Pengertian Kimia organikKimia organik adalah percabangan studi ilmiah dari ilmu kimia mengenai struktur, sifat, komposisi,reaksi, dan sintesis senyawa organik. Senyawa organik dibangun terutama oleh karbon dan hidrogen, dan dapat mengandung unsur-unsur lain seperti nitrogen,oksigen, fosfor, halogendan belerang. Definisi asli dari kimia organik ini berasal dari Kesalah pahaman bahwa semua senyawa organik pasti berasal dari organisme hidup,namun telah dibuktikan bahwa ada beberapa perkecualian. Bahkan sebenarnya, kehidupan juga sangat bergantung pada kimia anorganik; sebagai contoh, banyak enzim yang mendasarkan kerjanya pada logam transisi seperti besi dan tembaga, juga gigi dan tulang yang komposisinya merupakan campuran dari senyama organik maupun anorganik. Contoh lainnya adalah larutan HCl, larutan ini berperan besar dalam proses pencernaan makanan yang hampir seluruh organisme (terutama organisme tingkat tinggi) memakai larutan HCl untuk mencerna makanannya, yang juga digolongkan dalam senyawa anorganik. Mengenai unsur karbon, kimia anorganik biasanya berkaitan dengan senyawa karbon yang sederhana yang tidak mengandung ikatan antar karbon misalnya oksida, garam, asam, karbid, dan mineral. Namun hal ini tidak berarti bahwa tidak ada senyawa karbon tunggal dalam senyawa organik misalnyamet an dan turunannya.

Sejarah kimia organikKimia organik sebagai suatu ilmu secara umum disetujui telah dimulai pada tahun1828 dengan sintesis urea organik oleh Friedrich Woehler, yang secara tidak sengaja menguapkan larutan amonium sianat NH4OCN. Kimia Organik adalah disiplin ilmu kimia yang spesifik membahas studi mengenai struktur, sifat, komposisi, reaksi dan persiapan(sintesis atau arti lainnya) tentang persenyawaan kimiawi yang bergugus karbon dan hidrogen, yang dapat juga terdiri atas beberapa elemen lain, termasuk nitrogen, oksigen, unsur halogen, seperti fosfor, silikon dan belerang. Definisi asli dari kimia "organik" berasal dari kesalahan persepsi atas campuran organik yang selalu dihubungkan dengankehidupan. Tidak semua senyawa organik mendukung kehidupan di bumi sepenuhnya, tetapi kehidupan seperti yang telah kita ketahui bergantung pula pada sebagian besar kimia anorganik; sebagai contoh: beberapa enzim bergantung pada

logam transisi, seperti besi dan tembaga; dan senyawa bahan seperti cangkang/kulit, gigi dan tulang terdiri atas sebagian bahan organik,sebagian lain anorganik. Terlepas dari bahan dasar karbon, kimia anorganik hanya menguraikan senyawa karbon sederhana, dengan struktur molekul yang tidak mengandung karbon menjadi rantai karbon (seperti dioksida, asam, karbonat, karbida, dan mineral). Hal ini tidak berarti bahwa senyawa karbon tunggal tidak ada (yaitu: metana dan turunan sederhana). Biokimia sebagian besar menguraikan kimia protein (dan biomolekul lebih besar). Karena sifat yang spesifik, senyawa berantai karbon banyak menampilkan keanekaragaman senyawa organik yang ekstrim dan penerapan yang sangat luas. Senyawa-senyawa tersebut merupakan dasar atau unsur pokok beberapa produk (cat, plastik, makanan, bahan peledak, obat-obatan, petrokimia, beberapa nama lainnya) dan (terlepas dari beberapa pengecualian) bentuk senyawa merupakan dasar dari proses hidup. Perbedaan bentuk dan reaktivitas molekul kimia menetapkan beberapa fungsi yang mengherankan, seperti katalis enzim dalam reaksi biokimia yang mendukung system kehidupan. Pembiakan otomatis alamiah dalam Kimia Organik dalam kehidupan seluruhnya. Kecenderungan dalamKimia organik termasuk sintesis kiral, kimia hijau, kimia gelombang mikro,fullerene(karbon alotropis) dan spektroskopi gelombang mikro.

Gugus fungsionalGugus fungsional (istilah dalam kimia organik) adalah kelompok gugus khusus pada atom dalam molekul, yang berperan dalam memberi karakteristik reaksi kimia pada molekul tersebut. Senyawa yang bergugus fungsional sama memiliki reaksi kimia yang sama atau mirip. Berikut adalah daftar gugus fungsional yang sering dijumpai. Di dalam penulisan rumus, simbol R dan R' selalu menyatakan ikatan hidrogen atau rantai hidrokarbon, atau suatu gugus atom. Kelas kimiawi Rumus struktur Awalan al

Gugus

Rumus

Akhiran

Contoh

Asil halida

Haloform il

RCOX

haloformi -oil halida l-

Asetil klorida (Etanoil klorida)

Alkohol Hidroksil

ROH

hidroksi-

-ol Metanol

Aldehida Aldehida

RCHO

okso-

-al Asetaldehida (Etanal)

Alkana

Alkil

RH

alkil-

-ana Metana

Alkena

Alkenil

R2C=CR2

alkenil-

-ena

Etilena (Etena) Alkuna Alkinil RCCR' alkinil-una Asetiluna (Etuna)

Amida

Karboksa RCONR2 mida

karboksa mido-

-amida Asetamida (Etanamida)

Amina primer

RNH2

amino-

-amina Metilamina (Metanamina)

Amina sekunder Amina Amina tersier

R2NH

amino-

-amina Dimetilamina

R3N

amino-

-amina Trimetilamina

Ion amonium 4

R4N+

amonio-

-amonium Kolin

Senyawa Azo azo (Diimida)

RN2R'

azo-

-diazene

Metil oranye (asam pdimetilaminoazobenzenasul fonat)

Turunan toluen

Benzil

RCH2C6H5 RBn

benzil-

1(substituen)t

oluen

Benzil bromida (1Bromotoluen)

Karbonat

Ester ROCOOR karbonat Karbosila RCOO t

alkil karbonat

Karbosilat

karboksi-

-oat

Natrium asetat (Natrium etanoat)

Asam karboksila Karboksil RCOOH t

karboksi-

asam -oat

Asam asetat (Asam etanoat atau asam cuka)

Sianat Sianat Tiosianat Eter Eter

ROCN RSCN ROR'

sianato- alkil sianat tiosianato alkoksialkil tiosianat alkil alkil eter alkil alkanoat Dietil eter (Etoksi etana) Etil butirat (Etil butanoat) Kloroetana (Etil klorida)

Ester

Ester

RCOOR'

Haloalkan a

Halo

RX

halo-

alkil halida

Hidropero Hidroper ksida oksi

ROOH

alkil hidropero hidroperok ksisida

Metil etil keton peroksida

Ketimina RC(=NH) primer R' Ketimina RC(=NR) sekunder R' Imina Aldimina RC(=NH) primer H

imino-

-imina

imino-

-imina

imino-

-imina

Aldimina RC(=NR') sekunder H Isosianida Isosianida Isosianat Isosianat Isotiosian at RNCS RNC RNCO

imino-

-imina alkyl isosianida

isosiano-

isosianato alkil isosianat isotiosian alkyl atoisotiosianat

Metil isosianat Alil isotiosianat

Keton

Keton

RCOR'

keto-, okso-

-on

Metil etil keton (Butanon)

Nitrat

Nitrat

RONO2

nitrooksi-, alkil nitrat nitroksi-

Amil nitrat (1nitrooksipenta na)

Nitril

Nitril

RCN

siano-

alkananitril alkil sianida

Benzonitril (Fenil sianida)

Nitrit

Nitrit

RONO

nitrosooks alkil nitrit i-

Amil nitrit (3-metil-1nitrosooksibut ana)

Senyawa nitro

Nitro

RNO2

nitroNitrometana

Senyawa nitroso

Nitroso

RNO

nitroso-

Nitrosobenzen a alkil peroksida

Peroksida Peroksi

ROOR

peroksi-

Di-tert-butil peroksida

Turunan benzena

Fenil

RC6H5

fenil-

-benzena Kumen (2fenilpropana)

Fosfina

Fosfino

R3P

fosfino-

-fosfana

Metilpropilfosf ana

Fosfodiest er

Fosfat

HOPO(OR )2

asam di(substitue fosforat n) di(substit hidrogenfos uen) ester fat fosfonoasam substituen fosfonat

DNA

Asam fosfonat

RP(=O)(O Fosfono H)2

Asam benzilfosfonat

Fosfat

Fosfat

ROP(=O)( OH)2

fosfo4-piridil (piridin-4yl)

Gliseraldehida 3-fosfat

Turunan piridin

Piridil

RC5H4N

3-piridil (piridin-3yl) 2-piridil (piridin-2yl)

-piridin Nikotin

Sulfida

RSR'

di(substitue n) sulfida Dimetil sulfida

Sulfona

Sulfonil

RSO2R'

sulfonil-

di(substitue nt) sulfona

Dimetil sulfona (Metilsulfonil metana)

