Skip to content

Unsur dan Senyawaan Oksigen

September 14, 2012

BAB I

PENDAHULUAN

Oksigen atau zat asam adalah unsur kimia dalam sistem tabel periodik yang mempunyai lambang O dan nomor atom 8.  Istilah oxygen diciptakan oleh Antoine Lavoisier pada tahun 1777. Oksigen merupakan unsur golongan kalkogen dan dapat dengan mudah bereaksi dengan hampir semua unsur lainnya (utamanya menjadi oksida). Pada Temperatur dan tekanan standar, dua atom unsur ini berikatan menjadi dioksigen, yaitu senyawa gas diatomik dengan rumus O2 yang tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau. Oksigen merupakan unsur paling melimpah ketiga di alam semesta setelah hidrogen dan helium.

Selama beberapa abad, para ahli kadang-kadang menyadari bahwa udara terdiri lebih dari satu komponen. Sifat oksigen dan nitrogen sebagai komponen udara mengarah pada pengembangan teori flogiston pada proses pembakaran, yang sering terpikir oleh para ahli kimia selama satu abad. Oksigen telah dibuat oleh beberapa ahli, termasuk Bayen dan Borch, tetapi mereka tidak tahu cara mengumpulkannya. Mereka juga tidak mempelajari sifat-sifatnya dan tidak mengenali  oksigen sebagai unsur dasar.

Dulu, bobot atom oksigen  digunakan sebagai standar pembanding untuk unsur yang lain, hingga pada tahun 1961, ketika IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) menggunakan atom karbon 12 sebagai standar pembanding yang baru.

Oksigen adalah unsur ketiga terbanyak yang ditemukan berlimpah di matahari, dan memainkan peranan dalam siklus karbon-nitrogen, yahkni proses yang diduga menjadi sumber energi di matahari dan bintang-bintang. Oksigen dalam kondisi tereksitasi memberikan warna merah terang dan kuning-hijau pada Aurora Borealis.

 

 

Oksigen merupakan unsur gas, menyusun 21% volume atmosfer dan diperoleh dengan pencairan dan penyulingan bertingkat. Atmosfer Mars mengandung oksigen sekitar 0.15%. dalam bentuk unsur dan senyawa, oksigen mencapai kandungan 49.2% berat pada lapisan kerak bumi. Sekitar dua pertiga tubuh manusia dan sembilan persepuluh air adalah oksigen.

Di laboratorium, oksigen bisa dibuat dengan elektrolisis air atau dengan memanaskan KClO3 dengan MnO2 sebagai katalis. Oksigen tidak berbau, tidak berasa dan tidak berwarna. Dalam bentuk cair dan padat, oksigen berwarna biru pucat dan merupakan paramagnetik yang kuat.

Ozon (O3). Merupakan senyawa yang sangat aktif, dihasilkan dari pelepasan muatan elektris (kilat) atau penyinaran sinar Ultraviolet  terhadap oksigen.

Keberadaan ozon di atmosfer (dengan jumlah yang sebanding dengan ketebalan lapisan 3 mm dengan kondisi tekanan dan suhu yang luar biasa) mencegah sinar Ultraviolet yang berbahaya dari matahari sebelum mencapai permukaan. Pencemaran udara di atmosfer dapat merusak lapisan ozon ini. Ozon bersifat racun dan tidak boleh terpapar dengan ozon melebihi kadar 0.2 mg/m# (8 jam kerja rata-rata-40 jam per minggu). Ozon yang masih pekat memiliki warna hitam kebiru-biruan dan ozon padat berwarna hitam ungu.

Semua kelompok molekul struktural yang terdapat pada organisme hidup, seperti protein, karbohidrat, dan lemak, mengandung oksigen. Demikian pula senyawa anorganik yang terdapat pada cangkang, gigi, dan tulang hewan. Oksigen dalam bentuk O2 dihasilkan dari air oleh sianobakteri, ganggang, dan tumbuhan selama fotosintesis, dan digunakan pada respirasi sel oleh hampir semua makhluk hidup. Oksigen beracun bagi organisme anaerob, yang merupakan bentuk kehidupan paling dominan pada masa-masa awal evolusi kehidupan.

Oksigen, yang sangat reaktif, adalah komponen ratusan ribu senyawa organik dan dapat bergabung dengan kebanyakan unsur. Tanaman dan hewan sangat tergantung pada oksigen untuk bernafas. Rumah sakit sering menulis resep oksigen untuk pasien dengan penyakit pernafasan ringan.

Oksigen memiliki 9 isotop. Oksigen alami adalah campuran dari 3 isotop. Oksigen berbobot aatom 18 yang terdapat di alam bersifat stabil dan tersedia untuk keperluan komersial, seperti dalam air (H2O dengan  kandungan isotop 18 sebanyak 15%). Konsumsi oksigen komersial di Amerika Serikat diperkirakan mencapai 20 juta ton  per tahun dan diperkirakan akan terus meningkat.

