulosa
Selulosa adalah polisakarida yang banyak dijumpai dalam dinding sel tanaman. Selulosa merupakan polimer yang terbentuk dari monomer β-D-glukosa. Panjang rantai selulosa beragam, dari ratusan sampai ribuan unit glukosa.
Kayu mengandung sekitar 50% selulosa dan kapas mengandung hampir 90% selulosa. Selulosa yang berasal dari kayu banyak mengandung kotoran sehingga harus dimurnikan dengan menggunakan campuran NaOH dan CS2. Dalam proses ini akan terbentuk cairan kental. Jika cairan kental ini kita masukkan ke dalam pipa berpori pada bak asam akan terbentuk fiber selulosa yang bisa dikenal dengan rayon. Proses yang mirip dengan ini bisa digunakan untuk membuat film tipis selulosa yang dikenal sebagai kertas selofan.
Jika kita perhatikan struktur monomer selulosa, monomer ini memiliki tiga gugus -OH yang dapat bereaksi dengan asam nitrat membentuk ester nitrat atau selulosa nitrat. Pada tahun 1869, John Wesley Hyatt menemukan bahwa campuran selulosa nitrat yang dilarutkan dalam alkohol menghasilkan plastik yang dinamakan seluloid. Seluloid ini mudah terbakar sehingga saat ini banyak digantikan dengan plastik jenis lain.
Karet alam
Karet alam tersusun dari monomer cis-1,4-isopropena dengan panjang rantai sekitar 5000 isopropena. Masalah utama pada karet alam adalah taktisitas atau cara penyusunan polimer yang teratur.
Polimer sintetik
Berdasarkan metode pembuatannya, polimer sintetik dapat digolongkan menjadi polimer adisi dan polimer kondensasi.
Polimer adisi
Polimer adisi adalah polimer yang terbentuk melalui reaksi adisi, yaitu reaksi yang melibatkan senyawa dengan ikatan rangkap yang kemudian diubah menjadi ikatan tunggal. Contoh polimer adisi:
a) Polietilin (PE)
PE adalah polimer yang sangat inert. Polimer ini tidak larut pada pelarut apapun dalam suhu kamar, akan tetapi dapat mengembung dalam cairan hidrokarbon dan karbon tetraklorida (CCl4). PE tahan terhadap asam dan basa dan hanya dapat dirusak dengan asam nitrat pekat. Jika dipanaskan, PE akan membentuk ikatan silang yang diikuti dengan pemutusan ikatan secara acak pada suhu lebih tinggi, tetapi tidak teurai menjadi monomernya.
PE terbagi menjadi 2, yaitu high density polyeteline (HDPE) yang memiliki kerapatan tinggi dan low density polyeteline (LDPE) yang merupakan PE dengan kerapatan rendah. Plastik HDPE bersifat kental dan tidak mudah sobek serta tahan akan lembab.
b) Polipropilen (PP)
Plastik PP bersifat tegar dan stabil terhadapt panas, tekanan, dan bahan kimia. PP merupakan plastik yang lebih kuat daripada PE. PP banyak dipakai untuk botol kemasan karena dapat dibentuk lebih tipis.
c) Politetrafluoroetilen (Teflon)
Politetrafluoroetilen tahan terhadap pelarut organik dan korosi. Politetrafluoroetilen hanya dapat terdegradasi oleh lelehan logam alkali atau alkali yang dilarutkan dalam amonia. Politetrafluoroetilen banyak digunakan untuk insulator listrik dan peralatan kimia.
d) Polivinilklorida (PVC)
PVC merupakan polimer yang memiliki substitusi klorin pada rantainya. Oleh karena itu, PVC lebih tahan api dibanding PE. PVC memiliki gaya tarik antara rantai polimer sehingga meningkatkan kekerasan plastik ini. PVC ini banyak dipakai untuk pipa air.
e) Polimetikmetakrilat (PMMA)
PMMA adalah polimer akrilik yang dikomersialkan dengan nama Lucite dan Plexiglass. PMMA berupa kristal bening sehingga banyak dipakai untuk jendela pesawat terbang dan lensa cahaya.
Polimer kondensasi
Polimer kondensasi adalah polimer yang terbentuk melalui reaksi kondensasi. Plastik sintetis yang pertama kali adalah bakelit dikembangkan oleh Baekland pada tahun 1905. Monomer bakelit adalah hasil reaksi antara formaldehid (CO2H) dan fenol (C6H5OH) membentuk fenol yang tersubstitusi. Pada suhu di atas 100 oC, fenol ini terkondensasi membentuk polifenoksi. Polifenoksi ini banyak dipakai untuk membuat asesoris.
Lalu pada tahun 1920, Carothers menemukan rumpun polimer kondensasi yang berupa poliamida dan poliester. Poliamida terbentuk dari reaksi antara diasilklorida dengan diamina.
Polimer sintentik lainnya adalah polikarbonat yang terbentuk melalui reaksi esterkarbonat dan alkohol. Polikarbonat ini dikomersialkan dengan nama dagang Lexan. Lexan memiliki ketahanan tinggi terhadap panas dan cuaca sehingga banyak digunakan untuk protektor gelas, kerangka jendela, dan juga helm.
3. Keramik
Keramik adalah material padat anorganik non logam. Keramik dapat berupa kristalin ataupun nonkristalin. Keramik nonkristalin adalah material dengan struktur yang tidak beraturan (amorf), sedangkan kristalin memiliki struktur yang beraturan.
Struktur keramik bisa berupa jaringan kovalen, ikatan ion, ataupun gabungan keduanya. Secara umum keramik bersifat kerat dan stabil terhadap suhu tinggi. Bahan-bahan keramik berasal dari berbagai macam meliputi silikat, oksida logam, karbida, nitrida, dan alumina. Contoh keramik yang umu adalah semen, keramik cina, bata tahan api, dan suku cadang mesin.
Aplikasi keramik
Objek keramik bisa menjadi lebih tegar dan kuat ketika terbentuk dari campuran kompleks dua atau lebih material. Keramik yang terdiri dari campuran material disebut komposit. Komposit lebih efektif jika adanya penambahan fiber ke dalam keramik.
Komposit keramik secara luas dipakai sebagai alat pemotong logam. Contohnya, alumina yang diperkuat dengan silikon karbida dapat digunakan untuk memotong dan pengeras logam berbasis nikel. Beberapa keramik seperti SiO2 kuarsa merupakan material piezo electric. Ini adalah material yang dapat membangkitkan potensial listrik jika ditekan secara mekanik.
Kegunaan keramik yang paling populer adalah sebagai bahan untuk lantai mengkilap. Keramik ini bisa melindungi panas dari bumi sehingga lantai tetap dingin.
Keramik superkonduktor
Superkonduktor adalah material yang dapat menghantarkan listrik tanpa hambatan jika didinginkan sampai suhu tertentu. Artinya, arus listrik yang dialirkan pada superkonduktor tidak akan hilang menjadi panas. Sifat menarik lainnya dari superkonduktor adalah memiliki diamagnetis yang sempurna sehingga menolak semua medan magnet dengan sempurna.
Senyawa superkonduktor contohnya campuran ittrium-barium-tembaga oksida (YBa2Cu3O7) bersifat superkonduktor pada suhu 95 K dan campuran perak-barium-kalsium-tembaga-oksida (HgBa2Ca2Cu3O8+x) bersifat superkonduktor pada suhu 133 K. Kehebatan superkonduktor ini dapat digunakan dalam berbagai aplikasi seperti generator listrik, motor listrik, dan chip pada komputer.
