MAKALAH ANORGANIK I
OKSIGEN
Diajukan Untuk Memenuhi Tugas Kimia Anorganik I
DISUSUN OLEH :
Hariyadi Halim 1209208044
Iim Imas 1209208045
Yinyin Tarwiyana 1209208085
Yuni Sri Mulyani 1209208086
Veni Yuliani D 1210208100
Pendidikan Kimia B (III)
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI
SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG
2010
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT dzat yang menjadi sumber segala kebaikan dan kesempurnaan. Atas kasih dan sayangnya akhirnya kami dapat menyelesaikan makalah ini dengan lancar. Semoga shalawat serta salam selalu tercurah limpahkan kepada panutan alam baginda Rasulullah Muhammad SAW beserta keluarganya, para sahabatnya dan seluruh umatnya.
Penulisan makalah ini merupakan salah satu upaya untuk memenuhi tugas kelompok dari mata kuliah Kimia Anorganik I. Mudah-mudahan makalah ini dapat memberikan manfaat bagi semua yang membaca khususnya bagi kelompok kami. Kajian dalam makalah ini mengacu kepada tema tentang “Oksigen”.
Penulis menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh sebab itu, kami harapkan saran dan masukan yang membangun dari berbagai pihak dalam rangka melengkapi dan memperbaiki makalah kami selanjutnya.
Bandung, O8 Nopember 2010
Penyusun
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR...................................................................................................... i
DAFTAR ISI..................................................................................................................... ii
BAB I PENDAHULUAN................................................................................................. 1
1.3 Tujuan………….. ............................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang.................................................................................................. 1
1.2 rumusan masalah................................................................................................ 1
BAB II ISI.......................................................................................................................... 2
II.a Pengertian oksigen........................................................................................... 2
II.b Sifat dan karakteristik oksigen......................................................................... 2
II.c Pembuatan oksigen........................................................................................... 4
II.d Kegunaan dan bahaya oksigen......................................................................... 6
II.e Senyawa-senyawa Oksigen.............................................................................. 7
II.f Reaksi oksigen dengan logam lainnya.............................................................. 11
II.g Keberadaan oksigen di alam............................................................................. 13
BAB III PENUTUP.......................................................................................................... 17
DAFTAR PUSTAKA
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Selama beberapa abad, para ahli kadang-kadang menyadari bahwa udara terdiri lebih dari satu komponen. Sifat oksigen dan nitrogen sebagai komponen udara mengarah pada pengembangan teori flogiston pada proses pembakaran, yang sering terpikir oleh para ahli kimia selama satu abad. Oksigen telah dibuat oleh beberapa ahli, termasuk Bayen dan Borch, tetapi mereka tidak tahu cara mengumpulkannya. Mereka juga tidak mempelajari sifat-sifatnya dan tidak mengenali oksigen sebagai unsur dasar.
Seorang ahli bernama Priestley dipuji karena penemuannya, meski Scheele juga menemukan oksigen secara bebas.
Dulu, bobot atom oksigen digunakan sebagai standar pembanding untuk unsur yang lain, hingga pada tahun 1961, ketika IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) menggunakan atom karbon 12 sebagai standar pembanding yang baru.
1.2 rumusan masalah
a) Pengertian oksigen
b) Sifat dan karakteristik oksigen
c) Pembuatan oksigen
d) Kegunaan oksigen bahaya oksigen
e) Senyawa-senyawa Oksigen
f) Reaksi oksigen dengan logam lainnya
g) Keberadaan oksigen di alam
1.3 Tujuan
a) Mengetahui pengertian oksigen
b) Mengetahui sifat dan karakteristik oksigen
c) Mengetahui cara pembuatan oksigen
d) Mengetahui keberadaan oksigen di alam
BAB II
PEMBAHASAN
II.a Pengertian oksigen
Oksigen atau zat asam adalah unsur kimia dalam sistem tabel periodik yang mempunyai lambang O dan nomor atom 8. Oksigen merupakan unsur yang sangat penting bagi kehidupan terutama dalam proses pernapasan. Oksigen merupakan unsur golongan kalkogen dan dapat dengan mudah bereaksi dengan hampir semua unsur lainnya (utamanya menjadi oksida). Semua kelompok molekul struktural yang terdapat pada organisme hidup, seperti protein, karbohidrat, dan lemak, mengandung oksigen.
II.b Sifat dan karakteristik oksigen
Sifat fisik
Warna oksigen cair adalah biru seperti warna biru langit. Fenomena ini tidak berkaitan; warna biru langit disebabkan oleh penyebaran Rayleigh.
Oksigen lebih larut dalam air daripada nitrogen. Air mengandung sekitar satu molekul O2 untuk setiap dua molekul N2, bandingkan dengan rasio atmosferik yang sekitar 1:4. Kelarutan oksigen dalam air bergantung pada suhu. Pada suhu 0°C, konsentrasi oksigen dalam air adalah 14,6 mg•L−1, manakala pada suhu 20°C oksigen yang larut adalah sekitar 7,6 mg•L−1.Pada suhu 25°C dan 1 atm udara, air tawar mengandung 6,04 mililiter (mL) oksigen per liter, manakala dalam air laut mengandung sekitar 4,95 mL per liter.[26] Pada suhu 5 °C, kelarutannya bertambah menjadi 9,0 mL (50% lebih banyak daripada 25 °C) per liter untuk air murni dan 7,2 mL (45% lebih) per liter untuk air laut.
