RADIKAL BEBAS
Radikal bebas adalah suatu atom, molekul, atau ion yang mempunyai elektron tak berpasangan. Elektron yang tak berpasangan ini membuat radikal bebas sangat reaktif terhadap senyawa lain atau terhadap sejenisnya. Molekul-molekul radikal bebas dapat berdimerisasi atau berpolimerisasi secara spontan jika bersentuhan satu sama lain. Radikal bebas stabil hanya jika pada konsentrasi sangat rendah dalam media inert atau hampa.
Contoh radikal bebas sederhana adalah radikal hidroksil (HO•), yaitu senyawa yang mempunyai satu atom hidrogen terikat pada satu atom oksigen. Contoh radikal bebas yang lain adalah karben (:CH2) yang mempunyai dua elektron tak berpasangan, dan anion superoksida (•O−
2) yaitu molekul yang kelebihan elektron. Perhatikan radikal bebas oksigen berikut ini.
Pembentukan radikal bebas diakibatkan oleh adanya pemeahan ikatan kovalen secara homolitik. Pemecahan homolitik membutuhkan energi yang sangat besar. Sebagai contoh, pemecahan H2 menjadi 2H· mempunyai ΔH° sebesar +435 kJ/mol dan Cl2 menjadi 2Cl· membutuhkan +243 kJ/mol. Hal ini dikenal dengan energi disosiasi homolitik yang disingkat denganDH°. Energi ikatan antara dua atom berikatan kovalen dipengaruhi oleh struktur molekul. Pemecahan homolitik kebanyakan terjadi pada dua atom yang mempunyai elektronegativitas yang hampir sama. Dalam kimia organik, sering terjadi pada ikatan O-O pada peroksida.
A. Struktur Kimia Radikal Bebas
Atom terdiri dari nukleus, proton, dan elektron. Jumlah proton (bermuatan positif) dalam
nukleus menentukan jumlah dari elektron (bermuatan negatif) yang mengelilingi atom
tersebut. Elektron berperan dalam reaksi kimia dan merupakan bahan yang
menggabungkan atom-atom untuk membentuk suatu molekul. Elektron mengelilingi, atau
mengorbit suatu atom dalam satu atau lebih lapisan. Jika satu lapisan penuh, elektron
akan mengisi lapisan kedua. Lapisan kedua akan penuh jika telah memiliki 8 elektron,
dan seterusnya. Gambaran struktur terpenting sebuah atom dalam menentukan sifat
kimianya adalah jumlah elektron pada lapisan luarnya. Suatu bahan yang elektron lapisan
luarnya penuh tidak akan terjadi reaksi kimia. Karena atom-atom berusaha untuk
mencapai keadaan stabilitas maksimum, sebuah atom akan selalu mencoba untuk
melengkapi lapisan luarnya dengan :
a. Menambah atau mengurangi elektron untuk mengisi maupun mengosongkan
lapisan luarnya.
b. Membagi elektron-elektronnya dengan cara bergabung bersama atom yang lain
dalam rangka melegkapi lapisan luarnya.
Mekanisme reaksi radikal menggunakan panah bermata tunggal untuk menjelaskan pergerakan elektron tunggal :
Radikal bebas metil juga sangat reaktif. Dalam tahap propagasi kedua, radikal bebas metil merebut sebuah atom klor dari dalam molekul Cl2.
① inisiator dipicu oleh dekomposisi inisiator radikal bebas
② inisiator termal, monomer dipanaskan oleh langsung, buka ikatan ganda dari radikal monomer vinil diproduksi
③ sebuah fotoinisiator, cahaya eksitasi, sehingga banyak polimerisasi radikal bebas dari monomer vinil,
④ radiasi dipicu oleh radiasi energi tinggi, monomer diserap dan didekomposisi menjadi radiasi radikal bebas
⑤ plasma diinduksi plasma dapat menyebabkan pembentukan polimerisasi radikal bebas dari monomer, juga bisa membuat heterosiklik polimerisasi pembukaan cincin
⑥ microwave dipicu microwave dapat langsung menyebabkan beberapa polimerisasi radikal monomer vinil.
permasalahan :
mengapa pada molekul radikal bebas ketika kehilangan elektron menyebabkan molekul tersebut menjadi tidak stabil?
