02. Interaksi ikatan lemah
description
Transcript of 02. Interaksi ikatan lemah
-
24/09/2013
1
Interaksi lemah dalamlingkungan berpelarut air
Elektrostatik
Van der Waals
Ikatan hidrogen
Air
TIPE INTERAKSI NON-KOVALEN
-
24/09/2013
2
Sifat interaksi nonkovalen
Interaksi nonkovalenmemerlukan energi lebihkecil untuk diputuskandibanding ikatan kovalen.
Interaksi nonkovalendiperlukan untuk menjagastruktur tiga dimensimakromolekul dan untukmenstabilkan asosiasispesifik antar makromolekul.
MULTIPLE WEAK BONDS STABILIZE LARGEMOLECULE INTERACTIONS
-
24/09/2013
3
CHARGE-CHARGE INTERACTIONS
Vakum:
Dalam Medium:
Energi Interaksi:
(air) = 80 (senyawa organik) = 1 10
ION-DIPOL INTERACTIONS
r
q+ q- Z+
-
24/09/2013
4
DIPOLE-DIPOLE INTERACTIONS
Side by side: Aligned:
-
24/09/2013
5
INTERAKSI VAN DER WAALS
Molekul/atom nonpolar apabila berdekatan denganion, atau dipol permanen dapat mengalami induksimenjadi dipol.
Tanpa ada induksipun distribusi elektron terkadangtidak merata sehingga terbentuk dipol sesaat.
Gaya tarik menarik antar dipol sesaat ini disebut gayadispersi London.
KEKUATAN GAYA INTERAKSI LONDON
Besarnya energi potensial tarik-menarik dari dispersiLondon bergantung pada elektron yang dapat dipolarisasi dari atom-atom yang berinteraksi.
Dimana I adalah energi ionisasi, a1, a2 adalah polarisabilitas dari tiap atom yang berinteraksi.
Menurut pers. di atas semakin dekat jarak antar atom semakin besar energi potensial tarik-menariknya. Tetapi apabila terlalu dekat, akan terjadi tolak-menolak antar awan elektron dari dua atom yang berinteraksi. Besarnya energi tolak-menolak inidiberikan oleh
-
24/09/2013
6
ENERGI VAN DER WAALS
Energi van der Waalsadalah penjumlahan darigaya tarik-menarik antaratom (gaya dispersiLondon) dengan gayatolak menolak antar atom.
A dan B adalah tetapanyang menyatakan besarnyagaya tolak dan gaya tarik,dimana nilainya khas untuksetiap pasangan interaksi.
Untuk potensial Lenard-Jones nilai m = 12.
Jari-jari van der Waals(rvdw) adalah jari-jaridimana total gaya padadua atom sama dengannol.
JARI-JARI VAN DER WAALSTipe Atom Rvdw (nm)
H (aromatik) 0,10
H (alifatik) 0,12
O 0,15
N 0,16
C 0,17
S 0,18
-
24/09/2013
7
KOEFISIEN TOLAK MENOLAK (A) DAN TARIK MENARIK(B) PADA PERSAMAAN POTENSIAL LENNARD-JONES
JARI-JARI VAN DER WAALS DAN KOVALEN
-
24/09/2013
8
IKATAN HIDROGEN
DONOR DAN ASEPTOR IKATAN HIDROGEN
-
24/09/2013
9
ENERGI POTENSIAL IKATAN HIDROGEN
Energi potensial ikatanhidrogen (UHB) dinyatakan dengan
Dimana tetapan C dan Dspesifik untuk pasangandonor dan aseptor
ORIENTASI MENENTUKAN KEKUATAN IKATANHIDROGEN
-
24/09/2013
10
MULTIPLE NONCOVALENT BONDS CAN CONFERBINDING SPECIFICITY
PERANAN MOLEKUL AIR DALAMPROSES-PROSES BIOLOGI
-
24/09/2013
11
STRUKTUR AIR
Hydrogen bond network of waters
SIFAT FISIKA AIR
-
24/09/2013
12
STRUKTUR ES
Dalam keadaanmembeku, molekul air membentuk maksimum4 ikatan hidrogen, sehingga tercipta kisikristal yang teratur.
Dalam keadaan cair, jumlah ikatan hidrogenrata-rata adalah 3,4.
INTERAKSI MOLEKUL AIR DENGAN ZAT TERLARUTPembentukan ikatan hidrogen Interaksi elektrostatik
Interaksi molekul air dengan zat terlarut mengganggu jaringanikatan hidrogen antar molekul air, tetapi gangguan inidikompensasi oleh pembentukan ikatan hidrogen baru denganzat terlarut atau oleh pembentukan interaksi eletrostatikantara ion dan molekul air.
-
24/09/2013
13
INTERAKSI AIR DENGAN MOLEKUL NON-POLAR
Gangguan molekul non-polar terhadap putusnya jaringanikatan hidrogen tidakterkompensasi denganpembentukan ikatan baru.
Oleh karena itu entalpipelarutan (Hsol > 0). Pelarutan molekul non-polar juga akan menurunkan entropi(S < 0).
Molekul air disekita molekulnonpolar akan memaksimalkanikatan hidrogennya miripdengan struktur air. Struktur air ini disebut clathrate.
INTERAKSI MOLEKUL AIR DENGAN MOLEKULAMPHIPATIK
Amphipatik adalah suatu senyawa yang mengandung gugus hidrofil dan hidrofob
-
24/09/2013
14
PEMBENTUKAN MISEL
Motivasi pembentukanmisel adalah untukmenaikan kembali entropiair yang terkekang disekitarbagian lipid yang nonpolar.
Alasan ini pula yang mendasari terbentuknyainteraksi hidrofobik.
KENAIKAN ENTROPI AIR
JUGA MENJADI
PENDORONG
INTERAKSI ENZIM DAN
SUBSTRAT.
-
24/09/2013
15
ISOTONIK, HIPERTONIK, DAN HIPOTONIK
-
24/09/2013
16
-
24/09/2013
17
AMPHOLIT DAN POLIAMPHOLIT Banyak senyawa
biomolekul mengandunggugus asam/basa lemah.
Ampholit: suatu molekulyang memiliki keduagugus asam dan basa. Contoh asam amino.
Protein adalahpoliampholit.
Muatan ampholitbergantung pada pH. pH rendah ampholit
bermuatan positif pH tinggi ampholit
bermuatan negatif pH pada keadaan ampholit
isoelektrik diberi simbol pI
PENGARUH PH PADA KONSENTRASISPESI AMPHOLIT
-
24/09/2013
18
PENGARUH PH TERHADAP AKTIVITAS
Respons gugus asam/basa dalam biomolekulterhadap perubahan pH dalam daerahfisiologisnya sangat penting terhadap fungsinya.
PERUBAHAN PH FISIOLOGIS BANYAK YANGBERHUBUNGAN DG PROSES DI DALAM SEL
-
24/09/2013
19
SEL MEMILIKI SISTEM BUFFER UNTUKMENJAGA PH FISIOLOGIS
INTERAKSI ANTAR MAKROION DALAM LARUTAN
Polielektrolit seperti DNA ataupoliampolit seperti protein dapatdigolongkan ke dalam makroion.
Jarak dimana dua makroion dapat salingberinteraksi diberikan oleh persamaanDebye Huckel
K = tetapan yang bergantung padatetapan dielektrik medium dan I =kekuatan ion.
I = MiZi2
Dimana Mi = konsentrasi ion dan Zi =muatan ion
-
24/09/2013
20
KEBERGANTUNGAN MUATAN MAKROION TERHADAP PH
MAKROION DALAM LARUTAN GARAM
-
24/09/2013
21
EFEK KEKUATAN ION PADA KELARUTAN MAKROION
Pada kekuatan ion rendah,sehingga interaksielektrostatik antar makroionmasih kuat asosiasi makroion(agregasi) kelarutan rendah.
Semakin tinggi kekuatan ion kerapatan atmosfer counter ion bertambah interaksielektrostatik antar makroionteredam oleh atmosfercounterion agregasi dapatdicegah kelarutanmeningkat.
(Salting in)
SALTING OUT
Pada konsentrasi garam yang sangat tinggi, air yang digunakan untuk mensolvasi protein diambil untukmenghidrasi counterion. Hal ini menyebabkanpengendapan protein. Kondisi ini disebut salting out.
Salting in dan salting out banyak dimanfaatkandalam pemurnian protein. Contoh: pemisahanprotein dengan fraksinasi amonium sulfat.
-
24/09/2013
22
AIR SEBAGAI REAKTAN