Halaman
207Makromolekul (Polimer)Makromolekul(Polimer)BabVIIKata Kunci• polimer• monomer• polimerisasiMakromolekul (polimer) merupakan molekul raksasa dengan rantaisangat panjang yang tersusun dari molekul-molekul sederhana (mono-mer). Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menggunakan bahan-bahan sintetis yang merupakan polimer, misalnya plastik, karet, nilon,dan tetoron. Di dalam tubuh kita juga terdapat polimer-polimer yangmemegang peranan penting yaitu karbohidrat, protein, dan asamnukleat.Baik polimer alam maupun sintetis terbentuk melalui reaksipolimerisasi yang dapat berupa adisi dan polimerisasi kondensasi. Padabab ini akan kita pelajari reaksi polimerisasi, penggolongan polimer,kegunaan dan dampak penggunaan polimer.Tujuan Pembelajaran•Setelah mempelajari bab ini Anda dapat mendeskripsikan struktur, tata nama,klasifikasi, sifat, dan kegunaan makromolekul.
208Kimia SMA/MA Kelas XIIPeta KonsepPolimertersusun dariHomopolimerPolimerisasiadisiPolimerisasikondensasiPolimeralamMonomerTermosetingKapolimerProteinKarbohidratDisakaridaPolisakaridaMonosakaridaAldosaKetosa- Ribosa- Glukosa- Galaktosa- Fruktosa- Sukrosa- Maltosa- LaktosaDenaturasiStrukturprimerStruktursekunderStrukturtersierStrukturkuarternerAsam aminoNonesensialEsensialAmilumGlikogenSelulosaIon zwiterberdasar monomerterbentukmelaluiTermoplastikPolimersintetisPolimersintetisbersifatmenghasilkanmenghasilkanbersifatdiantaranyaberupaberupamerupakanmengalamitersusundarimempunyaidapat berupaberupa
209Makromolekul (Polimer)A. Reaksi PolimerisasiReaksi polimerisasi adalah reaksi penggabungan molekul-molekul sederhana(monomer) menjadi polimer (makromolekul). Reaksi polimerisasi dibedakanmenjadi dua macam, yaitu sebagai berikut.1. Polimerisasi AdisiPolimerisasi adisi adalah penggabungan molekul-molekul yangberikatan rangkap membentuk rantai molekul yang panjang (polimer).Polimerisasi adisi dapat berlangsung dengan bantuan katalisator.Contoh : Pembentukan polietilena dari etena.CH2 CH2o ( CH2 CH2) etena polietilenaPembentukan teflon atau politetra fluoroetilena n CF2 CF2o (CF2 CF2) tetrafluoroetilena teflonReaksi polimerisasi adisi banyak dimanfaatkan pada industri plastik dan karet.2. Polimerisasi KondensasiPolimerisasi kondensasi adalah reaksi antara dua gugus fungsional padamolekul-molekul monomer yang berinteraksi membentuk polimer denganmelepaskan molekul kecil (H2O, NH3).Contoh: Pembentukan nilon 66.Nilon 66 mempunyai massa molekul relatif ± 10.000 dan titik lelehnya ±250°C.Gambar 7.1 Polimer terbentuk dari monomer melalui reaksipolimerisasiIlustrasi : Haryana O O H Hn HO C (CH2)4C OH + n H N (CH2)6 N H PanasPolimerisasioasam adipatheksametilendiamina O O H H C (CH2)4 C N (CH2)6 Nn + n H2O nilon 66
210Kimia SMA/MA Kelas XIISoal Kompetensi 7.11.Glisin memiliki rumus struktur , bilaberpolimerisasi maka:a.tentukan jenis reaksi polimerisasinya,b.tuliskan persamaan reaksinya,c.bila 20 molekul glisin berpolimerisasi, tentukan Mr polimeryang dihasilkan (Ar H = 1, C = 12, N = 14, O = 16)!2.Lengkapilah tabel berikut dengan benar!B. Penggolongan PolimerPolimer dapat digolongkan berdasarkan asalnya, jenis monomerpembentuk, sifat dan kegunaan.1. Berdasarkan AsalnyaBerdasarkan asalnya, polimerdibedakan menjadi polimer alam danpolimer sintetis.a. Polimer AlamPolimer alam adalah polimer yangtelah tersedia di alam dan terbentuksecara alami.Contoh: Karet alam (poliisoprena)HCHCOOHNH2No.PolimerPolimerAlam/SintetisReaksi PolimerisasiMonomer1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.SelulosaProteinPVCKaret alamNilon 66TeflonBakelitAmilumPolistirenaDNA........................................................................................................................Gambar 7.2 Penyadapan getah pohon karetSumber : Ind Magazine, Aug 1987