Asam sulfonat

Sulfo

RSO3H

sulfo-

asam substituen sulfonat

Asam benzensulfonat

Sulfoksida Sulfinil

RSOR'

di(substitue sulfiniln) sulfoksida

Difenil sulfoksida Etanatiol (Etil merkaptan)

Tiol

Sulfhidril

RSH

merkapto, sulfanil-

-tiol

Pemanfaatan Kimia organikKompos Kompos adalah hasil penguraian parsial/tidak lengkap dari campuran bahan-bahan organik yang dapat dipercepat secara artifisial oleh populasi berbagai macam mikroba dalam kondisi lingkungan yang hangat, lembab, dan aerobik atau anaerobik (Modifikasi dari J.H. Crawford, 2003). Sedangkan pengomposan adalah proses dimana bahan organik mengalami penguraian secara biologis, khususnya oleh mikroba-mikroba yang memanfaatkan bahan organik sebagai sumber energi. Membuat kompos adalah mengatur dan mengontrol proses alami tersebut agar kompos dapat terbentuk lebih cepat. Proses ini meliputi membuat campuran bahan yang seimbang, pemberian air yang cukup, mengaturan aerasi, dan penambahan aktivator pengomposan. Sampah terdiri dari dua bagian, yaitu bagian organik dan anorganik. Rata-rata persentase bahan organik sampah mencapai 80%, sehingga pengomposan merupakan alternatif penanganan yang sesuai. Kompos sangat berpotensi untuk dikembangkan mengingat semakin tingginya jumlah sampah organik yang dibuang ke tempat pembuangan akhir dan menyebabkan terjadinya polusi bau dan lepasnya gas metana ke udara. DKI Jakarta menghasilkan 6000 ton sampah setiap harinya, di mana sekitar 65%-nya adalah sampah organik. Dan dari jumlah tersebut, 1400 ton dihasilkan oleh seluruh pasar yang ada di Jakarta, di mana 95%-nya adalah sampah organik. Melihat besarnya sampah organik yang dihasilkan oleh masyarakat, terlihat potensi untuk mengolah sampah organik menjadi pupuk organik demi kelestarian lingkungan dan kesejahteraan masyarakat (Rohendi, 2005). Pendahuluan Secara alami bahan-bahan organik akan mengalami penguraian di alam dengan bantuan mikroba maupun biota tanah lainnya. Namun proses pengomposan yang terjadi secara alami berlangsung lama dan lambat. Untuk mempercepat proses pengomposan ini telah banyak dikembangkan teknologi-teknologi pengomposan. Baik pengomposan dengan teknologi sederhana, sedang, maupun teknologi tinggi. Pada prinsipnya pengembangan teknologi pengomposan didasarkan pada proses penguraian bahan organic yang terjadi secara alami. Proses penguraian dioptimalkan sedemikian rupa sehingga pengomposan dapat berjalan dengan lebih cepat dan efisien. Teknologi pengomposan saat ini menjadi sangat penting artinya

terutama untuk mengatasi permasalahan limbah organic, seperti untuk mengatasi masalah sampah di kota-kota besar, limbah organik industry, serta limbah pertanian dan perkebunan. Teknologi pengomposan sampah sangat beragam, baik secara aerobik maupun anaerobik, dengan atau tanpa aktivator pengomposan. Aktivator pengomposan yang sudah banyak beredar antara lain PROMI (Promoting Microbes), OrgaDec, SuperDec, ActiComp, BioPos, EM4, Green Phoskko Organic Decomposer dan SUPERFARM (Effective Microorganism)atau menggunakan cacing guna mendapatkan kompos (vermicompost). Setiap aktivator memiliki keunggulan sendiri-sendiri. Pengomposan secara aerobik paling banyak digunakan, karena mudah dan murah untuk dilakukan, serta tidak membutuhkan kontrol proses yang terlalu sulit. Dekomposisi bahan dilakukan oleh mikroorganisme di dalam bahan itu sendiri dengan bantuan udara. Sedangkan pengomposan secara anaerobik memanfaatkan mikroorganisme yang tidak membutuhkan udara dalam mendegradasi bahan organik. Hasil akhir dari pengomposan ini merupakan bahan yang sangat dibutuhkan untuk kepentingan tanah-tanah pertanian di Indonesia, sebagai upaya untuk memperbaiki sifat kimia, fisika dan biologi tanah, sehingga produksi tanaman menjadi lebih tinggi. Kompos yang dihasilkan dari pengomposan sampah dapat digunakan untuk menguatkan struktur lahan kritis, menggemburkan kembali tanah pertanian, menggemburkan kembali tanah petamanan, sebagai bahan penutup sampah di TPA, eklamasi pantai pasca penambangan, dan sebagai media tanaman, serta mengurangi penggunaan pupuk kimia. Bahan baku pengomposan adalah semua material orgaengandung karbon dan nitrogen, seperti kotoran hewan, sampah hijauan, sampah kota, lumpur cair dan limbah industri pertanian. Berikut disajikan bahan-bahan yang umum dijadikan bahan baku pengomposan. Asal 1. Pertanian Bahan

Limbah dan residu tanaman

Jerami dan sekam padi, gulma, batang dan tongkol jagung, semua bagian vegetatif tanaman, batang pisang dan sabut kelapa

Limbah & residu Kotoran padat, limbah ternak cair, limbah pakan ternak, ternak cairan biogas Tanaman air 2. Industri Serbuk gergaji kayu, blotong, kertas, ampas tebu, limbah kelapa sawit, limbah pengalengan makanan dan pemotongan hewan Alkohol, limbah pengolahan kertas, ajinomoto, limbah pengolahan minyak kelapa sawit Azola, ganggang biru, enceng gondok, gulma air

Limbah padat

Limbah cair

3. Limbah rumah tangga Sampah Tinja, urin, sampah rumah tangga dan sampah kota

Jenis-jenis kompos

Kompos cacing (vermicompost), yaitu kompos yang terbuat dari bahan organik yang dicerna oleh cacing. Yang menjadi pupuk adalah kotoran cacing tersebut. Kompos bagase, yaitu pupuk yang terbuat dari ampas tebu sisa penggilingan tebu di pabrik gula. Kompos bokashi.

Manfaat Kompos

Kompos memperbaiki struktur tanah dengan meningkatkan kandungan bahan organik tanah dan akan meningkatkan kemampuan tanah untuk mempertahankan kandungan air tanah. Aktivitas mikroba tanah yang bermanfaat bagi tanaman akan meningkat dengan penambahan kompos. Aktivitas mikroba ini membantu tanaman untuk menyerap unsur hara dari tanah. Aktivitas mikroba tanah juga d iketahui dapat membantu tanaman menghadapi serangan penyakit. Tanaman yang dipupuk dengan kompos juga cenderung lebih baik kualitasnya daripada tanaman yang dipupuk dengan pupuk kimia, misal: hasil panen lebih tahan disimpan, lebih berat, lebih segar, dan lebih enak. Kompos memiliki banyak manfaat yang ditinjau dari beberapa aspek: Aspek Ekonomi : 1. Menghemat biaya untuk transportasi dan penimbunan limbah 2. Mengurangi volume/ukuran limbah 3. Memiliki nilai jual yang lebih tinggi dari pada bahan asalnya Aspek Lingkungan : 1. Mengurangi polusi udara karena pembakaran limbah dan pelepasan gas metana dari sampah organik yang membusuk akibat bakteri metanogen di tempat pembuangan sampah 2. Mengurangi kebutuhan lahan untuk penimbunan Aspek bagi tanah/tanaman: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Meningkatkan kesuburan tanah Memperbaiki struktur dan karakteristik tanah Meningkatkan kapasitas penyerapan air oleh tanah Meningkatkan aktivitas mikroba tanah Meningkatkan kualitas hasil panen (rasa, nilai gizi, dan jumlah panen) Menyediakan hormon dan vitamin bagi tanaman Menekan pertumbuhan/serangan penyakit tanaman Meningkatkan retensi/ketersediaan hara di dalam tanah

