Mari Kenali Metode Baru dalam Reaksi Kimia!

Kehidupan kita tak lepas dari reaksi kimia. Adanya air, kita bernafas, dan metabolisme dalam tubuh kita semuanya melalui reaksi kimia. Air yang kita gunakan untuk minum, mencuci, dan kebutuhan-kebutuhan lainnya merupakan reaksi yang terjadi antara gas hidrogen dan gas oksigen yang menghasilkan H2O. H2O inilah yang kita sebut dengan air. Saat kita bernafas, kita menghirup oksigen yang dihasilkan dari reaksi fotosintesis tumbuhan hijau, dimana CO2 (karbon dioksida) dan H2O diubah menjadi glukosa dan oksigen. Oksigen inilah yang selanjutnya kita gunakan untuk bernafas. Tidak hanya reaksi kimia yang ada di luar tubuh, di dalam tubuh kita juga terjadi reaksi kimia yang terjadi pada proses metabolisme. Sebagai contoh, dalam reaksi kimia metabolisme karbohidrat, glukosa dalam tubuh kita akan diubah menjadi energi. Energi inilah yang dapat kita gunakan untuk beraktivitas.

Secara sederhana, reaksi kimia ialah suatu proses dimana satu zat atau lebih diubah menjadi zat baru yang berbeda dari zat awal. Zat awal atau zat yang bereaksi disebut dengan reaktan sementara zat hasil reaksi disebut produk. Sebagai contoh, dalam reaksi pembentukan air, gas hidrogen yang bereaksi dengan oksigen, keduanya disebut dengan reaktan. Hasil akhirnya yaitu H2O atau air disebut dengan produk reaksi. Dalam ilmu kimia, suatu reaksi kimia dituliskan dengan persamaan reaksi. Cara penulisan persamaan reaksi ialah reaktan berada di sebelah kiri kemudian produk berada di sebelah kanan, dan keduanya dipisahkan dengan tanda panah. Sebagai contoh, reaksi pembentukan air dapat dituliskan sebagai berikut:

                                                                                   2H2(g)  + O2(g) --> 2H2O(l)

Berbagai metode untuk mereaksikan zat telah ditemukan dan semakin berkembang. Pada abad ke-20, dikenal metode hidrotermal yang menggunakan suhu tinggi untuk berlangsungnya reaksi kimia. Metode ini dianggap tidak mendukung prinsip kimia hijau (green chemistry) atau tidak ramah lingkungan, sehingga kemudian muncul metode lain yakni metode sol-gel. Metode sol-gel ini dilakukan pada suhu ruang, artinya metode ini tergolong metode yang ramah lingkungan. Namun, metode ini memerlukan waktu yang lama untuk berlangsungnya reaksi kimia. Selanjutnya, muncul metode alternatif lain seperti metode sonokimia. Metode ini menggunakan gelombang ultrasonik untuk melangsungkan reaksi kimia, dilakukan pada suhu ruang, dan memiliki waktu reaksi yang relatif cepat dibandingkan metode sol-gel. Perkembangan selanjutnya, pada abad ke 21 muncul metode reaksi kimia yang baru yakni metode plasmon. Metode plasmon ini menggunakan plasma untuk melangsungkan reaksi kimia. Plasma dapat dikatakan sebagai gas yang terionisasi. Reaksi kimia yang dimediasi plasmon memberikan peluang untuk pemanfaatan energi matahari yang efektif. Setelah metode plasmon, ditemukan metode baru yakni metode induksi kilatan cahaya (flash induced).  

Salah satu penerapan reaksi kimia menggunakan metode kilatan cahaya ini adalah pada  reaksi pembentukan zink oksida dalam bidang metalurgi. Di dunia metalurgi, reaksi kimia yang dilakukan biasanya menggunakan suhu tinggi. Sebagai contoh, untuk memperoleh zink oksida dari bijih zink atau zink sulfat dapat dilakukan pada suhu antara 600- 1100C, dengan persamaan reaksi sebagai berikut:

Reaksi pembentukan ZnO dari ZnS (sumber: aplikasi chemsketch)

Reaksi ini jelas tidak ramah karena memerlukan suhu yang sangat tinggi. Reaksi kimia ini dapat dilakukan tanpa suhu tinggi tetapi waktu reaksinya sangat lama antara 5 sampai 48 jam. Penelitian terkini bertujuan untuk menghasilkan reaksi yang singkat tetapi bersifat ramah lingkungan atau tidak membutuhkan energi yang tinggi. Peneliti telah menemukan metode baru untuk reaksi kimia pembentukan zink oksida dari zink sulfida, yaitu metode induksi kilatan cahaya. Reaksi ini dilakukan dengan menggunakan medan listrik sehingga suhu reaksi menjadi rendah dan waktu reaksi menjadi cepat. Metode ini cukup menggunakan suhu kurang dari 650C dan waktu reaksi kurang dari 10 detik. Metode ini tentu saja menjadi alternatif yang sesuai dengan salah satu prinsip green chemistry yakni pada efisiensi energi dalam reaksi kimia.

Penulis:

Nur Hasanah, S.Pd., M.Sc (Mahasiswa S3 Pendidikan IPA UNS)

Prof. Dr. Sarwanto, S.Pd., M.Si (Dosen S3 Pendidikan IPA UNS)

Referensi:

Danks, A.E., Hallb, S.R., and Schnepp, Z. (2016). The evolution of 'sol--gel' chemistry as a technique for materials synthesis. Mater. Horiz., 2016, 3,9

Dupade, D., Wagh, H., and Deshmukh, M. (2022). Sonochemistry And Its Applications. International Journal of Current Science., Volume 12, Issue 4 November 2022 | ISSN: 2250-1770

Pranav Rai and Devinder Yadav. (2024). Flash-induced chemical reaction: Conversion of a sulphide into oxide and its densification in < 10 s. Materials Letters 380, 137747

Yoshimura, M and Byrappa, K. (2007). Hydrothermal processing of materials: past, present and future. J Mater Sci (2008) 43:2085--2103 DOI 10.1007/s10853-007-1853-x

 Zhan, C.I., Moskovits, M., and Tian, Z.Q. (2020). Recent Progress and Prospects in Plasmon-Mediated Chemical Reaction. Matter 3, 42--56, July 1, 2020 2020 Elsevier Inc.