Pengertian dan Jenis -Jenis Reaksi Hidrolisis

1. Pengertian

Hidrolisis adalah reaksi kimia yang memecah molekul air (H 2 O) menjadi kation hidrogen (H+) dan anion hidroksida (OH –) melalui suatu proses kimia. Proses ini biasanya digunakan untuk memecah polimer tertentu, terutama yang dibuat melalui polimerisasi tumbuh bertahap (step-growth polimerization). Hidrolosis berbeda dengan hidrasi.

2. Jenis-jenis Reaksi Hidrolisis

• Hidrolisis Asam Basa

Air dapat berperan menjadi asam atau basa, berdasarkan teori asam-basa Bronsted-Lowry. Dalam hal ini, molekul air akan melepaskan proton. Hidrolisis asam dalam ilmu kimia, diartikan sebagai proses dimana asam prostat digunakan untuk mengkatalis ikatan kimia melalui reaksi subtitusi nukleofilik, dengan penambahan unsur air. Hidrolisis yang biasa terjadi yaitu ketika garam dari asam lemah atau asam lemah (atau keduanya) terlarut dalam air. Secara spontan air akan terionisasi menjadi kation hidronium (H3O+ atau biasa dikenal sebagai H+) dan anion hidroksida (ikatan tunggal OH-). Misalnya garam menggunakan natrium asetat kemudian terdisosiasi menjadi kation penyusun (Na+) dan anion (CH3COO-). Ion natrium cenderung tetap dalam membentuk ionik (Na+) dan sedikit reaksinya dengan ion hidroksida (OH-) sedang ion asetat bergabung dengan ion hidronium menghasilkan asam asetat (CH3COOH). Hasil akhirnya adalah kelebihan relatif ion hidroksida dan sifat larutan menjadi basa. Selain itu, diketahui bahwa asam kuat juga dapat mengalami hidrolisis, ketika asam sulfat dilarutkan dengan air, dan pelarutnya disertai hidrolisis untuk menghasilkan ion hidronium dan ion bisulfat. Sebagian besar hidrolisis asam dilakukan dengan menggunakan asam sulfat pekat, adapun asam mineral lainnya seperti asam fosfat atau nitrat. jadi hidrolisi asam basa sangat penting di kehidupan

• Hidrolisis Garam

Pada dasarnya air murni memiliki elektrolit yang lemah, lemah karena kurangnya diasosiasi hidrogen dan hidroksida namun terdapat keseimbangan dengan dua ion tersebut. Ketika kondisi lingkungan mengganggu karena konsentrasi menurun antara kedua ion, sifat netral berubah menjadi asam atau basa. Ketika H+ > OH maka air menjadi asam dan ketika H+ < OH, air memperoleh sifat asam. Garam adalah senyawa ionik yang terbentuk akibat asam dan basa saling menetralkan, walaupun garam tampak netral sering kali dapat menjadi asam atau basa.

Terdapat 4 tipe garam diantaranya: 1) garam dengan asam kuat dan basa kuat, misalnya NaCl (asam kuat: HCl, basa kuat: NaOH), K₃SO₄, NaNO₃, NaBr dan sebagainya. 2) garam dengan asam kuat dan basa lemah, misalnya FeCl₃ (asam kuat: HCl, basa lemah: Fe(OH)₃, FeCl₃, CuCl₂, AlCl₃ dan sebagainya. 3) garam dengan asam lemah dan basa kuat, misalnya HCOOK (asam lemah: HCOOH, basa kuat: KOH). 4) asam lemah dan basa lemah, misalnya HCOONH4 (asam lemah: HCOOH, basa lemah: NH4OH).^[15] Proses dimana kation atau anion atau keduanya, ion garam bereaksi dengan air untuk memproduksi keasaman atau kebasaan pada larutan yang disebut dengan hidrolisis.

