E-MODUL KELOMPOK 4_RADIKAL BEBAS_PSPK 21C

hhtttptps:s/://o/onnlinlien.ep.upbuhbthmtlm5.lc5o.cmo/mqi/qqpirq/kpsrr/wks/rw/

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas Rahmat-Nya sehingga penulis
dapat menyelesaikan penyusunan modul ini. Modul radikal bebas merupakan bahan ajar yang
dikembangkan sedemikian rupa dengan memuat sejumlah peristiwa yang ada disekitar peserta
didik yang mencangkup Pengertian Radikal Bebas,Sumber Pemicu Radikal Bebas,Pembagian
Radikal Bebas, Sifat Radikal Bebas,Reaksi Radikal Bebas, Mekanisme reaksi radikal bebas,
Reaktivitas Relatif Halogen, Stereokimia halogenasi radikal-bebas,Abstraksi Hidrogen : Tahap
Penentu Laju, Halogenasi radikal bebas selektif,dan Inisiator Dan Inhibitor Radikal
Bebas.Tujuan pengembangan modul ini adalah untuk memperkaya referensi bahan ajar dalam
radikal bebas.Modul ini diharapkan dapat memperluas wawasan siswa dalam mengaplikasikan
materi radikal bebas dikehidupan sehari-hari serta dapat melatih siswa untuk berfikir logis,
kreatif dan disiplin.

Pada kesempatan kali ini penulis mengucapkan terimakasih kepada Bapak Dr. Bajoka
Nainggolan, M.S selaku dosen pengampu matakuliah reaksi - reaksi kimia organik, pembuatan
modul ini masih jauh dari kata sempurna oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran
yang membangun demi perbaikan modal ini. Semoga modul ini dapat memberikan manfaat
bagi para pembaca khususnya siswa dalam mempelajari radikal bebas.

Akhir kata penulis mengucapkan rasa syukur yang sebesar-besarnya atas
terselesaikannya modul yang berjudul radikal bebas. Semoga modul ini dapat menambah
wawasan pembaca dalam materi radikal bebas.

Medan, November 2022

Penulis

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS i

PRAKATA

Segala puji dan syukur atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat kasih dan
rahmat serta hidayahnya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan e-modul digital
berbasis proyek untuk pembelajaran kimia organik yang berjudul “Reaksi Radikal Bebas”
dengan baik dan tepat pada waktunya, meskipun bentuknya sangat jauh dari kata sempurna.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kami kepada Bapak Dr. Bajoka
Nainggolan, M. S selaku dosen pengampu sekaligus pembimbing mata kuliah reaksi kimia
organik, yang telah memberi arahan dalam penyusunan moduk ini. Sehingga penulis dapat
membuat modul ini dengan baik. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada rekan-rekan
mahasiswa yang telah memberikan perhatian dan dukungannya kepada penulis baik secara
langsung maupun tidak langsung.

Namun dengan demikian, kami selaku penulis dan penyusun telah berusaha
semaksimal mungkin dengan seluruh kemampuan yang kami miliki untuk menyelesaikan e-
modul digital berbasis proyek ini dengan sempurna. Maka dari itu, kritik dan saran yang
sifatnya membangun sangat kami harapkan dari para pembaca demi kesempurnaan dalam
menyusun e-modul selanjutnya dikemudian hari. Akhir kata, semoga e-modul digital berbasis
proyek ini bermanfaat dan dapat memberikan tambahan ilmu dan pengetahuan bagi para
pembaca dan khususnya mahasiswa dalam mempelajari reaksi radikal bebas.

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS ii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR............................................................................................................I
PRAKATA ...........................................................................................................................II
DAFTAR ISI ...................................................................................................................... III
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................... V
DAFTAR TABEL..............................................................................................................VII
KOMPETENSI INTI ....................................................................................................... VIII
KOMPETENSI DASAR ..................................................................................................... IX
INDIKATOR ...................................................................................................................... IX
PETUNJUK PENGGUNAAN ............................................................................................. X
PETA KONSEP .................................................................................................................. XI
PENDAHULUAN ................................................................................................................ 1
KOMPONEN MATERI ........................................................................................................ 2
1. Pengertian Radikal Bebas .............................................................................................. 2
2. Sumber Pemicu Radikal Bebas ...................................................................................... 3

2.1 Radikal bebas internal................................................................................................ 3
2.2 Radikal Eksternal ...................................................................................................... 3
3. Pembagian Radikal Bebas ............................................................................................. 8
3.1 Senyawa yang bersifat radikal, Reactive Oxygene Species (ROS).............................. 8
Kegunaan radikal bebas......................................................................................................... 9
Kapan radikal bebas dikatakan berbahaya bagi tubuh? ........................................................ 10

3.1.1 Radikal Superoksida ........................................................................................ 11
3.2 Senyawa Yang Bersifat Nonradical.......................................................................... 11

3.2.1 Hidrogen Peroksida (H2O2)............................................................................. 11
3.2.2 Oksida Nitrit (NO*) ......................................................................................... 12
4. Sifat Radikal Bebas ..................................................................................................... 12
5. Radikal Bebas ............................................................................................................. 14
5.1 Suatu Reaksi Radikal – Bebas Khas: Klorinasi Metana ............................................ 15
6. Mekanisme Reaksi Berantai Radikal Bebas ................................................................ 16

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS iii

6.1 Inisiasi..................................................................................................................... 16
6.2 Propagasi................................................................................................................. 17
6.3 Terminasi ................................................................................................................ 19
7. Reaksi Radikal Bebas Menghasilkan Campuran Produk .............................................. 19
8. Reaksi Radikal Bebas: Halogenasi Alkana................................................................... 20
8.1 Pirolisis ................................................................................................................... 20
8.2 Autoksidasi.............................................................................................................. 21
9. Oksigen Sebagai Suatu Peraksi Radikal Bebas............................................................. 23
10. Reaktivitas Relatif Halogen ......................................................................................... 25
10.1 Regioselektivitas Brominasi Radikal Dibandingkan dengan Klorinasi ..................... 26
11. Stereokimia halogenasi radikal bebas .......................................................................... 29
12. Abstraksi Hidrogen : Tahap Penentu Laju.................................................................... 31
12.1 Atom Hidrogen........................................................................................................ 32
12.2 Stabilitas Relatif Radikal Bebas Alkil ...................................................................... 35
13. Penantaan-Ulangan Radikal Bebas .............................................................................. 38
14. Halogenasi radikal bebas selektif................................................................................. 40
14.1 Brom lawan klor...................................................................................................... 40
15. Halogenasi Henzilik Dan Alilik ................................................................................... 43
16. Kemoselektivitas Brominasi Radikal ........................................................................... 46
17. Inisiator Dan Inhibitor Radikal Bebas .......................................................................... 50
RANGKUMAN .................................................................................................................. 53
VIDIO PEMBELAJARAN RADIKAL BEBAS.................................................................. 53
GLOSARIUM..................................................................................................................... 53
INDEKS ............................................................................................................................. 53
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................... 53

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS iv

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR 1 RADIKAL BEBAS .................................................................................................... 1
GAMBAR 2 FORMATION OF FREE RADICALS.............................................................................. 4
GAMBAR 3 SINAR ULTRAVIOLET.............................................................................................. 6
GAMBAR 4 GAMBIR ................................................................................................................ 8
GAMBAR 5 OXIDATION STREE................................................................................................ 10
GAMBAR 6 RADIKAL SUPEROKSIDA (O2*) .............................................................................. 11
GAMBAR 7 SENYAWA ORGANOLOGAM .................................................................................. 14
GAMBAR 8 SENYAWA ORGANOLOGAM .................................................................................. 14
GAMBAR 9 RUMUS LEWIS RADIKAL BEBAS YANG KHAS .......................................................... 15
GAMBAR 10 RUMUS LEWIS RADIKAL BEBAS YANG KHAS ....................................................... 15
GAMBAR 11 KLORINASI METANA DENGAN CAHAYA ULTRAVIOLET ........................................ 16
GAMBAR 12 TAHAP INISIASI HOMOLITIK MOLEKUL CL2 .......................................................... 17
GAMBAR 13 TAHAP PROPAGASI RADIKAL KLOR YANG REAKTIF MEREBUT ATOM HIDROGEN .... 17
GAMBAR 14 TAHAP PROPAGASI KEDUA: RADIKAL BEBAS MEREBUT SEBUAH ATOM KLOR ........ 18
GAMBAR 15 PRODUK KESELURUHAN KLOROMETANA............................................................. 18
GAMBAR 16 TAHAP TERMINASI: PROSES PENUSNAHAN RADIKAL BEBAS. ...................................... 19
GAMBAR 17 TAHAP PROPAGASI YANG MENGHASILKAN DIKLOROMETANA............................... 20
GAMBAR 18 REAKSI PIROLISIS PENTANA................................................................................ 21
GAMBAR 19 REAKSI AUTOKSIDASI......................................................................................... 22
GAMBAR 20 AOTU-OKSIDASI SEBAGAI TEKNIK UNTUK MENSISTESIS SENYAWA ORGANIK................ 24
GAMBAR 21 HASIL AUTO-OKSIDASI KETIDAKMURNIAN TAK DISUKAI ETER DAN ALDEHIDA...... 24
GAMBAR 22 PRODUK AUTO-OKSIDASI ALDEHIDA. ................................................................. 25
GAMBAR 23 REAKTIVITAS RELATIF HALOGEN ....................................................................... 25
GAMBAR 24 ENERGI DISOSIASI IKATAN (KKAL/MOL)................................................................... 26
GAMBAR 25 DIAGRAM ENERGI KLORINASI DAN BROMINASI ......................................................... 27
GAMBAR 26 URUTAN REAKTIFITAS........................................................................................ 28
GAMBAR 27 TAHAP – TAHAP PROPAGASI BERSIFAT ENDOTERM .............................................. 28
GAMBAR 28 KLOR DAN BROM DI ANTARA FLOUR DAN IOD DALAM HAL ∆ TAHAP PROPAGASI ........ 29
GAMBAR 29 DIAGRAM ENERGI UNTUK KLORINASI DAN BROMINASI METANA.................................. 29