Oksigen mengembun pada 90,20 K (−182,95 °C, −297,31 °F), dan membeku pada 54.36 K (−218,79 °C, −361,82 °F).[27] Baik oksigen cair dan oksigen padat berwarna biru langit. Hal ini dikarenakan oleh penyerapan warna merah. Oksigen cair dengan kadar kemurnian yang tinggi biasanya didapatkan dengan distilasi bertingkat udara cair; Oksigen cair juga dapat dihasilkan dari pengembunan udara, menggunakan nitrogen cair dengan pendingin. Oksigen merupakan zat yang sangat reaktif dan harus dipisahkan dari bahan-bahan yang mudah terbakar.
Struktrur
Pada temperatur dan tekanan standar, oksigen berupa gas tak berwarna dan tak berasa dengan rumus kimia O2, di mana dua atom oksigen secara kimiawi berikatan dengan konfigurasi elektron triplet spin. Ikatan ini memiliki orde ikatan dua dan sering dijelaskan secara sederhana sebagai ikatan ganda ataupun sebagai kombinasi satu ikatan dua elektron dengan dua ikatan tiga elektron.
Oksigen triplet merupakan keadaan dasar molekul O2. Konfigurasi elektron molekul ini memiliki dua elektron tak berpasangan yang menduduki dua orbital molekul yang berdegenerasi. Kedua orbital ini dikelompokkan sebagai antiikat (melemahkan orde ikatan dari tiga menjadi dua), sehingga ikatan oksigen diatomik adalah lebih lemah daripada ikatan rangkap tiga nitrogen.
Dalam bentuk triplet yang normal, molekul O2 bersifat paramagnetik, karena spin momen magnetik memiliki elektron tak berpasangan pada molekul tersebut, sehingga terjadi energi pertukaran negatif antara molekul O2 yang bersebelahan. Oksigen cair akan tertarik kepada magnet, sedemikiannya pada percobaan laboratorium, jembatan oksigen cair akan terbentuk di antara dua kutub magnet kuat.
Secara alami, oksigen singlet umumnya dihasilkan dari air selama fotosintesis. Ia juga dihasilkan di troposfer melalui fotolisis ozon oleh sinar berpanjang gelombang pendek, dan oleh sistem kekebalan tubuh sebagai sumber oksigen aktif. Karotenoid pada organisme yang berfotosintesis (kemungkinan juga ada pada hewan) memainkan peran yang penting dalam menyerap oksigen singlet dan mengubahnya menjadi berkeadaan dasar tak tereksitasi sebelum ia menyebabkan kerusakan pada jaringan.
Oksigen memiliki dua bentuk alotropi, yaitu sebagai molekul diatomik (O2 = Oksigen) dan molekul trioksida (O3 = Ozon). Alotrop oksigen elementer yang umumnya ditemukan di bumi adalah dioksigen O2. Ia memiliki panjang ikat 121 pm dan energi ikat 498 kJ·mol-1. Alotrop oksigen ini digunakan oleh makhluk hidup dalam respirasi sel dan merupakan komponen utama atmosfer bumi.
Trioksigen (O3), dikenal sebagai ozon, merupakan alotrop oksigen yang sangat reaktif dan dapat merusak jaringan paru-paru. Ozon diproduksi di atmosfer bumi ketika O2 bergabung dengan oksigen atomik yang dihasilkan dari pemisahan O2 oleh radiasi ultraviolet (UV). Oleh karena ozon menyerap gelombang UV dengan sangat kuat, lapisan ozon yang berada di atmosfer berfungsi sebagai perisai radiasi yang melindungi planet. Namun, dekat permukaan bumi, ozon merupakan polutan udara yang dibentuk dari produk sampingan pembakaran otomobil.
Molekul metastabil tetraoksigen (O4) ditemukan pada tahun 2001, dan diasumsikan terdapat pada salah satu enam fase oksigen padat. Hal ini dibuktikan pada tahun 2006, dengan menekan O2 sampai dengan 20 GPa, dan ditemukan struktur gerombol rombohedral O8. Gerombol ini berpotensi sebagai oksidator yang lebih kuat daripada O2 maupun O3, dan dapat digunakan dalam bahan bakar roket. Fase logam oksigen ditemukan pada tahun 1990 ketika oksigen padat ditekan sampai di atas 96 GPa. Ditemukan pula pada tahun 1998 bahwa pada suhu yang sangat rendah, fase ini menjadi superkonduktor.
Isotop
Oksigen yang dapat ditemukan secara alami adalah 16O, 17O, dan 18O, dengan 16O merupakan yang paling melimpah (99,762%). Isotop oksigen dapat berkisar dari yang bernomor massa 12 sampai dengan 28.
