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.
Recommended