• Adenosina trifosfat

Adenosina trifosfat dianggap sebagai unit molekul energi intraseluer. Adenosina trifosfat berperan sebagai kofaktor untuk reaksi transduksi sinyal, kisaran konsentrasi Adenosina trifosfat berkisar 1 sampai 10 mmol/L, dengan rasio normal antara adenosina trifosfat dan adenosina difosfat sekitar 1000. Pada orang dewasa total adenosina trifosfat sekitar 0.10 mol per liter.^[17] Adenosina trifosfat diasumsikan sebagai aliran energi sel yang digunakan ketika tubuh melakukan aktivitas. Energi dilepaskan dari proses hidrolisis.^[18] Diproduksi melalui proses glikolisis dan siklus asam trikarboksilat. Pada tubuh manusia, energi yang tersedia berupa adenosina trifosfat karena pada setiap kegiatan tubuh membutuhkan adenosina trifosfat. Hidrolisis dibutuhkan untuk memisahkan satu gugus fosfat yang membentuk Adenosina trifosfat menjadi Adenosina Difosfat. Hidrolisis merupakan proses dimana air digunakan untuk memutuskan ikatan pada suatu molekul.^[19] Reaksi hidrolisis ATP sebagai berikut: ATP + H2O <-------> ADP + Pi + Energi. Seperti reaksi kimia pada umumnya, hidrolisis Adenosina trifosfat menjadi Adenosina difosfat bersifat reversibel. Regenerasi Adenosina trifosfat penting karena sel cenderung digunakan dengan cepat.^[18]

• Hidrolisis Ester

Ester merupakan senyawa netral, berbeda dengan asam. Tipe reaksinya berupa golongan alkoksi (OR'), golongan ester menggantikan golongan lain. Reaksi hidrolisis ester merupakan katalis antara asam dan ester. Seperti esterfikasi, reaksi ini bersifat reversibel dan tidak dapat selesai.^[20] Reaksi dengan air murni sangat lambat sehingga tidak dilakukan. Reaksinya dikatalis oleh asam encer dan ester dipanaskan di bawah refluks dengan asam encer seperti asam klorida atau asam sulfat. Reaksi hidrolisis secara sederhana dapat dituliskan: CH3COOCH2CH₃ + H₂O <------> CH3COOH + CH3CH2OH. Sebagai contoh lain, hidrolisis etil benzoat yang menghasilkan sodium benzoat dan etil alkohol.^[21][22][23] Beberapa tahap mekanisme dasar hidrolisis sebagai berikut:

Pertama, hidroksida nukleofil memutuskan elektrofilik C pada ester C=O, pemutusan ikatan membentuk tetrahedral intermediet. Kedua, intermediet mengalami perombakan dan memperbarui C=O, dan hasilnya kelompok alkoksida terbongkar dan RO- membentuk asam karboksilat. Ketiga, pada reaksi asam atau basa. Keseimbangan terjadi dengan cepat, RO- berfungsi sebagai dasar deprotonasi asam karboksilik.^[24][25]

• Polisakarida

Polisakarida merupakan karbohidrat yang tidak manis, dan tidak mutarotasi. Polisakarida adalah karbohidrat yang paling melimpah di alam, dan memiliki fungsi yang bervariasi seperti penyimpanan energi atau sebagai komponen dinding sel tumbuhan. Polisakarida adalah polimer yang besar terdiri atas puluhan hingga ribuan monosakarida yang disatukan oleh ikatan glikosidik. Tiga jenis polisakarida yang paling melimpah diantaranya pati, glikogen, dan selulosa yang disebut dengan homopolimer artinya hanya menghasilkan satu jenis glukosa (monosakarida), adapun heteropolimer yang umum di alam mengandung asam gula, gula amino dan zat non karbohidrat. Hasil hidrolisis pati secara lengkap sebagai berikut: Pati --> Dekstrin --> Maltosa --> Glukosa.^[26] Asam trifluoroasetat penting dan menguntungkan asam sulfur untuk menotalkan hidrolisis polisakarda. Waktu reaksi tidak panjang dan tidak membutuhkan netralitas. Asam trifluoroasetat mudah menguap dan dapat mengurangi evaporasi. Beberapa metode telah dikembangkan tergantung substansi yang dihidrolisis. Contohnya larutan sakarida dapat dihidrolisis dengan larutan asam trifluoroasetat.^[27] Polisakarida seperti agar, pati, dan xilan akan terhidrolisis dan membentuk monosakarida dan oligosakarida dibawah kondisi suhu termal air dan tanpa karbon dioksida.^[28]

• Ion logam

Ion logam dalam larutan air seperti asam Lewis, muatan positif yang terdapat pada ion logam mampu menarik kerapatan elektron dari ikatan O-H dalam air. Hal ini dapat meningkatkan polaritas ikatan sehingga akan lebih mudah putus. Ketika ikatan O-H putus, proton yang dilepaskan akan menghasilkan larutan asam. Keseimbangan konstan untuk reaksi secara sederhana yaitu HA + H2O <-------> A- + H3O+.^[29][30]