Peran bahan organik terhadap sifat fisik tanah di antaranya merangsang granulasi, memperbaiki aerasi tanah, dan meningkatkan kemampuan menahan air. Peran bahan organik terhadap sifat biologis tanah adalah meningkatkan aktivitas mikroorganisme yang berperan pada fiksasi nitrogen dan transfer hara tertentu

seperti N, P, dan S. Peran bahan organik terhadap sifat kimia tanah adalah meningkatkan kapasitas tukar kation sehingga memengaruhi serapan hara oleh tanaman (Gaur, 1980). Beberapa studi telah dilakukan terkait manfaat kompos bagi tanah dan pertumbuhan tanaman. Penelitian Abdurohim, 2008, menunjukkan bahwa kompos memberikan peningkatan kadar Kalium pada tanah lebih tinggi dari pada kalium yang disediakan pupuk NPK, namun kadar fosfor tidak menunjukkan perbedaan yang nyata dengan NPK. Hal ini menyebabkan pertumbuhan tanaman yang ditelitinya ketika itu, caisin (Brassica oleracea), menjadi lebih baik dibandingkan dengan NPK. Hasil penelitian Handayani, 2009, berdasarkan hasil uji Duncan, pupuk cacing (vermicompost) memberikan hasil pertumbuhan yang terbaik pada pertumbuhan bibit Salam (Eugenia polyantha Wight) pada media tanam subsoil. Indikatornya terdapat pada diameter batang, dan sebagainya. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa penambahan pupuk anorganik tidak memberikan efek apapun pada pertumbuhan bibit, mengingat media tanam subsoil merupakan media tanam dengan pH yang rendah sehingga penyerapan hara tidak optimal. Pemberian kompos akan menambah bahan organik tanah sehingga meningkatkan kapasitas tukar kation tanah dan memengaruhi serapan hara oleh tanah, walau tanah dalam keadaan masam. Dalam sebuah artikel yang diterbitkan Departemen Agronomi dan Hortikultura, Institut Pertanian Bogor menyebutkan bahwa kompos bagase (kompos yang dibuat dari ampas tebu) yang diaplikasikan pada tanaman tebu (Saccharum officinarum L) meningkatkan penyerapan nitrogen secara signifikan setelah tiga bulan pengaplikasian dibandingkan degan yang tanpa kompos, namun tidak ada peningkatan yang berarti terhadap penyerapan fosfor, kalium, dan sulfur. Penggunaan kompos bagase dengan pupuk anorganik secara bersamaan tidak meningkatkan laju pertumbuhan, tinggi, dan diameter dari batang, namun diperkirakan dapat meningkatkan rendemen gula dalam tebu. Dasar-dasar Pengomposan Bahan-bahan yang Dapat Dikomposkan Pada dasarnya semua bahan-bahan organik padat dapat dikomposkan, misalnya: limbah organik rumah tangga, sampah-sampah organik pasar/kota, kertas, kotoran/limbah peternakan, limbah-limbah pertanian, limbah-limbah agroindustri,

limbah pabrik kertas, limbah pabrik gula, limbah pabrik kelapa sawit, dll. Bahan organik yang sulit untuk dikomposkan antara lain: tulang, tanduk, dan rambut. Proses Pengomposan Proses pengomposan akan segera berlansung setelah bahan-bahan mentah dicampur. Proses pengomposan secara sederhana dapat dibagi menjadi dua tahap, yaitu tahap aktif dan tahap pematangan. Selama tahap-tahap awal proses, oksigen dan senyawa-senyawa yang mudah terdegradasi akan segera dimanfaatkan oleh mikroba mesofilik. Suhu tumpukan kompos akan meningkat dengan cepat. Demikian pula akan diikuti dengan peningkatan pH kompos. Suhu akan meningkat hingga di atas 50o - 70o C. Suhu akan tetap tinggi selama waktu tertentu. Mikroba yang aktif pada kondisi ini adalah mikroba Termofilik, yaitu mikroba yang aktif pada suhu tinggi. Pada saat ini terjadi dekomposisi/penguraian bahan organik yang sangat aktif. Mikroba-mikroba di dalam kompos dengan menggunakan oksigen akan menguraikan bahan organik menjadi CO2, uap air dan panas. Setelah sebagian besar bahan telah terurai, maka suhu akan berangsur-angsur mengalami penurunan. Pada saat ini terjadi pematangan kompos tingkat lanjut, yaitu pembentukan komplek liat humus. Selama proses pengomposan akan terjadi penyusutan volume maupun biomassa bahan. Pengurangan ini dapat mencapai 30 40% dari volume/bobot awal bahan. Proses pengomposan dapat terjadi secara aerobik (menggunakan oksigen) atau anaerobik (tidak ada oksigen). Proses yang dijelaskan sebelumnya adalah proses aerobik, dimana mikroba menggunakan oksigen dalam proses dekomposisi bahan organik. Proses dekomposisi dapat juga terjadi tanpa menggunakan oksigen yang disebut proses anaerobik. Namun, proses ini tidak diinginkan, karena selama proses pengomposan akan dihasilkan bau yang tidak sedap. Proses anaerobik akan menghasilkan senyawa-senyawa yang berbau tidak sedap, seperti: asam-asam organik (asam asetat, asam butirat, asam valerat, puttrecine), amonia, dan H2S.

Gambar profil suhu dan populasi mikroba selama proses pengomposan Tabel organisme yang terlibat dalam proses pengomposan

Kelompok Organisme Mikroflora Mikrofanuna Makroflora Makrofauna

Organisme Bakteri; Aktinomicetes; Kapang Protozoa Jamur tingkat tinggi Cacing tanah, rayap, semut, kutu, dll

Jumlah/gr kompos 109 - 109; 105 108; 104 106 104 - 105

Proses pengomposan tergantung pada : 1. Karakteristik bahan yang dikomposkan 2. Aktivator pengomposan yang dipergunakan 3. Metode pengomposan yang dilakukan Faktor yang memengaruhi proses Pengomposan Setiap organisme pendegradasi bahan organik membutuhkan kondisi lingkungan dan bahan yang berbeda-beda. Apabila kondisinya sesuai, maka dekomposer tersebut akan bekerja giat untuk mendekomposisi limbah padat organik. Apabila kondisinya kurang sesuai atau tidak sesuai, maka organisme tersebut akan dorman, pindah ke tempat lain, atau bahkan mati. Menciptakan kondisi yang optimum untuk proses pengomposan sangat menentukan keberhasilan proses pengomposan itu sendiri. Faktor-faktor yang memperngaruhi proses pengomposan antara lain: Rasio C/N Rasio C/N yang efektif untuk proses pengomposan berkisar antara 30: 1 hingga 40:1. Mikroba memecah senyawa C sebagai sumber energi dan menggunakan N untuk sintesis protein. Pada rasio C/N di antara 30 s/d 40 mikroba mendapatkan cukup C untuk energi dan N untuk sintesis protein. Apabila rasio C/N terlalu tinggi, mikroba akan kekurangan N untuk sintesis protein sehingga dekomposisi berjalan lambat. Umumnya, masalah utama pengomposan adalah pada rasio C/N yang tinggi, terutama jika bahan utamanya adalah bahan yang mengandung kadar kayu tinggi (sisa gergajian kayu, ranting, ampas tebu, dsb). Untuk menurunkan rasio C/N diperlukan perlakuan khusus, misalnya menambahkan mikroorganisme selulotik

(Toharisman, 1991) atau dengan menambahkan kotoran hewan karena kotoran hewan mengandung banyak senyawa nitrogen. Ukuran Partikel Aktivitas mikroba berada di antara permukaan area dan udara. Permukaan area yang lebih luas akan meningkatkan kontak antara mikroba dengan bahan dan proses dekomposisi akan berjalan lebih cepat. Ukuran partikel juga menentukan besarnya ruang antar bahan (porositas). Untuk meningkatkan luas permukaan dapat dilakukan dengan memperkecil ukuran partikel bahan tersebut. Aerasi Pengomposan yang cepat dapat terjadi dalam kondisi yang cukup oksigen(aerob). Aerasi secara alami akan terjadi pada saat terjadi peningkatan suhu yang menyebabkan udara hangat keluar dan udara yang lebih dingin masuk ke dalam tumpukan kompos. Aerasi ditentukan oleh porositas dan kandungan air bahan(kelembaban). Apabila aerasi terhambat, maka akan terjadi proses anaerob yang akan menghasilkan bau yang tidak sedap. Aerasi dapat ditingkatkan dengan melakukan pembalikan atau mengalirkan udara di dalam tumpukan kompos. Porositas Porositas adalah ruang di antara partikel di dalam tumpukan kompos. Porositas dihitung dengan mengukur volume rongga dibagi dengan volume total. Rongga-rongga ini akan diisi oleh air dan udara. Udara akan mensuplay Oksigen untuk proses pengomposan. Apabila rongga dijenuhi oleh air, maka pasokan oksigen akan berkurang dan proses pengomposan juga akan terganggu. Kelembaban (Moisture content) Kelembaban memegang peranan yang sangat penting dalam proses metabolisme mikroba dan secara tidak langsung berpengaruh pada suplay oksigen. Mikrooranisme dapat memanfaatkan bahan organik apabila bahan organik tersebut larut di dalam air. Kelembaban 40 - 60 % adalah kisaran optimum untuk metabolisme mikroba. Apabila kelembaban di bawah 40%, aktivitas mikroba akan mengalami penurunan dan akan lebih rendah lagi pada kelembaban 15%. Apabila kelembaban lebih besar dari 60%, hara akan tercuci, volume udara berkurang, akibatnya aktivitas mikroba akan menurun dan akan terjadi fermentasi anaerobik yang menimbulkan bau tidak sedap. Temperatur/suhu Panas dihasilkan dari aktivitas mikroba. Ada hubungan langsung antara peningkatan suhu dengan konsumsi oksigen. Semakin tinggi temperatur akan semakin banyak konsumsi oksigen dan akan semakin cepat pula proses dekomposisi. Peningkatan suhu dapat terjadi dengan cepat pada tumpukan kompos. Temperatur yang berkisar antara 30 - 60oC menunjukkan aktivitas pengomposan yang cepat. Suhu yang lebih tinggi dari 60oC akan membunuh sebagian mikroba dan hanya mikroba thermofilik saja yang akan tetap bertahan

