Mengapa Minuman Soda yang Diguncang Berdesis Lebih Nyaring ?

Oleh kimiawan Chuck Wight dari University of Utah

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. (SI)

Diterjemahkan dan diubah seperlunya dari Ask the Expert, Scientific American 23 April 2001.


Mari belajar kimia untuk kemaslahatan masyarakat

Mengapa Obat Flu Membuat Kita Tertidur?

Oleh : Silvia Iskandar

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・/i>, 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.

Mari belajar kimia untuk kemaslahatan masyarakat

Kenapa Mandi di Pantai Boros Sabun?

Oleh EG Giwangkara S

Jika kita melakukan kegiatan mencuci, baik mandi atau mencuci pakaian setelah main di pantai, mungkin tanpa disadari kita akan menghabiskan banyak sabun dibandingkan jika kita mencuci di tempat yang jauh dari pantai. Mengapa demikian ?

Hal itu besar kemungkinan terjadi karena air yang kita gunakan mempunyai kesadahan yang tinggi, meskipun itu bukan merupakan penyebab satu-satunya. Lalu apa itu ‘kesadahan’ ? Dan mengapa terjadi demikian ?

Kesadahan atau hardness adalah salah satu sifat kimia yang dimiliki oleh air. Penyebab air menjadi sadah adalah karena adanya ion-ion Ca²⁺, Mg²⁺. Atau dapat juga disebabkan karena adanya ion-ion lain dari polyvalent metal (logam bervalensi banyak) seperti Al, Fe, Mn, Sr dan Zn dalam bentuk garam sulfat, klorida dan bikarbonat dalam jumlah kecil.

Pengertian kesadahan air adalah kemampuan air mengendapkan sabun, dimana sabun ini diiendapkan oleh ion-ion yang saya sebutkan diatas. Karena penyebab dominan/utama kesadahan adalah Ca²⁺ dan Mg²⁺, khususnya Ca²⁺, maka arti dari kesadahan dibatasi sebagai sifat / karakteristik air yang menggambarkan konsentrasi jumlah dari ion Ca²⁺ dan Mg²⁺, yang dinyatakan sebagai CaCO₃.

Kesadahan ada dua jenis, yaitu :

1. Kesadahan sementara
   Adalah kesadahan yang disebabkan oleh adanya garam-garam bikarbonat, seperti Ca(HCO₃)₂, Mg(HCO₃)₂.
   Kesadahan sementar ini dapat / mudah dieliminir dengan pemanasan (pendidihan), sehingga terbentuk encapan CaCO₃ atau MgCO₃.
   
   Reaksinya:
   Ca(HCO₃)₂ -dipanaskan--> CO₂ (gas) + H₂O (cair) + CaCO₃ (endapan)
   Mg(HCO₃)₂ -dipanaskan--> CO₂ (gas) + H₂O (cair) + MgCO₃ (endapan)
   
2. Kesadahan tetap
   Adalah kesadahan yang disebabkan oleh adanya garam-garam klorida, sulfat dan karbonat, misal CaSO₄, MgSO₄, CaCl₂, MgCl₂.
   Kesadahan tetap dapat dikurangi dengan penambahan larutan soda - kapur (terdiri dari larutan natrium karbonat dan magnesium hidroksida ) sehingga terbentuk endapan kalium karbonat (padatan/endapan) dan magnesium hidroksida (padattan/endapan) dalam air.
   
   Reaksinya:
   CaCl₂ + Na₂CO₃ --> CaCO₃ (padatan/endapan) + 2 NaCl (larut)
   CaSO₄ + Na₂CO₃ --> CaCO₃ (padatan/endapan) + Na₂SO₄ (larut)
   MgCl₂ + Ca(OH)₂ --> Mg(OH)₂ (padatan/endapan) + CaCl₂ (larut)
   MgSO₄ + Ca(OH)₂ --> Mg(OH)₂ (padatan/endapan) + CaSO₄ (larut)

Satuan ukuran kesadahan ada 3, yaitu :
1. Derajat Jerman, dilambangkan dengan ｰD
2. Derajat Inggris, dilambangkan dengan ｰE
3. Derajat Perancis, dilambangkan dengan ｰF

Dari ketiganya yang sering digunakan adalah derajat jerman, dimana 1 ｰD setara dengan 10 mg CaO per liter. artinya jika suatu air memiliki kesadahan 1 ｰD maka didalam air tersebut mengandung 10 mg CaO dalam setiap liternya.

