Mengapa gelembung sabun berbentuk bulat?

sabun, tegangan permukaan

Coba kita pikir begini, Tidak akan terkejutkah Anda bila bentuk gelembung itu persegi? Itu karena semua pengalaman kita sejak bayi mengatakan bahwa hukum alam lebih menyukai bentuk-bentuk yang mulus. Memang tidak banyak benda alami yang memiliki ujung tajam atau membentuk sudut ganjil. Pengecualian yang penting dalam hal ini adalah kristal-kristal mineral tertentu, yang cantik justru karena memiliki bentuk-bentuk geometris serba tajam. Itu mungkin sebabnya mengapa sebagian orang percaya bahwa kristal-kristal dan piramida memiliki supranatural.
Akan tetapi itu metafisika, bukan sains. Gelembung-gelembung bundar–berbentuk bola–karena ada suatu gaya tarik menarik yang disebut tegangan permukaan yang menarik molekul-molekul air sekuat mungkin antara sejumlah partikel adalah ketika mereka membentuk sebuah bola. Di antara semua bentuk yang mungkin, kubus, piramida, bongkahan tak beraturan–bola memiliki luas sebelah luar paling kecil.
Segera setelah Anda melepaskan sebuah gelembung dari pipa tiup atau dari salah satu peralatan lebih modern, tegangan permukaan membuat lapisan tipis air sabun mencari luas permukaan yang sekecil mungkin. Maka terjadilah sebuah bola. Andaikata Anda tidak dengan sengaja memerangkapkan udara didalamnya, air sabun akan terus menyusut membentuk sebuah titik bola padat, seperti yang terjadi pada air hujan.
Akan tetapi udara di dalam mendorong ke arah luar, menahan selaput air. Semua gas memberikan tekanan pada wadah penyimpanan mereka karena mereka terdiri atas molekul-molekul terbang bebas yang terus membentur apa pun yang menghalangi. Dalam sebuah gelembung, gaya-gaya tegangan permukaan ke arah dalam pada selaput air diseimbangkan dengan tepat oleh gaya mendorong keluar oleh udara dari dalam. Jika ada perbedaan sedikit saja, gelembung entah akan mengeceil atau mengembang sampai keduanya sama besar.
Cobalah meniupkan udara lebih banyak untuk membuat gelembung lebih besar. Itu sama dengan menambahkan tekanan  udara di sebelah dalam. Yang dapat diperbuat oleh selaput air untuk mengimbangi kenaikan tekanan ke luar adalah memperluas permukaannya. Ini dapat menyebabkan bertambah besarnya gaya-gaya tegangan permukaan ke arah dalam. Maka gelembung itu secara serentak memperbesar ukurannya. Namun dalam proses tersebut selaput air semakin tipis, pasalnya persediaan air memang terbatas. Apabila Anda terus menambahkan udara ke dalamnya, akhirnya selaput tadi tidak memiliki cadangan air lagi untuk memperluas permukaan. Akibat buruknya mulai ditebak. Gelembung-pun meletus.
Hal yang tepat sama juga terjadi pada permen karet, kecuali bahwa ahli-ahli tegangan permukaan ke arah dalam, gaya yang cenderung memperkecil gelembung atau balon berasal dari elastisitas karet dalam permen Anda. Elastisitas, seperti tegangan permukaan, seolah-olah berkata: “Kalau boleh, aku ingin menjadi bola yang sekecil mungkin”.

Mengapa Air Mendidih pada Suhu di Bawah 100 derajat Celcius?

Dr. Yasunori Tominaga dari Universitas Perempuan Ochanimizu bersedia menjawab pertanyaan di atas.
Dr. Tominaga memberi catatan, “ Saya tidak menjanjikan semua informasi dari artikel saya adalah benar, karena ini adalah perkiraan saya.
Titik didih yang lebih rendah disebabkan oleh dua factor:a ir itu sendiri dan metode pengukuran.
Walaupun saya tidak melihat bagaimana percobaan dilakukan, metode pengukuran tampaknya adalah penyebabnya.
Ketika kita mengukur titik didih air, kita biasanya mendidihkan air dalam piala gelas dan meletakkan thermometer (alkohol atau raksa) ke dalam air. Kelas dasar ilmu sains biasanya menggunakan thermometer alkohol. Kebanyakan orang meletakkan ujung thermometer ke dalam cairannya ketika mengukur suhunya, dan sebagian besar badan thermometer tidak bersentuhan dengan zat yang mereka ukur. Bahkan kebanyakan thermometer alkohol terbuat dari minyak tanah sebagai pengganti alkohol.
Pada thermometer jenis ini, cairan di dalam tabung kaca yang menyempit (yang memiliki radius homogen) memuai ketika dipanaskan, dan meningkatkan isi dalam tabung. Kemudian panjang cairan berhenti (skala) diasumsikan sebagai suhu yang terukur. Karenanya, jika suhu semua cairan di dalam thermometer tidak sama, kita tidak bisa mengatakan bahwa kita mengukur suhu dengan akurat.
Sebagai contoh, kita selalu bisa mengatakan data mengukur suhu ruangan dengan akurat karena seluruh thermometer berada dalam atmosfer yang sama. Bagaimanapun, ketika mengukur thermometer yang berisi cairan, kita harus selalu memastikan bahwa seluruh tabung kaca terendam dalam zat yang diukur.
Contoh lain, bila Anda mengukur suhu air sungai, pastikan untuk meletakkan seluruh thermometer ke dalam air untuk mendapatkan pembacaan yang akurat.
Karena tidak mudah untuk meletakkan thermometer ke dalam air mendidih, kita harus menggunakan peralatan yang tepat. Gunakan tabung berkerucut yang sedikit lebih tinggi dari thermometer. Letakkan sumbat dengan lubang di mulut tabung sehingga thermometer bisa ditahan dengannya. Isi air dalam tabung, didihkan dan baca thermometer.

