Air

Air merupakan senyawa yang paling melimpah di muka bumi memiliki rumus kimia H2O. Sebuah molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen, perhatikan Gambar.

Molekul air dengan orientasi ruang dan sudut ikatannya

Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar yaitu 1 atm dan 0 °C. Air merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik.

Air merupakan molekul yang spesifik, untuk molekul yang sejenis atau atom disekitar atom oksigen, seperti nitrogen, flor, dan Posfor, sulfur dan klor, jika berikatan dengan hidrogen membentuk senyawa dalam bentuk gas. Hidrogen berikatan dengan oksigen membentuk air dalam fasa cair, karena oksigen lebih bersifat elektronegatif daripada elemen-elemen lain tersebut (kecuali flor).

Atom oksigen menarik elektron-elektron ikatan jauh lebih kuat dari pada yang dilakukan oleh atom hidrogen, sehingga kedua atom hidrogen bermuatan parsial positif (σ+) dan atom oksigen bermuatan parsial negatif (σ-). Adanya muatan pada tiap-tiap atom tersebut membuat molekul air memiliki momen dipol. Proses terjadinya dipol dalam molekul air ditunjukan pada Gambar.

Gaya tarik-menarik listrik antar molekul air ditimbulkan oleh dipol, hal membuat masing-masing molekul saling berdekatan, dan sulit untuk dipisahkan. Gaya tarik- menarik ini disebut sebagai ikatan hidrogen. Dalam ilmu fisika gaya tarik antar molekul sejenis dikatakan sebagai kohesi. Sedangkan adhesi gaya tarik menarik antar molekul yang berbeda jenisnya.

Adanya kohesi juga menyebabkan tegangan permukaan air cukup besar. Hal ini dapat diamati jika kita meneteskan air pada permukaan yang tak dapat terbasahi atau terlarutkan, maka air tersebut akan berkumpul sebagai sebuah tetesan. Hal yang sama juga bisa kita amati bagaimana air di atas daun talas. Pada kasus lain terjadi gaya adhesi yang sama kuatnya dengan gaya kohesinya.

Hal ini dapat kita amati, jika kita letakkan air pada permukaan gelas yang amat bersih atau bepermukaan amat halus air dapat membentuk suatu lapisan tipis (thin film).

Dalam sel-sel biologi dan organel-organel, air bersentuhan dengan membran dan permukaan protein yang bersifat hidrofilik; yaitu, permukaan-permukaan yang memiliki ketertarikan kuat terhadap air. Air juga berperan dalam pembentukan ikatan khususnya pada molekul-molekul polimer.

Dengan adanya sifat polaritas dan mudah terionisasi, air dapat berinteraksi dan melarutkan banyak senyawa kimia sehingga air sering dikatakan sebagai pelarut universal. Kelarutan suatu zat dalam air ditentukan oleh kemampuan suatu zat untuk menandingi kekuatan gaya tarik-menarik listrik (gaya intermolekul dipol-dipol) antara molekul- molekul air. Jika suatu zat tidak mampu menandingi gaya tarik-menarik antar molekul air, maka molekul-molekul tersebut tidak larut dalam air dan tetap sebagai endapan. Air berada dalam kesetimbangan dinamis antara fase cair dan padat di bawah tekanan dan temperatur standar. Air terionisasi menghasilkan sebuah ion hidrogen (H+) dan sebuah ion hidroksida (OH–), seperti persamaan reaksi di bawah ini.