Dari keterangan diatas mungkin bisa saya beri contoh paling sederhana yang sering ditemui dalam kehidupan sehari-hari mengenai kesadahan, yaitu :

Jika di suatu tempat anda mencuci apapun menggunakan sabun dan ternyata busa yang terbentuk jumlahnya dibawah perkiraan anda atau tidak seperti biasanya sehingga utuk memperbanyak busa (karena sugesti bahwa mencuci yang baik harus banyak busa) anda harus menambah sabun sehingga mengakibatkan boros sabun, maka besar kemungkinan air yang digunakan utnuk mencuci tersebut memiliki kesadahan tinggi. Hal itu terjadi karena sebagian sabun yang ditambahkan kedalam air bereaksi dengan garam karbonat dari Ca²⁺ dan Mg²⁺.

Jika menemukan endapan putih seperti bedak atau kadang berbentuk kerak didasar panci untuk memasak air, maka besar kemungkinan air yang dimasak tersebut memiliki kesadahan tinggi. Hal itu terjadi karena gas CO₂ lepas saat pemanasan, sehingga yang tertinggal hanya endapan karbonat, terutama kalsium karbonat (lihat reaksi no. 1 diatas).

Mari belajar kimia untuk kemaslahatan masyarakat

Komposisi Minyak Bumi Bagian 2

Oleh EG Giwangkara S.

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 :

1. Parafin
2. Olefin
3. Naften
4. 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. Keduanya memiliki rumus kimia yang sama, yaitu C4H10 tetapi memiliki rumus bangun yang berbeda seperti tampak pada gambar.

Jika atom karon (C) dinotasikan sebagai bola berwarna hitam dan atom hidrogen (H) dinotasikan sebagai bola berwarna merah maka gambar dari normal-butan dan iso-butan akan tampak seperti gambar berikut :

Senyawa hidrokarbon ‘normal’ sering juga disebut sebagai senyawa hidrokarbon rantai lurus, sedangkan senyawa isomernya atau ‘iso’ sering juga disebut sebagai senyawa hidrokarbon rantai cabang. Keduanya merupakan jenis minyak bumi jenis parafin.

Sedangkan sisa kandungan hidrokarbon lainnya dalam minyak bumi adalah senyawa siklo-parafin yang disebut juga naften dan/atau senyawa aromat. Berikut adalah contoh dari siklo-parafin dan aromat.

‘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. Merkaptan ini mirip dengan hidrokarbon pada umumnya, tetapi ada penambahan satu atau lebih atom sulfur dalam molekulnya, seperti pada gambar berikut :

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.

Mari belajar kimia untuk kemaslahatan masyarakat

Komposisi Minyak Bumi Bagian 1

Oleh EG Giwangkara S.

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).

1. 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.

2. 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.
   
3. 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.
   
4. 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 擢raksi・ misal :

0-50ｰC : Gas
50-85ｰC : Gasoline
85-105ｰC : Kerosin
105-135ｰC : Solar
> 135ｰC : Residu (Umpan proses lebih lanjut)

Mari belajar kimia untuk kemaslahatan masyarakat

Menetapkan Kadar Formalin dalam Makanan

Oleh EG Giwangkara S.

Umumnya, formalin merupakan larutan formaldehida 37% dalam larutan air. Cara mengisolasi formalin dari makanan (misalkan tahu) dapat dilakukan dengan mengekstrak makanan menggunakan pelarut H₂O pada suhu ruangan. Jangan menggunakan H₂O panas, karena akan menguapkan CO₂ sehingga mengurangi kadar formaldehida.

Analisis formalin bisa dilakukan dengan metode enzimatis secara fluorimetri, HPLC, GC dan spektrofotometri. Dari kesemuanya yang sering digunakan, yakni metode spektrofotometri (karena mudah dan murah) dengan mereaksikan formalin dengan alkanon dalam media garam asetat sehingga terbentuk senyawa kompleks berwarna kuning dan diuji pada gelombang sepanjang 410 nm.