Penggunaan oksigen pada tungku peleburan baja merupakan penggunaan tertinggi. Jumlah yang banyak juga diperlukan pada proses pembuatan gas ammonia, metanol, etilen oksida dan pengelasan oksi-asetilen.

Oksigen secara industri dihasilkan dengan distilasi bertingkat udara cair, dengan munggunakan zeolit untuk memisahkan karbon dioksida dan nitrogen dari udara, ataupun elektrolisis air, dll. Oksigen digunakan dalam produksi baja, plastik, dan tekstil, ia juga digunakan sebagai propelan roket, untuk terapi oksigen, dan sebagai penyokong kehidupan pada pesawat terbang, kapal selam, penerbangan luar angkasa, dan penyelaman.

Sifat Fisik Oksigen

Oksigen lebih larut dalam air daripada nitrogen. Air mengandung sekitar satu molekul O2 untuk setiap dua molekul N2, bandingkan dengan rasio atmosferik yang sekitar 1:4. Kelarutan oksigen dalam air bergantung pada suhu. Pada suhu 0 °C, konsentrasi oksigen dalam air adalah 14,6 mg·L−1, manakala pada suhu 20 °C oksigen yang larut adalah sekitar 7,6 mg·L−1. Pada suhu 25 °C dan 1 atm udara, air tawar mengandung 6,04 mililiter (mL) oksigen per liter, manakala dalam air laut mengandung sekitar 4,95 mL per liter.[26] Pada suhu 5 °C, kelarutannya bertambah menjadi 9,0 mL (50% lebih banyak daripada 25 °C) per liter untuk air murni dan 7,2 mL (45% lebih) per liter untuk air laut.

 

 

 

Oksigen mengembun pada 90,20 K (−182,95 °C, −297,31 °F), dan membeku pada 54.36 K (−218,79 °C, −361,82 °F).[27] Baik oksigen cair dan oksigen padat berwarna biru langit. Hal ini dikarenakan oleh penyerapan warna merah. Oksigen cair dengan kadar kemurnian yang tinggi biasanya didapatkan dengan distilasi bertingkat udara cair;[28] Oksigen cair juga dapat dihasilkan dari pengembunan udara, menggunakan nitrogen cair dengan pendingin. Oksigen merupakan zat yang sangat reaktif dan harus dipisahkan dari bahan-bahan yang mudah terbakar.

 

Keterangan Umum Unsur

Nama, Lambang, Nomor atom

oksigen, O, 8

Deret kimia

non-logam

Golongan, Periode, Blok

16, 2, p

Penampilan

tak berwarna

Massa atom

15,9994(3)  g/mol

Konfigurasi elektron

1s2 2s2 2p4

Jumlah elektron tiap kulit

2, 6

 

Ciri-ciri fisik

Fase

gas

Massa jenis

(0 °C; 101,325 kPa)
1,429 g/L

Titik lebur

54,36 K
(-218,79 °C, -361,82 °F)

Titik didih

90,20 K
(-182,95 °C, -297,31 °F)

Kalor peleburan

(O2) 0,444 kJ/mol

Kalor penguapan

(O2) 6,82 kJ/mol

Kapasitas kalor

(25 °C) (O2)
29,378 J/(mol·K)

 

 


 

BAB III

OZON

Ozon( berasal dari bahasa Yunani Ozein, untuk membaui), bentuk alotropik oksigen mempunyai tiga atom pada setiap molekul, rumusan O3. Merupakan suatu gas biru, beracun sangat pucat dengan suatu bau kuat. Ozon mendidih pada – 111.9° C (- 169.52° F), meleleh pada – 192.5° C (- 314.5° F), dan mempunyai bobot jenis 2.144. Ozon dalam bentuk cairan berwarna kebiruan, betul-betul cairan magnetis. Ozon dibentuk ketika suatu cetus api elektrik dilewati oksigen. Kehadiran ozon dapat dideteksi dengan adanya bau yang ditemukan dekat mesin elektrik. Ozon jauh lebih aktif secara kimiawi dibanding oksigen biasa dan lebih baik dalam mengoksidasi.

Ozon digunakan untuk membersihkan air, mensterilkan udara, dan mengelantang makanan tertentu. Ozon membentuk atmosfir dari oksida zat lemas dan gas organik yang dipancarkan oleh mobil dan sumber industri, bagaimanapun, adalah suatu resiko kesehatan, dan mungkin menyebabkan kerusakan panen serius dalam beberapa area. Di tahun 1998, di Amerika Serikat Agen Perlindungan Lingkungan ( EPA) menerapkan suatu aturan udara baru dalam usaha untuk menahan oksida zat lemas yang dilepaskan oleh stasiun pembangkit listrik coal-fired. Zat Oksida lemas berkombinasi dengan campuran organik mudah menguap untuk membentuk ozon, yang dipercaya dapat menyebabkan penyakit yang berhubungan dengan pernapasan seperti bronkitis dan sakit asma.

 
   

Nama IUPAC

Trioksigen

Identifikasi

Nomor CAS

[10028-15-6]

Sifat

Rumus molekul

O3

Massa molar

47,998 g·mol−1

Penampilan

gas berwarna kebiruan

Densitas

2,144 g·L−1 (0 °C), gas

Titik leleh

- 314.5° F, −192,5 °C

Titik didih

161,3 K, −111,9 °C

Kelarutan dalam air

0,105 g·100mL−1 (0 °C)

Termokimia

Entalpi
pembentukan
standar
fHo298)

+142,3 kJ·mol−1

Entropi molar
standar
So298

237,7 J·K−1.mol−1

Bahaya

Klasifikasi EU

tidak terdaftar

 

Ozon di muka bumi

Ozon di muka bumi terbentuk oleh sinar ultraviolet yang menguraikan molekul O3 membentuk unsur oksigen. Unsur oksigen ini bergabung dengan molekul yang tidak terurai dan membentuk O3. Kadangkala unsur oksigen akan bergabung dengan N2 untuk membentuk nitrogen oksida; yang apabila bercampur dengan cahaya mampu membentuk ozon.

Lapisan ozon

Pengertian Lapisan Ozon Dalam Atmosfer dan Strukturnya) ± Ozon adalah zat oksidanyang kuat, beracun, dan zat pembunuh jasad renik yang kuat juga. Ozon biasanya digunakan untuk mensterilkan air isi ulang, serta dapat juga digunakan untuk menghilangkan warna dan bauyang tidakenakpada air.Ozon terbentuk secara alamiah di stratosfer. Pembentukan dan perusakan ozon di stratosfer merupakan mekanisme perlindungan bumi dari sinar UV dari matahari. Di troposfer ozon terbentuk melalui reaksi fotokimia pada berbagaizat pencemar udara.Ozon terdapat dalam lapisan stratosfer dan juga dalam lapisan troposfer.Ozon yang terdapat dalam stratosfer berfungsi melindungi manusia dan mahluk hidup di bumidari penyinaran sunar UV. Sedangkan ozon yang terdapat pada lapisan troposfer memiliki efek yang berbeda terhadap bumi dan mahluk hidup di dalamnya, walaupun susunan kimianya sama.Ozon di troposfer ini bersifat racun dan merupakan salah satu dari gas rumah kaca. Selain itu,ozon di troposfer juga menyebabkan kerusakan pada tumbuhan, cat, plastik dan kesehatan manusia.

Dari molekol O2, melalui reaksi. Ozon (O3) yang terbentuk akan kembali pecah menjadi molekul oksigen. Dalam alam, pembentukan dan destruksi ozon ada dalam keadaan seimbang, sehingga kadar ozonterdapat dalam keseimbangan dinamik. Kedua reaksi ini secara efektif dapat menghalangi sinar UV ekstrem dan UV-C serta sebagian besar sinar UV-B untuk sampai ke bumi. Inilah mekanisme alam yang melindungi bumi dan penghuninya dari penyinaran UV gelombang pendek yang berbahaya bagi kehidupan. Kedua reaksi ini juga mengakibatkannaiknya suhu di dalam stratosfer dibandingkan suhu di troposfer.Kira-kira 3 milyar tahun yanglalu, sebagai hasil evolusi di bumi muncul mahluk hidup yang berklorofil, mulailah terjadi prosesfotosintesis yang salah satu hasilnya adalah O2. Semakin lama, kadar O2 semakin tinggi,sehingga semakin meningkat kadar ozon yang terbentuk. Dengan demikian, semakin banyak  pula sinar UV gelombang pendek yang terhalang oleh lapisan ozon untuk sampai ke permukaan bumi. Dan inilah cikal bakal kehidupan di daratan. Akan tetapi, seiring berjalannya waktu, pertambahan jumlah penduduk dan kemajuan industri serta pembangunan mengakibatkan lapisan ozon ini mulai berlubang. Lubang ozon ini sangat merisaukan karena dengan berkurangnya kadar ozon berarti semakin bertambah sinar UV-B yang akan sampai ke bumi. Dampak bertambahnya sinar UV-B ini akan sangat besar terhadap mahluk hidup di bumi. Terjadinya lubang ozon ini diakibatkan adanya peningkatan kadar NOx dari pembakaran bahan bakar pesawat, naiknya kadar N2O karena akibat pembakaran biomassa dan kenggunaan pupuk, dimana N2O ini merupakan sumber terbentuknya NO. Selain itu, zat kimia yang kita kenal clorofuorocarbon atau CFC berpengaruh sangat besar terhadap perusakan ozon. CFC ini adalah segolongan zat kimia yang terdiri atas tiga jenis unrus, yaitu klor (Cl), fluor (F) dankarbon (C). CFC inilah yang mendominasi permasalahan perusakan ozon dan menjadi zat yang sangat dicurigai sebagai penyebab terjadinya kerusakan ozon. CFC ini tidak ditemukan di alam,melainkan merupakan zat hasil rekayasa manusia. CFC tidak beracun, tidak terbakar dan sangatstabil karena tidak mudah bereaksi. Karenanya menjadi zat yang sangat ideal untuk industri. CFC banyak digunakan sebagai zat pendingin dalam kulkas dan AC mobil (CFC-12), sebagai bahan untuk membuat plastik busa, bantal kursi dan jok mobil (CFC-11), campuran CFC-11 dan

