Apa Fungsi Air Bagi Manusia : Struktur, Sifat, Kimia, Unsur

Definisi Air

Air adalah zat atau materi atau unsur yang sangat penting bagi semua bentuk kehidupan yang dikenal hingga saat ini di bumi. Air dalam bentuk cair tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa, dan merupakan senyawa mampat yang memiliki beberapa sifat unik. Sifat-sifat air terdiri dari sifat kimia dan fisik.

Struktur dan komposisi air

Air adalah molekul sederhana yang terdiri dari satu atom oksigen yang terikat pada dua atom hidrogen yang berbeda. Karena elektronegativitas yang lebih tinggi dari atom oksigen, ikatannya adalah kovalen polar (ikatan polar).

Untuk setiap 1 molekul air, ada 2 atom hidrogen yang digabungkan dengan 1 atom oksigen. Komposisi air atau kandungan air ini dapat diuraikan kembali menjadi komponen dasarnya melalui proses elektrolisis. Elektrolisis adalah proses penguraian elektrolit (dalam hal ini air) menjadi komponen asalnya yaitu oksigen dan hidrogen.
Susunan 1 molekul air terbentuk dari gabungan 1 atom oksigen dan 2 atom hidrogen.

Dibutuhkan dua molekul gas hidrogen diatomik yang digabungkan dengan satu molekul gas oksigen diatomik untuk menghasilkan dua molekul air. Dengan kata lain perbandingan hidrogen dengan oksigen adalah 2:1, perbandingan hidrogen dengan air adalah 1:1, dan perbandingan oksigen dengan air adalah 1:2.

Sifat Kimia Air

Molekul air terdiri dari atom oksigen yang terikat secara kovalen dengan dua atom hidrogen. Hidrogen dan oksigen memiliki afinitas yang sangat tinggi antara keduanya. Semua atom dalam molekul air disatukan oleh ikatan yang kuat, yang hanya dapat dipatahkan dengan cara yang paling agresif, misalnya dengan menggunakan energi listrik atau zat kimia tertentu.

Atom oksigen (O) memiliki inti dengan delapan proton yang terletak di kulit K (2) dan kulit L (6), sehingga tidak penuh dan membutuhkan 2 elektron untuk stabilitas. Sedangkan atom hidrogen (H) memiliki kulit elektron tunggal di sekeliling intinya dengan satu elektron, sehingga masih kekurangan satu elektron. Kulit yang tidak terisi bersifat tidak stabil, sehingga elektron cepat bergabung dengan elektron lain untuk mencapai kestabilan pada kulit, karena kulit yang terisi penuh merupakan bentuk yang stabil (stabil dalam orbital).

Sifat fisik air

Molekul air dapat dipecah menjadi elemen aslinya dengan mengalirkan arus listrik melaluinya. Proses ini disebut elektrolisis air. Di katoda, dua molekul air bereaksi dengan memperoleh dua elektron, yang direduksi menjadi gas H₂ dan ion hidroksida (OH^–). Sedangkan di anoda, dua molekul air lainnya terurai menjadi gas oksigen (O₂), melepaskan 4 ion H⁺ dan aliran elektron ke katoda. ion H⁺ dan OH^– mengalami netralisasi sehingga terbentuk kembali beberapa molekul air.

Air adalah pelarut kuat yang melarutkan banyak jenis bahan kimia. Zat yang bercampur dan larut dengan baik dalam air (misalnya garam) disebut sebagai zat “hidrofilik” (suka air), dan zat yang tidak mudah bercampur dengan air (misalnya lemak dan minyak) disebut sebagai zat hidrofilik. – zat “hidrofobik” (takut air). Kelarutan suatu zat dalam air ditentukan oleh apakah zat tersebut dapat menyamai kekuatan gaya tarik-menarik listrik (gaya dipol-dipol antarmolekul) antar molekul air. Jika suatu zat tidak mampu mengimbangi gaya tarik-menarik antar molekul air, maka molekul zat tersebut tidak larut dan akan mengendap dalam air (Nur, 1990).

Air saling menempel (kohesi) karena air bersifat polar. Air memiliki muatan parsial negatif (σ-) di dekat atom oksigen karena (hampir) pasangan elektron yang tidak digunakan bersama, dan muatan parsial positif (σ+) di dekat atom oksigen. Dalam air hal ini terjadi karena atom oksigen lebih elektronegatif daripada atom hidrogen yang berarti bahwa (atom oksigen) memiliki lebih banyak “tarikan” pada elektron yang dibagi dalam molekul,

menarik elektron lebih dekat dengannya (yang juga berarti menarik muatan negatif elektron) dan membuat area di sekitar atom oksigen lebih bermuatan negatif daripada area di sekitar dua atom hidrogen. Air juga memiliki sifat adhesi yang tinggi karena sifatnya yang polar (Kay, 1966).

Air memiliki tegangan permukaan yang tinggi yang disebabkan oleh kohesi yang kuat antar molekul air. Ini dapat diamati ketika sejumlah kecil air ditempatkan pada permukaan yang tidak dapat dibasahi atau tidak dapat larut; air akan terkumpul sebagai tetesan. Pada permukaan kaca yang sangat bersih atau memiliki permukaan yang sangat halus, air dapat membentuk lapisan tipis karena gaya tarik molekul antara kaca dan molekul air (gaya adhesi) lebih kuat daripada gaya kohesi antar molekul air.