4. Film tipis
Film tipis bermula pada abad ke-17, saat para seniman mempelajari cara mengecat pola pada objek keramik dengan larutan garam perak, yang kemudian dipanaskan sehingga garam teurai dan meninggalkan film tipis. Saat ini film tipis banyak digunakan untuk tujuan dekorasi dan proteksi. Film tipis dikembangkan dari bahan-bahan meliputi logam, oksida logam, dan bahan organik.
Film tipis tidak memiliki ketentuan tertentu dalam ketebalannya, tetapi pada umumnya memiliki ketebalan 0,1-300 μm. Film tipis harus memiliki sifat-sifat berikut:
• Stabil secara kimia dalam lingkungan yang diterapkan.
• Melekat pada permukaan yang akan dilapisi.
• Ketebalannya homogen.
• Komposisi kimianya dapat dimurnikan dan dikendalikan.
• Kerapatan imperfeksi yang rendah.
Film tipis sangat berguna pada mikroelektronik, digunakan terutama untuk konduktor, resistor, dan kapasitor. Film tipis secara luas juga digunakan untuk pelapis optik pada lensa untuk mengurangi refleksi cahaya dari permukaan lensa dan juga berfungsi untuk melindungi lensa.
Film tipis metalik digunakan untuk lapisan pelindung pada logam. Permukaan peralatan logam dilapisi film tipis keramik untuk meningkatkan kekerasannya. Contohnya pada mata bor untuk baja keras dilapisi dengan film tipis yang terbuat dari titanium nitrida atau tungsten karbida.
Para ilmuwan kimia telah mengembangkan material yang sangat berguna dalam bidang pertanian. Dalam topik ini, kita akan membahas peranan kimia dalam pupuk dan pestisida.
Fungsi dan pengaruh unsur hara
Tanah yang gembur dan subur dapat menghasilkan tanaman yang subur. Kesuburan suatu tanaman dipengaruhi dari terpenuhinya kebutuhan berbagai senyawa dan mineral, yang dikenal sebagai unsur hara.
Untuk memenuhi fotosintesis, tanaman menyerap CO2 dari udara dan H2O dari dalam tanah. Tanaman juga memerlukan unsur-unsur lain yang diserap dari tanah melalui akar.
Salah satu unsur yang dibutuhkan oleh tanaman adalah nitrogen (N). Nitrogen ini banyak terdapat di udara dalam bentuk N2, akan tetapi tidak dapat digunakan langsung karena tanaman menggunakan unsur N dalam bentuk nitrat. Hanya tanaman kacang yang bisa mengikat langsung gas N2 dari udara. Unsur N diperlukan tanaman dalam pembentukan batang dan daun, khususnya untuk pembentukan protein, lemak, dan enzim. Kekurangan unsur N menyebabkan tanaman menjadi kurus dan kerdil.
Unsur yang diperlukan juga oleh tanaman adalah fosfor (P). Unsur P diperlukan untuk pembentukan akar dan asimilasi tanaman. Kekurangan unsur P akan menyebabkan tanaman menjadi kerdil dan menghambat pertumbuhannya.
Selain unsur N dan P, tanaman juga memerlukan kalium (K). Unsur kalium diperlukan dalam pembentukan protein dan karbohidrat melalui peningkatan fotosintesis bersama dengan magnesium. Unsur K juga bisa memperkuat bunga dan buah sehingga meningkatkan produksi tanaman. Kekurangan unsur K membuat daun tanaman mengerut dan keriting sehingga akhirnya layu dan akhirnya mati.
Selama pertumbuhannya, tanaman mengambil unsur-unsur ini dari tanah. Tanaman yang tidak dikonsumsi dan mati akan mengembalikan unsur-unsur ini ke dalam tanah. Jika lahan tanah telah dipanen maka akan berkurang kesuburannya karena kehilangan unsur-unsur ini.
Dalam pertanian tradisional, petani menanam kacang polong-polongan untuk meningkatkan kesuburan tanah. Akar dari kacang polong-polongan bisa mengikat N2 dari udara dan diubah menjadi amonia dengan bantuan bakteri tanah. Jika lahan pertaniannya sangat luas, metode ini tidak ekonomis. Untuk mengatasi hal tersebut, para ahli kimia mengembangkan pupuk.
Pupuk buatan
1. Pupuk nitrogen
Pupuk nitrogen yang paling sering digunakan adalah pupuk urea dan pupuk ZA (amonium nitrat). Dalam pupuk urea kadar nitrogennya cukup tinggi sekitar 46,7%. Oleh karena itu, penggunaan pupuk urea harus tepat. Untuk memudahkan penggunaan, pupuk urea perlu diubah dari bentuk padat menjadi pelet.
Urea diproduksi melalui reaksi amonia dan karbon dioksida pada suhu 140 oC dan tekanan 100 atm.
Urea adalah molekul netral dan gampang larut dalam air. Urea tidak bisa dikonsumsi langsung oleh tanaman, melainkan harus diubah menjadi senyawa nitrat oleh bakteri tanah.
Pupuk ZA dihasilkan dari reaksi amonia dengan asam nitrat.
Pupuk ZA ini dapat langsung dikonsumsi oleh tanaman. Akan tetapi, kekurangan pupuk ZA adalah bersifat asam dalam sehingga tanah akan menjadi asam. Pupuk ZA ini harus dicampur dengan kapur agar tanah menjadi netral.
Kesamaan dari kedua pupuk ini adalah menggunakan bahan dasar amonia. Dalam produksi industrinya, amonia disintesis dari gas nitrogen yang berasal dari udara.
2. Pupuk fosfor
Sumber utama pembuatan pupuk fosfor adalah deposit batuan yang mengandung fosfat, yaitu kalsium fosfat Ca3(PO4)2. Batuan ini tidak dapat langsung digunakan karena tidak larut dalam air. Untuk mengolahnya menjadi pupus fosfor, kalium fosfat ini bisa direaksikan dengan asam. Jika kalium fosfat ini direaksikan dengan asam sulfat akan terbentuk pupuk superfosfat atau dikomersialkan dengan nama pupus ES (Enkel Superfosfat). Reaksi kimianya:
Jika kalium fosfat ini direaksikan dengan asam fosfat, maka akan terbentuk pupuk TSP (tripel superfosfat). Reaksi kimianya:
Pupuk ES kurang diminati petani karena kadar fosfornya rendah (sekitar 20%). Pupuk TSP memiliki kadar fosfor yang lebih tinggi sekitar 50%, tetapi pupuk ini mudah larut dalam air. Oleh karena itu pupuk ini harus dikubur di dalam tanah yang agak dalam sehingga tidak terbawa air hujan.
3. Pupuk kalium
Pupuk kalium yang beredar di pasaran ada 2 jenis, yaitu pupuk KCl dan pupuk ZK (kalium sulfat K2SO4). Kedua jenis pupuk ini berwarna putih. Pupuk ini dibedakan dari kadar kaliumnya karea kedua pupuk ini tidak murni, tetapi mengadung pengotor. Kadar kalium pada pupuk ini seperti pada tabel ini:
Selain pupuk yang hanya mengandung satu macam unsur hara, ada juga pupuk yang mengadung campuran unsur hara seperti pupuk NP (mengadung unsur N dan P), pupuk NPK (mengandung unsur N, P, dan K). Macam-macam pupuk ini dan kandungannya bisa dilihat di tabel ini:
Unsur K berperan dalam proses fosforilasi bersama-sama dengan unsur Mg. Oleh karena itu, beberapa pupuk campuran juga mengadung unsur Mg.
