Tubuh manusia tidak dapat mengtoleransi suhu yang terlalu rendah maupun terlalu tinggi. Seseorang yang berada di luar ruangan dengan temperatur udara di bawah minus 29oC tanpa mengenakan pakaian yang cukup tebal akan beku dan berakhir pada kematian karena tubuhnya kehilangan panas. Temperatur tubuh normal adalah 37oC, dan ketika temperatur udara lebih rendah dari temperatur tubuh, panas akan mengalir dari tubuh kita. Pada temperatur udara sedang (berkisar antara 15-20oC), tubuh kita tidak terlalu bermasalah, bahkan sesungguhnya temperatur udara sedang sangat dibutuhkan karena tubuh kita memproduksi panas berlebih dari yang kita butuhkan dan harus dilepas sebagian. Suatu kondisi dimana temperatur udara sangat rendah sehingga tubuh melepas terlalu banyak panas sehingga temperatur tubuh turun disebut dengan hypothermia. Penurunan panas tubuh badan antara 1oC hingga 2oC mengakibatkan tubuh gemetar, yang merupakan salah satu usaha tubuh kita untuk menaikkan temperatur tubuh melalui gerakan dari sendi-sendi otot. Penurunan yang lebih drastis lagi mengakibatkan kehilangan kesadaran dan bahkan kematian.
Kebalikan dari kondisi di atas disebut dengan hiperthermia. Hal ini dapat disebabkan oleh tingginya udara di luar maupun faktor dari dalam tubuh kita sendiri yaitu ketika seseorang menderita demam.
Tampilkan postingan dengan label Tanya Jawab Kimia. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label Tanya Jawab Kimia. Tampilkan semua postingan
Senin, 07 April 2008
Mengapa demam temperatur tinggi berbahaya?
Temperatur normal tubuh kita adalah 37oC dan temperatur tubuh kita tidak dapat melebihi dari 41.7oC. Seluruh reaksi didalam tubuh kita baik itu pernafasan, pencernaan, dan sintesis dari berbagai senyawa berlangsung pada temperatur normal tubuh. Jika temperatur tubuh kita naik 10oC menyebabkan kecepatan reaksi dari reaksi-reaksi yang terjadi di dalam tubuh kita menjadi dua kali lebih cepat dari keadaan normal, bahkan kenaiikan 1oC saja sudah cukup mempercepat reaksi kimia di dalam tubuh kita. Kita dapat melihat dari sini bahwa demam dengan temperatur tinggi sangatlah berbahaya.
Demam merupakan mekanisme kekebalan tubuh, dimana sedikit kenaikkan pada temperatur tubuh mempercepat pembunuhan kuman dan bakteri melalui percepatan reaksi mekanisme kekebalan tubuh. Hal yang penting adalah kenaikkan temperatur tersebut haruslah sedikit: kenaikkan temperatur tubuh lebih dari 3oC mempercepat kecepatan reaksi pada signifikasi yang berbahaya.
Seseorang dapat dengan mudah mendeteksi kenaikkan dari reaksi kimia tubuh ketika pasien menderita demam dengan temperatur tinggi. Denyut nadi bertambah dan pernafasan menjadi lebih cepat merupakan suatu usaha untuk memperoleh lebih banyak oksigen guna mempercepat reaksi yang terjadi di dalam tubuh.
Demam merupakan mekanisme kekebalan tubuh, dimana sedikit kenaikkan pada temperatur tubuh mempercepat pembunuhan kuman dan bakteri melalui percepatan reaksi mekanisme kekebalan tubuh. Hal yang penting adalah kenaikkan temperatur tersebut haruslah sedikit: kenaikkan temperatur tubuh lebih dari 3oC mempercepat kecepatan reaksi pada signifikasi yang berbahaya.
Seseorang dapat dengan mudah mendeteksi kenaikkan dari reaksi kimia tubuh ketika pasien menderita demam dengan temperatur tinggi. Denyut nadi bertambah dan pernafasan menjadi lebih cepat merupakan suatu usaha untuk memperoleh lebih banyak oksigen guna mempercepat reaksi yang terjadi di dalam tubuh.
Apa yang terjadi ketika rambut kita dikeriting?
Suatu protein yang disebut dengan keratin, merupakan protein yang membentuk rambut manusia, terdiri dari unsur cystine, yaitu senyawa asam amino yang memiliki unsur sulfida, dalam jumlah persentase yang cukup tinggi. Jembatan disulfida -S-S- dari cystine merupakan salah satu faktor utama yang bertanggung jawab atas berbagai bentuk dari rambut kita. Rambut lurus atau keriting dikarenakan keratin mengandung jembatan disulfida yang memampukan molekul untuk mempertahankan bentuk-bentuk tertentu. Di dalam proses keriting atau 'perm' (permanent waves) , pertama rambut diberikan senyawa pereduksi yang membuka beberapa ikatan -S-S- .
Hal ini memungkinkan molekul kehilangan daya kekakuannya dan membuatnya lebih lentur. Setelah itu rambut ditata sesuai dengan bentuk yang diinginkan dengan bantuan penggulung rambut atau alat penata rambut lainnya dan kemudian diberikan senyawa pengoksidasi. Senyawa pengoksidasi ini membalikkan reaksi yang disebutkan diatas, membentuk ikatan disulfida baru, sehingga molekul-molekul dapat mempertahankan bentuk baru yang diinginkan. Hal yang sama juga berlaku ketika kita ingin meluruskan rambut kita.
Walaupun kita telah menjalani proses keriting rambut, sesungguhnya keriting pada rambut kita tidaklah bersifat permanen. Rambut akan terus bertumbuh dan setelah beberapa lama kepala kita akan terdapat rambut baru yang cukup banyak jumlahnya. Rambut baru ini memiliki ikatan disulfida sama seperti bentuk rambut kita semula, sehingga lambat laun bentuk dari rambut kita akan kembali secara alami.
Hal ini memungkinkan molekul kehilangan daya kekakuannya dan membuatnya lebih lentur. Setelah itu rambut ditata sesuai dengan bentuk yang diinginkan dengan bantuan penggulung rambut atau alat penata rambut lainnya dan kemudian diberikan senyawa pengoksidasi. Senyawa pengoksidasi ini membalikkan reaksi yang disebutkan diatas, membentuk ikatan disulfida baru, sehingga molekul-molekul dapat mempertahankan bentuk baru yang diinginkan. Hal yang sama juga berlaku ketika kita ingin meluruskan rambut kita.
Walaupun kita telah menjalani proses keriting rambut, sesungguhnya keriting pada rambut kita tidaklah bersifat permanen. Rambut akan terus bertumbuh dan setelah beberapa lama kepala kita akan terdapat rambut baru yang cukup banyak jumlahnya. Rambut baru ini memiliki ikatan disulfida sama seperti bentuk rambut kita semula, sehingga lambat laun bentuk dari rambut kita akan kembali secara alami.
Apa penyebab penyakit gondok?
Penyakit gondok disebabkan oleh membesarnya kelenjar tiroid pada leher. Hubungan antara penyakit ini dengan kurangnya konsumsi yodium telah diketahui lebih dari 130 tahun yang lalu. Beberapa abab sebelumnya, penyakit gondok ditangani dengan mengkonsumsikan pasien benda yang kaya akan yodium seperti karang laut yang dibakar. Yodium berinteraksi dengan protein yang disebut dengan thyroglobulin, dan cincin aromatik dari protein ter-iodinisasi. Dua dari molekul yang ter-iodinisasi tersebut berinteraksi, membentuk suatu unit thyroxine yang berikatan dengan protein. Unit aromatik ini kemudian lepas dan menghasilkan suatu hormon tiroid thyroxine yang sangat kuat.
Manusia maupun hewan mamamalia muda memerlukan hormon tiroid untuk pertumbuhan dan perkembangan yang normal. Kekurangan dari hormon tiroid pada saat kandungan berakibat penurunan mental dan daya pikir anak tersebut. Kekurangan hormon tiroid pada tingkat rendah pada orang dewasa mengakibatkan hypotiroidism, atau sering kita sebut dengan istilah gondok, dengan gejala-gejala seperti malas bergerak, kegemukan, dan kulit yang mengering.
Yodium yang kita dapatkan dari mengkonsumsi makanan dan minuman berada dalam bentuk ion yodium, dan besarnya bergantung dari kadar yodium dalam tanah. Tanah dengan kadar yodium rendah mengakibatkan banyak pasien menderita penyakit gondok dan dapat ditanggulangi dengan mengkomsumsi garam yang ber-iodinisasi NaI (100mg iyodium per gram garam).
Manusia maupun hewan mamamalia muda memerlukan hormon tiroid untuk pertumbuhan dan perkembangan yang normal. Kekurangan dari hormon tiroid pada saat kandungan berakibat penurunan mental dan daya pikir anak tersebut. Kekurangan hormon tiroid pada tingkat rendah pada orang dewasa mengakibatkan hypotiroidism, atau sering kita sebut dengan istilah gondok, dengan gejala-gejala seperti malas bergerak, kegemukan, dan kulit yang mengering.
Yodium yang kita dapatkan dari mengkonsumsi makanan dan minuman berada dalam bentuk ion yodium, dan besarnya bergantung dari kadar yodium dalam tanah. Tanah dengan kadar yodium rendah mengakibatkan banyak pasien menderita penyakit gondok dan dapat ditanggulangi dengan mengkomsumsi garam yang ber-iodinisasi NaI (100mg iyodium per gram garam).
Apa perbedaan karbon dioksida dan karbon mono-oksida?
Pembakaran sempurna dari bahan bahar menghasilkan karbon dioksida. Proses ini berlangsung ketika oksigen berada dalam keadaaan yang cukup. Ketika pembakaran berlangsung tidak sempurna, karbon monooksida juga diproduksi. Sesungguhnya, oksidasi dari senyawa karbon tidak hanya terjadi pada mobil kita ataupun pembakaran arang tetapi juga terjadi pada tubuh kita. Dalam kasus ini produk dari reaksi sebagian besar berupa CO2, ketika kita menghembuskan nafas kita.
Karbon dioksida merupakan sebagian kecil komponen dari atmosfir kita, walaupun aktivasi dari gunung berapi dan pembakaran bahan bakar fosil memproduksinya dalam jumlah yang cukup besar. Walaupun begitu, CO2 di udara juga diperlukan dalam proses fotosintesis karbohidrat oleh tanaman. Sebagian juga diubah menjadi karbonat padat, melalui proses pelarutan dengan air dan membentuk asam karbonat, lalu berinteraksi dengan kation, sebagai contoh, dengan Ca2+ dan terbentuk senyawa kalsium karbonat yang tidak larut.
Karbon monooksida dihasilkan pada pembakaran tidak sempurna. Sebagai contoh, 4 sampai 7 persen dari gas buangan kendaraan bermotor dan gas dari cerobong asap merupakan CO. Senyawa ini sangatlah beracun karena dapat berikatan kuat dengan hemoglobin dan menghambat proses pengangkutan oksigen ke jaringan-jaringan tubuh. Karbon monooksida berikatan 200 kali lebih kuat dengan hemoglobin daripada oksigen dan oleh karenanya sangat sulit untuk melepaskannya ketika telah berikatan dengan darah.
Keracuan karbon monooksida pada umumnya mengakibatkan kematian karena senyawa ini tidak memiliki tanda-tanda bahaya. Karbon mooksida tidak berbau dan tidak berwarna, serta reaksinya berlangsung sangat cepat.
Sesungguhnya senyawa karbon oksida juga diproduksi oleh tubuh kita pada proses perusakan heme, tetapi jumlahnya sangatlah kecil, tidak lebih dari 1 persen dari aktivitas hemoglobin, dan tidak menyebabkan gejala-gejala apapun. Ketika 10 sampai 30 persen dari molekul hemoglobin bercampur dengan karbon monooksida, timbul gejala pening dan sakit kepala, disertai dengan kaburnya penglihatan dan rasa mual. Persentasi karbon monooksida yang lebih tinggi lagi mengakibatkan hilangnya kesadaran, melemahnya aktivasi jantung, koma bahkan kematian. Penangannya dengan memberikan campuran antara oksigen dan karbon dioksida maupun transfusi darah bila perlu.
Karbon dioksida merupakan sebagian kecil komponen dari atmosfir kita, walaupun aktivasi dari gunung berapi dan pembakaran bahan bakar fosil memproduksinya dalam jumlah yang cukup besar. Walaupun begitu, CO2 di udara juga diperlukan dalam proses fotosintesis karbohidrat oleh tanaman. Sebagian juga diubah menjadi karbonat padat, melalui proses pelarutan dengan air dan membentuk asam karbonat, lalu berinteraksi dengan kation, sebagai contoh, dengan Ca2+ dan terbentuk senyawa kalsium karbonat yang tidak larut.
Karbon monooksida dihasilkan pada pembakaran tidak sempurna. Sebagai contoh, 4 sampai 7 persen dari gas buangan kendaraan bermotor dan gas dari cerobong asap merupakan CO. Senyawa ini sangatlah beracun karena dapat berikatan kuat dengan hemoglobin dan menghambat proses pengangkutan oksigen ke jaringan-jaringan tubuh. Karbon monooksida berikatan 200 kali lebih kuat dengan hemoglobin daripada oksigen dan oleh karenanya sangat sulit untuk melepaskannya ketika telah berikatan dengan darah.
Keracuan karbon monooksida pada umumnya mengakibatkan kematian karena senyawa ini tidak memiliki tanda-tanda bahaya. Karbon mooksida tidak berbau dan tidak berwarna, serta reaksinya berlangsung sangat cepat.
Sesungguhnya senyawa karbon oksida juga diproduksi oleh tubuh kita pada proses perusakan heme, tetapi jumlahnya sangatlah kecil, tidak lebih dari 1 persen dari aktivitas hemoglobin, dan tidak menyebabkan gejala-gejala apapun. Ketika 10 sampai 30 persen dari molekul hemoglobin bercampur dengan karbon monooksida, timbul gejala pening dan sakit kepala, disertai dengan kaburnya penglihatan dan rasa mual. Persentasi karbon monooksida yang lebih tinggi lagi mengakibatkan hilangnya kesadaran, melemahnya aktivasi jantung, koma bahkan kematian. Penangannya dengan memberikan campuran antara oksigen dan karbon dioksida maupun transfusi darah bila perlu.
