Asal elektrostatik dari efek ion spesifik terungkap |  Riset
Research

Asal elektrostatik dari efek ion spesifik terungkap | Riset

Para peneliti di Australia telah menemukan asal-usul elektrostatik dari efek ion spesifik untuk anion dalam larutan. Dengan membangun korelasi antara interaksi Coulomb dari serangkaian anion dengan sifat larutannya, para ilmuwan menegaskan bahwa elektrostatikalah yang menimbulkan efek divergen anion dalam lingkungan biologis dan kimia. Temuan ini menawarkan dasar fisik baru untuk seri Hofmeister, yang mengurutkan ion sesuai dengan kemampuannya untuk mengasinkan protein. Kelompok ini berharap karyanya akan membantu para ilmuwan lebih memahami dan memprediksi efek ion tertentu, dengan implikasi yang luas untuk mempelajari fenomena ini di seluruh ilmu fisika.

Efek ion spesifik pertama kali ditemukan oleh Franz Hofmeister pada tahun 1888, yang menemukan bahwa serangkaian garam memiliki efek variabel pada kelarutan protein dalam larutan. Sejak penemuan mereka, efek ion spesifik telah terbukti menjadi bagian integral dari berbagai proses biologi dan kimia, termasuk aktivitas enzim, pergerakan sel dan kristalisasi protein. Meskipun ada di mana-mana baik di laboratorium maupun di alam, asal-usul fisik dari efek ion spesifik tetap menjadi perdebatan hangat di antara para ilmuwan.

Upaya penelitian terbaru telah mengambil berbagai pendekatan eksperimental, komputasi dan hibrida untuk mengungkap asal-usul fisik dari efek ion tertentu. Namun, hingga saat ini, tidak ada model yang dapat secara andal memprediksi fenomena efek ion spesifik. Terlebih lagi, perubahan suhu dan pH larutan telah menyebabkan pembalikan langsung dalam tren yang sudah ada, mengacaukan upaya untuk membangun dasar molekuler yang jelas untuk efek misterius ini.

Gambar yang menunjukkan nilai dalam C m−1 dalam berbagai anion

Sekarang, sebuah kelompok yang dipimpin oleh Alister Page di The University of Newcastle di Australia telah mengambil pendekatan elektrostatik untuk mengeksplorasi efek ion spesifik dalam pelarut berair dan tidak berair. Menggunakan perhitungan mekanika kuantum, grup mengusulkan parameter baru ϸ (diucapkan ‘sho’) untuk mengukur efek ion tertentu. Yang mengejutkan, kelompok tersebut menemukan bahwa selama lebih dari 15 anion, ϸ berkorelasi kuat dengan tren dalam berbagai fenomena efek ion spesifik, termasuk viskositas dan koefisien difusi, stabilitas koloid, laju reaksi kimia dan aktivitas relatif virus dan enzim. Para peneliti menyimpulkan bahwa untuk anion, efek ion spesifik muncul dari interaksi Coulomb spesifik antara ion dan lingkungan pelarut sekitarnya, perbedaan yang memunculkan urutan ion dalam deret Hofmeister.

Namun, menerjemahkan pendekatan mereka terhadap kation, kelompok tersebut menemukan bahwa gambarannya tidak sesederhana itu. Di sini, tren efek ion spesifik lebih rentan terhadap variasi dan pembalikan, dan ditemukan berkorelasi lemah, jika sama sekali, dengan ϸ. ‘Kami pikir ini adalah salah satu temuan paling menarik dalam penelitian ini – perilaku efek ion spesifik untuk anion jelas didominasi oleh elektrostatika, tetapi untuk kation hal ini tidak selalu terjadi. Tampaknya untuk kation setidaknya satu interaksi mekanika kuantum lainnya – seperti dispersi, induksi atau pertukaran – diperlukan untuk memprediksi efek ion spesifik secara umum,’ kata Page Dunia Kimia.

Andrea Salis, seorang ahli kimia fisik di Universitas Cagliari di Italia, menggambarkan penelitian ini sebagai ‘kontribusi penting untuk diskusi’, tetapi mengatakan bahwa masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan. ‘Meskipun pendekatan untuk mengkorelasikan kepadatan muatan anion [with specific ion effect trends] menarik dan cukup kuat … Saya merasa bahwa parameter ini ϸ bukan cerita konklusif tentang efek ion spesifik… Ada juga pertanyaan terbuka lainnya seperti efek ion spesifik yang diamati dalam buffer, yang sangat penting baik dalam biologi maupun kimia.’

‘Jelas, menghilangkan efek halus yang dimiliki kation adalah pekerjaan berkelanjutan bagi kami,’ tambah Page. ‘Tapi kami juga tertarik untuk melamar ϸ untuk sistem yang lebih menantang, misalnya, larutan yang mengandung campuran garam yang berbeda menunjukkan perilaku yang menarik dan halus yang belum sepenuhnya dipahami, dan ini sangat penting untuk biokimia.’

Posted By : togel hari ini hongkong yang keluar 2021