Kategori
- Artikel Kimia (7)
- Atmosfer (7)
- Femtochemistry (3)
- Green Chemistry (1)
- Pencemaran Air (4)
- Pencemaran Tanah (2)
- Pencemaran Udara (8)
Blog Archive
Tampilkan postingan dengan label Femtochemistry. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label Femtochemistry. Tampilkan semua postingan
Svante Arrchenius (penggondol hadiah Nobel dalam bidang Kimia tahun 1903) terilhami oleh van’t Hoft (penggondol hadiah Nobel pertama tahun 1901), kuarang lebih satu abad lalutentang formula sederhana untuk kecepatan reaksi selaku fungsi suhu.Namun ini mengacu pada banyak butir-butir molekul secara serentak (sistem makroskopik) dan relatif dalam kurun waktu yang lama. Baru pada tahun 1930-an H.Eyring dan M.Polanyi merumuskan sebuah teori berdasarkan reaksi dalam sistem mikroskopik pada moleul-molekul individual. Perkiraan teoritis adalah bahwa pada kondisi transisinya diseberangi dengan sangat cepat, pada skala waktu yang berlaku bagi getaran molekul. Bahwa akan mungkin untuk melakukan percobaan dalam waktu sesingkat itu, tak pernah diimpikan orang sebelumnya.
Justru itulah yang diinginkan oleh Zewail. Di penghujung tahun 1980-an, ia melakukan serangkaian percobaan yang menuntun kepada lahirnya bidang riset yang disebut femtochemistry. Percobaan ini mencakup penggunaaan kamera berkemampuan kilat guna memantulkan molekul saat terjadinya reaksi kimiawi yang sesungguhnya dan mencoba untuk mengabadikannya tepat pada saat terjadinya kondisi peralihan. Kamera otu didasarkan pada teknologi baru sinar laser berikut kilatan sinar ringan berupa sekian sepersepuluh dari femtoseconds. Waktu yang dibutuhkan bagi atom-atom itu dalam molekul untuk membuat getaran khususnya adalah 10-100 fts. Bahwa reaksi kimia itu seharusnya terjadi pada skala waktu yang bersamaan dengan ketika atom-atom itu berayun, dapat dibandingkan dengan dua pemain akrobat (trapeze) “yang saling bereaksi” pada skalaa waktu yang sama dengan waktu ketika trapeze mereka berayun ke muka dan belakang.
Apakah yang dilihat para pakar kimia itu sebagai ketetapan waktu, berhasil ditingkatkan? Keberhasilan pertama adalah penemuan larutan yang terbentuk sementara itu, mulai dari yang asli hngga ke produk akhirnya, larutan yang diistilahkan sebagai menengah (intermediate). Yang mengawali semua itu adalah molekul-molekul yang relatif stabil atau pecahan-pecahan molekul. Setiap peningkatan ketepatan waktunya menuntun kepada hubungan baru dalam mata rantai reaksinya, dalam bentuk intermediate berumur pendek yang kian meningkat, yang diseduaikan dengan teka-teki pemahaman tentang bagaimana cara mekanisme reaksi itu bekerja. Degan femtosecond spectroscopy untuk pertama kalinya kita dapat mengamati “gerakan perlahan”, apa yang terjadi ketika hambatan reaksinya diseberangi dan dari sana juga kita pahami latar belkang mekanistis pada formula Arrchenius bag kemandirian suhu serta bagi formula hingga van’t Hoft menggondol hadiah nobelnya.
(029)
Reaksi kimia dapat, seperti yang kita ketahui, terjadi pada beragam tingkat kecepatan – bandingkanlah dengan proses kuku hingga berkarat dan proses meledaknya sebuah dinamit! Yang umum terjadi pada kebanyakan reaksi adalah kecepatannya meningkat seiring meningkatnya suhu, misalnya bilamana gerakan molekul bertambah cepat. Demi alasan inilah para peneliti telah lama yakin bahwa sebuah molekul pertama-tama harus diaktifkan, “melonjaknya suhu” kala menghadapi rintangan, seandainya ia ingin bereaksi. Bila dua molekul saling bertabrakan, maka biasanya tidak ada sesuatu pun yang terjadi, keduanya hanya terpental ke udara. Namun manakala suhu cukup tinggi, maka tabrakan itu semakin keras dan keduanya saling bereaksi dan molekul baru pun terbentuk. Begitu sebutir molekul telah diberikat”lonjakan suhu” yang cukup kuat maka ia bereaksi sangat cepat, sementara ikatan kimiawinya pun putus dan yang baru pun terbentuk. Ini juga berlaku pada reaksi yang nampaknya lambat ( misalnya proses berkaratnya kuku ). Perbedaan hanyalah “lonjakan suhu” terjadi lebih sering dalam reaksi yang lambat daripada cepat.
Hambatannya ditentukan oleh kekuatan yang melekatkan atom-atom itubersama-sama dalam molekul itu ( ikatan kimiawinya ) yang kurang lebih seperti hambatan gravitasi yang harus diatasi oleh sebuah roket bulan dari Bumi sebelum ia tertangkap oleh bidang kekuatan bulan.Namun baru belakangan ini hanya sedikit yang diketahui tentang jalur molekul di seberang hambatan itu dan seperti apa tampang molekul itu ketika ia berada tepat di atas,”kondisi peralihannya”.
(029)
Apa jadinya pertandingan sepak bola di TV tanpa adanya “gerakan lamban” yang mengungkapkan gerak-gerik para pemain sesudahnya dan bolanya sendiri saat gol sudah terjadi? Reaksi kimiawi pun demikian. Kesungguhan para kimiawan agar supaya mampu mengikuti reaksi kimiawi serinci-rincinya, telah kian menggelitik kemajuan teknologi. Penggondol hadiah Nobel tahun 1999, Ahmed H. Zewail telah mempelajari gerak-gerik atom dan molekul dalam “gerak perlahan” selama terjadinya reaksi dan dapat dilihat apa yang sesungguhnya terjadi ketika ikatan kimiawi itu putus dan terciptalah ikatan yang baru.
Teknik Zewail menggunakan apa yang dilukiskan sebagai kamera tercepat di dunia. Ini menggunakan sinar laser dalam durasi yang amat singkat hingga kita terpaku pada skala waktu saat reaksi sesungguhnya terjadi-femtodetik (fs). Satu femtodetik adalah 10 (pangkat-15) detik yakni 0,000000000000001 detik dibandingkan dengan 1 detik, sebagaimana 1 detik disbanding 32 juta tahun. Bidang kimia fisika ini disebut femtochemistry. Femtochemistry memungkinkan kita untuk memahami apa sebabnya reaksi kimiawi tertentu dapat terjadi sedangkan yang lain tidak. Para ilmuwan di segenap penjuru dunia saat ini tengah mempelajari proses dengan menggunakan spektroskopi femtosecond dalam gas, cairan dan bahan padat, pada permukaan dan pada polimer. Penerapannya terentang, mulai dari bagaimana caranya fungsi katalis dan cara komponen-komponen molekul elektronik harus dirancang hingga mekanisme paling muskil dalam proses kehidupan dan bagaimana caranya obat masa depan harus diproduksi.
Sumber : A. Zewail. 2002. Voyage through Time, Walks of Life to the Nobel Prize. American University in Cairo Press
(019)