Apakah yang dimaksud Efek Rumah Kaca?
Dunia memperoleh sebagian besar energi dari pembakaran bahan bakar fosil yang berupa pembakaran minyak bumi, arang maupun gas bumi. Ketika pembakaran berlangsung sempurna, seluruh unsur karbon dari senyawa ini diubah menjadi karbon dioksida. Senyawa karbon dari bahan bakar fosil telah tersimpan di dalam bumi selama beratus-ratus milliar tahun lamanya. Dalam jangka waktu satu atau dua abab ini, senyawa karbon ini dieksploitasi dan diubah menjadi karbon dioksida. Tidak semua karbon dioksida berada di atmosfir (sebagian darinya larut di laut dan danau, sebagian juga diubah menjadi bebatuan dalam wujud karbonat kalsium dan magnesium), tetapi hasil pengukuran menunjukkan bahwa kadar CO2 di atmosfir perlahan-lahan meningkat tiap tahun dan terus meningkat dekade-dekade terakhir.
Peningkatan dari kadar CO2 di atmosfir menimbulkan masalah-masalah penting yang disebabkan oleh alasan-alasan berikut ini. Karbon dioksida memiliki sifat memperbolehkan cahaya sinar tampak untuk lewat melaluinya tetapi menyerap sinar infra merah. Agar bumi dapat mempertahankan temperatur rata-rata, bumi harus melepaskan energi setara dengan energi yang diterima. Energi diperoleh dari matahari yang sebagian besar dalam bentuk cahaya sinar tampak. Oleh karena CO2 di atmosfer memperbolehkan sinar tampak untuk lewat, energi lewat sampai ke permukaan bumi. Tetapi energi yang kemudian dilepaskan (dipancarkan) oleh permukaan bumi sebagian besar berada dalam bentuk infra merah, bukan cahaya sinar tampak, yang oleh karenanya disearap oleh atmosfer CO2. Sekali molekul CO2 menyerap energi dari sinar infra merah, energi ini tidak disimpan melainkan dilepaskan kembali ke segala arah, memancarkan balik ke permukaan bumi. Sebagai konsekuensinya, atmosfer CO2 tidak menghambat energi matahari untuk mencapai bumi, tetapi menghambat sebagian energi untuk kembali ke ruang angkasa. Fenomena ini disebut dengan efek rumah kaca.
Kita mungkin menduga adanya peningkatan bertahap dari temperatur rata-rata permukaan bumi atau pemanasan global, sebagai akibat dari bertambahnya kadar CO2 tiap tahunnya. Sesungguhnya, tidak diperlukan peningkatan yang tinggi dari temperatur rata-rata untuk mengakibatkan perubahaan pada cuaca bumi. Peningkatan 4 derajat celcius cukup untuk sebagian besar antartik mencair dan berakibat tenggelamnya beberapa negara-negara pantai di seluruh dunia. Tetapi apakah sesungguhnya temperatur rata-rata terus meningkat? Hasil pengukuran menunjukkan temperatur rata-rata bumi meningkat, 0.6 derajat celcius, dari tahun 1880 sampai 1940, lalu kembali menurun, kurang lebih 0.3 derajat celcius, dari tahun 1940 sampai 1975, walaupun konsentrasi dari CO2 pada atmosfer terus meningkat pada masa itu. Sejak tahun 1975 temperatur bumi kembali meningkat secara perlahan-lahan. Pada dasarnya, sampai saat ini kita tidak memastikan seberapa jauh efek rumah kaca berdampak pada perubahan cuaca bumi. Ada banyak faktor yang terlibat didalamnya, dan penelitian terus berlanjut.
Peningkatan dari kadar CO2 di atmosfir menimbulkan masalah-masalah penting yang disebabkan oleh alasan-alasan berikut ini. Karbon dioksida memiliki sifat memperbolehkan cahaya sinar tampak untuk lewat melaluinya tetapi menyerap sinar infra merah. Agar bumi dapat mempertahankan temperatur rata-rata, bumi harus melepaskan energi setara dengan energi yang diterima. Energi diperoleh dari matahari yang sebagian besar dalam bentuk cahaya sinar tampak. Oleh karena CO2 di atmosfer memperbolehkan sinar tampak untuk lewat, energi lewat sampai ke permukaan bumi. Tetapi energi yang kemudian dilepaskan (dipancarkan) oleh permukaan bumi sebagian besar berada dalam bentuk infra merah, bukan cahaya sinar tampak, yang oleh karenanya disearap oleh atmosfer CO2. Sekali molekul CO2 menyerap energi dari sinar infra merah, energi ini tidak disimpan melainkan dilepaskan kembali ke segala arah, memancarkan balik ke permukaan bumi. Sebagai konsekuensinya, atmosfer CO2 tidak menghambat energi matahari untuk mencapai bumi, tetapi menghambat sebagian energi untuk kembali ke ruang angkasa. Fenomena ini disebut dengan efek rumah kaca.
Kita mungkin menduga adanya peningkatan bertahap dari temperatur rata-rata permukaan bumi atau pemanasan global, sebagai akibat dari bertambahnya kadar CO2 tiap tahunnya. Sesungguhnya, tidak diperlukan peningkatan yang tinggi dari temperatur rata-rata untuk mengakibatkan perubahaan pada cuaca bumi. Peningkatan 4 derajat celcius cukup untuk sebagian besar antartik mencair dan berakibat tenggelamnya beberapa negara-negara pantai di seluruh dunia. Tetapi apakah sesungguhnya temperatur rata-rata terus meningkat? Hasil pengukuran menunjukkan temperatur rata-rata bumi meningkat, 0.6 derajat celcius, dari tahun 1880 sampai 1940, lalu kembali menurun, kurang lebih 0.3 derajat celcius, dari tahun 1940 sampai 1975, walaupun konsentrasi dari CO2 pada atmosfer terus meningkat pada masa itu. Sejak tahun 1975 temperatur bumi kembali meningkat secara perlahan-lahan. Pada dasarnya, sampai saat ini kita tidak memastikan seberapa jauh efek rumah kaca berdampak pada perubahan cuaca bumi. Ada banyak faktor yang terlibat didalamnya, dan penelitian terus berlanjut.
Mengapa tidak baik mengkonsumsi MSG berlebihan ?
Sejak ditemukannya asam glutamat atau yang sering disebut dengan MSG (Monosodium Glutamat) pada tahun 1940, asam glutamat telah digunakan di berbagai macam jenis produk makanan di berbagai negara, khususnya dalam kurun waktu 40 tahun terakhir. Asam glutamat merupakan salah satu dari 20 asam amino yang ditemukan pada protein dan MSG merupakan monomer dari asam glutamat. MSG memberikan rasa gurih dan nikmat pada berbagai macam masakan, walaupun masakan itu sebenarnya tidak memberikan rasa gurih yang berarti. Penambahan MSG ini membuat masakan seperti daging, sayur, sup berasa lebih nikmat dan gurih. MSG dijual dalam berbagai bentuk produk dan kemasan, produk penyedap rasa seperti Ajinomoto atau Royco mengandung MSG sebagai salah satu bahan penyedap rasa. Produk makanan siap saji, makanan beku maupun makanan kaleng juga mengandung MSG dalam jumlah yang cukup besar. Selain lada dan garam, botol berlabel penyedap rasa yang mengandung MSG juga dapat dengan mudah ditemukan di rak bumbu dapur maupun di atas meja restoran. Umumnya, Restoran Cina banyak menggunakan MSG untuk menyedapkan masakan-masakannya.
Walaupun sebagian besar orang dapat mengkonsumsi MSG tanpa masalah, beberapa orang memiliki alergi bila mengkonsumsi berlebihan yaitu gejala seperti pening, mati rasa yang menjalar dari rahang sampai belakang leher, sesak nafas dan keringat dingin. Secara umum, gejala-gejala ini dikenal dengan nama sindrom restoran cina.
Asam glutamat dan gamma-asam aminobutrat mempengaruhi transmisi signal didalam otak. Asam glutamat meningkatkan transmisi signal dalam otak, sementara gamma-asam aminobutrat menurunkannya. Oleh karenanya, mengkonsumsi MSG berlebihan pada beberapa individu dapat merusak kesetimbangan antara peningkatan dan penurunan transmisi signal dalam otak. Oleh karena itu, pada akhir tahun 1970, perusahaan-perusahaan makanan bayi bersepakat untuk tidak memasukkan unsur MSG ke produk-produk makanan bayi
Walaupun sebagian besar orang dapat mengkonsumsi MSG tanpa masalah, beberapa orang memiliki alergi bila mengkonsumsi berlebihan yaitu gejala seperti pening, mati rasa yang menjalar dari rahang sampai belakang leher, sesak nafas dan keringat dingin. Secara umum, gejala-gejala ini dikenal dengan nama sindrom restoran cina.
Asam glutamat dan gamma-asam aminobutrat mempengaruhi transmisi signal didalam otak. Asam glutamat meningkatkan transmisi signal dalam otak, sementara gamma-asam aminobutrat menurunkannya. Oleh karenanya, mengkonsumsi MSG berlebihan pada beberapa individu dapat merusak kesetimbangan antara peningkatan dan penurunan transmisi signal dalam otak. Oleh karena itu, pada akhir tahun 1970, perusahaan-perusahaan makanan bayi bersepakat untuk tidak memasukkan unsur MSG ke produk-produk makanan bayi
Bagaimana asas polarisasi dapat menjelaskan perbedaan titik lebur?
Perbedaan titik lebur senyawa-senyawa dipengaruhi oleh beberapa hal, di antaranya adalah perbedaan kuatnya ikatan yang dibentuk antar unsur dalam senyawa tersebut. Semakin kuat ikatan yang dibentuk, semakin besar energi yang diperlukan untuk memutuskannya. Dengan kata lain, semakin tinggi juga titik lebur unsur tersebut. Perbedaan titik lebur antara senyawa-senyawa pada golongan yang sama dapat dijelaskan dengan perbedaan elektronegativitas unsur-unsur pembentuk senyawa tersebut.
Dalam molekul-kovalen diatomik (beratom dua) -- di sini kita namakan AB -- momen dwikutub akan nol bila elektron-elektron ikatan benar-benar digunakan bersama secara merata di antara kedua unsur itu. Biasanya unsur A dan B ini merupakan dua unsur yang sama misalnya H2 atau Cl2.
Dalam kasus yang lebih umum, di mana AB adalah dua unsur yang berlainan, perbedaan muatan partial akan menyebabkan terjadinya momen dwikutub (polarisasi). Hal ini dijelaskan dengan membuat hipotesis bahwa salah satu atom, B, umpamanya, mempunyai tarikan lebih besar daripada A terhadap elektron yang digunakan bersama dalam ikatan itu. Dapat dikatakan, B mempunyai elektronegativitas lebih besar daripada A, atau polaritas B lebih negatif relatif terhadap A. Semakin besar perbedaan elektronegativitas (polaritas) antara unsur A dan B, sifat ikatan AB akan semakin ionik sehingga ikatannya akan lebih kuat dan titik leburnya akan semakin tinggi.
Merangkum pembahasan ini, senyawa terpolarisasi karena unsur-unsur pembentuknya mempunyai elektronegativitas yang berbeda. Semakin besar perbedaan elektronegativitas unsur-unsur pembentuk suatu senyawa, semakin kuat ikatan antara unsur-unsur dalam senyawa itu. Semakin kuat ikatan suatu senyawa, semakin tinggi titik lebur senyawa itu.
Dalam molekul-kovalen diatomik (beratom dua) -- di sini kita namakan AB -- momen dwikutub akan nol bila elektron-elektron ikatan benar-benar digunakan bersama secara merata di antara kedua unsur itu. Biasanya unsur A dan B ini merupakan dua unsur yang sama misalnya H2 atau Cl2.
Dalam kasus yang lebih umum, di mana AB adalah dua unsur yang berlainan, perbedaan muatan partial akan menyebabkan terjadinya momen dwikutub (polarisasi). Hal ini dijelaskan dengan membuat hipotesis bahwa salah satu atom, B, umpamanya, mempunyai tarikan lebih besar daripada A terhadap elektron yang digunakan bersama dalam ikatan itu. Dapat dikatakan, B mempunyai elektronegativitas lebih besar daripada A, atau polaritas B lebih negatif relatif terhadap A. Semakin besar perbedaan elektronegativitas (polaritas) antara unsur A dan B, sifat ikatan AB akan semakin ionik sehingga ikatannya akan lebih kuat dan titik leburnya akan semakin tinggi.
Merangkum pembahasan ini, senyawa terpolarisasi karena unsur-unsur pembentuknya mempunyai elektronegativitas yang berbeda. Semakin besar perbedaan elektronegativitas unsur-unsur pembentuk suatu senyawa, semakin kuat ikatan antara unsur-unsur dalam senyawa itu. Semakin kuat ikatan suatu senyawa, semakin tinggi titik lebur senyawa itu.
Di golongan mana hidrogen layak ditempatkan ?
Hidrogen, unsur pertama dalam tabel periodik, adalah unsur terbanyak di alam semesta, yaitu hampir 90% dari seluruh atom yang ada. Hasil pemfusian atom-atom hidrogen menjadi helium inti matahari menghasilkan energi cahaya yang setiap hari menyinari bumi, dan hasil oksidasinya dapat dengan mudah kita jumpai dalam berbagai macam produk makanan (karbohidrat), air (H2O), dan masih banyak lagi. Hidrogen juga merupakan elemen ketiga terbanyak dalam kerak bumi dan merupakan elemen yang memberikan banyak kontribusi dalam proses sintesis. Penelitian tentang sel bahan bakar (fuel cell) yang melibatkan hidrogen sebagai pengganti bahan bakar juga merupakan penelitian yang sangat menjanjikan.