Yakinkan juga bahwa dalam tahu tidak mengandung Fe³⁺, karena akan menjadi interferer, dimana Fe³⁺ juga bekerja pada panjang gelombang 410 nm. Kalau interferensi ini susah dihindari coba lakukan scanning panjang gelombang dulu menggunakan formalin murni dan cari panjang gelombang alternatif selain 410 nm. Interferensi Fe³⁺ perlu dipertimbangkan karena pada saat penggilingan kacang kedelai pada pembuatan tahu saat ini banyak menggunakan mesin giling logam, bukan batu padas seperti dulu.

Mari belajar kimia untuk kemaslahatan masyarakat

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.

Mari belajar kimia untuk kemaslahatan masyarakat

Bagaimana mekanisme Bleaching Earth terhadap pencegahan kerusakan minyak?

Oleh Irwan Nugraha

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?

Mari belajar kimia untuk kemaslahatan masyarakat

Mengapa spin elektron bernilai ±½?

Oleh Urip Prakoso

Berikut jawaban singkatnya sehingga dapat diterima peserta didik di tingkatan SMA.

Bahwa posisi elektron pada orbital itu dapat dinyatakan (diproyeksikan) dalam koordinat kartesius xyz. Sumbu z arah vertikal, sumbu y arah horizontal, dan sumbu x arah mendekati atau menjauhi bidang gambar (kalau digambar) yang ketiganya saling tegak lurus. Putaran (rotasi) elektron pada sumbunya ada 2 macam, yaitu searah jaram jam (clockwise) dan berlawanan arah jaram jam (counter clockwise). Untuk elektron yang berotasi searah jarum jam maka sesuai kaidah putar skrup jika skrup diputar ke kanan searah jarum jam maka arahnya akan masuk ke bidang tancapnya, dengan demikian searah dengan sumbu x -. Sedangkan elektron yang berotasi ke kiri berlawanan arah jarum jam, sesuai kaidah putar skrup maka gerakan skrup seolah-olah lepas dari bidang tancap yang berarti searah sumbu x +.

Mengapa nilainya spin elektron ±½ kok tidak 1 saja? Ini soal lain.

Dalam penentuan posisi elektron, keberadaan elektron dalam orbital hanya memiliki probabilitas 50% karena dalam tiap orbital hanya dapat dihuni oleh dua elektron. Kalau tidak putar kanan (searah jarum jam) ya putar kiri (berlawanan arah jarum jam). Oleh karena itu diberi nilai ±½ untuk bilangan kuantum spin ini.

Demikian logika yang mungkin dapat diterima untuk siswa setingkat SMA kebanyakan dengan bahasa yang sederhana.

Untuk lebih detail bahasan mengenai spin elektron ini dapat dibaca di sini dan di sini atau dapat memanfaatkan search engine favorite.

Mari belajar kimia untuk kemaslahatan masyarakat

Mengapa Raksa (Hg) berbahaya bagi kesehatan?

Oleh Ambara Rachmat Pradipta

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: O^2-, F^-, OH₂, CO₃ ^2-, and PO₄^3-.
• 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: S^2-, 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:
HgCl_2(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 S^2- (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.

Bagaimana cara menanggulangi korosi pada cladding ?

Oleh Shamook

Kebetulan, dahulu saya kerja praktik di satu perusahaan di bagian korosi. Berikut pendapat saya.

Cladding adalah penyatuan dua jenis logam atau metal yang berbeda. Contoh kecilnya adalah pada setrikaan rumah, dimana indikator pemutus arus untuk memanaskan menggunakan dua jenis logam yang berbeda tapi disatukan. Ketika diatur untuk memanaskan, salah satu logam akan lebih panas dari yang lainnya, sehingga terjadi bent, dimana logam yang memiliki kapasitas panas yang lebih rendah akan menekuk.

Namun dalam hal korosi, umumnya cladding digunakan sebagai teknik pencegahan korosi yang tidak jauh berbeda dengan sacrificial anodic protection. Pada cladding, logam yang ingin dilindungi atau di-clad dengan logam yang memiliki elektronegatifan lebih kecil, atau lebih tepatnya lebih elektropositif. Ini dimaksudkan agar elektron yang akan menyerang logam yang ingin dilindungi akan mengalir ke logam yang lebih elektropositif ini sehingga korosi terjadi pada logam yang lebih elektropositif (dalam kata lain lebih mudah terkorosi. untuk pedoman ingat saja deret Volta). Proteksi korosi ini biasanya digunakan untuk fasilitas-fasilitas yang minim ruang dan menginginkan low cost.