CFC-12 digunakan untuk pendorong aerosol, serta CFC-13 yang biasa digunakan dalam drycleanin

Kepentingan ozon

Ozon tertumpu di bawah stratosfer di antara 15 dan 30 km di atas permukaan bumi yang dikenal sebagai ‘lapisan ozon’. Ozon terhasil dengan berbagai percampuran kimiawi, tetapi mekanisme utama penghasilan dan perpindahan dalam atmosfer adalah penyerapan tenaga sinar ultraviolet (UV) dari matahari.

Ozon (O3) dihasilkan apabila O2 menyerap sinar UV pada jarak gelombang 242 nanometer dan disingkirkan dengan fotosintesis dari sinar bagi jarak gelombang yang besar dari 290 nm. O3 juga merupakan penyerap utama sinar UV antara 200 dan 330 nm. Penggabungan proses-proses ini efektif dalam meneruskan ketetapan bilangan ozon dalam lapisan dan penyerapan 90% sinar UV.

 

 

UV dikaitkan dengan pembentukan kanker kulit dan kerusakan genetik. Peningkatan tingkat UV juga mempunyai dampak kurang baik terhadap sistem imunisasi hewan, organisme akuatik dalam rantai makanan, tumbuhan dan tanaman. Penyerapan sinaran UV berbahaya oleh ozon stratosfer amat penting untuk semua hidupan di bumi.

Keseimbangan ozon

Jumlah ozon dalam atmosfer berubah menurut lokasi geografi dan musim. Ozon ditentukan dalam satuan Dobson (Du) di mana, sebagai contoh, 300 Du setara dengan 3 mm tebal lapisan ozon yang tulen jika dimampatkan ke tekanan permukaan laut.

Sebagian besar ozon stratosfer dihasilkan di kawasan tropis dan diangkut ke ketinggian yang tinggi dengan skala-besar putaran atmosfer semasa musim salju hingga musim semi. Umumnya kawasan tropis memiliki ozon yang rendah. –49.128.177.140 9 November 2011 13.43 (UTC).

Kerusakan Ozon

            Kerusakan lapisan ozon adalah istilah yang sering digunakan untuk mendeskripsikan berkurangnya atau hilangnya lapisan ozon yang terdapat pada lapisan atmosfir. Berdasarkan laporan dari NASA bahwa lubang ozon di Antartika telah mencapai 29 juta Km². Konsentrasi rata – rata lapisan ozon kurang dari 200 DU dikategorikan sebagai lubang ozon (Ozone Hole). Penyebab rusaknya atau menipisnya lapisan ozon yaitu oleh Bahan Perusak Ozon (BPO) yang diemisikan dari berbagai kegiatan, baik dalam menggunakan atau memproduksi barang mengandung BPO. Ancaman yang diketahui terhadap keseimbangan ozon adalah kloroflorokarbon (CFC) yang mengakibatkan menipisnya lapisan ozon. CFC digunakan oleh masyarakat modern dengan cara yang tidak terkira banyaknya, misalnya dengan AC, Kulkas, bahan dorong dalam penyembur (aerosol), kaleng semprot untuk pengharum ruangan, penyemprot rambut atau parfum, pembuatan busa, dan bahan pelarut terutama bagi kilang-kilang elektronik.

 

Senyawa CFC merusak ozon secara bertahap. Pada tahap pertama, gas CFC berdifusi SP di stratosfer dan oleh radiasi sinar UV, ikatan C-Cl putus sehingga terbentuk atom Cl (klorin).

 

 Kemudian pada tahap dua, atom Cl akan menguraikan ozon. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

Cl + O3  O2 + ClO

            Selanjutnya akan terjadi efek domino dimana atom O yang terbentuk dari penguraian O2 oleh sinar UV akan bereaksi dengan ClO membentuk atom klorin.

 

ClO + O  O2 + Cl

            Reaksi keseluruhan:

O+ O3  2 O2

 

 

Satu buah molekul CFC memiliki masa hidup 50 hingga 100 tahun dalam atmosfer sebelum dihapuskan. Penipisan lapisan ozon akan menyebabkan lebih banyak sinar UV memasuki bumi. Lubang ozon di Antartika disebabkan oleh penipisan lapisan ozon antara ketinggian tertentu seluruh Antartika pada musim semi. Pembentukan ‘lubang’ tersebut terjadi setiap bulan September dan pulih ke keadaan normal pada lewat musin semi atau awal musim panas.

Di samping klorin, NO juga akan merusak ozon. NO ini diperkirakan berasal dari pesawat Concorde. Proses perusakan ozon oleh NO dapat dijelaskan dalam reaksi berikut:

NO + O3  O2 + NO2

 

O + NO2  O2 + NO

 

 

Dalam bulan Oktober 1987, 1989, 1990 dan 1991, lubang ozon yang luas telah dilacak di seluruh Antartika dengan kenaikan 60% pengurangan ozon berbanding dengan permukaan lubang pra-ozon. Pada bulan Oktober 1991, permukaan terendah atmosfer ozon yang pernah dicatat telah terjadi di seluruh Antartika.

Tahun 1975, dikhawatirkan aktivitas manusia akan mengancam lapisan ozon. Oleh karena itu atas permintaan “United Nations Environment Programme” (UNEP), WMO memulai Penyelidikan Ozon Global dan Proyek Pemantauan untuk mengkoordinasi pemantauan dan penyelidikan ozon dalam jangka panjang. Semua data dari tapak pemantauan di seluruh dunia diantarkan ke Pusat Data Ozon Dunia di Toronto, Kanada, yang tersedia kepada masyarakat ilmiah internasional.

Tahun 1977, pertemuan pakar UNEP mengambil tindakan Rencana Dunia terhadap lapisan ozon; 1987, ditandatangani Protokol Montreal, suatu perjanjian untuk perlindungan terhadap lapisan ozon. Protokol ini kemudian diratifikasi oleh 36 negara termasuk Amerika Serikat. 1990 Pelarangan total terhadap penggunaan CFC sejak diusulkan oleh Komunitas Eropa (sekarang Uni Eropa) pada tahun 1989, yang juga disetujui oleh Presiden AS George Bush.

Pada tahun 1991 Untuk memonitor berkurangnya ozon secara global, National Aeronautics and Space Administration (NASA) meluncurkan Satelit Peneliti Atmosfer. Satelit dengan berat 7 ton ini mengorbit pada ketinggian 600 km (372 mil) untuk mengukur variasi ozon pada berbagai ketinggian dan menyediakan gambaran jelas pertama tentang kimiawi atmosfer di atas. Tahun 1995, lebih dari 100 negara setuju untuk secara bertahap menghentikan produksi pestisida metil bromida di negara-negara maju. Bahan ini diperkirakan dapat menyebabkan pengurangan lapisan ozon hingga 15 persen pada tahun 2000.

 

 

Tahun 1995, CFC tidak diproduksi lagi di negara maju pada akhir tahun dan dihentikan secara bertahap di negara berkembang hingga tahun 2010.
Hidrofluorokarbon atau HCFC, yang lebih sedikit menyebabkan kerusakan lapisan ozon bila dibandingkan CFC, digunakan sementara sebagai pengganti CFC.

Penipisan lapisan ozon akan menyebabkan lebih banyak sinar radiasi ultra ungu memasuki bumi. Radiasi ultra ungu ini dapat membuat efek pada kesehatan manusia, memusnahkan kehidupan laut, ekosistem, mengurangi hasil pertanian dan hutan. Efek utama pada manusia adalah peningkatan penyakit kanker kulit karena selain itu dapat merusak mata termasuk kataraks dan juga mungkin akan melemahkan sistem imunisasi badan.

Pada bidang pertanian, penerimaan sinar ultra violet pada tanaman dapat memusnahkan hasil tanaman utama dunia. Hasil kajian menunjukkan hasil tanaman seperti ‘barli’ dan ‘oat’ menunjukkan penurunan karena penerimaan sinar radiasi yang semakin tinggi. Tanaman diperkirakan akan mengalami kelambatan pertumbuhan, bahkan akan cenderung kerdil, sehingga merusak hasil panen dan hutan-hutan yang ada. Radiasi penuh ini juga dapat mematikan anak-anak ikan, kepiting dan udang di lautan, serta mengurangi jumlah plankton yang menjadi salah satu sumber makanan kebanyakan hewan-hewan laut. Kerusakan lapisan ozon juga memiliki pengaruh langsung pada pemanasan bumi yang sering disebut sebagai “efek rumah kaca”. Usaha-usaha untuk mencegah penipisan ozon menjadi mulai dilakukan bersama oleh semua negara di dunia. Usaha itu pun telah di galakkan secara serius melalui UNEP, salah satu organisasi PBB yang bergerak dibidang program perlindungan lingkungan dan alam.