Namun, setelah 130 tahun lebih tabel periodik disusun, penggolongan unsur hidrogen di dalam tabel periodik masih membingungkan dan sulit untuk dijelaskan. Ilmuwan kimia jarang sekali membicarakan tentang di mana seharusnya hidrogen ini digolongkan.
Ditinjau dari sifat elektronik atau valensi, karena hidrogen dapat membentuk senyawa positif (misalnya HCl) maupun negatif (misalnya NaH), hidrogen dapat digolongkan baik dalam golongan I maupun golongan VI. Sebaliknya bila kita meninjau dari sifat kesamaan elektronegativitas, hidrogen dapat digolongkan menjadi satu golongan dengan unsur-unsur golongan IV, terutama karbon. Kulit terluar hidrogen diisi elektron hanya setengah dari kapasitasnya, sama seperti karbon, sehingga kedua atom ini mampu membentuk ikatan kovalen.
Di tengah begitu pesatnya perkembangan kimia, mengapa diskusi tentang penempatan hidrogen tidak mendapat perhatian para ilmuwan kimia? Penempatan hidrogen pada golongan pertama mungkinlah hanya sebuah penomoran dari suatu unsur. Penempatan hidrogen pada golongan logam alkali dikarenakan atom ini hanya memiliki satu elektron pada kulit terluar. Seperti kita ketahui, hidrogen merupakan unsur non logam, maka penempatan ini hanya dikarenakan faktor satu elektron, tanpa mengindahkan konteks dari sifat kimia atom tersebut.
Kimiawan Eugene Wigner dan Hillard Huntington pada tahun 1935 memprediksikan bahwa logam hidrogen akan terbentuk pada tekanan dan temperatur yang tinggi. Tetapi sampai saat ini, penelitian yang memberikan tekanan sampai 1.5 juta atm (tekanan udara biasa adalah 1 atm) dan suhu lebih dari 2700oC hanya dapat menghasilkan cairan hidrogen yang bersifat logam tetapi bukan padat. Karena itu, boleh dikatakan mustahil untuk membuat logam hidrogen.
Hidrogen merupakan unsur yang paling non-logam dari segala unsur yang ada bahkan bila dibandingkan dengan oksigen ataupun unsur halida lainnya.
Penelitian-penelitian terakhir menunjukkan bahwa sifat dari unsur hidrogen mirip dengan unsur-unsur karbon dan silikon pada golongan IV. Hubungan antara hidrogen dengan karbon maupun silikon dapat diamati dengan membandingkan ikatan H-H, C-H, Si-H. Ketiga-tiganya membentuk ikatan kovalen yang sangat kuat dan ikatannya dapat diisolasi, berbeda dengan ikatan-ikatan yang terbentuk antara karbon atau silikon dengan unsur-unsur golongan I, di mana ikatan logam yang terbentuk relatif lebih lemah. Hanya ada satu keberatan terhadap pernyataan bahwa hidrogen dapat ditempatkan segolongan dengan karbon: karbon tidak dapat membentuk ion yang stabil, sebaliknya hidrogen membentuk kation dan anion yang stabil. Walaupun begitu kation hidrogen tidak didapati dalam keadaan bebas (kecuali dalam keadaan hampa udara) tetapi selalu berikatan dengan senyawa lainnya (mis : H+ +H2O -> H3O+ ).
Sifat-sifat hidrogen yang menyimpan misteri membuat perdebatan tentang penggolongannya pada tabel periodik masih terus berlanjut. Tapi kalau kita mau berpikir lebih jauh tentang sifat dari hidrogen tersebut, mungkin lebih tepat kalau hidrogen ditempatkan segolongan dengan karbon dan silikon.
Namun, setelah 130 tahun lebih tabel periodik disusun, penggolongan unsur hidrogen di dalam tabel periodik masih membingungkan dan sulit untuk dijelaskan. Ilmuwan kimia jarang sekali membicarakan tentang di mana seharusnya hidrogen ini digolongkan.
Ditinjau dari sifat elektronik atau valensi, karena hidrogen dapat membentuk senyawa positif (misalnya HCl) maupun negatif (misalnya NaH), hidrogen dapat digolongkan baik dalam golongan I maupun golongan VI. Sebaliknya bila kita meninjau dari sifat kesamaan elektronegativitas, hidrogen dapat digolongkan menjadi satu golongan dengan unsur-unsur golongan IV, terutama karbon. Kulit terluar hidrogen diisi elektron hanya setengah dari kapasitasnya, sama seperti karbon, sehingga kedua atom ini mampu membentuk ikatan kovalen.
Di tengah begitu pesatnya perkembangan kimia, mengapa diskusi tentang penempatan hidrogen tidak mendapat perhatian para ilmuwan kimia? Penempatan hidrogen pada golongan pertama mungkinlah hanya sebuah penomoran dari suatu unsur. Penempatan hidrogen pada golongan logam alkali dikarenakan atom ini hanya memiliki satu elektron pada kulit terluar. Seperti kita ketahui, hidrogen merupakan unsur non logam, maka penempatan ini hanya dikarenakan faktor satu elektron, tanpa mengindahkan konteks dari sifat kimia atom tersebut.
Kimiawan Eugene Wigner dan Hillard Huntington pada tahun 1935 memprediksikan bahwa logam hidrogen akan terbentuk pada tekanan dan temperatur yang tinggi. Tetapi sampai saat ini, penelitian yang memberikan tekanan sampai 1.5 juta atm (tekanan udara biasa adalah 1 atm) dan suhu lebih dari 2700oC hanya dapat menghasilkan cairan hidrogen yang bersifat logam tetapi bukan padat. Karena itu, boleh dikatakan mustahil untuk membuat logam hidrogen.
Hidrogen merupakan unsur yang paling non-logam dari segala unsur yang ada bahkan bila dibandingkan dengan oksigen ataupun unsur halida lainnya.
Penelitian-penelitian terakhir menunjukkan bahwa sifat dari unsur hidrogen mirip dengan unsur-unsur karbon dan silikon pada golongan IV. Hubungan antara hidrogen dengan karbon maupun silikon dapat diamati dengan membandingkan ikatan H-H, C-H, Si-H. Ketiga-tiganya membentuk ikatan kovalen yang sangat kuat dan ikatannya dapat diisolasi, berbeda dengan ikatan-ikatan yang terbentuk antara karbon atau silikon dengan unsur-unsur golongan I, di mana ikatan logam yang terbentuk relatif lebih lemah. Hanya ada satu keberatan terhadap pernyataan bahwa hidrogen dapat ditempatkan segolongan dengan karbon: karbon tidak dapat membentuk ion yang stabil, sebaliknya hidrogen membentuk kation dan anion yang stabil. Walaupun begitu kation hidrogen tidak didapati dalam keadaan bebas (kecuali dalam keadaan hampa udara) tetapi selalu berikatan dengan senyawa lainnya (mis : H+ +H2O -> H3O+ ).
Sifat-sifat hidrogen yang menyimpan misteri membuat perdebatan tentang penggolongannya pada tabel periodik masih terus berlanjut. Tapi kalau kita mau berpikir lebih jauh tentang sifat dari hidrogen tersebut, mungkin lebih tepat kalau hidrogen ditempatkan segolongan dengan karbon dan silikon.
Bagaimana bahan bakar menghasilkan energi dan berapa besar energi yang dihasilkan?
Kehidupan kita sehari-hari tidak lepas dari kebutuhan akan bahan bakar. Bahan bakar merupakan senyawa kimia yang dapat menghasilkan energi melalui perubahan kimia. Contoh yang paling sederhana adalah makanan yang kita santap sehari-hari. Makanan yang sebagian besar terdiri dari karbohidrat diubah di dalam tubuh kita menjadi senyawa gula yang mampu menghasilkan energi.
Dari manakah datangnya energi tersebut atau bagaimana energi tersebut terbentuk? Mari kita bersama-sama meneliti lebih lanjut dari sudut pandang atom dan molekul. Suatu molekul terdiri dari beberapa atom yang berhubungan satu dengan yang lain dalam bentuk ikatan. Ikatan-ikatan tersebut bervariasi kekuatannya dan semakin kuat ikatan tersebut semakin besar energi yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan tersebut. Ketika suatu molekul terputus ikatannya oleh suatu energi ( misalkan panas atau enzim ), atom-atom tersebut akan bereaksi dengan atom-atom lainnya membentuk suatu ikatan baru yang menghasilkan energi. Jikalau ikatan baru yang dihasilkan jauh lebih stabil daripada ikatan semula, hasil reaksi ini akan menghasilkan energi yang dapat dikonsumsi ( misalkan panas ).
Mungkin pernyataan di atas masih membingungkan anda. Mari kita lihat contoh-contoh dibawah ini untuk mempermudah pengertian tentang apa itu energi .
Sebuah balon berisi gas H2 berada dalam keadaan stabil asalkan tidak bersentuhan dengan udara. Ikatan H-H yang dibentuk oleh senyawa H2 sangat kuat. Kita memerlukan energi sebesar 432 kJ untuk memutuskan satu mol gas H2 menjadi atom-atom H . Bagaimana kalau senyawa H2 kita reaksikan dengan gas O2 ? Akibat reaksi ini akan timbul percikan api dan ledakan yang sangat kuat. Ledakan itu merupakan hasil dari reaksi :
2H2 + O2 -> 2H2O
Dari pernyataan di atas energi kimia dari H2 didapat dari kereaktifannya dengan O2. Dari reaksi ini dua molekul air terbentuk, dimana setiap molekulnya terdiri dari sepasang ikatan O-H dan energi yang dihasilkan dari pembentukan ikatan O-H adalah lebih dari energi yang dibutuhkan untuk pemutusan satu molekul H2 dan satu molekul O2.
Tabel 1 menunjukkan pemakaian energi dari reaksi-reaksi diatas. Energi total yang dihasilkan dari reaksi eksotermik diatas adalah 482 kJ, suatu energi yang cukup besar untuk membuat ledakan.
Cara yang sama bisa dipergunakan untuk memperkirakan energi yang dilepaskan atau dihasilkan dari bahan bakar fosil (lihat tabel 1.4). Contohnya gas bumi yang sebagian besar merupakan metana, yang reaksinya dengan O2 adalah
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O
Jika kita totalkan semua energi ikatan dari produk dan mengurangkannya dengan total energi ikatan bahan asal, energi yang dilepas adalah 810 kJ (nilai-nilai ini tidak terlalu tepat, karena energi ikatan merupakan perkiraan rata-rata ikatan dari dua jenis atom, yang mungkin bervariasi dari satu molekul ke yang lain, tetapi variasi itu tidak menggangu dalam perbandingan yang dibuat dalam artikel ini)
Kita lihat bahwa energi yang dibebaskan dari reaksi pembakaran metana adalah lebih besar dari reaksi pembakaran H2. Hal ini bukan berarti bahwa metana terbakar lebih hebat dari H2 melainkan karena jumlah molekul oksigen yang terlibat dalam kedua reaksi itu adalah berbeda. Jika kita bandingkan energi yang dibebaskan dari reaksi pembakaran metana dan H2 per mol O2, energi pembakaran metana menjadi 405 kJ , lebih kecil sedikit dari pembakaran H2. Jadi reaksi satu molekul O2 dengan H2 adalah sedikit lebih hebat dibandingkan dengan metana.
Dalam perspektif yang lain, satu mol metana mempunyai kandungan energi yang lebih besar dalam reaksi pembakaran dengan oksigen daripada satu mol hidrogen, karena 1 mol metana bereaksi dengan 2 mol O2, sedangkan 1 mol hidrogen bereaksi dengan 0.5 mol hidrogen (lihat "per mol bahan bakar").
Karena satu mol gas (gas apapun) akan memenuhi ruangan dengan volume yang sama (pada suhu dan tekanan yang sama, ingat rumus gas ideal PV=nRT), 1 m3 metana akan mempunyai energi tiga kali lebih besar dari 1 m3 gas hidrogen.
Tetapi jika berat yang diutamakan, maka hidrogen akan lebih berenergi dari metana. Hidrogen mengandung 2 kali energi per gram lebih besar daripada energi per gram metana. Hal ini dikarenakan berat molekul hidrogen yang delapan kali lebih kecil dari metana. Sehingga dalam satu gram, hidrogen mempunyai jumlah mol yang lebih tinggi dibandingkan dengan metana (ingat rumus G = n x Mr). Inilah salah satu alasan mengapa roket menggunakan bahan bakar hidrogen cair. Semakin ringan bahan bakar per unit energi akan semakin lebih baik, karena berat bahan bakar roket berpengaruh dalam kinerja roket itu sendiri.
Dari penjelasan diatas kita bisa menganalisis kandungan energi dari bahan bakar fosil yang lain.
Tabel 1 menunjukkan gambaran skematis kandungan energi dari bahan bakar minyak. Bahan bakar minyak bukan terdiri dari senyawa murni, tetapi campuran yang sebagian besar adalah hidrokarbon jenuh. Oleh karena itu, reaksi yang tepat untuk pembakaran dari bahan bakar minyak adalah sebagai berikut:
2( -CH2-) + 3O2 -> 2CO2 + 2H2O
Perhatikan : dalam reaksi pembakaran bahan bakar minyak ikatan C-C hanya dihitung sekali karena dalam (-CH2-) dihitung 2 x C-C.
Seperti yang disebut dalam tabel 1, diperkirakan reaksi tersebut menghasilkan energi sebesar 1220 kJ. Per mol oksigen, energi yang dibebaskan hanyalah 407 kJ, energi yang setara dengan energi yang dihasilkan metana. Per gram bahan bakar energi yang di bebaskan adalah 43.6 kJ , lebih sedikit dari metana. Hal ini disebabkan hidrokarbon jenuh (terutama rantai pendek) yang mempunyai perbandingan H/C lebih kecil dari 2/1 karena kumpulan metil di ujung rantai hidrokarbon. Selain itu, bahan bakar minyak mempunyai campuran senyawa aromatik yang mempunyai perbandingan H/C lebih besar dari 2/1. Sebagai contoh, minyak mentah mempunyai kandungan energi per gram sebesar 45.2 kJ (menghampiri dengan perhitungan dalam tabel 1 untuk bahan bakar minyak). Sedangkan minyak yang sudah diproses kandungan energi per gram nya meningkat ke 48.1 kJ (menandakan meningkatnya perbandingan H/C).
