Kimia Air (H2O)
(Kimia Lingkungan)
Air merupakan suatu zat cair yang istimewa untuk kehidupan,
menutupi dua pertiga dari permukaan bumi. Tubuh kita terbentuk dari cairan
istimewa ini dengan perbandingan 50% -95%. Dari bakteri yang hidup di sumber
air panas dengan suhu yang mendekati titik didih air, sampai beberapa jenis
lumut yang tumbuh pada gletser, kehidupan ada disetiap tempat dimana terdapat
air, tanpa memandang suhu. Bahkan pada setetes air yang tergantung di ujung
sebuah daun setelah hujan, ribuan mikroorganisme hidup pada muncul,bereproduksi,dan
bahkan mati. Ternyata molekul air sangat sulit terbentuk pertama-tama kita
dapat membayangkan molekul hidrogen dan oksigen, yang merupakan komponen
air, dimasukkan kedalam wadah kaca. Selanjutkan dibiarkan keduanya berada dalam
wadah tersebut dalam jangka waktu yang lama. Dalam waktu yang selama itu
mungkin gas-gas ini belum membentuk air bahkan jika keduanya tetap berada dalam
wadah tersebut selama ratusan tahun. Walaupun terbentuk air tidak akan lebih
dari segelintir pada dasar wadah dan itupun akan terjadi dengan sangat
lambat,hinggan ribuan tahun.
Penyebab mengapa air sangat lambat terbentuk pada
kondisi-kondisi ini adalah suhu pada suhu kamar oksigen dan air bereaksi sangat
lambat
Dalam keadaan bebas oksigen dan hydrogen ditemukan sebagai
molekul H2 dan O2, untuk bergabung membentuk molekul
air Keduanya harus bertubrukan, sebagai hasil dari tubrukan ini.
Ikatan-ikatan yang membentuk molekul hydrogen dan oksigen melemah, sehingga
tidak ada lagi penghalang untuk bergabungnya atom oksigen dan hydrogen. Suhu
akan meningkatkan energy begitu juga kecepatan – kecepatan molekul ini,
sehingga jumlah tubrukan yang terjadi akan meningkat. Akibatnya, reaksi yang
terjadi dipercepat. Akan tetapi saat ini, tidak ada lagi suhu yang cukup tinggi
untuk membentuk air dibumi. Panas yang diperlukan untuk pembentukan air
disuplai selama terbentuknya bumi ini. Yang mana menghasilkan munculnya banyak
air sebanyak yang menutupi tiga perempat permukaan bumi. Saat ini, air menguap
dan naik ke atmosfir dimana kemudian dia menjadi dinggin dan kembali ke bumi
dalam bentuk hujan. Oleh karena itu jumlah air tidak bertambah tapi hanya
mengalami siklus yang terus – menerus.
Air memiliki banyak sifat kimiawi yang unik, setiap molekul air
terbentuk oleh kombinasi antara atom hydrogen dan oksigen. Cukup menarik bahwa
kedua gas ini, satu mudah membakar dan satu lagi mudah terbakar, bergabung
membentuk sebuah cairan dan cairan itu adalah air.
Bagaimana air terbentuk secara kimiawi yaitu muatan listrik air
adalah nol, yakni bermuatan netral sekalipun begitu karena ukuran atom hydrogen
dan oksigen. Komponen oksigen dari molekul air memiliki muata yang sedikit
negative dan komponen hidrogennya sedikit bermuatan positif. Jika ada lebih
dari satu molekul air yang bergabung muatan positif dan negative tersebut akan
tarik – menarik membentuk sebuah ikatan yang sangat istimewa yaitu “ ikatan hydrogen”
ikatan hidrogen merupakan ikatan yang sangat lemah dan memiliki massa yang
sangat singkat. Durasi sebuah ikatan hidrogen adalah sekitar seper seratus
miliyar detik. Tetapi begitu sebuah ikatan putus, ikatan yang lainnya langsung
terbentuk. Karenanya molekul-molekul air saling menempel dengan rapat meskipun
juga tetap mempertahankan bentuk cairnya karena molekul – molekulnya disatukan
oleh sebuah ikatan yang lemah.
Ikatan hidrogen juga memungkinkan air untuk melawan perubahan
suhu. Walaupun suhu udara meningkat secara tiba-tiba, suhu air hanya meningkat
perlahan, dan demikian juga, jika suhu udara turun secara tiba-tiba, suhu air
berkurang secara perlahan. Diperlukan perubahan suhu yang besar agar perubahan
suhu air berlangsung cepat. Energy air yang sangat tinggi memiliki manfaat
besar bagi kehidupan. Sebagai contoh sederhana banyaknya air yang terdapat dalam
diri kita jika air beradaptasi dengan perubahan suhu yang terjadi secara
tiba-tiba di udara dengan laju perubahan yang sama, maka kita akan merasakan
panas demam atau membeku secara tiba-tiba.
Begitu juga air memerlukan energy termal yang sangat besar untuk
menguap. Karena begitu banyak energy termal yang digunakan saat menguap,suhunya
menurun. Sebagai contoh dari tubuh manusia, suhu normal tubuh adalah 360C dan
suhu tubuh tertinggi yang bisa dideteksi adalah 420C. dengan selisih 60C
ini tentu sangat kecil dan bahkan beraktifitas beberapa jam saja di bawah sinar
matahari bisa meningkat suhu tubuh sebesar itu. Meskipun begitu tubuh kita
menghabiskan banyak energy termal melalui keringat, yakni dengan menyebabkan
air yang dikandungnya menguap, yang selanjutnya menyebabkan suhu tubuh menurun
. jika tubuh kita tidak memiliki mekanisme otomatis seperti ini, maka
beraktifitas dibawah sinar matahari dalam beberapa jam saja akan berakibat
fatal.
Ikatan hidrogen juga melengkapi air dengan sifat yang istimewa
lainnya, yaitu air lebih kental dalam wujud cair dibandingkan dalam wujud padat
, sebenarnya hampir semua zat dibumi ini lebih kental dalam wujud padat
dibanding dalam wujud cairnya akan tetapi, berbeda dengan zat – zat yang lain,
air mengembang saat membeku. Ini karena ikatan hydrogen mencegah
molekul-molekul air untuk berikatan satu sama lain denan sangat rapat, sehingga
banyak celah yang tersisa di antara molekul – molekul tersebut. Ikatan hydrogen
terputus apabila air berada dalam wujud cair, sehingga menyebabkan atom-atom
oksigen lebih berdekatan satu sama lain dan membentuk sebuah struktur yang
lebih kental.
Ini juga menyebabkan mengapa es lebih ringan dari air. Pada
umumnya jika kita melelehkan jenis logam mana pun dan didalam lelehan tersebut
dimasukkan beberapa lempeng logam yang sama, maka lempeng –lempeng ini akan
tenggelam langsung ke dasar. Tetapi pada air hal yang terjadi berbeda, gunung
es yang beratnya ribuan ton akan terapung di atas air seperti gabus.
Sifat khusus air yang sangat menarik adalah kita semua
mengetahui bahwa air mendidih dengan suhu 1000C dan membeku pada
suhu 00C tapi sbenarnya, pada kondisi normal air harusnya mendidih
pada suhu 1800C dan bukan pada 1000C, MENGAPA DEMIKIAN?
Dalam tabel periodik sifat-sifat dari unsur yang terdapat di dalam
golongan yang sama bervariasi secara progresiff dari unsur yang ringan unsur
yang berat fakta ini dapat dilihat dengan jelas pada senyawa – senyawa hidrogen.
senyawa dari unsusr-unsur yang satu golongan dengan oksigen dalam tabel periodik disebut sebagai “hidrida “ jadi air H2O adalah oksigen
dihidra dari unsur-unsur lain dalam golongan ini memiliki stuktur molekul yang
sama seperti molekul pada air.
Titik didih senyawa-senyawa ini berbeda-beda dan semakin
meningkat dari unsur belerang ke unsur yang lebih berat.tetapi titik didih
air tidak mengikuti pola air (oksigen hidrida) mendidih pada suhu yang 800C
lebih rendah dari yang seharusnya situasi yang mengherankan juga terjadi
pada titik beku air. Lagi-lagi menurut orde dalam sistem periodik air seharusnya tersebut membeku pada suhu -1000C akan tetapi, tidak memenuhi kaidah ini dan
membeku pada suhu 00C. sebuah suhu yang 1000C lebih
tinggi dari titik beku yang seharusnya.
Terima kasih, dan
Selamat membaca mudah-mudahan bermanfaat...!!
Postingan
0 komentar:
Posting Komentar