211Makromolekul (Polimer)Beberapa contoh polimer alam yang lain adalah protein, amilum,selulosa, glikogen, dan asam nukleat.b. Polimer SintetisPolimer sintetis atau polimer buatan dibuat sebagai tiruan. Polimersintetis meliputi plastik, karet sintetis, dan serat sintetis.Contohnya plastik polietilena, PVC, polipropilena, teflon, karetneoprena, karet SBR, nilon, dan tetoron.2. Berdasarkan Jenis MonomerBerdasarkan jenis monomer penyusunnya, polimer dibedakan menjadikopolimer dan homopolimer.a. KopolimerKopolimer adalah polimer yang tersusun dari monomer yang berbeda.Contoh: Dacron tersusun dari monomer asam tereftalat dan etanadiol.Contoh kapolimer yang lain adalah saran, polietilena tereftalat, bakelit,nilon, dan karet nitril.b. HomopolimerHomopolimer adalah polimer yang tersusun dari monomer yang samaContoh: PVC tersusun dari monomer vinil klorida.Contoh homopolimer yang lain adalah polipropilena, polietilena, teflon, PVA CH3 CH3 H cis CH3 HnCH2 = C CH = CH2Polimerisasio C = C CH2 CH2 C = Cisoprena CH2 CH2 C = C CH2 CH2cis CH3 H cis2 metil butadietanakaret alam (cis) - 1,4 poliisoprena O OHO C O C OH dan HO CH2 CH2 OH oasam tereftalatetanadiol O O O O O C O C O CH2 CH2 O C O C O CH2 CH2 tetoron (serat sintetis poliester)nCH2 = CHClPolimerisasioCH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH Cl Cl ClClvinil klorida polivinil klorida
212Kimia SMA/MA Kelas XIIKegiatan Ilmiah 7.13. Berdasarkan Sifatnya terhadap PanasBerdasarkan sifatnya terhadap panas, polimer dibedakan menjadipolimer termoseting dan polimer termoplas.a. Polimer TermosetingPolimer termoseting artinya hanya dapat dipanaskan satu kali yaitu padasaat pembuatannya sehingga apabila pecah tidak dapat disambung kembalidengan pemanasan atau dicetak ulang dengan pemanasan. Polimer termo-seting terdiri atas ikatan silang antarrantai sehingga terbentuk bahan yangkeras dan lebih kaku. Contoh polimer termoseting adalah bakelit dan melamin.b. Polimer TermoplasPolimer termoplas dapat dipanaskan berulang-ulang karena polimertermoplas melunak bila dipanaskan dan mengeras bila didinginkan sehinggaapabila pecah dapat disambung kembali dengan pemanasan atau dicetakulang dengan pemanasan. Polimer termoplas terdiri dari molekul-molekulrantai lurus atau bercabang dan tidak ada ikatan silang antarrantai sepertipada polimer termoseting.Contoh: polietena, PVC, polistirena.Agar lebih memahami sifat-sifat polimer, lakukan kegiatan berikut.Mempelajari Sifat-Sifat PolimerTujuan:Mempelajari pengaruh asam, basa, dan pemanasan pada polimerAlat dan Bahan:-solder listrik-pipet tes-berbagai limbah plastik, karet, kain sintetik-larutan HCI 2M-larutan NaOH 2 MLangkah Kerja:1.Kumpulkan sedikit pecahan ember, sisir, kantong plastik, solderlistrik, kain katun, tetoron, serta karet ban!2.Teteskan 2 tetes larutan NaOH 2 M pada tiap-tiap zat yang Andakumpulkan, amati dan catat hasilnya!3.Teteskan 2 tetes larutan HCl 2 M pada bagian lain zat tersebut,amati dan catat hasilnya!4.Sentuhkan solder panas sebentar pada zat-zat tersebut, amati dancatat hasilnya!5.Buatlah kesimpulan dari kegiatan ini!
213Makromolekul (Polimer)C. Beberapa Polimer dan Kegunanaannya1. PlastikPolimerisasi adisi dari monomer-monomer berikatan rangkap meng-hasilkan bermacam-macam plastik.a. PolietilenaPolietilena merupakan polimer yang terbentuk dari polimerisasi adisietena. nCH2 = CH2o ( CH2 CH2 )n etena polietilenaSifat-sifat dan kegunaan polietilena adalah:1) titik leleh 110°C,2) melunak dalam air panas,3) digunakan untuk botol fleksibel, film, pembungkus, dan isolator listrik.b. PolipropilenaPolipropilena memiliki sifat hampir sama dengan polietilena, hanyapolipropilena lebih kuat dibanding polietilena. Polipropilena tersusun darimolekul-molekul propena. propenapolipropilenaPolipropilena digunakan untuk membuat tali, botol, karung, dansebagainya.c. PVCPVC (polivinilklorida) merupakan polimer jenis plastik yang tersusundari vinil klorida melalui polimerisasi adisi. vinil klorida polivinilkloridaPVC merupakan plastik yang keras, kaku, dan mudah rusak, dapatdigunakan untuk membuat pipa, tongkat, dan pelapis lantai. nCH2 = CH CH3o ( CH2 CH )n CH3 nCH2 = CHo ( CH2 CH )n Cl Cl
214Kimia SMA/MA Kelas XIId. Teflon (PTFE)Teflon tersusun dari monomer-monomer tetrafluorotena. n CF2 = CF2 o ( CF2 CF2 )ntetrafluoroetenateflonTeflon bersifat sangat ulet,kenyal, tahan terhadap zat kimia,tak mudah terbakar, isolator listrikyang baik, dan mampu melumasidiri serta tidak menempel.Panci untuk memasak/meng-goreng menggunakan pelapisteflon, sehingga tidak memerlukanminyak yang banyak, tidak mudahgosong, serta mudah mencucinya.Sifat dan kegunaan teflon adalah1) titik leleh 327°C,2) tahan terhadap panas,3) tahan terhadap zat kimia, digunakan untuk alat-alat yang tahan terhadapbahan kimia, misalnya pelapis tangki bahan kimia, pelapis panciantilengket.e. PolistirenaPolistirena tersusun atas monomer stirena CH = CH2 o ( CH CH2 )n O O stirena polistirenaPolistirena digunakan untuk membuat gelas minuman ringan, isolasi,dan untuk kemasan makanan.f.PVAPVA (polivinil asetat) tersusun dari monomer-monomer vinil asetat. n CH2 = CHo ( CH2 CH )n O O C = O C = O CH3 CH3vinil asetat PVA (polivinil asetat)PVA digunakan untuk pengemulsi cat.Gambar 7.3 Penggorengan berlapis teflonSumber : Kamus Visual, 2004
215Makromolekul (Polimer)Kolom Diskusig. Polimetil Metakrilat (PMMA)Polimetil metrakilat tersusun dari ester metil metakrilat. metil metakrilatpolimetil metakrilatPolimetil metakrilat merupakan plastik bening, keras, tetapi ringansehingga digunakan untuk pengganti gelas, misalnya kaca jendela pesawatterbang.h. BakelitBakelit merupakan polimer termoseting yang tersusun dari fenol danformaldehid.Bakelit digunakan untuk pembuatan peralatan listrik.Polietilena merupakan plastik yang paling sederhana dan palingmurah. Plastik polietilena ada dua jenis, yaitu polietilena densitasrendah (LDPE = Low Density Polyetilen) dan polietilena densitas tinggi(HDPE = High Density Polyetilen).Diskusikan perbedaan-perbedaan dari kedua jenis plastik tersebut dari segi:1.kerapatan,2.rantai karbon,3.titik leleh,4.elastisitas,5.kegunaan! CH3 CH3nCH2 = C CO2CH3o ( CH2 C )n CO2CH3 CH2 O CH2 CH2 O CH2 OH H OH OH OHO + O = C 2-H Oo CH2 O CH2 O CH2 O CH2 H CH2 CH2 fenol formaldehidBakelit