Metode energi ikatan dapat digunakan juga untuk perhitungan energi biomas, contohnya etanol:
C2H5OH + 3O2 -> 2CO2 + 3H2O
Energi yang dilepaskan adalah 419 kJ per mol O2, sedikit lebih besar dari energi yang dilepaskan oleh bahan bakar fosil. Walaupun begitu, energi per gram etanol (27.3 kJ) jauh lebih kecil dari bahan bakar fosil. Alasannya ialah etanol mempunyai satu atom oksigen yang sudah dalam keadaan tereduksi, yang tidak mempunyai peranan dalam energi pembakaran dengan O2. Atom oksigen dalam etanol hanya menyumbang kepada berat total etanol (yang jelas lebih tinggi dibandingkan dengan etana). Walaupun berat jenis etanol (0.79 gr/cc) adalah 12 % lebih tinggi daripada berat jenis bahan bakar minyak (0.70 gr/cc), tetapi konsentrasi kandungan energi dalam bahan bakar minyak adalah lebih tinggi dibandingkan dengan etanol untuk volume yang sama (artinya mobil bisa berjalan lebih jauh dengan menggunakan 1L bahan bakar minyak dibandingkan etanol).
Akhirnya, kita akan menggunakan perhitungan energi ikatan untuk memperkirakan energi yang dihasilkan dari pembakaran karbohidrat.
-CHOH- + O2 ->CO2 + H2O
Energi per gram dari pembakaran karbohirat hanya 1/3 dari energi pembakaran hidrokarbon. Hal ini adalah fakta yang sangat sesuai dalam ilmu gizi, dimana lemak (yang sebagian besar komposisinya adalah hidrokarbon) mempunyai kalori yang lebih tinggi per gram daripada karbohidrat.
Dari manakah datangnya energi tersebut atau bagaimana energi tersebut terbentuk? Mari kita bersama-sama meneliti lebih lanjut dari sudut pandang atom dan molekul. Suatu molekul terdiri dari beberapa atom yang berhubungan satu dengan yang lain dalam bentuk ikatan. Ikatan-ikatan tersebut bervariasi kekuatannya dan semakin kuat ikatan tersebut semakin besar energi yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan tersebut. Ketika suatu molekul terputus ikatannya oleh suatu energi ( misalkan panas atau enzim ), atom-atom tersebut akan bereaksi dengan atom-atom lainnya membentuk suatu ikatan baru yang menghasilkan energi. Jikalau ikatan baru yang dihasilkan jauh lebih stabil daripada ikatan semula, hasil reaksi ini akan menghasilkan energi yang dapat dikonsumsi ( misalkan panas ).
Mungkin pernyataan di atas masih membingungkan anda. Mari kita lihat contoh-contoh dibawah ini untuk mempermudah pengertian tentang apa itu energi .
Sebuah balon berisi gas H2 berada dalam keadaan stabil asalkan tidak bersentuhan dengan udara. Ikatan H-H yang dibentuk oleh senyawa H2 sangat kuat. Kita memerlukan energi sebesar 432 kJ untuk memutuskan satu mol gas H2 menjadi atom-atom H . Bagaimana kalau senyawa H2 kita reaksikan dengan gas O2 ? Akibat reaksi ini akan timbul percikan api dan ledakan yang sangat kuat. Ledakan itu merupakan hasil dari reaksi :
2H2 + O2 -> 2H2O
Dari pernyataan di atas energi kimia dari H2 didapat dari kereaktifannya dengan O2. Dari reaksi ini dua molekul air terbentuk, dimana setiap molekulnya terdiri dari sepasang ikatan O-H dan energi yang dihasilkan dari pembentukan ikatan O-H adalah lebih dari energi yang dibutuhkan untuk pemutusan satu molekul H2 dan satu molekul O2.
Tabel 1 menunjukkan pemakaian energi dari reaksi-reaksi diatas. Energi total yang dihasilkan dari reaksi eksotermik diatas adalah 482 kJ, suatu energi yang cukup besar untuk membuat ledakan.
Cara yang sama bisa dipergunakan untuk memperkirakan energi yang dilepaskan atau dihasilkan dari bahan bakar fosil (lihat tabel 1.4). Contohnya gas bumi yang sebagian besar merupakan metana, yang reaksinya dengan O2 adalah
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O
Jika kita totalkan semua energi ikatan dari produk dan mengurangkannya dengan total energi ikatan bahan asal, energi yang dilepas adalah 810 kJ (nilai-nilai ini tidak terlalu tepat, karena energi ikatan merupakan perkiraan rata-rata ikatan dari dua jenis atom, yang mungkin bervariasi dari satu molekul ke yang lain, tetapi variasi itu tidak menggangu dalam perbandingan yang dibuat dalam artikel ini)
Kita lihat bahwa energi yang dibebaskan dari reaksi pembakaran metana adalah lebih besar dari reaksi pembakaran H2. Hal ini bukan berarti bahwa metana terbakar lebih hebat dari H2 melainkan karena jumlah molekul oksigen yang terlibat dalam kedua reaksi itu adalah berbeda. Jika kita bandingkan energi yang dibebaskan dari reaksi pembakaran metana dan H2 per mol O2, energi pembakaran metana menjadi 405 kJ , lebih kecil sedikit dari pembakaran H2. Jadi reaksi satu molekul O2 dengan H2 adalah sedikit lebih hebat dibandingkan dengan metana.
Dalam perspektif yang lain, satu mol metana mempunyai kandungan energi yang lebih besar dalam reaksi pembakaran dengan oksigen daripada satu mol hidrogen, karena 1 mol metana bereaksi dengan 2 mol O2, sedangkan 1 mol hidrogen bereaksi dengan 0.5 mol hidrogen (lihat "per mol bahan bakar").
Karena satu mol gas (gas apapun) akan memenuhi ruangan dengan volume yang sama (pada suhu dan tekanan yang sama, ingat rumus gas ideal PV=nRT), 1 m3 metana akan mempunyai energi tiga kali lebih besar dari 1 m3 gas hidrogen.
Tetapi jika berat yang diutamakan, maka hidrogen akan lebih berenergi dari metana. Hidrogen mengandung 2 kali energi per gram lebih besar daripada energi per gram metana. Hal ini dikarenakan berat molekul hidrogen yang delapan kali lebih kecil dari metana. Sehingga dalam satu gram, hidrogen mempunyai jumlah mol yang lebih tinggi dibandingkan dengan metana (ingat rumus G = n x Mr). Inilah salah satu alasan mengapa roket menggunakan bahan bakar hidrogen cair. Semakin ringan bahan bakar per unit energi akan semakin lebih baik, karena berat bahan bakar roket berpengaruh dalam kinerja roket itu sendiri.
Dari penjelasan diatas kita bisa menganalisis kandungan energi dari bahan bakar fosil yang lain.
Tabel 1 menunjukkan gambaran skematis kandungan energi dari bahan bakar minyak. Bahan bakar minyak bukan terdiri dari senyawa murni, tetapi campuran yang sebagian besar adalah hidrokarbon jenuh. Oleh karena itu, reaksi yang tepat untuk pembakaran dari bahan bakar minyak adalah sebagai berikut:
2( -CH2-) + 3O2 -> 2CO2 + 2H2O
Perhatikan : dalam reaksi pembakaran bahan bakar minyak ikatan C-C hanya dihitung sekali karena dalam (-CH2-) dihitung 2 x C-C.
Seperti yang disebut dalam tabel 1, diperkirakan reaksi tersebut menghasilkan energi sebesar 1220 kJ. Per mol oksigen, energi yang dibebaskan hanyalah 407 kJ, energi yang setara dengan energi yang dihasilkan metana. Per gram bahan bakar energi yang di bebaskan adalah 43.6 kJ , lebih sedikit dari metana. Hal ini disebabkan hidrokarbon jenuh (terutama rantai pendek) yang mempunyai perbandingan H/C lebih kecil dari 2/1 karena kumpulan metil di ujung rantai hidrokarbon. Selain itu, bahan bakar minyak mempunyai campuran senyawa aromatik yang mempunyai perbandingan H/C lebih besar dari 2/1. Sebagai contoh, minyak mentah mempunyai kandungan energi per gram sebesar 45.2 kJ (menghampiri dengan perhitungan dalam tabel 1 untuk bahan bakar minyak). Sedangkan minyak yang sudah diproses kandungan energi per gram nya meningkat ke 48.1 kJ (menandakan meningkatnya perbandingan H/C).
Metode energi ikatan dapat digunakan juga untuk perhitungan energi biomas, contohnya etanol:
C2H5OH + 3O2 -> 2CO2 + 3H2O
Energi yang dilepaskan adalah 419 kJ per mol O2, sedikit lebih besar dari energi yang dilepaskan oleh bahan bakar fosil. Walaupun begitu, energi per gram etanol (27.3 kJ) jauh lebih kecil dari bahan bakar fosil. Alasannya ialah etanol mempunyai satu atom oksigen yang sudah dalam keadaan tereduksi, yang tidak mempunyai peranan dalam energi pembakaran dengan O2. Atom oksigen dalam etanol hanya menyumbang kepada berat total etanol (yang jelas lebih tinggi dibandingkan dengan etana). Walaupun berat jenis etanol (0.79 gr/cc) adalah 12 % lebih tinggi daripada berat jenis bahan bakar minyak (0.70 gr/cc), tetapi konsentrasi kandungan energi dalam bahan bakar minyak adalah lebih tinggi dibandingkan dengan etanol untuk volume yang sama (artinya mobil bisa berjalan lebih jauh dengan menggunakan 1L bahan bakar minyak dibandingkan etanol).
Akhirnya, kita akan menggunakan perhitungan energi ikatan untuk memperkirakan energi yang dihasilkan dari pembakaran karbohidrat.
-CHOH- + O2 ->CO2 + H2O
Energi per gram dari pembakaran karbohirat hanya 1/3 dari energi pembakaran hidrokarbon. Hal ini adalah fakta yang sangat sesuai dalam ilmu gizi, dimana lemak (yang sebagian besar komposisinya adalah hidrokarbon) mempunyai kalori yang lebih tinggi per gram daripada karbohidrat.
Mengapa kandungan gas helium dalam tabung untuk menyelam lebih besar daripada oksigen?
Tabung gas yang digunakan menyelam ada tiga macam yaitu campuran antara nitrogen-oksigen, helium-oksigen dan campuran ketiga-tiganya.
Ketika seorang penyelam menyelam pada kedalaman lebih dari 30 meter, nitrogen akan lebih mudah larut dalam darah dan akan mengakibatkan "keracunan nitrogen" dengan gejala seperti mabuk alkohol. Menyelam lebih dari 100 meter akan mengakibatkan kehilangan kesadaran, kebutaan bahkan kematian. Mengapa hal ini terjadi? Karena sesuai dengan Hukum Tekanan Dalton : "Jumlah tekanan pada zat gas sama dengan jumlah tekanan pada zat cair". Semakin dalam kita menyelam, tekanan udara akan semakin besar, sehingga semakin banyak jumlah nitrogen yang larut dalam darah. Kenaikan konsentrasi nitrogen dalam darah akan merangsang jaringan syaraf sehingga menimbulkan efek alkohol atau narkotik.
Mengapa di dalam tabung selam tidak seluruhnya oksigen (hal yang sama: mengapa udara di bumi terdiri hanya 20% oksigen) ? Karena kelarutan oksigen pun akan bertambah seiring dengan dalamnya kita menyelam. Oksigen yang berlebihan juga akan merusak sistem syaraf utama manusia (keracunan oksigen), pemakaian yang berlebihan akan merusak jaringan-jaringan syaraf sehingga diusahakan kadar oksigen dalam tabung gas pun tidak lebih dari 20%. Sebagai tambahan, oksigen murni yang dipakai untuk perawatan di rumah sakit pun hanya dapat dihirup tidak lebih dari 2 jam.
Helium merupakan salah satu alternatif yang baik untuk mengganti nitrogen karena selain tidak berbau, tidak berwarna, gas helium relatif tidak reaktif secara kimia. Hanya saja helium relatif mahal dan pemakaian yang berkepanjangan akan mengkonsumsi daya panas tubuh kita yang juga akan mengakibatkan gejala pening, rabun dan sebagainya. Namun gejala yang ditimbulkan jauh lebih sedikit dibanding dengan keracunan nitrogen.
Oleh Estradivari, Ilmu Kelautan dan Teknologi IPB 99
Memang benar, semakin dalam kita menyelam, kelarutan nitrogen akan semakin besar. Tidak terbatas lebih 30 meter, jika kita menyelam 10 meter dan salah prosedur kita dapat terkena "nitrogen narkosis" yang sering disingkat dengan NN di dunia penyelaman. Efek pertama biasanya sering ketawa ketiwi sendiri kalau sampai di darat bahkan bisa-bisa kematian di tempat. Seorang penyelam rentan terkena NN bila salah prosedur menyelam yaitu naik ke permukaan secara cepat. Kecepatan naik yang aman adalah 0.5 feet/detik, lebih cepat dari itu maka nitrogen yang terlarut tidak sempat keluar dari aliran darah, sesuai Hukum Boyle juga, "tekanan berbanding terbalik dengan volume", jadi kalau kita naik tekanan akan semakin kecil (misalnya di kedalaman 10 m = 2 atm, naik ke 0 m = 1 atm) maka volume udara akan semakin besar. Nitrogen terlarut di dalam darah yang tidak sempat keluar akan bertambah volumenya dan kemudian akan menggumpal dan menyebabkan penyumbatan. Konsep inilah yang menyebabkan efek lebih lanjut seperti 'kegilaan', hilang kesadaran bahkan kematian. Untuk penyelamanan dalam lebih dari 10 m, seorang penyelam diharuskan 'deco stop' yaitu berdiam diri pada kedalaman tertentu pada jangka waktu tertentu. Biasanya sekali menyelam di 10 m selama 30 menit, kita deco stop di 3 meter selama 5 menit. Hal ini dimaksudkan agar nitrogen terlarut sempat keluar dari aliran darah. Deco stop ini sangat tergantung pada kedalaman kita menyelam dan waktunya.
