UDARA

Udara merujuk kepada campuran gas yang terdapat pada permukaan bumi.

Udara bumi yang kering mengandungi 78% nitrogen, 21% oksigen, dan 1% uap air,

karbon dioksida, dan gas-gas lain.

Kandungan elemen senyawa gas dan partikel dalam udara akan berubah-ubah

dengan ketinggian dari permukaan tanah. Demikian juga massanya, akan berkurang

seiring dengan ketinggian. Semakin dekat dengan lapisan troposfer, maka udara

semakin tipis, sehingga melewati batas gravitasi bumi, maka udara akan hampa sama

sekali.

Apabila makhluk hidup bernapas, kandungan oksigen berkurang, sementara

kandungan karbon dioksida bertambah. Ketika tumbuhan menjalani sistem fotosintesa,

oksigen kembali dibebaskan.

Di antara gas-gas yang membentuk udara adalah seperti berikut :

1. Helium

Helium (He) adalah unsur kimia yang tak berwarna, tak berbau, tak

berasa, tak beracun, hampir inert, berupa gas monatomik, dan merupakan unsur

pertama pada golongan gas mulia dalam tabel periodik dan memiliki nomor atom

2. Titik didih dan titik lebur gas ini merupakan yang terendah di antara semua

unsur. Helium berwujud hanya sebagai gas terkecuali pada kondisi yang sangat

ekstrem. Kondisi ekstrem juga diperlukan untuk menciptakan sedikit senyawa

helium, yang semuanya tidak stabil pada suhu dan tekanan standar. Helium

memiliki isotop stabil kedua yang langka yang disebut helium-3. Sifat dari cairan

varitas helium-4; helium I dan helium II; penting bagi para periset yang

mempelajari mekanika kuantum (khususnya dalam fenomena superfluiditas) dan

bagi mereka yang mencari efek mendekati suhu nol absolut yang dimiliki materi

(seperti superkonduktivitas).

Helium adalah unsur kedua terbanyak dan kedua teringan di jagad raya,

mencakupi 24% massa keunsuran total alam semesta dan 12 kali jumlah massa

keseluruhan unsur berat lainnya. Keberlimpahan helium yang sama juga dapat

ditemukan pada Matahari dan Yupiter. Hal ini dikarenakan tingginya energi

pengikatan inti (per nukleon) helium-4 berbanding dengan tiga unsur kimia

lainnya setelah helium. Energi pengikatan helium-4 ini juga bertanggung jawab

atas keberlimpahan helium-4 sebagai produk fusi nuklir maupun peluruhan

radioaktif. Kebanyakan helium di alam semesta ini berupa helium-4, yang

dipercaya terbentuk semasa Ledakan Dahsyat. Beberapa helium baru juga

terbentuk lewat fusi nuklir hidrogen dalam bintang semesta.

Nama "helium" berasal dari nama dewa Matahari Yunani Helios. Pada

1868, astronom Perancis Pierre Jules César Janssen mendeteksi pertama kali

helium sebagai tanda garis spektral kuning tak diketahui yang berasal dari

cahaya gerhana matahari. Secara formal, penemuan unsur ini dilakukan oleh dua

orang kimiawan Swedia Per Teodor Cleve dan Nils Abraham Langlet yang

menemukan gas helium keluar dari bijih uranium kleveit. Pada tahun 1903,

kandungan helium yang besar banyak ditemukan di ladang-ladang gas alam di

Amerika Serikat, yang sampai sekarang merupakan penyedia gas helium

terbesar. Helium digunakan dalam kriogenika, sistem pernapasan laut dalam,

pendinginan magnet superkonduktor, "penanggalan helium", pengembangan

balon, pengangkatan kapal udara dan sebagai gas pelindung untuk kegunaan

industri (seperti "pengelasan busar") dan penumbuhan wafer silikon). Menghirup

sejumlah kecil gas ini akan menyebabkan perubahan sementara kualitas suara

seseorang.

Di Bumi, gas ini cukup jarang ditemukan (0,00052% volume atmosfer).

Kebanyakan helium yang kita temukan di bumi terbentuk dari peluruhan

radioaktif unsur-unsur berat (torium dan uranium) sebagai partikel alfa berinti

atom helium-4. Helium radiogenik ini terperangkap di dalam gas bumi dengan

konsentrasi sebagai 7% volume, yang darinya dapat diekstraksi secara komersial

menggunakan proses pemisahan temperatur rendah yang disebut distilasi

fraksional.

2. Nitrogen

Nitrogen atau zat lemas adalah unsur kimia dalam tabel

periodik yang memiliki lambang N dan nomor atom 7. Biasanya

ditemukan sebagai gas tanpa warna, tanpa bau, tanpa rasa dan

merupakan gas diatomik bukan logam yang stabil, sangat sulit

bereaksi dengan unsur atau senyawa lainnya. Dinamakan zat lemas

karena zat ini bersifat malas, tidak aktif bereaksi dengan unsur

lainnya.

Nitrogen mengisi 78,08 persen atmosfer Bumi dan terdapat

dalam banyak jaringan hidup. Zat lemas membentuk banyak

senyawa penting seperti asam amino, amoniak, asam nitrat, dan

sianida.

Nitrogen adalah zat non logam, dengan elektronegatifitas 3.0.

Mempunyai 5 elektron di kulit terluarnya. Ikatan rangkap tiga dalam

molekul gas nitrogen (N2) adalah yang terkuat. Nitrogen mengembun pada

suhu 77K (-196oC) pada tekanan atmosfer dan membeku pada suhu 63K (-

210oC)

3. Oksigen

Oksigen atau zat asam adalah unsur kimia dalam sistem tabel

periodik yang mempunyai lambang O dan nomor atom 8. Ia

merupakan unsur golongan kalkogen dan dapat dengan mudah

bereaksi dengan hampir semua unsur lainnya (utamanya menjadi

oksida). Pada Temperatur dan tekanan standar, dua atom unsur ini

berikatan menjadi dioksigen, yaitu senyawa gas diatomik dengan

rumus O2 yang tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau.

Oksigen merupakan unsur paling melimpah ketiga di alam semesta

berdasarkan massa[1] dan unsur paling melimpah di kerak Bumi.[2]

Gas oksigen diatomik mengisi 20,9% volume atmosfer bumi..[3]

Semua kelompok molekul struktural yang terdapat pada

organisme hidup, seperti protein, karbohidrat, dan lemak,

mengandung oksigen. Demikian pula senyawa anorganik yang

terdapat pada cangkang, gigi, dan tulang hewan. Oksigen dalam

bentuk O2 dihasilkan dari air oleh sianobakteri, ganggang, dan

tumbuhan selama fotosintesis, dan digunakan pada respirasi sel

oleh hampir semua makhluk hidup. Oksigen beracun bagi organisme

anaerob, yang merupakan bentuk kehidupan paling dominan pada

masa-masa awal evolusi kehidupan. O2 kemudian mulai

berakumulasi pada atomsfer sekitar 2,5 miliar tahun yang lalu.[4]

Terdapat pula alotrop oksigen lainnya, yaitu ozon (O3). Lapisan ozon

pada atomsfer membantu melindungi biosfer dari radiasi ultraviolet,

namun pada permukaan bumi ia adalah polutan yang merupakan

produk samping dari asbut.

Oksigen secara terpisah ditemukan oleh Carl Wilhelm Scheele

di Uppsala pada tahun 1773 dan Joseph Priestley di Wiltshire pada

tahun 1774. Temuan Priestley lebih terkenal oleh karena

publikasinya merupakan yang pertama kali dicetak. Istilah oxygen

diciptakan oleh Antoine Lavoisier pada tahun 1777,[5] yang

eksperimennya dengan oksigen berhasil meruntuhkan teori

flogiston pembakaran dan korosi yang terkenal. Oksigen secara

industri dihasilkan dengan distilasi bertingkat udara cair, dengan

munggunakan zeolit untuk memisahkan karbon dioksida dan

nitrogen dari udara, ataupun elektrolisis air, dll. Oksigen digunakan

dalam produksi baja, plastik, dan tekstil, ia juga digunakan sebagai

propelan roket, untuk terapi oksigen, dan sebagai penyokong

kehidupan pada pesawat terbang, kapal selam, penerbangan luar

angkasa, dan penyelaman.

4. Karbon dioksida

Karbon dioksida (rumus kimia: CO2) atau zat asam arang

adalah sejenis senyawa kimia yang terdiri dari dua atom oksigen

yang terikat secara kovalen dengan sebuah atom karbon. Ia

berbentuk gas pada keadaan temperatur dan tekanan standar dan

hadir di atmosfer bumi. Rata-rata konsentrasi karbon dioksida di

atmosfer bumi kira-kira 387 ppm berdasarkan volume [1] walaupun

jumlah ini bisa bervariasi tergantung pada lokasi dan waktu. Karbon

dioksida adalah gas rumah kaca yang penting karena ia menyerap

gelombang inframerah dengan kuat.

Karbon dioksida dihasilkan oleh semua hewan, tumbuh-

tumbuhan, fungi, dan mikroorganisme pada proses respirasi dan

digunakan oleh tumbuhan pada proses fotosintesis. Oleh karena itu,

karbon dioksida merupakan komponen penting dalam siklus karbon.

Karbon dioksida juga dihasilkan dari hasil samping pembakaran

bahan bakar fosil. Karbon dioksida anorganik dikeluarkan dari

gunung berapi dan proses geotermal lainnya seperti pada mata air

panas.

Karbon dioksida tidak mempunyai bentuk cair pada tekanan di

bawah 5,1 atm namun langsung menjadi padat pada temperatur di

bawah -78 °C. Dalam bentuk padat, karbon dioksida umumnya

disebut sebagai es kering.

CO2 adalah oksida asam. Larutan CO2 mengubah warna litmus

dari biru menjadi merah muda.