Contoh radikal bebas sederhana adalah radikal hidroksil (HO•), yaitu senyawa yang mempunyai satu atom hidrogen terikat pada satu atom oksigen. Contoh radikal bebas yang lain adalah karben (:CH2) yang mempunyai dua elektron tak berpasangan, dan anion superoksida (•O−
2) yaitu molekul yang kelebihan elektron. Perhatikan radikal bebas oksigen berikut ini.
A. Struktur Kimia Radikal Bebas
Atom terdiri dari nukleus, proton, dan elektron. Jumlah proton (bermuatan positif) dalam
nukleus menentukan jumlah dari elektron (bermuatan negatif) yang mengelilingi atom
tersebut. Elektron berperan dalam reaksi kimia dan merupakan bahan yang
menggabungkan atom-atom untuk membentuk suatu molekul. Elektron mengelilingi, atau
mengorbit suatu atom dalam satu atau lebih lapisan. Jika satu lapisan penuh, elektron
akan mengisi lapisan kedua. Lapisan kedua akan penuh jika telah memiliki 8 elektron,
dan seterusnya. Gambaran struktur terpenting sebuah atom dalam menentukan sifat
kimianya adalah jumlah elektron pada lapisan luarnya. Suatu bahan yang elektron lapisan
luarnya penuh tidak akan terjadi reaksi kimia. Karena atom-atom berusaha untuk
mencapai keadaan stabilitas maksimum, sebuah atom akan selalu mencoba untuk
melengkapi lapisan luarnya dengan :
a. Menambah atau mengurangi elektron untuk mengisi maupun mengosongkan
lapisan luarnya.
b. Membagi elektron-elektronnya dengan cara bergabung bersama atom yang lain
dalam rangka melegkapi lapisan luarnya.
Gambar radikal bebas
B. Tipe Radikal Bebas
Tipe radikal bebas turunan oksigenreaktif sangat signifikan dalamtubuh.Oksigen reaktif ini mencakupsuperoksida (O2), hidroksil (`OH), peroksil (ROO`), hydrogen peroksida (H2O2), singlet oksigen (O2), oksidanitrit (NO), peroksi nitrit (ONOO) danasam hipoklorit (HOCl). Sumberradikal bebas, baik endogenusmaupun eksogenus terjadi melaluisederetan mekanisme reaksi.Yang pertama pembentukan awal radikalbebas (inisiasi), lalu perambatan atauterbentuknya radikal baru (propagasi), dan tahap terakhir (terminasi), yaitupemusnahan atau pengubahanmenjadi radikal bebas stabil dan takreaktif
C. Mekanisme Reaksi Pembentukan Radikal Bebas
Dalam reaksi kimia, radikal bebas sering dituliskan sebagai titik yang ditempatkan pada simbol atom atau molekul. Contoh penulisan radikal bebas berikut sebagai hasil dari pemecahan homolitik:
Cl2 → Cl• + Cl•
Mekanisme reaksi radikal menggunakan panah bermata tunggal untuk menjelaskan pergerakan elektron tunggal :
Pemutusan homolitik pada pemecahan ikatan digambarkan dengan penarikan satu elektron. Hal ini digunakan untuk membedakan dengan pemutusan heterolitik yang menggunakan anak panah bermata ganda pada umumnya.
Radikal bebas juga memainkan peran terhadap adisi radikal dan substitusi radikal sebagai intermediet yang sangat reaktif. Reaksi rantai melibatkan radikal bebas yang biasanya dibagi menjadi tiga tahap, meliputi inisiasi, propagasi dan terminasi. Contoh dalam hal ini adalah reaksi klorinasi metana.
Radikal bebas juga memainkan peran terhadap adisi radikal dan substitusi radikal sebagai intermediet yang sangat reaktif. Reaksi rantai melibatkan radikal bebas yang biasanya dibagi menjadi tiga tahap, meliputi inisiasi, propagasi dan terminasi. Contoh dalam hal ini adalah reaksi klorinasi metana.
a) Inisiasi
Inisiasi adalah tahap pembentukan awal radikal-radikal bebas. Hal ini menyebabkan jumlah radikal bebas meningkat pesat. Dalam klorinasi metana, tahap inisiasi adalah pemutusan secara homolitik ikatan Cl-Cl.