Tabung yang terisi 20% oksigen akan aman digunakan jika kita menyelam kurang dari 40 m. Kenapa? Karena semakin dalam kita menyelam, semakin besar tekanan parsialnya. Misalnya di 0 m (1 atm) = 20% O2 + 80% N2, 10 m (2 atm) = 40% O2 +160% N2, 20 m (3 atm) = 60% O2 + 240% N2, 30 m (4 atm) = 80% O2 + 320% N2, 40 m (5 atm) = 100% O2 + 400% N2. Nah, di 40 m, kadar oksigen sudah mencapai 100%, itu tergolong kita menghirup oksigen murni. Seperti yang telah dikatakan di atas, oksigen murni sangat berbahaya untuk tubuh jika menghirupnya lama-lama. Jadi untuk memanipulasi agar kita tidak menghirup oksigen murni dan bisa melakukan penyelaman dalam, biasanya kita memodifikasi jumlah oksigen dan nitrogen yang masuk ke tabung. Teknologi ini sudah tersedia, hanya saja harganya mahal, tidak sesuai dengan kocek mahasiswa. Perlu dipikirkan juga, semakin banyak kandungan nitrogen, maka semakin banyak juga nitrogen terlarut yang berenang-renang dalam aliran darah.
Kalau gitu untuk apa menyelam kalau semua berbahaya? Diving termasuk kategori olahraga paling berbahaya no. 2 selain terjun payung. Karena setiap gerakan, setiap tingkah yang dilakukan dapat mengakibatkan kematian. Jadi, caranya adalah menyelam yang benar! Ikuti semua prinsip dan teorinya. Satu yang harus dicamkan seorang penyelam adalah tidak boleh berbangga, takabur, dan selalu waspada.
Tapi di balik itu, diving itu indah. Semua permasalahan selalu ada trik dan tips. Jadi jangan melihat diving dari sisi buruknya saja.
Sebagai informasi, selama saya bergabung di Fisheries Diving Club (FDC) IPB dan melakukan beberapa penyelaman di Jawa-Bali, saya tidak pernah menggunakan tabung berisi helium.
Ketika seorang penyelam menyelam pada kedalaman lebih dari 30 meter, nitrogen akan lebih mudah larut dalam darah dan akan mengakibatkan "keracunan nitrogen" dengan gejala seperti mabuk alkohol. Menyelam lebih dari 100 meter akan mengakibatkan kehilangan kesadaran, kebutaan bahkan kematian. Mengapa hal ini terjadi? Karena sesuai dengan Hukum Tekanan Dalton : "Jumlah tekanan pada zat gas sama dengan jumlah tekanan pada zat cair". Semakin dalam kita menyelam, tekanan udara akan semakin besar, sehingga semakin banyak jumlah nitrogen yang larut dalam darah. Kenaikan konsentrasi nitrogen dalam darah akan merangsang jaringan syaraf sehingga menimbulkan efek alkohol atau narkotik.
Mengapa di dalam tabung selam tidak seluruhnya oksigen (hal yang sama: mengapa udara di bumi terdiri hanya 20% oksigen) ? Karena kelarutan oksigen pun akan bertambah seiring dengan dalamnya kita menyelam. Oksigen yang berlebihan juga akan merusak sistem syaraf utama manusia (keracunan oksigen), pemakaian yang berlebihan akan merusak jaringan-jaringan syaraf sehingga diusahakan kadar oksigen dalam tabung gas pun tidak lebih dari 20%. Sebagai tambahan, oksigen murni yang dipakai untuk perawatan di rumah sakit pun hanya dapat dihirup tidak lebih dari 2 jam.
Helium merupakan salah satu alternatif yang baik untuk mengganti nitrogen karena selain tidak berbau, tidak berwarna, gas helium relatif tidak reaktif secara kimia. Hanya saja helium relatif mahal dan pemakaian yang berkepanjangan akan mengkonsumsi daya panas tubuh kita yang juga akan mengakibatkan gejala pening, rabun dan sebagainya. Namun gejala yang ditimbulkan jauh lebih sedikit dibanding dengan keracunan nitrogen.
Oleh Estradivari, Ilmu Kelautan dan Teknologi IPB 99
Memang benar, semakin dalam kita menyelam, kelarutan nitrogen akan semakin besar. Tidak terbatas lebih 30 meter, jika kita menyelam 10 meter dan salah prosedur kita dapat terkena "nitrogen narkosis" yang sering disingkat dengan NN di dunia penyelaman. Efek pertama biasanya sering ketawa ketiwi sendiri kalau sampai di darat bahkan bisa-bisa kematian di tempat. Seorang penyelam rentan terkena NN bila salah prosedur menyelam yaitu naik ke permukaan secara cepat. Kecepatan naik yang aman adalah 0.5 feet/detik, lebih cepat dari itu maka nitrogen yang terlarut tidak sempat keluar dari aliran darah, sesuai Hukum Boyle juga, "tekanan berbanding terbalik dengan volume", jadi kalau kita naik tekanan akan semakin kecil (misalnya di kedalaman 10 m = 2 atm, naik ke 0 m = 1 atm) maka volume udara akan semakin besar. Nitrogen terlarut di dalam darah yang tidak sempat keluar akan bertambah volumenya dan kemudian akan menggumpal dan menyebabkan penyumbatan. Konsep inilah yang menyebabkan efek lebih lanjut seperti 'kegilaan', hilang kesadaran bahkan kematian. Untuk penyelamanan dalam lebih dari 10 m, seorang penyelam diharuskan 'deco stop' yaitu berdiam diri pada kedalaman tertentu pada jangka waktu tertentu. Biasanya sekali menyelam di 10 m selama 30 menit, kita deco stop di 3 meter selama 5 menit. Hal ini dimaksudkan agar nitrogen terlarut sempat keluar dari aliran darah. Deco stop ini sangat tergantung pada kedalaman kita menyelam dan waktunya.
Tabung yang terisi 20% oksigen akan aman digunakan jika kita menyelam kurang dari 40 m. Kenapa? Karena semakin dalam kita menyelam, semakin besar tekanan parsialnya. Misalnya di 0 m (1 atm) = 20% O2 + 80% N2, 10 m (2 atm) = 40% O2 +160% N2, 20 m (3 atm) = 60% O2 + 240% N2, 30 m (4 atm) = 80% O2 + 320% N2, 40 m (5 atm) = 100% O2 + 400% N2. Nah, di 40 m, kadar oksigen sudah mencapai 100%, itu tergolong kita menghirup oksigen murni. Seperti yang telah dikatakan di atas, oksigen murni sangat berbahaya untuk tubuh jika menghirupnya lama-lama. Jadi untuk memanipulasi agar kita tidak menghirup oksigen murni dan bisa melakukan penyelaman dalam, biasanya kita memodifikasi jumlah oksigen dan nitrogen yang masuk ke tabung. Teknologi ini sudah tersedia, hanya saja harganya mahal, tidak sesuai dengan kocek mahasiswa. Perlu dipikirkan juga, semakin banyak kandungan nitrogen, maka semakin banyak juga nitrogen terlarut yang berenang-renang dalam aliran darah.
Kalau gitu untuk apa menyelam kalau semua berbahaya? Diving termasuk kategori olahraga paling berbahaya no. 2 selain terjun payung. Karena setiap gerakan, setiap tingkah yang dilakukan dapat mengakibatkan kematian. Jadi, caranya adalah menyelam yang benar! Ikuti semua prinsip dan teorinya. Satu yang harus dicamkan seorang penyelam adalah tidak boleh berbangga, takabur, dan selalu waspada.
Tapi di balik itu, diving itu indah. Semua permasalahan selalu ada trik dan tips. Jadi jangan melihat diving dari sisi buruknya saja.
Sebagai informasi, selama saya bergabung di Fisheries Diving Club (FDC) IPB dan melakukan beberapa penyelaman di Jawa-Bali, saya tidak pernah menggunakan tabung berisi helium.
Mengapa kita mengantuk sesudah makan siang ?
Jam-jam setelah makan siang, biasanya adalah masa-masa yang paling susah dilewati. Walaupun malam sebelumnya kita sudah cukup tidur, tetap saja kita merasa mengantuk. Ada dua hal yang menyebabkan kita merasa ingin tidur siang
1. L-Tryptophan
L-Tryptophan adalah asam amino yang menjadi bahan dasar terbentuknya niacin, vitamin B. Niacin sendiri akan dipakai untuk membuat serotonin, zat penghantar sinyal di otak yang dapat menimbulkan perasaan nyaman dan menyebabkan kita jatuh tertidur. Makanan yang kaya karbohidrat seperti nasi, akan merangsang pankreas untuk memproduksi insulin, yang akan menyimpan makanan dalam tubuh. Beberapa asam amino lain yang tadinya terkandung di dalam darah bersama-sama dengan L-Tryptophan, akan masuk ke dalam sel otot. Akibatnya, akan terjadi peningkatan pada konsentrasi relatif L-Tryptophan dalam darah dan serotonin yang terbentuk membuat kita mengantuk.
2. Proses pencernaan makanan
Tubuh akan mengirimkan darah ke sistem pencernaan karena proses pencernaan membutuhkan energi yang cukup besar, apalagi kalau makanan yang perlu dicerna mengandung banyak lemak. Energi yang diperlukan juga akan semakin bertambah besar seiring dengan semakin banyaknya makanan yang kita konsumsi. Pada saat ini, sistem saraf juga menyumbangkan sebagian stok darahnya dan sebagai akibatnya, sistem saraf akan mengalami kekurangan oksigen untuk sementara. Menurunnya efektivitas kerja saraf pada saat sistem pencernaan bekerja inilah yang juga membuat kita ingin tidur siang.
1. L-Tryptophan
L-Tryptophan adalah asam amino yang menjadi bahan dasar terbentuknya niacin, vitamin B. Niacin sendiri akan dipakai untuk membuat serotonin, zat penghantar sinyal di otak yang dapat menimbulkan perasaan nyaman dan menyebabkan kita jatuh tertidur. Makanan yang kaya karbohidrat seperti nasi, akan merangsang pankreas untuk memproduksi insulin, yang akan menyimpan makanan dalam tubuh. Beberapa asam amino lain yang tadinya terkandung di dalam darah bersama-sama dengan L-Tryptophan, akan masuk ke dalam sel otot. Akibatnya, akan terjadi peningkatan pada konsentrasi relatif L-Tryptophan dalam darah dan serotonin yang terbentuk membuat kita mengantuk.
2. Proses pencernaan makanan
Tubuh akan mengirimkan darah ke sistem pencernaan karena proses pencernaan membutuhkan energi yang cukup besar, apalagi kalau makanan yang perlu dicerna mengandung banyak lemak. Energi yang diperlukan juga akan semakin bertambah besar seiring dengan semakin banyaknya makanan yang kita konsumsi. Pada saat ini, sistem saraf juga menyumbangkan sebagian stok darahnya dan sebagai akibatnya, sistem saraf akan mengalami kekurangan oksigen untuk sementara. Menurunnya efektivitas kerja saraf pada saat sistem pencernaan bekerja inilah yang juga membuat kita ingin tidur siang.
Bagaimanakah singkatan nama-nama unsur di tabel periodik ditentukan ?
Walaupun beberapa simbol di tabel periodik mungkin terlihat aneh, semuanya memiliki arti apabila kita tahu sedikit latar belakang tentang unsur tersebut.. Misalnya, simbol untuk unsur merkurium, Hg, berasal dari bahasa Latin yaitu hydrargyrum, yang berarti "perak cair". Istilah modern dalam bahasa Inggrisnya ialah "quicksilver" yang berarti air raksa.
Banyak unsur lain yang telah ada sejak jaman dahulu yang namanya juga diambil dari bahasa Latin di mana singkatan/simbol nama unsur tidak ada hubungannya sama sekali dengan namanya dalam bahasa Inggris. Gas mulia adalah unsur-unsur yang relatif baru ditemukan namun cenderung mempunyai nama berkesan klasik yang diambil dari bahasa Yunani. Misalnya, xenon, yang artinya "orang asing" dan argon, yang berarti "lembam, tidak giat, atau malas", sementara nama helium diambil dari kata matahari.
Sampai saat ini 110 unsur telah diberi nama secara formal. Unsur-unsur baru yang ditemukan mempunyai nama yang ditetapkan bersama oleh International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) dan International Union of Pure and Applied Physics (IUPAP), yang memberi kesempatan kepada sang penemu untuk memberikan nama pada unsur baru yang ditemukannya. Seluruh unsur-unsur baru ini adalah sintetis (buatan manusia) dan diperlukan konfirmasi untuk setiap proses penemuan.
Sebuah catatan pendek yang diterbitkan IUPAC menjelaskan bagaimana prosedur konfirmasi itu berlangsung: Badan Kerja bersama IUPAC dan IUPAP mengkonfirmasikan penemuan sebuah unsur yang mempunyai nomor atom 110. Sesuai dengan prosedur IUPAC, sang penemu mengusulkan sebuah nama dan simbol untuk unsur tersebut. Divisi Kimia Inorganik merekomendasikan usulan ini untuk disetujui, dan Konsel IUPAC menyetujuinya pada tanggal 16 Agustus 2003 di Ottawa. Nama yang diusulkan adalah Darmstadtium dengan simbol Ds. Nama yang diusulkan untuk unsur 111, Roentgenium, simbol Rg, telah direkomendasikan untuk persetujuan oleh Divisi Kimia Inorganik IUPAC. Komentar mereka, "Usulan ini didasarkan pada kebiasaan menamakan sebuah unsur untuk menghargai ilmuwan-ilmuwan ternama". Wilhelm Conrad Roentgen menemukan x-ray di tahun 1895.
