Minyak Pelumas dari Botol Plastik Bekas

Kategori Kimia Karbon
Minyak Pelumas dari Botol Plastik Bekas
Oleh Sandri Justiana, S.Si dan Budiyanti Dwi Hardanie, S.Si

Percayakah Anda jika suatu saat nanti botol plastik bekas dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan minyak pelumas untuk kendaraan bermotor? Jika tidak percaya, tanyakan saja pada Stephen J. Miller, Ph.D., seorang ilmuwan senior dan konsultan peneliti di Chevron. Bersama rekan-rekannya di Pusat penelitian Chevron Energy Technology Company, Richmond, California, Amerika Serikat dan University of Kentucky, ia berhasil mengubah limbah plastik menjadi minyak pelumas. Bagaimana caranya?

Sebagian besar penduduk di dunia memanfaatkan plastik dalam menjalankan aktivitasnya. Berdasarkan data Environmental Protection Agency (EPA) Amerika Serikat, pada tahun 2001, penduduk Amerika Serikat menggunakan sedikitnya 25 juta ton plastik setiap tahunnya. Belum ditambah pengguna plastik di negara lainnya. Bukan suatu yang mengherankan jika plastik banyak digunakan. Plastik memiliki banyak kelebihan dibandingkan bahan lainnya. Secara umum, plastik memiliki densitas yang rendah, bersifat isolasi terhadap listrik, mempunyai kekuatan mekanik yang bervariasi, ketahanan suhu terbatas, serta ketahanan bahan kimia yang bervariasi. Selain itu, plastik juga ringan, mudah dalam perancangan, dan biaya pembuatan murah.

Sayangnya, di balik segala kelebihannya, limbah plastik menimbulkan masalah bagi lingkungan. Penyebabnya tak lain sifat plastik yang tidak dapat diuraikan dalam tanah. Untuk mengatasinya, para pakar lingkungan dan ilmuwan dari berbagai disiplin ilmu telah melakukan berbagai penelitian dan tindakan. Salah satunya dengan cara mendaur ulang limbah plastik. Namun, cara ini tidaklah terlalu efektif. Hanya sekitar 4% yang dapat didaur ulang, sisanya menggunung di tempat penampungan sampah.

Mungkinkah tumpukan sampah plastik ini dapat diubah menjadi minyak pelumas?

Masalah itulah yang mendasari Miller dan rekan-rekannya melakukan penelitian ini. Sebagian besar plastik yang digunakan masyarakat merupakan jenis plastik polietilena. Ada dua jenis polietilena, yaitu high density polyethylene (HDPE) dan low density polyethylene (LDPE). HDPE banyak digunakan sebagai botol plastik minuman, sedangkan LDPE untuk kantong plastik. Dalam penelitiannya yang akan dipublikasikan dalam Jurnal American Chemical Society bagian Energi dan Bahan Bakar (Energy and Fuel) edisi 20 Juli 2005, Miller memanaskan polietilena menggunakan metode pirolisis, lalu menyelidiki zat hasil pemanasan tersebut.

Ternyata, ketika polietilena dipanaskan akan terbentuk suatu senyawa hidrokarbon cair. Senyawa ini mempunyai bentuk mirip lilin (wax). Banyaknya plastik yang terurai adalah sekitar 60%, suatu jumlah yang cukup banyak. Struktur kimia yang dimiliki senyawa hidrokarbon cair mirip lilin ini memungkinkannya untuk diolah menjadi minyak pelumas berkualitas tinggi. Sekadar informasi, minyak pelumas yang saat ini beredar di pasaran berasal dari pengolahan minyak bumi. Minyak mentah (crude oil) hasil pengeboran minyak bumi di dasar bumi mengandung berbagai senyawa hidrokarbon dengan titik didih yang berbeda-beda. Kemudian, berbagai senyawa hidrokarbon yang terkandung dalam minyak mentah ini dipisahkan menggunakan teknik distilasi bertingkat (penyulingan) berdasarkan perbedaan titik didihnya. Selain bahan bakar, seperti bensin, solar, dan minyak tanah, penyulingan minyak mentah juga menghasilkan minyak pelumas. Sifat kimia senyawa hidrokarbon cair dari hasil pemanasan limbah plastik mirip dengan senyawa hidrokarbon yang terkandung dalam minyak mentah sehingga dapat diolah menjadi minyak pelumas. Pengubahan hidrokarbon cair hasil pirolisis limbah plastik menjadi minyak pelumas menggunakan metode hidroisomerisasi. Miller berharap minyak pelumas buatan ini dapat digunakan untuk kendaraan bermotor dengan kualitas yang sama dengan minyak bumi hasil penyulingan minyak mentah, ramah lingkungan, sekaligus ekonomis.

Sebenarnya, usaha pembuatan minyak sintetis dari senyawa hidrokarbon cair ini bukan suatu hal baru. Pada awal 1990-an, perusahaan Chevron telah mencoba mengubah senyawa hidrokarbon cair menjadi bahan bakar sintetis untuk tujuan komersial. Hanya saja bahan baku yang digunakan untuk menghasilkan senyawa hidrokarbon cair berasal dari gas alam (umumnya gas metana) melalui proses katalitik yang dikenal dengan nama proses Fischer-Tropsch.

Pada proses Fischer-Tropsch ini, gas metana diubah menjadi gas sintesis (syngas), yaitu campuran antara gas hidrogen dan karbon monoksida, dengan bantuan besi atau kobalt sebagai katalis. Selanjutnya, syngas ini diubah menjadi senyawa hidrokarbon cair, untuk kemudian diolah menggunakan proses hydrocracking menjadi bahan bakar dan produk minyak bumi lainnya, termasuk minyak pelumas. Senyawa hidrokarbon cair hasil pengubahan dari syngas mempunyai sifat kimia yang sama dengan polietilena.

Gas alam yang digunakan berasal dari Amerika Serikat. Belakangan, daerah lepas laut Timur Tengah menjadi sumber gas alam karena di sana harga gas alam lebih murah. Minyak pelumas dari gas alam ini untuk sementara dapat menjadi alternatif minyak pelumas hasil pengolahan minyak bumi. Pada masa mendatang, cadangan gas alam di dunia diperkirakan akan segera menipis. Di lain pihak, kebutuhan akan minyak pelumas semakin tinggi. Kini, dengan adanya penemuan ini, pembuatan minyak pelumas nampaknya tidak lagi memerlukan gas alam. Cukup dengan memanfaatkan limbah botol plastik, jadilah minyak pelumas. Tertarik mencoba?

Sumber: http://acswebapplications.acs.org
Ket: Kedua penulis adalah alumni Jurusan Kimia FMIPA Universitas Padjadjaran dan pegiat di Alchemist Community.

Hidrogen

Kategori Tabel Periodik
Hidrogen
Oleh Yulianto Mohsin

Sejarah

(Yunani hydro=air, dan genes=pembentukan). Hidrogen telah digunakan bertahun-tahun sebelum akhirnya dinyatakan sebagai unsur yang unik oleh Cavendish di tahun 1776.

