Air, Si Molekul Ajaib

Air, yang merupakan zat cair istimewa untuk kehidupan, menutupi dua pertiga dari permukaan bumi. Tubuh setiap makhluk hidup di bumi terbentuk dari cairan yang sangat istimewa ini  dengan perbandingan antara 50%-95%. Dari bakteri yang hidup di sumber air panas dengan suhu yang mendekati titik didih air, sampai beberapa jenis lumut yang tumbuh pada gletser. Kehidupan ada di setiap tempat yang terdapat air, tanpa memandang suhu. Bahkan pada setetes air yang tergantung di ujung sebuah daun, ribuan mikroorganisme hidup, bereproduksi ,dan mati.

            Tahukan anda bahwa ternyata molekul air, yang merupakan dasar kehidupan di bumi, sangat sulit terbentuk. Penyebab mengapa air lambat terbentuk adalah suhu. Pada suhu kamar, oksigen dan air bereaksi sangat lambat.

            Dalam keadaan bebas, oksigen dan hidrogen ditemukan sebagai molekul H₂ dan O₂. Untuk bergabung membentuk molekul air, keduanya harus bertumbukkan. Sebagai hasil dari tumbukkan ini, ikatan-ikatan yang membentuk molekul hidrogen dan oksigen melemah sehingga tidak ada lagi penghalang untuk bergabungnya atom oksigen dan hidrogen. Suhu akan meningkatkan energi begitu juga kecepatan molekul-molekul ini, sehingga jumlah tubrukan yang terjadi meningkat. Akibatnya reaksi yang terjadi dipercepat.

Sifat-sifat air yang menakjubkan

            Air memiliki banyak sifat kimiawi yang unik. Setiap molekul air terbentuk oleh kombinasi antara atom hidrogen dan oksigen. Cukup menarik bahwa kedua gas ini, satu mudah membakar dan yang lainnya mudah terbakar. Bergabung membentuk sebuah cairan, dan lebih menariknya, cairan itu adalah air.

            Muatan listrik air adalah nol atau bermuatan netral. Meskipun demikian, komponen oksigen dari molekul air memiliki muatan yang sedikit negatif dan komponen hidrogennya memiliki sedikit bermuatan positif. Jika ada lebih dari satu molekul air yang bergabung, muatan positif dan negatif tersebut akan tarik-menarik membentuk sebuah ikatan yang sangat istimewa, “yaitu ikatan hidrogen”.

            Ikatan hidrogen memungkinkan air untuk melawan perubahan suhu. Walaupun suhu udara meningkat secara tiba-tiba, suhu air hanya meningkat perlahan. Sebaliknya, jika suhu udara turun secara tiba-tiba, suhu air akan berkurang secara perlahan.

Air memerlukan energi termal yang sangat besar untuk menguap. Karena begitu banyak energi termal yang digunakan saat menguap, suhunya menurun. Sebagai contoh, suhu normal tubuh adalah 36⁰C dan suhu tubuh tertinggi yang bisa di tolerir adalah 42⁰C. Selisih 6⁰C ini tentu sangat kecil dan bahkan beraktivitas beberapa jam saja di bawah sinar matahari bisa meningkatkan tubuh sebesar itu. Meskipun begitu, tubuh kita menghabiskan banyak energi termal melalui keringat, yakni dengan menyebabkan air yang dikandungnya menguap, yang selanjutnya menyebabkan suhu tubuh menurun. Jika tubuh kita tidak memiliki mekanisme otomatis seperti ini, maka beraktivitas dibawah sinar matahari beberapa jam saja dapat berkibat fatal.

Ikatan hidrogen juga melengkapi air dengan sifat luar biasa lainnya, yaitu molekul air lebih rapat dalam wujud cair dibanding dalam wujud padat. Sebenarnya, hampir semua molekul zat di bumi ini lebih rapat dalam wujud padat dibanding dengan wujud cairnya.

Ini yang menyebabkan es lebih ringan dari pada air. Umumnya, jika anda melelehkan logam manapun dan kedalam lelehan tersbut dimasukkan beberapa lempeng logam yang sama, maka lempeng-lempeng ini akan tenggelam langsung ke dasar. Akan tetapi, pada air hal yang terjadi berbeda. Gunung es yang beratnya ribuan ton akan terapung di atas  air seperti gabus.