Menipisnya lapisan ozon dalam atmosfer bagian atas menjadi penyebab meningkatnya karbondioksida (lihat pemanasan global) akibat berkurangnya tanaman dan plankton. Sebaliknya, terlalu banyak ozon di bagian bawah atmosfer membantu terjadinya kabut campur asap, yang berkaitan dengan iritasi saluran pernapasan dan penyakit pernapasan akut bagi mereka yang menderita masalah kardiopulmoner.

Oleh karena itu, kita semua harus memandang serius masalah ini dan berupaya untuk mencegah atau meminimalkan penipisan lapisan ozon di alam ini dengan cara meminimalkan penggunaan bahan-bahan yang dapat mempertipis ozon agar generasi yang akan datang dapat mewarisi alam sekitar yang masih baik.

Sehubungan dengan pengendalian kerusakan ozon, Pemerintah Indonesia pasti telah menetapkan berbagai kebijakan terkait dengan langkah-langkah yang harus ditempuh seperti kebijakan pengurangan pemakaian BPO terutama CFC sampai penghentian impor BPO pada akhir 2007. Namun demikian, kebijakan itu tidak akan efektif jika tidak diikuti kegiatan penyebarluasan permasalahan ozon ini kepada seluruh tingkatan pada masyarakat. Kota-desa, suami-isteri, orang tua-anak, guru-murid, kelompok pekerja formal-non formal, teknisi lemari es dan AC, petani, nelayan, dan lainnya, kalau bisa semua mendapatkan pengenalan pentingnya ozon dan bahayanya jika lapisan ozon ini rusak.

Ibu-ibu rumah tangga dan anak sekolah merupakan sasaran yang utama dalam kegiatan penyadartahuan semacam ini. Terlebih lagi jika menggunakan sarana multimedia akan memberikan hasil yang lebih efektif, misalnya dengan pemutaran film Ozzy Ozone kepada siswa sekolah dasar dan ibu-ibu mereka. Film yang sangat bagus dan menumbuhkan antusiasme yang besar pada siswa sekolah.

Beberapa kegiatan ramah ozon (ozone friendly) harus digalakkan dan disosialisasikan untuk mengubah secara bertahap perilaku manusianya. Upaya ini harus selalu menerapkan prinsip 4R (reduce, reuse, recycle, replace/replant). Kurangi pemakaian barang-barang yang memiliki bahan BPO. Di rumah dan perkantoran, minimalkan jumlah Air Conditioner yang digunakan.

 

 

 

 

BAB IV

TURUNAN OKSIGEN

Hidrogen Peroksida

 

 

Hidrogen peroksida dengan rumus kimia H2O2 ditemukan oleh Louis Jacques Thenard di tahun 1818. Senyawa ini merupakan bahan kimia anorganik yang memiliki sifat oksidator kuat. Bahan baku pembuatan hidrogen peroksida adalah gas hidrogen (H2) dan gas oksigen (O2). Teknologi yang banyak digunakan di dalam industri hidrogen peroksida adalah auto oksidasi Anthraquinone.

H2O2 tidak berwarna, berbau khas agak keasaman, dan larut dengan baik dalam air. Dalam kondisi normal (kondisi ambient), hidrogen peroksida sangat stabil dengan laju dekomposisi kira-kira kurang dari 1% per tahun.

Mayoritas pengunaan hidrogen peroksida adalah dengan memanfaatkan dan merekayasa reaksi dekomposisinya, yang intinya menghasilkan oksigen. Pada tahap produksi hidrogen peroksida, bahan stabilizer kimia biasanya ditambahkan dengan maksud untuk menghambat laju dekomposisinya. Termasuk dekomposisi yang terjadi selama produk hidrogen peroksida dalam penyimpanan. Selain menghasilkan oksigen, reaksi dekomposisi hidrogen peroksida juga menghasilkan air (H2O) dan panas. Reaksi dekomposisi eksotermis yang terjadi adalah sebagai berikut:

 

H2O2 -> H2O + 1/2O2 + 23.45 kcal/mol

 

 

 

Faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi dekomposisi hidrogen peroksida adalah:

1. Bahan organik tertentu, seperti alkohol dan bensin

2. Katalis, seperti Pd, Fe, Cu, Ni, Cr, Pb, Mn

3. Temperatur, laju reaksi dekomposisi hidrogen peroksida naik sebesar 2.2 x setiap kenaikan

    10oC (dalam range temperatur 20-100oC)

4. Permukaan container yang tidak rata (active surface)

5. Padatan yang tersuspensi, seperti partikel debu atau pengotor lainnya

6. Makin tinggi pH (makin basa) laju dekomposisi semakin tinggi7. Radiasi, terutama radiasi        dari sinar dengan panjang gelombang yang pendek

 

Hidrogen peroksida bisa digunakan sebagai zat pengelantang atau bleaching agent pada industri pulp, kertas, dan tekstil. Senyawa ini juga biasa dipakai pada proses pengolahan limbah cair, industri kimia, pembuatan deterjen, makanan dan minuman, medis, serta industri elektronika (pembuatan PCB).