Dinamakan hidrogen oleh Lavoisier, hidrogen adalah unsur yang terbanyak dari semua unsur di alam semesta. Elemen-elemen yang berat pada awalnya dibentuk dari atom-atom hidrogen atau dari elemen-elemen yang mulanya terbuat dari atom-atom hidrogen.

Sumber

Hidrogen diperkirakan membentuk komposisi lebih dari 90% atom-atom di alam semesta (sama dengan tiga perempat massa alam semesta). Unsur ini ditemukan di bintang-bintang dan memainkan peranan yang penting dalam memberikan sumber energi jagat raya melalui reaksi proton-proton dan siklus karbon-nitrogen. Proses fusi atom-atom hidrogen menjadi helium di matahari menghasilkan jumlah energi yang sangat besar.

Hidrogen dapat dipersiapkan dengan berbagai cara:

• Uap dari elemen karbon yang dipanaskan
• Dekomposisi beberapa jenis hidrokarbon dengan energi kalor
• Reaksi-reaksi natrium atau kalium hidroksida pada aluminium
• Elektrolisis air
• Pergeseran asam-asam oleh metal-metal tertentu

Hidrogen dalam bentuk cair sangat penting untuk bidang penelitian suhu rendah (cryogenics) dan studi superkonduktivitas karena titik cairnya hanya 20 derajat di atas 0 Kelvin.

Tritium (salah satu isotop hidrogen) dapat diproduksi dengan mudah di reaktor-reaktor nuklir dan digunakan dalam produksi bom hidrogen.

Hidrogen adalah komponen utama planet Jupiter dan planet- planet gas raksasa lainnya. Karena tekanan yang luar biasa di dalam planet-planet tersebut, bentuk padat hidrogen molekuler dikonversi menjadi hidrogen metalik.

Di tahun 1973, ada beberapa ilmuwan Rusia yang bereksperimen memproduksi hidrogen metalik pada tekanan 2.8 megabar. Pada titik transisi, berat jenisnya berubah dari 1.08 menjadi 1.3 gram/cm³. Satu tahun sebelumnya di Livermore, California, satu grup ilmuwan juga memberitakan eksperimen yang hampir sama di mana fenomena yang mereka amati terjadi pada titik tekanan- volume yang berpusar pada 2 megabar. Beberapa prediksi mengemukakan bahwa hidrogen metalik mungkin metastable. Yang lainnya memprediksikan hidrogen mungkin berupa superkonduktor di suhu ruangan.

Senyawa

Walau hidrogen adalah benda gas, kita sangat jarang menemukannya di atmosfer bumi. Gas hidrogen yang sangat ringan, jika tidak terkombinasi dengan unsur lain, akan berbenturan dengan unsur lain dan terkeluarkan dari lapisan atmosfer. Di bumi hidrogen banyak ditemukan sebagai senyawa (air) di mana atom-atomnya bertaut dengan atom-atom oksigen. Atom-atom hidrogen juga dapat ditemukan di tetumbuhan, petroleum, arang, dan lain-lain. Sebagai unsur yang independen, konsentrasinya di atmosfer sangat kecil (1 ppm by volume). Sebagai gas yang paling ringan, hidrogen berkombinasi dengan elemen-elemen lain ― kadang-kadang secara eksplosif ― untuk membentuk berbagai senyawa.

Kegunaan

Hidrogen banyak digunakan untuk mengikat nitrogen dengan unsur lain dalam proses Haber (memproduksi amonia) dan untuk proses hidrogenasi lemak dan minyak. Hidrogen juga digunakan dalam jumlah yang banyak dalam produksi methanol, di dealkilasi hidrogen (hydrodealkylation), katalis hydrocracking, dan sulfurisasi hidrogen. Kegunaan-kegunaan lainnya termasuk sebagai bahan bakar roket, memproduksi asam hidroklorida, mereduksi bijih-bijih besi dan sebagai gas pengisi balon.

Daya angkat 1 kaki kubik gas hidrogen sekitar 0.07 lbf pada suhu 0 derajat Celsius dan tekanan udara 760 mm Hg.

Baterai yang berbahan bakar hidrogen (Hydrogen Fuel cell) adalah teknologi baru yang sedang dikembangkan, di mana tenaga listrik dalam jumlah besar dapat dihasilkan dari gas hidrogen. Pabrik-pabrik baru dapat dibangun dekat dengan laut untuk melakukan proses elektrolisis air laut guna memproduksi hidrogen. Gas yang bebas polusi ini lantas dapat dialirkan melalui pipa-pipa dan disalurkan ke daerah-daerah pemukiman dan kota-kota besar. Hidrogen dapat menggantikan gas alam lainnya, bensin, agen dalam proses metalurgi dan berbagai proses kimia (penyulingan), dan mengubah sampah menjadi metan dan etilen. Kendala-kendala yang ada untuk mewujudkan impian tersebut masih banyak. Di antaranya persetujuan publik, penanaman modal yang besar dan harga hidrogen yang masih jauh lebih mahal ketimbang bahan bakar lainnya sekarang.

Bentuk

Dalam keadaan yang normal, gas hidrogen merupakan campuran antara dua molekul, yang dinamakan ortho- dan para- hidrogen, yang dibedakan berdasarkan spin elektron-elektron dan nukleus.

Hidrogen normal pada suhu ruangan terdiri dari 25% parahidrogen dan 75% ortho-hidrogen. Bentuk ortho tidak dapat dipersiapkan dalam bentuk murni. Karena kedua bentuk tersebut berbeda dalam energi, sifat-sifat kebendaannya pun juga berbeda. Titik-titik lebur dan didih parahidrogen sekitar 0.1 derajat Celcius lebih rendah dari hidrogen normal.

Isotop-isotop

Isotop hidrogen yang normal disebut Protium. Isotop-isotop lainnya adalah Deuterium (satu proton dan satu netron) dan Tritium (satu proton dan dua netron). Hidrogen adalah satu-satunya unsur yang isotop-isotopnya memiliki nama tersendiri. Deuterium dan Tritium keduanya digunakan sebagai bahan bakar reaktor fusi nuklir. Satu atom Deuterium ditemukan di sekitar 6000 atom-atom hidrogen.

Deuterium juga digunakan untuk memperlambat netron. Atom- atom tritium juga ada tapi lebih sedikit jumlahnya. Tritium juga dapat diproduksi dengan mudah di reaktor-reaktor nuklir dan digunakan pada produksi bom hidrogen (fusi). Gas hidrogen juga digunakan sebagai agen radioaktif untuk membuat cat yang bercahaya terang.