Cl2 → Cl• + Cl•
b) Propagasi
Propagasi adalah reaksi yang melibatkan radikal bebas yang mana jumlah radikal bebas akan tetap sama. Setelah terbentuk, radikal bebas klor akan menjalani sederetan reaksi. Tahap propagasi yang pertama adalah radikal bebas klor yang merebut sebuah atom hidrogen dari dalam molekul metana, menghasilkan radikal bebas metil dan HCl.
Cl• + H:CH3 + 1 kkal/mol → H:Cl + •CH3
Radikal bebas metil juga sangat reaktif. Dalam tahap propagasi kedua, radikal bebas metil merebut sebuah atom klor dari dalam molekul Cl2.
c) Terminasi
Terminasi adalah reaksi yang berujung pada turunnya jumlah radikal bebas. Umumnya, penurunan ini diakibatkan oleh adanya penggabungan radikal bebas yang masih tersisa.
Cl• + •CH3 → CH3Cl
Senyawa organik (senyawa organik) reaksi kimia terjadi ketika bagian selalu disertai dengan ikatan kovalen (ikatan kovalen) fraktur dan generasi baru ikatan kovalen. Seperti radikal tirosin (tirosin radikal), pemecahan ikatan kovalen bisa dalam dua cara: homolytic (pembelahan ikatan homolytic) dan iso retak (heterolyticcleavage). Pendekatan pembelahan ikatan dua elektron ikatan antara dua atom atau fragmen yang terlibat dalam proses alokasi obligasi rata-rata disebut homolytic (homolyticbondcleavage). Dua ikatan elektron dapat dinyatakan sebagai pemisahan dua mulai dari tombol panah tunggal. Fragmen yang dibentuk dengan elektron yang tidak berpasangan, seperti H ·, · CH, Cl · dan sebagainya. Jika satu atau lebih atom, yang dikenal sebagai radikal bebas (radikal). Karena memiliki elektron tidak berpasangan, radikal bebas dan atom-atom bebas sangat hidup, sering tidak terisolasi. Namun, dalam banyak reaksi, atom radikal dan bebas dalam bentuk peralihan, meskipun pada konsentrasi yang sangat rendah, waktu tinggal sangat singkat. Reaksi ini disebut reaksi radikal (reaksi radikal).
Metode menghasilkan radikal bebas :
② inisiator termal, monomer dipanaskan oleh langsung, buka ikatan ganda dari radikal monomer vinil diproduksi
③ sebuah fotoinisiator, cahaya eksitasi, sehingga banyak polimerisasi radikal bebas dari monomer vinil,
④ radiasi dipicu oleh radiasi energi tinggi, monomer diserap dan didekomposisi menjadi radiasi radikal bebas
⑤ plasma diinduksi plasma dapat menyebabkan pembentukan polimerisasi radikal bebas dari monomer, juga bisa membuat heterosiklik polimerisasi pembukaan cincin
⑥ microwave dipicu microwave dapat langsung menyebabkan beberapa polimerisasi radikal monomer vinil.
permasalahan :
mengapa pada molekul radikal bebas ketika kehilangan elektron menyebabkan molekul tersebut menjadi tidak stabil?
Apa yang menyebabkan fenol tergolong ke dalam inhibitor radikal bebas? Tolong jelaskan
BalasHapusBagaimana terjadinya jika Molekul-molekul radikal bebas dapat berdimerisasi atau berpolimerisasi secara spontan jika bersentuhan satu sama lain ?
BalasHapusBaiklah saya rasa ada yang kurang dari materi anda, saya ingin menambahkan sedikit
BalasHapusKereaktifitasan radikal bebas
Radikal bebas merupakan senyawa yang terkenal sangat reaktif karena mempunyai elektron menyendiri atau tak berpasangan. Intermediet radikal alkil distbilkan oleh proses fisika yang hampir sama dengan karbokation. Semakin tinggi tingkat subsitusi alkil, maka stabilitas radikal alkil juga semakin tinggi. Dengan demikian, pembentukan radikal tersier (R3C·) lebih mudah daripada radikal sekunder (R2HC·), dan jauh lebih mudah daripada radikal primer (RH2C·). Maka radikal yang terletak di sisi gugus fungsi seperti karbonil, nitril, dan eter akan lebih stabil daripada radikal alkil tersier.
