KANDUNGAN GAS-GAS DI UDARA (ATMOSFER)
Setiap planet mempunyai atmosfer yang berbeda-beda. Planet bumi sendiri
memiliki atmosfer dengan ketebalan kurang lebih sekitar 1000 kilo meter dari
permukaan bumi. Atmosfer terdiri atas bermacam-macam gas. Gas tersebut yaitu
nitrogen (sebesar 78%), oksigen (sebesar 21%), argon (sebesar 0,9%),
karbondioksida ( sebesar 0,03%) dan uap air, krypton, neon, xinon, hidrogen,
kalium serta ozon (sebesar 0,07%).
Inilah beberapa manfaat atmosfer:
- Melindungi bumi dari berbagai macam benda luar angkasa yang jatuh ke bumi karena terkena gaya gravitasi bumi.
- Melindungi bumi dari radiasi ultraviolet yang sangat berbahaya, untuk kehidupan makhluk hidup yang ada di bumi dengan lapisan ozon.
- Mengandung bemacam-macam gas yang dibutuhkan manusia, hewan dan tumbuhan untuk bernafas serta untuk keperluan yang lainnya seperti oksigen, nitrogen, karbon dioksida, dan lain-lain.
- Media cuaca yang mempengaruhi angin, awan, salju, hujan, topan, badai dan lain sebagainya.
Kandungan Gas-Gas Di Udara (Atmosfer) dan Ion-Ion Kerak Bumi
Atmosfer merupakan lapisan udara yang menyelubungi bumi. Atmosfer terdiri dari
berbagai macam gas. Gas-gas yang terkandung pada atmosfer berpengaruh terhadap
kehidupan di bumi, seperti berikut:
1. Nitrogen (N2)
Nitrogen dalam atmosfer sukar bersenyawa dengan unsure lain. Dalam jumlah
kecil nitrogen bermanfaat bagi tumbuh-tumbuhan Rhizobium sp yang hidup dalam
akar tumbuhan kacang-kacangan dapat mengikat nitrogen untuk diubah
menjadi ammonia (NH2)
2. Oksigen (O2)
Oksigen sifatnya aktif bersenyawa dengan unsure lain dalam proses oksida.
Manfaat oksigen pada makhluk hidup yaitu untuk mengubah makanan menjadi
energy.
3. Karbondioksida (CO2)
Manfaat karbondioksida adalah:
a. Mengarpsorsi pancaran panas matahari
b. Sebagai bahan baku untuk membuat karbohidrat dalam proses fotosintesis
Selain nitrogen, oksigen dan karbondioksida, masih terdapat zat lain dalam
jumlah kecil, misalnya amoniak, belerang dioksida dan uap air.
Makin tinggi atmosfer, prosentase zat yang ringan makin besar, seperti uap
air (H2O), sedangkan zat yang berat seperti Nitrogen (N2), Oksigen (O2) dan
Argon (Ar) makin berkurang.
Untuk mengetahui komposisi gas yang terkandung dalam atmosfer secara
terperinci bisa dilihat pada table berikut:
(Sumber: Susilo P, 1993)
Berdasarkan table tersebut terlihat bahwa gas nitrogen merupakan gas yang paling banyak terdapat dalam atmosfera bumi. Salah satu sumber gas nitrogen adalah dari pembakaran sisa-sisa pertanian dan akibat letusan gunung api. Gas lain yang juga cukup banyak terkandung dalam atmosfer adalah oksigen, yang dihasilkan terutama melalui proses fotosintesis pada tumbuhan yang berdaun hijau.
Ozon merupakan salah satu gas yang dalam atmosfer jumlahnya sangat sedikit, namun sangat berguna bagi kehidupan di bumi, karena ozonlah yang menyerap sinar ultraviolet yang dipancarkan sinar matahari, sehingga jumlahnya sudah sangat berkurang ketika sampai dipermukaan bumi. Seandainya radiasi ultraviolet ini tidak terserap oleh ozon, pada saat tiba di bumi sinar ini akan menimbulkan malapetaka bagi kehidupan makhluk yang ada di bumi karena dapat membakar kulit makhluk hidup, memecahkan kulit pembuluh darah, menyebabkan penyakit kanker kulit dan efek-efek lainnya. Sedangkan dalam jumlah yang sedikit, sinar ultraviolet ini sangat membantu tumbuh-tumbuhan dalam proses fotosintesis, dan bagi manusia membentuk vitamin D dalam tubuh. Gas ozon banyak terdapat pada ketinggian sekitar 15-35 Kilometer diatas permukaan bumi, tepatnya pada lapisan stratosfer.
Ion-Ion Kerak Bumi
Kerak Bumi adalah lapisan terluar Bumi yang terbagi menjadi dua kategori, yaitu kerak samudra dan kerak benua. Kerak samudra mempunyai ketebalan sekitar 5-10 km sedangkan kerak benua mempunyai ketebalan sekitar 20-70 km. Penyusun kerak samudra yang utama adalah batuan basalt, sedangkan batuan penyusun kerak benua yang utama adalah granit, yang tidak sepadat batuan basalt.