Diterjemahkan dan disadur oleh Yulianto Mohsin dari situs http://periodi c.lanl.gov/elements/1.html

Artikel tambahan: http://www.chem-is-try.org/? sect=tanyapakar&ext=12

Hopanoid, Indikator Kimia Bagi Kesuburan Tanah

Kategori Berita
Hopanoid, Indikator Kimia Bagi Kesuburan Tanah
Oleh Sinly Evan Putra dan Eza Movina
Badan Pengurus Pusat IKAHIMKI

Siapa yang tak kenal dengan negara yang bernama Indonesia, apalagi oleh orang-orang yang tertarik menanamkan modalnya dalam bidang pertanian dan perkebunan? Indonesia mungkin menjadi negara incaran, karena memiliki 5 pulau besar yakni Sumatera, Kalimantan, Jawa, Sulawesi dan Papua, yang kelima-limanya merupakan lahan yang potensial untuk pengembangan berbagai industri pertanian dan perkebunan.

Salah satu faktor penting untuk menunjang pengembangan kedua bidang tersebut selain tersedianya modal dan lahan yang luas adalah terkontrolnya tingkat kesuburan tanah. Dengan terkontrolnya tingkat kesuburan tanah diharapkan agar lahan yang nantinya digarap akan terus produktif memberikan nutrisi bagi tanaman. Maka dari itu berbagai kajian penelitian tentang indikator tingkat kesuburan tanah telah marak digalakkan oleh para peneliti. Salah satunya adalah pendekatan tentang kaitan antara keberadaan senyawa hopanoid yang dihasilkan oleh suatu bakteri dengan tingkat kesuburan dari tanah. Di sini yang dimaksud dengan tanah subur adalah tanah yang mengandung banyak nutrisi berupa senyawa-senyawa nitrogen. Nutrisi ini dihasilkan oleh aktivitas bakteri penyubur tanah yang mampu menangkap N­₂ dari atmosfer dan melakukan fiksasi untuk menghasilkan senyawa-senyawa dalam nitrogen (Giller, 2001).

Senyawa Hopanoid

Senyawa hopanoid sendiri didefinisikan sebagai senyawa hasil metabolisme sekunder yang termasuk dalam golongan triterpen pentasiklik, yang lazim digunakan dalam biomarka pada sedimen tua dan minyak, dan potensial memberikan informasi yang berharga tentang lingkungan-purba suatu sedimen baru dan sedimen tua. Senyawa ini dari prekursor biologinya, disintesis oleh berbagai bakteri sebagai komponen penstabil membran dan banyak ditemukan dalam tanah dan sedimen. Pernah pula dinyatakan bahwa senyawa bahan alam yang paling melimpah di alam adalah senyawa hopanoid karena senyawa ini telah menjadi konstituen utama penyusun membran bakteri tanah (Ounsson, Albrect dan Kolimer, 1984).

Tiga golongan besar bakteri penyubur tanah yang memiliki kontribusi besar terhadap kesuburan tanah antara lain Rhizobia, Cyannobacter, dan Frankia. Bakteri-bakteri penyubur tanah di atas banyak mengandung senyawa hopanoid sebagai konstituen terbesar penyusun dari membran selnya. Misalnya, bakteri Frankia sp. adalah bakteri penyubur tanah yang konstituen penyubur tanahnya terdiri atas 80% hopanoid. Apabila bakteri ini nanti mati, kerangka hopanoid akan tertinggal dalam tanah, sehingga kandungan hopanoid dalam tanah dimungkinkan untuk dijadikan sebagai indikator kesuburan tanah.

Berdasarkan keberadaannya, hopanoid dapat digolongkan menjadi dua jenis yakni biohopanoid dan geohopanoid.

1. Biohopanoid

Biohopanoid adalah senyawa hopanoid yang dihasilkan langsung oleh bakteri dan merupakan senyawa prekursor dari geohopanoid. Keberadaan dan komposisi biohopanoid pada bakteri yang dibiakkan sudah banyak diketahui, sedangkan keberadaan hopanoid secara utuh dalam geosfer dan prekursor hopanoid dalam lingkungan modern belum pernah diterangkan secara tuntas. Adanya jurang pemisah pengertian tentang keberadaan hopanoid bakteri, menyebabkan hopanoid tidak bisa sepenuhnya digunakan sebagai fosil kimia yang berasal dari bakteri.

2. Geohopanoid

Geohopanoid adalah hopanoid yang tidak dihasilkan langsung oleh bakteri melainkan hasil degradasi dari senyawa prekursornya yakni biohopanoid. Geohopanoid mempunyai 3 bentuk isomer di alam. Isomer tersebut adalah hopanoid ββ, hopanoid βα, dan hopanoid αβ.

Hopanoid ββ merupakan senyawa yang kurang stabil di alam dan banyak ditemukan dalam sedimen muda, sedangkan hopanoid βα dan hopanoid αβ merupakan senyawa yang lebih stabil dan banyak ditemukan dalam sedimen tua. Geohopanoid sebagai indikator kematangan sedimen, biasa digunakan para peneliti untuk mengetahui dan mengeksplorasi minyak bumi.

Sebagai salah satu bahan organik, senyawa hopanoid banyak ditemukan dalam bakteri aerobik dan belum pernah ditemukan dalam bakteri anaerobik sehingga sampel tanah yang dianalisis dalam suatu penelitian haruslah dari lapisan tanah permukaan yang kandungan oksigennya tinggi. Selama ini memang sangat sedikit laporan tentang ditemukannya hopanoid dalam tanah permukaan, seperti dalam lumpur, pada sisa kotoran sianobakteri, sedimen ponds kecil, dan juga pada sedimen danau kecil.

Bahan Kimia dan Metode Isolasi Senyawa Hopanoid

Sistematika studi kandungan senyawa hopanoid dalam tanah subur dan tidak subur biasa menggunakan metode yang dilakukan oleh Innes, dkk. (1997 dan 1998) yang meliputi pencarian sampel tanah yang dilanjutkan dengan ekstraksi dan oksidasi ekstrak total dengan H₅IC₆ dan NaBH₄. Dan terakhir analisis sampel dengan menggunakan alat identifikasi.

Untuk ekstraksi, berdasarkan prosedur Innes, dkk. sampel disoklet selama 10 jam dengan menggunakan pelarut klorofoam/metanol. Yang kemudian diuapkan pelarutnya dengan evaporator dan dikeringkan dengan gas N₂ lalu dilanjutkan dengan prosedur oksidasi total dengan H₅IC₆ dan NaBH₄. Secara teoritik, sistematika ini dapat dijelaskan sebagai berikut; setelah tanah diekstrak dengan pelarut, hopanoid mengalami tahapan degradasi kimiawi meliputi pemutusan ikatan ester dan eter serta pemutusan ikatan karbonalifatik-aromatik antara hopanoid dengan matriks makromolekul organik.