• Pembekuan dan struktur es

Molekul air dapat berikatan dengan empat molekul air dan menghasilkan kisi kristal heksagonal dalam es. Sifat penting lain dari ikatan hidrogen adalah orientasinya yang baik dalam hal susunan orbital gabungan antara atom hidrogen dan oksigen. Perbedaan panjang ikatan hidrogen bergantung pada struktur geometris dan distribusi elektron.

Dalam bentuk es misalnya, setiap molekul air memiliki ikatan hidrogen dengan panjang 1,77 Å, setiap molekul air berikatan hidrogen dengan 4 tetangganya dengan jarak oksigen ke oksigen 2,76 Å, sedangkan setiap molekul air akan ikatan hidrogen dengan 3 atau 4 molekul air lainnya dengan jarak oksigen ke oksigen 2,90 Å pada 15 ^{C, dan 3,05 Å pada 83 C.}

Air dapat membubarkan senyawa amfipatik (senyawa dengan gugus hidrofobik dan hidrofilik) yang memiliki gugus polar pada molekulnya, misalnya pada asam lemak. Contohnya adalah garam Na-oleat.

Natrium oleat memiliki rantai hidrokarbon yang panjang, sehingga dapat dikatakan kecenderungan untuk terdispersi dalam air sangat sulit, namun faktanya rantai hidrokarbon yang panjang ini akan terdispersi dalam air membentuk misel (disini air polar tidak larut non polar). hidrokarbon pada rantai dalam asam oleat, sehingga misel terbentuk).

Dalam hal ini, gugus karboksil bermuatan negatif muncul di permukaan sedangkan rantai hidrokarbon nonpolar yang tidak larut ada di bagian dalam. Pada bentuk misel terjadi gaya tarik-menarik timbal balik melalui interaksi Van der Walls antara rantai hidrokarbon yang berdekatan, tarik-menarik ini dikenal dengan interaksi hidrofobik. Contoh lain komponen sel yang membentuk struktur non-polar dengan bagian hidrofobiknya tersembunyi dari air adalah protein dan asam nukleat (Murray, 2006).

Elemen Air

1. Elemen utama dalam siklus hidrologi:
2. Evaporasi: penguapan langsung dari badan air
3. Transpirasi : penguapan air yang terjadi pada tumbuhan
4. Respirasi : penguapan air dari tubuh hewan dan manusia
5. Evapotranspirasi : gabungan antara evaporasi dan transpirasi
6. Kondensasi : proses perubahan bentuk uap air menjadi tetesan air akibat pendinginan
7. Curah hujan: segala bentuk presipitasi atau hujan dari atmosfer ke bumi yang meliputi air hujan, hujan es, hujan salju
8. Infiltrasi : air yang jatuh ke tanah dan meresap ke dalam tanah
9. Perkolasi : air yang terus merembes hingga kedalaman tertentu hingga mencapai groundwater atau air tanah
10. Limpasan: air yang mengalir di atas tanah melalui parit, sungai, hingga laut

Ffungsi air

Berupa dispersi koloid, dimana partikel-partikelnya tidak mengendap atau membentuk larutan. Protein komposit yang dapat membentuk dispersi koloid, gelatin akan membentuk dispersi koloid ketika ditambahkan air panas. Dalam suspensi, partikel bahan memiliki ukuran yang besar, sehingga tidak larut dan tidak membentuk koloid, misalnya pati dalam air dingin.

Air menyebarkan/melarutkan berbagai zat berdasarkan sifat polarnya, seperti NaCl (membentuk ion). Selain itu, beberapa zat yang tidak membentuk ion tetapi termasuk dalam senyawa polar seperti aldehida, alkohol dan gula dapat larut dalam air. Kelarutan zat-zat seperti di atas disebabkan oleh adanya gugus hidroksil (alkohol dan gula) dan gugus karbonil oksigen (aldehida dan keton) (Kay, 1966).

• Air putih sebagai nutrisi tubuh yang paling esensial

Manusia bisa bertahan beberapa minggu tanpa makanan, tapi hanya beberapa hari tanpa air. Tubuh manusia terdiri dari 55-75 persen air. Air adalah salah satu bahan penyusun dasar darah, enzim pencernaan, urin, keringat, dan bahkan terkandung dalam jaringan otot, lemak, dan tulang.

Karena tubuh tidak dapat menyimpan air, maka kita memerlukan asupan air bersih untuk menggantikan air yang dikeluarkan oleh berbagai organ vital tubuh berupa keringat, urine, feses, dll. Banyaknya air yang kita butuhkan tergantung dari metabolisme tubuh kita, suhu udara, cuaca, makanan yang kita konsumsi dan tentunya tingkat aktivitas yang dilakukan (Winarno, 1989).

Air berfungsi sebagai bahan yang dapat membubarkan berbagai senyawa yang ada pada bahan, air dapat melarutkan berbagai bahan seperti garam, vitamin yang larut dalam air, mineral dan senyawa penyedap seperti yang ada pada teh dan kopi. ion H⁺ dan ion OH^– sangat menentukan sifat biologis dan struktur molekul di dalamnya seperti protein, lipid dan komponen sel lainnya (Girindra, 1986).

Sambungan air

Kandungan senyawa kimia terpenting dalam air laut (salinitas air asin = 35%)

. Kandungan senyawa kimia terpenting dalam air sungai

Demikian artikel Duniadunia.co.id tentang Apa fungsi air bagi manusia: struktur, sifat, kimia, pengertian, unsur, senyawa, semoga artikel ini bermanfaat untuk sobat semua.