hidup. Suhu yang tinggi juga akan membunuh mikroba-mikroba patogen tanaman dan benih-benih gulma. pH Proses pengomposan dapat terjadi pada kisaran pH yang lebar. pH yang optimum untuk proses pengomposan berkisar antara 6.5 sampai 7.5. pH kotoran ternak umumnya berkisar antara 6.8 hingga 7.4. Proses pengomposan sendiri akan menyebabkan perubahan pada bahan organik dan pH bahan itu sendiri. Sebagai contoh, proses pelepasan asam, secara temporer atau lokal, akan menyebabkan penurunan pH (pengasaman), sedangkan produksi amonia dari senyawa-senyawa yang mengandung nitrogen akan meningkatkan pH pada fase-fase awal pengomposan. pH kompos yang sudah matang biasanya mendekati netral. Kandungan Hara Kandungan P dan K juga penting dalam proses pengomposan dan bisanya terdapat di dalam kompos-kompos dari peternakan. Hara ini akan dimanfaatkan oleh mikroba selama proses pengomposan. Kandungan Bahan Berbahaya Beberapa bahan organik mungkin mengandung bahan-bahan yang berbahaya bagi kehidupan mikroba. Logam-logam berat seperti Mg, Cu, Zn, Nickel, Cr adalah beberapa bahan yang termasuk kategori ini. Logamlogam berat akan mengalami imobilisasi selama proses pengomposan. Lama pengomposan Lama waktu pengomposan tergantung pada karakteristik bahan yang dikomposkan, metode pengomposan yang dipergunakan dan dengan atau tanpa penambahan aktivator pengomposan. Secara alami pengomposan akan berlangsung dalam waktu beberapa minggu sampai 2 tahun hingga kompos benarbenar matang. Tabel Kondisi yang optimal untuk mempercepat proses pengomposan (Ryak, 1992) Kondisi Konsisi yang bisa diterima Ideal Rasio C/N 20:1 s/d 40:1 25-35:1 Kelembaban 40 65 % 45 62 % berat Konsentrasi oksigen tersedia > 5% > 10% Ukuran partikel 1 inchi bervariasi Bulk Density 1000 lbs/cu yd 1000 lbs/cu yd pH 5.5 9.0 6.5 8.0 Suhu 43 66oC 54 -60oC

Strategi Mempercepat Proses Pengomposan Pengomposan dapat dipercepat dengan beberapa strategi. Secara umum strategi untuk mempercepat proses pengomposan dapat dikelompokan menjadi tiga, yaitu:

1. Menanipulasi kondisi/faktor-faktor yang berpengaruh pada proses pengomposan. 2. Menambahkan Organisme yang dapat mempercepat proses pengomposan: mikroba pendegradasi bahan organik dan vermikompos (cacing). 3. Menggabungkan strategi pertama dan kedua. Memanipulasi Kondisi Pengomposan Strtegi ini banyak dilakukan di awal-awal berkembangnya teknologi pengomposan. Kondisi atau faktor-faktor pengomposan dibuat seoptimum mungkin. Sebagai contoh, rasio C/N yang optimum adalah 25-35:1. Untuk membuat kondisi ini bahan-bahan yang mengandung rasio C/N tinggi dicampur dengan bahan yang mengandung rasio C/N rendah, seperti kotoran ternak. Ukuran bahan yang besarbesar dicacah sehingga ukurannya cukup kecil dan ideal untuk proses pengomposan. Bahan yang terlalu kering diberi tambahan air atau bahan yang terlalu basah dikeringkan terlebih dahulu sebelum proses pengomposan. Demikian pula untuk faktor-faktor lainnya. Menggunakan Aktivator Pengomposan Strategi yang lebih maju adalah dengan memanfaatkan organisme yang dapat mempercepat proses pengomposan. Organisme yang sudah banyak dimanfaatkan misalnya cacing tanah. Proses pengomposannya disebut vermikompos dan kompos yang dihasilkan dikenal dengan sebutan kascing. Organisme lain yang banyak dipergunakan adalah mikroba, baik bakeri, aktinomicetes, maupuan kapang/cendawan. Saat ini dipasaran banyak sekali beredar aktivator-aktivator pengomposan, misalnya :Green Phoskko(GP-1), Promi, OrgaDec, SuperDec, ActiComp, EM4, Stardec, Starbio, BioPos, dan lain-lain. Promi, OrgaDec, SuperDec, dan ActiComp adalah hasil penelitian Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan Indonesia (BPBPI) dan saat ini telah banyak dimanfaatkan oleh masyarakat. Aktivator pengomposan ini menggunakan mikroba-mikroba terpilih yang memiliki kemampuan tinggi dalam mendegradasi limbah-limbah padat organik, yaitu: Trichoderma pseudokoningii, Cytopaga sp,

Trichoderma harzianum, Pholyota sp, Agraily sp dan FPP (fungi pelapuk putih). Mikroba ini bekerja aktif pada suhu tinggi (termofilik). Aktivator yang dikembangkan oleh BPBPi tidak memerlukan tambahan bahan-bahan lain dan tanpa pengadukan secara berkala. Namun, kompos perlu ditutup/sungkup untuk mempertahankan suhu dan kelembaban agar proses pengomposan berjalan optimal dan cepat. Pengomposan dapat dipercepat hingga 2 minggu untuk bahan-bahan lunak/mudah dikomposakan hingga 2 bulan untuk bahan-bahan keras/sulit dikomposkan. Memanipulasi Kondisi dan Menambahkan Aktivator Pengomposan Strategi proses pengomposan yang saat ini banyak dikembangkan adalah mengabungkan dua strategi di atas. Kondisi pengomposan dibuat seoptimal mungkin dengan menambahkan aktivator pengomposan. Pertimbangan untuk menentukan strategi pengomposan Seringkali tidak dapat menerapkan seluruh strategi pengomposan di atas dalam waktu yang bersamaan. Ada beberapa pertimbangan yang dapat digunakan untuk menentukan strategi pengomposan: 1. 2. 3. 4. Karakteristik bahan yang akan dikomposkan. Waktu yang tersedia untuk pembuatan kompos. Biaya yang diperlukan dan hasil yang dapat dicapai. Tingkat kesulitan pembuatan kompos

Pupuk organik

Pupuk organik adalah pupuk yang tersusun dari materi makhluk hidup, seperti pelapukan sisa -sisa tanaman, hewan, dan manusia.[1] Pupuk organik dapat berbentuk padat atau cair yang digunakan untuk memperbaiki sifat fisik, kimia, dan biologi tanah.[2] Pupuk organik mengandung banyak bahan organik daripada kadar haranya.[2] Sumber bahan organik dapat berupa kompos, pupuk hijau, pupuk kandang, sisa panen (jerami, brangkasan, tongkol jagung, bagas tebu, dan sabut

kelapa), limbah ternak, limbah industri yang menggunakan bahan pertanian, dan limbah kota (sampah).[2] Sejarah Sejarah penggunaan pupuk pada dasarnya merupakan bagian daripada sejarah pertanian.[3] Penggunaan pupuk diperkirakan sudah dimulai sejak permulaan manusia mengenal bercocok tanam, yaitu sekitar 5.000 tahun yang lalu.[3] Bentuk primitif dari penggunaan pupuk dalam memperbaiki kesuburan tanah dimulai dari kebudayaan tua manusia di daerah aliran sungai-sungai Nil, Euphrat, Indus, Cina, dan Amerika Latin.[3] Lahan-lahan pertanian yang terletak di sekitar aliran-aliran sungai tersebut sangat subur karena menerima endapan lumpur yang kaya hara melalui banjir yang terjadi setiap tahun.[3] Di Indonesia, pupuk organik sudah lama dikenal para petani.[3] Penduduk Indonesia sudah mengenal pupuk organik sebelum diterapkannya revolusi hijau di Indonesia.[3] Setelah revolusi hijau, kebanyakan petani lebih suka menggunakan pupuk buatan karena praktis menggunakannya, jumlahnya jauh lebih sedikit dari pupuk organik, harganyapun relatif murah, dan mudah diperoleh.[3] Kebanyakan petani sudah sangat tergantung pada pupuk buatan, sehingga dapat berdampak negatif terhadap perkembangan produksi pertanian.[3] Tumbuhnya kesadaran para petani akan dampak negatif penggunaan pupuk buatan dan sarana pertanian modern lainnya terhadap lingkungan telah membuat mereka beralih dari pertanian konvensional ke pertanian organik.[3]

