Saturday, May 8, 2010

air

BAB I
PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang
Air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi, tetapi tidak di planet lain. Air menutupi hampir 71% permukaan bumi. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik (330 juta mil³) tersedia di bumi. Air sebagian besar terdapat di laut (air asin) dan pada lapisan-lapisan es (di kutub dan puncak-puncak gunung), akan tetapi juga dapat hadir sebagai awan, hujan, sungai, muka air tawar, danau, uap air, dan lautan es. Air dalam obyek-obyek tersebut bergerak mengikuti suatu siklus air, yaitu: melalui penguapan, hujan, dan aliran air di atas permukaan tanah (runoff, meliputi mata air, sungai, muara) menuju laut. Air bersih penting bagi kehidupan manusia. Di banyak tempat di dunia terjadi kekurangan persediaan air. Selain di bumi, sejumlah besar air juga diperkirakan terdapat pada kutub utara dan selatan planet Mars, serta pada bulan-bulan Europa dan Enceladus. Air dapat berwujud padatan (es), cairan (air) dan gas (uap air). Air merupakan satu-satunya zat yang secara alami terdapat di permukaan bumi dalam ketiga wujudnya tersebut. Pengelolaan sumber daya air yang kurang baik dapat menyebakan kekurangan air, monopolisasi serta privatisasi dan bahkan menyulut konflik. Indonesia telah memiliki undang-undang yang mengatur sumber daya air sejak tahun 2004, yakni Undang Undang nomor 7 tahun 2004 tentang Sumber Daya Air.

1.2. Rumusan Masalah
Dari latar belakang diatas, maka yang menjadi rumusan masalah adalah :
1.2.1Bagaimana air dan strukturnya ?
1.2.2Bagaimana peran dan fungsi air dalam kehidupan ?
1.2.3Bagaimana sifat fisika dan kimia air dan air laut ?

BAB II
PEMBAHASAN

Air (H2O) merupakan bahan esensial dan sangat penting bagi semua makhluk hidup terutama bagi kehidupan manusia. Beragam aktifitas manusia senantiasa berhubungan dengan air. Sebut saja seperti mencuci, mandi, minum, dan sebagainya. Semua membutuhkan keberadaan air. Dengan air ini (sebagai pelarut campuran semen dan pasir) juga bangunan dapat berdiri kokoh. Apa jadinya kalau campuran semen dan pasir ini tanpa kehadiran air. Tentu semen dan pasir itu tidak bisa bersenyawa dengan baik. Dengan air ini pulalah tumbuh-tumbuhan dapat mengambil manfaatnya sehingga menghasilkan buah yang enak dan pemandangan hijau yang menyejukkan mata. Dengan air, hewan-hewan dapat mengambil manfaatnya dan keluarlah air susu yang berguna bagi kesehatan manusia. Hewan laut (seperti ikan) tidak akan bisa hidup tanpa keberadaan air.
Bagi manusia, air tidak pernah dapat digantikan oleh senyawa lain manapun. Tubuh manusia terdiri dari 65% air dan sekitar 47 liter air terdapat pada orang dewasa. Setiap harinya 2,50 liter dari jumlah air tersebut harus diganti dengan air yang baru. Diperkirakan dari sejumlah air yang harus diganti, 1,5 liter berasal dari air minum dan sekitar 1 liter berasal dari bahan makanan yang dikonsumsi. Menurut WHO jumlah air minum yang harus dipenuhi agar dapat mencapai syarat kesehatan adalah 86,4 liter per kapita per hari, sedang kondisi di Indonesia ditentukan sebesar 60 liter per hari.
Dengan terpenuhinya kebutuhan ini, maka seluruh proses metabolisme dalam tubuh manusia bisa berlangsung dengan lancar. Sebaliknya, jika kekurangan air, maka proses metabolisme terganggu. Akibatnya bisa terjadi dehidrasi, yang pada tahapan berikutnya dapat menimbulkan kematian.
Sekitar 60-70 % dari komposisi tubuh manusia sebagian besar terdiri dari air (cairan). Secara kimia, air mempunyai sifat yang cukup unik. Tidak seperti senyawa lain, air tidak bisa disintesis secara kimia. Jadi, air hanya dapat diperoleh dengan memasukkannya ke tubuh.
Jika kekurangan air, maka tubuh manusia bisa mengalami dehidrasi. Peristiwa dehidrasi ini bisa terjadi melalui :
Pertama, karena penyakit diare. Diare dapat menyebabkan tubuh kekurangan cairan.
Kedua, dehidrasi juga bisa terjadi pada mereka yang melakukan olahraga berat sehingga banyak mengeluarkan keringat yang merupakan hasil metabolisme dalam tubuh untuk menghasilkan energi. Jika banyak mengeluarkan keringat, berarti banyak cairan tubuh yang keluar.
Ketiga, dehidrasi juga bisa terjadi pada orang yang berada di daerah yang sangat kering atau tandus.
Keempat, dehidrasi juga bisa terjadi pada orang yang bekerja di ruangan ber-AC. AC dapat menyedot cairan yang ada di sekitarnya.
2.1 Struktur Kimia
Teori Ikatan Molekul Air – Air Dalam Pangan
Fungsi air dalam suatu sistem yang kompleks (produk pangan) telah menjadi perhatian ahli pangan dalam kurun waktu yang cukup lama. Suatu sistem larutan merupakan phenomena kompleks. Termasuk sistem larutan gula juga masih belum begitu dipahami dengan benar. Tulisan ringkas ini hanya membahas bagaimana mekanisme tipe ikatan molekul air dengan air saja, dalam suatu sistem larutan.
Air memiliki sifat yang lebih spesifik. Es memiliki titik leleh dan titik didih tinggi, panas laten tinggi untuk menguapkan molekul air. Es juga memiliki BJ rendah, tetapan dielektrik lebih tinggi, konduktivitas proton dan mobilitas yang lebih rendah dari pada air dalam bentuk cairan. Sifat-sifat spesifik inilah sebagai penyebab ikatan antar molekul air pada es yang lebih kuat dari pada ikatan antar molekul air dalam larutan. Namun demikian tidak ada satu model yang paling sempurna untuk menjelaskan fenomena ikatan molekul air dalam bentuk 3 (tiga) dimensi.
Elektron yang tidak tersebar merata dalam molekul air. Ikatan O-H adalah polar dan molekul air memiliki gugus dipole. Tiap molekul air dapat berpartisipasi terhadap 4 tipe ikatan hydrogen dengan molekul air lainnya. Dimana 2 (dua) ikatan H antar atom H dan 2 (dua) ikatan H dengan elektron atom Oksigen. Pada es, molekul air membentuk sistem jaringan (network) 3 (tiga) dimensi. Dimana tiap satu molekul air berikatan secara tetrahedral dengan 4 (empat) molekul air lainnya. Air dalam bentuk cair, memiliki tendensi seperti bentuk tetrahedral. Namun struktur molekul air menjadi kurang teratur dan lebih labil.
Pada sistem larutan (seperti: larutan gula, larutan garam, larutan asam/basa) terjadi kompetisi ikatan H antar molekul air-air dengan air-solutes(zat terlarut dalam air). Zat hidrofilik biasanya higroskopis. Gula, garam misalnya: menyerap air dalam bentuk uap air. Molekul polar bermuatan maupun tidak bermuatan biasanya hidrofilik. Apabila molekul semacam ini memiliki atom negative yang dapat berikatan dengan ikatan H dari molekul air. Namun demikian zat non-polar cenderung menghindar atu tidak mau berikatan atau kontak dengan molekul air.
Kesimpulannya: dalam sistem pangan, molekul air saling berikatan melalui 2 (dua) tipe ikatan H antar molekul air dan 2 (dua) tipe ikatan H dengan electron atom O2 . Tipe ikatan ini akan saling berkompetisi antara ikatan H antar molekul air dengan ikatan H dengan zat terlarut hidrofilik lainnya dalam sistem pangan.
2.2 Peran Air dalam Kehidupan Sehari-Hari
2.2.1Air dalam kehidupan
Dari sudut pandang biologi, air memiliki sifat-sifat yang penting untuk adanya kehidupan. Air dapat memunculkan reaksi yang dapat membuat senyawa organic untuk melakukan replikasi. Semua makhluk hidup yang diketahui memiliki ketergantungan terhadap air. Air merupakan zat pelarut yang penting untuk makhluk hidup dan adalah bagian penting dalam proses metabolisme. Air juga dibutuhkan dalam fotosintesis dan respirasi. Fotosintesis menggunakan cahaya matahari untuk memisahkan atom hidrogen dengan oksigen. Hidrogen akan digunakan untuk membentuk glukosa dan oksigen akan dilepas ke udara.