Untuk keperluan informasi, unsur-unsur yang belum ditemukan dan yang memiliki nomor atom yang lebih besar, telah diberikan 'nama tempat', yang sebenarnya adalah versi Latin dari nomor atom mereka. Dahulu, unsur 111 diberi mana unununium, yang berarti 'satu satu satu' (simbol 'Uuu') dan unsur 112, yang masih belum diberi nama secara formal telah diberikan nama ununbium (simbol 'Uub') .
Banyak unsur lain yang telah ada sejak jaman dahulu yang namanya juga diambil dari bahasa Latin di mana singkatan/simbol nama unsur tidak ada hubungannya sama sekali dengan namanya dalam bahasa Inggris. Gas mulia adalah unsur-unsur yang relatif baru ditemukan namun cenderung mempunyai nama berkesan klasik yang diambil dari bahasa Yunani. Misalnya, xenon, yang artinya "orang asing" dan argon, yang berarti "lembam, tidak giat, atau malas", sementara nama helium diambil dari kata matahari.
Sampai saat ini 110 unsur telah diberi nama secara formal. Unsur-unsur baru yang ditemukan mempunyai nama yang ditetapkan bersama oleh International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) dan International Union of Pure and Applied Physics (IUPAP), yang memberi kesempatan kepada sang penemu untuk memberikan nama pada unsur baru yang ditemukannya. Seluruh unsur-unsur baru ini adalah sintetis (buatan manusia) dan diperlukan konfirmasi untuk setiap proses penemuan.
Sebuah catatan pendek yang diterbitkan IUPAC menjelaskan bagaimana prosedur konfirmasi itu berlangsung: Badan Kerja bersama IUPAC dan IUPAP mengkonfirmasikan penemuan sebuah unsur yang mempunyai nomor atom 110. Sesuai dengan prosedur IUPAC, sang penemu mengusulkan sebuah nama dan simbol untuk unsur tersebut. Divisi Kimia Inorganik merekomendasikan usulan ini untuk disetujui, dan Konsel IUPAC menyetujuinya pada tanggal 16 Agustus 2003 di Ottawa. Nama yang diusulkan adalah Darmstadtium dengan simbol Ds. Nama yang diusulkan untuk unsur 111, Roentgenium, simbol Rg, telah direkomendasikan untuk persetujuan oleh Divisi Kimia Inorganik IUPAC. Komentar mereka, "Usulan ini didasarkan pada kebiasaan menamakan sebuah unsur untuk menghargai ilmuwan-ilmuwan ternama". Wilhelm Conrad Roentgen menemukan x-ray di tahun 1895.
Untuk keperluan informasi, unsur-unsur yang belum ditemukan dan yang memiliki nomor atom yang lebih besar, telah diberikan 'nama tempat', yang sebenarnya adalah versi Latin dari nomor atom mereka. Dahulu, unsur 111 diberi mana unununium, yang berarti 'satu satu satu' (simbol 'Uuu') dan unsur 112, yang masih belum diberi nama secara formal telah diberikan nama ununbium (simbol 'Uub') .
Mengapa minuman soda yang diguncang berdesis lebih nyaring ?
Gelembung-gelembung kecil yang terjadi pada saat kaleng minuman bersoda diguncang menolong karbon dioksida yang terkandung dalam minuman tersebut untuk melepaskan diri dari larutan. Minuman ringan kalengan berisi karbon dioksida yang diberi tekanan tinggi sehingga karbon dioksida, yang sesungguhnya adalah gas, dapat larut dalam minuman cair. Setelah kaleng dibuka, seluruh gas yang ada akan melepaskan diri dari larutan sebagai gelembung udara (busa) dan pada akhirnya minuman tersebut akan menjadi minuman biasa yang tak bersoda. Apabila cairan tersebut diperlakukan dengan hati-hati, gas yang terkandung di dalamnya akan butuh waktu lebih lama untuk 'melarikan diri' ke udara dan kembali ke wujud asalnya (gas), namun apabila kaleng minuman soda tersebut diguncang, atau bila minuman tersebut dituang dengan cepat ke dalam gelas, gelembung udara yang terbentuk akibat guncangan akan mempermudah gas terlarut untuk 'melarikan diri' ke udara.
Gas yang terlarut pada cairan yang tenang akan sulit untuk melepaskan diri karena adanya tekanan permukaan pada cairan tersebut, yang tak lain adalah energi yang dibutuhkan untuk memisahkan molekul-molekul gas terlarut satu dari yang lainnya sehingga menjadi gelembung udara. Untuk melepas sebuah gelembung udara kecil yang baru saja terbentuk, energi yang dibutuhkan per molekul gas di dalam gelembung udara relatif besar, dan sebagai akibatnya, tahap awal adalah tahap yang sulit. Begitu sebuah gelembung udara terbentuk, energi yang diperlukan (per molekul) untuk sebuah molekul gas terlarut menguap dan memperbesar gelembung tersebut lebih kecil. Alasannya ialah karena pada tekanan tetap, volume sebuah gelembung udara proporsional terhadap jumlah molekul di dalamnya sementara luas permukaan sebuah gelembung udara proporsional terhadap jumlah molekul pangkat 2/3.
Pada saat kaleng minuman bersoda diguncang, akan banyak gelembung udara yang terbentuk dalam cairan dan gas terlarut akan lebih mudah menguap dan bergabung dengan gelembung udara yang ada daripada membentuk gelembung udara baru. Dengan menghindari tahap awal pembentukan gelembung udara yang sulit, gas terlarut dapat lebih mudah melepaskan diri dan ini menyebabkan suara berdesis yang lebih nyaring.
Gas yang terlarut pada cairan yang tenang akan sulit untuk melepaskan diri karena adanya tekanan permukaan pada cairan tersebut, yang tak lain adalah energi yang dibutuhkan untuk memisahkan molekul-molekul gas terlarut satu dari yang lainnya sehingga menjadi gelembung udara. Untuk melepas sebuah gelembung udara kecil yang baru saja terbentuk, energi yang dibutuhkan per molekul gas di dalam gelembung udara relatif besar, dan sebagai akibatnya, tahap awal adalah tahap yang sulit. Begitu sebuah gelembung udara terbentuk, energi yang diperlukan (per molekul) untuk sebuah molekul gas terlarut menguap dan memperbesar gelembung tersebut lebih kecil. Alasannya ialah karena pada tekanan tetap, volume sebuah gelembung udara proporsional terhadap jumlah molekul di dalamnya sementara luas permukaan sebuah gelembung udara proporsional terhadap jumlah molekul pangkat 2/3.
Pada saat kaleng minuman bersoda diguncang, akan banyak gelembung udara yang terbentuk dalam cairan dan gas terlarut akan lebih mudah menguap dan bergabung dengan gelembung udara yang ada daripada membentuk gelembung udara baru. Dengan menghindari tahap awal pembentukan gelembung udara yang sulit, gas terlarut dapat lebih mudah melepaskan diri dan ini menyebabkan suara berdesis yang lebih nyaring.
Mengapa Obat Flu Membuat Kita Tertidur?
Pada saat kita terserang virus flu, sistem kekebalan tubuh kita bereaksi untuk ‘mengalahkan’ si penyusup dari luar ini. Bersin, hidung yang tak henti-hentinya mengeluarkan lendir dan mata yang berair, sebenarnya bukan ulah si virus, melainkan merupakan hasil kerja histamine, salah satu zat yang diproduksi sistem kekebalan tubuh kita sendiri
Di lain pihak, histamine juga bekerja pada sistem saraf pusat (otak dan sumsum tulang belakang), histamine membuat kita sadar/alert dan juga membuat kita ‘excited’, dua keadaan yang manusia butuhkan pada saat menghadapi bahaya atau untuk berkonsentrasi.
Kebanyakan obat flu mengandung zat anti-histamine yang fungsinya menghalangi kerja histamine, sehingga hidung kita pun berhenti ‘mengucur’. Namun pada saat yang bersamaan, anti-histamine melumpuhkan kontrol diri terhadap tubuh dan mengurangi kesadaran kita sehingga kita pun mengantuk. Namun kadar efek ini berbeda-beda untuk tiap orang. Ada yang seperti terbius, ada juga yang merasa hanya lemas sedikit.
Pada dasarnya setiap obat memang seperti pedang bermata dua, bisa menyembuhkan, namun sekaligus menyusahkan. Ini diakibatkan karena zat-zat dalam tubuh seperti histamine sendiri, punya banyak fungsi di tubuh kita, sehingga ketika kita menghalangi fungsinya di satu organ, fungsi lain di organ lain pun ikut terhambat.
Di lain pihak, histamine juga bekerja pada sistem saraf pusat (otak dan sumsum tulang belakang), histamine membuat kita sadar/alert dan juga membuat kita ‘excited’, dua keadaan yang manusia butuhkan pada saat menghadapi bahaya atau untuk berkonsentrasi.
Kebanyakan obat flu mengandung zat anti-histamine yang fungsinya menghalangi kerja histamine, sehingga hidung kita pun berhenti ‘mengucur’. Namun pada saat yang bersamaan, anti-histamine melumpuhkan kontrol diri terhadap tubuh dan mengurangi kesadaran kita sehingga kita pun mengantuk. Namun kadar efek ini berbeda-beda untuk tiap orang. Ada yang seperti terbius, ada juga yang merasa hanya lemas sedikit.
Pada dasarnya setiap obat memang seperti pedang bermata dua, bisa menyembuhkan, namun sekaligus menyusahkan. Ini diakibatkan karena zat-zat dalam tubuh seperti histamine sendiri, punya banyak fungsi di tubuh kita, sehingga ketika kita menghalangi fungsinya di satu organ, fungsi lain di organ lain pun ikut terhambat.
Apa komposisi dari minyak bumi?
Minyak bumi adalah campuran komplek hidrokarbon plus senyawaan organik dari Sulfur, Oksigen, Nitrogen dan senyawa-senyawa yang mengandung konstituen logam terutama Nikel, Besi dan Tembaga.
Minyak bumi sendiri bukan merupakan bahan yang uniform, melainkan berkomposisi yang sangat bervariasi, tergantung pada lokasi, umur lapangan minyak dan juga kedalaman sumur.
Dalam minyak bumi parafinik ringan mengandung hidrokarbon tidak kurang dari 97 % sedangkan dalam jenis asphaltik berat paling rendah 50 %.
Komponen Hidrokarbon
Perbandingan unsur-unsur yang terdapat dalam minyak bumi sangat bervariasi. Berdasarkan atas hasil analisa, diperoleh data sebagai berikut :
Karbon : 83,0-87,0 %
Hidrogen : 10,0-14,0 %
Nitrogen : 0,1-2,0 %
Oksigen : 0,05-1,5 %
Sulfur : 0,05-6,0 %
Komponen hidrokarbon dalam minyak bumi diklasifikasikan atas tiga golongan, yaitu :
golongan parafinik
golongan naphthenik
golongan aromatik
sedangkan golongan olefinik umumnya tidak ditemukan dalam crude oil, demikian juga hidrokarbon asetilenik sangat jarang.
Crude oil mengandung sejumlah senyawaan non hidrokarbon, terutama senyawaan Sulfur, senyawaan Nitrogen, senyawaan Oksigen, senyawaan Organo Metalik (dalam jumlah kecil/trace sebagai larutan) dan garam-garam anorganik (sebagai suspensi koloidal).
Senyawaan Sulfur
Crude oil yang densitynya lebih tinggi mempunyai kandungan Sulfur yang lebih tinggu pula. Keberadaan Sulfur dalam minyak bumi sering banyak menimbulkan akibat, misalnya dalam gasoline dapat menyebabkan korosi (khususnya dalam keadaan dingin atau berair), karena terbentuknya asam yang dihasilkan dari oksida sulfur (sebagai hasil pembakaran gasoline) dan air.
Senyawaan Oksigen
Kandungan total oksigen dalam minyak bumi adalah kurang dari 2 % dan menaik dengan naiknya titik didih fraksi. Kandungan oksigen bisa menaik apabila produk itu lama berhubungan dengan udara. Oksigen dalam minyak bumi berada dalam bentuk ikatan sebagai asam karboksilat, keton, ester, eter, anhidrida, senyawa monosiklo dan disiklo dan phenol. Sebagai asam karboksilat berupa asam Naphthenat (asam alisiklik) dan asam alifatik.
Senyawaan Nitrogen
Umumnya kandungan nitrogen dalam minyak bumi sangat rendah, yaitu 0,1-0,9 %. Kandungan tertinggi terdapat pada tipe Asphalitik. Nitrogen mempunyai sifat racun terhadap katalis dan dapat membentuk gum / getah pada fuel oil. Kandungan nitrogen terbanyak terdapat pada fraksi titik didih tinggi. Nitrogen klas dasar yang mempunyai berat molekul yang relatif rendah dapat diekstrak dengan asam mineral encer, sedangkan yang mempunyai berat molekul yang tinggi tidak dapat diekstrak dengan asam mineral encer.
Konstituen Metalik
Logam-logam seperti besi, tembaga, terutama nikel dan vanadium pada proses catalytic cracking mempengaruhi aktifitas katalis, sebab dapat menurunkan produk gasoline, menghasilkan banyak gas dan pembentukkan coke. Pada power generator temperatur tinggi, misalnya oil-fired gas turbine, adanya konstituen logam terutama vanadium dapat membentuk kerak pada rotor turbine. Abu yang dihasilkan dari pembakaran fuel yang mengandung natrium dan terutama vanadium dapat bereaksi dengan refactory furnace (bata tahan api), menyebabkan turunnya titik lebur campuran sehingga merusakkan refractory itu.
Agar dapat diolah menjadi produk-produknya, minyak bumi dari sumur diangkut ke Kilang menggunakan kapal, pipa, mobil tanki atau kereta api. Didalam Kilang, minyak bumi diolah menjadi produk yang kita kenal secara fisika berdasarkan trayek titik didihnya (distilasi), dimana gas berada pada puncak kolom fraksinasi dan residu (aspal) berada pada dasar kolom fraksinasi.