Kebanyakan 16O di disintesis pada akhir proses fusi helium pada bintang, namun ada juga beberapa yang dihasilkan pada proses pembakaran neon. 17O utamanya dihasilkan dari pembakaran hidrogen menjadi helium semasa siklus CNO, membuatnya menjadi isotop yang paling umum pada zona pembakaran hidrogen bintang. Kebanyakan 18O diproduksi ketika 14N (berasal dari pembakaran CNO) menangkap inti 4He, menjadikannya bentuk isotop yang paling umum di zona kaya helium bintang.
Empat belas radioisotop telah berhasil dikarakterisasi, yang paling stabil adalah 15O dengan umur paruh 122,24 detik dan 14O dengan umur paruh 70,606 detik. Isotop radioaktif sisanya memiliki umur paruh yang lebih pendek daripada 27 detik, dan mayoritas memiliki umur paruh kurang dari 83 milidetik. Modus peluruhan yang paling umum untuk isotop yang lebih ringan dari 16O adalah penangkapan elektron, menghasilkan nitrogen, sedangkan modus peluruhan yang paling umum untuk isotop yang lebih berat daripada 18O adalah peluruhan beta, menghasilkan fluorin.
II.c Pembuatan oksigen
Oksigen dapat dibuat dalam skala besar di industri dan dapat juga dalam skala kecil di laboratorium. Dalam skala besar di industri, pembuatan oksigen diperoleh dari destilasi bertingkat udara cair:
Prosesnya, mula-mula udara disaring untuk menghilangkan debu lalu dimasukkan ke dalam kompresor. Pada kompresi ini suhu udara akan naik, kemudian didinginkan dalam pendingin. Udara dingin mengembang melalui celah, dan hasilnya adalah udara yang suhunya lebih dingin, cukup untuk menyebabkannya mencair. Udara cair disaring untuk memisahkan CO2 (s) dan air yang telah membeku. Kemudian udara cair itu memasuki bagian puncak kolom di mana nitrogen, komponen yang paling mudah menguap, keluar sebagai gas. Pada pertengahan kolom, gas argon keluar dan selanjutnya oksigen cair. Komponen lain yang paling sulit menguap akan terkumpul di dasar. Berturut-turut titik didih normal nitrogen, argon, dan oksigen adalah -195,8, -185,7, dan -183,0°C.
Untuk membuat gas oksigen dalam skala kecil di laboratorium dapat dilakukan dengan cara antara lain:
a. Memanaskan serbuk kalium klorat KClO3 dengan katalisator mangan oksida (batu kawi), MnO2 sebagai katalis Reaksinya : 2KClO3 (s) ¾MnO2 ® 2KCl (s) + O2 (g)
b. Menguraikan hidrogen peroksida H2O2 dengan MnO2 sebagai katalis
H2O2 (l) ¾MnO2 ® H2O (l) + O2 (g)
c. Elektrolisis air yang diberi asam sulfat H2SO4
2H2O (l) ¾elektrolisis ® H2 (g) + O2 (g)
d. Memanaskan barium peroksida BaO2
BaO2(s) ¾800¾® 2BaO(s) + O2 (g)
II.d Kegunaan dan bahaya oksigen
Tanaman dan hewan sangat tergantung pada oksigen untuk bernafas. Rumah sakit sering menulis resep oksigen untuk pasien dengan penyakit pernafasan ringan.
Manusia yang normal akan membutuhkan oksigen sekitar 375 liter per hari. Secara alamiah, kita mendapatkan oksigen dengan bernapas melalui paru-paru. Oksigen sampai di paru-paru kemudian ke alveoli lalu akan diikat oleh hemoglobin di dalam darah. Kemudian disalurkan ke seluruh tubuh untuk membantu proses pembakaran glukosa menjadi energi.
Sekali kita menghirup nafas, paru-paru bisa menampung sekitar 500 ml udara ke dalam tubuh. Dalam kondisi lelah, seperti sehabis olah raga, kebutuhan tersebut akan meningkat 5-10 kali lipat. Saat berolahraga, tubuh akan merasa lelah karena asupan oksigennya berkurang. Dalam suhu ruangan, air secara alamiah sudah mengandung oksigen sebanyak 10 ppm atau 10 miligram per liter. Pada suhu lebih rendah (misalnya dalam lemari pendingin), kadar oksigen bisa meningkat hingga 15 ppm.
Oksigen kini tidak hanya dapat dihirup, namun bisa juga dimasukkan melalui saluran pencernaan. Hampir sama dengan air minum dalam kemasan lainnya, air oksigen berasal dari tanah atau mata air yang telah melalui proses destilasi, kemudian di akhir prosesnya ditambahkan dengan oksigen. Melalui oxygen keeper technology, air yang tadinya mengandung oksigen relatif sedikit, kini bisa mencapai 10 kali lipat lebih tinggi kadar oksigennya. Air oksigen biasanya mengandung 80 ppm oksigen per botol. Namun, oksigen yang sudah larut dalam air?bersifat sangat labil dan mudah terlepas kembali terutama jika air tersebut berada dalam kondisi di atas suhu ruang (25-30oC), terkena panas, atau terpapar cahaya matahari langsung.