Kerak Bumi dan sebagian mantel Bumi membentuk lapisan [[litosfer] dengan ketebalan total kurang lebih 80 km.
Temperatur kerak meningkat seiring kedalamannya. Pada batas terbawahnya temperatur kerak menyentuh angka 200-400 oC. Kerak dan bagian mantel yang relatif padat membentuk lapisan litosfer. Karena konveksi pada mantel bagian atas dan astenosfer, litosfer dipecah menjadi lempeng tektonik yang bergerak. Temperatur meningkat 30 oC setiap km, namun gradien panas Bumi akan semakin rendah pada lapisan kerak yang lebih dalam.
Unsur-unsur kimia utama pembentuk kerak Bumi adalah: Oksigen (O) (46,6%), Silikon (Si) (27,7%), Aluminium (Al) (8,1%), Besi (Fe) (5,0%), Kalsium (Ca) (3,6%), Natrium (Na) (2,8%), Kalium (K) (2,6%), Magnesium (Mg) (2,1%).
Para ahli dapat merekonstruksi lapisan-lapisan yang ada di bawah permukaan Bumi berdasarkan analisis yang dilakukan terhadap seismogram yang direkam oleh stasiun pencatat gempa yang ada di seluruh dunia.
Kerak Bumi purba sangat tipis, dan mungkin mengalami proses daur ulang oleh lempengan tektonik yang jauh lebih aktif dari saat ini dan dihancurkan beberapa kali oleh tabrakan asteroid, yang dulu sangat umum terjadi pada masa awal terbentuknya tata surya. Usia tertua dari kerak samudra saat ini adalah 200 juta, namun kerak benua memiliki lapisan yang jauh lebih tua. Lapisan kerak benua tertua yang diketahui saat ini adalah berusia 3,7 hingga 4,28 miliar tahun dan ditemukan di Narryer Gneiss Terrane di Barat Australia dan di Acasta Gneiss, Kanada.
Pembentukan kerak benua dihubungkan dengan periode orogeny intensif. Periode ini berhubungan dengan pembentukan super benua seperti Rodinia, Pangaea, dan Gondwana.
Natrium
Natrium adalah suatu unsure kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Na dan nomor atom 11. Na adalah sebuah logam lunak berwarna putih keperakan dan anggota logam alkali; satu-satunya isotop stabilnya adalah 23Na. Merupakan unsur melimpah yang terdapat dalam sejumlah mineral seperti feldspar, sodalit dan garam batu. Banyak garam natrium sangat mudah larut dalam air dan oleh karenanya terdapat dalam jumlah signifikan dalam badan air bumi. Kelimpahan terbesar dalam laut sebagai natrium klorida.
Banyak senyawa natrium yang berguna, seperti natrium hidroksida (soda api) untuk pembuatan sabun, dan natrium klorida sebagai pencair es dan nutrisi.
Logam bebasnya, natrium elementer, tidak terdapat di alam tetapi harus dibuat dari senyawanya. Unsur natrium pertama kali diisolasi oleh Humphry Davy pada tahun 1807 melalui elektrolisis natrium hidroksida. Ion yang sama juga merupakan komponen banyak mineral, seperti natrium nitrat.
Magnesium
Magnesium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mg dan nomor atom 12. Magnesium (simbol Mg) adalah sebuah logam alkali tanah dengan bilangan oksidasi +2. Mg merupakan unsur paling melimpah kedelapan dalam kerak bumi dan kesembilan dalam alam semesta.[3][4] Magnesium adalah unsur paling umum keempat di muka Bumi (setelah besi, oksigen dan silikon), menyusun 13% dari massa planet dan fraksi besar mantel planet.
Kelimpahan relatif magnesium berhubungan dengan kenyataan bahwa ia mudah terbentuk dalam bintang supernova dari penambahan sekuensial tiga inti helium kepada karbon (yang pada gilirannya terbuat dari tiga inti helium). Oleh karena ion magnesium memiliki kelarutan yang tinggi dalam air, ia merupakan unsur paling melimpah ketiga yang terlarut dalam air laut.
Unsur bebasnya (logam) tidak ditemukan secara alami di bumi, karena sifatnya yang sangat reaktif (meskipun dapat diproduksi, ia segera terlapisi oleh lapisan tipis oksidanya [lihat pasivasi], yang melindungi sebagian reaktivitasnya). Logam bebasnya terbakar dengan karakteristik cahaya putih cemerlang, membuatnya berguna sebagai bahan pengisi suar. Logam ini sekarang diperoleh melalui elektrolisis garam magnesium yang didapat dari air garam.
Secara komersial, penggunaan utama logam ini sebagai campuran untuk membuat logam paduan aluminium-magnesium, kadang-kadang disebut "magnalium" atau "magnelium". Karena massa jenis magnesium lebih kecil daripada aluminium, aloy ini dihargai sesuai dengan bobot dan kekuatan relatifnya. Ion magnesium berasa masam, dan dalam konsentrasi rendah memberi rasa getir pada air mineral segar.
Aluminium
Aluminium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Al dan nomor atom 13. Aluminium adalah logam putih keperakan anggota dari golongan boron dan merupakan logam pasca transisi. Ia tidak larut dalam air dalam kondisi normal.