Jenis Pupuk kandang Pupuk kandang Pupuk kandang adalah pupuk yang berasal dari kotoran hewan. Hewan yang kotorannya sering digunakan untuk pupuk kandang adalah hewan yang bisa dipelihara oleh masyarakat, seperti kotoran kambing, sapi, domba, dan ayam.[4]. Selain berbentuk padat, pupuk kandang juga bisa berupa cair yang berasal dari air kencing (urine) hewan.[4] Pupuk kandang mengandung unsur hara makro dan mikro.[4] Pupuk kandang padat (makro) banyak mengandung unsur fosfor, nitrogen, dan kalium.[4] Unsur hara mikro yang terkandung dalam pupuk kandang di antaranya kalsium, magnesium, belerang, natrium, besi, tembaga, dan molibdenum.[4] Kandungan nitrogen dalam urine hewan ternak tiga kali lebih besar

dibandingkan dengan kandungan nitrogen dalam kotoran padat.[4] Pupuk kandang terdiri dari dua bagian, yaitu:[4] 1. Pupuk dingin adalah pupuk yang berasal dari kotoran hewan yang diuraikan secara perlahan oleh mikroorganime sehingga tidak menimbulkan panas, contohnya pupuk yang berasal dari kotoran sapi, kerbau, dan babi.[4] 2. Pupuk panas adalah pupuk yang berasal dari kotoran hewan yang diuraikan mikroorganisme secara cepat sehingga menimbulkan panas, contohnya pupuk yang berasal dari kotoran kambing, kuda, dan ayam.[4] Pupuk kandang bermanfaat untuk menyediakan unsur hara makro dan mikro dan mempunyai daya ikat ion yang tinggi sehingga akan mengefektifkan bahan bahan anorganik di dalam tanah, termasuk pupuk anorganik.[4] Selain itu, pupuk kandang bisa memperbaiki struktur tanah, sehingga pertumbuhan tanaman bia optomal.[4] Pupuk kandang yang telah siap diaplikasikan memiliki ciri dingin, remah, wujud aslinya tidak tampak, dan baunya telah berkurang.[4] Jika belum memiliki ciri-ciri tersebut, pupuk kandang belum siap digunakan.[4] Penggunaan pupuk yang belum matang akan menghambat pertumbuhan tanaman, bahkan bisa mematikan tanaman.[4] Penggunaan pupuk kandang yang baik adalah dengan cara dibenamkan, sehingga penguapan unsur hara akibat prose kimia dalam tanah dapat dikurangi.[4] Penggunaan pupuk kandang yang berbentuk cair paling bauk dilakukan setelah tanaman tumbuh, sehingga unsur hara yang terdapat dalam pupuk kandang cair ini akan cepat diserap oleh tanaman.[4] Pupuk hijau Pupuk hijau adalah pupuk organik yang berasal dari tanaman atau berupa sisa panen. Bahan tanaman ini dapat dibenamkan pada waktu masih hijau atau setelah dikomposkan.[4] Sumber pupuk hijau dapat berupa sisa-sisa tanaman (sisa panen) atau tanaman yang ditanam secara khusus sebagai penghasil pupuk hijau, seperti sisasisa tanaman, kacang-kacangan, dan tanaman paku air (Azolla).[4] Jenis tanaman yang dijadikan sumber pupuk hijau diutamakan dari jenis legume, karena tanaman ini mengandung hara yang relatif tinggi, terutama nitrogen dibandingkan dengan jenis tanaman lainnya.[4] Tanaman legume juga relatif mudah terdekomposisi sehingga penyediaan haranya menjadi lebih cepat.[4] Pupuk hijau bermanfaat untuk meningkatkan kandungan bahan organik dan unsur hara di dalam tanah, sehingga terjadi perbaikan sifat fisika, kimia, dan biologi tanah, yang selanjutnya berdampak pada peningkatan produktivitas tanah dan ketahanan tanah terhadap erosi.[4] Pupuk hijau digunakan dalam:[4]

1. Penggunaan tanaman pagar, yaitu dengan mengembangkan sistem pertanaman lorong, dimana tanaman pupuk hijau ditanam sebagai tanaman pagar berseling dengan tanaman utama.[4] 2. Penggunaan tanaman penutup tanah, yaitu dengan mengembangkan tanaman yang ditanam sendiri, pada saat tanah tidak ditanami tanaman utama atau tanaman yang ditanam bersamaan dengan tanaman pokok bila tanaman pokok berupa tanaman tahunan.[4] Kompos Kompos Kompos merupakan sisa bahan organik yang berasal dari tanaman, hewan, dan limbah organik yang telah mengalami proses dekomposisi atau fermentasi.[5] Jenis tanaman yang sering digunakan untuk kompos di antaranya jerami, sekam padi, tanaman pisang, gulma, sayuran yang busuk, sisa tanaman jagung, dan sabut kelapa.[5] Bahan dari ternak yang sering digunakan untuk kompos di antaranya kotoran ternak, urine, pakan ternak yang terbuang, dan cairan biogas.[5] Tanaman air yang sering digunakan untuk kompos di antaranya ganggang biru, gulma air, eceng gondok, dan azola.[5] Beberapa kegunaan kompos adalah:[5] 1. 2. 3. 4. 5. Memperbaiki struktur tanah.[5] Memperkuat daya ikat agregat (zat hara) tanah berpasir.[5] Meningkatkan daya tahan dan daya serap air.[5] Memperbaiki drainase dan pori - pori dalam tanah.[5] Menambah dan mengaktifkan unsur hara.[5]

Kompos digunakan dengan cara menyebarkannya di sekeliling tanaman.[5] Kompos yang layak digunakan adalah yang sudah matang, ditandai dengan menurunnya temperatur kompos (di bawah 400 c).[5]

Humus Humus Humus adalah material organik yang berasal dari degradasi ataupun pelapukan daun-daunan dan ranting-ranting tanaman yang membusuk (mengalami dekomposisi) yang akhirnya mengubah humus menjadi (bunga tanah), dan kemudian menjadi tanah.[6] Bahan baku untuk humus adalah dari daun ataupun ranting pohon yang berjatuhan, limbah pertanian dan peternakan, industri makanan, agro industri, kulit kayu, serbuk gergaji (abu kayu), kepingan kayu, endapan kotoran, sampah rumah tangga, dan limbah-limbah padat perkotaan.[6] Humus merupakan sumber makanan bagi tanaman, serta berperan baik bagi pembentukan dan menjaga struktur tanah.[6] Senyawa humus juga berperan dalam pengikatan bahan kimia toksik dalam tanah dan air.[6] Selain itu, humus dapat meningkatkan kapasitas kandungan air tanah, membantu dalam menahan pupuk anorganik larut-air, mencegah penggerusan tanah, menaikan aerasi tanah, dan juga dapat menaikkan fotokimia dekomposisi pestisida atau senyawa-senyawa organik toksik.[6] Kandungan utama dari kompos adalah humus.[6] Humus merupakan penentu akhir dari kualitas kesuburan tanah, jadi penggunaan humus sama halnya dengan penggunaan kompos.[6] Pupuk organik buatan Pupuk organik buatan adalah pupuk organik yang diproduksi di pabrik dengan menggunakan peralatan yang modern.[7] Beberapa manfaat pupuk organik buatan, yaitu:[7] 1. 2. 3. 4. Meningkatkan kandungan unsur hara yang dibutuhkan tanaman.[7] Meningkatkan produktivitas tanaman.[7] Merangsang pertumbuhan akar, batang, dan daun.[7] Menggemburkan dan menyuburkan tanah.[7]

Pada umumnya, pupuk organik buatan digunakan dengan cara menyebarkannya di sekeliling tanaman, sehingga terjadi peningkatan kandungan unsur hara secara efektif dan efisien bagi tanaman yang diberi pupuk organik tersebut.[7]

Manfaat Berbagai hasil penelitian mengindikasikan bahwa sebagian besar lahan pertanian intensif menurun produktivitasnya dan telah mengalami degradasi lahan, terutama terkait dengan sangat rendahnya kandungan karbon organik dalam tanah, yaitu 2%.[8] Padahal untuk memperoleh produktivitas optimal dibutuhkan karbon organik sekitar 2,5%.[8] Pupuk organik sangat bermanfaat bagi peningkatan produksi pertanian baik kualitas maupun kuantitas, mengurangi pencemaran lingkungan, dan meningkatkan kualitas lahan secara berkelanjutan.[8] Penggunaan pupuk organik dalam jangka panjang dapat meningkatkan produktivitas lahan dan dapat mencegah degradasi lahan.[8] Sumber bahan untuk pupuk organik sangat beranekaragam, dengan karakteristik fisik dan kandungan kimia yang sangat beragam sehingga pengaruh dari penggunaan pupuk organik terhadap lahan dan tanaman dapat bervariasi.[8] Selain itu, peranannya cukup besar terhadap perbaikan sifat fisika, kimia biologi tanah serta lingkungan.[8] Pupuk organik yang ditambahkan ke dalam tanah akan mengalami beberapa kali fase perombakan oleh mikroorganisme tanah untuk menjadi humus.[8] Bahan organik juga berperan sebagai sumber energi dan makanan mikroba tanah sehingga dapat meningkatkan aktivitas mikroba tersebut dalam penyediaan hara tanaman.[8] Penambahan bahan organik di samping sebagai sumber hara bagi tanaman, juga sebagai sumber energi dan hara bagi mikroba.[8] Bahan dasar pupuk organik yang berasal dari sisa tanaman sedikit mengandung bahan berbahaya.[8] Penggunaan pupuk kandang, limbah industri dan limbah kota sebagai bahan dasar kompos berbahaya karena banyak mengandung logam berat dan asam-asam organik yang dapat mencemari lingkungan.[8] Selama proses pengomposan, beberapa bahan berbahaya ini akan terkonsentrasi dalam produk akhir pupuk.[8] Untuk itu diperlukan seleksi bahan dasar kompos yang mengandung bahan-bahan berbahaya dan beracun (B3).[8] Pupuk organik dapat berperan sebagai pengikat butiran primer menjadi butir sekunder tanah dalam pembentukan pupuk.[8] Keadaan ini memengaruhi penyimpanan, penyediaan air, aerasi tanah, dan suhu tanah.[8] Bahan organik dengan karbon dan nitrogen yang banyak, seperti jerami atau sekam lebih besar pengaruhnya pada perbaikan sifat-sifat fisik tanah dibanding dengan bahan organik yang terdekomposisi seperti kompos.[8] Pupuk organik memiliki fungsi kimia yang penting seperti:[8] 1. Penyediaan hara makro (nitrogen, fosfor, kalium, kalsium, magnesium, dan sulfur) dan mikro seperti zink, tembaga, kobalt, barium, mangan, dan besi, meskipun jumlahnya relatif sedikit.[8] 2. Meningkatkan kapasitas tukar kation (KTK) tanah.[8]

