Produk (kimia)

Produk adalah spesies yang terbentuk dari reaksi kimia.^[1] Selama reaksi kimia reaktan diubah menjadi produk setelah melewati keadaan transisi berenergi tinggi. Proses ini mengakibatkan konsumsi reaktan. Ini bisa merupakan reaksi spontan atau dimediasi oleh katalis yang menurunkan energi keadaan transisi, dan oleh pelarut yang menyediakan lingkungan kimia yang diperlukan agar reaksi berlangsung. Ketika dinyatakan dalam persamaan kimia produk secara konvensi ditulis di sisi kanan, bahkan dalam kasus reaksi reversibel.^[2] Sifat produk seperti energinya membantu menentukan beberapa karakteristik reaksi kimia seperti apakah reaksinya eksergonik atau endergonik. Selain itu, sifat produk dapat mempermudah untuk melakukan ekstraksi dan pemurnian yang mengikuti reaksi kimia, terutama jika produk memiliki wujud yang berbeda dengan reaktan. Reaktan adalah bahan molekuler yang digunakan untuk membuat reaksi kimia. Atom tidak diciptakan maupun dihancurkan. Bahan reaktif dan reaktan ditata ulang selama reaksi kimia. Berikut adalah contoh reaktan: CH₄ + O₂. Berikut adalah bukan contoh reaktan: CO₂ + H₂O atau "energi".

Reaksi spontan

R\rightarrow P

Dengan R adalah reaktan dan P adalah produk.

Reaksi berkatalisis

R+C\rightarrow P+C

Dengan R adalah reaktan, P adalah produk dan C adalah katalis.

Sebagian besar penelitian kimia difokuskan pada sintesis dan karakterisasi produk yang bermanfaat, serta identifikasi dan penghilangan produk yang tidak diinginkan. Ahli sintesis kimia dapat dibagi menjadi kimiawan peneliti yang merancang bahan kimia baru dan pelopor metode sintesis baru, dan ahli kimia proses yang meningkatkannya pada skala produksi yang lebih aman, lebih ramah lingkungan, dan lebih efisien.^[3] Bidang lain meliputi ahli kimia bahan alam yang mengisolasi produk yang diciptakan oleh organisme hidup dan kemudian mengkarakterisasi serta meneliti produk tersebut.

Penentuan reaksi

Produk reaksi kimia mempengaruhi beberapa aspek reaksi. Jika energi produk lebih rendah daripada reaktan, maka reaksinya akan mengeluarkan energi berlebih sehingga menghasilkan reaksi eksergonik. Reaksi semacam itu secara termodinamika menguntungkan dan cenderung terjadi sendiri. Jika kinetika reaksi cukup tinggi, reaksi tersebut mungkin berjalan terlalu lambat untuk diamati, atau bahkan tidak terjadi sama sekali. Hal ini terjadi pada perubahan intan menjadi grafit yang energinya lebih rendah pada tekanan atmosfer. Pada reaksi semacam ini intan dianggap metastabil dan perubahan menjadi grafit akan tak teramati.^[4]^[5]

Jika energi kimia produk lebih tinggi daripada reaktan maka reaksinya akan memerlukan energi yang dan oleh karena itu reaksinya merupakan reaksi endergonik. Selain itu jika produk kurang stabil daripada reaktan, maka asumsi Leffler berpendapat bahwa keadaan transisi akan lebih mirip dengan produk daripada reaktan.^[6] Terkadang produk berbeda secara signifikan dari reaktan sehingga mudah dimurnikan setelah reaksi; seperti ketika suatu produk tidak larut dan mengendap dari larutan sementara reaktan tetap larut.

Sejarah

Sejak pertengahan abad kesembilan belas para kimiawan telah semakin disibukkan dengan sintesis produk kimia.^[7] Disiplin yang fokus pada isolasi dan karakterisasi produk, seperti ahli kimia bahan alam, tetap penting untuk bidang ini, dan gabungan kontribusi mereka di samping ahli kimia sintetis telah menghasilkan banyak kerangka kerja untuk memahami kimia saat ini.^[7]

Sebagian besar sintesis kimia berkaitan dengan sintesis bahan kimia baru seperti yang terjadi dalam perancangan dan pembuatan obat baru, serta penemuan teknik sintesis baru. Meski baru dimulai pada awal tahun (dekade) 2000an kimia proses mulai muncul sebagai bidang sintesis kimia yang berbeda yang fokus pada peningkatan sintesis kimia ke tingkat industri, serta menemukan cara untuk membuat proses ini lebih efisien, lebih aman, ramah lingkungan dan bertanggung jawab.^[3]

Biokimia

Dalam biokimia, enzim bertindak sebagai katalis biologis untuk mengkonversi substrat menjadi produk.^[8] Misalnya, produk dari enzim laktase adalah galaktosa dan glukosa, yang dihasilkan dari substrat laktosa.