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS v

GAMBAR 30 SUATU KARBON RADIKAL BEBASDALAM KEADAAN HIBRIDIASI 2 ............................. 30
GAMBAR 31 SUATU REAKSI RADIKAL BEBAS TERJADI RASEMISASI.......................................... 30
GAMBAR 32 RADIKAL BEBAS (HIBRIDA 2).............................................................................. 31
GAMBAR 33 METANA (CH4) MENJALANI KLORINASI RADIKAL BEBAS....................................... 32
GAMBAR 34 JENIS ATOM HIDROGEN ...................................................................................... 32
GAMBAR 35 REAKSI PROPANA DENGAN KLOR ........................................................................ 33
GAMBAR 36 LAJU RELATIF ABSTRAKSI HIDROGEN.................................................................. 33
GAMBAR 37 URUTAN REAKTVITAS HIDROGENTERHADAP HALOGENASI RADIKAL BEBAS .......... 34
GAMBAR 38 TAHAP-TAHAP ABSTRAK HIDROGEN.................................................................... 35
GAMBAR 39 TAHAP-TAHAP ABSTRAK HIDROGEN........................................................................ 36
GAMBAR 40 TAHAP-TAHAP ABSTRAK HIDROGEN.................................................................... 36
GAMBAR 41 KESTABILAN DARI BERBAGAI STRUKTUR RADIKAL BEBAS ................................... 37
GAMBAR 42 REKTIVITAS RADIKAL BEBAS PADA POSISI ALILIK DAN BENZILIK. ........................ 38
GAMBAR 43 PENATAAN ULANG DAN TIDAK ADA PENATAAN ULANG RADIKAL BEBAS.............. 39
GAMBAR 44 BANDING PRODUK ANTARA KLORINASI DAN BROMINASI PROPANA....................... 40
GAMBAR 45 DIAGRAM ENERGI YANG MENINJUKKAN HUBUNGAN ANTARA STUKTUR KEADAAN

TRANSISI DAN SIFAT EKSOTERM ATAU ENDOTERM SUATU REAKSI .................................. 41
GAMBAR 46 DIAGRAM ENERGI DARI REAKSI MONOKLORINASI................................................ 43
GAMBAR 47 TOLUENA DAPAT DIHALOGENASIKAN SECARA SELEKTIF ..................................... 44
GAMBAR 48 HALOGENASI ALILIK DAN BENZILIK ADALAH N-BROMOSUKSINIMIDA (NBS).......... 45
GAMBAR 49 BR2 DIHASILKAN OLEH REKASI HBR (SUATU PRODUK HALOGENASI) DAN NBS.... 46
GAMBAR 50 REAKSI BROMINASI BERLANGSUNG SECARA REGIOSELEKTIF............................... 46
GAMBAR 51 REAKSI ANTARA ALKIL AROMATIK DENGAN BROMIN.......................................... 47
GAMBAR 52 MEKANISME DAN URUTAN REAKSI INISIASI, PROPAGASI DAN TERMINASI............. 49
GAMBAR 53 KEMOSELEKTIFITAS DARI REAKSI BROMINASI ALILIK ......................................... 50
GAMBAR 54 IKATAN BENZOIL PEROKSIDA DAN ASAM PEROKSIBENZOAT. ............................... 51
GAMBAR 55 INHIBIATOR UNTUK MENGHAMBAT AUTO-OKSIDASI ........................................... 52
GAMBAR 56 BHT DAN VITAMIN E ........................................................................................ 52

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS vi

DAFTAR TABEL
TABEL 1 LAJU RELATIF RATA-RATA ABSTRAKSI HIDROGEN................................................... 34

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS vii

KOMPETENSI INTI

K1 :Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya.
K2 :Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur,disiplin, santun, peduli(gotong royong,

kerjasama, toleran, damai), bertanggung jawab, responsif, dan pro-aktif melalui
keteladanan, pemberian nasehat, penguatan, pembiasaan, dan pengkondisian secara
berkesinambungan serta menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai
permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta
dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.
K3 :Memahami, menerapkan, menganalisis dan mengevaluasi pengetahuan faktual,
konseptual, prosedural, dan metakognitif berdasarkan rasaingin tahunya tentang ilmu
pengetahuan, teknologi, seni,budaya,dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan,
kebangsaan, kenegaraan,dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta
menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan
bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah.
K4 :Mengolah,menalar,menyaji,dan mencipta dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait
dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri serta bertindak
secara efektif dan kreatif,dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan.

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS viii

KOMPETENSI DASAR

Menganalisis dan memprediksi konsep dan mekanisme reaksi - reaksi radikal bebas.

INDIKATOR

1. Pengertian radikal bebas
2. Sumber pemicu radikal bebas
3. Pembagian radikal bebas
4. Sifat radikal bebas
5. Reaksi radikal bebas
6. Mekanisme reaksi radikal bebas
7. Reaktivitas relatif halogen
8. Stereokimia halogenasi radikal bebas
9. Abstraksi hidrogen : tahap penentu laju
10. Halogenasi radikal bebas selektif
11. Inisiator dan inhibitor radikal bebas

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS ix

PETUNJUK PENGGUNAAN

A. Bagi Umum
1. Baca dan pahami kompetensi inti, kompetensi dasar, indikator pencapaian
kompetensi yang akan dicapai dalam materi reaksi radikal bebas
2. Baca dan pahami peta konsep dari materi reaksi radikal bebas
3. Baca dan pahami isi dari modul secara keseluruhan dengan cermat
4. Buka dan pahami setiap link yang disajikan dalam modul
5. Mengerjakan soal – soal Latihan untuk meningkatkan pemahaman
6. Diskusi dengen teman untuk meningkatkan pemahaman mengenai materi reaksi
radikal bebas
7. Tingkatkan pemahaman dengan menambah bahan bacaan lain yang relevan

B. Bagi Siswa
1. Siswa membuka dan memahami setiap link yang disajikan dalam modul.
2. Siswa membaca dan memahami kompetensi inti, kompetensi dasar, indicator
pencapaian kompetensi yang akan dicapai dalam materi reaksi radikal bebas.
3. Siswa membaca modul materi kesetimbangan kimia sebelum dimulainya
pembelajaran.
4. Siswa mengerjakan soal – soal latihan yang terdapat didalam modul.
5. Siswa memaparkan hasil diskusi.
6. Jika ada hal yang kurang bisa di pahami diskusikan dengan teman atau dengan guru
pengajar
7. Apabila nilai uji kompetensi masih belum memenuhi KKM (75) pelajari kembali
materi dan mintalah

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS x

PETA KONSEP
RADIKAL BEBAS

Sumber Sifat Reaksi
pemicu radikal radikal
radikal bebas bebas
bebas
Stereoki
Pembagi mia
an
halogen
radikal radikal
bebas bebas

Reaktivi Mekani
tas sme
reaksi
relatif
halogen radikal
bebas

Halogen Inisiator dan
radikal inhibiator
bebes radikal
selektif bebes

Klorinasi Abstraki
Metana hidrogen

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS xi

PENDAHULUAN

Gambar 1 Radikal Bebas

Sumber: https://www.shutterstock.com/id/search/radikal

Beberapa tahun belakangan ini radikal bebas begitu populer.Molekul kimia yang
Sangat reaktif ini disebut-sebut sebagai penyebab penuaan dini dan penyakit - penyakit
seperti kanker. penyempitan pembuluh darah (aterosklerosis),penyakit gangguan paru.
hati, ginjal, katarak, reumatik dan diabetes sering dikaitkan dengan radikat bebas.
radikal bebas diibaratkan sebagai sampah dalam tubuh dan supaya sampah dalam tidak
menumpuk diperlukan antioksidan sebagai pemungutnya apakah sebenarnya radikal
bebas ini? Mengapa dia begitu ditekuti? Bagaimana peran anti oksidan radikal bebas?
Tulisan ini mengkaji tentang radikal bebas.

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 1

KOMPONEN MATERI

1. Pengertian Radikal Bebas
Radikal bebas adalah suatu molekul yang relatif tidak stabil dengan atom yang pada

orbit terluarnya memiliki satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan (Robins, 2007:10).
Molekul yang kehilangan pasangan tersebut menjadi tidak Stabil dan Supaya stabil molekul ini
selalu berusaha mencari pasangan elektronnya dengan cara merebut elektron dari molekul lain
secara membabi buta,Karena itulah disebut radikal bebas atau reactive oxygen species (ROS).
Tipe radikal bebas turunan oksigen reaktif sangat signifikan dalam tubuh. Oksigen reaktif ini
mencakup (O*2), hidroksil (*OH), peroksil (ROO*), iodamin peroksida Singlet oksigen oksida
nitrit (NO*).Peroksinitrit (ONOO*) dan asam hipoklorit (HOCl).(Fessenden dan fessend
en,1982:130). Sadikin (2008:17) menjelaskan perbualan radikal bebas tersebut akan destruktif
bagi molekul sel lain yang elektronnya dirampas. Aksi perampasan itu akan menimbulkan
reaksi berantai sehingga radikal bebas terlahir semakin banyak. Radikal akan merusak molekul
makro pembentuk sel yaitu protein, karhohidrat dan deoxyribo acid (DNA).