Setiap trayek titik didih disebut “Fraksi”, misal :
0-50°C : Gas
50-85°C : Gasoline
85-105°C : Kerosin
105-135°C : Solar
> 135°C : Residu (Umpan proses lebih lanjut)
Jadi yang namanya minyak bumi atau sering juga disebut crude oil adalah merupakan campuran dari ratusan jenis hidrokarbon dari rentang yang paling kecil, seperti metan, yang memiliki satu atom karbon sampai dengan jenis hidrokarbon yang paling besar yang mengandung 200 atom karbon bahkan lebih.
Secara garis besar minyak bumi dikelompokkan berdasarkan komposisi kimianya menjadi empat jenis, yaitu :
Parafin
Olefin
Naften
Aromat
Tetapi karena di alam bisa dikatakan tidak pernah ditemukan minnyak bumi dalam bentuk olefin, maka minyak bumi kemudian dikelompokkan menjadi tiga jenis saja, yaitu Parafin, Naften dan Aromat.
Kandungan utama dari campuran hidrokarbon ini adalah parafin atau senyawa isomernya. Isomer sendiri adalah bentuk lain dari suatu senyawa hidrokarbon yang memiliki rumus kimia yang sama. Misal pada normal-butana pada gambar berikut memiliki isomer 2-metil propana, atau kadang disebut juga iso-butana.
‘Keluarga hidrokarbon’ terebut diatas disebut homologis, karena sebagian besar kandungan yang ada dalam minyak bumi tersebut dapat dipisahkan kedalam beberapa jenis kemurnian untuk keperluan komersial. Secara umum, di dalam kilang minyak bumi, pemisahan perbandingan kemurnian dilakukan terhadap hidrokarbon yang memiliki kandungan karbon yang lebih kecil dari C7. Pada umumnya kandungan tersebut dapat dipisahkan dan diidentifikasi, tetapi hanya untuk keperluan di laboratorium.
Campuran siklo parafin dan aromat dalam rantai hidrokarbon panjang dalam minyak bumi membuat minyak bumi tersebut digolongkan menjadi minyak bumi jenis aspaltin.
Minyak bumi di alam tidak pernah terdapat dalam bentuk parafin murni maupun aspaltin murni, tetapi selalu dalam bentuk campuran antara parafin dan aspaltin. Pengelompokan minyak bumi menjadi minyak bumi jenis parafin dan minyak bumi jenis aspaltin berdasarkan banyak atau dominasi minyak parafin atau aspaltin dalam minyak bumi. Artinya minyak bumi dikatakan jenis parafin jika senyawa parafinnya lebih dominan dibandingkan aromat dan/atau siklo parafinnya. Begitu juga sebaliknya.
Dalam skala industri, produk dari minyak bumi dikelompokkan berdasarkan rentang titik didihnya, atau berdasarkan trayek titik didihnya. Pengelompokan produk berdasarkan titik didih ini lebih sering dilakukan dibandingkan pengelompokan berdasarkan komposisinya.
Minyak bumi tidak seluruhnya terdiri dari hidrokarbon murni. Dalam minyak bumi terdapat juga zat pengotor (impurities) berupa sulfur (belerang), nitrogen dan logam. Pada umumnya zat pengotor yang banyak terdapat dalam minyak bumi adalah senyawa sulfur organik yang disebut merkaptan.
Senyawa sulfur yang lebih kompleks dalam minyak bumi terdapat dalam bentuk tiofen dan disulfida. Tiofen dan disulfida ini banyak terdapat dalam rantai hidrokarbon panjang atau pada produk distilat pertengahan (middle distillate).
Selain itu zat pengotor lainnya yang terdapat dalam minyak bumi adalah berupa senyawa halogen organik, terutama klorida, dan logam organik, yaitu natrium (Na), Vanadium (V) dan nikel (Ni).
Titik didih minyak bumi parafin dan aspaltin tidak dapat ditentukan secara pasti, karena sangat bervariasi, tergantung bagaimana komposisi jumlah dari rantai hidrokarbonnya. Jika minyak bumi tersebut banyak mengandung hidrokarbon rantai pendek dimana memiliki jumlah atom karbon lebih sedikit maka titik didihnya lebih rendah, sedangkan jika memiliki hidrokarbon rantai panjang dimana memiliki jumlah atom karbon lebih banyak maka titik didihnya lebih tinggi.
Minyak bumi sendiri bukan merupakan bahan yang uniform, melainkan berkomposisi yang sangat bervariasi, tergantung pada lokasi, umur lapangan minyak dan juga kedalaman sumur.
Dalam minyak bumi parafinik ringan mengandung hidrokarbon tidak kurang dari 97 % sedangkan dalam jenis asphaltik berat paling rendah 50 %.
Komponen Hidrokarbon
Perbandingan unsur-unsur yang terdapat dalam minyak bumi sangat bervariasi. Berdasarkan atas hasil analisa, diperoleh data sebagai berikut :
Karbon : 83,0-87,0 %
Hidrogen : 10,0-14,0 %
Nitrogen : 0,1-2,0 %
Oksigen : 0,05-1,5 %
Sulfur : 0,05-6,0 %
Komponen hidrokarbon dalam minyak bumi diklasifikasikan atas tiga golongan, yaitu :
golongan parafinik
golongan naphthenik
golongan aromatik
sedangkan golongan olefinik umumnya tidak ditemukan dalam crude oil, demikian juga hidrokarbon asetilenik sangat jarang.
Crude oil mengandung sejumlah senyawaan non hidrokarbon, terutama senyawaan Sulfur, senyawaan Nitrogen, senyawaan Oksigen, senyawaan Organo Metalik (dalam jumlah kecil/trace sebagai larutan) dan garam-garam anorganik (sebagai suspensi koloidal).
Senyawaan Sulfur
Crude oil yang densitynya lebih tinggi mempunyai kandungan Sulfur yang lebih tinggu pula. Keberadaan Sulfur dalam minyak bumi sering banyak menimbulkan akibat, misalnya dalam gasoline dapat menyebabkan korosi (khususnya dalam keadaan dingin atau berair), karena terbentuknya asam yang dihasilkan dari oksida sulfur (sebagai hasil pembakaran gasoline) dan air.
Senyawaan Oksigen
Kandungan total oksigen dalam minyak bumi adalah kurang dari 2 % dan menaik dengan naiknya titik didih fraksi. Kandungan oksigen bisa menaik apabila produk itu lama berhubungan dengan udara. Oksigen dalam minyak bumi berada dalam bentuk ikatan sebagai asam karboksilat, keton, ester, eter, anhidrida, senyawa monosiklo dan disiklo dan phenol. Sebagai asam karboksilat berupa asam Naphthenat (asam alisiklik) dan asam alifatik.
Senyawaan Nitrogen
Umumnya kandungan nitrogen dalam minyak bumi sangat rendah, yaitu 0,1-0,9 %. Kandungan tertinggi terdapat pada tipe Asphalitik. Nitrogen mempunyai sifat racun terhadap katalis dan dapat membentuk gum / getah pada fuel oil. Kandungan nitrogen terbanyak terdapat pada fraksi titik didih tinggi. Nitrogen klas dasar yang mempunyai berat molekul yang relatif rendah dapat diekstrak dengan asam mineral encer, sedangkan yang mempunyai berat molekul yang tinggi tidak dapat diekstrak dengan asam mineral encer.
Konstituen Metalik
Logam-logam seperti besi, tembaga, terutama nikel dan vanadium pada proses catalytic cracking mempengaruhi aktifitas katalis, sebab dapat menurunkan produk gasoline, menghasilkan banyak gas dan pembentukkan coke. Pada power generator temperatur tinggi, misalnya oil-fired gas turbine, adanya konstituen logam terutama vanadium dapat membentuk kerak pada rotor turbine. Abu yang dihasilkan dari pembakaran fuel yang mengandung natrium dan terutama vanadium dapat bereaksi dengan refactory furnace (bata tahan api), menyebabkan turunnya titik lebur campuran sehingga merusakkan refractory itu.
Agar dapat diolah menjadi produk-produknya, minyak bumi dari sumur diangkut ke Kilang menggunakan kapal, pipa, mobil tanki atau kereta api. Didalam Kilang, minyak bumi diolah menjadi produk yang kita kenal secara fisika berdasarkan trayek titik didihnya (distilasi), dimana gas berada pada puncak kolom fraksinasi dan residu (aspal) berada pada dasar kolom fraksinasi.
Setiap trayek titik didih disebut “Fraksi”, misal :
0-50°C : Gas
50-85°C : Gasoline
85-105°C : Kerosin
105-135°C : Solar
> 135°C : Residu (Umpan proses lebih lanjut)
Jadi yang namanya minyak bumi atau sering juga disebut crude oil adalah merupakan campuran dari ratusan jenis hidrokarbon dari rentang yang paling kecil, seperti metan, yang memiliki satu atom karbon sampai dengan jenis hidrokarbon yang paling besar yang mengandung 200 atom karbon bahkan lebih.
Secara garis besar minyak bumi dikelompokkan berdasarkan komposisi kimianya menjadi empat jenis, yaitu :
Parafin
Olefin
Naften
Aromat
Tetapi karena di alam bisa dikatakan tidak pernah ditemukan minnyak bumi dalam bentuk olefin, maka minyak bumi kemudian dikelompokkan menjadi tiga jenis saja, yaitu Parafin, Naften dan Aromat.
Kandungan utama dari campuran hidrokarbon ini adalah parafin atau senyawa isomernya. Isomer sendiri adalah bentuk lain dari suatu senyawa hidrokarbon yang memiliki rumus kimia yang sama. Misal pada normal-butana pada gambar berikut memiliki isomer 2-metil propana, atau kadang disebut juga iso-butana.
‘Keluarga hidrokarbon’ terebut diatas disebut homologis, karena sebagian besar kandungan yang ada dalam minyak bumi tersebut dapat dipisahkan kedalam beberapa jenis kemurnian untuk keperluan komersial. Secara umum, di dalam kilang minyak bumi, pemisahan perbandingan kemurnian dilakukan terhadap hidrokarbon yang memiliki kandungan karbon yang lebih kecil dari C7. Pada umumnya kandungan tersebut dapat dipisahkan dan diidentifikasi, tetapi hanya untuk keperluan di laboratorium.
Campuran siklo parafin dan aromat dalam rantai hidrokarbon panjang dalam minyak bumi membuat minyak bumi tersebut digolongkan menjadi minyak bumi jenis aspaltin.
Minyak bumi di alam tidak pernah terdapat dalam bentuk parafin murni maupun aspaltin murni, tetapi selalu dalam bentuk campuran antara parafin dan aspaltin. Pengelompokan minyak bumi menjadi minyak bumi jenis parafin dan minyak bumi jenis aspaltin berdasarkan banyak atau dominasi minyak parafin atau aspaltin dalam minyak bumi. Artinya minyak bumi dikatakan jenis parafin jika senyawa parafinnya lebih dominan dibandingkan aromat dan/atau siklo parafinnya. Begitu juga sebaliknya.
Dalam skala industri, produk dari minyak bumi dikelompokkan berdasarkan rentang titik didihnya, atau berdasarkan trayek titik didihnya. Pengelompokan produk berdasarkan titik didih ini lebih sering dilakukan dibandingkan pengelompokan berdasarkan komposisinya.
Minyak bumi tidak seluruhnya terdiri dari hidrokarbon murni. Dalam minyak bumi terdapat juga zat pengotor (impurities) berupa sulfur (belerang), nitrogen dan logam. Pada umumnya zat pengotor yang banyak terdapat dalam minyak bumi adalah senyawa sulfur organik yang disebut merkaptan.
Senyawa sulfur yang lebih kompleks dalam minyak bumi terdapat dalam bentuk tiofen dan disulfida. Tiofen dan disulfida ini banyak terdapat dalam rantai hidrokarbon panjang atau pada produk distilat pertengahan (middle distillate).
Selain itu zat pengotor lainnya yang terdapat dalam minyak bumi adalah berupa senyawa halogen organik, terutama klorida, dan logam organik, yaitu natrium (Na), Vanadium (V) dan nikel (Ni).
Titik didih minyak bumi parafin dan aspaltin tidak dapat ditentukan secara pasti, karena sangat bervariasi, tergantung bagaimana komposisi jumlah dari rantai hidrokarbonnya. Jika minyak bumi tersebut banyak mengandung hidrokarbon rantai pendek dimana memiliki jumlah atom karbon lebih sedikit maka titik didihnya lebih rendah, sedangkan jika memiliki hidrokarbon rantai panjang dimana memiliki jumlah atom karbon lebih banyak maka titik didihnya lebih tinggi.
Bagaimana prinsip kerja Reaksi Fehling, Tollens dan Benedict?
Pada prinsipnya baik fehling, tollens maupun benedict digunakan untuk mengetahui apakah suatu gula merupakan gula pereduksi atau bukan (mempunyai gugus aldehida bebas).
Fehling terdiri dari campuran CuSO4 + Asam tartat + Basa. Jika gula tersebut merupakan gula pereduksi (glukosa, galaktosa, dll) Cu akan berubah menjadi Cu2O yang berwarna merah bata.
Benedict terdiri dari campuran Na2Co3 + CuSO4 + Natrium sitrat. Reaksi Benedict akan menyebabkan larutan yang berwarna biru akan berubah menjadi orange atau kuning. Untuk mengetahui gula pereduksi yang mempunyai sifat reduksi lebih kuat, reaksi Fehling lebih jelas perubahan warnanya.
Sedangkan Tollen terdiri dari Ag2SO4 yang bila ada gula pereduksi Ag akan direduksi menjadi Ag+ yang akan membentuk cinci perak. Kelemahan dari reaksi Tollen adalah dia bukan cuma bereaksi dengan gula pereduksi tetapi juga bereaksi dengan senyawa keton yang mempunyai gugus metil.
Fehling terdiri dari campuran CuSO4 + Asam tartat + Basa. Jika gula tersebut merupakan gula pereduksi (glukosa, galaktosa, dll) Cu akan berubah menjadi Cu2O yang berwarna merah bata.
Benedict terdiri dari campuran Na2Co3 + CuSO4 + Natrium sitrat. Reaksi Benedict akan menyebabkan larutan yang berwarna biru akan berubah menjadi orange atau kuning. Untuk mengetahui gula pereduksi yang mempunyai sifat reduksi lebih kuat, reaksi Fehling lebih jelas perubahan warnanya.
