I. Air dan Buffer.

Presentasi berjudul: "I. Air dan Buffer."— Transcript presentasi:

1 I. Air dan Buffer

2 AIR Ikatan antar molekul air Titik didih : tinggi
Polaritas : momen dipol tinggi Tetapan dielektrik : tinggi

3 Struktur air Hydrogen bond network of waters

4 Sifat fisika air

5 Struktur Es Dalam keadaan membeku, molekul air membentuk maksimum 4 ikatan hidrogen, sehingga tercipta kisi kristal yang teratur. Dalam keadaan cair, jumlah ikatan hidrogen rata-rata adalah 3,4.

6 Interaksi molekul air dengan zat terlarut
Pembentukan ikatan hidrogen Interaksi elektrostatik Interaksi molekul air dengan zat terlarut mengganggu jaringan ikatan hidrogen antar molekul air, tetapi gangguan ini dikompensasi oleh pembentukan ikatan hidrogen baru dengan zat terlarut atau oleh pembentukan interaksi eletrostatik antara ion dan molekul air.

7 Interaksi air dengan molekul non-polar
Gangguan molekul non-polar terhadap putusnya jaringan ikatan hidrogen tidak terkompensasi dengan pembentukan ikatan baru. Oleh karena itu entalpi pelarutan (Hsol < 0). Pelarutan molekul non-polar juga akan menurunkan entropi (S < 0). Molekul air disekitar molekul non-polar akan memaksimalkan ikatan hidrogennya mirip dengan struktur air. Struktur air ini disebut “clathrate”.

8 Interaksi molekul air dengan molekul amphipatik
Amphipatik adalah suatu senyawa yang mengandung gugus hidrofil dan hidrofob

9 Interaksi molekul air dengan molekul amphipatik
Molekul-molekul air memaksa lipida untuk berasosiasi dan meletakan ujung polar ke bagian luar

10 Pembentukan misel Motivasi pembentukan misel adalah untuk menaikan kembali entropi air yang terkekang disekitar bagian lipid yang nonpolar. Alasan ini pula yang mendasari terbentuknya interaksi hidrofobik.

11 Kenaikan entropi air juga menjadi pendorong interaksi enzim dan substrat.

12

13 Tipe interaksi non-kovalen

14 Sifat interaksi nonkovalen
Interaksi nonkovalen memerlukan energi lebih kecil untuk diputuskan dibanding ikatan kovalen. Interaksi nonkovalen diperlukan untuk menjaga struktur tiga dimensi makromolekul dan untuk menstabilkan asosiasi spesifik antar makromolekul.

15 Multiple weak bonds stabilize large molecule interactions

16 Isotonik, hipertonik, dan hipotonik

17 Ionisasi Air Air terstruktur dapat terionisasi secara spontan
Hanya sebagian kecil fraksi dari molekul air yang terionisasi. Ionisasi menghasilkan ion hidronium dan hidroksida. [H3O+] [OH-] Satu untuk satu Ionisasi menghasilkan suatu larutan netral

18 Ionisasi Air Persamaan Ionisasi H2O + H2O H3O+ + OH- [H3O+][OH-] H2O
Keq = [H3O+][OH-] [H2O]2 H2O [H+][OH-] Keq = [H2O] [H2O] = 1000 g / 18 g/gMwt = M

19 1 x 10-7 = [H+] dalam suatu larutan netral
Ionisasi Air [H2O] x Keq = [H+][OH-] [55.5] x (1.8 x 10-16) = 1 x 10-14 1 x = [H+][OH-] Since [H+] = [OH-] 1 x = [H+]2 1 x 10-7 = [H+] dalam suatu larutan netral

20 Ionisasi Air pH + pOH = 14 pH = -log [H+] pOH = -log[OH-]
pKw = -log[10-14] = 14 pKa = -log Ka Sehingga: Jika [H+][OH-] = 1 x 10-14 Maka; -log[H+] + -log[OH-] = -log 1 x 10-14 pH + pOH = 14

21 PERSAMAAN HENDERSON-HASSELBALCH
HA H+ + A- Ka = [H+][A-] [HA] pH = pKa + log [A-] [HA] [H+] = [HA] [A-] Ka Ambil nilai log dari kedua suku: log [H+] = log Ka + log [HA] [A-] Dikalikan dengan -1 [A-] [HA] log [H+] = log Ka + log

22

23 Ampholit dan poliampholit
Banyak senyawa biomolekul mengandung gugus asam/basa lemah. Ampholit: suatu molekul yang memiliki kedua gugus asam dan basa. Contoh asam amino. Protein adalah poliampholit. Muatan ampholit bergantung pada pH. pH rendah ampholit bermuatan positif pH tinggi ampholit bermuatan negatif pH pada keadaan ampholit isoelektrik diberi simbol pI

24 Pengaruh pH pada konsentrasi spesi ampholit

25 Pengaruh pH terhadap aktivitas
Respons gugus asam/basa dalam biomolekul terhadap perubahan pH dalam daerah fisiologisnya sangat penting terhadap fungsinya.

26 Perubahan pH fisiologis banyak yang berhubungan dg proses di dalam sel

27 Kebergantungan muatan makroion terhadap pH

28 Makroion dalam larutan garam

29 Efek kekuatan ion pada kelarutan makroion
Pada kekuatan ion rendah, atmosfer counterion memiliki kerapatan yang rendah, sehingga interaksi elektrostatik antar makroion masih kuat  asosiasi makroion (agregasi)  kelarutan rendah. Semakin tinggi kekuatan ion  kerapatan atmosfer counter ion bertambah  interaksi elektrostatik antar makroion teredam oleh atmosfer counterion  agregasi dapat dicegah  kelarutan meningkat. (Salting in)

30 Salting out Pada konsentrasi garam yang sangat tinggi, air yang digunakan untuk mensolvasi protein diambil untuk menghidrasi counterion. Hal ini menyebabkan pengendapan protein. Kondisi ini disebut salting out. Salting in dan salting out banyak dimanfaatkan dalam pemurnian protein. Contoh: pemisahan protein dengan fraksinasi amonium sulfat.

31 Air sebagai reaktan