Air, si Cantik Yang Tersia-sia ?

air anugrah kehidupan

Baru-baru ini Indonesia mengalami rentetan bencana yang berkaitan dengan air, mulai dari banjir hingga yang terakhir adalah kekeringan. Sebenarnya istilah bencana kekeringan tidak tepat juga karena kenyataannya negara kepulauan kita dikelilingi oleh air, namun tepat adanya jika kita menyebut krisis air bersih. tentu saja terjadi krisis air terutama di pulau Jawa yang berpenduduk padat dan memiliki lokasi industri demikian banyak oleh karena masih sedikit kepedulian kita terhadap zat yang cantik dan vital tersebut. Bahkan lahan tempat sumber-sumber airpun dijarah atas nama pembangunan sehingga pembangunan berwawasan lingkungan hanya tinggal menjadi istilah yang hebat namun hampa.

Bukan Sembarang Cairan

Kita yang awam mengenal air sebagai kebutuhan paling pokok, bahkan tampaknya lebih pokok daripada kebutuhan primer apapun. siapapun tak akan dapat bertahan tanpa air. sehari-hari kita berinteraksi dengan air namun alangkah miskinnya pengetahuan kita tentang air membuat kita kurang menghargainya lebih dari sekedar barang yang cair dan penting. Tak kenal maka tak sayang, maka mari kita berkenalan sedikit lebih intim dengan “water, the beautiful thing” agar semakin tumbuh kecintaan kita terhadapnya sehingga kita bisa lebih menghargainya.

Melihat air yang jernih bagaikan melihat permata berlian yang berkilauan. Sesungguhnya air yang cair itu adalah kumpulan trilyunan molekul H₂O. Dalam dunia kimia dikenal H sebagai atom hidrogen dan O sebagai atom oksigen. Jadi H₂O adalah satu molekul air yang mengandung satu atom oksigen dan 2 atom hidrogen. Padahal kita tahu bahwa pada tekanan atmosfer, oksigen dan hidrogen berwujud gas tapi ketika mereka bersatu saling mengikat janji bisa berubah wujudnya menjadi cair. Berkat kecerdasan kimiawan masa lalu kita dapat melakukan perhitungan begini, dalam 18 gram atau kurang lebih 18 mililiter air terkandung 6,022 x 10²³ molekul H₂O. Jadi, jika satu milyar adalah 10 maka bilangan tadi bermakna 602,2 ribu milyar milyar dan bilangan tersebut dikenal sebagai konstanta Avogadro. Itu baru 18 mililiter air, bayangkan jika kita meneguk segelas air atau mandi atau bahkan mengisi kolam renang, berapa banyak jumlah molekul air yang telah kita gunakan atau bahkan kita buang !!

Molekul Air yang cantik dan Istimewa

Jika kita melihat bentuk molekul air, maka semakin terbukalah rahasia mengapa zat ini demikian istimewa. Sesungguhnya jika gas oksigen dan gas hidrogen bertemu untuk membentuk molekul air, reaksi yang terjadi sangatlah berbahaya karena bisa timbul panas yang tinggi bahkan ledakan karena oksigen adalah gas yang dibutuhkan untuk pembakaran dan hidrogen adalah gas yang mudah terbakar. Tapi untunglah Tuhan telah menyediakan air semenjak penciptaan sehingga kita tidak perlu membuat air dengan ledakan. Kurang lebih dibebaskan energi berupa panas sebesar 242 kilo Joule untuk membuat air sebanyak 18 gram dari 22,4 liter atau 2 gram gas hidrogen dan .11,2 liter atau 16 gram gas oksigen pada suhu 0 derajat Celcius dan tekanan satu atmosfer. Mari kita lihat bentuk molekul air yang berhasil diamati dengan berbagai percobaan dan perhitungan yang rumit.

