Hidrolisis dan Saponifikasi

Hidrolisis tersusun dari dua kata yaitu hidro (hydro) yang berarti air dan lisis (lysis) yang artinya pecah atau terurai. Dengan demikian dapat diartikan sebagai perpecahan atau penguraian molekul air (H2O) menjadi anion hidroksil (OH-) dan kation hidrogen/proton (H+). Sementara itu, di dalam proses hidrolisis juga terjadi perpecahan molekul lain yang disebabkan oleh kehadiran molekul air bersamanya. Untuk itu dapat didefinisikan juga sebagai proses lisis atau perpecahan suatu molekul yang disebabkan oleh molekul air.

Dengan demikian, hidrolisis adalah sebuah proses yang saling ketergantungan, keberadaan molekul air saja tidak akan terjadi. Begitu pula tanpa adanya air juga tidak akan terjadi perpecahan molekul lain. Walaupun demikian, proses hidrolisis suatu molekul oleh air saja berlangsung sangat lambat atau bisa dikatakan sulit, tanpa adanya katalisator baik berupa senyawa lain maupun kondisi lingkungan. Senyawa pengkatalis itu dapat berupa asam, basa atapun enzim, sedangkan kondisi lingkungan adalah temperatur proses atau pemanasan. Dalam aplikasinya hidrolisis selalu disertai dengan katalis dan suhu tinggi, kecuali untuk enzim yang memerlukan suhu optimum tertentu. Untuk asam yang sering digunakan adalah HCl: asam klorida (cloric acid) dan H2So4: asam sulfat (sulfuric acid), sedangkan untuk basa adalah NaOH: natrium hidroksida (sodium hydroxide).

Dalam proses hidrolisis, ketiga senyawa yang terlibat yaitu: molekul yang akan dipecah, air, dan katalis (asam atau basa) akan saling bertukaran unsur-unsur yang dimilikinya. Sebagai ilustrasi misalkan ada tiga molekul dengan nama AB (diibaratkan sebagai molekul yang akan dipecah), CX (sebagai air, H-OH), dan DX (Na-OH). Di mana masing-masing huruf menandakan unsur yang dimilikinya. Dalam ilustrasi ini, X1 dan X2 merupakan unsur yang sama yaitu OH (hidroksil), pemberian nomor 1 dan 2 hanya untuk membedakannya saja.

Dengan demikian dari tiga molekul tersebut hanya ada lima unsur, yaitu A, B, C, D dan X. Ketika ketiga molekul itu dicampur dalam suhu tinggi, maka masing-masing molekul akan mengalami perpecahan, dan mereka akan saling bertukar unsur yang dimiliki untuk mencapai kondisi yang molekul yang lebih stabil. Salah satu kemungkinannya adalah A akan bergabung dengan D, membentuk molekul baru AD. Unsur B bergabung dengan X1, membentuk BX1 (disederhanakan sebagai BX), sedangkan sisanya C bergabung dengan X2 membentuk CX2 (disederhanakan menjadi CX). Dengan demikian hadir dua molekul baru yaitu AD dan BX, sedangkan CX tetap, walaupun sekarang berpasangan dengan X2.

Hidrolisis trigliserida dengan basa menghasilkan glycerol dan sodium carboxylates

Contoh dari ilustrasi di atas adalah proses saponifikasi, yang dapat dikategorikan sebagai salah satu proses hidrolisis. Dalam saponifikasi, tiga senyawa dilibatkan yaitu trigliserida atau lemak (lipid) yang merupakan ester dari asam lemak (triester), air dan NaOH (dalam bentuk larutan). Diibaratkan trigliserida sebagai AB, air sebagai CX, dan NaOH sebagai DX. Melalui pemanasan, maka dalam proses saponifikasi akan menghasilkan senyawa garam natrium karboksilat dan gliserol (glycerol). garam natrium dapat dikatakan sebagai senyawa AD, gliserol sebagai BX, dan ekses air sebagai CX.

Penjelasan di atas merupakan ilustrasi yang disederhanakan dengan tujuan untuk memudahkan pemahaman dan ingatan tentang proses hidrolisis. Walaupun demikian sebenarnya proses saponifikasi seperti yang dicontohkan di atas berlangsung cukup rumit melalui mekanisme yang disebut sebagai nucleophilic acyl substitution (sumber: wikipedia.org) yang digambarkan seperti gambar di bawah ini.

Tahap 1: Anion hidroksil menyerang gugus ester.

Tahap 2: Pelepasan alkoxide (RO-) menghasilkan senyawa asam karboksilat.

Tahap 3: Proton dari asam karboksilat berpindah ke alkoxide (RO-), menyebabkan asam karboksilat kehillangan proton sehingga bermuatan negatif yang kemudian akan diisi oleh alkali seperti natrium (Na).