Gas Oksigen
Gas oksigen digunakan dalam pengolahan besi menjadi baja di tanur terbuka (Tanur Oksigen). Oksigen dalam bentuk oksi atilena (campuran gas karbida dan oksigen) digunakan untuk membersihkan kerak besi dan menghaluskan tonjolan-tonjolan pada produk baja. Selain itu juga oksigen berperan dalam pembakaran logam, pengobatan di rumah sakit, dan aerasi limbah industri.
Ozon
Dalam industri, ozon digunakan sebagai bahan pemutih dan pembunuh mikroorganisme. Industri pengolahan air minum dalam kemasan juga menyucihamakan produknya dengan menggunakan senyawa ozon ini.
Bila asupan oksigen di dalam tubuh berada dalam kadar yang normal, maka akan mendukung kesehatan kita. Namun, bila kadarnya terlalu tinggi, maka akan bersifat berbahaya karena oksigen bersifat radikal bebas. Radikal bebas merupakan salah satu faktor pencetus terjadinya kanker. Terdapat bahaya lain dari oksigen diantaranya adalah:
a. Mudah menimbulkan kebakaran dan ledakan, jika bereaksi dengan bahan bakar atau zat yang mudah terbakar.
b. Dalam bentuk cairan jika terkena kulit dapat menyebabkan terbakar hebat dan kerusakan jaringan badan.
c. Berbahaya jika menghirup Oksigen murni dalam jumlah besar.
II.e Senyawa-senyawa Oksigen
Oksigen dengan konfigurasi elektron [He] 2s2 2p4 adalah unsur yang sangat elektronegatif (skala Paulling = 3,5), nomor dua terbesar setelah fluor (skala Paulling = 4,1). Oleh karena itu, semua unsur bereaksi dengan oksigen membentuk senyawa oksida, kecuali gas mulia. Selain itu, juga membentuk senyawa peroksida dan superoksida. Ini dimungkinkan karena oksigen dapat mempunyai beberapa bilangan oksidasi dalam senyawanya. Keadaan oksidasi oksigen adalah -2 untuk hampir semua senyawa oksigen yang diketahui. Keadaan oksidasi -1 ditemukan pada beberapa senyawa seperti peroksida. Senyawa oksigen dengan keadaan oksidasi lainnya sangat jarang ditemukan, yakni -1/2 (superoksida), -1/3 (ozonida), 0 (asam hipofluorit), +1/2 (dioksigenil), +1 (dioksigen difluorida), dan +2 (oksigen difluorida).
a) Senyawa Oksida
Oksida adalah senyawa biner suatu unsur dengan oksigen. Sebagian besar oksida diperoleh langsung dengan mereaksikan unsurnya langsung dengan oksigen. Oksida-oksida dasar yang sederhana jika bereaksi dengan air akan menghasilkan hidroksida logam. Sebagai contoh, lithium oksida bereaksi dengan air menghasilkan larutan lithium hidroksida yang tidak berwarna. Oksida dapat diklasifikasikan ke dalam lima golongan, yaitu oksida nonlogam(oksida asam), oksida logam(oksida basa), oksida amfoter, oksida netral dan oksida campuran :
1) Oksida asam, adalah suatu oksida yang dengan air akan membentuk asam, biasanya merupakan oksida non-logam. Misalnya: SO3, CO2, dll.
2) Oksida basa, adalah suatu oksida yang dengan air akan membentuk basa, biasanya merupakan oksida logam. Misalnya barium oksida bereaksi dengan air menghasilkan basa menurut persamaan reaksi :
BaO(s ) + H2O(l) → Ba(OH)2(aq)
3) Oksida amfoter, adalah suatu oksida yang dapat bereaksi dengan asam maupun basa. Contoh jika bereaksi dengan :
Bereaksi dengan asam : ZnO(s) + 2H3O+ (aq)→ Zn2+ (aq)+ 3H2O (l)
Bereaksi dengan basa : ZnO(s) + 2OH- (aq)+ H2O (l)→ [Zn(OH)4]2-(aq)
4) Oksida netral, adalah suatu oksida yang tidak bereaksi dengan asam maupun basa. Misalanya : H2O, N2O, NO, CO
5) Oksida campuran, merupakan campuran dari oksida sederhana. Misalanya: Pb3O4 merupakan campuran dari dua bagian PbO dan satu bagian PbO2.
b) Senyawa Peroksida
Peroksida adalah senyawa oksida yang memiliki bilangan oksidasi -1. Misalnya, , H2O2, Na2O2, BaO2. Senyawa peroksida yang banyak digunakan adalah hidrogen peroksida,H2O2.
Hidrogen peroksida, H2O2, merupakan cairan biru pucat dengan titik beku -0,46oC. Cairannya lebih kental daripada air (1,47 g/cm3) karena kuatnya ikatan hidrogen. Senyawa murninya tidak stabil. Peruraian H2O2 merupakan reaksi eksoterm yang dikatalisis oleh cahaya dan berbagai bahan (seperti besi dan tembaga), menurut persamaan reaksi :
2H2O2(l) → 2H2O(l) + O2(g) ∆G = -119,2 kJ mol-1
Hidrogen peroksida berfungsi dalam berbagai reaksi oksidasi reduksi.