3. Membentuk senyawa kompleks dengan ion logam yang meracuni tanaman seperti aluminium, besi, dan mangan.[8] Pelestarian lingkungan Tanaman penutup tanah (cover crop) dapat digunakan sebagai pupuk organik. Penggunaan pupuk organik saja, tidak dapat meningkatkan produktivitas tanaman dan ketahanan pangan.[9] Oleh karena itu sistem pengelolaan hara terpadu yang memadukan pemberian pupuk organik dan pupuk anorganik perlu digalakkan.[9] Sistem pertanian yang disebut sebagai LEISA (Low External Input and Sustainable Agriculture) menggunakan kombinasi pupuk organik dan anorganik yang berlandaskan konsep good agricultural practices perlu dilakukan agar degredasi lahan dapat dikurangi dalam rangka memelihara kelestarian lingkungan.[9] Pemanfaatan pupuk organik dan pupuk anorganik untuk meningkatkan produktivitas lahan dan produksi pertanian perlu dipromosikan dan digalakkan.[9] Program-program pengembangan pertanian yang mengintegrasikan ternak dan tanaman (crop-livestock) serta penggunaan tanaman legum baik berupa tanaman lorong (alley cropping) maupun tanaman penutup tanah (cover crop) sebagai pupuk hijau maupun kompos perlu diintensifkan.[9]

Humus Humus adalah tanah yang sangat subur terbentuk dari lapukan daun dan batang pohon di hutan hujan tropis yang lebat.[1] Humus dikenal sebagai sisa-sisa tumbuhan dan hewan yang mengalami perombakan oleh organisme dalam tanah, berada dalam keadaan stabil, berwarna coklat kehitaman.[2] Secara kimia, humus didefinisikan sebagai suatu kompleks organik makromolekular yang mengandung banyak kandungan seperti fenol, asam karboksilat, dan alifatik hidroksida.[3] Ciri-ciri Humus biasanya berwarna gelap dan dijumpai terutama pada lapisan tanah atas sehingga tidak stabil terutama apabila terjadi perubahan regim suhu, kelembapan dan aerasi.[4] Humus bersifat koloidal seperti liat tetapi amorfous, luas permukaan dan daya jerap jauh melebihi liat dengan kapasitas tukar kation 150-300 me/100 g, liat hanya 8-100 me/100 g.[5] Humus mempunyai kemampuan meningkatkan unsur hara tersedia seperti Ca, Mg, dan K, humus juga merupakan sumber energi jasad mikro serta memberikan warna gelap pada tanah. [4]

Manfaat humus Humus memiliki kontribusi terbesar terhadap kebertahanan dan kesuburan tanah. [4] Humus merupakan sumber makanan bagi tanaman dan akan berperan baik bagi pembentukan dan menjaga struktur tanah.[6] Senyawa humus juga berperan dengan sangat memuaskan terutama dalam pengikatan bahan kimia toksik dalam tanah dan air.[6] Selain itu humus dapat meningkatkan kapasitas kandungan air tanah, membantu dalam menahan pupuk anorganik larut-air, mencegah penggerusan tanah, menaikan aerasi tanah, dan juga dapat menaikkan fotokimia dekomposisi pestisida atau senyawa-senyawa organik toksik.[4] Dengan demikian sudah selayaknya pupuk-pupuk organik yang kaya akan humus ini menggantikan peran dari pupuk-pupuk sintesis dalam menjaga kualitas tanah.[3]

Fermentasi Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal. Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasil fermentasi adalah etanol, asam laktat, dan hidrogen. Akan tetapi beberapa komponen lain dapat juga dihasilkan dari fermentasi seperti asam butirat dan aseton. Ragi dikenal sebagai bahan yang umum digunakan dalam fermentasi untuk menghasilkan etanol dalam bir, anggur dan minuman beralkohol lainnya. Respirasi anaerobik dalam otot mamalia selama kerja yang keras (yang tidak memiliki akseptor elektron eksternal), dapat dikategorikan sebagai bentuk fermentasi yang mengasilkan asam laktat sebagai produk sampingannya. Akumulasi asam laktat inilah yang berperan dalam menyebabkan rasa kelelahan pada otot. Sejarah Ahli Kimia Perancis, Louis Pasteur adalah seorang zymologist pertama ketika di tahun 1857 mengkaitkan ragi dengan fermentasi. Ia mendefinisikan fermentasi sebagai "respirasi (pernafasan) tanpa udara". Pasteur melakukan penelitian secara hati-hati dan menyimpulkan, "Saya berpendapat bahwa fermentasi alkohol tidak terjadi tanpa adanya organisasi,

pertumbuhan dan multiplikasi sel-sel secara simultan..... Jika ditanya, bagaimana proses kimia hingga mengakibatkan dekomposisi dari gula tersebut... Saya benarbenar tidak tahu". Ahli kimia Jerman, Eduard Buchner, pemenang Nobel Kimia tahun 1907, berhasil menjelaskan bahwa fermentasi sebenarnya diakibatkan oleh sekeresi dari ragi yang ia sebut sebagai zymase. Penelitian yang dilakukan ilmuan Carlsberg (sebuah perusahaan bir) di Denmark semakin meningkatkan pengetahuan tentang ragi dan brewing (cara pembuatan bir). Ilmuan Carlsberg tersebut dianggap sebagai pendorong dari berkembangnya biologi molekular. Reaksi Reaksi dalam fermentasi berbeda-beda tergantung pada jenis gula yang digunakan dan produk yang dihasilkan. Secara singkat, glukosa (C6H12O6) yang merupakan gula paling sederhana , melalui fermentasi akan menghasilkan etanol (2C2H5OH). Reaksi fermentasi ini dilakukan oleh ragi, dan digunakan pada produksi makanan. Persamaan Reaksi Kimia C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP (Energi yang dilepaskan:118 kJ per mol) Dijabarkan sebagai Gula (glukosa, fruktosa, atau sukrosa) Alkohol (etanol) + Karbon dioksida + Energi (ATP) Jalur biokimia yang terjadi, sebenarnya bervariasi tergantung jenis gula yang terlibat, tetapi umumnya melibatkan jalur glikolisis, yang merupakan bagian dari tahap awal respirasi aerobik pada sebagian besar organisme. Jalur terakhir akan bervariasi tergantung produk akhir yang dihasilkan. Sumber energi dalam kondisi anaerobik Fermentasi diperkirakan menjadi cara untuk menghasilkan energi pada organisme purba sebelum oksigen berada pada konsentrasi tinggi di atmosfer seperti saat ini, sehingga fermentasi merupakan bentuk purba dari produksi energi sel.

Produk fermentasi mengandung energi kimia yang tidak teroksidasi penuh tetapi tidak dapat mengalami metabolisme lebih jauh tanpa oksigen atau akseptor elektron lainnya (yang lebih highly-oxidized) sehingga cenderung dianggap produk sampah (buangan). Konsekwensinya adalah bahwa produksi ATP dari fermentasi menjadi kurang effisien dibandingkan oxidative phosphorylation, di mana pirufat teroksidasi penuh menjadi karbon dioksida. Fermentasi menghasilkan dua molekul ATP per molekul glukosa bila dibandingkan dengan 36 ATP yang dihasilkan respirasi aerobik. "Glikolisis aerobik" adalah metode yang dilakukan oleh sel otot untuk memproduksi energi intensitas rendah selama periode di mana oksigen berlimpah. Pada keadaan rendah oksigen, makhluk bertulang belakang (vertebrata) menggunakan "glikolisis anaerobik" yang lebih cepat tetapi kurang effisisen untuk menghasilkan ATP. Kecepatan menghasilkan ATP-nya 100 kali lebih cepat daripada oxidative phosphorylation. Walaupun fermentasi sangat membantu dalam waktu pendek dan intensitas tinggi untuk bekerja, ia tidak dapat bertahan dalam jangka waktu lama pada organisme aerobik yang kompleks. Sebagai contoh, pada manusia, fermentasi asam laktat hanya mampu menyediakan energi selama 30 detik hingga 2 menit. Tahap akhir dari fermentasi adalah konversi piruvat ke produk fermentasi akhir. Tahap ini tidak menghasilkan energi tetapi sangat penting bagi sel anaerobik karena tahap ini meregenerasi nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+), yang diperlukan untuk glikolisis. Ia diperlukan untuk fungsi sel normal karena glikolisis merupakan satu-satunya sumber ATP dalam kondisi anaerobik. Fermentasi makanan Pembuatan tempe dan tape (baik tape ketan maupun tape singkong atau peuyeum) adalah proses fermentasi yang sangat dikenal di Indonesia. Proses fermentasi menghasilkan senyawa-senyawa yang sangat berguna, mulai dari makanan sampai obat-obatan. Proses fermentasi pada makanan yang sering dilakukan adalah proses pembuatan tape, tempe, yoghurt, dan tahu.