Senyawa radikal bebas merupakan Salah Satu kerusakan DNA di samping Virus,
Bila kerusakan tidak terlalu parah. Masih dapat diperbaiki Oleh Sistem DNA. Namun. Bila
sudah menyebabkan rantai DNA terputus di berbagai tempat. Ini dapat sel akan Bahkan terjadi
perubahan yang mengenai tertentu dalam tubuh yang dapat menimbulkan penyakit kanker
(Suryo, 2008:451).

Komponen terpenting sel mengandung asam lemak tak jenuh ganda yang sangat rentan
terhadap serangan radikal bebas Kalau ini terserang struktur dan fungsi akan berubah yang
dalam keadaan ekstrem akhirnya mematikan sel-sel pada jaringan tubuh. Pada sel kulit radikal
bebas akan merusak senyawa lemak pada sel sehingga kulit kehilangan ketegangannya dan
muncullah keriput. Terjadinya kerusukan protein akibat serangan radikal bebas ini termasuk
oksidasi protein yang mengakibatkan kerusakan jaringan ternpat protein itu berada. Contohnya
kerusakan protein pada lensa mata yang mengakibatkan katarak (Silalahi, 2006;46). Alif (2010)

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 2

menambahkan radikal bebas merupakan pemicu perusakan saraf dan otak. Selain itu radikal
bebas juga terlibat dalam peradangan, pengapuran tulang, gangguan pencemaaan, gangguan
fungsi hati, meningkatkan kadar low density lipoprotein (LDL) yang kemudian menjadi
penyebab penimbunan kolesterol pada dinding pembuluh darah sehingga timbullah
aterosklerosis atau lebih dikenal dengan penyakit jantung koroner.

2. Sumber Pemicu Radikal Bebas
Sumber radikal bebas ada yang bersifat internal yaitu dari dalam tubuh dan ada yang

bersifat eksternal dari luar tubuh.

2.1 Radikal bebas internal
Radikal bebas internal berasal dari oksigen yang kita hirup. Oksigen yang biasa kita

hirup merupakan penopang utama kehidupan karena menghasilkan banyak energi namun hasil
samping dari reaksi pembentukan energi tersebut akan menghasilkan Reactive Oxygen Species
(ROS). Metabolisme yang merupakan proses penting dalam kehidupan organisme selalu
diikuti Oleh terbentuknya radikal bebas Radikal bebas terbentuk saat proses sintesis energi oleh
mitokondria atau proses detoksifikasi yang melibatkan enzim sitokrom P- 450 di hati, Seperti
diketahui proses terjadi karena teroksidasinya zat-zat makanan yang dikonversi menjadi
Senyawa pengikat energi (adenosin triphospat) dengan bantuan oksigen„ proges oksidasi itu
terbentuk juga rudikal bebas (ROS), yaitu anion superoksida dan hidroksil radikal (Lehninger.
1982:165)

2.2 Radikal Eksternal

Sumber radikal bebas ekstemal dapat dari polusi udara,alkohol,rokok,radiasi sinar
ultraviolet,obat-obatan tertentu seperti anestesi,pestisida,sinar X dan kemoterapi. Radikal
bebas juga dihasilkan dari proses pengolahan makanan yang berlebihan (Desrorier, 1998: 369).
Beberapa cara pengolahan makanan yang akrab dengan kehidupan sehari.hari adalah
menggoreng.membakar atau memanggang. Proses pengolahan makanan dengan Cara
menggoreng. Membakar atau memanggang dengan suhu yang terlatu tinggi, terutama pada
makanan hewani terkadar protein dan temak tinggi tidak dilakukan karena dampak radikal
bebas.

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 3

Minyak goreng yang dipakai berkali-kali sampai berwarna coklat kehitaman dan
berbau tengik. Dapat menjadi penyebab timbulnya radikal bebas makanan yang digoreng.
Minyak goreng yang sudah rusak tersebut tidak layak dipakai lagi karena dapat melepaskan
senyawa peroksida dan epoksida yang bersifat karsinogenik (Ketaren. 2005:184). Zat pengawet
makanan seperti formal-dehid/formalin pada baso atau tahu, zat warna teksti seperti methanyl
yellow pada kerupuk, serta pada sirup, ternyata dapat merangsang terbentuknya radikal bebas
(Nadesul, 2007:34).

Gambar 2 Formation Of Free Radicals
Sumber: https://doktersehat.com/informasi/cara-menangkal-radikal-bebas

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 4

TAHUKAH KALIAN

Gemar Membaca
Sinar ultraviolet atau biasa yang dikenal dengan sinar uv merupakan bentuk sinar
yang tidak terlihat oleh manusia yang dihasilkan oleh paparan sinar matahari. Menurut
Kurniawati Kusnadi, Senior Manager Marketing Home and Personal Care Chemicals dari
BASF, sekitar 98 persen radiasi UV A masuk ke bumi, sementara sinar UV B hanya 2
persen. "Sinar UV C tidak bisa masuk karena ditahan oleh ozon, makanya kita harus
memelihara ozon karena radiasi UV C ini paling berbahaya," katanya
Sinar UV terbagi menjadi beberapa jenis:
1. Sinar UVA: Sebagian besar dari kita terkena paparan sinar UVA setiap harinya dalam
jumlah besar . Sinar UVA mencapai 95% dari radiasi UV yang mencapai ke bumi.
Beberapa penelitian mengatakan bahwa sinar UVA merupakan penyumbang
terbesar dari kerusakan kulit pada manusia. Mengapa? Karena sinar UVA dapat
menembus ke lapisan kulit yaitu lapisan dermis dan tentunya merusak sel-sel
didalamnya, walaupun sinar ini tidak terasa panas oleh kulit.
2. Sinar UVB : Sinar UVB adalah sinar yang membuat kulit terlihat memerah dan
terbakar oleh sinar matahari. Sinar ini tidak menembus bagian dermis pada kulit dan
tentunya tidak merusak sel-sel di dalamnya. Sebagian besar sinar UVB ditahan dan di
blokir oleh atmosfer bumi. UVB intensitasnya memuncak pada pukul 10.00 sampai
16.00 dan dapat terhalang oleh kaca jendela maupun kaca jendela.
3. Sinar UVC: Sinar yang paling berbahaya bagi tubuh. Namun sinar ini hanya masuk
sedikit ke dalam bumi karena Karena telah ditahan dan diserap oleh lapisan ozon bumi.
Terdapat banyak efek buruk yang ditimbulkan karena paparan sinar UV. Paparan sinar
UV selama bertahun-tahun dapat menyebabkan penuaan kulit terutama pada usia dibawah
18 tahun. Kerusakan pada kulit lebih lanjut dapat menyebabkan keriput dan perubahan
warna menjadi kuning, bahkan menyebabkan penipisan kulit hingga merangsang
pertumbuhan kanker.Adapula Efek pada kulit yang terkena sinar UVB dapat menyebabkan
kulit memerah pada kulit. Hal ini merupakan suatu bentuk iritasi kulit dan biasanya juga
disertai gatal-gatal pada kulit yang memerah. Kulit yang terpapar sinar UV dapat menjadi
kurang elastis dan kering. Maka dari itu kulit akan cenderung bersisik dan sensitive.

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 5

Gambar 3 sinar ultraviolet
Sumber : https://www.s-gala.com/blog-post/lampu-uv-box

E-Lerning
Rasa Ingin Tahu
http://jurnal.unissula.ac.id/index.ph
p/majalahilmiahsultanagung/article

/view/70

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 6

Potensi Alam

Cinta tanah air

Gambir (Uncaria gambir Roxb) termasuk dalam kerajaan Plantae, divisi Magnoliophyta,
kelas Magnoliopsida, ordo Gentianales, famili Rubiaceae, genus Uncaria, spesies Uncaria
gambir.10 Gambir merupakan tanaman perdu dengan tinggi 1-3 m. Batangnya tegak, bulat,
percabangan simpodial, warna cokelat pucat.
Daunnya tunggal, berhadapan, berbentuk lonjong, tepi bergerigi, pangkal bulat, ujung
meruncing, panjang 8-13 cm, lebar 4-7 cm, dan berwarna hijau. Bunga gambir adalah bunga
majemuk, berbentuk lonceng, terletak di ketiak daun, panjang lebih kurang 5 cm, memiliki
mahkota sebanyak 5 helai yang berbentuk lonjong, dan berwarna ungu. Buahnya
berbentuk bulat telur, panjang lebih kurang 1.5 cm, dan berwarna hitam.

Tanaman gambir sebagai salah satu sumber antioksidan merupakan tanaman perdu
termasuk famili Rubiace (kopi-kopian) yang mengandung senyawa polifenol.Komponen utama
yang terdapat pada gambir terdiri dari katekin (asam katekin), asam katekin tanat (catechin
anhydrid), dan quercetine. Katekin memiliki rasa yang manis dan bisa berubah menjadi catechin
tannat (memberikan rasa pahit) jika terjadi pemanasan yang cukup lama atau pamanasan dengan
larutan bersifat basa.

Selama ini gambir sebagian besar digunakan untuk zat pewarna dalam industri batik,
industri penyamak kulit, ramuan makan sirih, bahan baku pembuatan permen dalam acara adat
di India dan sebagai penjernih pada industri air. Di lain pihak, gambir sangat potensial untuk
diaplikasikan pada bahan pangan, diantaranya untuk keperluan memperpanjang masa simpan
bahan pangan.