S+E\rightarrow P+E

Dengan S adalah substrat, P adalah produk dan E adalah enzim.

Promiskuitas produk

Beberapa enzim menunjukkan bentuk promiskuitas di mana mereka mengubah substrat substrat tunggal menjadi beberapa produk yang berbeda. Hal itu terjadi ketika reaksi berlangsung melalui keadaan transisi energi tinggi yang dapat dipecahkan menjadi berbagai macam produk kimia yang berbeda.^[9]

Inhibisi produk

Beberapa enzim dihambat oleh produk hasil reaksi yang berikatan dengan enzim dan mengurangi aktivitasnya.^[10] Ini dapat menjadi penting dalam pengaturan metabolisme sebagai bentuk umpan balik negatif yang mengendalikan jalur metabolisme.^[11] Inhibisi produk juga menjadi topik penting dalam bioteknologi, karena mengatasi efek ini dapat meningkatkan rendemen produk.^[12]

Referensi

^ McNaught, A. D.; Wilkinson, A. (2006). "[product] Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"". IUPAC. Blackwell Scientific Publications, Oxford. doi:10.1351/goldbook. Diakses tanggal 10 September 2014.
^ McNaught, A. D.; Wilkinson, A. (2006). "[chemical reaction equation] Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book")". IUPAC. Blackwell Scientific Publications, Oxford. doi:10.1351/goldbook. Diakses tanggal 10 September 2014.
^ ^a ^b Henry, Celia M. "DRUG DEVELOPMENT". Chemical and Engineering News. Diakses tanggal 13 September 2014.
^ McNaught, A. D.; Wilkinson, A. (2006). "[diamond] Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book")". IUPAC. Blackwell Scientific Publications, Oxford. doi:10.1351/goldbook. Diakses tanggal 10 September 2014.
^ McNaught, A. D.; Wilkinson, A. (2006). "[metastability] Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book")". IUPAC. Blackwell Scientific Publications, Oxford. doi:10.1351/goldbook. Diakses tanggal 10 September 2014.
^ McNaught, A. D.; Wilkinson, A. (2006). "[metastability] Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book")". IUPAC. Blackwell Scientific Publications, Oxford. doi:10.1351/goldbook. Diakses tanggal 10 September 2014.
^ ^a ^b Yeh, Brian J; Lim, Wendell A (2007). "Synthetic biology: lessons from the history of synthetic organic chemistry". Nature Chemical Biology. 3 (9): 521–525. doi:10.1038/nchembio0907-521. PMID 17710092. Diakses tanggal 13 September 2014.
^ Cornish-Bowden, A (2 September 2013). "The origins of enzyme kinetics". FEBS Letters. 587 (17): 2725–30. doi:10.1016/j.febslet.2013.06.009. PMID 23791665.
^ Yoshikuni, Y; Ferrin, TE; Keasling, JD (20 April 2006). "Designed divergent evolution of enzyme function". Nature. 440 (7087): 1078–82. doi:10.1038/nature04607. PMID 16495946.
^ Walter C, Frieden E (1963). "The prevalence and significance of the product inhibition of enzymes". Adv. Enzymol. Relat. Areas Mol. Biol. Advances in Enzymology - and Related Areas of Molecular Biology. 25: 167–274. doi:10.1002/9780470122709.ch4. ISBN 978-0-470-12270-9. PMID 14149677.
^ Hutson NJ, Kerbey AL, Randle PJ, Sugden PH (1979). "Regulation of pyruvate dehydrogenase by insulin action". Prog. Clin. Biol. Res. 31: 707–19. PMID 231784.
^ Schügerl K, Hubbuch J (2005). "Integrated bioprocesses". Curr. Opin. Microbiol. 8 (3): 294–300. doi:10.1016/j.mib.2005.01.002. PMID 15939352.