Istilah istilah kimia organik1. Jari-jari atom Jari jari atom adalah jarak dari inti atom ke orbital elektron terluar yang stabil dalam suatu atom dalam keadaan setimbang. Biasanya jarak tersebut diukur dalam satuan pikometer atau angstrum. Dikarenakan elektron-elektron senantiasa bergerak, maka untuk mengukur jarak dari inti atom kepadanya amatlah sulit. Untuk itu digunakan beberapa cara yang lebih akurat seperti dijelaskan pada bagian selanjutnya. 2. Atom Atom adalah suatu kumpulan materi yang terdiri atas inti yang bermuatan positif, yang biasanya mengandung proton dan neutron, dan beberapa elektron di sekitarnya yang mengimbangi muatan positif inti. Atom juga merupakan satuan terkecil yang dapat diuraikan dari suatu unsur dan masih mempertahankan sifatnya, terbentuk dari inti yang rapat dan bermuatan positif dikelilingi oleh suatu sistem elektron.

Adisi yaitu suatu jenis reaksi senyawa karbon di mana ikatan rangkap dijenuhkan. Afinita electron yaitu energy yang menyertai penyerapan electron oleh suatu atom dalam wujud gas untuk membentuk ion negatif. Alkana yaitu hidrogenkarbon alifatik jenuh. Alkena yaitu hidrokarbon alifatik dengan satu ikatan karbon-karbon rangkap. Alkil yaitu gugus bertangan satu yang diturunkan dari alkana. Alkuna yaitu hidrokarbon alifatik dengan satu ikatan karbon-karbon rangkap tiga. Atom yaitu bagian terkecil dari unsur yang terlibat dalam reaksi kimia dan semua zat tersusun dari atom dalam komposisi tertentu. Aturan (Hukum) Oktet yaitu kecenderungan unsure-unsur untuk mencapai konfigurasi oktet gas mulia terdekat. Bahan bakar fosil yaitu bahan bakar yang berasal dari sisa-sisa organism. Bakteri Aerob yaitu bakteri yang membutuhkan oksigen dalam aksi penguraiannya.

Bensin yaitu salah satu bahan bakar minyak yang digunakan pada kendaraan bermotor. Bilangan oksidasi yaitu muatan yang diemban oleh suatu atom dalam suatu senyawa jika semua elktron ikatan didistribusikan kepada kepada unsur yang lebih elektronegatif. BOD yaitu jumlah oksigen yang di butuhkan untuk menguraikan sampah organiksecara biologis.

Elektronegativitas adalah ukuran dari kecenderungan sebuah atom untuk menarik elektron. Skala Pauling adalah yang paling sering digunakan. Flourin (element yang paling elektronegatif) memiliki nilai 4.0, nilai tersebut turun sampai dengan sesium dan fransium dengan elektronegatif terendah 0.7. Isomer adalah molekul yang memiliki molekuk formula yang sama namun susuan 3D yang berbeda. Tidak termasuk molekul hasil perputaran dari molekul tersebut secara penuh atau hasil rotasi ikatan ikatan tunggal. Alkuna merupakan hidrokarbon tak jenuh yang mempunyai ikatan rangkap tiga C=C. Suku alkana yang paling kecil terdiri dari dua atom C, yaitu etuna. Nama alkuna sesuai dengan nama alkana dengan mengganti akhiran ana menjadi -una. Alkena merupakan hidrokarbon tak jenuh yang mempunyai ikatan rangkap dua C=C. Suku alkena yang paling kecil terdiri dari dua atom C, yaitu etena. Nama alkena sesuai dengan nama alkana dengan mengganti akhiran ana menjadi -ena. Aldehid dan keton adalah senyawa-senyawa sederhana yang mengandung sebuah gugus karbonil sebuah ikatan rangkap C=O. Poliester adalah sebuah polimer (sebuah rantai dari unit yang berulang-ulang) dimana masing-masing unit dihubungkan oleh sebuah sambungan ester. Redoks (singkatan dari reaksi reduksi/oksidasi) adalah istilah yang menjelaskan berubahnya bilangan oksidasi (keadaan oksidasi) atom-atom dalam sebuah reaksi kimia.

Deret HomologDeretan rumus molekul alkana menunjukan bahwa dari setiap anggata yang satu ke anggota berikutnya bertambah sebanyak CH2.Deret senyawa karbon yang demikian ini disebut Deret Homolog . sifat sifat deret homolog,sbb. 1.Mempunyai rumus umum,Rumus umum Alkana CnH2n+2 2.antara satu anggota ke anggota berikutnya mempunyai pembeda CH2 3.Selisih masa rumus antara satu anggota ke anggota berikutnya sebesar 14 4.semakin panjang rantai atom karbonnya,semakin tinggi titik didihnya. Dari berbagai unsur-unsur kimia yang kita kenal....ada satu unsur yang cakupannya sangat luas dan pembahasannya sangat mendalam yakni KARBON. Karbon mempunyai nomor atom 6 sehingga jumlah elektronnya juga 6....dengan konfigurasi 6C = 2, 4. Dari konfigurasi elektron ini terlihat atom C mempunyai 4 elektron valensi (elektron pada kulit terluar).....Untuk memperoleh 8 elektron (oktet) pada kulit terluarnya (elektron valensi) dibutuhkan 4 elektron sehingga masing-masing elektron valensi mencari pasangan elektron dengan atom-atom lainnya. Kekhasan atom karbon adalah kemampuannya untuk berikatan dengan atom karbon yang lain membentuk rantai karbon. Bentuk rantai2 karbon yang paling sederhana adalah Hidrokarbon. Hidrokarbon hanya tersusun dari dua unsur yaitu Hidrogen dan Karbon. Berdasarkan jumlah atom C lain yang terikat pada satu atom C dalam rantai karbon, maka atom C dibedakan menjadi : a. Atom C primer, yaitu atom C yang mengikat satu atom C yang lain. b. Atom C sekunder, yaitu atom C yang mengikat dua atom C yang lain. c. Atom C tersier, yaitu atom C yang mengikat tiga atom C yang lain. d. Atom C kwarterner, yaitu atom C yang mengikat empat atom C yang lain.

atom C primer, atom C nomor 1, 7, 8, 9 dan 10 (warna hijau) atom C sekunder, atom C nomor 2, 4 dan 6 (warna biru) atom C tersier, atom C nomor 3 (warna kuning) atom C kwarterner, atom C nomor 5 (warna merah)

Berdasarkan bentuk rantai karbonnya : Hidrokarbon alifatik = senyawa hidrokarbon dengan rantai lurus/terbuka yang jenuh (ikatan tunggal/alkana) maupun tidak jenuh (ikatan rangkap/alkena atau alkuna). Hidrokarbon alisiklik = senyawa hidrokarbon dengan rantai melingkar / tertutup (cincin). Hidrokarbon aromatik = senyawa hidrokarbon dengan rantai melingkar (cincin) yang mempunyai ikatan antar atom C tunggal dan rangkap secara selang-seling / bergantian (konjugasi) Selanjutnya dalam artikel ini saya batasi membahas hidrokarbon rantai terbuka (alifatik) saja.... Berdasarkan ikatan yang ada dalam rantai C-nya, senyawa hidrokarbon alifatik dibedakan atas : 1. Alkana (CnH2n+2) 2. Alkena (CnH2n) 3. Alkuna (CnH2n-2) Keterangan : n = 1, 2, 3, 4, .......dst Alkana (Parafin) adalah hidrokarbon yang rantai C nya hanya terdiri dari ikatan kovalen tunggal saja. sering disebut sebagai hidrokarbon jenuh....karena jumlah atom Hidrogen dalam tiap2 molekulnya maksimal. Memahami tata nama Alkana sangat vital, karena menjadi dasar penamaan senyawa2 karbon lainnya. Sifat-sifat Alkana 1. Hidrokarbon jenuh (tidak ada ikatan atom C rangkap sehingga jumlah atom H nya maksimal) 2. Disebut golongan parafin karena affinitas kecil (sedikit gaya gabung) 3. Sukar bereaksi