Sebagai pengoksidasi : H2O2 + 2I- + 2H+ → 2H2O + I2
Sebagai pengoksidasi : 5H2O2 + 2MnO4– + 6H+ → 2Mn2+ + 8H2O + 5O2
Hidrogen peroksida juga dapat digunakan untuk pemutih pulp kertas, tekstil, kulit, lemak dan minyak, dan rambut. Dalam industri, digunakan sebagai pereaksi kimia organik, polimer, obat-obatan dan produksi makanan. Hidrogen peroksida encer digunakan dalam rumah tangga untuk antiseptik ringan dan pemutih kain.
c) Senyawa Superoksida
Senyawa oksida yang memeiliki bilangan oksida -1/2. Misalnya, RbO2, CsO2, K2O2.
Salah satu contoh penggunaan senyawa superoksida, misalnya pada Kalium superoksida.
Dalam sistem tertutup pada kapal selam, kalium superoksida digunakan untuk menghilangkan gas karbon dioksida hasil pernafasan para kru kapal selam.
d) Ozon
Ozon adalah salah satu bentuk alotropi dari oksigen. Ozon murni adalah gas berwarna biru muda dan berbau tajam. Ozon cair berwarna biru tua, sedangkan ozon padat berwarna ungu tua. Ozon cair mendidih pada -1800C. Ozon bersifat tidak stabil, baik dalam bentuk gas, cair atau padat. Ozon cair mudah meledak. Ozon dipercayai sebagai bahan beracun dan bahan cemar biasa. Ozon mempunyai bau yang tajam, menusuk hidung. Ozon juga terbentuk pada kadar rendah dalam udara akibat arus listrik seperti kilat, dan oleh tenaga tinggi seperti radiasi eletromagnetik. UV dikaitkan dengan pembentukan kanker kulit dan kerusakan genetik. Peningkatan tingkat uv juga mempunyai dampak kurang baik terhadap sistem imunisasi hewan, organisme akuatik dalam rantai makanan, tumbuhan dan tanaman. Penyerapan sinar UV berbahaya oleh ozon stratosfer amat penting untuk se bumi.
Ozon terdiri dari tiga molekul oksigen dan amat berbahaya pada kesehatan manusia. Secara alamiah, ozon dihasilkan melalui percampuran cahaya ultraviolet dengan atmosfer bumi dan membentuk suatu lapisan ozon pada ketinggian 50 kilometer.
Ozon tertumpu di bawah stratosfer di antara 15 dan 30 km di atas permukaan bumi yang dikenal sebagai 'lapisan ozon'. Ozon dihasilkan dengan pelbagai persenyawaan kimia, tetapi mekanisme utama penghasilan dan perpindahan dalam atmosfer adalah penyerapan tenaga sinar ultraviolet (UV) dari matahari.
Ozon (O3) dihasilkan apabila O2 menyerap sinar ultraviolet pada jarak gelombang 242 nanometer dan disingkirkan dengan fotosintesis dari sinar bagi jarak gelombang yang besar dari 290 nm. O3 juga merupakan penyerap utama sinar UV antara 200 dan 330 nm. Penggabungan proses-proses ini efektif dalam meneruskan kekonstanan bilangan ozon dalam lapisan dan penyerapan 90% sinar UV.
UV dikaitkan dengan pembentukan kanker kulit dan kerusakan genetik. Peningkatan tingkat UV juga mempunyai dampak kurang baik terhadap sistem imunisasi hewan, organisme akuatik dalam rantai makanan, tumbuhan dan tanaman.
Penyerapan sinar UV berbahaya oleh ozon stratosfer amat penting untuk semua hidupan di bumi.
Ozon di Muka Bumi
Ozon di muka bumi terbentuk oleh sinar ultraviolet yang menguraikan molekul O3 membentuk unsur oksigen. Unsur oksigen ini bergabung dengan molekul yang tidak terurai dan membentuk O3. Kadangkala unsur oksigen akan bergabung dengan N2 untuk membentuk nitrogen oksida; yang apabila bercampur dengan cahaya mampu membentuk ozon.
Lapisan Ozon
Ozon adalah salah satu gas yang membentuk atmosfer. Molekul oksigen (O2) yang dengannya kita bernafas membentuk hampir 20% atmosfer. Pembentukan ozon (O3), molekul triatom oksigen kurang banyak dalam atmosfer di mana kandungannya hanya 1/3.000.000 gas atmosfer.
Keseimbangan Ozon
Jumlah ozon dalam atmosfer berubah menurut lokasi geografi dan musim. Ozon ditentukan dalam satuan Dobson (Du). Sebagai contoh, 300 Du setara dengan 3 mm tebal lapisan ozon yang tulen jika dimampatkan ke tekanan permukaan laut.
Sebagian besar ozon stratosfer dihasilkan di kawasan tropis dan diangkut ke ketinggian yang tinggi dengan skala besar putaran atmosfer semasa musim salju hingga musim semi. Umumnya kawasan tropis memiliki ozon yang rendah.