Salah satu keunggulan hidrogen peroksida dibandingkan dengan oksidator yang lain adalah sifatnya yang ramah lingkungan karena tidak meninggalkan residu yang berbahaya. Kekuatan oksidatornya pun dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Sebagai contoh dalam industri pulp dan kertas, penggunaan hidrogen peroksida biasanya dikombinasikan dengan NaOH atau soda api. Semakin basa, maka laju dekomposisi hidrogen peroksida pun semakin tinggi. Kebutuhan industri akan hidrogen peroksida terus meningkat dari tahun ke tahun. Walaupun saat ini di Indonesia sudah terdapat beberapa pabrik penghasil hidrogen peroksida seperti PT Peroksida Indonesia Pratama, PT Degussa Peroxide Indonesia, dan PT Samator Inti Peroksida, tetapi kebutuhan di dalam negeri masih tetap harus diimpor.

 

 

 

Air (H2O)

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

Sifat-sifat kimia dan fisika

Air

 

Informasi dan sifat-sifat

Nama sistematis

air

Nama alternatif

aqua, dihidrogen monoksida,
Hidrogen hidroksida

Rumus molekul

H2O

Massa molar

18.0153 g/mol

Densitas dan fase

0.998 g/cm³ (cariran pada 20 °C)
0.92 g/cm³ (padatan)

Titik lebur

0 °C (273.15 K) (32 °F)

Titik didih

100 °C (373.15 K) (212 °F)

Kalor jenis

4184 J/(kg·K) (cairan pada 20 °C)

Halaman data tambahan

Disclaimer and references

Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O: satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) and temperatur 273,15 K (0 °C). Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik.

Keadaan air yang berbentuk cair merupakan suatu keadaan yang tidak umum dalam kondisi normal, terlebih lagi dengan memperhatikan hubungan antara hidrida-hidrida lain yang mirip dalam kolom oksigen pada tabel periodik, yang mengisyaratkan bahwa air seharusnya berbentuk gas, sebagaimana hidrogen sulfida. Dengan memperhatikan tabel periodik, terlihat bahwa unsur-unsur yang mengelilingi oksigen adalah nitrogen, flor, dan fosfor, sulfur dan klor. Semua elemen-elemen ini apabila berikatan dengan hidrogen akan menghasilkan gas pada temperatur dan tekanan normal. Alasan mengapa hidrogen berikatan dengan oksigen membentuk fasa berkeadaan cair, adalah karena oksigen lebih bersifat elektronegatif ketimbang elemen-elemen lain tersebut (kecuali flor). Tarikan atom oksigen pada elektron-elektron ikatan jauh lebih kuat dari pada yang dilakukan oleh atom hidrogen, meninggalkan jumlah muatan positif pada kedua atom hidrogen, dan jumlah muatan negatif pada atom oksigen. Adanya muatan pada tiap-tiap atom tersebut membuat molekul air memiliki sejumlah momen dipol. Gaya tarik-menarik listrik antar molekul-molekul air akibat adanya dipol ini membuat masing-masing molekul saling berdekatan, membuatnya sulit untuk dipisahkan dan yang pada akhirnya menaikkan titik didih air. Gaya tarik-menarik ini disebut sebagai ikatan hidrogen.

Air sering disebut sebagai pelarut universal karena air melarutkan banyak zat kimia. Air berada dalam kesetimbangan dinamis antara fase cair dan padat di bawah tekanan dan temperatur standar. Dalam bentuk ion, air dapat dideskripsikan sebagai sebuah ion hidrogen (H+) yang berasosiasi (berikatan) dengan sebuah ion hidroksida (OH-).

Kelarutan (solvasi)

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

Kohesi dan adhesi

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

Tegangan permukaan

Air memiliki tegangan permukaan yang besar yang disebabkan oleh kuatnya sifat kohesi antar molekul-molekul air. Hal ini dapat diamati saat sejumlah kecil air ditempatkan dalam sebuah permukaan yang tak dapat terbasahi atau terlarutkan (non-soluble); air tersebut akan berkumpul sebagai sebuah tetesan. Di atas sebuah permukaan gelas yang amat bersih atau bepermukaan amat halus air dapat membentuk suatu lapisan tipis (thin film) karena gaya tarik molekular antara gelas dan molekul air (gaya adhesi) lebih kuat ketimbang gaya kohesi antar molekul air.