Salah satu antioksidan alami yaitu katekin yang merupakan senyawa polifenol
yang berpotensi sebagai antioksidan dan antibakteri.Katekin paling banyak terdapat
pada tanaman gambir (Uncaria gambir Roxb).Gambir kualitas super mengandung katekin
73.3%, sedangkan katekin pada teh sekitar 30-40%.Katekin merupakan senyawa polifenol
yang berpotensi sebagai antioksidan dan antibakteri serta aman digunakan dalam pengolahan
bahan pangan, salah satunya olahan sebagai minuman.1Ekstrak gambir mengandung beberapa
komponen flavonoid yaitu catechin (7-33%),pirocatechol (20-30%), quersetin (2-4%).

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 7

Disamping itu, ada flavonoid lain dari dimer flavan-chalcan yaitu gambiriin A1, A2, A3
(streokimia belum diketahui) bersamaan dengan dimer proanthocyanidin yaitu gambiriin
C.17 Getah gambir murni mengandung d-catechin dan dl-catechin (3-35%) dan produk
kondensasi asam katechutannat (sekitar 24%),quersetin, asam gallat, asam
elagat,katekol,pigmen, dan lain-lain. D-Catechin merupakan komponen yang terbanyak.15 D
Catechin murni dan bermutu farmasi yang dikenal dengan nama Cyanidol-3, merupakan bahan
baku untuk pembuatan obat-obatan antihepatitis B, antidiare, dan obat kumur.

Gambar 4 Gambir
Sumber: https://idnmedis.com/gambir

Sumber: Aditya, M., & Ariyanti, P. R. (2016). Manfaat gambir (Uncaria gambir Roxb)
sebagai antioksidan. Jurnal Majority, 5(3), 129-133.

3. Pembagian Radikal Bebas
Senyawa radikal beba berdasarkan sifat reaktivitasnya dibagi menjadi dua, yaitu:

3.1 Senyawa yang bersifat radikal, Reactive Oxygene Species (ROS)
Senyawa bersifat radikal diantaranya Radikal Hidroksil (*OH, Radikal superoksida

(O2*),Radikal Peroksixc(COOH), Radikal Alkoksil (RO*) dan Radikal Nitogen Oksida (NO*).
Reactive oxygen Species (ROS) merupakan radikal bebas oksigen,,molekul dengan elektron
tidak berpasangan yang Sangat reaktif. Radikal bebas ini dapat merusak sel membrane. Radikal
bebas ini diketahui berperan pada 100 penyakit manusia termasuk aging, kanker, Serangan
jantung, stroke, dan arthritis.Proses pembentukan Reactive Oxygene Species (ROS) dalam
tubuh ketika proses pembentukan energy,dihentuk karena adanya pencemaran lingkungan,

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 8

ionisasi dan radiasi ultraviolet, dari diet makanan tinggi lemak,pada pemprosesan makanan,
dan ketika kadar antioksidan tubuh rendah.

TAHUKAH KALIAN ?

Rasa Ingin Tahu

Kegunaan radikal bebas

Menurut penelitian yang dilakukan oleh ahli dari University of Messina, Itali, dan
diterbitkan oleh Jurnal Oxidative Medicine and Cellular Longevity pada tahun 2017,
ditemukan bahwa radikal bebas tidak selamanya buruk bagi tubuh.Radikal bebas dikatakan
aman ketika jumlahnya dalam tubuh tidak banyak atau sedang, dan bahkan bisa berguna
untuk organisme.Contoh dari kegunaan radikal bebas ini adalah untuk membentuk struktur
seluler tertentu di dalam tubuh sehingga bisa membantu sel inang untuk melawan patogen
yang menyerang tubuh.

Tidak hanya itu saja, radikal bebas ternyata juga memiliki peran penting untuk
mengatur aliran intrasel di beberapa tipe sel.Molekul yang berfungsi untuk mengatur aliran
intrasel tersebut adalah oksida nitrat yang berperan sebagai kurir antar sel sehingga modulasi
aliran darah bisa berjalan dengan baik.Oksida nitrat juga memiliki peran sebagai pelindung
nang dari patogen dan sel tumor.Menurut penelitian yang dilakukan oleh para ahli dari
Universitas Hindu Banaras, India yang dimuat pada Journal of Postgraduate Medicine pada
tahun 2016 menunjukkan bahwa jumlah antioksidan yang lebih sedikit dari radikal bebas
menjadi penyebab utama terbentuknya kanker kepala dan leher.Melansir Healthline, radikal
bebas selalu diproduksi di dalam tubuh sehingga akan sangat bahaya jika tidak ada radikal
bebas sama sekali di dalam tubuh, bahkan bisa menyebabkan kematian.

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 9

Kapan radikal bebas dikatakan berbahaya bagi tubuh?

Radikal bebas akan sangat berguna bagi tubuh ketika ada dalam jumlah sedikit
atau sedang. Namun menurut Healthline, ketika jumlah radikal bebas di dalam tubuh
lebih banyak daripada antioksidan, maka akan berbahaya.Keadaan ini dinamakan stres
oksidatif dan dalam jangka waktu lama, keadaan ini bisa merusak DNA dan molekul
penting dalam tubuh. Terkadang, bisa menyebabkan kematian sel

Stres oksidatif juga berperan penting dalam proses penuaan.Hal ini diteliti oleh
para ahli dari Roma, Itali, yang terbit pada Jurnal Clinical Interventions in Aging pada
tahun 2018.Penelitian ini menunjukkan bahwa terapi antioksidan yang dibarengi dengan
olahraga aerobik bisa secara positif memperbaiki kerusakan yang disebabkan oleh stres
oksidatif.Pada hasil penelitian tersebut, ditemukan bahwa jumlah perlindungan
antioksidan bertambah sehingga secara positif mempengaruhi keseimbangan oksidatif
atau antioksidan di dalam tubuh.

Gambar 5 oxidation stree

Sumber: https://www.biotekfarmasiindonesia.com/Artikel/Apa-Itu-Stres-Oksidatif.html

Sumber : Ivanov, A. V., Bartosch, B., & Isaguliants, M. G. (2017). Oxidative stress in
infection and consequent disease. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2017.

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 10

3.1.1 Radikal Superoksida
Radikal ini merupakan jenis yang paling banyak diteliti, terbentuk bila satu (1)
Melekul O2 menerima 1 elektron.

O2 → O2*

Gambar 6 Radikal Superoksida (O2*)
Sumber : https://media.neliti.com/media/publications/129475-ID-menangkal-radikal-bebas-

dengan-anti-oksi.pdf

Superoksida bersifat oksidan atau reduktan, dapat bereaksi dengan berbagaI substrat
biologik. Reaktifitas O2* sangat terbatas karena adanya dismutasi spontan yang dapat terjadi
pada pH fisiologik. nwmbentuk H dan , tetapi dengan terbatasnya reaktivitas menyebabkan
radikal ini dapat berdifusi dan bereaksi dengan substratnya dalam jarak yang relatif lebih jauh
dari tempat asalnya.

3.2 Senyawa Yang Bersifat Nonradical.

Tipe radikal bebas turunan oksigen reaktif sangat signifikan dalam tubuh. Oksigen
reaktif ini mencakup Superoksida (O2*),Hidroksil (*OH),Peroksil (ROO*), Hidrogen
Peroksida (H2O2). Singlet Oksigen (O2), Oksida Nitrit (NO*), Peroksinitrit (ONOO*),
Nitrogen Dioksida (NO2*), g) dan Asam Hipoklorit (HOCI).

3.2.1 Hidrogen Peroksida (H2O2)
Penambahan 1 elektron pada radikal O2- menghasilkan ion peroksida yang tidak
bersifat radikal. dan pada pH fisiologik akan segera mengalami protonxsi membentuk H2O2.
Derivat oksigen ini bersifat Oksidan kuat tetapi bereaksi lambat dengan substrat Organik. dan
dianggap toksik pada kadar tinggi. Meskipun bukan radikal bebas akumulasi H2O2) dapat
berbahaya bila terdapat bersama-sama dengan logam (Fe, Cu) atau zat-zat kelator (chelating
agents) karena akan bereaksi membentuk radikal hidroksil yang sangat reaktif. Akumulasi
hidroperoksid secara langsung toksik dan dapat menginaktlfasi enzim-enzitn dengan cara

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 11

Oksidasi terhadap residu asam amino (misalnya metionin. histidin. sistein. lisin) atau
memperantarai reaksi polimerasi.

3.2.2 Oksida Nitrit (NO*)
Oksida nitrit (NO*) disebut juga nitrogen oksida atau nitrogen adalah Suatu gas tidak
berwarna, tanpa dalam air. Oksida nitrit (NO) dapat berdifusi ke dalam dan antar sel serta
menghantarkan biokimia, Oksida nitrit (NO*) yang diproduksi Secara kontinyu oleh sel-sel
endothelium berperan mengendalikan tonus pembuluh darah. aliran darah. tekanan darah.
fuwsi platelet, gerakan saluran pernafasan, dan saluran kemih.

Oksida nitrit (NO*) ternyata dilepaskan oleh Obat antiangina nitrat organik sebagai
vasodilator diketahui pula sebagai bronkhodilator serta berperan dalam sistem kekebalan dan
sistem saraf. Prcxluksi yang nerlebihan dari oksida nitrit (NO*) dapat menyebabkan keadaan
patologis. Oksida nitrit (NO*) adalah suatu radikal bebas yang sangat reaktif dan berinteraksi
dengan berbagai nwlekul sehingga cepat habis disekitar Iokasi tempat di disintesis dimana
Oksida nitrit (NO*) bekerja mempengaruhi sel- sel disekitar lokasi sintesis.