4. Bentuk Alkana dengan rantai C1 C4 pada suhu kamar adalah gas, C4 C17 pada suhu adalah cair dan > C18 pada suhu kamar adalah padat 5. Titik didih makin tinggi bila unsur C nya bertambah...dan bila jumlah atom C sama maka yang bercabang mempunyai titik didih yang lebih rendah 6. Sifat kelarutan : mudah larut dalam pelarut non polar 7. Massa jenisnya naik seiring dengan penambahan jumlah unsur C 8. Merupakan sumber utama gas alam dan petrolium (minyak bumi) Rumus umumnya CnH2n+2 Deret homolog alkana Deret homolog adalah suatu golongan/kelompok senyawa karbon dengan rumus umum yang sama, mempunyai sifat yang mirip dan antar suku-suku berturutannya mempunyai beda CH2 atau dengan kata lain merupakan rantai terbuka tanpa cabang atau dengan cabang yang nomor cabangnya sama. Sifat-sifat deret homolog alkana : o Mempunyai sifat kimia yang mirip o Mempunyai rumus umum yang sama o Perbedaan Mr antara 2 suku berturutannya sebesar 14 o Makin panjang rantai karbon, makin tinggi titik didihnya n Rumus 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C6H14 C7H16 C8H18 C9H20 C10H22 C11H24 C12H26 Nama = = = = = = = = = = = = metana etana propana butana pentana heksana heptana oktana nonana dekana undekana dodekana

TATA NAMA ALKANA

1. Nama alkana didasarkan pada rantai C terpanjang sebagai rantai utama. Apabila ada dua atau lebih rantai yang terpanjang maka dipilih yang jumlah cabangnya terbanyak 2. Cabang merupakan rantai C yang terikat pada rantai utama. di depan nama alkananya ditulis nomor dan nama cabang. Nama cabang sesuai dengan nama alkana dengan mengganti akhiran ana dengan akhiran il (alkil). 3. Jika terdapat beberapa cabang yang sama, maka nama cabang yang jumlah C nya sama disebutkan sekali tetapi dilengkapi dengan awalan yang menyatakan jumlah seluruh cabang tersebut. Nomor atom C tempat cabang terikat harus dituliskan sebanyak cabang yang ada (jumlah nomor yang dituliskan = awalan yang digunakan), yaitu di = 2, tri = 3, tetra =4, penta = 5 dan seterusnya. 4. Untuk cabang yang jumlah C nya berbeda diurutkan sesuai dengan urutan abjad ( etil lebih dulu dari metil ). 5. Nomor cabang dihitung dari ujung rantai utama yang terdekat dengan cabang. Apabila letak cabang yang terdekat dengan kedua sama dimulai dari : Cabang yang urutan abjadnya lebih dulu ( etil lebih dulu dari metil ) Cabang yang jumlahnya lebih banyak ( dua cabang dulu dari satu cabang ) Contoh : Apakah nama idrokarbon di bawah ini ?

pertama kali kita tentukan rantai utamanya.....Rantai utama adalah rantai terpanjang :

rantai utamanya adalah yang di kotak merah...... Kenapa?? coba kalian perhatikan sisi sebelah kiri, bila rantai utamanya yang lurus (garis putus2) maka sama2 akan bertambah 2 atom C tapi hanya akan menimbulkan satu cabang (bagian yang belok ke bawah)....sedangkan bila kita belokkan ke bawah akan timbul 2 cabang (Aturan no 1). Sekarang coba kalian perhatikan bagian kanan, penjelasannya lebih

mudah....bila rantai utamanya yang lurus (garis putus2) hanya bertambah satu atom C sedangkan bila belok ke bawah maka akan bertambah 2 atom C. Jadi rangkaian rantai utama itu boleh belak-belok dan gak harus lurus......asal masih dalam satu rangkaian yang bersambungan tanpa cabang. rantai karbon yang tersisa dari rantai utama adalah cabangnya.....

terlihat ada 3 cabang yakni 1 etil dan 2 metil.....penomoran cabang kita pilih yang angkanya terkecil : bila dari ujung rantai utama sebelah kiri maka etil terletak di atom C rantai utama nomor 3 dan metil terletak di atom C rantai utama nomor 2 dan 6 bila dari ujung rantai utama sebelah kanan maka etil terletak di atom C rantai utama nomor 6 dan metil di atom C rantai utama nomor 3 dan 7 kesimpulannya kira urutkan dari ujung sebelah kiri..... Urutan penamaan : jadi namanya : nomor cabang - nana cabang - nama rantai induk 3 etil 2,6 dimetil oktana

cabang etil disebut lebih dahulu daripada metil karena abjad nama depannya dahulu (abjad "e" lebih dahulu dari "m"). karena cabang metil ada dua buah maka cukup disebut sekali ditambah awalan "di" yang artinya "dua". karena rantai utamanya terdiri dari 8 atom C maka rantai utamanya bernama : oktana. bentuk struktur kerangka Alkana kadangkala mengalami penyingkatan.....misalnya :

CH3 (warna hijau) merupakan ujung rantai CH2 (warna biru) merupakan bagian tenganh rantai lurus CH (warna oranye) percabangan tiga C (warna merah) percabangan empat Kegunaan alkana, sebagai : Bahan bakar Pelarut Sumber hidrogen Pelumas Bahan baku untuk senyawa organik lain Bahan baku industri Alkena (Olefin) merupakan senyawa hidrokarbon tak jenuh yang memiliki 1 ikatan rangkap 2 (C=C-) Sifat-sifat Alkena

Hidrokarbon tak jenuh ikatan rangkap dua Alkena disebut juga olefin (pembentuk minyak) Sifat fisiologis lebih aktif (sbg obat tidur --> 2-metil-2-butena) Sifat sama dengan Alkana, tapi lebih reaktif Sifat-sifat : gas tak berwarna, dapat dibakar, bau yang khas, eksplosif dalam udara (pada konsentrasi 3 34 %) Terdapat dalam gas batu bara biasa pada proses cracking

Rumus umumnya CnH2n

TATA NAMA ALKENA hampir sama dengan penamaan pada Alkana dengan perbedaan :

Rantai utama harus mengandung ikatan rangkap dan dipilih yang terpanjang. Nama rantai utama juga mirip dengan alkana dengan mengganti akhiran ana dengan -ena. Sehingga pemilihan rantai atom C terpanjang dimulai dari C rangkap ke sebelah kanan dan kirinya dan dipilih sebelah kanan dan kiri yang terpanjang. Nomor posisi ikatan rangkap ditulis di depan nama rantai utama dan dihitung dari ujung sampai letak ikatan rangkap yang nomor urut C nya terkecil. Urutan nomor posisi rantai cabang sama seperti urutan penomoran ikatan cabang rantai utama.

Contoh :

menpunyai rantai utama......

penghitungan atom C pada rantai utama dimulai dari ikatan rangkap....sebelah kiri ikatan rangkap hanya ada satu pilihan sedangkan sebelah kanan ikatan rangkap ada dua pilihan yaitu lurus dan belokan pertama ke bawah....kedua2nya sama2 menambah 4 atom C namun bila belokan pertama kebawah hanya menghasilkan satu cabang sedangkan bila lurus menimbulkan dua cabang. Jadi namanya : 3 etil 4 metil 1 pentena

1 pentena dapat diganti dengan n-pentena atau khusus ikatan rangkap di nomor satu boleh tidak ditulis....sehingga namanya cukup : pentena. Nomor cabang

diurutkan sama dengan urutan nomor ikatan rangkapnya. Pada soal di atas dari ujung sebelah kanan.... Kegunaan Alkena sebagai :

Dapat digunakan sebagai obat bius (dicampur dengan O2) Untuk memasakkan buah-buahan bahan baku industri plastik, karet sintetik, dan alkohol.

Alkuna merupakan senyawa hidrokarbon tak jenuh yang memiliki 1 ikatan rangkap 3 ( CC). Sifat-nya sama dengan Alkena namun lebih reaktif. Rumus umumnya CnH2n-2

Tata namanya juga sama dengan Alkena....namun akhiran -ena diganti -una Kegunaan Alkuna sebagai :

etuna (asetilena = C2H2) digunakan untuk mengelas besi dan baja. untuk penerangan Sintesis senyawa lain.

Alkil Halida (Haloalkana) Senyawa alkil halida merupakan senyawa hidrokarbon baik jenuh maupun tak jenuh yang satu unsur H-nya atau lebih digantikan oleh unsur halogen (X = Br, Cl. I) Sifat fisika Alkil Halida :

Mempunyai titik lebih tinggi dari pada titik didih Alkana dengan jumlah unsur C yang sama. Tidak larut dalam air, tapi larut dalam pelarut organik tertentu. Senyawa-senyawa bromo, iodo dan polikloro lebih berat dari pada air.

Struktur Alkil Halida : R-X Keterangan : R = senyawa hidrokarbon

X = Br (bromo), Cl (kloro) dan I (Iodo) Berdasarkan letak alkil dalam hidrokarbon di bagi menjadi :

Alkil halida primer, bila diikat atom C primer Alkil halida sekunder, bila diikat atom C sekunder Alkil halida tersier, bila diikat atom C tersier (CH3)2CH-Br sekunder (CH3)3C-Br tersier

CH3-CH2-CH2-CH2-Cl Primer