Senin, 10 Juni 2013

SUBSTANSI DALAM AIR

Seperti yang kita ketahui, air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O, yaitu molekul yang tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) and temperatur 273,15°K (0°C). Air sering disebut sebagai pelarut universal karena air melarutkan banyak zat kimia. Kelarutan suatu zat dalam air ditentukan oleh dapat tidaknya zat tersebut menandingi kekuatan gaya tarik-menarik listrik (gaya intermolekul dipol-dipol) antara molekul-molekul air.

Air meliputi paling sedikit 80% massa dari makhluk hidup, dan hampir semua reaksi kimia dalam kehidupan terjadi di larutan (solution) air. Bahan kimia lainnya yang membentuk tubuh makhluk hidup, sebagian besar merupakan makromolekul yang termasuk dalam 4 kelompok : protein, asam nukleus, karbohidrat, dan lipida (lemak). Makromolekul-makromolekul ini tersusun dari monomer. Empat kelompok makromolekul ini menyusun 93% massa kering tubuh makhluk hidup, dan 7% sisanya tersusun dari mikromolekul organik (contohnya vitamin) dan ion anorganik.

NAMA MONOMER POLIMER % MASSA KERING
Protein Asam amino Polipeptida 50
Asam nukleus Nukleotida Poilnukleotida 18
Karbohidrat Monosakarida Polisakarida 15

NAMA KOMPONEN UNIT TERBESAR % MASSA KERING
Lipida Asam lemak + gliserol Trigliserida 10


Air memiliki banyak sifat-sifat yang penting untuk kehidupan. Banyak diantara sifat-sifat di bawah ini yang terjadi karena adanya ikatan hidrogen pada molekul air.


1.   Pelarut. Karena merupakan senyawa bermuatan, air menjadi pelarut yang sangat baik. Molekul bermuatan (disebut juga molekul polar) seperti garam, gula, dan asam amino larut dalam air dengan mudah. Molekul-molekul seperti ini disebut molekul hidrofilis (hidro = air; filia = suka, seperti pada pedofilia). Molekul yang tidak bermuatan–nonpolar–seperti lipida (= lemak) tidak dapat larut dengan baik dalam air, dan disebut hidrophobis (phobia = takut, benci, seperti pada acro(ketinggian)phobia).
2.    Penyimpan panas. Air punya kapasitas kalor 4,2 Joule g-1°C-1. Artinya, dibutuhkan energi sebesar 4,2 Joule untuk memanaskan 1 gram air sebesar 1 derajat Celcius. Ini merupakan kapasitas yang relatif besar, dan ini membuat suhu air stabil, tidak mudah berubah.
3.   Pendingin. Dalam teori kalor laten air membutuhkan banyak energi panas untuk merubah wujudnya dari cair ke gas. Sifat air yang satu ini sangat berguna untuk mekanisme pendinginan tubuh makhluk hidup. Contohnya pada manusia adalah berkeringat dan ngos-ngosan. Misalnya, jika kamu berlari dari Jakarta sampai Semarang, kamu pasti akan terengah-engah. Nah, pada saat itulah uap air akan keluar dari mulut kamu, mengeluarkan panas yang berlebih dari tubuh kamu agar kondisi tubuh kamu normal kembali.
4.   ‎Pelindung. Air punya anomali, yaitu massa jenisnya dalam bentuk padat lebih rendah dari bentuk cairnya, sehingga menyebabkan es mengapung di atas air. Ketika suhu udara menjadi sangat dingin, lautan membeku pada bagian atas, membentuk lapisan es di atas dan air di bawah. Seperti pada kutub utara dan selatan, di bawah lantai esnya terdapat air dalam bentuk cair. Sifat ini membuat makhluk hidup aquatik dapat hidup walaupun pada suhu lingkungan di bawah nol derajat Celcius. Jangan coba-coba berenang di sana! Kamu bukan termasuk makhluk aquatik.
5.   “Perekat“. Molekul-molekul air “saling melekat” karena adanya ikatan hidrogen dalam susunan molekulnya, hal ini mengakibatkan air punya daya kohesi yang tinggi. Hal ini juga menjelaskan mengapa rambatan air bisa sampai ke pucuk pohon yang bahkan paling tinggi sekalipun tanpa putus di tengah-tengah, serta menjelaskan fenomena tegangan permukaan yang membuat beberapa serangga air, seperti anggang-anggang, dapat berjalan di atas air tanpa tenggelam.
6.   Pengionisasi. Saat ada banyak garam terlarut dalam air, molekul garam terionisasi menjadi ion positif (Na+) dan ion negatif (Cl-). Banyak molekul biologis lainnya yang merupakan asam lemah, yang juga akan terionisasi dalam larutan, misalnya asam asetat (CH3COOH terionisasi menjadi CH3COO- dan H+). Ada banyak siswa yang bingung antara nama asam dan nama bentuk terionisasinya. Anda akan menemui banyak nama yang kelihatannya merupakan nama zat yang sama, seperti asam asetat dan asetat, asam fosfat dan fosfat, asam laktat dan laktat, asam sitrat dan sitrat, asam piruvat dan piruvat, asam aspartat dan aspartat, dll. Bentuk terionisasi adalah yang ditemukan pada sel makhluk hidup.
7.    Penjaga asam-basa. Air sendiri terionisasi sebagian, menjadi H+ dan OH-, jadi air merupakan sumber proton (dalam hal ini ion H+). Dan, banyak sekali reaksi biokimia yang sensitif terhadap pH (power of hydrogen). Air murni (yang jelas bukan iler anda) tidak dapat menyangga perubahan konsentrasi H+, jadi air bukanlah penyangga (buffer) dan air dapat memiliki pH berapapun yang diperlukan. Namun, sitoplasma dan cairan di jaringan makhluk hidup biasanya terjaga dengan baik kenetralannya pada pH 6.8-7,4.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar