SIRI 41: APAKAH YANG DIMAKSUDKAN DENGAN KIMIA SINTETIK?

Apakah kimia sintesis?

Sintetik merujuk kepada penghasilan sesuatu bahan secara artifisial atau bahan yang dihasilkan oleh manusia. Contohnya garam dapur. Kaedah semulajadi memperoleh garam dapur adalah dengan penyejatan air laut. Kaedah artifisial untuk menghasilkan garam dapur adalah tindakbalas kimia, contohnya tindakbalas asid dan alkali menghasilkan garam dapur atau nama kimianya natrium klorida dan air.

Ini adalah sebahagian kajian penulis, interaksi antara molekul dan hematin, dari darah manusia. Sumber, Osman et.al (2019)

Jadi, kimia sintetik merujuk kepada kaedah penghasilan semula sesuatu bahan menggunakan satu atau lebih tindakbalas kimia menggunakan reaktan atau bahan tindakbalas dan menghasilkan satu atau lebih produk tindakbalas.

Bahan yang mempunyai struktur kimia yang sama akan mempunyai sifat kimia dan fizikal yang sama tidak kisah bahan tersebut diperoleh secara semulajadi atau dihasilkan secara sintetik. Seperti contoh garam tadi, ia mempunyai sifat, rasa dan rupa yang sama tidak kisah ia dihasilkan secara sintetik atau diperoleh secara semulajadi.

Apakah jenis tindakbalas kimia yang dilakukan?

Terdapat beratus jenis tindakbalas kimia dan ini bergantung kepada apa bahan tindakbalas yang digunakan dan apa produk tindakbalas yang diingini.

Contoh pertama, untuk menghasilkan plastik polietilena, kita memerlukan etilena. Etilena dihasilkan melalui penyulingan petroleum. Tindakbalas pempolimeran (polymerisation) etilena menghasilkan polietilena dengan panjang rantaian karbon tertentu. Terdapat pelbagai tindakbalas pempolimeran, dan secara umumnya proses ini memerlukan bahan kimia lain untuk memangkin tindakbalas dan menghentikan tindakbalas pempolimeran. Ini bertujuan untuk mengawal panjang polimer supaya memenuhi ciri-ciri fizikal dan kimia yang dikehendaki.

Contoh kedua adalah asid sitrik artifisial. Asid sitrik adalah asid organik lemah yang banyak ditemui dalam buah sitrus contohnya lemon, limau nipis, oren dan limau gedang.

Asid sitrik tidak dihasilkan secara tindakbalas kimia. Ia dihasilkan dari penapaian kanji atau molas menggunakan fungus Aspergillus spp contohnya Aspergillus niger. Asid sitrik boleh dihasilkan secara tindakbalas kimia, tetapi ia lebih mahal berbanding penapaian. Proses penapaian juga adalah tindakbalas kimia.

Contoh ketiga adalah perasa tiruan seperti pisang. Pisang mengandungi sebatian kimia isopentil asetat yang memberikan rasa pisang. Namun, sebatian kimia ini sedikit sahaja di dalam pisang. Untuk penghasilan besar-besaran, ia boleh dihasilkan semula secara tindakbalas kimia. Sebatian kimia ini boleh dihasilkan secara tindakbalas kimia antara isopentil alkohol dan asid asetik. Isopentil alkohol dan asid asetik dihasilkan dari proses industri yang lain pula.

Adaptasi dari Souna23 - Own work, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=76100773

Apakah bahan tindakbalas dan produk tindakbalas kimia?

Dari manakan bahan tindakbalas diperoleh? Bahan tindakbalas yang digunakan dalam tindakbalas kimia diperoleh dari pelbagai sumber sama ada semulajadi, dari produk penyulingan petroleum, dari proses industri yang lain, dari perlombongan dan banyak lagi.

Banyak bahan yang kita gunakan hari ini boleh dihasilkan semula secara sintesis. Dari perasa tiruan, getah sintetik, baju sintetik, bahan polimer sintetik, ubat, pengawet makanan, produk penjagaan diri, kosmetik dan banyak lagi.

Apakah kelebihan sintesis kimia?

Sintesis mempunyai beberapa kelebihan.

Pertama, teknik sintesis boleh dieksploitasi bagi menghasilkan produk dengan banyak pada harga yang murah.

Kedua, proses tindakbalas ini boleh diubahsuai bagi menghasilkan bahan yang lebih berkualiti.

Ketiga, proses sintesis mengurangkan eksploitasi kepada alam sekitar, contohnya getah sintetik akan mengurangkan permintaan terhadap getah asli, seterusnya mengurangkan pembukaan tanah hutan untuk tujuan penanaman getah.

Adakah semua bahan dihasilkan secara kimia sintesis?

Kimia sintesis tidak digunakan dalam semua keadaan untuk menghasilkan sesuatu produk. Ini bergantung kepada beberapa aspek antaranya kos dan pengendalian. Misalannya, garam dapur.

Pertama, walaupun tindakbalas kimia menghasilkan garam dapur adalah mudah, tetapi ia tidak ekonomikal. Ini kerana garam dapur boleh diperoleh dengan mudah dengan sejatan air laut dan juga diekstrak dari kawasan tertentu, contohnya kawasan bukit.

Kedua, bahan yang diperlukan untuk menghasilkan garam dapur melalui tindakbalas asid dan bes adalah bahan kimia berbahaya, iaitu asid dan alkali kuat. Walaupun produk akhirnya iaitu garam dapur adalah selamat, tetapi pengendalian bahan kimia ini dan pelupusan memerlukan kos tinggi dan tidak ekonomikal.

Ketiga, banyak langkah tindakbalas kimia yang diperlukan. Proses yang panjang meningkatkan kos pengeluaran melalui pembelian bahan kimia yang banyak, pelupusan bahan kimia dan pengendalian bahan kimia tersebut.

Contohnya ubat kemoterapi paclitaxel. Ia ditemui dari pokok pacific yew, atau nama saintifiknya Taxus brevifolia. Paclitaxel hanya ada sedikit dalam pokok pacific yew, dan untuk tujuan kemoterapi, banyak pokok diperlukan untuk mengekstrak paclitaxel. Jadi, ia memerlukan kawasan penanaman yang luas, penggunaan pelarut organik (organik solvents) yang banyak dan bahan kimia lain yang diperlukan untuk mengekstrak paclitaxel. Proses ini tidak mesra alam sekitar dan tidak ekonomikal.

Paclitaxel tidak dapat dihasilkan secara sintetik sepenuhnya disebabkan struktur kimianya yang kompleks. Jadi, saintis telah mengekstrak 10-deacetyl-baccatin III dari pokok common yew atau Taxus baccata yang mudah didapati dengan banyak dan melakukan proses semi-sintesis bagi menghasilkan paclitaxel.

Kesimpulan

Semua benda dalam dunia ini adalah bahan kimia. Air, udara, tanah, batu, tumbuhan, haiwan dan manusia. Sebatian kimia yang ditemui dari alam semulajadi ini dihasilkan melalui tindakbalas kimia. Manusia memerhatikan alam semulajadi, dan memahirkan diri dengan tindakbalas kimia ini, seterusnya mengulangnya di dalam makmal. Sintesis adalah satu solusi kepada keperluan harian kita. Tanpa kimia sintesis, kita tidak akan ada produk pakaian, kosmetik, penjagaan diri, ubat, kereta, tikar getah, karpet, dan banyak lagi pada harga murah dan mudah didapati. Jangan takut lagi dengan nama kimia dan sintetik.

Rujukan

Pavia, Lampman, Kriz, Engel (2005), Introduction to Organic Laboratory Techniques: A Small Scale Approach, 2nd ed, Thomson Brooks/Cole, USA.

Sonia Malik, Rosa M. Cusidó, Mohammad Hossein Mirjalili, Elisabeth Moyano, Javier Palazón, Mercedes Bonfill, (2011).Production of the anticancer drug taxol in Taxus baccata suspension cultures: A review,Process Biochemistry, 46, 23-34,

Vandenberghe, Luciana P. S, Soccol, Carlos R, Pandey, Ashok, & Lebeault, Jean-Michel. (1999). Microbial production of citric acid. Brazilian Archives of Biology and Technology, 42(3), 263-276. https://dx.doi.org/10.1590/S1516-89131999000300001