Ancaman yang diketahui terhadap keseimbangan ozon adalah kloroflorokarbon (CFC) buatan manusia yang meningkatkan kadar penipisan ozon menyebabkan kemerosotan berangsur-angsur dalam tingkat ozon global.
CFC digunakan oleh masyarakat modern dengan cara yang tidak terkira banyaknya, dalam kulkas, bahan dorong dalam penyembur, pembuatan busa dan bahan pelarut terutama bagi kilang-kilang elektronik.
Masa hidup CFC berarti 1 molekul yang dibebaskan hari ini bisa ada 50 hingga 100 tahun dalam atmosfer sebelum dihapuskan.
Dalam waktu kira-kira 5 tahun, CFC bergerak naik dengan perlahan ke dalam stratosfer (10 – 50 km). Di atas lapisan ozon utama, pertengahan julat ketinggian 20 – 25 km, sinar UV kurang diserap oleh ozon. Molekul CFC terurai setelah bercampur dengan UV, dan membebaskan atom klorin. Atom klorin ini juga berupaya untuk memusnahkan ozon dan menghasilkan lubang ozon.
Kegunaan Ozon
Ozon digunakan dalam bidang pengobatan untuk mengobati pasien dengan cara terawasi dan mempunyai penggunaan yang meluas seperti di Jerman. Di antaranya ialah untuk perawatan kulit terbakar. Sedangkan dalam perindustrian, ozon digunakan untuk:
1) Mengenyahkan kuman sebelum dibotolkan (antiseptik),
2) Menghapuskan pencemaran dalam air (besi, arsen, hidrogen sulfida, nitrit, dan bahan organik kompleks yang dikenal sebagai warna),
3) Membantu proses flokulasi (proses pengabungan molekul untuk membantu penapis menghilangkan besi dan arsenik),
4) Mencuci, dan memutihkan kain (dipaten),
5) Membantu mewarnakan plastik,
6) Menentukan ketahanan getah.
II.f Reaksi oksigen dengan logam lainnya
Reaksi secara umum
Semua logam pada Golongan 1 ini sangat reaktif dan harus dihindarkan dari bersentuhan dengan udara untuk mencegah terjadinya oksidasi. Semakin ke bawah Golongan, kereaktifan semakin meningkat.
Lithium, natrium dan kalium disimpan di dalam minyak. (Lithium sebenarnya mengapung dalam minyak, tapi terdapat cukup banyak lapisan minyak untuk melindunginya. Itulah sebabnya lithium kurang reaktif dibanding unsur lain dalam Golongan 1).
Rubidium dan cesium biasanya disimpan dalam tabung-tabung kaca tertutup untuk mencegahnya bersentuhan dengan udara. Tabung-tabung tempat menyimpan kedua logam ini bisa berupa lingkungan gas vakum atau lembam, seperti gas argon. Tabung-tabung ini dipecahkan tutupnya jika logam didalamnya akan digunakan.
Jika logam-logam pada Golongan 1 ini dibakar maka akan terbentuk beberapa jenis oksida, tergantung pada posisi logam dalam Golongan.
Lithium cukup berbeda dengan logam lain dalam golongan ini karena dia juga bereaksi dengan nitrogen dalam udara menghasilkan lithium nitrida.
Reaksi masing-masing logam dengan oksigen
Lithium
Lithium akan terbakar dengan nyala merah terang jika dipanaskan di udara. Logam ini bereaksi ini dengan oksigen dalam udara menghasilkan lithium oksida yang berwarna putih. Jika bereaksi dengan oksigen murni, nyala biasanya lebih terang.
Lithium juga bereaksi dengan nitrogen di udara menghasilkan lithium nitrida. Lithium merupakan satu-satunya unsur pada Golongan 1 yang dapat membentuk nitrida dengan cara seperti ini.
Natrium
Potongan-potongan kecil natrium terbakar di udara dan sering menimbulkan nyala yang sedikit lebih terang dari warna orange. Jika jumlah natrium yang lebih besar digunakan atau jika dibakar di dalam oksigen maka akan menghasilkan nyala orange yang cemerlang. Terbentuk campuran padatan antara oksida dan natrium peroksida.
Rubidium and cesium
Kedua logam ini terbakar di udara dan menghasilkan superoksida yaitu RbO2 and CsO2.
Beberapa sumber menyebutkan bahwa kedua superoksida ini berwarna orange atau kuning.
Kalium
Potongan-potongan kecil kalium yang dipanaskan di udara cenderung hanya melebur dan dengan cepat kembali menjadi campuran kalium peroksida dan kalium superoksida tanpa ada nyala yang terlihat. Jika potongan-potongan kalium yang lebih besar dipanaskan, maka akan terbentuk nyala berwarna pink kebiru-biruan.
II.g Keberadaan oksigen di alam
Oksigen merupakan unsur paling melimpah ketiga di alam semesta berdasarkan massa dan unsur paling melimpah di kerak Bumi. Gas oksigen diatomik mengisi 20,9% volume atmosfer bumi.