Dalam sel-sel biologi dan organel-organel, air bersentuhan dengan membran dan permukaan protein yang bersifat hidrofilik; yaitu, permukaan-permukaan yang memiliki ketertarikan kuat terhadap air. Irvin Langmuir mengamati suatu gaya tolak yang kuat antar permukaan-permukaan hidrofilik. Untuk melakukan dehidrasi suatu permukaan hidrofilik — dalam arti melepaskan lapisan yang terikat dengan kuat dari hidrasi air — perlu dilakukan kerja sungguh-sungguh melawan gaya-gaya ini, yang disebut gaya-gaya hidrasi. Gaya-gaya tersebut amat besar nilainya akan tetapi meluruh dengan cepat dalam rentang nanometer atau lebih kecil. Pentingnya gaya-gaya ini dalam biologi telah dipelajari secara ekstensif oleh V. Adrian Parsegian dari National Institute of Health. Gaya-gaya ini penting terutama saat sel-sel terdehidrasi saat bersentuhan langsung dengan ruang luar yang kering atau pendinginan di luar sel (extracellular freezing).

 

 

 

Pelarut

Pelarut digunakan sehari-hari untuk mencuci, contohnya mencuci tubuh manusia, pakaian, lantai, mobil, makanan, dan hewan. Selain itu, limbah rumah tangga juga dibawa oleh air melalui saluran pembuangan. Pada negara-negara industri, sebagian besar air terpakai sebagai pelarut.

Air dapat memfasilitasi proses biologi yang melarutkan limbah. Mikroorganisme yang ada di dalam air dapat membantu memecah limbah menjadi zat-zat dengan tingkat polusi yang lebih rendah.

Air berikat dapat segera melarutkan ion, oleh karena tiap jenis ion akan segera tertarik oleh masing-masing muatan fraksional molekul air, sehingga kation dan anion dapat berada berdekatan tanpa harus membentuk garam. Ion lebih mudah terhidrasi oleh air yang reaktif, padat dengan ikatan lemah, daripada air inert tidak padat dengan daya ikat kuat. Hal ini menciptakan zona air, sebagai contoh, kation kecil yang sangat terhidrasi akan cenderung terakumulasi pada fasa air yang lebih padat, sedangkan kation yang lebih besar akan cenderung terakumulasi pada fasa air yang lebih renggang, dan menciptakan partisi ion seperti serial Hofmeister sebagai berikut:

Mg2+ > Ca2+ > H+ >> Na+

NH+ > Cs+ > Rb+ > K+

ATP3- >> ATP2- = ADP2- = HPO42-

I- > Br- > Cl- > H2PO4-

catatan: densitas air berikat semakin tinggi ke arah kanan.

Interaksi antara molekul air berikat dan gugus ionik diasumsikan terjadi pada rentang jarak yang pendek, sehingga atom hidrogen terorientasi ke arah anion dan menghambat interaksi antara populasi air berikat dengan air bebas. Orientasi molekul air berikat semakin terbatas permukaan molekul polielektrolit bermuatan negatif antara lain DNA, RNA, asam hialorunat, kondroitin sulfat, dan jenis biopolimer bermuatan lain. Energi elektrostatik antara molekul biopolimer bermuatan sama yang berdesakan akan menciptakan gaya hidrasi yang mendorong molekul air bebas keluar dari dalam sitoplasma.

Pada umumnya, konsenstrasi larutan polielektrolit yang cukup tinggi akan membentuk gel. Misalnya gel agarose atau gel dari asam hialuronat yang mengandung 99,9% air dari total berat gel. Tertahannya molekul air di dalam struktur kristal gel merupakan salah satu contoh kecenderungan alami setiap komponen dari suatu sistem untuk bercampur dengan merata. Molekul air dapat terlepas dari gel sebagai respon dari tekanan udara, peningkatan suhu atau melalui mekanisme penguapan, namun dengan turunnya rasio kandungan air, daya ikat ionik yang terjadi antara molekul zat terlarut yang menahan molekul air akan semakin kuat.

Meskipun demikian, pendekatan ionik seperti ini masih belum dapat menjelaskan beberapa fenomena anomali larutan seperti,

Fenomena anomali larutan ini dianggap terjadi pada rentang jarak jauh yang berada di luar domain pendekatan ionik.

 

 

 

Energi pada molekul air menjadi tinggi ketika ikatan hidrogen yang dimiliki menjadi tidak maksimal, seperti saat molekul air berada dekat dengan permukaan atau gugus hidrokarbon. Senyawa hidrokarbon kemudian disebut bersifat hidrofobik sebab tidak membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air. Daya ikat hidrogen pada kondisi ini akan menembus beberapa zona air dan partisi ion, sehingga dikatakan bahwa sebagai karakter air pada rentang jarak jauh. Pada rentang ini, molekul garam seperti Na2SO4, sodium asetat dan sodium fosfat akan memiliki kecenderungan untuk terurai menjadi kation Na+ dan anionnya.

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

http://www.chem-is-try.org/tabel_periodik/oksigen/

 

From → Kimia Anorganik

Tinggalkan sebuah Komentar

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: