sifat-sifat air biokimia 2016

AIR

Sifat Fisik Air• Tekanan atmosfir :

Cair (suhu > 0oC)Es/beku (suhu 0oC) Titik beku Uap (suhu 100oC) Titik didihDensitas = 1 g/ml

• Tekanan 4.579 mm Hg , suhu 0.0099oC

Beku Uap

Molecular weight 18.0153

Melting point at 1 atm 0.0oC

Boiling point at 101.3 kPa atm 100oC

Heat of fusion at 0oC 6.012 kJ (1.436 kcal)/mol

Heat of vaporization at 100oC 40.657 kJ (9.711 kcal)/mol

Heat of sublimation at 0oC 50.91 kJ (12.16 kcal)/mol

Physicochemical Properties of Physicochemical Properties of WaterWater

Phase transition properties

Physical Constants

Molekul Air

• Rumus molekul: H2O• Atom H dan O dihubungkan

dengan ikatan kovalen• Bersifat polar:

– H cenderung bermuatan positif (+)

– O cenderung bermuatan negatif (-)

• Ikatan Hidrogen terbentuk karena sifat elektropositif dari atom H dan elektronegatif dari O

• Besarnya energi ikatan hidrogen adalah sebesar 10% dari ikatan kovalen (10 Kcal/mol).

• Adanya ikatan H menyebabkan air mempunyai titik didih yang tinggi (100oC, pada 1 atm) dan bersifat mengalir

Ikatan Hidrogen Air

SIFAT-SIFAT AIR :Karena ikatan hidrogen Air punya sifat khas :1. Pelarut yang sangat baik Digunakan

sebagai transport zat makanan (biologi), dan zat sampah (lingkungan)

2. Konstanta dielektrik tertinggi Senyawa ionis memiliki kelarutan dan ionisasi besar dalam air

3. Tegangan permukaan tinggi Faktor pengendali fisiologi yang baik Fenomena tetes dan permukaan

SIFAT-SIFAT AIR…

4. Densitas tertinggi dalam bentuk cair Es mengapung akibat perubahan suhu Sirkulasi vertikal Menghalangi stratifikasi badan air.

5. Transparan terhadap sinar tampak dan UV Maka air tidak berwarna Cahaya matahari sampai kedalaman tertentu Fotosintesis

6. Kapasitas kalor tertinggi Menstabilkan suhu tubuh dan daerah geografi tertentu

7. Kalor penguapan tertinggi Menentukan transfer panas antara atmosfir dan badan air

Water Solubility / Hydrophilic

From Lehninger, 2nd ed., Ch 4

Hydrophilic/HydrophobicFr

om L

e hn i

n ger

, 2nd

ed.

, Ch

4

Hydrophobicity

From

Leh

ning

er, 2

nd e

d., C

h 4

Hydrophobicity/Micelles

From

Leh

ning

er, 2

nd e

d., C

h 4

Salt dissolution Salt dissolution in waterin water

pH

PENGIONAN AIR : H2O H+ + OH-

K = [H+] [OH-] K[H2O] = [H+] [OH-]

[H2O]

Konstan Konstan

Kw = [H+][OH-]

pHPada suhu 25oC [H+] = [OH-] = 10-7 M

[H+] x [OH-] = 1,0 x 10-14MpH = -log [H+]Pada air murni pH = -log 10-7 = 7

pOH = -log 10-7 = 7pH + pOH = 14Asam : pH<7Netral : pH=7Basa : pH>7

Mendefinisikan Air• Kadar air: Menggambarkan kandungan air yang

terdapat dalam bahan (dalam persen). Tidak menggambarkan aktivitas biologisnya.

• Kelembahan relatif (RH): Menggambarkan kandungan air di udara (dalam persen).

• Aktivitas air (Aw): menggambarkan derajat aktivitas air dalam bahan, baik reaksi kimia maupun biologis. Nilai: 0 – 1 (tanpa satuan). Aw=1 (air murni)

Derajat Keterikatan Air

• Air yang terikat secara fisik– Air kapiler: air terikat dalam rongga-rongga

jaringan kapiler yang halus dari bahan.

– Air terlarut: Air seakan-akan larut dalam bahan padat, contoh air gula, air garam.

– Air adsorbsi: Terikat pada permukaan. Daya ikatnya lemah dan mudah terlepas

Derajat Keterikatan Air

• Air yang terikat secara kimia – Air konstitusi: Terikat pada senyawa lain

(bagian dari senyawa lain), seperti pada protein, karbohidrat. Bila terurai maka akan keluar air (proses hidrolisis)

– Air kristal: air terikat sebagai molekul dalam bentuk H2O. Contoh CaSO4.5H2O

• Air bebas (mobile or Free Water) Mempunyai sifat air normal. Mudah terlepas

HH22

OO

Zat Zat lailainn

Air kapiler Air kapiler (ERH>98%)(ERH>98%)

Air terlarut Air terlarut (ERH:24-(ERH:24-

100%100%

Air adsorpsi Air adsorpsi (ERH:15-68%)(ERH:15-68%)

Air konstitusi/ Air konstitusi/ Air kristal Air kristal

(ERH:0-34%)(ERH:0-34%)

Jenis Air Dalam Jenis Air Dalam TanamanTanaman

Peranan air

• Air sangat penting bagi kehidupan tanaman, peranannya:

1. Merupakan 90 – 95% penyusun tubuh tanaman

2. Aktivator enzim3. Pereaksi dalam reaksi hidrolisis4. Sumber H dalam fotosintesis5. Penghasil O2 dalam fotosintesis

6. Pelarut dan pembawa berbagai senyawa

Lanjutan peranan air7. Menjaga Ψp sel yang penting untuk pembelahan,

pembesaran, pemanjangan sel, mengatur bukaan stomata, gerakan daun dan bunga (misal epinasti)

8. Pemacu respirasi9. Mengatur keluarmasuknya zat terlarut ke dan dari

sel10. Mendukung tegaknya tanaman, terutama pada

tanaman herbaceus11. Agensia penyebaran benih tanaman12. Mempertahankan suhu tanaman tetap konstan

pada saat cahaya penuh13. Menjaga suhu tanaman

On your handout, indicate where these processes occur

[Group reps post results - discussion ensues]

Water involvement in starch-glucose polymerization

Water involvement in lipid synthesis

Water involvement in peptide synthesis

Enzyme-substrate interactions and

water

Water and cell membranes

Air Membatasi Pertumbuhan

• Jumlahnya terlalu banyak (menimbulkan genangan) sering menimbulkan cekaman aerasi

• Jumlahnya terlalu sedikit, sering menimbulkan cekaman kekeringan

• Diperlukan upaya pengaturan lengas tanah supaya optimum, melalui pembuatan saluran drainase (mencegah terjadinya genangan) maupun saluran irigasi (mencegah cekaman kekeringan)

Peran Air Dalam Pangan• Mempengaruhi tekstur, kesegaran dan

keawetan• Pelarut universal (garam, vitamin, gula,

pigmen) • Dapat berionisasi (H3O+, OH-)• Berperan dalam reaksi kimia (contoh:

hidrolisis protein = n asam amino)• Mempengaruhi aktivitas enzim• Penting bagi pertumbuhan mikroorganisme

menentukan keamanan dan stabilitas pangan

• Medium untuk pindah panas• Tidak mengandung kalori

Bahan Kandungan air (%) Bahan Kandungan

air (%)Tomat 94 Ikan kering 38Semangka 93 Daging sapi 66Kol 92 Roti 36Nenas 85 Buah kering 28Kacang hijau 88 Susu bubuk 14

Susu sapi 90 Tepung terigu 12

Kandungan Air Bahan Kandungan Air Bahan PanganPangan