Pupuk yang harus dipakai oleh petani bergantung dengan kesuburan tanah dan jenis tanaman yang ditanam. Untuk itu, para petani perlu diberi penyuluhan tentang pemakaian jenis pupuk dan para penyuluh ini perlu meneliti terlebih dahulu kadar unsur hara di dalam tanah agar jenis pupuk yang berikan cocok dengan tanaman yang akan ditanam.
Pestisida
Berdasarkan tingkat racun dan kegunaanya, pestisida dikelompokkan menjadi 4 golongan, yaitu golong A, golongan B, golongan C, dan golongan D.
1. Pestisida golongan A
Pestisida digolongkan ke dalam kelompok ini berdasarkan pada fungsinya, yaitu insektisida, herbisida, fungisida, dan rodentisida.
Insektisida adalah pestisida yang berfungsi untuk membasmi serangga, seperti kecoa, laba-laba, dan sejenisnya. Contoh insektisida: DDT, malation, aldrin, paration, dan karbaril.
Herbisida adalah pestisida yang berfungsi untuk membasmi tanaman yang merugikan petani seperti alang-alang dan rumput liar. Contoh herbisida: pentaklorofenol, amonium sulfonat, 2,4-diklorofenoksiasetat (2,4-D), dan 2,4,5-triklorofenoksiasetat (2,4,5-T).
Fungisida adalah pestisida untuk membasmi jamur. Contoh fungisida: organoerkuri dan natrium dikromat.
Rodentisida adalah pestisida untuk membasmi tikus. Contoh rodentisida: senyawa arsen.
2. Pestisida golongan B
Pestisida dalam golongan B didasarkan pada jenis bahan kimia yang terkandung di dalamnya. Jenis-jenisnya seperti pada tabel berikut:
Organoklor contohnya adalah aldrin, dieldrin, 2,4-diklorofenoksiasetat (2,4-D), dan 2,4,5-triklorofenoksiasetat (2,4,5-T). Aldrin dan dieldrin berguna untuk insektisida. 2,4-D dan 2,4,5-D berguna untuk herbisida.
Organofosfat contohnya adalah paration dan malation. Kedua senyawa ini tergolong ke dalam insektisida. Paration beracun untuk manusia sedangkan malation tidak terlalu beracun.
Karbamat adalah senyawa yang mengandung -NHCOO-. Contoh karbamat adalah isopropil N-fenilkarbamat (IPC) dan baygon. Isopropil-N-fenilkarbamat tergolong herbisida, sedangkan baygon tergolong insektisida.
3. Pestisida golongan C
Pestisida dalam golongan C didasarkan pada pengaruhnya terhadap hama. Contohnya pada tabel berikut ini:
4. Pestisida golongan D
Pestisida dalam golongan D didasarkan pada cara tindaknya terhadap hama. Contohnya seperti tabel berikut:
Pengendalian pestisida
Pestisida berguna untuk meningkatkan produksi pertanian, tetapi pemakaian yang tidak terkendali bisa mencemari tempat lain. Jika ini terjadi, makan pestisida bisa mencemari air sungai dan meracuni ikan sehingga merusak ekosistem. Selain itu, pestisida dapat terakumulasi pada makhluk hidup. Oleh karena itu, penggunaan pestisida perlu dikendalikan untuk menghindari efek samping yang tidak diharapkan.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan pestisida adalah sebagai berikut:
a. Kenali jenis hama yang akan dibasmi.
b. Kenali dampak positif dan negatif setiap pestisida yang akan dipakai.
c. Ikuti aturan pemakaian pestisida tertentu dan pastikan penggunaanya tidak mencemari lingkungan sekitar.
Fungsi dan pengaruh unsur hara
Tanah yang gembur dan subur dapat menghasilkan tanaman yang subur. Kesuburan suatu tanaman dipengaruhi dari terpenuhinya kebutuhan berbagai senyawa dan mineral, yang dikenal sebagai unsur hara.
Untuk memenuhi fotosintesis, tanaman menyerap CO2 dari udara dan H2O dari dalam tanah. Tanaman juga memerlukan unsur-unsur lain yang diserap dari tanah melalui akar.
Salah satu unsur yang dibutuhkan oleh tanaman adalah nitrogen (N). Nitrogen ini banyak terdapat di udara dalam bentuk N2, akan tetapi tidak dapat digunakan langsung karena tanaman menggunakan unsur N dalam bentuk nitrat. Hanya tanaman kacang yang bisa mengikat langsung gas N2 dari udara. Unsur N diperlukan tanaman dalam pembentukan batang dan daun, khususnya untuk pembentukan protein, lemak, dan enzim. Kekurangan unsur N menyebabkan tanaman menjadi kurus dan kerdil.
Unsur yang diperlukan juga oleh tanaman adalah fosfor (P). Unsur P diperlukan untuk pembentukan akar dan asimilasi tanaman. Kekurangan unsur P akan menyebabkan tanaman menjadi kerdil dan menghambat pertumbuhannya.
Selain unsur N dan P, tanaman juga memerlukan kalium (K). Unsur kalium diperlukan dalam pembentukan protein dan karbohidrat melalui peningkatan fotosintesis bersama dengan magnesium. Unsur K juga bisa memperkuat bunga dan buah sehingga meningkatkan produksi tanaman. Kekurangan unsur K membuat daun tanaman mengerut dan keriting sehingga akhirnya layu dan akhirnya mati.
Selama pertumbuhannya, tanaman mengambil unsur-unsur ini dari tanah. Tanaman yang tidak dikonsumsi dan mati akan mengembalikan unsur-unsur ini ke dalam tanah. Jika lahan tanah telah dipanen maka akan berkurang kesuburannya karena kehilangan unsur-unsur ini.
Dalam pertanian tradisional, petani menanam kacang polong-polongan untuk meningkatkan kesuburan tanah. Akar dari kacang polong-polongan bisa mengikat N2 dari udara dan diubah menjadi amonia dengan bantuan bakteri tanah. Jika lahan pertaniannya sangat luas, metode ini tidak ekonomis. Untuk mengatasi hal tersebut, para ahli kimia mengembangkan pupuk.
Pupuk buatan
1. Pupuk nitrogen
Pupuk nitrogen yang paling sering digunakan adalah pupuk urea dan pupuk ZA (amonium nitrat). Dalam pupuk urea kadar nitrogennya cukup tinggi sekitar 46,7%. Oleh karena itu, penggunaan pupuk urea harus tepat. Untuk memudahkan penggunaan, pupuk urea perlu diubah dari bentuk padat menjadi pelet.
Urea diproduksi melalui reaksi amonia dan karbon dioksida pada suhu 140 oC dan tekanan 100 atm.
2NH3(g) + CO2(g) ➝ NH2CONH2(s) + H2O(l)
Pupuk ZA dihasilkan dari reaksi amonia dengan asam nitrat.
NH3(g) + HNO3(aq) ➝ NH4NO3(s)
Kesamaan dari kedua pupuk ini adalah menggunakan bahan dasar amonia. Dalam produksi industrinya, amonia disintesis dari gas nitrogen yang berasal dari udara.