4. Sifat Radikal Bebas
Reaksi radikal bebas yang terus menerus sebelum ada peredaman reaksi disebabkan

Oleh upaya molekul radikal bebas dalam mencari pasangan elektron. Radikal bebas
mempunyai sifat reaktivitas yang Sangat tinggi yaitu kecenderungan untuk menarik elektron
dan kemampuannya mengubah suatu molekul menjadl rad'kal bebas baru sehingga terjadi
terjadi reaksi rantai, dan reaksi rantai ini baru berhenti jika radikal bebas diredam dengan
antioksidan.

Elektron berperan sebagai bahan yang menggabungkan atom-atom untuk membentuk
molekul dalam suatu reaksi kimia,. Atom terdiri dari proton. dan proton yang bermuatan dalam
nukleus menentukan jumlah elektron yang bermuatan negatif dalam mengelilingi atom.
Elektron yang mengelilingi atom dalam satu atau lebih lapisan. dimana bila satu lapisan penuh.
maka elektron akan mengisi lapisan kedua, dan lapisan kedua penuh bila memiliki delapan
elektron, demikian seterusnya. Atom melengkapi lapisan luarnya dengan membagi elektron-

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 12

elektron bersama atom lain dan atom-atom tersebut bergabung dan mencapai kondisi
stabilitasmaksimum untuk membentuk molekul dengan membagi elektron.

Jumlah elektron pada lapisan luar menentukan sifat kimia struktur sebuah atom. jika
suatu zat elektron lapisan luarnya penuh. maka tidak akan terjadi reaksi kimia. Pada kondisi
belum mencapai kestabilan maksimum, maka atom akan selalu meneoba melengkapi lapisan
luarnya dengan membagi elektron-elektron bersama atom lain dan atom-atom tersebut
bergabung bersama dan mencapai kondisi stabilitasmaksimum untuk membentuk melekul
dengan membagi elektron.

Radikal bebas merupakan molekul atau Senyawa dapat berdiri sendiri mengandung
satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan. Kehadiran satu atau lebih elektron tak
berpasangan menyebabkan molekul ini mudah tertarik pada suatu medan magnetik
(paramgnetik) menyebabkan molekul sangat reaktif. Radikal bebas akan menyerang
molekul yang stabil terdekat dan mengambil elektron, yang terambil elektronnya akan menjadi
radikal bebas baru sehingga akan terjadi reaksi berantai yang mengakibatkan kerusakan sel.
Elektron radikal bebas yang tidak berpasangan tidak elektrik dari molekulnya, dapat bermuatan
posinf, negatif, atau netral.

E-Lerning
Rasa Ingin Tahu

https://hellosehat.com/sehat/inform
asi-kesehatan/bahaya-radikal-
bebas-pada-tubuh/

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 13

5. Radikal Bebas
Banyak senyawa organohalogen dibuat dalam skala industri oleh reaksi antara

hidokarbon dan halogen,dua bahan baku yang tidak mahal.reaksi – reaksi halogenenasi
langsung sering berjalan secara eksplosif dan hampir tanpa kecuali,menghasilkan campuran
produk.karena alasan alasan inilah halogenasi langsung hanya kadang – kadang saja di gunakan
dalam labiratorium.

CH3CH3 +Cl2 → CH3CH2Cl + ClCH2CH2Cl + HCl + Produk-Produk Lain
Etena Gambar 7 Senyawa Organologam

Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 223.

Reaksi-reaksi halogenasilangsung berjalan dengan mekanisme radikal bebas (free
radical mechanism), rekasi radikal bebas penting dalam proses biologi dan dalam
praktek.misalnya organisme memanfaatkan oksigen dari udara lewat sederetan rekasi yang
diawali dengan oksidasi reduksi radikal bebas,mentega dan lemak lain menjadi tegik sebagian
kerena rekasi bebas dengan oksigen.

Senyawa organologam (organometallic) adalah pokok pembicaraan kedua yang akan
diperkenalkan dalam modul ini.reaksi – reaksi senyawa ini secara berkala. Kebanyakan
senyawa organologam di buat dari alkil halida.

(CH3CH2)4Pb



Fenilmagnesium bromida tetratiltimbal
Suatu senyawa organologam Suatu senyawa organologam

Gambar 8 Senyawa Organologam

Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 223.

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 14

5.1 Suatu Reaksi Radikal – Bebas Khas: Klorinasi Metana
Istilah radikal bebas merujuk keatom atau gugus atom apa saja yang memiliki satu atau
lengan elektron tak berpasangan.karena jumlah elektron ganjil,maka semua elektron dapat
berpasangan.meskipun suatu radikal bebas tidak bermuatan positif atau negatif,spesi semacam
ini sangat reaktif kerena adanya eletron yang tidak berpasangan.suatu radikal aktif dan
berenergi tinggi.kita boleh beri simbol untuk semua radikal bebas dengan sebuah titik yng
menggambarkan elektron yang tidak berpasangan.
Rumus lewis untuk radikal bebas yang khas :

H

C**l * *B*r H *C**
** ** *H*
* *
**

*
*

**
*

**
*
Gambar 9 Rumus lewis radikal bebas yang khas

Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 224.

Cl Br H3C atau CH3 atau CH3

Gambar 10 Rumus lewis radikal bebas yang khas

Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 224.

Klorinasi metana dengan hadirnya cahaya ultraviolet (yang dilambangkan dengan
hv,hasil reaksi antara Cl2 dan CH4 adalah subtitusi oleh satu atom klor atau lebih terhadap
atom – atom hidrogen yang terikat pada karbon.

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 15

+ +

Metana → Diklorometana
(metilena klorida)
Klorometana
(metil klorida )

+ + +

Triklorometana Tetraklorometana
(klorofrom) (karbon tetraklorida)

Gambar 11 Klorinasi metana dengan cahaya ultraviolet

Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 224.

Meskipun metana adalah alkana tersederhana,klorinasinya menghasilkan empat
produkorganik.sedikit alkana yang lebih tinggi,seperti etana dan produk produk klorinasi
mereka,dapat juga terbentuk di sini.pertama- pertama akan dibahas reaksi–reaksi yang
menghasilkan CH3Cl,kemudian pembahsan di perluas ke pembentukan produk-produk lainnya.

6. Mekanisme Reaksi Berantai Radikal Bebas
Mekanisme reaksi radikal bebas paling tepat dibayangkan sebagai suatu deret reaksi–

reaksi bertahap,tiap tahap termasuk pada salah satu katagori berikut: (1).pemulaan
(inisiasi,inisiation) suatu reaksi radikal bebas,(2).perambatan (propagasi,propagation) reaksi
radikal bebas,(3).pengakhiran (terminasi,termination) reaksi radikal bebas.

6.1 Inisiasi

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 16

Seperti tersirat oleh istilah ini,tahap inisiasi ialah pembentukan awal radikal– radikal
bebas.dalam kloronasi metana,tahap inisiasi adalah pemaksapisahan (cleavage)
homolitik molekul Cl2 menjadi dua radikal bebas klor,energi untuk reaksi ini diberikan
oleh cahaya ultraviolet atau oleh pemanasan campuran ke temperatur yang sangat
tinggi.

Tahap 1 (Inisiasi):

− + ⁄ : ∗

→

Gambar 12 Tahap inisiasi homolitik molekul Cl2

Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 224.

6.2 Propagasi
Setelah terbentuk,radikal bebas klor mengawali sederetan reaksi dalam mana

terbentuk radikal bebas baru.secara kolektif,terbentuk reaksi – reaksi ini disebut tahap
–tahap propagasi dari reaksi radikal bebas.pada hakikatnya,pembentukan awal
beberapa radikal bebas akan mengakibatkan perkembangbiakan radikal – radikal bebas
baru dalam suatu reaksi pengapdian-diri (self perpetuating) yang di sebut reaksi rantai.

Sebagai tahap propagasi pertama,radikal bebas klor yang reaktif itu merebut
sebuah atom hidrogen dari dalam molekul metana,menghasilkan radikal bebas metil
dan HCl.

∗ ∶ + / → ∶ + ∗
Gambar 13 Tahap propagasi radikal klor yang reaktif merebut atom hidrogen

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 17

Sumber:Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 225.

Radikal bebas metil itu juga reaktif.dalam tahap propagasi kedua,radikal bebas metil
merebut sebuah atom klor dari dalam molekul Cl2 .

∗ ∶ → + ∗ + , /
Klorometana

Gambar 14 Tahap propagasi kedua: radikal bebas metil merebut sebuah atom klor

Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 225.

Tahap ini menghasilkan salah satu (dari) produk keseluruhan,klorometana.produk ini

juga menghasilkan ulang radikal bebas klor,yang nantinya dapat merebut atom hidrogen dari

molekul metana lain dan memulai deret propagasi sekali lagi.

Deret keseluruhan sejauh ini adalah :

Inisiasi :

∗
→

Propaganasi: ← 4
+ ∗ → ∗ + ∗ + ∗

Gambar 15 Produk keseluruhan klorometana

Sumber:Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 225.

Karena sebuah Cl* menyebabkan reaksi dan sebuah Cl * juga terbentuk,maka secara
teoritis proses ini dapat berlangsung terus.namun seperti dapat di banyangkan,reaksi itu tak

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 18

dapat berlangsung terus tanpa batas.banyaknya daur (cycle: yakni jumlah berulangnya tahap –
tahap propagasi) disebut panjang rantai (chain length).panjang rantai suatu reaksi radikal
bebasbergantung sebagian pada energiradikal – radikal yang terlibat dalam propagasi (subjek
ini akan dibahas secara singkat).untuk klorinasi radikal bebas (dari) suatu hidrogen,panjang
rabtai sekitar 10.000.