Sedangkan Tollen terdiri dari Ag2SO4 yang bila ada gula pereduksi Ag akan direduksi menjadi Ag+ yang akan membentuk cinci perak. Kelemahan dari reaksi Tollen adalah dia bukan cuma bereaksi dengan gula pereduksi tetapi juga bereaksi dengan senyawa keton yang mempunyai gugus metil.
Adakah metode pengukuran kadar urea?
Pertanyaan: Saya sedang penelitian penentuan kadar urea. Selama ini saya menggunakan metode biuret tapi dalam analisisnya tidak bisa. Urea cenderung menyerap warna biuret, berbeda dengan protein yang cenderung mempertajam warna biuret.
Jawaban: Penentuan urea dapat menggunakan enzim urease (yang bisa digunakan juga untuk menentukan kadar urea dalam cairan urin manusia) yang akan menguraikan urea menjadi ammonia dan karbondioksida C02. Namun, ammonia yang terjadi tidak langsung dititrasi dg HCl karena biasanya bewujud gas. Sehingga reaksinya menggunakan indikator campuran metil merah dan bromphenol biru yang ditambahkan ke dalam asam borat (H3BO3).
Titrasi dilakukan terhadap H3BO3 yang telah bereaksi dengan ammonia tersebut (H2BO3-). Tentu saja reaksi ini dilakukan dalam cawan tertentu yang dapat menahan ammonia agar tidak lepas ke udara dan ada perlakuan inkubasi pada suhu tertentu (sesuai suhu optimum urease yang digunakan).
Proses penentuan urea dengan urease ini bisa dilakukan sehari dan langsung diperoleh hasilnya. Jadi relatif cukup cepat.
Jawaban: Penentuan urea dapat menggunakan enzim urease (yang bisa digunakan juga untuk menentukan kadar urea dalam cairan urin manusia) yang akan menguraikan urea menjadi ammonia dan karbondioksida C02. Namun, ammonia yang terjadi tidak langsung dititrasi dg HCl karena biasanya bewujud gas. Sehingga reaksinya menggunakan indikator campuran metil merah dan bromphenol biru yang ditambahkan ke dalam asam borat (H3BO3).
Titrasi dilakukan terhadap H3BO3 yang telah bereaksi dengan ammonia tersebut (H2BO3-). Tentu saja reaksi ini dilakukan dalam cawan tertentu yang dapat menahan ammonia agar tidak lepas ke udara dan ada perlakuan inkubasi pada suhu tertentu (sesuai suhu optimum urease yang digunakan).
Proses penentuan urea dengan urease ini bisa dilakukan sehari dan langsung diperoleh hasilnya. Jadi relatif cukup cepat.
Bagaimana mekanisme Bleaching Earth terhadap pencegahan kerusakan minyak?
Dewasa ini memang penggunaan Bleaching Earth (BE) banyak digunakan dalam aplikasi bleaching (pemucatan/penjernihan) CPO atau juga CNO dan minyak-minyak yang lainnya. Tujuan utama dari BE memang untuk menjernihkan CPO (katakanlah contohnya) dengan cara mengadsorpsi zat-zat warna dalam CPO. Dalam CPO sendiri zat warna yang biasa ditemukan adalah antosianin, klorofil, xanthofil dan beta karoten.
Proses bleaching juga bisa mencegah kerusakan minyak karena selain zat warna tadi, BE jg dapat mengadsorpsi pengotor-pengotor lain yang terdapat dalam CPO seperti sisa tandan, sejumlah kecil logam, dan pengotor hasil oksidasi minyak yang biasanya berwarna gelap. Akan tetapi, harap diingat pula, untuk CPO biasanya proses bleaching dilakukan dengan menggunakan suhu yang relatif tinggi (100-120 derajat celcius). Sudah tentu dengan suhu sedemikian tinggi dapat menyebabkan CPO menjadi teroksidasi walaupun untuk skala lab, biasanya proses oksidasi minyak bisa diminimalisasi atau bahkan dihindari dengan mengkondisikan set alat bleaching dalam kondisi vakum untuk mencegah adanya oksigen atau juga, lebih baik lagi, sebelum dilakukan proses bleaching oksigen yang ada dalam set alat bleaching diusir terlebih dahulu dengan gas nitrogen.
Proses bleaching dengan menggunakan BE jg punya kelemahan terhadap kualitas CPO karena banyak sekali zat-zat yang justru diperlukan seperti beta karoten maupun vitamin E yang ikut teradsorpsi oleh BE.. Berdasar pada pengalaman yg telah saya lakukan, ada kondisi optimum dari BE agar proses bleaching berlangsung dengan baik. Baik disini adalah warna CPO yang jernih dan kandungan zat yang diinginkan seperti beta karoten juga tidak berkurang terlalu banyak.
Untuk masalah yg terakhir, ada pertanyaan yang kadang terus menggelitik di kepala tapi sampai saat ini belum terpecahkan, bagaimana caranya agar BE yang digunakan memiliki kemampuan mengadsorpsi yang selektif, dimana hanya pengotor yang tidak diinginkan saja yang terserap sedangkan beta karoten dan vitamin E (misalnya) tidak ikut terserap?
Proses bleaching juga bisa mencegah kerusakan minyak karena selain zat warna tadi, BE jg dapat mengadsorpsi pengotor-pengotor lain yang terdapat dalam CPO seperti sisa tandan, sejumlah kecil logam, dan pengotor hasil oksidasi minyak yang biasanya berwarna gelap. Akan tetapi, harap diingat pula, untuk CPO biasanya proses bleaching dilakukan dengan menggunakan suhu yang relatif tinggi (100-120 derajat celcius). Sudah tentu dengan suhu sedemikian tinggi dapat menyebabkan CPO menjadi teroksidasi walaupun untuk skala lab, biasanya proses oksidasi minyak bisa diminimalisasi atau bahkan dihindari dengan mengkondisikan set alat bleaching dalam kondisi vakum untuk mencegah adanya oksigen atau juga, lebih baik lagi, sebelum dilakukan proses bleaching oksigen yang ada dalam set alat bleaching diusir terlebih dahulu dengan gas nitrogen.
Proses bleaching dengan menggunakan BE jg punya kelemahan terhadap kualitas CPO karena banyak sekali zat-zat yang justru diperlukan seperti beta karoten maupun vitamin E yang ikut teradsorpsi oleh BE.. Berdasar pada pengalaman yg telah saya lakukan, ada kondisi optimum dari BE agar proses bleaching berlangsung dengan baik. Baik disini adalah warna CPO yang jernih dan kandungan zat yang diinginkan seperti beta karoten juga tidak berkurang terlalu banyak.
Untuk masalah yg terakhir, ada pertanyaan yang kadang terus menggelitik di kepala tapi sampai saat ini belum terpecahkan, bagaimana caranya agar BE yang digunakan memiliki kemampuan mengadsorpsi yang selektif, dimana hanya pengotor yang tidak diinginkan saja yang terserap sedangkan beta karoten dan vitamin E (misalnya) tidak ikut terserap?
Mengapa Raksa (Hg) berbahaya bagi kesehatan?
Sebelum menjawab pertanyaan tersebut kita akan mengulas sedikit tentang pengertian HSAB. Prinsip dasar dari HSAB adalah: Hard Acid akan lebih memilih Hard Bases, Soft Acid akan lebih memilih Soft Bases.
Karakterisasi dari Hard acid adalah Elektronegatifitas rendah (biasanya sekitar 0.7 - 1.6); Ukurannya relatif kecil; Muatannya relatif besar (>=3). Na+, Mg2+, Fe3+ dan Al3+ adalah contoh dari Hard Acid.
Karakterisasi dari Hard base adalah Elektronegatifitas tinggi (sekitar 3.4-4), Ukuran atom donornya relatif kecil. Contohnya: O2-, F-, OH2, CO3 2-, and PO43-.
Karakterisasi Soft Acid adalah Elektronegatifitasnya sekitar 1.9-2.5, Ukuran atomnya besar, muatannya rendah (1+, 2+). Contohnya: Cu+, Hg+, Au+, Ag+ dan Pb2+ (logam-logam tersebut terletak pada area yg sama di tabel periodik).
Karakterisasi Soft Base: elektronegatifitasnya sekitar 2.1-3.0, ukuran atomnya besar. contohnya: S2-, PEt3, RSe-, I- dan Br-.
Tambahan dari pengertian HSAB, ada lagi istilah "Borderline". Borderline acid berarti memiliki sifat asam diantara hard dan soft acids.
Dengan kata lain, borderline ini memiliki muatan yang lebih rendah dan ukuran atom yang lebih besar dibanding hard acid; juga memiliki muatan yang lebih tinggi dan ukuran atom yang lebih kecil dari pada soft acid. Ion dengan muatan 2+ dari blok d, seperti Fe2+, Cu2+, Ni2+ dan Zn2+ merupakan contoh dari Borderline acids.
Sedangkan Borderline bases merupakan basa dengan sifat diantara hard dan soft bases. Basa dimana donor atomnya N atau Cl termasuk kategori tersebut. NH3, Cl-, RCl, dan piridine merupakan contoh Borderline bases.
Melihat pengertian diatas, sekarang apabila ada reaksi seperti berikut:
HgCl2(aq) + (KF, KI)aq ---> ?
Apakah produk yg terbentuk HgI2 atau HgF2?
Tentu saja, karena Soft Acid (Hg2+) akan lebih memilih Soft Base (I-), maka produk yang terbentuk adalah HgI2.
Melihat sedikit penjelasan di atas, ion dari logam berat yang termasuk Soft Acid, akan memiliki affinitas yang tinggi untuk ion S2- (yang merupakan soft base). Sulfur terdapat di rantai samping dari dua asam amino (methionine dan cystine). Kedua asam amino tersebut penting dalam mempertahankan struktur tertier dari protein dan enzim yang ada dalam tubuh manusia.
Ketika Hg2+ terhirup kedalam tubuh, dan kemudian berkoordinasi dengan asam amino sulfur, akan segera merusak struktur protein dan mendeaktivasi protein.
Sebagai illustrasi ttg afinitas dari ion logam berat (seperti Hg2+) terhadap sulfur:
Solubilitas dari HgS yang terbentuk dalam larutan air adalah 10-50 M2, yang berarti HgS memiliki kelarutan 1x10-25 M dalam air. Arti dari angka tersebut berarti, dalam satu liter air akan ada kurang dari 1 ion Hg2+. Berdasarkan solubilitasnya, kita dapat menghitung bahwa untuk melarutkan 1 gram Hg2+, membutuhkan 4x1022 Liter air.
Suatu angka yang besar mengingat di dunia ini hanya ada 1x1021 Liter air.
Karakterisasi dari Hard acid adalah Elektronegatifitas rendah (biasanya sekitar 0.7 - 1.6); Ukurannya relatif kecil; Muatannya relatif besar (>=3). Na+, Mg2+, Fe3+ dan Al3+ adalah contoh dari Hard Acid.
Karakterisasi dari Hard base adalah Elektronegatifitas tinggi (sekitar 3.4-4), Ukuran atom donornya relatif kecil. Contohnya: O2-, F-, OH2, CO3 2-, and PO43-.
Karakterisasi Soft Acid adalah Elektronegatifitasnya sekitar 1.9-2.5, Ukuran atomnya besar, muatannya rendah (1+, 2+). Contohnya: Cu+, Hg+, Au+, Ag+ dan Pb2+ (logam-logam tersebut terletak pada area yg sama di tabel periodik).
Karakterisasi Soft Base: elektronegatifitasnya sekitar 2.1-3.0, ukuran atomnya besar. contohnya: S2-, PEt3, RSe-, I- dan Br-.
Tambahan dari pengertian HSAB, ada lagi istilah "Borderline". Borderline acid berarti memiliki sifat asam diantara hard dan soft acids.
Dengan kata lain, borderline ini memiliki muatan yang lebih rendah dan ukuran atom yang lebih besar dibanding hard acid; juga memiliki muatan yang lebih tinggi dan ukuran atom yang lebih kecil dari pada soft acid. Ion dengan muatan 2+ dari blok d, seperti Fe2+, Cu2+, Ni2+ dan Zn2+ merupakan contoh dari Borderline acids.
Sedangkan Borderline bases merupakan basa dengan sifat diantara hard dan soft bases. Basa dimana donor atomnya N atau Cl termasuk kategori tersebut. NH3, Cl-, RCl, dan piridine merupakan contoh Borderline bases.
Melihat pengertian diatas, sekarang apabila ada reaksi seperti berikut:
HgCl2(aq) + (KF, KI)aq ---> ?
Apakah produk yg terbentuk HgI2 atau HgF2?
Tentu saja, karena Soft Acid (Hg2+) akan lebih memilih Soft Base (I-), maka produk yang terbentuk adalah HgI2.
Melihat sedikit penjelasan di atas, ion dari logam berat yang termasuk Soft Acid, akan memiliki affinitas yang tinggi untuk ion S2- (yang merupakan soft base). Sulfur terdapat di rantai samping dari dua asam amino (methionine dan cystine). Kedua asam amino tersebut penting dalam mempertahankan struktur tertier dari protein dan enzim yang ada dalam tubuh manusia.
Ketika Hg2+ terhirup kedalam tubuh, dan kemudian berkoordinasi dengan asam amino sulfur, akan segera merusak struktur protein dan mendeaktivasi protein.
Sebagai illustrasi ttg afinitas dari ion logam berat (seperti Hg2+) terhadap sulfur:
Solubilitas dari HgS yang terbentuk dalam larutan air adalah 10-50 M2, yang berarti HgS memiliki kelarutan 1x10-25 M dalam air. Arti dari angka tersebut berarti, dalam satu liter air akan ada kurang dari 1 ion Hg2+. Berdasarkan solubilitasnya, kita dapat menghitung bahwa untuk melarutkan 1 gram Hg2+, membutuhkan 4x1022 Liter air.
Suatu angka yang besar mengingat di dunia ini hanya ada 1x1021 Liter air.
Langganan:
Postingan (Atom)