Karakteristik Molekul Air

Air (H2O) tersusun oleh dua atom hidrogen (H) dan satu atom oksigen (O). Setiap atom hidrogen itu secara kimiawi terikat pada atom oksigen. Atom oksigen memiliki sifat elektronegatif yang tinggi, karena memiliki tiga pasang elektron bebas pada kulit atomnya. Setiap aton hidrogen yang berikatan dengan atom oksigen, menyumbangkan satu elektron kepada aton oksigen, sehingga terbentuk suatu keseimbangan. Ikatan atom-atom itu membentuk molekul air.

Ujung-ujung atom hidrogen memiliki muatan positif yang kecil, sedang dua pasangan elektron oksigen yang tidak berikanan membuat ujung atom oksigen memiliki muatan negatif. Kemudian, karena muatan itu memiliki penyebaran muatan yang tidak sama, maka disebut polar covalent bonds yang bersifat bipolar. Dua muatan positif dari atom hidrogen pada satu sisi dan dua muatan negatif ganda dari atom oksigen membuat molekul-molekul air bersifat bipolar. Akibatnya adalah, molekul-molekul air yang berdampingan cenderung untuk bergabung bersama, tertahan oleh tarikan dari muatan yang berlawanan yang ada pada molekul yang berdampingan. Muatan positif atom hidrogen dari satu molekul tertarik dengan muatan negatif atom oksigen dari molekul yang lain, membentuk suatu ikatan yang disebut ikatan hidrogen (hydrogen bonds).

Ikatan molekul air yang bermuatan itu lebih kuat daripada ikatan molekul tanpa muatan. Keadaan itu membuat molekul air lebih stabil dan sulit terpisah untuk menjadi molekul-molekul air yang terpisah. Susunan molekul air adalah susunan molekul yang sangat stabil.Air memiliki beberapa sifat kimia dan fisika yang tidak dimiliki molekul lain. Air memiliki karakteristik khas karena sifat kimia dan fisika yang dimiliki. Beberapa karakteristik molekul air adalah sebagai berikut:

Berbentuk cair pada suhu ruangSemakin besar ukuran moleku suatu senyawa, maka senyawa tersebut akan memiliki kecenderungan untuk berbentuk cair atau padat pada suhu ruang. Jika senyawa memiliki ukuran molekul yang kecil, senyawa tersebut cenderung berbentuk gas atau cair. Air sebenarnya memiliki berat molekul yang kecil, hanya sekitar 18 gram/mol. Tetapi air berbentuk cair pada suhu ruang. Hal ini karena dalam molekul-mlekul air terdapat ikatan ikatan hidrogen yang menyebabkan molekul-molekulnya tidak mudah terlepas dan berubah bentuk menjadi gas.

Panas spesifik tinggiPanas spesifik adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram air murni sebesar 1C. panas spesifik air lebih tinggi dari dari semua senyawa lain kecuali amonia cair. Panas spesifik tinggi pada air disebabkan oleh susunan molekul air yang memungkinkan atom-atom O dan H bergerak secara bebas sehingga dapat menyerap banyak energi tanpa diikuti oleh kenaikan suhu. Dalam kaitannya dengan tumbuhan, panas spesifik yang tinggi berguna untuk menstabilkan suhu tumbuhan walaupun menerima atau kehilangan sejumlah energi.

Panas laten vaporasi dan fusi yang tinggiPanas laten vaporasi adalah energi yang dibutuhkan untuk menguapkan 1 gram air murni pada suhu 20C. Panas laten fusi adalah energi yang digunakan untuk mencairkan 1 gram es pada suhu 0C. Tingginya energi yang dibutuhkan disebabkan oleh ikatan hidrogen pada molekul air. Pada tumbuhan panas vaporasi yang tingg penting untuk menjaga stabilitas suhu daun melalui proses transpirasi.

Viskositas rendahIkatan-ikatan hidrogen yang harus diputus agar air dapat mengalir memunculkan anggapan bahwa air memiliki viskositas (hambatan pengaliran) yang tinggi. Namun, pada kenyataannya, air memiliki viskositas yang rendah. Pada keadaan cair, ikatan hidrogen dimiliki bersama oleh 2 molekul air yang lainnya yang menyebabkan ikatan hidrogen tersebut lemah dan mudah putus. Air dapat dengan mudah mengalir pada jaringan tumbuhan. Viskositas air akan menurun pada suhu yang lebih tinggi.

Adanya gaya kohesi dan adhesiAdanya gaya kohesi menjadikan air dapat diangkut dalam pembuluh xilem dari akar ke daun. Kohesi antar molekul air menyebabkan tegangan permukaan di mana molekul air pada bagian permukaan ditari oleh molekul air di bagian bawah. Dari peristiwa ini, butiran tetasan air akan tampak seolah-olah dilapisi oleh kulit ang bersifat elastis dan butiran air akan cenderung berbentuk bulat.

Lakitan, Benyamin. 2011. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. Raja Grafindo Persada, Jakarta.

Pembagian Air

Pembagian air berdasarkan analisis

a.Air kotor/air tercemar

Air yang bercampur dengansatu atau berbagaicampuran hasil buangan

disebut air tercemar/air kotor.

Sumber air kotor / air tercemar

Menurut lokasi pencemaranmaka air tercemarini digolongkandalam 2

lokasi yaitu:

Airtercemardipedesaan.Sumberpencemaradalahhasilsampah

rumah tangga, hasil kotoran hewan, hasil industri kecil.

Air tercemar perkotaan bersumber dari hasil sampah rumah tangga,

pusat perbelanjaan, industri kecil, industri besar, hotel, restaurant,

tempat keramaian.

b.Air bersih

Airbersihadalahairyangsudah terpenuhisyaratfisik,kimia,namun

bakteriologi belum terpenuhi. Air bersih ini diperoleh dari sumur gali,

sumur bor, air hujan, air dari sumber mata air.