6.3 Terminasi
Daur propagasi terputus oleh reaksi – reaksi pengakhiran (termination).reaksi apa saja

yang memeutuskan radikal bebas atau mengubah radikal bebas menjadi radikal bebas yang
stabil dan tak reaktif,dapat mengakhiri daur propagasi radikal bebas.klorinasi metana diakhiri
terutama oleh bergabungnya radikal-radikal bebas,inilah proses penusnahan radikal bebas.

Tahap terminasi:
∗ + ∗ →
∗ + ∗ →

Gambar 16 Tahap terminasi: proses penusnahan radikal bebas.
Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.

Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 226.

Reaksi kedua ini adalah contoh dari reaksi kopling (coupling reaction):penggabungan
gugus aklil.

7. Reaksi Radikal Bebas Menghasilkan Campuran Produk
Reaksi radikal bebas seringkali ditandai oleh aneka ragamnya produk.

Misalnya,klorinasi metana dapat menghasilkan empat produk organik.Sebab terbentuknya
campuran ini ialah tingginya energi radikal bebas klor itu sehingga klor ini tidak sangat selektif
(pemilih) mengenai hidrogen mana yang hendak direbutnya dalam tahap propagasi.

Sementara reaksi antara klor dan metana belum selasai,telah cukup banayak terbentuk
klorometana.pada waktu itu,radikal bebas klor itu lebih mungkin bertabrakan dengan mokekul
klorometana daripada dengan molekul metana dan dimulailah suatu daur propagasi baru.dalam
daur baru ini terbentuk radikal bebas klorometil (*CH2Cl).radikal ini bereaksi dengan molekul
klor membentuk diklorometana (CH2Cl2).seperti dalam daur yang menghasilkan CH3Cl,dalam
proses ini juga terbentuk ulang radikal bebas klor lain.

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 19

Tahap propagasi yang menghasilkan diklorometana:

∗ + → + ∗
∗ + → + ∗

Gambar 17 Tahap propagasi yang menghasilkan diklorometana

Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 226.

Kloronasi radikal bebas metana dapat menghasilkan empat produk organik (atau lebih
bila produk kopling juga di hitung).alkana yang lebih tinggi dapat menghasilkan lebih banyak
lagi macam produk karena tersedia lebih banyak macam hidrogen yang dapat ikut serta dalam
reaksi – reaksi propagasi.

8. Reaksi Radikal Bebas: Halogenasi Alkana
Seperti telah disebut,reaksi radikal bebas terbatas pada halogenasi hidrokarbon

saja,tetapi di jumpai dalam banyak bidang dalam kimia organik.disini pembahasan ini dibatasi
pda reaksi radikal bebas ikatan sigma dan pada beberapa dari sekian banyak proses yang
diketahui berlangsung dengan mekanisme radikal bebas.

8.1 Pirolisis
Pirolis sebagai penguraian termal senywa organik tanpa kehadiran oksigen.bila

molekul ornagik dipanaskan ke suatu temperatur tinggi,ikatan sigma karbon – karbon akan
robek – rebok dan molekul terpeceh menjadi fragmen- fragmen radikal bebas (temperatur yang
diperlukan bergantung pada energi disosia ikatan).tahap fragmentasi ini,yang disebut
homolisis terimbas termal (thermally induced homolysis,pemaksapisahan homolitik oleh
panas),adalah tahap inisiasi bagi sederetan reaksi radikal bebas.persamaan – persaman berikut
melukiskan beberapa reaksi pirolisis yang mungkin (dari) pentana (terdapat posisi-posisi lain
yang mungkin (dari) pemaksapisahan dan reaksi ikutannya.

Pemulaan (homolisis):

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 20

CH3CH2CH2 CH2CH3 kalor CH3CH2CH2* + CH3CH2*

Perambatan (abstrasi hidrogen ):

CH3CH2* H CH3CH3 + CH3CH2C*HCH2CH3
CH3C**H2CHCH2CH3

Pengkhiran oleh kopling (pengganbungan):

CH3CH2* CH2CH2* CH3CH2CH2CH3

Pengakhiran oleh disproporsionasi (oksidasi reduksi dari dua spesies yang setara):

CH3CH2* H CH3CH3 + CH2=CH2
*C*H2 C*H2

Dua radikal etil Etana tereduksi Etilena teroksidasi

Gambar 18 Reaksi pirolisis pentana

Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 237.

Pirolisis terkendali telah digunakan dalam industri untuk mengkertak (cracking)
senyawa berbobot molekul lebih rendah samapai sekitar tahun 1925 pirolisis kayu merupakan
sumber utama metanol (alkohol kayu).pernah kertakan termal fraksi minyak bumi yang sukar
mendidih menjadi fraksi – fraksi bensin yang mudah mendidih,merupakan satu- satunya
metode yang tersedia untuk memperoleh lebih banyak bensin dari dalam minyak
bumi.sekarang kertakan minyak bumi dilakukan dengan bantuan katalis sementara sebgaian
besar metanol diproduksi dengan hidrogenasi katalitik dari karbon monoksida ( + 2 2 →
3 ).

8.2 Autoksidasi

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 21

Reaksi senyawa dengan oksigen dengan adanya nyala api disebut pembakaran. Namun
reaksi dengan oksigen tanpa pembakaran juga dapat terjadi. Reaksi ini disebut dengan
autoksidasi. Reaksi autoksidasi hanya terjadi melalui zat antara radikal bebas stabil. Reaksi
autoksidasi yang berguna hanya terbatas pada reaksi substitusi atom hidrogen yang terikat pada
atom karbon tersier, alilik, atau benzilik.

Contoh autoksidasi yang penting di industri adalah sintesis cumene hydroperoxide (dari
cumena dan air), yang melalui penataan ulang menghasilkan fenol dan aseton yang merupakan
bahan kimia penting dalam industri. Mekanisme reaksi radikal bebas dari cumena diawali
dengan homolitik dari benzoil peroksida membentuk radikal bebas tersier yang distabilkan oleh
resonansi. Radikal bebas tersier ini bereaksi dengan oksigen dalam propagasi pertama
menghasilkan radikal peroksida. Proses autoksidasi ini dapat berulang pada langkah propagasi
kedua sampai ada pemutusan rantai . Produk akhir autoksidasi adalah kumena hidroperoksida
yang mengalami penataan ulang menghasilkan fenol dan aseton.

Gambar 19 Reaksi autoksidasi

Sumber :
https://lmsspada.kemdikbud.go.id/pluginfile.php/109741/mod_resource/content/1/Radikal%2

0bebas.pdf

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 22

Reaksi autooksidasi yang tidak diinginkan dapat terjadi pada karbon eter yang
teroksigenasi seperti dietil eter atau tetrahidrofuran (THF). Beberapa senyawa eter yang sering
digunakan sebagai pelarut ternyata relatif mudah diautoksidasi tanpa sengaja. Mekanisme
reaksi radikal bebas dari eter disebabkan oleh spesi radikal bebas lain yang menyebabkan
terbentuknya radikal eter. Radikal eter selanjutnya berikatan dengan molekul oksigen dari
udara membentuk radikal eterperoksida dan radikal eter hidroperoksida.Hasil reaksi
autooksidasi dietil eter yaitu eter hidroperoksida mudah meledak jika konsentrasinya cukup
tinggi. Proses pemekatan larutan eter yang mengandung hidroperoksida dengan rotatory
evaporator dapat menyebabkan ledakan yang cukup besar. Penyebab eter mudah mengalami
autooksidasi adalah bahwa zat antara dalam proses ini adalah sebuah radikal-teroksigenasi
yang distabilkan oleh pasangan elektron bebas pada heteroatom.

9. Oksigen Sebagai Suatu Peraksi Radikal Bebas
Oksigen molekuler berbeda dari senyawa – senyawa yang telah dipelajari selama ini,

dalam arti sebual molekul O2 stabil mempunyai elektron tak berpasangan dalam keadaan
dasarnya oksigen disebut suatu diradikal.Struktur O2 tidak diterengkan oleh rumus - rumus
ikatan valensi dengan baik,karena satu pasang elektron 2s ada dalam orbital antibonding.untuk
maksud ini molekul oksigen akan dinyatakan sebagai *O-O*atua cukup dengan O2.

Oksigen adalah suatu diradikal yang stabil dan karena itu merupakan pereaksi
(agent)radikal bebas yang selektif.senyawa yang mengandung ikatan rangkap,hidrogen
,benzilik atau tersier,rentan (susceptible) terhadap oksidasi oleh udara,juga disebut
autooksidasi atau autoksidasi.senyawa dengan hanya hidrogen primer atau sekunder tidak
rentan itu (berdasarkan pembahasan mengenai reaksi halogenasi radikal bebas,reaktivitas
relatif hidrogen–hidrogen ini memang tidak mengherankan).

Lemak dan minyak nabati sering kali mengandung ikatan rangkap.auto-oksidasisuatu
lemak menghasilkan campuran produk yang mencakup asam karboksilat berbobot molekul
rendah (dan berbau).misalnya,mentega tengik mengandung asam butanoat yang berbau tengik
itu.Minyak biji rami dan minyak-minyak nabati lain,yang mengandung banyak ikatan rangkap
digunakan sebagai minyak pengering dalam cat dan penis.dengan sengaja senyawa ini
dibiarkan teroksida oleh udara,agar molekul-molekulnya bergabung atau berpolimerisasi
menjadi lapisan tipis yang ulet pada permukaan yang dicat.

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 23

Mula-mula autoksida menghasilkan hidroperoksida,senyawa yang mengandung
gugus -OOH,yang mudah diubah menjadi campuran alkohol,keton dan produk-produk
lain.karena biasanya menghasilkan campuran,jarang aotu-oksidasi digunakan sebagai teknik
untuk mensistesis senyawa organik.

