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 hydrogen 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.
Sifat-sifat air yang istimewa
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 hydrogen merupakan ikatan yang sangat lemah dan memiliki massa yang
sangat singkat. Durasi sebuah ikatan hydrogen 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 hydrogen 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 36*C dan suhu tubuh
tertinggi yang bisa dideteksi adalah
42*C. dengan selisih 6*C 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 hydrogen 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 tau
air mendidih dengan suhu 100*C dan membeku pada suhu 0*C tapi sbenarnya, pada
kondisi normal air harusnya mendidih pada suhu 180*C dan bukan pada 100*C,
mengapa demikian ??
Dalam table periodic sifat-sifat dari unsure yang terdapat
di dalam golongan yang sama bervariasi secara progresiff dari unsure yang
ringan unsure yang berat fakta ini dapat dilihat dengan jelas pada senyawa –
senyawa hidrogen . senyawa dari unsusr-unsur yang satu golongan dengan oksigen
dalam table periodic disebut sebagai “ hidrida “ jadi air H2O adalah
oksigen dihidra dari unsure-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 unsure belerang ke unsure yang lebih berat.tetapi titik didih
air tidak mengikuti pola air (oksigen hidrida) mendidih pada suhu yang 80*C lebih
rendah dari yang seharusnya situasi yang
mengherankan juga terjadi pada titik beku air. Lagi-lagi menurut orde dalam
system periodic air seharusnya membeku pada suhu -100*C akan tetapi, tidak
memenuhi kaidah ini dan membeku pada suhu 0*C. sebuah suhu yang 100*C lebih
tinggi dari titik beku yang seharusnya
0 komentar:
Posting Komentar