Namun terdapat kekurangan metode ini karena umumnya proteksi cladding ini tidak sempurna melindungi logam karena berbagai faktor.

Apakah yang dimaksud dengan smoke liquid ?

Oleh Dedy Amritama

Smoke Liquid atau Liquid Smoke atau lebih dikenal sebagai asap cair merupakan suatu hasil destilasi atau pengembunan dari uap hasil pembakaran tidak langsung maupun langsung dari bahan bahan yang banyak mengandung karbon serta senyawa-senyawa lain. Bahan baku yang banyak digunakan sekarang ini adalah kayu, bongkol kelapa sawit, ampas hasil penggergajian kayu, dll.Pada umumnya asap cair itu sendiri telah dikenal oleh beberapa negara seperti Jepang yang dibuat untuk bahan sebelum menggoreng ataupun memanggang daging.

Dilihat dari unsur-unsur yang menyusun dari asap cair itu, unsur fenol yang biasanya banyak dikandung oleh asap cair tersebut, dimana fenol itu sendiri kita kenal untuk salah satu unsur pembersih lantai dan desinfectan. Karena unsur fenol inilah yang dapat kita gunakan di industri karet untuk meninggikan kualitas karet baik itu di tingkat petani ataupun di pabrik karetnya.

Di tingkat petani adalah sbb :

1. jumlah asam semut yang digunakan petani karet akan bisa dikatakan tidak digunakan lagi,
2. lamanya pengeringan karet lebih cepat daripada menggunakan asam semut,
3. berbahayanya asam semut bila mengkontaminasi tubuh petani serta untuk lingkungan
4. lebih murahnya harga asap cair dibandingkan dengan asam semut.
5. Bau karet yang dihasilkan gak akan berbau seperti sebelumnya.
6. lebih mudah untuk dihandling, karena tidak berbahaya serta pemakaiannya pun hanya tinggal diencerkan dengan perbandingan 1:10.

Ditingkat industri karet adalah sbb :

1. karet yang dihasilkan oleh petani yang menggunakan asap cair akan lebih membuat kualitas karet olahan akan lebih baik, dimana telah dibuktikan oleh rekanan saya waktu praktek dahulu bahwa kualitas karet yang di cek oleh pabrik ban terkemuka dunia mengungkapkan bahwa ketika menggunakan karet olahan dari rekanan kami tersebut, ban yang dihasilkan bisa dikatakan gak ada expired time lagi walaupun disimpan di tempat penyimpanan, perlu kita ingat bahwa bila ban disimpan (tidak pernah digunakan) maka ban tersebut akan rusak serta benang - benang penyusun ban tersebut akan getas.
2. bersihnya proses yang akan dilalui oleh mesin pabrik, dimana dengan petani menggunakan asap cair tersebut, maka seluruh pengotor dan pemberat karet - karet dari petani akan lebih mudah diproses oleh mesin,
3. Aman bagi lingkungan, dengan limbah yang dihasilkan dari proses sehingga limbah yang dihasilkan pun tidak seberat bila petani tidak menggunakan asap cair perlu diingat bahwa asam semut masih ada terkandung di limbah bila petani masih menggunakan cara yang lama, dan bila masih menggunakan asam semut limbah yang dihasilkan pun harus diproses terlebih dahulu sehingga akan memakan biaya, dll bila dibandingkan dengan asap cair, pengolahan limbahnya hasil proses gak perlu yang terlalu rumit karena asap kandungan asap cair nya hanya tinggal di encerkan saja sehingga bsa langsung di buang tapi ingat ya harus sesuai dengan peraturan pamerintah setempat yang berlaku.
4. industri karet pasti gak akan lepas dari bau yang sangat menyengat, asap cair bisa menetralisir bau tersebut dengan menyemprotkan asap cair tersebut dengan komposisi tertentu, sehingga penduduk yang tinggal disekitar pabrik karet pun gak akan tercemari dengan adanya pabrik karet tersebut.
5. Selain itu fungsi asap cair bisa juga digunakan untuk bahan-bahan desinfectan serta penggumpal untuk limbah2-limbahindustri yang lain.

