Page 75 - BUKU AJAR BIOKIMIA 1 K5FN

Selama pelelehan atau penguapan, entropi sistem air meningkat ketika susunan molekul air yang sangat teratur dalam es rileks menjadi susunan ikatan hidrogen yang kurang teratur dalam air cair atau ke dalam keadaan gas yang sepenuhnya tidak teratur. Pada suhu kamar, pencairan es dan penguapan air terjadi secara spontan; kecenderungan molekul air untuk berasosiasi melalui ikatan hidrogen sebanding dengan dorongan energik menuju ketidakteraturan. Ingatlah bahwa perubahan energi bebas (∆G) harus bernilai negatif agar suatu proses terjadi secara spontan: ∆G = ∆H - T ∆S, di mana ∆G mewakili gaya penggerak, ∆H perubahan entalpi dari pembentukkan dan pemutusan ikatan, dan ∆ S perubahan ketidakteraturan. Karena ∆ H positif untuk pelelehan dan penguapan, jelas peningkatan entropi (∆S) yang membuat ∆G negatif dan mendorong perubahan ini.
Ikatan hidrogen tidak unik untuk air, mereka mudah terbentuk antara atom elektronegatif (akseptor hidrogen, biasanya oksigen atau nitrogen) dan atom hidrogen yang terikat secara kovalen dengan atom elektronegatif lain (donor hidrogen) dalam molekul yang sama atau yang lain. Atom hidrogen yang terikat secara kovalen dengan atom karbon tidak berpartisipasi dalam ikatan hidrogen, karena karbon hanya sedikit lebih elektronegatif daripada hidrogen dan dengan demikian ikatan C-H hanya bersifat polar sangat lemah. Perbedaan tersebut menjelaskan mengapa butanol (CH3(CH2)2CH2OH) titik didih yang relatif tinggi yaitu 117oC, sedangkan butana (CH3(CH2)2CH3) memiliki titik didih hanya -0,5oC. Butanol memiliki gugus hidroksil polar dan dengan demikian dapat membentuk ikatan hidrogen antarmolekul. Biomolekul yang tidak bermuatan tetapi polar seperti gula mudah larut dalam air karena efek stabilisasi ikatan hidrogen antara gugus hidroksil atau karbonil oksigen dari gula dan molekul air polar. Alkohol, aldehida, keton, dan senyawa yang mengandung ikatan N—H semuanya membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air dan cenderung larut dalam air.
72