2.2.1.1 Makhluk air
Perairan bumi dipenuhi dengan berbagai macam kehidupan. Makhluk-makhluk pertama di dunia berasal dari perairan. Hampir semua ikan hidup di dalam air, selain itu, mamalia seperi lumba-lumba dan ikan paus juga hidup di dalam air. Hewan-hewan seperti amfibi menghabiskan sebagian hidupnya di dalam air. Bahkan, beberapa reptil seperti ular dan buaya hidup di perairan dangkal dan lautan. Tumbuhan seperti alga dan rumput laut menjadi sumber makanan ekosistem perairan. Di samudera, plankton menjadi sumber makanan utama para ikan.

2.2.1.2 Air Minum
Tubuh manusia terdiri dari 55% sampai 78% air, tergantung dari ukuran badan. Agar dapat berfungsi dengan baik, tubuh manusia membutuhkan antara satu sampai tujuh liter air setiap hari untuk menghindari dehidrasi; jumlah pastinya bergantung pada tingkat aktivitas, suhu, kelembaban, dan beberapa faktor lainnya. Selain dari air minum, manusia mendapatkan cairan dari makanan dan minuman lain selain air. Sebagian besar orang percaya bahwa manusia membutuhkan 8–10 gelas (sekitar dua liter) per hari, namun hasil penelitian yang diterbitkan Universitas Pennsylvania pada tahun 2008 menunjukkan bahwa konsumsi sejumlah 8 gelas tersebut tidak terbukti banyak membantu dalam menyehatkan tubuh. Malah terkadang untuk beberapa orang, jika meminum air lebih banyak atau berlebihan dari yang dianjurkan dapat menyebabkan ketergantungan. Literatur medis lainnya menyarankan konsumsi satu liter air per hari, dengan tambahan bila berolahraga atau pada cuaca yang panas.

2.2.1.3 Pelarut
Pelarut digunakan sehari-hari untuk mencuci, contohnya mencuci tubuh manusia, pakaian, lantai, mobil, makanan, dan hewan. Selain itu, limbah rumah tangga juga dibawa oleh air melalui saluran pembuangan. Pada negara-negara industri, sebagian besar air terpakai sebagai pelarut.
Air dapat memfasilitasi proses biologi yang melarutkan limbah. Mikroorganisme yang ada di dalam air dapat membantu memecah limbah menjadi zat-zat dengan tingkat polusi yang lebih rendah.