216Kimia SMA/MA Kelas XII2. Kareta. Karet AlamKaret alam tersusun dari monomer-monomer isoprena atau 2 metil1,3 betadiena.Karet alam bersifat lunak, lekat, dan mudah dioksidasi. Agar menjadilebih keras dan stabil dilakukan vulkanisasi, yaitu karet alam dipanaskanpada suhu 150°C, dengan sejumlahkecil belerang. Dengan cara ini ikat-an rangkap pada karet terbuka ke-mudian terjadi ikatan jembatanbelerang di antara rantai molekul-nya. Karet diekstraksi dari lateks(getah pohon karet), hasil vulkani-sirnya digunakan untuk ban ken-daraan.CH3 CH3Karet alam belerang 150Cqo CH2 C CH CH CH2 CH CH CH2 S S S S CH2 C CH CH CH2 CH CH CH2 CH3 CH3karet alam yang telah divulkanisasib. Karet Sintetis1) Neoprena (Kloroprena)Neoprena tersusun dari monomer-monomer 2 kloro1,3 butadienan CH2 C CH CH2o ( CH2 C CH CH2) Cl Cl 2 kloro 1,3 butadiena neoprena CH3 CH3 nCH2 = C CH = CH2o ( CH2 C = CH CH2)nisoprenapolisoprena(karet alam)Gambar 7.4 Ban karet hasil ekstraksi lateksDokumen : Haryana
217Makromolekul (Polimer)Sifat dan kegunaan neoprena adalah tahan terhadap bensin, minyaktanah, dan lemak sehingga digunakan untuk membuat selang karet, sarungtangan, tapak sepatu, dan sebagainya.2) Karet NitrilKaret nitril tersusun dari monomer butadiena dan akrilonitril betadiena akrilonitril karet nitrilKaret nitril memiliki sifat tahan terhadap bensin, minyak dan lemak,digunakan untuk membuat selang.3) SBRSBR (Styrena Butadiena Rubber) tersusun dari monomer stirena danbutadiena.n CH2 CH CH CH2 + n CH CH2obetadiena O stirena(CH2 CH CH CH2 CH CH2)n O SBRSBR merupakan karet sintetis yang paling banyak diproduksi untuk bankendaraan bermotor.3. Serat Sintetisa. Nilon 66Nilon 66 merupakan kopolimer dari heksa metilen diamina dengan asamadipat melalui polimerisasi kondensasi. Disebut nilon 66 karena masing-masing monomernya mengandung 6 atom karbonNilon 66 bersifat kuat, ringan, dan dapat ditarik tanpa retak sehinggadigunakan untuk membuat tali, jala, parasit, dan tenda.n CH2 CH CH CH2 + n CH2 CH o CN(CH2 CH CH CH2 CH2CH)n CN
218Kimia SMA/MA Kelas XIIb. DacronDacron (polietilen tereftalat) merupakan kopolimer dari glikol denganasam tereftalat melalui polimerisasi kondensasi. O OCH2 CH2 + C O C oOH OH HO OH glikol asam tereftalat O O( O C O C O CH2 CH2O )n + nH2Odacronc. OrlonOrlon atau poliakrilonitril tersusun dari molekul akrilonitril. n CH2 CH o (CH CH) CN CNakrilonitil poliakrilonitrilSifat dan kegunaan orlon adalah memiliki sifat yang kuat digunakan untukkarpet dan pakaian (kaos kaki, baju wol).D. Dampak dan Penangan Limbah PolimerPenggunaan polimer sintetis terutama plastik dapat menimbulkanmasalah. Meskipun tidak beracun pembuangan limbah pabrik sangatmencemari tanah karena tidak terurai oleh mikroorganisme. Pembakaranplastik dan karet dapat mencemari udara karena menghasilkan gas-gas yangbersifat racun korosi seperti HCl, oksida-oksida belerang dan oksida-oksidakarbon.Untuk mencegah pencemaran akibat limbah polimer dapat dilakukandaur ulang. Limbah plastik dikumpulkan, dipisahkan, dilelehkan, dandibentuk ulang menjadi bentuk-bantuk lain yang bermanfaat. Selain dengandaur ulang, perlu dikembangkan jenis plastik yang terbiodegradasi agar tidakmenimbulkan pencemaran lingkungan.