2. Pupuk fosfor
Sumber utama pembuatan pupuk fosfor adalah deposit batuan yang mengandung fosfat, yaitu kalsium fosfat Ca3(PO4)2. Batuan ini tidak dapat langsung digunakan karena tidak larut dalam air. Untuk mengolahnya menjadi pupus fosfor, kalium fosfat ini bisa direaksikan dengan asam. Jika kalium fosfat ini direaksikan dengan asam sulfat akan terbentuk pupuk superfosfat atau dikomersialkan dengan nama pupus ES (Enkel Superfosfat). Reaksi kimianya:
Ca3(PO4)2(s) + 2H2SO4(aq) + 4H2O(l) ➝ Ca(H2PO4)2(s) + 2(CaSO4.2H2O)(s)
Jika kalium fosfat ini direaksikan dengan asam fosfat, maka akan terbentuk pupuk TSP (tripel superfosfat). Reaksi kimianya:
Ca3(PO4)2(s) + 4H3PO4(aq) ➝ 3Ca(H2PO4)2(s)
Pupuk ES kurang diminati petani karena kadar fosfornya rendah (sekitar 20%). Pupuk TSP memiliki kadar fosfor yang lebih tinggi sekitar 50%, tetapi pupuk ini mudah larut dalam air. Oleh karena itu pupuk ini harus dikubur di dalam tanah yang agak dalam sehingga tidak terbawa air hujan.
3. Pupuk kalium
Pupuk kalium yang beredar di pasaran ada 2 jenis, yaitu pupuk KCl dan pupuk ZK (kalium sulfat K2SO4). Kedua jenis pupuk ini berwarna putih. Pupuk ini dibedakan dari kadar kaliumnya karea kedua pupuk ini tidak murni, tetapi mengadung pengotor. Kadar kalium pada pupuk ini seperti pada tabel ini:
| Pupuk | Kadar kalium |
| ZK 90 | 45 |
| ZK 96 | 50 |
| KCl 80 | 50 |
| KCl 90 | 53 |
| Jenis pupuk | Diamofos | Sendawa | NPK | Nitrofoska | Rustika |
| Kadar N(%) | 20 | 13 | 15 | 16 | 15 |
| Kadar P(%) | 50 | - | 15 | 16 | 15 |
| Kadar K(%) | - | 44 | 10 | 21 | 15 |
Pupuk yang harus dipakai oleh petani bergantung dengan kesuburan tanah dan jenis tanaman yang ditanam. Untuk itu, para petani perlu diberi penyuluhan tentang pemakaian jenis pupuk dan para penyuluh ini perlu meneliti terlebih dahulu kadar unsur hara di dalam tanah agar jenis pupuk yang berikan cocok dengan tanaman yang akan ditanam.
Pestisida
Berdasarkan tingkat racun dan kegunaanya, pestisida dikelompokkan menjadi 4 golongan, yaitu golong A, golongan B, golongan C, dan golongan D.
1. Pestisida golongan A
Pestisida digolongkan ke dalam kelompok ini berdasarkan pada fungsinya, yaitu insektisida, herbisida, fungisida, dan rodentisida.
Insektisida adalah pestisida yang berfungsi untuk membasmi serangga, seperti kecoa, laba-laba, dan sejenisnya. Contoh insektisida: DDT, malation, aldrin, paration, dan karbaril.
Herbisida adalah pestisida yang berfungsi untuk membasmi tanaman yang merugikan petani seperti alang-alang dan rumput liar. Contoh herbisida: pentaklorofenol, amonium sulfonat, 2,4-diklorofenoksiasetat (2,4-D), dan 2,4,5-triklorofenoksiasetat (2,4,5-T).
Fungisida adalah pestisida untuk membasmi jamur. Contoh fungisida: organoerkuri dan natrium dikromat.
Rodentisida adalah pestisida untuk membasmi tikus. Contoh rodentisida: senyawa arsen.
2. Pestisida golongan B
Pestisida dalam golongan B didasarkan pada jenis bahan kimia yang terkandung di dalamnya. Jenis-jenisnya seperti pada tabel berikut:
| Pestisida | Bahan |
| Oranik | Kimia organik |
| Anorganik | Kimia anorganik |
| Organoklor | Senyawa karbon mengandung klorin |
| Organofosfat | Senyawa karbon mengandung fosfat |
| Karbamat | Senyawa karbon mengandung gugus karbamat |
| Fumigan | Racun berasap |
| Mikrobial | Bahan kimia dari mikroorganisme |
| Botanikal | Bahan kimia dari tanaman |
Organofosfat contohnya adalah paration dan malation. Kedua senyawa ini tergolong ke dalam insektisida. Paration beracun untuk manusia sedangkan malation tidak terlalu beracun.
Karbamat adalah senyawa yang mengandung -NHCOO-. Contoh karbamat adalah isopropil N-fenilkarbamat (IPC) dan baygon. Isopropil-N-fenilkarbamat tergolong herbisida, sedangkan baygon tergolong insektisida.
3. Pestisida golongan C
Pestisida dalam golongan C didasarkan pada pengaruhnya terhadap hama. Contohnya pada tabel berikut ini:
| Jenis pestisida | Pengaruh |
| Repelant | Menjauhkan serangga |
| Defoliant | Menggugurkan daun |
| Perecat | Menggagalkan pertumbuhan |
4. Pestisida golongan D
Pestisida dalam golongan D didasarkan pada cara tindaknya terhadap hama. Contohnya seperti tabel berikut:
| Jenis racun | Cara tindakan |
| Racun perut | Membunuh jika termakan |
| Racun sentuh | Membunuh jika menyentuh kulit |
| Racun sistemik | Membunuh jika masuk dalam sistem organisme |
| Racun pracambah | Membunuh benih |
Pengendalian pestisida
Pestisida berguna untuk meningkatkan produksi pertanian, tetapi pemakaian yang tidak terkendali bisa mencemari tempat lain. Jika ini terjadi, makan pestisida bisa mencemari air sungai dan meracuni ikan sehingga merusak ekosistem. Selain itu, pestisida dapat terakumulasi pada makhluk hidup. Oleh karena itu, penggunaan pestisida perlu dikendalikan untuk menghindari efek samping yang tidak diharapkan.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan pestisida adalah sebagai berikut:
a. Kenali jenis hama yang akan dibasmi.
b. Kenali dampak positif dan negatif setiap pestisida yang akan dipakai.
c. Ikuti aturan pemakaian pestisida tertentu dan pastikan penggunaanya tidak mencemari lingkungan sekitar.
Untuk memproduksi makanan yang berkualitas, para ahli kimia menambahkan zat aditif ke dalam makanan. Zat aditif adalah zat kimia yang tidak biasa dimakan secara langsung, tetapi saat ditambahkan ke dalam makanan memberikan sifat dan rasa tertentu. Zat aditif sudah ada sejak jaman dahulu, contohnya adalah rempah-rempah yang merupakan zat aditif tradisional. Rempah-rempah ditambahkan ke dalam makanan untuk menambahkan cita rasa makanan.
Dengan berkembangnya ilmu kimia, zat aditif buatan mulai diolah secara kimia. Zat ini ada yang ditambahkan ke dalam makanan yang sudah diproses atau ketika makanan tersebut sedang diproses. Contoh zat aditif yang akan kita bahas di sini adalah pemanis buatan, pengawet buatan, zat antioksidan dan anti kempal, pewarna makanan, dan pecita rasa.
Pemanis buatan
Awalnya, pemanis buatan diberikan kepada konsumen tertentu guna menghindari konsumsi gula berkalori tinggi, seperti penderita diabetes. Pemanis makanan tradisional biasanya menggunakan gula aren atau gula tebu. Pemanis buatan yang diijinkan pemakaiannya oleh Departemen Kesehatan (Depkes) adalah sakarin, aspartam, dan sorbitol.
Sakarin adalah senyawa organik turunan benzena berbentuk kristal putih hampir tidak berbau. Rasa manis sakarin adalah 800 kali gula tebu. Sakarin memiliki dosis aman tidak melebihi 1 g per hari.
Aspartam adalah senyawa organik berbentuk serbuk putih, tidak berbau, dan higroskopis (menyerap air). Rasa manis aspartam adalah 200 kali gula tebu. Penggunaan aspartam yang bisa dikonsumsi per hari nya adalah 40 mg per kg berat badan. Aspartam sangat dianjurkan untuk tidak ditambahkan ke dalam makanan anak-anak.