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 milyar tahun yang lalu. 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.
Menurut massanya, oksigen merupakan unsur kimia paling melimpah di biosfer, udara, laut, dan tanah bumi. Oksigen merupakan unsur kimia paling melimpah ketiga di alam semesta, setelah hidrogen dan helium. Sekitar 0,9% massa Matahari adalah oksigen. Oksigen mengisi sekitar 49,2% massa kerak bumi dan merupakan komponen utama dalam samudera (88,8% berdasarkan massa). Gas oksigen merupakan komponen paling umum kedua dalam atmosfer bumi, menduduki 21,0% volume dan 23,1% massa (sekitar 1015 ton) atmosfer.
Bumi memiliki ketidaklaziman pada atmosfernya dibandingkan planet-planet lainnya dalam sistem tata surya karena ia memiliki konsentrasi gas oksigen yang tinggi di atmosfernya.
Bandingkan dengan Mars yang hanya memiliki 0,1% O2 berdasarkan volume dan Venus yang bahkan memiliki kadar konsentrasi yang lebih rendah. Namun, O2 yang berada di planet-planet selain bumi hanya dihasilkan dari radiasi ultraviolet yang menimpa molekul-molekul beratom oksigen, misalnya karbon dioksida.
Konsentrasi gas oksigen di Bumi yang tidak lazim ini merupakan akibat dari siklus oksigen. Siklus biogeokimia ini menjelaskan pergerakan oksigen di dalam dan di antara tiga reservoir utama bumi: atmosfer, biosfer, dan litosfer. Faktor utama yang mendorong siklus oksigen ini adalah fotosintesis. Fotosintesis melepaskan oksigen ke atmosfer, manakala respirasi dan proses pembusukan menghilangkannya dari atmosfer. Dalam keadaan kesetimbangan, laju produksi dan konsumsi oksigen adalah sekitar 1/2000 keseluruhan oksigen yang ada di atmosfer setiap tahunnya.
Oksigen bebas juga terdapat dalam air sebagai larutan. Peningkatan kelarutan O2 pada temperatur yang rendah memiliki implikasi yang besar pada kehidupan laut. Lautan di sekitar kutub bumi dapat menyokong kehidupan laut yang lebih banyak oleh karena kandungan oksigen yang lebih tinggi. Air yang terkena polusi dapat mengurangi jumlah O2 dalam air tersebut. Para ilmuwan menaksir kualitas air dengan mengukur kebutuhan oksigen biologis atau jumlah O2 yang diperlukan untuk mengembalikan konsentrasi oksigen dalam air itu seperti semula.
Oksigen di Atmosfer
Udara adalah faktor pendukung utama kehidupan manusia di bumi. Dan komponen penyusun udara yang paling penting adalah oksigen. oksigen yang kita hidup dan mengalir dalam darah kita.Oksigen ternyata hanya 21% dari keseluruhan atmosfer bumi. Komposisi terbesar adalah gas nitrogen yang kadarnya mencapai 77%. Sedangkan yang 1% adalah gas-gas penyusun lainnya.
Kadar oksigen di atmosfer tidak bertambah dan tidak berkurang. Ini adalah hasil daur ulang yang amat luar biasa yang melibatkan manusia, hewan dan tumbuh-tumbuhan. Manusia dan hewan terus menerus menggunakan gas oksigen dan mengeluarkan gas karbondioksida. Sebaliknya, tumbuhan mengambil karbondioksida untuk proses fotosintesis, dan melepaskan oksigen. Tumbuhan membebaskan jutaan ton oksigen ke atmosfer setiap harinya. Dengan adanya serangkaian peristiwa ini, kehidupan pun dapat terus berlanjut.
Oksigen memang berperan amat penting bagi kehidupan di bumi. Gas ini terlibat dalam hampir semua reaksi kimia yang menghasilkan energi yang diperlukan oleh makhluk hidup tingkat tinggi seperti manusia. Namun Allah telah menentukan kadar oksigen dalam udara yang kita hirup dengan sangat tepat.
Hal ini dijelaskan oleh seorang profesor mikrobiologi terkenal, Michael Denton dalam bukunya, Nature’s Destiny : How the Laws of Biology Reveal Purpose in the Universe, bahwa oksigen adalah unsur yang sangat mudah bereaksi. Bahkan kandungan oksigen di atmosfer yang sekarang, yakni 21% sangatlah mendekati ambang batas yang aman bagi kehidupan pada suhu lingkungan. Kemungkinan terjadinya kebakaran hutan meningkat sebesar 70% untuk setiap kenaikan 1% kandungan oksigen dalam atmosfer.
Jika saja kadar oksigen di udara bertambah, niscaya bumi akan mudah terbakar. Tingginya kadar oksigen ini akan lebih memudahkan munculnya nyala api dan peristiwa pembakaran daripada biasanya. Akibatnya, percikan api kecil saja sudah mampu memicu kebakaran besar.