Radikal dapat menyerang ikatan rangkap. Walaupun demikian, tidak seperti ion yang serupa, beberapa reaksi radikal tidak dilangsungkan oleh interaksi elektrostatik. Sebagai contoh, reaktivitas ion nukleofilik dengan senyawa α,β-tak jenuh (C=C–C=O) dilangsungkan oleh penarikan elektron oksigen, yang menghasilkan muatan positif parsial pada karbon karbonil. Ada dua buah reaksi yang teramati pada kasus ionik. Yang pertama karbonil diserang dalam adisi langsung pada karbonil atau gugus vinil diserang langsung dalam adisi konjugasi. Yang kedua, muatan nukleofil diambil oleh oksigen. Radikal mengadisi secara cepat ikatan rangkap, dan menghasilkan karbonil α-radikal yang relatif stabil.
Pada reaksi intramolekular, kendali yang tepat dapat dicapai untuk menghindari reaktivitas radikal yang ekstrim.
Terimakasih saudari zelvi atas penambahan materinya.
Hapusmengapa pada molekul radikal bebas ketika kehilangan elektron menyebabkan molekul tersebut menjadi tidak stabil?
BalasHapusApa perbedaan dari Inisiasi, Propagasi dan terminasi?? Berikan contohnya
BalasHapusSaya akan mencoba menjawab permasalahan yang anda tampilkan.
BalasHapusRadikal bebas adalah molekul yang kehilangan satu buah elektron dari pasangan elektron bebasnya, atau merupakan hasil pemisahan homolitik suatu ikatan kovalen. Akibat pemecahan homolitik, suatu molekul akan terpecah menjadi radikal bebas yang mempunyai elektron tak berpasangan. Elektron memerlukan pasangan untuk menyeimbangkan nilai spinnya, sehingga molekul radikal menjadi tidak stabil dan mudah sekali bereaksi dengan molekul lain, membentuk radikal baru. Radikal bebas dapat dihasilkan dari hasil metabolisme tubuh dan faktor eksternal seperti asap rokok, hasil penyinaran ultra violet, zat pemicu radikal dalam makanan dan polutan lain
Radikal bebas adalah molekul yang kehilangan satu buah elektron dari pasangan elektron bebasnya, atau merupakan hasil pemisahan homolitik suatu ikatan kovalen. Akibat pemecahan homolitik, suatu molekul akan terpecah menjadi radikal bebas yang mempunyai elektron tak berpasangan. Elektron memerlukan pasangan untuk menyeimbangkan nilai spinnya, sehingga molekul radikal menjadi tidak stabil dan mudah sekali bereaksi dengan molekul lain, membentuk radikal baru. Radikal bebas dapat dihasilkan dari hasil metabolisme tubuh dan faktor eksternal seperti asap rokok, hasil penyinaran ultra violet, zat pemicu radikal dalam makanan dan polutan lain. Penyakit yang disebabkan oleh radikal bebas bersifat kronis, yaitu dibutuhkan waktu bertahun-tahun untuk penyakit tersebut menjadi nyata. Contoh penyakit yang sering dihubungkan dengan radikal bebas adalah serangan jantung,kanker, katarak dan menurunnya fungsi ginjal. Untuk mencegah atau mengurangi penyakit kronis karena radikal bebas diperlukan antioksidan.
BalasHapusRadikal bebas yang mengambil elektron dari sel tubuh manusia dapat menyebabkan perubahan struktur DNA sehingga terjadi mutasi.Bila perubahan DNA ini terjadi bertahun-tahun, maka dapat menjadi penyakit kanker. Tubuh manusia, sesungguhnya dapat menghasilkan antioksidan tetapi jumlahnya sering sekali tidak cukup untuk menetralkan radikal bebas yang masuk ke dalam tubuh. Atau sering sekali, zat pemicu yang diperlukan oleh tubuh untuk menghasilkan antioksidan tidak cukup dikonsumsi. Sebagai contoh, tubuh manusia dapat menghasilkan Glutathione, salah satu antioksidan yang sangat kuat,hanya saja, tubuh memerlukan asupan vitamin C sebesar 1.000 mg untuk memicu tubuh menghasilkan glutahione ini.Keseimbangan antara antioksidan dan radikal bebas menjadi kunci utama pencegahan stres oksidatif dan penyakit-penyakit kronis yang dihasilkannya.