Air, yang merupakan sebuah zat cair istimewa untuk kehidupan, menutupi dua pertiga dari permukaan bumi. Tubuh setiap makhluk hidup di bumi terbentuk dari cairan yang sangat istimewa ini dengan perbandingan antara 50% – 95%. Dari basil yang hidup di sumber air panas dengan suhu yang mendekati titik didih air, hingga beberapa jenis lumut yang tumbuh pada gletser, kehidupan ada di setiap kawasan dimana terdapat air, tanpa memandang suhu. Bahkan pada setetes air yang tergantung di ujung sebuah daun sehabis hujan, ribuan mikroorganisme hidup muncul, bereproduksi, dan mati.
Tapi tahukah anda bahwa ternyata molekul air, yang merupakan dasar kehidupan di bumi, sangat sulit terbentuk. Pertama-tama, mari kita membayangkan molekul hidrogen dan oksigen, yang merupakan komponen air, dimasukkan ke dalam sebuah wadah kaca. Selanjutnya kita biarkan keduanya berada di wadah tersebut dalam jangka waktu yang sangat lama. Dalam waktu selama itu mungkin gas-gas ini belum membentuk air bahkan kalau keduanya tetap berada dalam wadah tersebut selama ratusan tahun. Kalaupun terbentuk air, tidak akan lebih dari segelintir pada dasar wadah dan itupun akan terjadi dengan sangat lambat, sanggup hingga ribuan tahun.
Penyebab mengapa air sangat lambat terbentuk pada kondisi-kondisi ini yaitu suhu. Pada suhu kamar, oksigen dan air bereaksi sangat lambat.
Dalam keadaan bebas, oksigen dan hidrogen ditemukan sebagai molekul H2 dan O2. Untuk bergabung membentuk molekul air, keduanya harus bertubrukan. Sebagai hasil dari tubrukan ini, ikatan-ikatan yang membentuk molekul hidrogen dan oksigen melemah, sehingga tidak ada lagi penghalang untuk bergabungnya atom oksigen dan hidrogen. Suhu akan meningkatkan energi begitu juga kecepatan molekul-molekul ini, sehingga jumlah tubrukan yang terjadi meningkat. Akibatnya, reaksi yang terjadi dipercepat. Akan tetapi, kini ini, tidak ada lagi suhu yang cukup tinggi untuk membentuk air di bumi. Panas yang diharapkan 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 atomosfir dimana kemudian ia menjadi hirau taacuh dan kembali ke bumi dalam bentuk hujan. Olehnya itu, jumlah air tidak bertambah tapi hanya mengalami siklus yang terus menerus.
Sifat-sifat air yang menakjubkan
Air mempunyai banyak sifat kimiawi yang unik. Setiap molekul air terbentuk oleh kombinasi antara atom hidrogen dan oksigen. Cukup menarik bahwa kedua gas ini, satu gampang aben dan yang lainnya gampang terbakar, bergabung membentuk sebuah cairan, dan lebih menariknya, cairan itu yaitu air.
Sekarang, mari kita lihat secara ringkas bagaimana air terbentuk secara kimiawi. Muatan listrik air yaitu nol, yakni bermuatan netral. Sekalipun begitu, alasannya yaitu ukuran atom oksigen dan hidrogen, komponen oksigen dari molekul air mempunyai muatan yang sedikit negatif dan komponen hidrogennya sedikit bermuatan positif. Jika ada lebih dari satu molekul air yang bergabung, muatan positif dan negatif tersebut akan tarik-menarik membentuk sebuah ikatan yang sangat istimewa, yaitu "ikatan hidrogen". katan hidrogen merupakan sebuah ikatan yang sangat lemah dan mempunyai masa yang sangat singkat. Durasi sebuah ikatan hidrogen yaitu sekitar seper seratus milyar detik. Tetapi begitu sebuah ikatan putus, ikatan yang lainnya pribadi terbentuk. Karenanya, molekul-molekul air saling melekat dengan rapat meskipun juga tetap mempertahankan bentuk cairnya alasannya yaitu molekul-molekulnya disatukan oleh sebuah ikatan 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, kalau suhu udara turun secara tiba-tiba, suhu air berkurang secara perlahan. Diperlukan perubahan suhu yang besar semoga perubahan suhu air berlangsung cepat. Energi termal air yang sangat tinggi mempunyai manfaat besar bagi kehidupan. Sebagai pola sederhana, terdapat banyak air dalam badan kita. Jika air menyesuaikan diri dengan perubahan suhu yang terjadi secara tiba-tiba di udara dengan laju perubahan yang sama, maka kita akan mengalami panas demam atau membeku secara tiba-tiba.
Begitu juga, air memerlukan energi termal yang sangat besar untuk menguap. Karena begitu banyak energi termal yang dipakai ketika menguap, suhunya menurun. Sebagai contoh, lagi-lagi dari badan manusia, suhu normal badan yaitu 36°C dan suhu badan tertinggi yang sanggup ditolerir yaitu 42°C. Selisih 6°C ini tentu sangat kecil dan bahkan beraktivitas beberapa jam saja di bawah sinar matahari sanggup meningkatkan suhu badan sebesar itu. Sekalipun begitu, badan kita menghabiskan banyak energi termal melalui keringat, yakni, dengan mengakibatkan air yang dikandungnya menguap, yang selanjutnya mengakibatkan suhu badan menurun. Jika badan kita tidak mempunyai prosedur otomatis menyerupai ini, maka beraktivitas di bawah sinar matahari beberapa jam saja sanggup berakibat fatal.
Ikatan hidrogen juga melengkapi air dengan sifat luar biasa lainnya, yaitu air lebih kental dalam wujud cair dibanding dalam wujud padat. Sebenarnya, hampir semua zat di bumi ini lebih kental dalam wujud padat dibanding dalam wujud cairnya. Akan tetapi, berbeda dengan zat-zat yang lain, air mengembang ketika membeku. Ini alasannya yaitu ikatan hidrogen mencegah molekul-molekul air untuk berikatan satu sama lain dengan sangat rapat, sehingga banyak celah yang tersisa diantara molekul-molekul tersebut. Ikatan hidrogen terputus apabila air berada dalam wujud cair, sehingga mengakibatkan atom-atom oksigen lebih berdekatan satu sama lain dan membentuk sebuah struktur yang lebih kental.
Ini juga yang mengakibatkan es lebih ringan dari air. Umumnya, kalau anda melelehkan logam manapun dan ke dalam lelehan tersebut dimasukkan beberapa lempeng logam yang sama, maka lempeng-lempeng ini akan karam pribadi ke dasar. Akan tetapi, pada air hal yang terjadi berbeda. Gunung es yang beratnya ribuan ton akan terapung di atas air menyerupai gabus. Manfaat apa yang diberikan oleh sifat air yang unik ini?
Mari kita menjawab pertanyaan ini dengan mengambil pola sebuah sungai: Jika cuaca sangat dingin, air sungai tidak akan membeku seluruhnya, tapi hanya permukaannya saja yang membeku. Air mencapai wujud terberatnya pada suhu +4°C, dan segera sehabis mencapai suhu ini, ia akan karam ke dasar. Es terbentuk pada permukaan air sebagai sebuah lapisan. Di bawah lapisan ini, air masih terus mengalir, dan alasannya yaitu +4°C yaitu suhu dimana organisme hidup sanggup bertahan, maka kehidupan dalam air terus berlanjut.
Sifat khusus air yang sangat menarik
Kita semua tahu bahwa air mendidih pada suhu 100°C dan membeku pada suhu 0°C. Tetapi sebenarnya, pada kondisi normal, air seharusnya mendidih pada suhu +180°C bukan pada suhu 100°C. Mengapa?
Dalam tabel periodik, sifat-sifat dari unsur-unsur yang terdapat di dalam golongan yang sama bervariasi secara progresif dari unsur yang ringan hingga unsur yang berat. Fakta ini sanggup dilihat dengan terperinci pada senyawa-senyawa hidrogen. Senyawa dari unsur-unsur yang segolongan dengan oksigen dalam tabel periodik disebut sebagai "hidrida". Kaprikornus air (H2O) yaitu "oksigen hidrida". Hidrida dari unsur-unsur lain dalam golongan ini mempunyai struktur molekul yang sama menyerupai molekul air.
Titik didih senyawa-senyawa ini berbeda-beda dan semakin meningkat dari unsur sulfur ke unsur yang lebih berat; akan tetapi, titik didih air tidak mengikuti pola ini. Air (oksigen hidrida) mendidih pada suhu yang 80°C lebih rendah dari yang seharusnya. Situasi yang mengherankan lainnya juga terjadi pada titih beku air. Lagi-lagi, berdasarkan orde dalam sistem periodik, air seharusnya membeku pada suhu -100°C. Akan tetapi, air tidak memenuhi kaidah ini dan membeku pada suhu 0°C, sebuah suhu yang 100°C lebih tinggi dari titik beku seharusnya. Hal ini tentu menjadikan pertanyaan dalam benak kita menyerupai mengapa bukan hidrida lain, tapi hanya air (oksigen hidrida) yang tidak memenuhi kaidah dari sistem periodik ini?
Diterjemahkan dan diedit dari:
"The Miracle In The Atom" oleh Prof. Adnan Oktar
Ta-Ha Publishers Ltd. I Wynne Road, London SW9 OBB, United Kingdom.
0 komentar:
Posting Komentar