Pemanfaatan air bersih

Secara umum dapat di katakan penggunaan air bersih sebagai berikut :

Akan diolah menjadi air siap minum

Untuk keperluan keluarga (cuci, mandi)

Sarana pariwisata (air terjun)

Pada industri (sarana pendingin)

Sebagai alat pelarut (dalam bidang farmasi/kedokteran)

Pelarut obat-obatan dan infus (apabila air tersebut telah diolah menjadi

air steril)

Sebagai sarana irigasi

Sebagai sarana peternakan

Sebagai sarana olahraga (kolam renang)

c.Air siap diminum/air minum

Air siap diminum/airminum ialah airyang sudah terpenuhi syarat fisik,

kimia, bakteriologi serta level kontaminasi (LKM) (Maximum

Contaminant Level).

Level kontaminasi maksimum meliputi sejumlah zat kimia, kekeruhan dan

bakteri coliform yang diperkenankan dalam batas-batas aman, lebih jelas

lagi bahwa air siap minum/air minum yang berkualitas harus terpenuhi

syarat, sebagai berikut :

Harus jernih, transparan dan tidak bewarna

Tidak dicemari bahan organik maupun bahan anorganik

Tidak berbau, tidak berasa, kesan enak bila diminum

Mengandung mineral yang cukup sesuai dengan standard

Bebas kuman/LKM coliform dalam batas aman (Gabriel, 2001).

Pembagian air berdasarkan kelas

Menurutperuntukannya,airpadasumberairdapatdikategorikanmenjadi

empat golongan yaitu :

Golongan A, yaitu air yang dapat digunakansebagai air minum secara

1. langsung, tanpa pengolahan terlebih dahulu.

2. Golongan B, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum.

Golongan C, yaitu airyang dapat digunakanuntuk keperluan perikanan

3. dan peternakan.

Golongan D, yaituair yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian,

4. usaha di perkotaan, industri, dan pembangkit listrik tenaga air.

Peranan penting air pada tumbuhan

Air merupakan sumber kehidupan, tanpa air tidak ada makhluk yang dapat hidup. Begitu juga tanaman,salah satu unsur terbesar tanaman adalah air yaitu berkisar anatara 90% untuk tanaman muda, sampai kurang dari 10% untuk padi-padian yang menua sedangkan tanaman yang mengandung minyak , kandungan airnya sangat sedikit. penyiraman harus dilakukan teratur agar tidak kekurangan. Jika tidak disiram, tanaman akan mati kekeringan. Air merupakan bahan untuk fotosintesis, tetapi hanya 0,1% dari total air yang digunakan untuk fotosintesis. Air yang digunakan untuk transpirasi tanaman sebanyak 99 %, dan yang digunakan untuk hidrasi 1 %, termasuk untuk memelihara dan menyebabkan pertumbuhan yang lebih baik. Selama pertumbuhan tanaman membutuhkan sejumlah air yang tepat.

Fungsi air bagi tumbuhan :

1. Penyusun utama protoplasma

Molekul molekul makro dalam protoplasma seperti protein, karbohidrat, pektin dan lain lain membentuk struktur yang unik berasosiasi dengan molekul air dalam bentuk koloid.

2. Menjadi pelarut bagi zat hara yang diperlukan tumbuhan

Menjadi alat transpor untuk memindahkan zat hara. Bahan yang diangkut dapat berupa bahan mineral dari dalam tanah, bahan bahan organik hasil fotosintesa, dan olahan sel lainya.

3. Menjadi medium berlangsungnya reaksi-reaksi biokimia

Terkadang proses reaksi terjadi dalam bentuk larutan dan air adalah pelarut yang sangat baik.

4. Menjadi bahan dasar untuk reaksi reaksi biokimia

Seperti pada fotosintesis, tanpa adanya air yang berperan sebagai donor elektron, fotosintesis tidak dapat berlangsung.

5. Sebagai sistem hidrolik

Air dapat memberikan tekanan hidrolik pada sel seliingga menimbulkan turgor pada dinding sel tumbuhan. memberikan kekuatan mekanik pada jaringan-jaringan yang tidak memiliki sokongan struktur (zat kayu) pada dinding selnya, misalnya pada parenkim. Sistem hidrolik juga dapat di jumpai pada membuka dan menutupnya stomata.

6. Stabilisasi dan pemindahan panas

Tingginya panas jenis yang dimiliki air, telah memungkinkan air berperan sebagai penyangga (buffer) dalam pengaturan panas tubuh tumbuhan. Penyerapan sejumlah besar panas (radiasi) oleh tumbuhan, hanya akan mengubah suhu tubuh sedikit saja. Sebab sebagian besar panas (radiasi) tersebut dikembalikan lagi ke lingkungannya dengan cara penguapan air dari permukaan tubuhnya.

7. Sebagai alat gerak

Misalnya pada pulvinus tangkai daun pada gerak nasti. Air di dalam sel berada dalam bentuk bebas dan terikat. Keterikatan air itu dapat dengan ion atau molekul polar, terkait dengan ikatan H pada molekul lain, terikat pada koloid atau terikat secara kapiler. Air bebas terdapat pada vacuola sebagai cairan encer. Apabila tumbuhan kekurangan air, air bebaslah yang hilang lebih dulu. Sebagai larutan air dalam sel mempunyai potensial air lebih kecil dari nol. Besamya potensial air larutan cairan sel dipengaruhi oleh temperatur, adanya bahan pelarut lain, adanya imbibiban yaitu zat yang mampu mengadakan imbibisi. dan adanya tekanan atau tegangan (tekanan hidrostatik).