Untuk alat identifikasi senyawa hopanoid dalam sampel, alat yang biasa digunakan adalah metode kromatografi gas yang tergabung dengan detektor spektrometer massa (KG-MS). Berikut beberapa contoh untuk mendeteksi hopanoid dan mengkarakterisasinya berdasarkan fragmentogram hasil KG-MS :

Hopanoid	Analisis	Karakteristik Fragmen Massa
Pentakishomopane (C35H62)	ITMS	482 (M/z. 191. 261 ikatan cincin C) 369 (eliminasi batas cincin)
Bishomohopanol (C32H56O)	Ekstraksi pelarut	528 (M/z. 191. 307 Ikatan cincin C) 217 (307-HOTMS). 438 (MH-HOTMS)369 (Eliminasi batas cincin)
Bishomohopanoic acid (C32H54O)	Ektraksi pelarut, Oksidasi RuO4	484 (M/z. 191. 263 ikatan cincin C)369 (Eliminasi batas cincin)

Sumber : Winkler, dkk. (2001)

Struktur hopanoid yang didapatkan dari fragmentogram KG-MS mampu mengungkapkan jenis bakteri yang mensintesis karena pada umumnya bakteri mempunyai kerangka hopanoid yang spesifik akibat perbedaan tempat tinggal dan pengaruh lingkungan. Farrimond, Head dan Innes (2002) melaporkan penemuannya tentang hopanoid dengan suatu metil di C-2 atau C-3 pada cincin A. Metilasi pada C-2 dalam kerangka hopanoid pada umumnya menggambarkan senyawa hopanoid itu dihasilkan oleh cyanobacteria dan senyawa ini dapat digunakan untuk menentukan kontribusi cyanobacteria dalam suatu sedimen. Ketiadaan kerangka hopanoid termetilasi pada C-2 memberikan informasi bahwa kesuburan tanah diakibatkan oleh kontribusi bakteri selain cyanobacteria seperti khizobia (jika bersimbiosis dengan kacang-kacangan) atau frankia.

Sedangkan di Indonesia, penelitian untuk mengetahui kandungan senyawa hopanoid yang terdapat dalam tanah subur dan tidak subur telah dilakukan oleh banyak peneliti, dari berbagai penelitian diketahui bahwa senyawa hopanoid hanya dapat ditemukan pada tanah subur dan tidak terkandung dalam tanah tidak subur. Seperti pada penelitian yang dilakukan oleh Melissa Christian (2005), berdasarkan dua sampel yang dimiliki yakni tanah subur dan tidak subur dan setelah dianalisis menggunakan detektor spektrometer massa (KG-MS) menunjukkan bahwa hopanoid terdapat dalam tanah subur berupa Hop-17(21)en-35-OAc dan hopanoid tidak terdapat dalam tanah tidak subur. Hal yang sama juga ditunjukkan oleh Anonim ¹ berdasarkan dua sampel (tanah subur dan tidak subur) dan setelah dianalisis dengan KG-MS diketahui bahwa hasil penelitiannya sama dengan hasil penelitian di atas yakni dalam tanah subur terdapat senyawa hopanoid berupa Hop-17(21)en-35-OAc. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa dalam tanah yang tidak subur yang tidak mengandung hopanoid, tidak ada bakteri tanah yang dapat menangkap N₂ bebas sehingga menyebabkan tanah tersebut menjadi tidak subur. Sehingga dari hal ini dapat disimpulkan bahwa senyawa hopanoid dalam tanah memungkinkan dijadikan sebagai indikator kimia bagi kesuburan tanah.

Daftar Pustaka

• Anonim ¹. Kajian Hopanoid dalam Tanah sebagai Indikator Kesuburan.
• Augris, N., Balesdent, J., Mariottp, A, Derene, S., Largeau, C., Structure and Origin of Insoluble and Non Hydrolyzable, Aliphatic Organic Matter In a Forest Soil. Organic Geochemistry 28, 119-124, 1998.
• Christian, Melissa. 2005. Penjajakan Hubungan antara Hopanoid dalam Tanah dengan Kesuburan. 11 November 2005 Pkl. 09.30 WIB (www.its.ac.id)
• Innes, H.E., Bishop, A.N., Head, I.M., dan Farrimond, P., Prenvetion and Diagenesis of Haponaoid in Recent Lacustrine sediments of Prist Pot, England, Organic 26, 565-576, 1997.
• Kurniasari, Nonny. 2005. Skrining Hopanoid Utama Strepmyces aureofaciens. 11 November 2005 Pkl. 09.30 WIB (www.its.ac.id)
• Lichtfouse, E., Budzinki, H., Garrigues, P., Eglinton, H.I.,Ancient Polycrylic Aromatic Hdrocarbons in Modern Soil ¹³C, ¹⁴C and Biomarker Evidence. Organic Geochemistry 26, 353-359, 1997.
• Winkler, A., Haumarer, L., dan Zech, W., Variations in Hopanoid Composition and Abudance in Forest Soil During Litter Decomposition and Humanification, Organic Geochemistry 32, 1375-1385, 2001.

Aliran Kimiawi Cinta, Prosesnya Tak Secepat Peribahasa 'Dari Mata Turun ke Hati'

Aliran Kimiawi Cinta, Prosesnya Tak Secepat Peribahasa 'Dari Mata Turun ke Hati'
Oleh Sinly Evan Putra
Asisten II Sekretaris Jenderal BPP IKAHIMKI Periode 2004/2006

Jika kita bertanya pada orang-orang dewasa ataupun yang telah uzur, sebuah pertanyaan yang menggelikan tetapi sangat menarik, "Kalau Anda ingin kembali ke masa muda, masa manakah yang akan Anda pilih?", kira-kira bagaimana jawaban mereka?

Pastilah kebanyakan dari mereka akan langsung menjawab ingin kembali ke masa SMU dengan alasan yang beraneka ragam. Tetapi salah satu jawaban yang pasti adalah ketertarikan mereka pada lawan jenis dengan berjuta-juta jalan cerita yang tak kunjung usai untuk diceritakan. Mereka mengakui bahwa ketika bertatapan dengan kecengan atau pada saat berada di dekat dia atau waktu ngobrol sama dia, akan timbul perasaan yang tidak dimengerti (tidak biasanya terjadi), seperti perasaan canggung/kikuk, malu, salah tingkah, atau perasaan dag-dig-dug nggak karuan.

Harus diakui kebanyakan dari mereka tidak berusaha sungguh-sungguh mencari jawabannya dan menganggap hal tersebut sesuatu yang biasa saja sebagaimana terpersonalisasinya pikiran bahwa jika berbicara masalah ilmiah maka akan terbersit bayangan bahwa ilmiah, sudah dari sononya memang sulit untuk dipahami.

Terlepas dari hal tersebut merupakan kodrat manusia, artikel ini akan menjelaskan secara definitif dan sederhana tentang aliran kimiawi cinta. Sebelum turun ke hati, aliran cinta akan transit dulu di otak untuk melewati proses-proses kimiawi. Dan proses transit ini memerlukan beberapa tahapan sehingga aliran kimiawi cinta tidak sesederhana dan secepat peribahasa 'dari mata turun ke hati'.

Tahap 1: Terkesan

Pada tahap ini, terjadi kontak antara dua orang melalui alat indera (mata) baik melalui tatapan, berdekatan, berbicara atau yang lainnya.

Tahap 2: Ketertarikan

Pada tahap ini otak akan terangsang untuk menghasilkan tiga senyawa cinta, yaitu: Phenyletilamine (PEA), Dopamine dan Nenopinephrine.

1. Phenyletilamine (PEA) atau 2-feniletilamina
   Senyawa ini mempunyai Mr =121,18; titik didih sebesar 197-200^oC ; berat jenis = 0,965 ; titik Fahrenheit = 195^oF (90^oC) dan memiliki bidang polarisasi ND 200 = 1,5335
2. Dopamine
   Struktur Dopamine ada dua, yaitu:
   
   1. Dopamine (3-hidroksitiraminihidrogenbromida atau 3,4-dihidroksiphenentilamin)
      Mempunyai Mr = 234,10 dan titik lebur 218-220^ooC
   2. Dopamine (3-hidroksitiraminhidrogenklorida atau 3,4-dihidroksiphenetilamin)
      Mempunyai Mr = 189,64 dan titik lebur 241 – 243^oC

Dari ketiga senyawa tersebut, senyawa PEA-lah yang paling berperan dalam proses kimiawi cinta. Senyawa ini juga yang mengakibatkan kamu merasa tersipu-sipu, malu ketika berpandangan dengan orang kamu sukai. Dan ternyata senyawa PEA ini banyak terkandung dalam coklat seperti Silver Queen, Waver Tango, Conello, Es Krim, Choki-Choki, dan lain-lain. Mungkin inilah sebabnya orang-orang dulu bahkan juga sekarang suka memberi coklat pada seseorang yang dicintainya.

Tahap 3: Pengikatan

Pada tahap ini tubuh akan memproduksi senyawa Endropin. Senyawa inilah yang akan menimbulkan perasaan aman, damai, dan tentram. Otak akan memproduksi senyawa ini apabila orang yang kita kasihi berada di dekat kita.

Tahap 4: Persekutuan Kimia (Tahap Terakhir)

Pada tahap ini senyawa Oxyrocin yang dihasilkan oleh otak kecil mempunyai peranan dalam hal membuat rasa cinta itu menjadi lebih rukun dan mesra antara keduanya.

Jika orang sudah jatuh cinta kepada lain jenis, maka ada tanda-tanda yang dapat kita lihat antara lain:

1. Malu-malu jika orang yang dicintai memandanginya.
2. Tunduk kepada perintah orang yang dicintai dan mendahulukannya daripada kepentingan diri sendiri.
3. Memperhatikan perkataan orang yang dicintai dan mendengarkannya.
4. Segera menghampiri yang dicintai.
5. Mencintai apapun yang dicintai sang kekasih.
6. Jalan yang dilalui terasa pendek sekalipun panjang saat mengunjungi orang yang dicintai.
7. Kaget dan gemetar tatkala berhadapan dengan orang yang dicintai atau tatkala mendengar namanya disebut.
8. Cemburu kepada orang yang dicintai.
9. Rela berkorban untuk orang yang dicintai.
10. Menyenangi apapun yang menyenangkan orang yang dicintai.
11. Tunduk dan patuh kepada orang yang dicintai.
12. Menghindari hal-hal yang merenggangkan hubungan dengan orang yang dicintai dan membuatnya marah.
13. Adanya kecocokan antara orang yang mencintai dan yang dicintai.

Demikian tahapan-tahapan aliran kimiawi cinta, tetapi janganlah kita terpersepsikan bahwa jika kata ‘cinta’ akan selalu berhubungan dengan pacaran. Sebab jika kita berbicara masalah cinta, sebenarnya bukan hanya untuk lawan jenis, tetapi perasaan cinta seseorang kepada suami/istrinya, anak, teman, adik, serta saudara yang lain.

Dan terlepas dari pembagian porsinya yang berbeda-beda, haruslah diingat bahwa segala sesuatu tersebut adalah karunia dari Sang Pencipta yakni Allah SWT sehingga wajar porsi paling besar haruslah kita berikan kepada Allah SWT. Dan semoga kita adalah orang-orang yang bukan termasuk orang-orang yang menyalahkan arti/makna cinta tersebut. (dari pelbagai sumber)

Aneka Penggunaan Gas Ketawa:
Dari Balapan hingga Bahan Bakar Roket
Oleh Deni Rachman, S.Si
Alumnus Jurusan Kimia Unpad dan aktivis Alchemist Community

Pernah menonton film The Fast & The Forius dan sekuelnya 2 Fast 2 Forius? Kedua film tersebut ternyata berdampak besar bagi perkembangan dunia otomotif Indonesia. Dalam film tersebut diungkapkan rahasia agar kendaraan melaju lebih cepat. Rahasianya ada pada sebuah tabung kecil yang dikenal dengan nama NOS (Nitrous Oxide System). Kecepatan kendaraan yang dilengkapi dengan NOS bisa meningkat antara 60 sampai 100 persen! Tak heran jika NOS menjadi tren di kalangan para penggemar otomotif sebagai sumber tenaga tambahan mesin untuk melipatgandakan kecepatan. Dengan adanya NOS, laga adu kecepatan mobil ataupun sepeda motor menjadi lebih menantang dan menegangkan. Tentu saja, hal ini menyenangkan para speedgoers (pengagum kecepatan). Peran NOS sebagai sumber tenaga tambahan mesin, tidak dapat dilepaskan dari zat kimia yang dikandungnya, yakni dinitrogen monooksida (N₂O) yang diinjeksikan ke dalam karburator.
Zat inilah yang sejak abad ke-18 sudah dikenal orang dengan istilah gas ketawa (laughing gas), si pembuat ketawa (the giggles), atau gas bahagia (happy gas). Apakah gas ketawa itu? Selain penambah kecepatan kendaraan, adakah kegunaan lain dari gas ketawa? Bagaimana cara membuat gas ketawa?

selengkapnya >>>

Bioremoval, Metode Alternatif Untuk Menanggulangi Pencemaran Logam Berat

Bioremoval, Metode Alternatif Untuk Menanggulangi Pencemaran Logam Berat
Oleh Sinly Evan Putra dan Johan Angga Putra
Asisten II Sekjend dan Kepala Staf Infokom BPP IKHMI

Mungkin istilah logam berat sudah tak asing bagi para kimiawan. Dari nomor atom sampai efek fisiologis telah secara rinci dibahas dalam buku-buku kimia terutama kimia anorganik dan kimia lingkungan. Tapi tak demikian dengan orang awam. Mungkin istilah logam berat masih terasa asing di telinga mereka dan didefinisikan secara sederhana saja yaitu logam yang berat (dalam artian ditimbang) seperti besi, baja, aluminium dan tembaga. Terlepas dari definisi di atas, biasanya dalam literatur kimia istilah “logam berat” digunakan untuk memerikan logam-logam yang memiliki sifat toksisitas (racun) pada makhluk hidup.

Menurut Vouk (1986) terdapat 80 jenis dari 109 unsur kimia di muka bumi ini yang telah teridentifikasi sebagai jenis logam berat. Berdasarkan sudut pandang toksikologi, logam berat ini dapat dibagi dalam dua jenis. Jenis pertama adalah logam berat esensial, di mana keberadaannya dalam jumlah tertentu sangat dibutuhkan oleh organisme hidup, namun dalam jumlah yang berlebihan dapat menimbulkan efek racun. Contoh logam berat ini adalah Zn, Cu, Fe, Co, Mn dan lain sebagainya. Sedangkan jenis kedua adalah logam berat tidak esensial atau beracun, di mana keberadaannya dalam tubuh masih belum diketahui manfaatnya atau bahkan dapat bersifat racun, seperti Hg, Cd, Pb, Cr dan lain-lain. Logam berat ini dapat menimbulkan efek kesehatan bagi manusia tergantung pada bagian mana logam berat tersebut terikat dalam tubuh. Daya racun yang dimiliki akan bekerja sebagai penghalang kerja enzim, sehingga proses metabolisme tubuh terputus. Lebih jauh lagi, logam berat ini akan bertindak sebagai penyebab alergi, mutagen, teratogen atau karsinogen bagi manusia. Jalur masuknya adalah melalui kulit, pernapasan dan pencernaan.

Menurut Nordberg., et.al (1986) logam berat jika sudah terserap ke dalam tubuh maka tidak dapat dihancurkan tetapi akan tetap tinggal di dalamnya hingga nantinya dibuang melalui proses ekskresi. Hal serupa juga terjadi apabila suatu lingkungan terutama di perairan telah terkontaminasi (tercemar) logam berat maka proses pembersihannya akan sulit sekali dilakukan. Kontaminasi logam berat ini dapat berasal dari faktor alam seperti kegiatan gunung berapi dan kebakaran hutan atau faktor manusia seperti pembakaran minyak bumi, pertambangan, peleburan, proses industri, kegiatan pertanian, peternakan dan kehutanan, serta limbah buangan termasuk sampah rumah tangga.

Menyadari ancaman yang begitu besar dari pencemaran logam berat, maka berbagai metode alternatif telah banyak digunakan seperti dengan cara mengurangi konsentrasi logam berat yang akan dibuang ke perairan, tetapi dalam jangka waktu yang lama, perlakuan tersebut dapat merusak lingkungan akibat dari akumulasi logam berat yang tidak sebanding dengan masa “recovery (perbaikan)” dari lingkungan itu sendiri. Teknik yang lebih baik dari teknik di atas adalah penetralan logam berat yang aktif menjadi senyawa yang kurang aktif dengan menambahkan senyawa-senyawa tertentu, kemudian dilepas ke lingkungan perairan, namun pembuangan logam berat non-aktif juga menjadi masalah karena dapat dengan mudah mengalami degradasi oleh lingkungan menjadi senyawa yang dapat mencemari lingkungan. Cara lain adalah reverse osmosis, elektrodialisis, ultrafiltrasi dan resin penukar ion.

Reverse osmosis adalah proses pemisahan logam berat oleh membran semipermeabel dengan menggunakan perbedaan tekanan luar dengan tekanan osmotik dari limbah, kerugian sistem ini adalah biaya yang mahal sehingga sulit terjangkau oleh industri di Indonesia. Teknik elektrodialisis menggunakan membran ion selektif permeabel berdasarkan perbedaan potensial antara 2 elektroda yang menyebabkan perpindahan kation dan anion, juga menimbulkan kerugian yakni terbentuknya senyawa logam-hidroksi yang menutupi membran, sedangkan melalui ultrafiltrasi yaitu penyaringan dengan tekanan tinggi melalui membran berpori, juga merugikan karena menimbulkan banyak sludge (lumpur). Resin penukar ion berprinsip pada gaya elektrostatik di mana ion yang terdapat pada resin ditukar oleh ion logam dari limbah, kerugian metode ini adalah biaya yang besar dan menimbulkan ion yang ter-remove sebagian.

Menilik pada berbagai kelemahan metode di atas, maka dewasa ini para peneliti sedang menggalakkan pencarian metode alternatif lain. Salah satunya adalah pengunaan mikroorganisme untuk mengabsorpsi logam berat atau biasa disebut dengan bioremoval. Keuntungan penggunaan mikroorganisme sebagai bioremoval menurut Kratochvil dan Voleski (1998) adalah biaya yang rendah, efisiensi yang tinggi, biosorbennya dapat diregenerasi, tidak perlu nutrisi tambahan, kemampuannya dalam me-recovery logam dan sludge yang dihasilkan sangat minim. Dilihat dari keuntungannya itu, maka bioremoval lebih efektif dibanding dengan pertukaran ion dan reverse osmosis dalam kaitannya dengan sensitifitas kehadiran padatan terlarut (suspended solid), zat organik dan logam berat lainnya serta lebih baik dari proses pengendapan (precipitation) bila dikaitkan dengan kemampuan menstimulasikan perubahan pH dan konsentrasi logam beratnya.

Bioremoval dan Bioabsorpsi

Istilah bioabsorpsi tidak dapat dilepaskan dari istilah bioremoval karena bioabsorpsi merupakan bagian dari bioremoval. Bioremoval dapat diartikan sebagai terkonsentrasi dan terakumulasinya bahan penyebab polusi atau polutan dalam suatu perairan oleh material biologi, yang mana material biologi tersebut dapat me-recovery polutan sehingga dapat dibuang dan ramah terhadap lingkungan. Sedangkan berdasarkan kemampuannya untuk membentuk ikatan antara logam berat dengan mikroorganisme maka bioabsorpsi merupakan kemampuan material biologi untuk mengakumulasikan logam berat melalui media metabolisme atau jalur psiko-kimia. Proses bioabsorpsi ini dapat terjadi karena adanya material biologi yang disebut biosorben dan adanya larutan yang mengandung logam berat (dengan afinitas yang tinggi) sehingga mudah terikat pada biosorben.

Beberapa jenis mikroorganisme yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan bioabsorpsi terutama adalah dari golongan alga yakni alga dari divisi Phaeophyta, Rhodophyta dan Chlorophyta. Logam-logam yang dapat diabsorbsi/di-remove adalah logam berat beracun, logam esensial dan radionuklida.

Tabel. Perbandingan selektifitas mikroorganisme terhadap logam berat

Mikrooganisme	Logam berat yang di remove berdasarkan beberapa penelitian
Mucur mucedo Rhizopus stolonifer Aspergillus orizae Penecillium chrysogenum Ecklonia radiata Saccharomyces cerevisie Chlorella vulgaris Phellinus badius Pinus radiata Sargassum sp. Durvillea potatorum Myriophylium spicatum Chiarella vulgaris Ganoderma lucidum Aspergillus niger Pseudomonas syringae Solanum elaeagnifolium Phanerochaete chrysosporium Absidia sp.	Cu Cu,Cd,Zn,U,Pb Cu Cu Cu,Pb,Cd,Cr Cu,Pb,Cd,Ni Pb,As Pb,Cd Pb,Cd Cu,Cr,Fe Zn Pb,Zn,Cu Cu Cr,Cu Cr,Cu Hg,Zn,Cd Cu,Cr,Pb,Ni,Zn Ni,Cu,Pb Pb,U,Cu

*) Dari pelbagai sumber


Mekanisme Proses Bioabsorpsi

Sebagian besar mekanisme pembersihan logam berat oleh mikrooganisme adalah proses pertukaran ion yang mirip pertukaran ion pada resin. Mekanisme pertukaran ion ini dapat dirumuskan sebagai:

A²⁺ + (B-biomassa) --> B²⁺ + (A-biomassa)

Mekanisme ini dapat dibagi atas 3 cara yakni berdasarkan metabolisme sel (dibagi atas; proses yang bergantung pada metabolisme dan proses yang tidak bergantung pada metabolisme sel). Sedangkan jika berdasarkan posisi logam berat di-remove, dapat dibagi atas; akumulasi ekstraseluler (presipitasi), akumulasi intraseluler dan penyerapan oleh permukaan sel. Dan untuk mekanisme yang terakhir adalah berdasarkan cara pengambilan (absorbsi) logam berat.

Cara pengambilan (absorbsi) logam berat dapat dibagi dua yakni :

1. Passive uptake. Proses ini terjadi ketika ion logam berat terikat pada dinding sel biosorben. Mekanisme passive uptake dapat dilakukan dengan dua cara, pertama dengan cara pertukaran ion di mana ion pada dinding sel digantikan oleh ion-ion logam berat; dan kedua adalah pembentukan senyawa kompleks antara ion-ion logam berat dengan gugus fungsional seperti karbonil, amino, thiol, hidroksi, fosfat, dan hidroksi-karboksil secara bolak balik dan cepat. Sebagai contoh adalah pada Sargassum sp. dan Eklonia sp. di mana Cr(6) mengalami reaksi reduksi pada pH rendah menjadi Cr(3) dan Cr(3) di-remove melalui proses pertukaran kation.

Gambar. Proses pasisive uptake Cr pada permukaan membran sel
Sumber : Cossich., et.al (2002)

2. Aktif uptake. Mekanisme masuknya logam berat melewati membran sel sama dengan proses masuknya logam esensial melalui sistem transpor membran, hal ini disebabkan adanya kemiripan sifat antara logam berat dengan logam esensial dalam hal sifat fisika-kimia secara keseluruhan. Proses aktif uptake pada mikroorganisme dapat terjadi sejalan dengan konsumsi ion logam untuk pertumbuhan dan akumulasi intraselular ion logam.

Menghitung Jumlah Logam berat yang Teradsorpsi

Untuk mengetahui jumlah logam berat yang mengalami proses bioabsorpsi oleh mikroorganisme dapat dihitung dengan pendekatan konstanta Langmuir yaitu :





Q = miligram logam yang diakumulasi per gram
Ceq = besar konsentrasi logam pada larutan
Qmax = maksimum serapan spesifik dari biosorben
b = rasio bioabsorpsi

Perhitungan di atas berlaku pada pH konstan dan untuk bioabsorpsi 1 jenis logam saja.

Salah satu contoh penelitian yang mengunakan konstanta langmuir untuk menghitung jumlah logam berat yang teradsorpsi oleh mikroorganisme adalah penelitian oleh Voleski (2005), pada penelitiannya terhadap 3 jenis Sargassum untuk menyerap logam berat Cd, Cu dan Uranium (U) diperoleh data bahwa penyerapan Cd pada pH 4,5 adalah 87 mg Cd/g untuk Sargassum vulgare, 80 mg Cd/g untuk Sargassum fluitans dan 74 mg Cd/g untuk Sargassum filipendula. Sedangkan untuk penyerapan Cu pada Sargassum vulgare adalah 59 mg Cu/g, Sargassum filipendula 56 mg Cu/g, Sargassum fluitans 51 mg Cu/g dan untuk penyerapan Uranium oleh sargassum adalah > 500 mg U/g.

Penutup

Ulasan tentang bioremoval sebagaimana telah disajikan dalam tulisan ini mungkin hanya sebagian kecil dari cakupan penelitian dan bahasan ilmu tentang bioremoval. Tetapi setidaknya penulis berharap dapat membuka wacana tentang pentingnya pemanfaatan mikroorganisme di Indonesia.

Penggunaan mikroorganisme sebagai metode alternatif sangat baik diterapkan di Indonesia karena metode ini tidak memerlukan biaya yang tinggi dan alat yang canggih tetapi hanya memanfaatkan mikroorganisme selektif yang mampu me-recovery logam berat menjadi logam yang aman bagi lingkungan. Walaupun ada beratus jenis spesies mikroorganisme yang telah diidentifikasi, namun sangat sedikit diantaranya telah teridentifikasi sebagai mikroorganisme yang mempunyai daya tahan yang tinggi terhadap pengaruh toksisitas suatu ion logam berat. Pada beberapa kasus juga, sangat terbatas riset yang melakukan studi banding terhadap beberapa jenis mikroorganisme, di mana hasilnya selalu memiliki banyak perbedaan dalam efisiensi ikatan antara logam berat dengan spesies mikroorganisme. Bahkan perbedaan ini dapat terjadi pada strain dari spesies tunggal dengan kondisi psiko-kimia yang sama.

Menyadari bahwa metode ini belum sepenuhnya sempurna, maka diperlukan berbagai penelitian lebih lanjut untuk menunjang efektivitas metode bioremoval dalam menanggulangi pencemaran logam berat. Dalam perspektif pelestarian lingkungan, pencarian metode penanganan limbah yang efektif merupakan langkah awal yang seyogianya dilakukan di Indonesia. Dalam konteks ini, pengembangan metode bioremoval pantas diperhitungkan.

DAFTAR PUSTAKA

Cossich, E.S., C.R.G Tavares., T.M.K.Ravagnani., Biosorption of chromium(III) by Sargassum sp. Biomass. Universidad Catolica de Valparaiso. Chile, Vol. 5 No. 2, Issue of August 15, 2002.

Elankumaran R., Raj Mohan B., M. N. Madhyastha., Biosorption of Copper from Contaminated Water by Hydrilla verticillata Casp. and Salvinia sp.. Karnataka Regional Engineering College), 575 025 Surathkal. India, July 2003.