Bentuk molekul air tersebut dan terutama sifat elektroniknya menjadikan air memiliki sifat fisika dan kimia yang fantastis. Apakah sifat elektronik itu ? Dalam pemahaman kimia dan fisika, semua sifat-sifat atom dan molekul ditentukan oleh perangai dan keadaan elektron yang mengelilingi inti atom. Ternyata alam mengajarkan kita lebih banyak lagi tentang berbagi dan bekerja sama. Ikatan yang terjadi antara dua atom hidrogen dan satu atom oksigen menjadi satu molekul air disebut ikatan kovalen. Yaitu ikatan antar atom yang terjadi karena setiap atom menyumbangkan elektron yang dimiliki untuk saling berpasangan dan digunakan bersama membentuk satu ikatan. Namun, karena oksigen memiliki kelebihan pasangan elektron, maka elektron yang tidak membentuk ikatan tersebut dikatakan sebagai “pasangan elektron bebas“. Adanya elektron bebas yang bersifat sangat negatif menjauhkan kedudukannya dari dua atom hidrogen sehingga ikatan H₂O membengkok sebesar 107.5 derajat. Sedangkan keadaan alamiah atom oksigen yang bersifat negatif dan atom hidrogen yang bersifat positif menimbulkan pengkutuban atau perbedaan muatan. Kedua keadaan itulah yang menjadikan molekul air bersifat polar, artinya molekul air memiliki perbedaan muatan yakni negatif pada sisi pasangan elektron bebas dan positif pada sisi atom hidrogen. Kepolaran air bisa berarti segalanya dan amatlah besar faedahnya. Kepolaranlah yang menjadikan air dapat menghantarkan arus listrik. Berkat sifat air yang polar, dia bisa melarutkan berbagai macam zat lain, misalnya darah, protein, vitamin, garam dan lain-lain. Kenyataannya, air merupakan pelarut universal yang paling ramah terhadap lingkungan. Demikian sebaliknya, air terpisah dari minyak dan lemak karena adanya perbedaan kepolaran. Coba bayangkan jika air dan minyak dapat bercampur, betapa susahnya membersihkan tumpahan minyak di laut lepas !!. Walaupun demikian, sering kali sifat air sebagai pelarut universal malah merugikan dirinya sendiri karena dia mudah sekali tercemari oleh beraneka ragam materi kimia maupun biologi sehingga sulit untuk membersihkannya lagi, apalagi ditambah dengan ketidakkepedulian kita untuk menjaga kemurniannya.

Adanya perbedaan muatan menjadikan ikatan antar molekul air sendiri cukup kuat sehingga pada suhu ruangan dia berbentuk cair, dibandingkan dengan bensin yang segera menguap. Aksi tarik menarik antara atom hidrogen di satu molekul air dengan pasangan elektron bebas pada molekul air yang lain disebut ikatan hidrogen dan oleh sebab itu diperlukan suhu 100^o Celcius untuk mengubah keadaan cair menjadi uap. Air dikatakan memiliki nilai kalor spesifik yang tinggi, artinya diperlukan energi yang cukup besar untuk menjadikannya mendidih sebaliknya air dapat melepaskan panas perlahan-lahan ke lingkungan. Berkat sifat tersebut iklim di bumi tetap stabil demikian juga tubuh kita memiliki suhu yang konstan karena kurang lebih 70% permukaan bumi dan 60% tubuh mahluk hidup terdiri dari air.

Begitu banyak keistimewaan air sehingga manfaatnya pun demikian luas mencakup berbagai aspek seperti kimia, fisika, biologi hingga agama, budaya, seni, bahkan ekonomi dan politik. Jika penelitian terakhir menunjukkan banyak situ-situ di sekitar Jakarta mulai menghilang itu berarti telah terjadi kesalahan dalam pengelolaan lingkungan. Bukan tidak mungkin suatu saat nanti Jakarta akan benar-benar kehabisan mata air dan harus memproduksi air bersih dengan teknologi yang lebih mahal dan lebih rumit akibat kelalaian kita bersama. Sungguh, air yang cantik dan sangat penting dalam kehidupan kita itu memang materi yang paling melimpah di bumi. Air diciptakan dan dicurahkan bukan berarti untuk disia-siakan, maka sekarang saatnya untuk kita lebih menghargai air sebagai ciptaan Tuhan yang paling indah.

Apa itu Air ?

_AIR_

Air adalah pelarut yang bersifat polar dan kohesif, serta terlibat dalam reaksi kimia.

Model Molekul Air