R3CH + *O O* R3COOH campuran produk

Suatu hidroperoksida

Gambar 20 Aotu-oksidasi sebagai teknik untuk mensistesis senyawa organik.
Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.

Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 238.

Di laboratorium,sangat sering seorang ahli kimia menjumpai hasil-hasil auto-oksidasi
sebagai ketidakmurnian yang tak disukai dalam eter dan aldehida.dalam eter,karbon yang
berdekatan dengan oksigen merupakan sasaran seragam.peroksida eter meledak bila
dipanaskan.misalnya dietil eter merupakan pelarut laboratorium yang lazim,yang dimurnikan
dengan cara penyulingan.kecuali bila peroksida-peroksida itu di singkirkan lebih dulu sebelum
penyulingan (misalnya oleh suatu pereduksi),mereka akan menjadi pekat dalam labu
penyulingan bila eter hampir habis tersuling,ini tersuling.ini mudah mengakibatkan ledakan.

CH3CH2OCH2CH3 + O2 OOH
CH3CH2OCHCH3

Gambar 21 Hasil auto-oksidasi sebagai ketidakmurnian tak disukai eter dan aldehida

Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 239.

Produk auto-oksidasi aldehida adalah asam karboksilat,yang terbentuk oleh reaksi
antara peroksi (sebagai zat antara) dan aldehida.

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 24

O O

CH3CH + O2 CH3COOH
etanal
Asam
(asetaldehida) peroksiasetat

OO O
CH3COOH + CH3CH 2 CH3COH

Asam asetat
Gambar 22 Produk auto-oksidasi aldehida.

Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 239.

10. Reaktivitas Relatif Halogen
Reaktifitas halogen terhadap alkana dalam reaksi–reaksi radikal bebas

beranekaragam secara dramatis.flour bereaksi dengan hidrokarbon secara eksplosif.dalam hal
reaktivitas klor menyusul yang di ikuti oleh brom.iod tidak reaktif terhadap alkana.

I2 Br2 Cl2 F2

Naiknya reaktivitas selaku bahan radikal bebas

Gambar 23 Reaktivitas Relatif Halogen
Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.

Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 227.

Reaktivitas relatif halogen terhadap alkana tidak disebabkan oleh mudahnya molekul
X2 terbelah menjadi radikal bebas dari energi disosiasi ikatan (dari) halogen, terlihat bahwa

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 25

mudahya pemaksapisahan (cleavage) homolitik relatif hampir merupakan kebalikan dari
reaktivitas mereka dalam reaksi halogenasi.

Energi disosiasi ikatan (kkal/mol): F2 Cl2 Br2 I2
37 58 46 36

Gambar 24 Energi disosiasi ikatan (kkal/mol)
Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.

Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 228.

10.1 Regioselektivitas Brominasi Radikal Dibandingkan dengan Klorinasi
Untuk menjelaskan selektifitas dari klorinasi dan brominasi dapat dilihat dari diagram

energi sisi kiri pada. Pada diagram energi dari reaksi klorinasi radikal ditunjukkan pengambilan
H oleh radikal Cl dengan H dari 4 jenis alkil yaitu metil, primer sekunder dan tersier. Secara
keseluruhan klorinasi radikal terjadi secara eksotermik kecuali utuk radikal metil. Jika
dibandingkan energi aktivasi dari keempat reaksi maka energi aktivasi tidak jauh berbeda
sehingga keempat reaksi dapat berlangsung secara bersama sama. Kemiripan energi aktivasi
disebabkan karena keadaan transisi dari reaksi klorinasi mirip dengan reaktan. Dari diagram
energi dapat dilihat bahwa produk radikal bebas tersier lebih mudah terbentuk karena memiliki
energi aktivasi yang paling rendah dan kestabilan produk yang paling tinggi, disusul radikal
sekunder, primer dan metil.

Semakin stabil radikal bebas yang dihasilkan, semakin mirip keadaan transisi ke reaktan.
Perbedaan kestabilan diantara para radikal bebas ini sangat kecil antara keadaan transisinya.
Oleh karena itu, semua keadaan transisi memiliki energi yang sangat mirip dengan demikian
kecepatan reaksi juga sangat mirip. Hal ini menyebabkan rendahnya regioselektivitas radikal
klorinasi hidrokarbon jenuh.

Dalam brominasi radikal, profil diagram energi selektivitas tahap penentu laju sangat
berbeda dari klorinasi.Diagram energi pada brominasi radikal ditunjukkan pada sisi kanan
grafik. Reaksi brominasi radikal terjadi secara endotermik. Jika kita bandingkan energi aktivasi
dari keempat reaksi maka energi aktivasi sangat jauh berbeda. Pada brominasi, radikal tersier
yang stabil terbentuk secara endotermik. Radikal sekunder, primer dan metil yang jauh kurang

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 26

stabil terbentuk dengan energi endotermik yang lebih tinggi. Akibatnya,regioselektivitas
brominasi radikal jauh lebih tinggi daripada regioselektivitas klorinasi analog.Energi dari
keadaan transisi pada brominasi memiliki kemiripan dengan produk. Artinya produk yang
paling stabil yaitu radikal bebas tersier yang akan terbentuk lebih banyak. Dengan demikian,
brominasi terjadi secara selektif sesuai dengan produk yang makin stabil.

Gambar 25 Diagram energi klorinasi dan brominasi

Sumber :

https://lmsspada.kemdikbud.go.id/pluginfile.php/109741/mod_resource/content/1/Radikal

%20bebas.pdf
Urutan reaktifitas terutama ditentukan oleh ∆ tahap–tahap propagasi dalam

halogenasi radikal bebas tahap propagasi fluorinasi sangat eksoterm,dan menyebabkan reaksi

ekslosif yang sangat cepat.

∗ + 4 → + 3 ∗ +33 ⁄ ∆ = −31 ⁄

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 27

3 + 2 → 3 + ∗ +71 ⁄ ∆ = −71 ⁄
4 + 2 → 3 + + 102 ⁄ ∆ = −102 ⁄

Gambar 26 Urutan reaktifitas

Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 228.

Situasi justru terbalik untuk iod:Tahap – tahap propagasi bersifat endoterm-artinya
energi produk lebih tinggi daripada energi pereaksi.lebih penting lagi,energi yang diperlikan
I* untuk merebut sebuah hidrogen dari ikatan C-H sangat besar (tahap itu sangat
endoterm).akibatnya radikal iod tak dapat mengambil bagian dalam suatu reaksi rantai I *
adalah suatu contoh radikal bebas stabil,suatu radikal bebas yang tak dapat merebut hidrogen.

∗ + 4 + 33 ⁄ → + 3 ∗ ∆ = +33 ⁄
3 ∗ + 2 → 3 + ∗ +20 ⁄ ∆ = −20 ⁄
4 + 2 + 13 ⁄ → 3 + ∆ = +13 ⁄

Gambar 27 Tahap – tahap propagasi bersifat endoterm

Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 228.

Klor dan brom terletak di antara flour dan iod dalam hal ∆ tahap propagasi dan karena
itu juga terletak di antara keduanya dalam urutan reaktivitas.gambar 6.1 menunjukkan diagram
energi reaksi antara Cl2 dan Br2 dengan metana.

∗ + 4 + 1 ⁄ → + 3 ∗ ∆ = +1 ⁄
3 ∗ + 2 → 3 + ∗ + 25,5 ⁄ ∆ = −25,5 ⁄
∆ = −24,5 ⁄
4 + 2 → 3 + + 24,5 ⁄

∗ + 4 + 17 ⁄ → + 3 + 3 ∗ ∆ = +17 ⁄
3 ∗ + 2 → 3 + ∗ + 24 ⁄ ∆ = −24 ⁄
∆ = −7 ⁄
4 + 2 → 3 + + 7 ⁄

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 28

Gambar 28 Klor dan brom terletak di antara flour dan iod dalam hal ∆ tahap propagasi
Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.

Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 226.
Ringkasnya,hanya klor dan brom saja yang merupakan bahan halogenasi radikal
bebas yang bermanfaat.flour terlalu reaktif terhadap alkana dan iod tidak cukup reatif.

Gambar 29 Diagram energi untuk klorinasi dan brominasi metana

Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 228.

11. Stereokimia halogenasi radikal bebas
Sebuah radikal bebas alkil adalah suatu spesi dalam mana sebuah atom karbon

mengikat tiga gugus dan memiliki satu elektron tak berpasangan.perhatikan struktru radikal
bebas metil,radikal bebas alkil lainnya merupunyai pengikatan yang serupa sekitar kerbon
radikal bebasnya.Suatu karbon radikal bebas dalam keadaan hibridiasi 2.ketiga orbital 2itu

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 29

planar dan elektron tak berpasangan berada dalam orbital p.stukturnya sangat serupa dengan
stuktur karbonkation,kecuali bahwa pada karbonkation orbital p-nya kosong.

Sp2 H Satu e- dalam orbital p (masing-
H
C masing cuping berprobabilitas
H sama untuk ditempati e-)

Radikal bebas metil(CH3 *)

Gambar 30 Suatu karbon radikal bebasdalam keadaan hibridiasi 2
Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.

Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 229.

Bila suatu enantioner murni (dari) suatu alkil halida menjadi reaksi 1 pada karbon
kiralnya,dijumpai rasemisasi.reseminasi terjadi karena nukleofil mampu menyerang salah satu
cuping orbital p yang kosong dari karbonikation.jika sebuah hidrogen direbut dari karbon kiral
suatu enantiomer murni dalam suatu reaksi radikal bebas juga akan terjadi rasemisasi.

H Cl

CH3CH2 C CH2Cl + Cl2 CH3CH2CCH2Cl

CH3 Cl

Gambar 31 Suatu reaksi radikal bebas terjadi rasemisasi.

Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 229.

Reaksi tersebut di atas dapat menghasilkan sejumlah produk,terdapat lima atom
karbon dalam mlekul itu dapat kehilangan sebuah hidrogen dan memperoleh sebuah klor.juga
dinantikan sebagai produk alkana trikloro,alkana tetrakloro,dan seterusnya.tetapi yang di
perhatikan di sini hanyalah satu produk yang telah mengalami klorinasi pada karbon kiral,bila
produk khusus ini di isolasi,ternyata produk ini berupa campuran rasemik dari enantioner-

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 30

enantioner (R) dan (S).Tepat sama seperti reaksi 1,fakta ini mendorong kesimpulan bahwa
radikal bebas itu datar (hibrida 2) dan bahwa atom klor dapat terikat pada salah satu baga
orbital p (dengan peluang yang sama antara cuping – cuping itu).

Gambar 32 Radikal bebas (hibrida 2)

Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 229.

12. Abstraksi Hidrogen : Tahap Penentu Laju
Tidak seperti kinetika reaksi substitusi eliminasi,kinematika suatu reaksi radikal

bebas adalah sangat rumit (kompleks).ungkapan laju sederhana seperti orde -pertama atau orde
ke-dua,tidak jumpai dalam kimia radikal bebas.kerumitan ini disebabkan oleh karena tahap –
tahap dalam suatu reaksi radikal bebas terjebat dalam proses berulang dengan panjang rantai
yang beranekaragam.Namun fakta menyimpulkan bahwa tahap abstraksi-hidrogen (perebutan
hidrogen) adalah tahap yang mengatur laju keseluruhan .Pembentukan produk -
produk.misalnya,metana (CH4) menjalani klorinasi radikal bebas 12 kali lebih cepat daripada
perdueteriometana(CD4),fakta ini menunjukkan bahwa pemutusan ikatan CH terjadi pada
tahap penentu laju reaksi itu.
Perebutan H (atau D ) adalah penentuan laju:

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 31



+ ∗ → ∗ +



+ ∗ → ∗ +

Gambar 33 Metana (CH4) menjalani klorinasi radikal bebas
Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.

Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 230.

12.1 Atom Hidrogen
Atom hidrogen dalam senyawa organik dapat dikelompokkan sebagai hidrogen: metil

(CH4),primer (terikat pada karbon primer),sekunder (terikat pada karbon sekunder),tersiar
(terikat pada karbon tersier),alilik (pada suatu karbon di dekat ikatan rangkap atau benzilik
(pada suatu karbon di dekat cincin aromatik).

Hidrogen sekunder CH2=CHCH3 CH3
CH3CH2CH3 Hidrogen alilik Hidrogen benzilik

Hidrogen primer

Gambar 34 Jenis Atom hidrogen

Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 230.

Macam macam atom hidrogen ini tidak di rebut oleh radikal bebas dengan lau yang
sama.terdapat derajat selektivitas (memilih – milih) dalam abstraksi hidrogen.reaksi propana
dengan sedikit klor pada kondisi radikal bebas menghasilkan dua produk monoklor,yakni 1-
kloropropana dan 2 -kloropropana,dengan 2-kloropropana lebih melimpah.

Cl

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 32

CH3CH2CH2Cl

CH3CH2CH3 + Cl → CH3CHCH3 +

Propana 2-kloropropana 1-kloropropana
(isopropil klorida) (n-propil klorida)

(55%) (45%)

Gambar 35 Reaksi Propana Dengan Klor

Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 231.

Terdapat enam hidrogen primer dan dua hidrogen sekunder angka banding banyaknya
hidrogen hidrokarbon primer:primer ialah 6/2 atau 3/1.seandainya semua hidrogen direbut
dengan laju yang sama ,pastilah akan di jumpai 1-kloropropana tiga kali lebih banyak dari pada
2-kloropropana dalam campuran produk.ternyata justru 2-kloropropana terbentuk sedikit lebih
banyak.disimpulkan bahwa tak berlaku perebutan H statistik,dan bahwa hidrogen sekunder
direbut dengan lebih cepat daripada hidrogen primer.Di bawah ini suatu contoh lain bagaimana
laju relatif abstraksi hidrogen mempengaruhi angka banding banyaknya produk.selektivitas Br2
yang lebih besar.

(CH3)2CHCH2Cl + (CH3)3CH2Cl + produk lain

CH3 1-kloro-2-metilpropana t-butil klorida (20%)
CH3CHCH3
(isobutil klorida)

(50%) (30%)

(CH3)3CBr
t-butil bromida
(hampir 100%)

Gambar 36 Laju relatif abstraksi hidrogen
Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.

Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 231.

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 33

Dari eksperimen – eksperimen ini dan ekspremen lain yang serupa,telah ditetapkan
urutan reaktvitas hidrogen terhadap halogenasi radikal bebas.

H H H (CH3)3C H alilik dan benzilik
CH3C CH3CH2 (CH3)2CH

Naiknya laju reaksi terhadap Br2

Gambar 37 Urutan reaktvitas hidrogenterhadap halogenasi radikal bebas

Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 232.

Hidrokarbon Reagensia

Br2 Cl2

CH3-H 0,0007 0,004

CH3CH2-H 11

(CH3)2CH-H 200 4,3

(CH3)3C-H 19.400 6,0

C6H5CH2-H 64.000 1,3

(C6H5)2CH-H 6,2 X 105 2,6

(C6H5)3C-H 1,14 X 106 9,5

Kedua kolom ini memaparkan data yang berasal dari studi laju ralatif yang terpisah.klorinasi

etana berjalan jauh lebih cepat daripada brominasi pada kondisi yang sama.

Tabel 1 Laju relatif rata-rata abstraksi hidrogen 34
E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS

Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 232.

12.2 Stabilitas Relatif Radikal Bebas Alkil
Untuk memahami mengappa ada hidrogen yang lebih mudah direbut dari pada

hidrogen lain harus di periksa keadaan transisi dari tahap abstraksi-hidrogen itu.persama di
bawah ini menunjukkan tahap-tahap abstrak hidrogen, dalam klorinasi metana dan
metilpropana (digunakan lambang untuk menunjukkan bahwa atom–atom klor dan atom- atom
karbon (digunakan lambang + untuk menunjukkan bahwa atom–atom klor dan atom atom
karbon keduanya mempunyai karakter radikal parsial dalam keadana transisi itu).

Gambar 38 Tahap-tahap abstrak hidrogen

Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 232.

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 35

Urutan reaktivitas > > 4 Timbul dari kemampuan keadaan
transisi yang menghasilkan radikal bebas keadaan transisi mempunyai sifat radikal
bebas,stabilitas mereka paralel dengan stabilitas radikal- radikal bebas itu sendiri.stabilitas ini
dapat di hubungkan dengan energi disosiasi ikatan C-H yang akan putus.suatu pemutusan
ikatan untuk menuju ke suatu radikal bebas yang lebih stabil membutuhkan energi yang lebih
rendah ketimbang pemutusan yang menuju ke radikal yang kurang stabil (energi yang lebih
tinggi).

CH3-H CH3CH2-H (CH3)2CH-H (CH3)3C-H

Energi disosiasi 98Berkurangnya 9k4u,a5t ikatan 91
ikatan (kkal/mol): 104

Gambar 39 Tahap-tahap abstrak hidrogen

Sumber:Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 233.

Urutan stabilitas radikal bebas tepat seperti urutan stabilitas karbokation,meningkat
dari metil ke tersier.Diduga bahwa radikal bebas antara distabilkan oleh antaraksi dengan
ikatan -ikatan sigma tetangganya,mungkin dengan konjugasi.

CH3* *CH3CH2 (CH3)2C*H (CH3)3C* alilik dan benzilik

Bertambahnya kestabilan

Gambar 40 Tahap-tahap abstrak hidrogen

Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 233.

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 36

Umumnya urutan stabilitas radikal bebas mulai dari yang kurang stabil sampai ke yang
stabil adalah radikal metil < primer < sekunder < tersier < alilik < benzilik Gambar 2
menunjukkan pemisahan homolitikikatan C-N pada senyawa azon menjadi 2 radikal dan N2.
Reaksi pemutusan berlangsung secara endotermik dan kestabilan radikal bebas ditunjukkan
dengan diagram energi produk dimana produk dengan energi terendah menunjukkan radikal
bebas yang stabil.

Gambar 41 Kestabilan dari berbagai struktur radikal bebas

Sumber :
https://lmsspada.kemdikbud.go.id/pluginfile.php/109741/mod_resource/content/1/Radikal

%20bebas.pdf

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 37

Seperti dalam hal reaksi karbokation,meningkatnya rektivitas radikal bebas pada
posisi alilik dan benzilik,disebabkan oleh stabilisasi resonansi (dari) zat-antara.

Alilik

CH2=CHCH3 Cl2
propena CH2=CHCH2Cl

5000

3-kloro-1-propena
(alil klorida)
(90%)

Benzilik Cl2 CH2CHCl
CH2CH3 Cl2 CHCH3 +
hv

etilbenzena (1-kloroetil) benzena (2-kloroetil) benzena
(56%) (44%)

Gambar 42 Rektivitas radikal bebas pada posisi alilik dan benzilik.

Sumber: Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik, diterjemahkan oleh.
Pudjaatmakan, A. H., Edisi Ketiga, Jilid 1, Hal 233.

13. Penantaan-Ulangan Radikal Bebas
Dalam banyak hal bebas mirip karbokation.keduanya hibrida 2;keduannya

mengalami reseminisasi jika reaksi terjadi pada karbol kiral (berangkat dari suatu enantiomer

E-MODUL DIGITAL RADIKAL BEBAS 38