Sumber: milis kimia indonesia

Bolehkah Minum Obat dengan Susu?

Oleh Silvia Iskandar

Kita sering mendengar bahwa obat tidak boleh diminum dengan susu. Ini disebabkan karena kalsium yang dikandung dalam susu bisa membentuk ikatan dengan zat-zat dalam beberapa obat dan meghalangi penyerapan oleh lambung. Contohnya adalah tetrasiklin, zat yang biasa ada dalam antibiotik untuk obat flu.

Namun, ada beberapa obat yang justru lebih baik diminum bersama susu. Misalnya NSAID, Non Steroidal Anti Inflammatory Drug. Yang terkenal adalah aspirin dan ibuprofen. Obat-obatan yang tergolong dalam NSAID bersifat lypophylic, mudah larut dalam lemak sehingga biasanya obat-obat seperti ini dianjurkan untuk diminum dalam waktu 30 menit sesudah makan.

Alasan lainnya ialah karena NSAID menyebabkan iritasi lambung. NSAID merupakan obat pembunuh rasa sakit atau painkiller yang bekerja dengan cara menghambat terbentuknya prostaglandin. Prostaglandin sendiri adalah zat yang selalu ada dalam sel tubuh dan bekerja sebagai zat yang menyebabkan peradangan dan rasa sakit, namun juga punya tugas lain, yaitu membantu terbentuknya selaput mukosa lambung. Dengan terhambatnya prostaglandin oleh aspirin, rasa sakit dan infeksi pun hilang, namun pada saat yang bersamaan, lambung menjadi rentan terhadap iritasi karena selaput mukosanya berkurang. Oleh karena itu, obat-obat NSAID biasa diresepkan untuk diminum sesudah makan, supaya makanan yang masuk terlebih dahulu bisa melindungi dinding lambung. Bila kita tidak sempat makan, susu boleh diminum sebagai penggantinya. Di Jepang, bahkan sudah menjadi pengetahuan umum bahwa obat sakit kepala boleh diminum dengan obat sakit maag. Namun ini tidak selalu benar, karena obat sakit kepala yang kita minum belum tentu termasuk dalam golongan NSAID dan belum tentu semua obat sakit maag membantu pembentukan selaput dinding lambung.

Bagaimana dengan jus, kopi atau teh?

Sama dengan susu, jus, kopi dan teh masing-masing mengandung zat-zat seperti vitamin C, kafein dan tannin yang mungkin saja bereaksi dengan obat yang kita minum. Sementara itu, air putih netral, tidak mengandung apa-apa yang bisa bereaksi dengan obat.

Air putih akan melarutkan obat dalam lambung sehingga lebih mudah diserap. Lebih baik lagi kalau airnya hangat, proses pelarutan akan lebih cepat. Obat yang ditelan begitu saja tanpa air putih bisa menempel di suatu tempat tertentu di lambung dan menyebabkan iritasi lambung juga. Oleh karena itu, lebih baik obat diminum bersama air putih. Minuman lain seperti kopi, sebaiknya diminum satu jam setelahnya, ketika sudah tidak ada lagi sisa obat di lambung.

Mengapa air begitu penting bagi kehidupan?

Oleh : Yoky Edy Saputra, S.Si
(Alumni Jurusan Kimia FMIPA Univ. Andalas Padang)

Air (H₂O) merupakan bahan esensial dan sangat penting bagi semua makhluk hidup terutama bagi kehidupan manusia. Beragam aktifitas manusia senantiasa berhubungan dengan air. Sebut saja seperti mencuci, mandi, minum, dan sebagainya. Semua membutuhkan keberadaan air. Dengan air ini (sebagai pelarut campuran semen dan pasir) juga bangunan dapat berdiri kokoh. Apa jadinya kalau campuran semen dan pasir ini tanpa kehadiran air. Tentu semen dan pasir itu tidak bisa bersenyawa dengan baik. Dengan air ini pulalah tumbuh-tumbuhan dapat mengambil manfaatnya sehingga menghasilkan buah yang enak dan pemandangan hijau yang menyejukkan mata. Dengan air, hewan-hewan dapat mengambil manfaatnya dan keluarlah air susu yang berguna bagi kesehatan manusia. Hewan laut (seperti ikan) tidak akan bisa hidup tanpa keberadaan air.