Pemanis lain yang diperbolehkan pemakaiannya adalah siklamat dan sorbitol. Garam-garam siklamat sudah tidak diperboleh di Amerika Serikat karena bersifat karsinogen (berpotensi untuk menyebabkan kanker).
Pengawet buatan
Zat pengawet berguna untuk melindungi makanan agar tidak membusuk sehingga bisa bertahan lama dalam waktu lama tanpa mengurangi tingkat gizi dan rasanya. Bahan pengawet berperan dalam menghambat proses pengasaman, fermentasi, dan penguraian lainnya akibat adanya mikroorganisme dalam makanan.
Bahan-bahan pengawet yang banyak digunakan adalah asam benzoat, asam propionat, belerang dioksida, asam sorbat, senyawa natrium atau kalium dalam bentuk nitrat atau nitrit. Banyaknya bahan pengawet yang bisa dipakai berbeda-beda tergantung jenis makanan yang diawetkan.
Asam benzoat adalah zat pengawet yang berfungsi untuk mengendalikan pertumbuhan jamur dan bakteri. Asam benzoat yang dikonsumsi pada dosis tinggi dapat mengakibatkan iritasi pada lambung dan saluran pencernaan.
Asam propionat dapat digunakan untuk mengawetkan roti dan kue kering. Asam propionat mencegah tumbuhnya hama berupa binatang kapang. Asam sorbat mencegah binatang kapang dalam keju.
Zat antioksidan dan anti kempal
Zat antioksidan adalah zat yang berfungsi untuk mencegah oksidasi pada makanan. Makan pada umumnya tidak stabil. Jika lemak atau minyak dibiarkan pada udara terbuka makan akan teroksidasi dan bau tengik. Reaksi oksidasi ini menguraikan makanan menjadi molekul-molekul kecil sehingga merusak makanan. Masalah ini diatasi dengan menambahkan zat antioksidan untuk menghambat proses oksidasi. Contoh zat antioksidan adalah asam sitrat, asam askorbat, paraben (p-hidroksibenzoat), butilated hidroksi anisol (BHA), butilated hidroksi toluene (BHT), dan propilgalat.
Zat anti kempal adalah zat yang berguna untuk mencegah penggumpalan bahan makanan yang berbentuk serbuk. Contohnya adalah kalium silikat, silikon dioksida, dan kalsium fosfat.
Beberapa zat pernah diperbolehkan sebagai zat aditif makanan, tetapi setelah dikaji lebih lanjut ternyata lebih banyak bahayanya sehingga dilarang penggunaannya. Beberapa zat yang dilarang, yaitu boraks, asam salisilat, formalin, kalium klorat, dulsin, dietil pirokarbonat, dan klorampenikol.
Pewarna makanan
Pewarna alami memiliki jumlah yang terbatas dan biasanya setelah makanan diolah, pewarna ini akan pudar. Selain itu, pewarna alami juga tidak tahan lama karena proses pembusukan.
Pewarna buatan membuat makanan seolah-olah memiliki banyak warna dan menimbulkan daya tarik. Pewarna buatan biasanya memiliki bahan dasar senyawa aromatik diazonium. Beberapa pewarna buatan yang diizinkan oleh Depkes dapat dilihat pada tabel ini:
Beberapa pewarna buatan juga sudah dilarang karena bersifat karsinogenik (berpotensi untuk menyebabkan kanker), yaitu auramin (nama dagang: basic yellow 2), ponceau 3R (nama dagang:solvent yellow 5), sudan I (nama dagang: food yellow 14), rhodamin B (nama dagang: food red 15).
Selain pewarna makanan, ada juga zat pemutih makanan, contohnya hidrogen peroksida, kalium iodat, benzoil peroksida, dan aseton peroksida. Contoh penggunaan zat pemutih adalah pada tepung. Tepung yang masih baru berwarna kuning kecoklatan. Oleh karena itu, zat pemutih ditambahkan untuk memutihkan tepung sehingga membuatnya menarik. Hidrogen peroksida biasa digunakan untuk memutihkan warna susu yang akan dijadikan keju. Hidrogen peroksida juga digunakan untuk memutihkan kulit sapi yang selanjutnya diolah menjadi kerupuk kulit.
Pecita rasa dan aroma
Zat pecita rasa adalah zat yang dapat memberikan atau mempertegas rasa serta aroma dalam suatu produk makanan. Zat pecita rasa buatan contohnya adalah monosodium glutamat (MSG) atau dikenal sebagai vetsin. Zat ini tidak memiliki rasa jika dimakan langsung, tetapi dapat menimbulkan cita rasa saat ditambahkan ke dalam makanan.
Vetsin adalah asam amino karboksilat yang diperlukan oleh tubuh kita untuk membentuk protein. Pemakaian vetsin yang berlebihan akan berdampak buruk bagi tubuh kita, khususnya pada bayi dapat menimbulkan kerusakan otak.
Kebanyakan zat pecita rasa berasal dari senyawa kimia golongan ester. Senyawa ester paling banyak digunakan untuk memberi pecita rasa dan aroma buah-buahan. Beberapa senyawa ester yang biasa dipakai dalam minuman ringan, yaitu:
• Benzaldehida untuk menimbulkan rasa dan aroma buah lobi-lobi.
• Etilbutirat untuk menimbulkan rasa dan aroma buah nanas.
• Oktil asetat untuk menimbulkan rasa dan aroma buah jeruk.
• Amil asetat untuk menimbulkan rasa dan aroma buah pisang.
• Amil valerat untuk menimbulkan rasa dan aroma buah apel.
Dengan berkembangnya ilmu kimia, zat aditif buatan mulai diolah secara kimia. Zat ini ada yang ditambahkan ke dalam makanan yang sudah diproses atau ketika makanan tersebut sedang diproses. Contoh zat aditif yang akan kita bahas di sini adalah pemanis buatan, pengawet buatan, zat antioksidan dan anti kempal, pewarna makanan, dan pecita rasa.
Pemanis buatan
Awalnya, pemanis buatan diberikan kepada konsumen tertentu guna menghindari konsumsi gula berkalori tinggi, seperti penderita diabetes. Pemanis makanan tradisional biasanya menggunakan gula aren atau gula tebu. Pemanis buatan yang diijinkan pemakaiannya oleh Departemen Kesehatan (Depkes) adalah sakarin, aspartam, dan sorbitol.
Sakarin adalah senyawa organik turunan benzena berbentuk kristal putih hampir tidak berbau. Rasa manis sakarin adalah 800 kali gula tebu. Sakarin memiliki dosis aman tidak melebihi 1 g per hari.
Aspartam adalah senyawa organik berbentuk serbuk putih, tidak berbau, dan higroskopis (menyerap air). Rasa manis aspartam adalah 200 kali gula tebu. Penggunaan aspartam yang bisa dikonsumsi per hari nya adalah 40 mg per kg berat badan. Aspartam sangat dianjurkan untuk tidak ditambahkan ke dalam makanan anak-anak.
Pemanis lain yang diperbolehkan pemakaiannya adalah siklamat dan sorbitol. Garam-garam siklamat sudah tidak diperboleh di Amerika Serikat karena bersifat karsinogen (berpotensi untuk menyebabkan kanker).
Pengawet buatan
Zat pengawet berguna untuk melindungi makanan agar tidak membusuk sehingga bisa bertahan lama dalam waktu lama tanpa mengurangi tingkat gizi dan rasanya. Bahan pengawet berperan dalam menghambat proses pengasaman, fermentasi, dan penguraian lainnya akibat adanya mikroorganisme dalam makanan.
Bahan-bahan pengawet yang banyak digunakan adalah asam benzoat, asam propionat, belerang dioksida, asam sorbat, senyawa natrium atau kalium dalam bentuk nitrat atau nitrit. Banyaknya bahan pengawet yang bisa dipakai berbeda-beda tergantung jenis makanan yang diawetkan.
Asam benzoat adalah zat pengawet yang berfungsi untuk mengendalikan pertumbuhan jamur dan bakteri. Asam benzoat yang dikonsumsi pada dosis tinggi dapat mengakibatkan iritasi pada lambung dan saluran pencernaan.
Asam propionat dapat digunakan untuk mengawetkan roti dan kue kering. Asam propionat mencegah tumbuhnya hama berupa binatang kapang. Asam sorbat mencegah binatang kapang dalam keju.
Zat antioksidan dan anti kempal
Zat antioksidan adalah zat yang berfungsi untuk mencegah oksidasi pada makanan. Makan pada umumnya tidak stabil. Jika lemak atau minyak dibiarkan pada udara terbuka makan akan teroksidasi dan bau tengik. Reaksi oksidasi ini menguraikan makanan menjadi molekul-molekul kecil sehingga merusak makanan. Masalah ini diatasi dengan menambahkan zat antioksidan untuk menghambat proses oksidasi. Contoh zat antioksidan adalah asam sitrat, asam askorbat, paraben (p-hidroksibenzoat), butilated hidroksi anisol (BHA), butilated hidroksi toluene (BHT), dan propilgalat.
Zat anti kempal adalah zat yang berguna untuk mencegah penggumpalan bahan makanan yang berbentuk serbuk. Contohnya adalah kalium silikat, silikon dioksida, dan kalsium fosfat.
Beberapa zat pernah diperbolehkan sebagai zat aditif makanan, tetapi setelah dikaji lebih lanjut ternyata lebih banyak bahayanya sehingga dilarang penggunaannya. Beberapa zat yang dilarang, yaitu boraks, asam salisilat, formalin, kalium klorat, dulsin, dietil pirokarbonat, dan klorampenikol.
Pewarna makanan
Pewarna alami memiliki jumlah yang terbatas dan biasanya setelah makanan diolah, pewarna ini akan pudar. Selain itu, pewarna alami juga tidak tahan lama karena proses pembusukan.
Pewarna buatan membuat makanan seolah-olah memiliki banyak warna dan menimbulkan daya tarik. Pewarna buatan biasanya memiliki bahan dasar senyawa aromatik diazonium. Beberapa pewarna buatan yang diizinkan oleh Depkes dapat dilihat pada tabel ini:
| Nama pewarna | Nama dagang |
| Amaran | Food red 2 |
| Biru berlian | Food blue 2 |
| Eritrosin | Food red 3 |
| Hijau FCF | Food green 3 |
| Indigotin | Food blue 1 |
| Hijau S | Food green 4 |
Selain pewarna makanan, ada juga zat pemutih makanan, contohnya hidrogen peroksida, kalium iodat, benzoil peroksida, dan aseton peroksida. Contoh penggunaan zat pemutih adalah pada tepung. Tepung yang masih baru berwarna kuning kecoklatan. Oleh karena itu, zat pemutih ditambahkan untuk memutihkan tepung sehingga membuatnya menarik. Hidrogen peroksida biasa digunakan untuk memutihkan warna susu yang akan dijadikan keju. Hidrogen peroksida juga digunakan untuk memutihkan kulit sapi yang selanjutnya diolah menjadi kerupuk kulit.
Pecita rasa dan aroma
Zat pecita rasa adalah zat yang dapat memberikan atau mempertegas rasa serta aroma dalam suatu produk makanan. Zat pecita rasa buatan contohnya adalah monosodium glutamat (MSG) atau dikenal sebagai vetsin. Zat ini tidak memiliki rasa jika dimakan langsung, tetapi dapat menimbulkan cita rasa saat ditambahkan ke dalam makanan.
Vetsin adalah asam amino karboksilat yang diperlukan oleh tubuh kita untuk membentuk protein. Pemakaian vetsin yang berlebihan akan berdampak buruk bagi tubuh kita, khususnya pada bayi dapat menimbulkan kerusakan otak.
Kebanyakan zat pecita rasa berasal dari senyawa kimia golongan ester. Senyawa ester paling banyak digunakan untuk memberi pecita rasa dan aroma buah-buahan. Beberapa senyawa ester yang biasa dipakai dalam minuman ringan, yaitu:
• Benzaldehida untuk menimbulkan rasa dan aroma buah lobi-lobi.
• Etilbutirat untuk menimbulkan rasa dan aroma buah nanas.
• Oktil asetat untuk menimbulkan rasa dan aroma buah jeruk.
• Amil asetat untuk menimbulkan rasa dan aroma buah pisang.
• Amil valerat untuk menimbulkan rasa dan aroma buah apel.
Obat-obatan ada yang diproses secara kimia dan ada yang tradisional. Obat tradisional adalah obat-obatan yang diperoleh dari alam tanpa proses kimia. Obat-obatan yang diproses secara kimia ada yang berasal dari tumbuhan atau mikroorganisme dan diolah secara kimia atau juga diracik di laboratorium. Obat-obatan biasanya digolongkan menjadi analgesik, antibiotik, psikiatrik, dan hormon.
Analgesik
Analgesik adalah obat yang digunakan untuk mengurangi rasa sakit. Saat kita merasa sakit secara fisik, otak kita mengeluarkan zat kimia yang disebut dengan analgesik. Sejalan dengan perkembangan ilmu kimia dan farmasi, para ilmuwan berhasil menemukan struktur molekul analgesik dan membuat obatnya. Obat analgesik yang berada di pasaran pada umumnya: aspirin, parasetamol, dan kodein.
Aspirin
Pada abad ke-19, ditemukan asam salisilat yang berasal dari ekstrak pohon willow. Bayer membuat obat sejenis asam salisilat sintetik dan memasarkan dengan nama dagang aspirin.
Aspirin berfungsi untuk mengurangi rasa sakit, seperti sakit gigi atau sakit kepala. Penggunaan aspirin harus secara hati-hati karena bahan ini dapat melukai dinding usus dan memiliki sifat candu (ketagihan).
Parasetamol
Parasetamol dikomersialkan pertama kali dengan nama dagang panadol. Parasetamol memiliki kegunaan yang sama dengan aspirin, yaitu mengurangi rasa sakit dan menurunkan suhu tubuh. Parasetamol ini tidak seberbahaya aspirin karena tidak melukai dinding usus.
Kodein
Kodein adalah salah satu bahan kimia yang terdapat dalam madat atau candu. Kodein memiliki efek yang sama seperti morfin, yaitu digunakan untuk mengurangi sakit, hanya saja morfin dapat menimbulkan ketagihan sedangkan kodein tidak.
Kodein merupakan salah satu senyawa kimia yang terdapat pada obat sakit kepala. Kodein memiliki pengaruh yang lebih kuat daripada aspirin. Kodein menyebabkan pasien menjadi ngantuk. Kodein juga bertindak sebagai depresan, yaitu dapat mengurangi aktivitas otak dan saraf.
Kodein memang tidak menimbulan ketagihan seperti morfin, akan tetapi jika digunakan terus-menerus dalam dosis tinggi dapat mengancam kesehatan. Kodein dalam dosis tinggi dapat menyebabkan penglihatan kurang terang, tingkah laku seperti orang mabuk dan bingung.
Antibiotik
Antibiotik adalah bahan kimia yang dapat membunuh bakteri atau menghambat pertumbuhan mikroorganisme yang ada di dalam tubuh. Zat antibiotik yang sering dipakai umumnya berasal dari mikroorganisme Penicilium dan Streptomyces.
Antibiotik ada yang dapat membunuh berbagai jenis bakteri, ada juga yang hanya membunuh bakteri tertentu. Oleh sebab itu, antibiotik harus dibeli dengan resep dokter. Antibiotik yang baik adalah antibiotik yang dapat membunuh bakteri, tetapi tidak merusak jaringan sel tubuh.
Penisilin
Penisilin pada awalnya hanya dihasilkan dari mikroorganisme Penicilium sehingga namanya penisilin. Seiring berkembangnya ilmu kimia, beberapa tipe penisilin sudah dapat disintesis di laboratorium. Penisilin efektif dalam membunuh bakteri Staphylococci. Penyakit yang bisa disembuhkan dengan penisilin adalah gonorhoe, sifilis, dan pneumonia.
Setelah diteliti cukup lama, ditemukan bahwa bagian aktif dari penisilin adalah asam-6-amino-penicillamat, disingkat dengan 6-apa. Maka dari itu, antibiotik sintetik dibuat berdasarkan struktur molekul 6-apa.
Pada umumnya, penisilin adalah antibiotik yang aman untuk dikonsumsi, akan tetapi ada beberapa orang yang alergi terhadap penisilin. Reaksi dari alergi ini biasanya gatal-gatal dan kulit menjadi bercak merah.
Streptomisin
Penisilin dapat membunuh berbagai macam bakteri, tetapi tidak bisa membunuh bakteri Tuber colocys penyebab penyakit TBC. Untuk membunuh jenis bakteri ini digunakan antibiotik lain, yaitu streptomisin. Streptomisin dihasilkan oleh mikroorganisme Streptomyces.
Streptomisin tidak boleh dikonsumsi melalui saluran pencernaan karena dapat melukai dinding usus. Streptomisin harus diberikan kepada pasien melalui penyuntikan. Efek samping dari streptomisin biasanya demam, kulit bercak, muntah, dan sakit tenggorokan.
Psikiatris
Psikiatris adalah obat-obatan yang ketika dipakai akan mempengaruhi bagian tertentu dari sistem saraf. Ketika obat ini dikonsumsi maka orang yang mengkonsumsinya akan melakukan tindakan di luar kendali sistem saraf. Ada berbagai jenis obat psikiatris, contohnya stimulan dan depresan.
Stimulan
Stimulan digunakan untuk mempercepat tindakan sistem saraf. Zat stimulan yang berasal dari tubuh kita contohnya adalah adrenalin yang diproduksi oleh kelenjar adrenal. Stimulan bekerja dengan memacu kerja jantung lebih kuat shingga tubuh kita merasa lebih siap menghadapi kecemasan. Jenis obat stimulan di antaranya adalah amfetamin, kokain, dan obat-obat yang tergolong narkoba.
1. Amfetamin
Amfetamin digunakan untuk mengurangi rasa cemas yang berlebihan dan mengurangi selera makan. Konsumsi amfetamin juga membuat penggunanya merasa lebih berenergi dan gembira. Jika amfetamin digunakan dalam pasien tinggi maka orang akan menjadi agresif dan sering mengkhayal.
Obat-obatan yang termasuk amfetamin di antaranya dextro-amfetamin (dexedrina) dan metamfetamin (methedrina). Obat-obat ini sangat efektif dalam mengobati kecemasan tetapi dapat menimbulkan ketagihan.
2. Kokain
Kokain adalah sejenis alkaloid yang diekstrak dari pohon koka (Erythroxylon coca). Kokain merupakan stimulan yang kuat dan digunakan sebagai obat bius lokal. Obat ini dapat menimbulkan ketagihan dan tergolong narkoba.
Depresan
Depresan adalah obat yang berfungsi untuk mengurangi aktivitas sebagian otak dan sistem saraf. Orang yang mengkonsumsi depresan akan merasa ngantuk dan gembira. Contoh obat depresan adalah barbiturat dan trankuilizer. Kedua obat ini bersifat sedatif dan hipnotik, biasa digunakan untuk penderita sakit jiwa. Sedatif dipakai sebagai obat penenang, sedangkan hipnotik membuat pasien tidak tenang.
Barbiturat dalam dosis tinggi membuat orang berperilaku seperti mabuk hingga dapat mengakibatkan hilangnya keseimbangan tubuh. Dosis yang terlalu tinggi dapat menimbulkan kematian karena menyumbat saluran nafas.
Trankuilizer memiliki fungsi yang sama seperti barbiturat tetapi tidak menyebabkan ketagihan. Trankuilizer biasa digunakan untuk pasien psikoterapi.
Hormon
Hormon adalah salah satu senyawa karbon yang dihasilkan oleh kelenjar tubuh. Jika kelenjar hormon seseorang telah rusak maka diperlukan hormon sintetik agar tubuh dapat berfungsi secara normal.
Hormon dapat dikelompokkan menjadi dua golongan, yaitu golongan peptida dan golongan steroid. Golongan peptida terdiri dari molekul-molekul asam amino yang larut dalam air, misalnya insulin. Steroid adalah molekul besar yang dihasilkan dari kolesterol dan larut dalam lemak daripada dalam air. Contoh hormon steroid adalah kortison.
Insulin
Insulin adalah salah satu hormon yang berfungsi untuk mengendalikan kesetimbangan glukosa dalam darah. Insulin dihasilkan oleh pankreas. Insulin membiarkan sel tubuh menggunakan glukosa dalam darah.
Jika insulin tidak diproduksi dalam tubuh, maka kadar glukosa dalam darah akan meningkat. Keadaan seperti ini dinamakan penyakit diabetes melitus. Untuk mengobati penyakit ini, insulin disuntikkan ke dalam tubuh pasien. Jika kadar insulin terlalu tinggi, maka gula dalam darah akan terlampau rendah menyebabkan hipoglikemia.
Kortison
Kortison merupakan salah satu obat steroid. Kortison pada awalnya diperoleh dari korteks kelenjar adrenal. Pada tahun 1946, kortison telah berhasil disintesis dari empedu.
Kortison biasa digunakan untuk mengobati penyakit rheumatoid arthritis. Penyakit ini menyebabkan persendian menjadi bengkak, sakit, dan kejang-kejang. Kortison juga bisa digunakan untuk penyakit radang paru-paru, bengkak, asma, dan alergi.
Analgesik
Analgesik adalah obat yang digunakan untuk mengurangi rasa sakit. Saat kita merasa sakit secara fisik, otak kita mengeluarkan zat kimia yang disebut dengan analgesik. Sejalan dengan perkembangan ilmu kimia dan farmasi, para ilmuwan berhasil menemukan struktur molekul analgesik dan membuat obatnya. Obat analgesik yang berada di pasaran pada umumnya: aspirin, parasetamol, dan kodein.
Aspirin
Pada abad ke-19, ditemukan asam salisilat yang berasal dari ekstrak pohon willow. Bayer membuat obat sejenis asam salisilat sintetik dan memasarkan dengan nama dagang aspirin.
Aspirin berfungsi untuk mengurangi rasa sakit, seperti sakit gigi atau sakit kepala. Penggunaan aspirin harus secara hati-hati karena bahan ini dapat melukai dinding usus dan memiliki sifat candu (ketagihan).
Parasetamol
Parasetamol dikomersialkan pertama kali dengan nama dagang panadol. Parasetamol memiliki kegunaan yang sama dengan aspirin, yaitu mengurangi rasa sakit dan menurunkan suhu tubuh. Parasetamol ini tidak seberbahaya aspirin karena tidak melukai dinding usus.