Aluminium adalah unsur ketiga paling melimpah (setelah oksigen dan silikon ), dan logam paling melimpah dalam kerak bumi.
Aluminium menyusun sekitar 8% dari berat permukaan padat bumi. Logam aluminium terlalu reaktif secara kimia untuk berada dalam kondisi alaminya. Sebaliknya, ia dijumpai tergabung dalam lebih dari 270 mineral yang berbeda. Bijih utama aluminium adalah bauksit.
Aluminium adalah logam yang mengagumkan karena massa jenisnya yang rendah dan kemampuannya menahan korosi karena fenomena pasivasi. Komponen yang terbuat dari aluminium dan aloynya merupakan struktur vital untuk industri pesawat terbang dan penting untuk bahan struktur dalam bidang transportasi lainnya. Senyawa-senyawa aluminium yang paling bermanfaat, setidaknya berdasarkan beratnya, adalah senyawa oksida dan sulfat aluminium.
Silikon
Silikon adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14. Silikon adalah sebuah metaloid tetravalen. Ia kurang reaktif dibandingkan analognya, karbon, nonlogam yang terletak tepat di atasnya dalam tabel periodik, tetapi lebih reaktif daripada germanium, metaloid yang berada tepat di bawahnya dalam tabel periodik.
Kontroversi berkenaan dengan karakter silikon dimulai sejak ditemukannya: silikon pertama kali dibuat dan dianalisis karakternya dalam bentuk murni pada tahun 1824, dan diberi nama silisium (dari bahasa Latin: silicis, batu api), ditambah akhiran -ium untuk menunjukkan sebuah logam. Namun, nama finalnya, yang diajukan pada tahun 1831 merefleksikan sifat fisik yang sama dengan unsur karbon dan boron.
Fosforus
Fosforus adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang P dan nomor atom 15. Fosforus adalah sebuah nonlogam multivalen dari golongan nitrogen. Sebagai mineral, fosforus hampir selalu hadir dalam tingkat oksidasi maksimalnya, sebagai batuan fosfat anorganik. Fosforus elementer terdapat dalam dua bentuk utama fosforus putih dan fosforus merah-tetapi karena kereaktivannya yang tinggi, fosforus tidak pernah dijumpai sebagai unsur bebas di bumi.
Bentuk fosforus elementer pertama yang diproduksi (fosforus putih, tahun 1669) memancarkan cahaya lemah saat terpapar oksigen sehingga namanya diberikan dari mitologi Yunani, Φωσφόρος yang berarti "pembawa cahaya" (Latin Lucifer), merujuk kepada "Bintang Pagi", planet Venus. Meskipun istilah "fosforesensi", yang berarti bercahaya setelah iluminasi (disinari), diturunkan dari sifat fosforus ini, pendaran fosforus dihasilkan dari oksidasi fosforus putih (tidak terjadi pada fosforus merah) dan seharusnya disebut kemiluminesensi. Fosforus juga merupakan unsur paling ringan yang mudah membentuk zat stabil perkecualian dari kaidah oktet.
Sebagian besar senyawa fosforus digunakan sebagai pupuk. Aplikasi lain meliputi peran senyawa organofosforus dalam deterjen, pestisida dan zat saraf, serta korek api.
Belerang
Belerang adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang S dan nomor atom 16. Belerang adalah nonlogam multivalendan melimpah. Pada kondisi normal, atom belerang membentuk molekul oktatomik siklis dengan rumus kimia S8. Belerang elementer berupa kristal padat berwarna kuning terang pada temperatur kamar.
Secara kimia, belerang dapat bereaksi baik dengan oksidator maupun reduktor. Ia mengoksidasi hampir sebagian besar logam dan beberapa nonlogam, termasuk karbon, yang membuatnya bermuatan negatif dalam hampir semua senyawa organosulfur, tetapi mereduksi beberapa oksidator kuat, seperti oksigen dan fluor.
Klor
Klor adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cl dan nomor atom 17. Ia merupakan halogen paling ringan kedua, yang dijumpai dalam tabel periodik dalam golongan 17. Unsur ini membentuk molekul diatomik pada kondisi standar, yang disebut diklorin. Ia mempunyai afinitas elektron tertinggi dan elektronegativitas ketiga tertinggi di antara seluruh unsur. Berdasarkan alasan ini, klor adalah oksidator kuat.
Argon
Argon adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ar dan nomor atom 18. Ia merupakan unsur ketiga dalam golongan 18 tabel periodik (gas mulia). Argon adalah adalah gas paling umum ketiga dalam atmosfer bumi, dengan kadar 0,93%, menjadikannya lebih melimpah daripada karbon dioksida. Hampir semua argon adalah radiogenik. Argon-40 dihasilkan dari peluruhan kalium-40 dalam kerak bumi. Di jagat raya, argon-36 sejauh ini merupakan isotop argon yang paling banyak, menjadikannya isotop argon yang paling banyak diproduksi melalui nukleosintesis stelar dalam supernova sumber >>