Kimia dalam

AIRDr. Yuni K. Krisnandi

KBI Kimia Anorganik

Sifat fisika dan kimia AIR

• Air memiliki rumus kimia H2O

• Cairan tidak berwarna, tidak berasa

• TAPI air biasanya mengandung sejumlah kecil CO2 dalm udara, sehingga rasanya menjadi agak asam tidak sehat Kristal dari molekul air

• Air adalah pelarut yang sangat penting.– Pelarut yang universal (Universal solvent)– Pelarut Biologis (Biological solvent)– Cair (Liquid, not a gas, at room T and normal P)– Ukurannya kecil (Small size)– BJ nya lebih besar dari es (Density of water is greater

than ice)– Mempunyai ikatan hidrogen (Hydrogen Bonding)– Sangat Polar (Very polar)– Titik Didihnya tinggi (High boiling point =100 °C)– Mempunyai Tegangan Permukaan Tinggi– Sangat Transparan (dapat dilalui cahaya untuk

fotosintesa tanaman dalam air)– Mempunyai Kapasitas Panas Tinggi (Heat Capacity)

H2O Zat Menakjubkan

Sifat-sifat airNama umum waterAlternative names Aqua, dihydrogen monoxide, oxane,

hydroxic acid, hydrogen hydroxide

Rumus molekul H2O

Berat molekul 18.0153 g/molKerapatan dan fasa 1.000 g/cm3, liquid

0.917 g/cm3, solidTitik leleh 0 °C (273.15 K) (32 ºF)Titik didih 100 °C (373.15 K) (212ºF)Kapasitas panas spesifik (liquid) 4184 J/(kg·K)Entalpi pembentukan standar ΔfH0 (liquid) = –286.0 kJ/mol

ΔfH0 (gas) = –242.0 kJ/mol

Panas penguapan ΔHvap = 2258.6 J/g or 40.7 kJ/mol

Panas fusi ΔHfus = 333.5 J/g or 6.0 kJ/mol

Kerapatan air dan es

Kerapatan air lebih besar daripada es

Warna• Air menyerap dengan kuat

radiasi inframerah (IR). IR letaknya dekat dengan cahaya merah pada spektrum, sejumlah kecil warna merah juga terserap. Akibatnya air kelihatan berwarna kebiruan bila jumlahnya cukup banyak air danau

• Warna air dapat berubah bergantung dari pengotornya:– Limestone hijau tosca– Besi mengubah warna air menjadi

merah/coklat– Senyawa tembaga biru yg nyata– Alga hijau

Pelarutan• Air adalah pelarut yang sangat baik melarutkan

berbagai jenis senyawaan.• Senyawan yang sangat larut dalam air disebut senyawa

"hydrophilic" (suka-air) garam• Senyawaan yang bercampur dengan air disebut

senyawa "hydrophobic" (takut-air) minyak dan lemak• Kemampuan untuk bercampur dengan air ditentukan

dari: senyawaan tsb memiliki gaya yang dapat setara atau melebihi gaya tarik-menarik (attractive forces) antar molekul air.Bila tidak, molekul senyawa tersebut akan terdorong ("pushed out“) dari molekul2 air dan tidak akan larut.

• Senyawaan yang larut dalam air dikenal sebagai "aqueous".

Gaya Kohesi dan Adhesi

• Gaya Kohesi ??• Gaya Adhesi??• Embun menempel di sarang laba-

laba • Tegangan permukaan dari air

memungkinkan terbentuknya tetesan air yg lebih besar

• Molekul air dapat bergabung dengan molekul air lainnya Kohesi karena molekul air bersifat polar

• Karena sifat polarnya, air juga dapat menempel pada benda lain Adhesi

Tegangan permukaan• Air memiliki tegangan permukaan

yang besar karena kohesi yang kuat antara molekul-molekul air.

• Contoh:Air bergabung membentuk tetes air ketika diletakkan pada permukaan yang nonsoluble seperti polietilena

• Pada permukaan gelas yang sangat bersih, air akan membentuk lapisan tipis, krena gaya molekuler antara gelas dan air (adhesi) lebih kuat daripada kohesi

• Dalam sel biologis, air berinteraksi dengan permukaan membran dan protein yang bersifat hidrofilik

• Aplikasi dari modifikasi tegangan permukaan air????

Efek Kapiler

• Efek kapiler (gerakan kapiler) adalah kemampuan dari suatu material untuk menarik air ke arah atas melawan gaya gravitasi.

• Hal ini terjadi ketika gaya adhesi intrmolekuler antara cairan dan padatan lebih kuat dari gaya kohesi antara molekul-molekul cairan,

• Efek ini menyebabkan concave meniscus terbentukdimana cairan kontak dengan permukaan yang vertikal.

• Contoh dari fenomena efek kapiler??

Pipa Kaca

Pipa Plastik

Hantaran listrik• Salah kaprah yang umum tentang air:

Air adalah penghantar listrik yang sangat baik, dengan resiko orang terkena ‘stroom’

• Semua sifat listrik yang terlihat dari air sebetulnya disebabkan oleh ion-ion garam dan karbondioksida yang terlarut di dalamnya.

• Air MeMang swa-ionisasi: 2H2O H3O+ + OH-

TAPI arus listrik yang dihasilkan belum cukup untuk melakukan kerja

atau berbahaya• Air murni dapat pula dielektrolisis menjadi O2(g) dan H2(g),

tapi tanpa adanya ion-ion terlarut, proses ini berjalan sangat lambat dan sangat sedikit arus yg terbentuk.

Siklus air (water cycle / hidrologic cycle)

Kegunaan Air

Air Minum• Air untuk minum umumnya berasal dari Air Permuka-

an (surface water) atau dari Air Tanah (ground water).

• Surface water – danau, sungai dan cadangan air lain- nya di permukaan Bumi.

Umumnya Air mengandung zat-zat yang harus dihilangkan sebelum dijadikan air minum.

• Ground water – air yang di pompa (melalui pengebor- an) dari dalam tanah.

umumnya bebas dari kandungan zat berbahaya, namun tidak selalu bersih.

Cl- 55.04 wt% Na+ 30.61 wt%

SO42- 7.68 wt% Mg2+ 3.69 wt%

Ca2+ 1.16 wt.% K+ 1.10 wt.%

Air laut

Gas terlarut (N2, O2, CO2, dan gas runutan)

Pencemaran Air • Meningkatnya nutrisi (fosfat, nitrat) dalam air dapat menyebabkan eutrofikasi

• Sampah organik seperti air got/parit sewage dan pertanian menyebabkan kebutuhan oksigen yang tinggi defisiensi oksigen mengganggu ekosistem

• Air buangan wastewater industri mengandung berbagai jenis pollutan, diantaranya: logam berat, racun organik, minyak, nutrisi dan padatan

• Buangan dapat pula beruap efek panas, terutama dari pembangkit tenaga listrik akan mengurangi jumlah oksigen yang tersedia di air

• Pembuangan SO2 (pembakaran bahan bakar fosil dengan kadar S tinggi) menyebabkan HUJAN ASAM

Daftar Pustaka

• Environmental chemistry textbooks• Basic chemistry textbooks• http://en.wikipedia.org/wiki/Water• http://fusionanomaly.net/water.html• http://www.usask.ca/geology/classes/geol

206/geol206rr2.html