Kodein
Kodein adalah salah satu bahan kimia yang terdapat dalam madat atau candu. Kodein memiliki efek yang sama seperti morfin, yaitu digunakan untuk mengurangi sakit, hanya saja morfin dapat menimbulkan ketagihan sedangkan kodein tidak.
Kodein merupakan salah satu senyawa kimia yang terdapat pada obat sakit kepala. Kodein memiliki pengaruh yang lebih kuat daripada aspirin. Kodein menyebabkan pasien menjadi ngantuk. Kodein juga bertindak sebagai depresan, yaitu dapat mengurangi aktivitas otak dan saraf.
Kodein memang tidak menimbulan ketagihan seperti morfin, akan tetapi jika digunakan terus-menerus dalam dosis tinggi dapat mengancam kesehatan. Kodein dalam dosis tinggi dapat menyebabkan penglihatan kurang terang, tingkah laku seperti orang mabuk dan bingung.
Antibiotik
Antibiotik adalah bahan kimia yang dapat membunuh bakteri atau menghambat pertumbuhan mikroorganisme yang ada di dalam tubuh. Zat antibiotik yang sering dipakai umumnya berasal dari mikroorganisme Penicilium dan Streptomyces.
Antibiotik ada yang dapat membunuh berbagai jenis bakteri, ada juga yang hanya membunuh bakteri tertentu. Oleh sebab itu, antibiotik harus dibeli dengan resep dokter. Antibiotik yang baik adalah antibiotik yang dapat membunuh bakteri, tetapi tidak merusak jaringan sel tubuh.
Penisilin
Penisilin pada awalnya hanya dihasilkan dari mikroorganisme Penicilium sehingga namanya penisilin. Seiring berkembangnya ilmu kimia, beberapa tipe penisilin sudah dapat disintesis di laboratorium. Penisilin efektif dalam membunuh bakteri Staphylococci. Penyakit yang bisa disembuhkan dengan penisilin adalah gonorhoe, sifilis, dan pneumonia.
Setelah diteliti cukup lama, ditemukan bahwa bagian aktif dari penisilin adalah asam-6-amino-penicillamat, disingkat dengan 6-apa. Maka dari itu, antibiotik sintetik dibuat berdasarkan struktur molekul 6-apa.
Pada umumnya, penisilin adalah antibiotik yang aman untuk dikonsumsi, akan tetapi ada beberapa orang yang alergi terhadap penisilin. Reaksi dari alergi ini biasanya gatal-gatal dan kulit menjadi bercak merah.
Streptomisin
Penisilin dapat membunuh berbagai macam bakteri, tetapi tidak bisa membunuh bakteri Tuber colocys penyebab penyakit TBC. Untuk membunuh jenis bakteri ini digunakan antibiotik lain, yaitu streptomisin. Streptomisin dihasilkan oleh mikroorganisme Streptomyces.
Streptomisin tidak boleh dikonsumsi melalui saluran pencernaan karena dapat melukai dinding usus. Streptomisin harus diberikan kepada pasien melalui penyuntikan. Efek samping dari streptomisin biasanya demam, kulit bercak, muntah, dan sakit tenggorokan.
Psikiatris
Psikiatris adalah obat-obatan yang ketika dipakai akan mempengaruhi bagian tertentu dari sistem saraf. Ketika obat ini dikonsumsi maka orang yang mengkonsumsinya akan melakukan tindakan di luar kendali sistem saraf. Ada berbagai jenis obat psikiatris, contohnya stimulan dan depresan.
Stimulan
Stimulan digunakan untuk mempercepat tindakan sistem saraf. Zat stimulan yang berasal dari tubuh kita contohnya adalah adrenalin yang diproduksi oleh kelenjar adrenal. Stimulan bekerja dengan memacu kerja jantung lebih kuat shingga tubuh kita merasa lebih siap menghadapi kecemasan. Jenis obat stimulan di antaranya adalah amfetamin, kokain, dan obat-obat yang tergolong narkoba.
1. Amfetamin
Amfetamin digunakan untuk mengurangi rasa cemas yang berlebihan dan mengurangi selera makan. Konsumsi amfetamin juga membuat penggunanya merasa lebih berenergi dan gembira. Jika amfetamin digunakan dalam pasien tinggi maka orang akan menjadi agresif dan sering mengkhayal.
Obat-obatan yang termasuk amfetamin di antaranya dextro-amfetamin (dexedrina) dan metamfetamin (methedrina). Obat-obat ini sangat efektif dalam mengobati kecemasan tetapi dapat menimbulkan ketagihan.
2. Kokain
Kokain adalah sejenis alkaloid yang diekstrak dari pohon koka (Erythroxylon coca). Kokain merupakan stimulan yang kuat dan digunakan sebagai obat bius lokal. Obat ini dapat menimbulkan ketagihan dan tergolong narkoba.
Depresan
Depresan adalah obat yang berfungsi untuk mengurangi aktivitas sebagian otak dan sistem saraf. Orang yang mengkonsumsi depresan akan merasa ngantuk dan gembira. Contoh obat depresan adalah barbiturat dan trankuilizer. Kedua obat ini bersifat sedatif dan hipnotik, biasa digunakan untuk penderita sakit jiwa. Sedatif dipakai sebagai obat penenang, sedangkan hipnotik membuat pasien tidak tenang.
Barbiturat dalam dosis tinggi membuat orang berperilaku seperti mabuk hingga dapat mengakibatkan hilangnya keseimbangan tubuh. Dosis yang terlalu tinggi dapat menimbulkan kematian karena menyumbat saluran nafas.
Trankuilizer memiliki fungsi yang sama seperti barbiturat tetapi tidak menyebabkan ketagihan. Trankuilizer biasa digunakan untuk pasien psikoterapi.
Hormon
Hormon adalah salah satu senyawa karbon yang dihasilkan oleh kelenjar tubuh. Jika kelenjar hormon seseorang telah rusak maka diperlukan hormon sintetik agar tubuh dapat berfungsi secara normal.
Hormon dapat dikelompokkan menjadi dua golongan, yaitu golongan peptida dan golongan steroid. Golongan peptida terdiri dari molekul-molekul asam amino yang larut dalam air, misalnya insulin. Steroid adalah molekul besar yang dihasilkan dari kolesterol dan larut dalam lemak daripada dalam air. Contoh hormon steroid adalah kortison.
Insulin
Insulin adalah salah satu hormon yang berfungsi untuk mengendalikan kesetimbangan glukosa dalam darah. Insulin dihasilkan oleh pankreas. Insulin membiarkan sel tubuh menggunakan glukosa dalam darah.
Jika insulin tidak diproduksi dalam tubuh, maka kadar glukosa dalam darah akan meningkat. Keadaan seperti ini dinamakan penyakit diabetes melitus. Untuk mengobati penyakit ini, insulin disuntikkan ke dalam tubuh pasien. Jika kadar insulin terlalu tinggi, maka gula dalam darah akan terlampau rendah menyebabkan hipoglikemia.
Kortison
Kortison merupakan salah satu obat steroid. Kortison pada awalnya diperoleh dari korteks kelenjar adrenal. Pada tahun 1946, kortison telah berhasil disintesis dari empedu.
Kortison biasa digunakan untuk mengobati penyakit rheumatoid arthritis. Penyakit ini menyebabkan persendian menjadi bengkak, sakit, dan kejang-kejang. Kortison juga bisa digunakan untuk penyakit radang paru-paru, bengkak, asma, dan alergi.