2.2.2 Peran Air
2.2.2.1 Air Bekerja Dengan Ajaib
Bila Anda minum banyak air bersih dan jernih, maka hal tersebut akan memacu peningkatan kesehatan Anda, di mana para peneliti menemukan bahwa, makin hari makin banyak keuntungan dengan minum air dalam jumlah yang cukup bagi kesehatan, termasuk: Pencernaan dan metabolisme yang lebih baik Minum air dalam jumlah yang cukup menjadikan baik pencernaan maupun metabolisme dapat bekerja pada kapasitas maksimalnya. Faktanya, penelitian terbaru dari University of Utah menyatakan bahwa kekurangan air dapat menyebabkan menurunnya metabolisme.

2.2.2.2 Memperbaiki kemampuan dan daya tahan tubuh
Anda akan mampu bekerja lebih keras/berat bila mendapatkan air yang cukup. Sebagai tambahan, air dapat memperkuat daya tahan tubuh Anda. Karena air dapat menaikkan simpanan glycogen, suatu bentuk dari karbohidrat yang tersimpan dalam otot dan digunakan sebagai energi saat Anda bekerja.

2.2.2.3 Tahan lapar
Rasa lapar kadang merupakan penyamaran dari rasa haus. Sewaktu anda mengalami dehidrasi (kekurangan air) Anda mungkin merasa ingin makan padahal yang Anda butuhkan sebenarnya adalah air. Anda juga dapat memanfaatkan efek rasa kenyang dari minum air untuk mencegah makan berlebihan.

2.2.2.4 Mengurangi resiko terhadap beberapa macam penyakit
Para peneliti saat ini meyakini bahwa cairan atau tepatnya air dapat berperan aktif dalam mengurangi resiko terhadap beberapa penyakit seperti: batu ginjal, kanker saluran kencing, kanker kandung kemih, dan kanker usus besar (colon). Minum cukup air dapat pula menghindari sembelit.

2.2.2.5 Senjata ampuh melawan masuk angin atau pilek
Antibodi dalam lendir yang melapisi kerongkongan berfungsi untuk menjerat virus pilek. Daya tahan ini akan melemah apabila Anda dehidrasi (kekurangan air) karena akan menyebabkan lendir mengering. Sebagai catatan banyak ahli kesehatan merekomendasikan air sebagai ekspektoran yang efektif untuk mengurangi batuk.

2.2.2.6 Pelembab wajah paling ampuh
Dengan minum banyak air membantu kulit Anda tetap kenyal dan kencang serta mengurangi garis-garis dan kerut pada wajah. Menangkal rasa letih akibat melakukan perjalanan Udara panas dapat menyebabkan Anda dehidrasi dan akan menimbulkan rasa letih pada saat dan setelah perjalanan. Minumlah banyak air sebelum melakukan perjalanan dan satu gelas tiap jam perjalanan Anda.

2.2.2.7 Mengatasi migrain/sakit kepala
Para peneliti menyatakan bahwa dehidrasi dapat mengakibatkan migrain/sakit kepala, jadi bila Anda sering mengalami migrain adalah sangat penting untuk minum air dalam jumlah yang cukup.
Sedangkan Fungsi Air yang utama adalah :
1.Membentuk sel-sel baru, memelihara dan mengganti sel-sel yang rusa
2.Melarutkan dan membawa nutrisi-nutrisi, oksigen dan hormon ke seluruh sel tubuh yang membutuhkan
3.Melarutkan dan mengeluarkan sampah-sampah dan racun dari dalam tubuh kita
4.Katalisator dalam metabolisme tubuh
5.Pelumas bagi sendi-sendi
6.Menstabilkan suhu tubuh
7.Meredam benturan bagi organ vital

2.3 Klasifikasi Air
2.3.1 Air Hexagonal
Orang yang sehat rata-rata memiliki pH 7,25 sedangkan 80% manusia mempunyai pH tubuh antar 6,5 - 6,8. Bila pH tubuh mencapai 6,2 maka seseorang tidak bisa tahan terhadap serangan bakteri dan dapat meninggal. Beberapa hal yg menyebabkan pH rendah : stress, kecapekan, minuman keras, rokok, polusi, kurang olah raga, makanan dan lain-lain. Tetapi penyebab utamanya berasal dari air minum. Air yg melalui proses reverse osmosis mempunyai pH dibawah 7.0 dengan system hexagonal melalui magic cube dapat menghasilkan air dengan kadar pH di atas 7,5 Alat ini merupakan kesatuan antara Filter dengan system RO (Reverse Osmosis) Hexagonal untuk kebutuhan air minum sehari-hari yg memenuhi standar kesehatan. Spesifikasi Produk :
1.Sedimen filter 0,5 micron. Berfungsi utk menyaring kotoran & lumpur dari air
2. Ceramik filter. Lebih halus dari filter pertama mampu menyaring kotoran lebih sempurna
3.Pre filter. Berfungsi melindungi UF membran & RO membran
4.UF membran ( Ultra Filter ). Filter ini mempunyai kehalusan yg sama spt yg dimiliki ginjal manusia, 0.03 micron shg dapat menyaring fungi, virus & micro organisme serta menghilangkan kaporit.
5.Reverse Osmosis membran. Memiliki diameter lubang 0.0001 micron shg mampu menyaring bakteri, zat2 kimia bahkan radiasi polusi. Filter ini juga mampu mengubah air laut menjadi air tawar.
6.Carbon filter. Filter ini menyaring beberapa polutan spt. residu, klorin, zat pewarna deterjen, & bau yg tdk sedap.
7.Disinfeksi Sinar Ultra Violet. Merupakan proses sterilisasi serta mencegah kontaminasi susulan.
Dilengkapi dgn MAGIC CUBE yaitu kubah yang berputar dgn inti magnet di tengahnya dan potongan berbagai butiran batuan mineral dipinggirnya. (spt mesin juicer). MAGIC CUBE mengadung :
a.Butiran bio mineral
- melarutkan mineral dlm air
- melembutkan air
- menstrukturisasi molekul air
b.Butiran Antibiosis
- bersifat anti bakteri
c.Pasir koral
- membuat air terasa lebih segar
- menstrukturisasi molekul air
d.Butiran kalsium sulphate
- membuat air menjadi bersifat alkali dgn meningkatkan ion kalsium
e.Butiran turmalin
- menembah negative ion di dalam air
- menyeimbangkan ORP (potensi peningkatan oksidasi)
- memperlambat proses penuaan
Dgn sistem storming mineral cube (MAGIC CUBE) mampu merubah struktur molekul air melalui medan magnet yg berputar sehingga air mempunyai struktur molekul yang paling kecil dan dapat dengan mudah diserap secara sempurna oleh sel-sel tubuh. Dengan struktur molekul yg lebih kecil, air mampu mengikat oksigen yang lebih banyak (dapat kita lihat pada banyaknya gelembung udara yang menempel pada magic cube).
Manfaat air hexagonal :
1.menolak radikal bebas dengan menyaring material yang mengandung ion (+) seperti heavy metal dan menyuplai mineral yang menghasilkan ion
2.Membantu proses penyembuhan penyakit dengan meningkatkan kinerja obat melalui air yang murni dan sehat (waktu sakit)
3.Memberikan hidrasi dan energi terhadap sel tubuh dan menjaga kelangsungan regenerasi sel
4.Membuang zat racun dalam sel tubuh
5.Sangat baik bagi penderita ginjal krn air yang dihasilkan memperingan kerja ginjal dan meningkatkan metabolisme tubuh.
2.4 Sifat Fisika Dan Sifat Kimia
Air