219Makromolekul (Polimer)T okohSoal Kompetensi 7.21. Bagaimana susunan kopolimer jenis:a.tersusunb.blokc.acakd. graft2.Lengkapilah tabel berikut berikut!3.Sebutkan polimer yang digunakan sebagai:a.isolatorb.dasar setrikac.pengganti kacad. pembuatan tekstilLeo Hendrik Backeland (1863–1944)Backeland lahir di Ghent Belgia pada tanggal 14 November 1863dan meninggal di Beacon New York pada tanggal 23 Februari 1944.Ia adalah ahli kimia Belgia penemu bakelit dan kertas foto Velox.Bakelit merupakan plastik tahan panas, sedangkan kertas foto veloxmerupakan kertas untuk mencetak film dengan sinar lampu, tanpasinar matahari.No.a.b.c.d.e.PolimerMonomerPembentukSifatNilon 66AmilumBakelitPolietilenaPoliisoprenaAsal....................KegunaanPenggolongan Polimer Berdasar............................................................
220Kimia SMA/MA Kelas XIIRangkumanBeberapa Singkatan Senyawa KimiaPP=PhenolptalinEDTA =Etilendiamintetra AsetatTEL=Tetra Etil LeadPVC=Polivinil CloridaPVA=Polivinil AsetatBHA=Butil Hidrosi AnisolBHT=Butil Hidrosi ToluenMSG=Monosodium GlutamatBHC=Benzena Hekta CloridaTNT=Trinitro ToluenaABS=Alkil Benzena Sulfonat1.Polimer merupakan makromolekul yang tersusun dari monomer-monomer melalui reaksi polimerisasi.2.Reaksi polimerisasi adisi terjadi pada monomer-monomer tak jenuh(berikatan rangkap).3.Reaksi polimerisasi kondensasi terjadi pada monomer-monomer yangmemiliki dua gugus fungsi atau lebih.4.Berdasar asalnya, polimer dibedakan menjadi polimer alam danpolimer sintetis.5.Berdasar monomer penyusunnya, polimer dibedakan menjadihomopolimer dan kopolimer.6.Berdasar sifatnya terhadap panas, polimer dibedakan menjadipolimer termoplas dan polimer termoseting.7.Pembuangan bahan-bahan plastik dapat mencemari tanah karenasukar diuraikan oleh mikroorganisme.8.Untuk mencegah pencemaran akibat pembuangan bahan plastikdilakukan daur ulang.Info Kimia
221Makromolekul (Polimer)A. Berilah tanda silang (x) huruf a, b, c, d atau e pada jawaban yang palingbenar. Kerjakan di buku tugas Anda!1.Polivinil klorida (PVC) adalah polimer jenis plastik yang banyak digunakanuntuk pipa air. Plastik tersebut tersusun dari monomer-monomer ....A.CHCl = CHClB. CHCl = CCl2C. CH = CClD. CH2 = CHClE. CH3 CH2Cl2.Polimer berikut yang terbentuk melalui polimerisasi kondensasi adalah ....A. karetB. teflonC. nilonD. PVCE. polipropilena3.Suatu polimer memiliki rumus struktur sebagai berikut: CH2 C CH CH2 CH2 C CH CH2 CH2 C CH CH2 CH3 CH3 CH3Maka monomer-monomer penyusunnya adalah ....A. CH2 C CH2 CH3 CH3B. CH3 C CH CH3 CH3C. CH3 CH CH CH3 CH3D. CH2 C CH CH2 CH3E. CH2 C C CH3 CH3Pelatihan