Bagi manusia, air tidak pernah dapat digantikan oleh senyawa lain manapun. Tubuh manusia terdiri dari 65% air dan sekitar 47 liter air terdapat pada orang dewasa. Setiap harinya 2,50 liter dari jumlah air tersebut harus diganti dengan air yang baru. Diperkirakan dari sejumlah air yang harus diganti, 1,5 liter berasal dari air minum dan sekitar 1 liter berasal dari bahan makanan yang dikonsumsi. Menurut WHO jumlah air minum yang harus dipenuhi agar dapat mencapai syarat kesehatan adalah 86,4 liter per kapita per hari, sedang kondisi di Indonesia ditentukan sebesar 60 liter per hari.

Dengan terpenuhinya kebutuhan ini, maka seluruh proses metabolisme dalam tubuh manusia bisa berlangsung dengan lancar. Sebaliknya, jika kekurangan air, maka proses metabolisme terganggu. Akibatnya bisa terjadi dehidrasi, yang pada tahapan berikutnya dapat menimbulkan kematian.

Sekitar 60-70 % dari komposisi tubuh manusia sebagian besar terdiri dari air (cairan). Secara kimia, air mempunyai sifat yang cukup unik. Tidak seperti senyawa lain, air tidak bisa disintesis secara kimia. Jadi, air hanya dapat diperoleh dengan memasukkannya ke tubuh.

Jika kekurangan air, maka tubuh manusia bisa mengalami dehidrasi. Peristiwa dehidrasi ini bisa terjadi melalui :

Pertama, karena penyakit diare. Diare dapat menyebabkan tubuh kekurangan cairan.

Kedua, dehidrasi juga bisa terjadi pada mereka yang melakukan olahraga berat sehingga banyak mengeluarkan keringat yang merupakan hasil metabolisme dalam tubuh untuk menghasilkan energi. Jika banyak mengeluarkan keringat, berarti banyak cairan tubuh yang keluar.

Ketiga, dehidrasi juga bisa terjadi pada orang yang berada di daerah yang sangat kering atau tandus.

Keempat, dehidrasi juga bisa terjadi pada orang yang bekerja di ruangan ber-AC. AC dapat menyedot cairan yang ada di sekitarnya.

Bahkan jika tidak ada air yang masuk ke tubuh manusia dalam waktu yang lama maka manusia tidak akan bisa hidup.

Bagaimanakah Krim Tabir Surya Bekerja ?

Oleh Silvia Iskandar

Ada dua cara krim tabir surya atau sunscreen bekerja. Pertama secara kimiawi, zat-zat aktif meresap sinar matahari dan melalui proses kimiawi merubahnya menjadi panas. Zat-zat yang bekerja dengan cara ini misalnya dioxybenzone, PABA, octyl salicylate, avobenzone dan sebagainya. Kedua secara fisika, yaitu dengan memantulkan cahaya matahari. Zat-zat yang bekerja dengan cara ini adalah titanium dioxide dan zinc oxide.

Masing-masing punya keunggulan dan kekurangannya sendiri. Zat yang bekerja dengan cara kimiawi belakangan dianggap berbahaya dan malah mungkin menyebabkan kanker. Zat-zat tersebut teraktivasi oleh ultraviolet dan menyebabkan radikal bebas yang mungkin bereaksi dan merusak DNA. Perdebatan masih berlangsung, namun, untuk saat ini, hanya Avobenzone-lah sunscreen kimiawi yang diijinkan beredar di negara-negara EU. Kelebihannya adalah, karena zat-zat ini bersifat menyerap, dan tidak memantulkan cahaya matahari, warnanya tidak terlalu putih (karena tidak memantulkan cahaya tampak) sehingga tidak mengganggu penampilan.