Informasi dan sifat-sifat
Nama sistematis
air
Nama alternatif
aqua, dihidrogen monoksida,
hidrogen hidroksida
Rumus molekul
H2O
Massa molar
18.0153 g/mol
Densitas dan fase
0.998 g/cm³ (cariran pada 20 °C)
0.92 g/cm³ (padatan)
Titik lebur
0 °C (273.15 K) (32 ºF)
Titik didih
100 °C (373.15 K) (212 ºF)
Kalor jenis
4184 J/(kg·K) (cairan pada 20 °C)
Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O: satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) and temperatur 273,15 K (0 °C). Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik.
Keadaan air yang berbentuk cair merupakan suatu keadaan yang tidak umum dalam kondisi normal, terlebih lagi dengan memperhatikan hubungan antara hidrida-hidrida lain yang mirip dalam kolom oksigen pada tabel periodik, yang mengisyaratkan bahwa air seharusnya berbentuk gas, sebagaimana hidrogen sulfida. Dengan memperhatikan tabel periodik, terlihat bahwa unsur-unsur yang mengelilingi oksigen adalah nitrogen, flor, dan fosfor, sulfur dan klor. Semua elemen-elemen ini apabila berikatan dengan hidrogen akan menghasilkan gas pada temperatur dan tekanan normal. Alasan mengapa hidrogen berikatan dengan oksigen membentuk fasa berkeadaan cair, adalah karena oksigen lebih bersifat elektronegatif ketimbang elemen-elemen lain tersebut (kecuali flor). Tarikan atom oksigen pada elektron-elektron ikatan jauh lebih kuat dari pada yang dilakukan oleh atom hidrogen, meninggalkan jumlah muatan positif pada kedua atom hidrogen, dan jumlah muatan negatif pada atom oksigen. Adanya muatan pada tiap-tiap atom tersebut membuat molekul air memiliki sejumlah momen dipol. Gaya tarik-menarik listrik antar molekul-molekul air akibat adanya dipol ini membuat masing-masing molekul saling berdekatan, membuatnya sulit untuk dipisahkan dan yang pada akhirnya menaikkan titik didih air. Gaya tarik-menarik ini disebut sebagai ikatan hidrogen.
Air sering disebut sebagai pelarut universal karena air melarutkan banyak zat kimia. Air berada dalam kesetimbangan dinamis antara fase cair dan padat di bawah tekanan dan temperatur standar. Dalam bentuk ion, air dapat dideskripsikan sebagai sebuah ion hidrogen (H+) yang berasosiasi (berikatan) dengan sebuah ion hidroksida (OH-).

2.4.1 Elektrolisis air
Molekul air dapat diuraikan menjadi unsur-unsur asalnya dengan mengalirinya arus listrik. Proses ini disebut elektrolisis air. Pada katoda, dua molekul air bereaksi dengan menangkap dua elektron, tereduksi menjadi gas H2 dan ion hidrokida (OH-). Sementara itu pada anoda, dua molekul air lain terurai menjadi gas oksigen (O2), melepaskan 4 ion H+ serta mengalirkan elektron ke katoda. Ion H+ dan OH- mengalami netralisasi sehingga terbentuk kembali beberapa molekul air. Reaksi keseluruhan yang setara dari elektrolisis air dapat dituliskan sebagai berikut.

Gas hidrogen dan oksigen yang dihasilkan dari reaksi ini membentuk gelembung pada elektroda dan dapat dikumpulkan. Prinsip ini kemudian dimanfaatkan untuk menghasilkan hidrogen dan hidrogen peroksida (H2O2) yang dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan hidrogen.

2.4.2 Kelarutan (solvasi)
Air adalah pelarut yang kuat, melarutkan banyak jenis zat kimia. Zat-zat yang bercampur dan larut dengan baik dalam air (misalnya garam-garam) disebut sebagai zat-zat "hidrofilik" (pencinta air), dan zat-zat yang tidak mudah tercampur dengan air (misalnya lemak dan minyak), disebut sebagai zat-zat "hidrofobik" (takut-air). Kelarutan suatu zat dalam air ditentukan oleh dapat tidaknya zat tersebut menandingi kekuatan gaya tarik-menarik listrik (gaya intermolekul dipol-dipol) antara molekul-molekul air. Jika suatu zat tidak mampu menandingi gaya tarik-menarik antar molekul air, molekul-molekul zat tersebut tidak larut dan akan mengendap dalam air.