222Kimia SMA/MA Kelas XII4. Perhatikan 5 macam kelompok mengenai polimer berikut:Berdasarkan data di atas, nama senyawa polimer yang sesuai dengan datatabel nomor 4 adalah ....A. karetB. nilon - 66C. amilumD. polietenaE. protein5.Polimer berikut ini tergolong jenis karet sintetis, kecuali ....A. neoprenaB. poliisoprenaC. buna-SD. thiokolE. akrilan6.Nilon adalah polimer yang jenis serat sintetis yang tersusun atas monomer-monomer ...A. asam adipat dan heksametilen diaminB. asam tereftalat dan etanadiolC. asam adipat dan etanadiolD. asam tereftalat dan heksametilen diaminE. dimetil tereftalat dan etilen glikol7.Berikut ini beberapa contoh polimer:1.Polietilena2.PVC3.Dacron4.Neoprena5.TetoronYang tergolong polimer jenis serat adalah ....A. 1 dan 2B. 1 dan 4C. 2 dan 4D. 3 dan 5E. 4 dan 5No.1.2.3.4.5.JenisPolimerAlamSintetisAlamSintetisAlamMonomerAsam aminoEtenaGlukosa1,6 diamino heksana dan asamadipatIsoprenaReaksiPolimerisasiKondensasiAdisiKondensasiKondensasiAdisi
223Makromolekul (Polimer)8.Diberikan tabel sebagai berikut:Pasangan yang tepat dari 5 komponen di atas adalah ....A. 1 dan 2B. 2 dan 3C. 3 dan 4D. 4 dan 5E. 2 dan 49.Susunan monomer dalam polimer: M1 M1 M1 M2 M2 M2disebut ....A. homopolimerB. kopolimer tersusunC. kopolimer graftD. kopolimer blokE. homopolimer tersusun10. Panci tahan panas dan antilengket yang digunakan dalam rumah tanggamengandung monomer ....A. CH2 CH ClB. CHCl CHClC. CF2 CF2D. CH2 CH CH CH2E. CH3 C CH CH2 ClB. Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini di buku kerja Andadengan benar!1.Apakah yang Anda ketahui tentang karet alam, mengenai:a.monomer pembentuknya,b.rumus struktur monomer,c.reaksi polimerisasinya?2.Tergolong polimer jenis apakah PVC, bila dipandang berdasar:a.monomer pembentuknya,b.reaksi pembentuknya,c.sifat dan kegunaan,d. sifatnya terhadap panas?No.1.2.3.4.5.PolimerKaretProteinPVCSelulosaPolistirenaMonomerIsoprenaAsam aminoVinil kloridaGlukosaStirenaPolimerisasiKondensasiKondensasiAdisiAdisiAdisiPolimerAlamAlamSintetisAlamAlam
224Kimia SMA/MA Kelas XII O O3.Diketahui 2 monomer HO C O C OH dan HO CH2 CH2 OHa.Bila berpolimerisasi, melalui polimerisasi apa? Tuliskan persamaanreaksinya!b.Apakah kegunaan polimer yang dihasilkan?4.Apakah keuntungan dan kerugian penggunaan polimer sintetis dalamkehidupan sehari-hari?5.Karet merupakan polimer dari isoprena (2 metil 1,3 butadiena).a.Tuliskan rumus struktur monomernya!b.Termasuk kopolimer atau homopolimer?c.Terbentuk melalui polimerisasi apa?d. Termasuk termoseting atau termoplastik? Jelaskan!