10 Macam Hidrolisis dan Contohnya

Ketika kita mencerna makanan, apa yang membantu memecah bahan yang kita makan? Jawabannya adalah air. Mekanisme awal pencernaan makanan kita adalah contoh hidrolisis. Hidrolisis adalah proses menggunakan air untuk memecah molekul menjadi dua bagian. Hidrolisis cukup berguna dalam biologi dan kimia. Aplikasi biologis dari hidrolisis berkisar dari pemecahan molekul gula dalam tubuh kita untuk berpartisipasi dalam pelepasan energi yang disimpan dari ATP (Adenosine Tri Phosphate).

Adapun aplikasi hidrolisis dalam kimia yaitu hidrolisis banyak digunakan dalam kimia industri untuk memecah bahan kimia menjadi fraksi atau potongan yang lebih kecil. Misalnya, senyawa yang disebut ester organofosfat dapat dihidrolisis, atau mengalami reaksi hidrolisis. Hidrolisis ini membantu dalam produksi pembunuh serangga dan semprotan pestisida.

Hidrolisis

Hidrolisis adalah ciri reaksi kimia yang dekomposisi di mana salah satu reaktan adalah air dan biasanya air tersebutlah yang dipergunakan untuk memutus ikatan kimia dalam reaktan lainnya. Persamaan umum dari reaksi hidrolisis adalah:

Reaksi hidrolisis organik melibatkan reaksi air dan ester:

(Tanda hubung di sisi kiri menunjukkan ikatan kovalen yang rusak selama reaksi).

Macam Hidrolisis

Berbagai jenis hidrolisis, diantaranya yaitu:

1. Garam

Jenis hidrolisis yang umum terjadi ketika garam asam lemah atau basa lemah (atau keduanya) dilarutkan dalam air. Air secara spontan mengalami ionisasi membentuk anion hidroksida dan kation hidronium. Garam juga mengalami disosiasi membentuk nion dan kation penyusunnya.

Misalnya, natrium asetat berdisosiasi dalam air menjadi jenis ion natrium dan asetat. Ion natrium bereaksi sangat sedikit dengan ion hidroksida sedangkan ion asetat bergabung dengan ion hidronium untuk menghasilkan asam asetat. Dalam hal ini hasil bersihnya adalah kelebihan relatif dari ion hidroksida, menghasilkan larutan basa.

Asam kuat juga mengalami hidrolisis. Misalnya saja melarutkan asam sulfat (H₂SO₄) dalam air disertai dengan hidrolisis untuk menghasilkan hidronium dan bisulfat, basa konjugat asam sulfat.

2. Ester dan Amida

Hidrolisis asam basa yang dikatalisis sangat umum; salah satu contohnya adalah hidrolisis amida atau ester. Hidrolisisnya terjadi ketika nukleofil (zat pencari nukleus, misalnya air atau ion hidroksil) menyerang karbon dari gugus karbonil ester atau amida.

Dalam basa berair, ion hidroksil adalah nukleofil yang lebih baik daripada molekul polar seperti air. Dalam asam, gugus karbonil menjadi terprotonasi, dan ini mengarah pada serangan nukleofilik yang jauh lebih mudah. Produk untuk kedua hidrolisis adalah senyawa dengan gugus asam karboksilat.

Mungkin contoh hidrolisis ester tertua yang dipraktikkan secara komersial adalah saponifikasi (pembentukan sabun). Ini adalah hidrolisis trigliserida (lemak) dengan basa berair seperti natrium hidroksida (NaOH).

Selama proses tersebut, gliserol terbentuk, dan asam lemak bereaksi dengan basa, mengubahnya menjadi garam. Garam-garam ini disebut sabun, biasa digunakan dalam berbagai macam bahan kimia rumah tangga.

3. ATP

Hidrolisis berkaitan dengan metabolisme dan penyimpanan energi. Semua sel hidup membutuhkan pasokan energi secara terus-menerus untuk dua tujuan utama: biosintesis mikro dan makromolekul, dan transpor aktif ion dan molekul melintasi membran sel.

Energi yang berasal dari oksidasi nutrisi tidak digunakan secara langsung tetapi, melalui serangkaian reaksi yang kompleks dan panjang, ia disalurkan ke molekul penyimpan energi khusus, adenosine trifosfat (ATP).

Molekul ATP mengandung pertalian pirofosfat (ikatan yang terbentuk ketika dua unit fosfat digabungkan menjadi satu) yang melepaskan energi saat dibutuhkan. ATP dapat menjalani hidrolisis dengan dua cara:

Pertama, penghapusan terminal fosfat untuk membentuk adenosin difosfat (ADP) dan fosfat anorganik, dengan reaksi;

Kedua, penghapusan terminal difosfat untuk menghasilkan adenosin monofosfat (AMP) dan pirofosfat. Yang terakhir ini biasanya mengalami pembelahan lebih lanjut menjadi dua fosfat penyusunnya. Ini menghasilkan reaksi biosintesis, yang biasanya terjadi dalam rantai, yang dapat didorong ke arah sintesis ketika ikatan fosfat telah mengalami hidrolisis.

4. Polisakarida

Monosakarida dapat dihubungkan bersama oleh ikatan glikosidik, yang dapat dibelah dengan hidrolisis. Dua, tiga, beberapa atau banyak monosakarida dengan demikian saling terhubung membentuk disakarida, trisakarida, oligosakarida, atau polisakarida. Enzim yang menghidrolisis ikatan glikosidik disebut “glikosida hidrolase” atau “glikosidase“.