Penumpukan Oksigen di Atmosfer
Peningkatan kadar O2 di atmosfer bumi: 1) tiada O2 yang dihasilkan; 2) O2 dihasilkan, namun diserap samudera dan batuan dasar laut; 3) O2 mulai melepaskan diri dari samudera, namun diserap oleh permukaan tanah dan pembentukan lapisan ozon; 4-5) gas O2 mulai berakumulasi.
Gas oksigen bebas hampir tidak terdapat pada atmosfer bumi sebelum munculnya arkaea dan bakteri fotosintetik. Oksigen bebas pertama kali muncul dalam kadar yang signifikan semasa masa Paleoproterozoikum (antara 2,5 sampai dengan 1,6 milyar tahun yang lalu). Pertama-tama, oksigen bersamaan dengan besi yang larut dalam samudera, membentuk formasi pita besi (Banded iron formation). Oksigen mulai melepaskan diri dari samudera 2,7 milyar tahun lalu, dan mencapai 10% kadar sekarang sekitar 1,7 milyar tahun lalu.
Keberadaan oksigen dalam jumlah besar di atmosfer dan samudera kemungkinan membuat kebanyakan organisme anaerob hampir punah semasa bencana oksigen sekitar 2,4 milyar tahun yang lalu. Namun, respirasi sel yang menggunakan O2 mengijinkan organisme aerob untuk memproduksi lebih banyak ATP daripada organisme anaerob, sehingga organisme aerob mendominasi biosfer bumi. Fotosintesis dan respirasi seluler O2 mengijinkan berevolusinya sel eukariota dan akhirnya berevolusi menjadi organisme multisel seperti tumbuhan dan hewan.
Sejak permulaan era Kambrium 540 juta tahun yang lalu, kadar O2 berfluktuasi antara 15% sampai 30% berdasarkan volume. Pada akhir masa Karbon, kadar O2 atmosfer mencapai maksimum dengan 35% berdasarkan volume, mengijinkan serangga dan amfibi tumbuh lebih besar daripada ukuran sekarang. Aktivitas manusia, meliputi pembakaran 7 milyar ton bahan bakar fosil per tahun hanya memiliki pengaruh yang sangat kecil terhadap penurunan kadar oksigen di atmosfer. Dengan laju fotosintesis sekarang ini, diperlukan sekitar 2.000 tahun untuk memproduksi ulang seluruh O2 yang ada di atmosfer sekarang.
 |
BAB III
PENUTUP
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 dan unsur paling melimpah di kerak Bumi. Gas oksigen diatomik mengisi 20,9% volume atmosfer bumi.
Oksigen sangat berperan penting bagi kehidupan di bumi. Gas ini terlibat dalam hampir semua reaksi kimia yang menghasilkan energi yang diperlukan oleh makhluk hidup tingkat tinggi seperti manusia. Jika saja kadar oksigen di udara bertambah, niscaya bumi akan mudah terbakar. Tingginya kadar oksigen ini akan lebih memudahkan munculnya nyala api dan peristiwa pembakaran daripada biasanya. Akibatnya, percikan api kecil saja sudah mampu memicu kebakaran besar. Namun Allah telah menentukan kadar oksigen dalam udara yang kita hirup dengan sangat tepat.
Hal ini dijelaskan oleh seorang profesor mikrobiologi terkenal, Michael Denton dalam bukunya, Nature’s Destiny : How the Laws of Biology Reveal Purpose in the Universe, bahwa oksigen adalah unsur yang sangat mudah bereaksi. Bahkan kandungan oksigen di atmosfer yang sekarang, yakni 21% sangatlah mendekati ambang batas yang aman bagi kehidupan pada suhu lingkungan. Kemungkinan terjadinya kebakaran hutan meningkat sebesar 70% untuk setiap kenaikan 1% kandungan oksigen dalam atmosfer.
Inilah salah satu tanda kekuasaan Allah, dan bahwa bumi ini diciptakan untuk umat manusia. Diciptakan secara sempurna, seimbang, dan harmonis.
"Maha suci Allah yang ditangan-Nyalah segala kerajaan, dan Dia Maha Kuasa atas segala sesuatu. Yang telah menciptakan tujuh langit berlapis-lapis. Kamu sekali-kali tidak melihat pada ciptaan Tuhan Yang Maha Pemurah sesuatu yang tidak seimbang. Maka lihatlah berulang-ulang, adakah kamu lihat sesuatu yang tidak seimbang? Kemudian pandanglah sekali lagi niscaya penglihatanmu akan kembali kepadamu dengan tidak menemukan sesuatu cacat dan penglihatanmu itupun dalam keadaan payah." (QS. Al Mulk, 67: 1-4)
DAFTAR PUSTAKA
Achmad, hiskia. 1992. Kimia unsur dan radiokimia. Bandung : Pt. Adhitia Bakti
Effendy. 2004. Teori VSPER kepolaran dan gaya antar molekul. Malang : UIN Malang
Farida, Ida. 2009. Modul Perkuliahan:Kimia Anorganik I . Bandung : UIN Sunan Gunung Djati
Pujaatmaka, Hadyana. 1989. Kimia Untuk Universitas. Jakarta : Erlangga
Wilkinson dan Cotton. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta : Universitas Indonesia
Tidak ada komentar:
Posting Komentar