2.4.3 Kohesi dan Adesi
Air menempel pada sesamanya (kohesi) karena air bersifat polar. Air memiliki sejumlah muatan parsial negatif (σ-) dekat atom oksigen akibat pasangan elektron yang (hampir) tidak digunakan bersama, dan sejumlah muatan parsial positif (σ+) dekat atom oksigen. Dalam air hal ini terjadi karena atom oksigen bersifat lebih elektronegatif dibandingkan atom hidrogen—yang berarti, ia (atom oksigen) memiliki lebih "kekuatan tarik" pada elektron-elektron yang dimiliki bersama dalam molekul, menarik elektron-elektron lebih dekat ke arahnya (juga berarti menarik muatan negatif elektron-elektron tersebut) dan membuat daerah di sekitar atom oksigen bermuatan lebih negatif ketimbang daerah-daerah di sekitar kedua atom hidrogen. Air memiliki pula sifat adesi yang tinggi disebabkan oleh sifat alami ke-polar-annya.

2.4.4 Tegangan permukaan
Bunga daisy ini berada di bawah permukaan air, akan tetapi dapat mekar dengan tanpa terganggu. Tegangan permukaan mencegah air untuk menenggelamkan bunga tersebut.
Air memiliki tegangan permukaan yang besar yang disebabkan oleh kuatnya sifat kohesi antar molekul-molekul air. Hal ini dapat diamati saat sejumlah kecil air ditempatkan dalam sebuah permukaan yang tak dapat terbasahi atau terlarutkan (non-soluble); air tersebut akan berkumpul sebagai sebuah tetesan. Di atas sebuah permukaan gelas yang amat bersih atau bepermukaan amat halus air dapat membentuk suatu lapisan tipis (thin film) karena gaya tarik molekular antara gelas dan molekul air (gaya adhesi) lebih kuat ketimbang gaya kohesi antar molekul air.
Dalam sel-sel biologi dan organel-organel, air bersentuhan dengan membran dan permukaan protein yang bersifat hidrofilik; yaitu, permukaan-permukaan yang memiliki ketertarikan kuat terhadap air. Irvin Langmuir mengamati suatu gaya tolak yang kuat antar permukaan-permukaan hidrofilik. Untuk melakukan dehidrasi suatu permukaan hidrofilik — dalam arti melepaskan lapisan yang terikat dengan kuat dari hidrasi air — perlu dilakukan kerja sungguh-sungguh melawan gaya-gaya ini, yang disebut gaya-gaya hidrasi. Gaya-gaya tersebut amat besar nilainya akan tetapi meluruh dengan cepat dalam rentang nanometer atau lebih kecil. Pentingnya gaya-gaya ini dalam biologi telah dipelajari secara ekstensif oleh V. Adrian Parsegian dari National Institute of Health.[11] Gaya-gaya ini penting terutama saat sel-sel terdehidrasi saat bersentuhan langsung dengan ruang luar yang kering atau pendinginan di luar sel (extracellular freezing).

2.4.5 Sifat-sifat Fisis Air Laut
Air laut merupakan campuran dari 96,5% air murni dan 3,5% material lainnya seperti garam-garaman, gas-gas terlarut, bahan-bahan organik dan partikel-partikel tak terlarut. Sifat-sifat fisis utama air laut ditentukan oleh 96,5% air murni.

2.4.6 Sifat Air Murni
Air murni jika dibandingkan dengan cairan lain (dengan komposisi yang sama), memiliki sifat yang khas dan luar biasa (uncommon). Hal ini merupakan hasil dari struktur molekul air (H2O), dimana atom-atom hidrogen yang membawa 1 muatan atom positif dan oksigen yang membawa 2 muatan atom negatif membentuk sebuah molekul sedemikian rupa dimana muatan-muatan atom tersebut tidak ternetralisir karena sudut yang terbentuk antara dua atom hidrogen hanya sebesar 105o (kondisi netral akan terbentuk jika sudut yang terbentuk adalah 180o). Akibatnya, air murni memiliki sifat-sifat sebagai berikut:
1.Molekul air merupakan dipol elektrik, yang membentuk  suatu kumpulan molekul (polimer) dengan rata-rata 6 molekul pada temperatur 20oC. Oleh karena itu air bereaksi lebih lambat (untuk berubah) daripada molekul-molekul individunya.
2.Air memiliki daya pisah yang luar biasa besar, akibatnya material terlarut akan memperbesar daya hantar listrik air. Air murni memiliki daya hantar listrik yang relatif rendah, tetapi air laut memiliki daya hantar antara air murni dan tembaga. Pada temperatur 20oC, daya hambat (resistensi) air laut 1,3 kilometer (dengan kandungan garam 3,5%) sebanding dengan air murni 1 milimeter.
3.Sudut 105o dekat dengan sudut tetrahedron, yaitu struktur dengan 4 lengan yang keluar dari atom pusat dengan sudut seragam (sebesar 109o28') . Akibatnya, atom oksigen di dalam air berusaha untuk mendapatkan 4 atom hidrogen dalam suatu susunan tetrahedral. Ini disebut sebagai ikatan hidrogen (hydrogen bond) yang membutuhkan energi ikat 10 hingga 100 kali lebih kecil daripada ikatan-ikatan molekul sehingga air bersifat lebih fleksibel dalam reaksinya merubah kondisi-kondisi kimiawi.
4.Tetrahedron memiliki sifat dasar jaringan yang lebih lebar dibanding susunan kumpulan molekuler yang terdekat. Mereka membentuk kumpulan satu, dua, empat dan delapan molekul. Pada temperatur tinggi kumpulan molekul satu dan dua lebih dominan; sementara itu dengan turunnya temperatur, tandan (cluster) yang lebih besarlah yang akan dominan. Tandan yang lebih besar mengisi ruang yang lebih kecil daripada jumlah molekul yang sama dengan tandan yang lebih kecil. Akibatnya, kerapatan (densitas) air mencapai nilai maksimumnya pada temperatur 4oC.
Ketika membeku, seluruh molekul air membentuk tetrahedron yang mengakibatkan adanya ekspansi volume secara tiba-tiba, yaitu dengan berkurangnya densitas. Oleh karena itu, air pada fasa padat jauh lebih ringan daripada air pada fasa cair, dimana hal ini merupakan sifat yang jarang kita dapati. Akibatnya:
1.Es akan mengambang. Hal ini penting untuk kehidupan di danau air tawar, karena es berperan sebagai penyekat terhadap pelepasan energi panas (heat) sehingga pembekuan air dari permukaan hingga ke dasar tidak akan terjadi.
2.Densitas menurun secara cepat pada saat titik beku air tercapai. Ekspansi yang terjadi pada saat membeku merupakan penyebab utama dalam pelapukan batuan.
3.Titik beku berkurang di bawah tekanan, akibatnya pencairan terjadi pada dasar glacier yang memudahan terjadinya aliran glacier.
4.Rantai hidrogen putus di bawah tekanan, sehingga es di bawah tekanan akan menjadi plastis, akibatnya daratan es di Antartika dan Artik mengalir melepaskan gunung es di bagian terluarnya. Tanpa proses ini, maka semua air akan menjadi es di daerah kutub.

2.4.7 Salinitas
Seperti telah disebutkan di atas, air laut mengandung 3,5% garam-garaman, gas-gas terlarut, bahan-bahan organik dan partikel-partikel tak terlarut. Keberadaan garam-garaman mempengaruhi sifat fisis air laut (densitas, kompresibilitas, titik beku, temperatur dimana densitas menjadi maksimum) beberapa tingkat tetapi tidak menentukannya. Beberapa sifat (viskositas, daya serap cahaya) tidak terpengaruh secara signifikan oleh salinitas. Dua sifat yang sangat ditentukan oleh jumlah garam di laut adalah daya hantar listrik (konduktivitas) dan tekanan osmosis.
Garam-garaman utama yang terdapat dalam air laut adalah klorida (55%), natrium (31%), sulfat (8%), magnesium (4%), kalsium (1%), potasium (1%) dan sisanya (kurang dari 1%) teridiri dari bikarbonat, bromida, asam borak, strontium dan florida. Tiga sumber utama dari garam-garaman di laut adalah pelapukan batuan di darat, gas-gas vulkanik dan sirkulasi lubang-lubang hidrotermal (hydrothermal vents) di laut dalam.
Secara ideal, salinitas merupakan jumlah dari seluruh garam-garaman dalam gram pada setiap kilogram air laut. Secara praktis, untuk mengukur salinitas adalah susah, oleh karena itu penentuan harga salinitas dilakukan dengan meninjau komponen yang terpenting saja yaitu klorida (Cl). Kandungan klorida ditetapkan pada tahun 1902 sebagai jumlah dalam gram ion klorida pada satu kilogram air laut jika semua halogen digantikan oleh klorida. Penetapan ini mencerminkan proses kimiawi titrasi untuk menentukan kandungan klorida.
Salinitas ditetapkan pada tahun 1902 sebagai jumlah total dalam gram bahan-bahan terlarut dalam satu kilogram air laut jika semua karbonat dirubah menjadi oksida, semua bromida dan yodium dirubah menjadi klorida dan semua bahan-bahan organik dioksidasi. Selanjutnya hubungan antara salinitas dan klorida ditentukan melalui suatu rangkaian pengukuran dasar laboratorium berdasarkan pada sampel air laut di seluruh dunia dan dinyatakan sebagai:
S (o/oo) = 0.03 +1.805 Cl (o/oo) (1902)
Lambang o/oo (dibaca per mil) adalah bagian per seribu. Kandungan garam 3,5% sebanding dengan 35o/oo atau 35 gram garam di dalam satu kilogram air laut.
Persamaan tahun 1902 di atas akan memberikan harga salinitas sebesar 0,03o/oo jika klorinitas sama dengan nol dan hal ini sangat menarik perhatian dan menunjukkan adanya masalah dalam sampel air yang digunakan untuk pengukuran laboratorium. Oleh karena itu, pada tahun 1969 UNESCO memutuskan untuk mengulang kembali penentuan dasar hubungan antara klorinitas dan salinitas dan memperkenalkan definisi baru yang dikenal sebagai salinitas absolut dengan rumus:
S (o/oo) = 1.80655 Cl (o/oo) (1969)
Namun demikian, dari hasil pengulangan definisi ini ternyata didapatkan hasil yang sama dengan definisi sebelumnya.
Definisi salinitas ditinjau kembali ketika tekhnik untuk menentukan salinitas dari pengukuran konduktivitas, temperatur dan tekanan dikembangkan. Sejak tahun 1978, didefinisikan suatu satuan baru yaitu Practical Salinity Scale (Skala Salinitas Praktis) dengan simbol S, sebagai rasio dari konduktivitas.
Salinitas praktis dari suatu sampel air laut ditetapkan sebagai rasio dari konduktivitas listrik (K) sampel air laut pada temperatur 15oC dan tekanan satu standar atmosfer terhadap larutan kalium klorida (KCl), dimana bagian massa KCl adalah 0,0324356 pada temperatur dan tekanan yang sama. Rumus dari definisi ini adalah:
S = 0.0080 - 0.1692 K1/2 + 25.3853 K + 14.0941 K3/2 - 7.0261 K2 + 2.7081 K5/2
Sebagai catatan: dari penggunaan definisi baru ini, dimana salinitas dinyatakan sebagai rasio, maka satuan o/oo tidak lagi berlaku, nilai 35o/oo berkaitan dengan nilai 35 dalam satuan praktis. Beberapa oseanografer menggunakan satuan "psu" dalam menuliskan harga salinitas, yang merupakan singkatan dari "practical salinity unit". Karena salinitas praktis adalah rasio, maka sebenarnya ia tidak memiliki satuan, jadi penggunaan satuan "psu" sebenarnya tidak mengandung makna apapun dan tidak diperlukan. Pada kebanyakan peralatan yang ada saat ini, pengukuran harga salinitas dilakukan berdasarkan pada hasil pengukuran konduktivitas.
Salinitas di daerah subpolar (yaitu daerah di atas daerah subtropis hingga ke mendekati kutub) rendah di permukaan dan bertambah secara tetap (monotonik) terhadap kedalaman. Di daerah subtropis (atau semi tropis, yaitu daerah antara 23,5o-40oLU atau 23,5o-40oLS) salinitas di permukaan lebih besar daripada di kedalaman akibat besarnya evaporasi (penguapan). Di kedalaman sekitar 500 sampai 1000 meter harga salinitasnya rendah dan kembali bertambah secara monotonik terhadap kedalaman. Sementara itu, di daerah tropis salinitas di permukaan lebih rendah daripada di kedalaman akibatnya tingginya presipitasi (curah hujan).

2.4.8 Temperatur
Dalam oseanografi dikenal dua istilah untuk menentukan temperatur air laut yaitu temperatur dan temperatur potensial. Temperatur adalah sifat termodinamis cairan karena aktivitas molekul dan atom di dalam cairan tersebut. Semakin besar aktivitas (energi), semakin tinggi pula temperaturnya. Temperatur menunjukkan kandungan energi panas. Energi panas dan temperatur dihubungkan oleh energi panas spesifik. Energi panas spesifik sendiri secara sederhana dapat diartikan sebagai jumlah energi panas yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur dari satu satuan massa fluida sebesar 1o. Jika kandungan energi panas nol (tidak ada aktivitas atom dan molekul dalam fluida) maka temperaturnya secara absolut juga nol (dalam skala Kelvin). Jadi nol dalam skala Kelvin adalah suatu kondisi dimana sama sekali tidak ada aktivitas atom dan molekul dalam suatu fluida. Temperatur air laut di permukaan ditentukan oleh adanya pemanasan (heating) di daerah tropis dan pendinginan (cooling) di daerah lintang tinggi. Kisaran harga temperatur di laut adalah -2o s.d. 35oC.
Tekanan di dalam laut akan bertambah dengan bertambahnya kedalaman. Sebuah parsel air yang bergerak dari satu level tekanan ke level tekanan yang lain akan mengalami penekanan (kompresi) atau pengembangan (ekspansi). Jika parsel air mengalamai penekanan secara adiabatis (tanpa terjadi pertukaran energi panas), maka temperaturnya akan bertambah. Sebaliknya, jika parsel air mengalami pengembangan (juga secara adiabatis), maka temperaturnya akan berkurang. Perubahan temperatur yang terjadi akibat penekanan dan pengembangan ini bukanlah nilai yang ingin kita cari, karena di dalamnya tidak terjadi perubahan kandungan energi panas. Untuk itu, jika kita ingin membandingkan temperatur air pada suatu level tekanan dengan level tekanan lainnya, efek penekanan dan pengembangan adiabatik harus dihilangkan. Maka dari itu didefinisikanlah temperatur potensial, yaitu temperatur dimana parsel air telah dipindahkan secara adiabatis ke level tekanan yang lain. Di laut, biasanya digunakan permukaan laut sebagai tekanan referensi untuk temperatur potensial. Jadi kita membandingkan harga temperatur pada level tekanan yang berbeda jika parsel air telah dibawa, tanpa percampuran dan difusi, ke permukaan laut. Karena tekanan di atas permukaan laut adalah yang terendah (jika dibandingkan dengan tekanan di kedalaman laut yang lebih dalam), maka temperatur potensial (yang dihitung pada tekanan permukaan) akan selalu lebih rendah daripada temperatur sebenarnya.
Satuan untuk temperatur dan temperatur potensial adalah derajat Celcius. Sementara itu, jika temperatur akan digunakan untuk menghitung kandungan energi panas dan transpor energi panas, harus digunakan satuan Kelvin. 0oC = 273,16K. Perubahan 1oC sama dengan perubahan 1K.
Seperti telah disebutkan di atas, temperatur menunjukkan kandungan energi panas, dimana energi panas dan temperatur dihubungkan melalui energi panas spesifik. Energi panas persatuan volume dihitung dari harga temperatur menggunakan rumus Q = densitas*energi panas specifik*temperatur (temperatur dalam satuan Kelvin). Jika tekanan tidak sama dengan nol, perhitungan energi panas di lautan harus menggunakan temperatur potensial. Satuan untuk energi panas (dalam mks) adalah Joule. Sementara itu, perubahan energi panas dinyatakan dalam Watt (Joule/detik). Aliran (fluks) energi panas dinyatakan dalam Watt/meter2 (energi per detik per satuan luas).

2.4.9 Konduktivitas
Konduktivitas air laut bergantung pada jumlah ion-ion terlarut per volumenya dan mobilitas ion-ion tersebut. Satuannya adalah mS/cm (milli-Siemens per centimeter). Konduktivitas bertambah dengan jumlah yang sama dengan bertambahnya salinitas sebesar 0,01, temperatur sebesar 0,01 dan kedalaman sebesar 20 meter. Secara umum, faktor yang paling dominan dalam perubahan konduktivitas di laut adalah temperatur.