Disakarida yang paling terkenal adalah sukrosa (gula meja). Hidrolisis sukrosa menghasilkan glukosa dan fruktosa. Invertase adalah sukrase yang digunakan secara industri untuk hidrolisis sukrosa menjadi gula invert. Laktase sangat penting untuk hidrolisis laktosa dalam susu; banyak manusia dewasa tidak menghasilkan laktase dan tidak dapat mencerna laktosa dalam susu.

Hidrolisis polisakarida menjadi gula terlarut dapat dikenali sebagai sakarifikasi. Malt yang dibuat dari gandum digunakan sebagai sumber β-amilase untuk memecah pati menjadi maltosa disakarida, yang dapat digunakan oleh ragi untuk menghasilkan bir. Enzim amilase lain dapat mengubah pati menjadi glukosa atau menjadi oligosakarida.

Selulosa pertama dihidrolisis menjadi selobiosa oleh selulase dan kemudian selobiosa selanjutnya dihidrolisis menjadi glukosa oleh beta-glukosidase. Ruminansia seperti sapi mampu melakukan hidrolisis selulosa menjadi selobiosa dan kemudian glukosa sebab bakteri simbiotik yang terdapat dalam tubuhnya menghasilkan selulase.

5. Metal Aqua Ions (Ion logam dalam larutan air)

Ion logam adalah asam Lewis (Asam Lewis adalah spesies kimia yang mengandung orbital kosong yang mampu menerima pasangan elektron dari basa Lewis untuk membentuk adisi Lewis), dan dalam larutan air itu dapat membentuk metal aquo complexes  dari rumus umum M(H₂O)_n^m+. Ion aqua mengalami hidrolisis, pada tingkat yang lebih besar atau lebih kecil. Langkah hidrolisis pertama diberikan secara umum sebagai:

Dengan demikian kation air bertindak sebagai asam dalam hal teori asam basa Brønsted-Lowry. Efek ini mudah dijelaskan dengan mempertimbangkan efek induktif ion logam bermuatan positif, yang melemahkan ikatan O-H dari molekul air yang melekat, membuat pembebasan proton relatif mudah.

Konstanta disosiasi, pKa, untuk reaksi ini lebih atau kurang linier terkait dengan rasio muatan terhadap ukuran ion logam. Ion dengan muatan rendah, seperti ⁺ adalah asam yang sangat lemah dengan hidrolisis yang hampir tidak terlihat.

Ion divalen besar seperti Ca²⁺, Zn²⁺, Sn²⁺ dan Pb²⁺ memiliki pKa 6 atau lebih dan biasanya tidak diklasifikasikan sebagai asam, tetapi ion divalen kecil seperti Be2 + mengalami hidrolisis yang luas.

Ion trivalen seperti Al³⁺  dan Fe³⁺  adalah asam lemah yang pKa sebanding dengan asam asetat. Larutan garam seperti BeCl₂ atau Al (NO₃)₃ dalam air terasa asam; hidrolisis dapat ditekan dengan menambahkan asam seperti asam nitrat, membuat larutan lebih asam.

Hidrolisis dapat berlanjut melampaui langkah pertama, seringkali dengan pembentukan spesies polinuklear melalui proses olasi. Beberapa spesies “eksotis” seperti Sn₃ (OH)₄²⁺ dikarakterisasi dengan baik.

Hidrolisis cenderung berlangsung seiring naiknya pH, dalam banyak kasus, terjadi pengendapan hidroksida seperti Al (OH)₃ atau AlO (OH). Zat-zat ini, unsur utama dari bauksit, dikenal sebagai laterit dan dibentuk dengan pelindian dari batuan sebagian besar ion selain aluminium dan besi dan hidrolisis selanjutnya dari sisa aluminium dan besi.

Contoh Hidrolisis

Berikut adalah beberapa contoh hidrolisis dalam kehiduoan sehari-hari:

1. Sodium asetat

Sodium asetat adalah jenis garam. Saat air ditambahkan ke natrium asetat, ikatan kimianya akan terpecah sehingga menjadi ion natrium dan ion asetat. Kemudian ion asetat dalam air kemudian bergabung dengan atom hidrogen untuk membuat asam yang disebut asam asetat.

2. Alkil halida

Alkil halida adalah senyawa kimia yang sering digunakan dalam refrigeran sebagai CFC (klorofluorokarbon). Ketika air ditambahkan ke alkil halida, bahan kimia tersebut kemudian dikonversi ke jenis alkohol, yang umumnya lebih aman bagi lingkungan.

3. Epoksida

Epoksida merupakan senyawa kimia yang bisa digunakan dalam membuat epoxies (misalnya, perekat dan berbagai jenis resin). Saat terjadi hidrolisis pada senyawa ini, ikatan kimianya akan melemah untuk menghasilkan diol, yaitu senyawa yang mengandung dua gugus hidroksil. Diol yang paling umum di alam yaitu gula dan selulosa.

4. Hidrolisis Karbamat

Hidrolisis karbamat banyak dimanfaatkan oleh produsen untuk membuat produk seperti poliuretan dan jenis insektisida tertentu, menghasilkan alkohol dan amina.

5. Trigliserida

Trigliserida terdiri dari eter dan beberapa jenis asam lemak. Ini adalah bahan utama, misalnya, dalam minyak babi dan minyak sayur. Ketika hidrolisis diterapkan pada trigliserida, ia terurai menjadi gliserol dan asam lemak.

Itulah tadi artikel yang bisa kami uraikan pada semua pembaca berkenaan dengan macam-macam hidrolisis dan contohnya yang mudah ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. Semoga memberi edukasi bagi kalian yang membutuhkannya.