Air, molekul sederhana yang unik...

Air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi. Air menutupi hampir 71% permukaan bumi. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik (330 juta mil³) tersedia di bumi.

Di bumi ini siapa yang tidak mengenal cairan bening yang melimpah ini, zat ini menjadi sangat terkenal sampai sekarang, bahkan penjualannya melebihi jutaan copy Album M. Jacson diseluruh dunia. Hampir setiap mahluk hidup membutuhkannya, bahkan benda tidak bernyawapun membutuhkannya (sebut saja, radiator pada mobil anda atau mesin-mesin pendingin di industri). Air mempunyai peranan sangat penting terhadap kehidupan mahluk hidup di bumi sejak pertama kali bumi ini diciptakan. Orang-orang zaman prasejarah mungkin hanya menggunakan air untuk minum dan memasak saja, untuk mandipun mungkin mereka jarang, karna pada waktu itu belum ada sabun, shampoo, atau pasta gigi yang biasa digunakan oleh orang pada zaman ini. Seiring dengan perkembangan zaman, air banyak dimanfaatkan untuk banyak hal sesuai dengan kebutuhan manusia. Apa yang membuat zat atau materi atau unsur ini menjadi istimewa?

Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O, satu molekul air tersusun atas dua atom Hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom Oksigen. Orang-orang kimia biasa menyebutnya Dihidrogen monoksida atau Hidrogen hidroksida, akan tetapi orang awam lebih senang menyebutnya air atau Aqua (karna anda tidak akan mungkin bertanya pada pelayan toko untuk membeli 1 botol Dihidrogen monoksida atau Hidrogen hidroksida, bisa-bisa pelayan toko itu akan memanggil petugas dari Rumah Sakit Jiwa jika anda terus memaksa pelayan itu). Lalu ada seorang anak yang kreatif bertanya kepada Ibunya, kenapa rumus molekul air harus H2O?

Pertanyaan yang menggelitik, tentunya anda tidak akan menjelaskan kepada anak anda bahwa atom Oksigen dalam tabel Periodik berada pada Golongan VI, sehingga memiliki 2 elektron bebas yang dapat berikatan dengan 2 atom Hidrogen yang bersifat positif untuk mencapai kesimbangan dalam bentuk molekulnya. Itu sama saja dengan saya menjelaskan kepada anda kenapa Oksigen memiliki 2 elektron bebas dalam kulit terluar atomnya, yang akan membuat rambut anda rontok beberapa helai. Penjelasan yang lebih sederhana yaitu Oksigen dapat diibaratkan seperti kedua tangan kita yang hanya dapat menggenggam 2 buah apel (diibaratkan Hidrogen) yang diberikan oleh ibu anda, jika ternyata anak anda dapat menangkap 4 buah apel (2 apel dengan kakinya) yang diberikan, kita harus waspada, mungkin anak anda termasuk pada spesies saudara terdekat kita. Itulah yang terjadi pada atom Karbon yang dapat berikatan dengan 4 atom Hidrogen. 

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, fosfor, sulfur dan klor. Semua elemen-elemen ini apabila berikatan dengan hidrogen akan menghasilkan gas pada temperatur dan tekanan normal (tentunya saya tidak akan membuat anda pusing dengan pernyatan ini, jadi anda bisa menghiraukannya). Alasan mengapa Hidrogen berikatan dengan Oksigen membentuk fasa cair, adalah karena Oksigen lebih bersifat elektronegatif ketimbang elemen-elemen lain tersebut (kecuali Flor). Tarikan atom Oksigen pada elektron-elektron Hidrogen jauh lebih kuat, sehingga molekul-molekul saling dipersatukan oleh semacam gaya tarik menarik. Andai kata gaya tarik menarik tidak ada, molekul-molekul akan terbang ke udara, maka air tidak dapat disebut zat cair tetapi gas. Seperti pada anggota boy band, molekul-molekul mereka pastilah memiliki beberapa kesamaan sehingga dapat bergaul akrab saling mendekat.

Biasanya, air adalah bahan pencampur terbaik didunia. Jenis zat yang dapat dilarutkan oleh air lebih banyak dibandingkan yang dapat dilarutkan oleh zat cair lain. Itu sebabnya kadang-kadang orang menyebutnya pelarut universal atau saya menyebutnya molekul sederhana yang unik. Apa yang membuat ini terjadi???

Larut adalah jenis pencampuran yang paling intim. Dalam hal ini molekul2 suatu zat bercampur, satu lawan satu, dengan molekul2 zat lain. Ketika pelarutan terjadi kita boleh menyimpulkan bahwa masing2 hanya mau berkumpul dan bergaul atas dasar “suka sama suka” atau dengan kata lain hanya zat dengan molekul2 yang sesifat yang mau dan dapat bercampur dengan air. 

Ada satu jenis tarik-menarik yang penting diantar sesama molekul air, disebut “ikatan hidrogen” atau Hydrogen bond. Supaya tidak terlalu rinci sebut saja ikatan hidrogen, itu terjadi ketika molekul-molekul itu memiliki sebuah atom Oksigen dan sebuah atom Hidrogen yang disebut gugus hidroksida (-OH). Molekul air memenuhi persyaratan ini, mereka juga saling membentuk ikatan Hidrogen.

Berdasarkan teori “suka sama suka”, zat lain yang sama-sama cocok untuk membentuk ikatan Hidrogen berpeluang besar untuk larut dalam air. Gula adalah contoh yang paling umum. Gula larut dalam air, bukan karena molekul-molekulnya bersifat seperti magnet2 listrik, tetapi karena mereka mempunyai gugus hidroksi dan karena itu dapat membentuk ikatan hidrogen dengan mokeluk-molekul air. Sebenarnya ada pelarut yang lebih hebat dari air yaitu alcohol, tapi anda tidak mau bukan menyeduh kopi atau membuat teh manis dengan pelarut ini. Tentu akan membut anda lebih cepat beristirahat dalam damai (RIP).

Dikesempatan berikutnya kita akan coba membahas apa yang paling dibenci air sejak zaman prasejarah sampai sekarang.