Zat-zat yang bekerja secara fisika sebenarnya lebih aman, karena tidak mengalami reaksi kimia yang tidak kita ketahui akibatnya. Fungsinya hanya seperti payung. Namun sifatnya yang memantulkan cahaya (termasuk cahaya tampak) membuat warnanya putih sekali. Kebanyakan krim tabir surya yang beredar menggabungkan kedua zat ini.

Cermatlah dalam memilih sebelum berbelanja. Pilihlah krim yang melindungi anda terhadap UVA dan UVB, atau carilah yang bertuliskan ・i>protection against broad spectrum・ Perlu diingat, SPF (Sun Protection Factor) hanya menunjukkan daya perlindungan terhadap UVB dan tidak terhadap UVA. Sebab, berbeda dengan UVB yang bekerja pada permukaan kulit dan menyebabkan kulit terbakar, UVA meresap masuk ke dalam kulit dan merusak DNA. Ini membuat kekuatan UVA tidak bisa diukur dengan mudah karena efeknya tidak segera terlihat.

Orang yang berkulit gelap punya banyak pigmen melanin yang merupakan tabir surya alami. Melanin meresap ultraviolet dan mengubahnya menjadi panas, mencegah rusaknya sel kulit. Sebaliknya, orang yang berkulit putih seperti ras kaukasia sangat rentan terhadap kanker kulit karena hanya punya sedikit melanin. Oleh karenanya, semakin putih kulit seseorang, ia harus menggunakan krim dengan SPF yang lebih tinggi daripada orang yang berkulit hitam agar tidak terbakar.

Semua zat yang tidak alami, pada dasarnya punya potensi menyebabkan kulit mudah berjerawat. Oleh karena itu, dikembangkanlah krim tabir surya khusus untuk wajah. Krim ini tidak terlalu berminyak dan juga tidak terlalu banyak mengandung zat-zat aktif. Namun sebagai konsekuensinya, krim wajah tidak melindungi kulit sebaik krim tabir surya biasa.

Perlindungan terbaik terhadap matahari ialah dengan menggunakan tabir surya road spectrum・ dan tetap menggunakan baju, payung, topi, dan kaca mata hitam.

Mengapa Daun Teratai Tidak Basah?

Oleh Soetrisno

Misteri bagaimana daun teratai yang superhidrofob tetap kering meski terapung di atas air telah dipecahkan oleh ilmuwan di Cina.

Bagian atas daun teratai yang terapung merupakan contoh permukaan hidrofob yang sudah dikenal, yang menumpahkan air yang jatuh di atasnya, dan prinsip ini telah digunakan sebagai sebuah model untuk teknologi seperti jendela yang membersihkan dirinya sendiri secara otomatis. Daun teratai ditutupi oleh permukaan kasar yang memiliki tonjolan-tonjolan berlilin, yang menyebabkan air membentuk gumpalan dan tergelincir jatuh dari daun. Sekarang Lei Jiang dari Akademi Sains Cina di Beijing dan rekan-rekannya telah menemukan mengapa, meski terapung di atas air, tidak ada sedikit airpun yang mengalir masuk ke dalam daun.

Mikroskop elektron menunjukkan bahwa, di dekat ujung daun, tonjolan-tonjolan berlilin digantikan oleh permukaan halus yang terdiri dari lipatan-lipatan dan alur-alur, sehingga mencegah aliran balik dari tetesan-tetesan air. Ini berarti bahwa daun tersebut 50% lebih tahan terhadap perendaman dibanding sebuah daun model yang memiliki permukaan halus.

Pinggir daun teratai membantu menjaga permukaannya tetap kering

Jiang menyebutkan bahwa, seperti permukaan daun teratai yang telah menjadi inspirasi untuk membuat permukaan-permukaan superhidrofob, apa yang ditemukan pada batas pinggir daun ini bisa dijadikan sebagai sebuah model dalam aplikasi seperti tabung atau saluran-saluran mikrofluida yang memerlukan pengaliran keluar atau penolakan arah aliran air.

Abraham Marmur, seorang profesor ilmu dan teknologi air di Technion-Israel Institute of Technology, Haifa, mengatakan bahwa "para peneliti ini seharusnya diberikan penghargaan atas temuannya yang telah membuka sebuah aspek baru dari daun bunga teratai".

Disadur dari: http://www.rsc.org/chemistryworld/