2.4.10 Densitas
Densitas merupakan salah satu parameter terpenting dalam mempelajari dinamika laut. Perbedaan densitas yang kecil secara horisontal (misalnya akibat perbedaan pemanasan di permukaan) dapat menghasilkan arus laut yang sangat kuat. Oleh karena itu penentuan densitas merupakan hal yang sangat penting dalam oseanografi. Lambang yang digunakan untuk menyatakan densitas adalah ρ (rho). Densitas air laut bergantung pada temperatur (T), salinitas (S) dan tekanan (p). Kebergantungan ini dikenal sebagai persamaan keadaan air laut (Equation of State of Sea Water):
ρ = ρ(T,S,p)
Penentuan dasar pertama dalam membuat persamaan di atas dilakukan oleh Knudsen dan Ekman pada tahun 1902. Pada persamaan mereka, ρ dinyatakan dalam g cm-3. Penentuan dasar yang baru didasarkan pada data tekanan dan salinitas dengan kisaran yang lebih besar, menghasilkan persamaan densitas baru yang dikenal sebagai Persamaan Keadaan Internasional (The International Equation of State, 1980). Persamaan ini menggunakan temperatur dalam oC, salinitas dari Skala Salinitas Praktis dan tekanan dalam dbar (1 dbar = 10.000 pascal = 10.000 N m-2). Densitas dalam persamaan ini dinyatakan dalam kg m-3. Jadi, densitas dengan harga 1,025 g cm-3 dalam rumusan yang lama sama dengan densitas dengan harga 1025 kg m-3 dalam Persamaan Keadaan Internasional.
Densitas bertambah dengan bertambahnya salinitas dan berkurangnya temperatur, kecuali pada temperatur di bawah densitas maksimum. Densitas air laut terletak pada kisaran 1025 kg m-3 sedangkan pada air tawar 1000 kg m-3. Oseanografer biasanya menggunakan lambang σt (huruf Yunani sigma dengan subskrip t, dan dibaca sigma-t) untuk menyatakan densitas air laut. dimana σt =  ρ - 1000 dan biasanya tidak menggunakan satuan (seharusnya menggunakan satuan yang sama dengan ρ). Densitas rata-rata air laut adalah σt = 25. Aturan praktis yang dapat kita gunakan untuk menentukan perubahan densitas adalah: σt berubah dengan nilai yang sama jika T berubah 1oC, S 0,1, dan p yang sebanding dengan perubahan kedalaman 50 m.
Perlu diperhatikan bahwa densitas maksimum terjadi di atas titik beku untuk salinitas di bawah 24,7 dan di bawah titik beku untuk salinitas di atas 24,7. Hal ini mengakibatkan adanya konveksi panas.
S < 24.7: air menjadi dingin hingga dicapai densitas maksimum, kemudian jika air permukaan menjadi lebih ringan (ketika densitas maksimum telah terlewati) pendinginan terjadi hanya pada lapisan campuran akibat angin (wind mixed layer) saja, dimana akhirnya terjadi pembekuan. Di bagian kolam (basin) yang lebih dalam akan dipenuhi oleh air dengan densitas maksimum.
S > 24.7: konveksi selalu terjadi di keseluruhan badan air. Pendinginan diperlambat akibat adanya sejumlah besar energi panas (heat) yang tersimpan di dalam badan air. Hal ini terjadi karena air mencapai titik bekunya sebelum densitas maksimum tercapai.
Seperti halnya pada temperatur, pada densitas juga dikenal parameter densitas potensial yang didefinisikan sebagai densitas parsel air laut yang dibawa secara adiabatis ke level tekanan referensi.













BAB III
PENUTUP


3.1 Kesimpulan


Air (H2O) merupakan bahan esensial dan sangat penting bagi semua makhluk hidup terutama bagi kehidupan manusia. Beragam aktifitas manusia senantiasa berhubungan dengan air. Sebut saja seperti mencuci, mandi, minum, dan sebagainya. Semua membutuhkan keberadaan air. Dengan air ini (sebagai pelarut campuran semen dan pasir) juga bangunan dapat berdiri kokoh.
Air memiliki tegangan permukaan yang besar yang disebabkan oleh kuatnya sifat kohesi antar molekul-molekul air. Hal ini dapat diamati saat sejumlah kecil air ditempatkan dalam sebuah permukaan yang tak dapat terbasahi atau terlarutkan (non-soluble); air tersebut akan berkumpul sebagai sebuah tetesan.
Air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi, tetapi tidak di planet lain. Air menutupi hampir 71% permukaan bumi. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik (330 juta mil³) tersedia di bumi.





3.2 Saran

Dari pembahasan mengenai air, masih banyak kekurangan . hal ini disebabkan karena referensi yang sangat terbatas. media cetak yang berupa buku dan media elektronik dalam bentuk internet masih jadikan sumber dalam pembahasan makalah ini. untuk kami mengeharapkan kepada pembaca untuk bisa melengkapi lebih lanjut.





DAFTAR PUSTAKA



http://Mengapa air begitu penting bagi kehidupan _ Chem-Is-Try.Org _ Situs Kimia Indonesia _.htm
http://TEORI IKATAN MOLEKUL AIR – AIR DALAM PANGAN « FEIN, FOOD ENERGY INFO.htm

http://Manfaat Air Dalam Kehidupan.htm

http://air-hexagonal-dgn-reverse-osmosis-system-air-ber-oxygen.html

http://Air, Si Molekul Ajaib _ Chem-Is-Try.Org _ Situs Kimia Indonesia _.htm

http://sifat_air_laut.htm

No comments:

Post a Comment