Gavrilescu, M., Removal of Heavy Metals from the Environment by Biosorption. Technical Engineering in Life Sciences. Univ. of Iasi, Romania, Vol 4 No 3, p 219-232, 2004.

Kratochvil, David., Volesky, Bohumil., 2005. Biosorption of Cu From Ferruginous Wastewater by Algal Biomass. Water Research journal. Mc Gill University, Canada.

Nakajama A., Sakaguchi T., Appl. Microbiol., 1986, 24, 59-64 Kratochvil, David. and Volesky, Bohumil. Advances in biosorption of heavy metals. Trends in Biotechnology, 1998, vol. 16, p. 291-300.

N, Ahalya., T.V., Ramachandra., R.D., Kanamadi.., 2004. Biosorption of Heavy Metals. Centre for Ecological Sciences, Indian Institute of Science, Bangalore, India.

Nordberg J. F., Parizek J., Pershagen G., and Gerhardsson L. 1986. Factor Influencing Effect and Dose-Respons Relationships of Metals. In: Freiberg L., Nordberg G.F., and Vouk V.B (Eds). Handbook on the Toxicology of Metals. Elsevier. New York

Putra, Johan Angga. 2005. Penanggulangan Pencemaran Logam Berat pada Perairan dengan Pendekatan Konsep Bioremoval. Karya Tulis Ilmiah. Universitas Lampung

St. Mihova., T.Godjevargova. 2001. Biosorption of Heavy Metals from Aqueous Solutions. University ”Prof. Dr. A. Zlatarov”, Bourgas 8010. ISSN 1311-8978.

Volesky, Bohumil., 2004. Biosorption. Biological and Environmental System group. Mc Gill University, Canada.

Volesky B, Holan ZR..,1995. Biosorption of Heavy Metals. Biotechnology Program. May-Jun;11(3):235-50.

Vouk V. 1986. General Chemistry of Metals. In: Freiberg L., Nordberg G.F., and Vouk V.B (Eds). Handbook on the Toxicology of Metals. Elsevier. New York

Kategori Tabel Periodik

Kategori Tabel Periodik
Helium
Oleh Yulianto Mohsin

Sejarah

(Yunani helios= matahari). Janssen menemukan bukti keberadaan helium pada saat gerhana matahari total tahun 1868 ketika dia mendeteksi sebuah garis baru di spektrum sinar matahari. Lockyer dan Frankland menyarankan pemberian nama helium untuk unsur baru tersebut. Pada tahun 1895, Ramsay menemukan helium di mineral cleveite uranium. Pada saat yang bersamaan kimiawan Swedia Cleve dan Langlet menemukan helium di cleveite. Rutherford dan Roys pada tahun 1907 menunjukkan bahwa partikel-partikel alpha tidak lain adalah nukleus helium.

Sumber

Helium merupakan elemen kedua terbanyak di alam semesta. Helium diproses dari gas alam, karena banyak gas alam yang mengandung gas helium.

Secara spektroskopik helium telah dideteksi keberadaannya di bintang-bintang, terutama di bintang yang panas. Helium juga merupakan komponen penting dalam reaksi proton-proton dan siklus karbon yang memberikan bahan bakar matahari dan bintang-bintang lainnya.

Pemfusian hidrogen menjadi helium menghasilkan energi yang luar biasa dan merupakan proses yang dapat membuat matahari bersinar secara terus-menerus. Kadar helium di udara sekitar 1 dalam 200,000. Walau banyak terdapat dalam berbagai mineral radioaktif sebagai produk-produk radiasi, sebagian besar pasokan helium untuk Amerika Serikat terdapat di sumur-sumur minyak Texas, Oklahoma, dan Kansas. Di luar AS, pabrik ekstraksi helium hanya terdapat di Polandia, Rusia dan di India (data tahun 1984).

Biaya

Harga 1 kaki kubik helium jatuh dari US $2.500 di tahun 1915 menjadi 1.5 sen di tahun 1940. Biro Pertambangan AS telah mematok harga Grade A helium sebesar $37,50 per 1000 kaki kubik di tahun 1986.

Sifat-sifat

Helium memiliki titik lebur paling rendah di antara unsur-unsur dan banyak digunakan dalam riset suhu rendah (cyrogenic) karena titik leburnya dekat dengan 0 derajat Kelvin. Juga, unsur ini sangat vital untuk penelitian superkonduktor.

Dengan menggunakan helium cair, Kurti dkk. beserta yang lainnya telah berhasil mencapai suhu beberapa mikrokelvin dengan proses adiabatic demagnitization nukleus tembaga.

Helium memiliki sifat-sifat unik lainnya, yaitu sebagai satu-satunya benda cair yang tidak bisa diubah bentuknya menjadi benda padat hanya dengan menurunkan suhu. Unsur ini tetap dalam bentuknya yang cair sampai 0 derajat Kelvin pada tekanan normal, tetapi akan segera berbentuk padat jika tekanan udara dinaikkan. 3He dan 4He dalam bentuk padat sangat menarik karena keduanya dapat berubah volume sampai 30% dengan cara memberikan tekanan udara.

Specifikasi panas helium sangat tinggi. Berat jenis gas helium pada titik didih normal juga sangat tinggi. Molekul-molekul gasnya mengembang dengan cepat ketika dipanaskan ke suhu ruangan. Sebuah bejana yang diisi dengan gas helium pada 5 dan 10 Kelvin harus diperlakukan seakan-akan berisikan helium cair karena perubahan tekanan yang tinggi yang berasal dari pemanasan gas ke suhu ruangan.

Secara normal, helium memiliki 0 valensi, tapi ia juga memiliki tendensi untuk menggabungkan diri dengan unsur-unsur lainnya. Cara membuat helium difluorida telah dipelajari dan senyawa HeNe dan ion-ion He+ dan He+ + juga telah diteliti.

Isotop-isotop

Ada 7 isotop helium yang diketahui: helium cair (He-4) yang muncul dalam dua bentuk: He-4I dan He-4II dengan titik transisi pada 2.174K. He-4I (di atas suhu ini) adalah cair, tetapi He-4II (di bawah suhu tersebut) sangat berbeda dari bahan-bahan kimia lainnya. Helium mengembang ketika didinginkan, konduktivitas kalornya sangat tinggi, dan konduksi panas atau viskositasnya tidak menuruti peraturan-peraturan biasanya.

Kegunaan

* Sebagai gas mulia tameng untuk mengelas
* Sebagai gas pelindung dalam menumbuhkan kristal-kristal silikon dan germanium dan dalam memproduksi titanium dan zirkonium
* Sebagai agen pendingin untuk reaktor nuklir
* Sebagai gas yang digunakan di lorong angin (wind tunnels)

Campuran helium dan oksigen digunakan sebagai udara buatan untuk para penyelam dan para pekerja lainnya yang bekerja di bawah tekanan udara tinggi. Perbandingan antara He dan O₂ yang berbeda-beda digunakan untuk kedalaman penyelam yang berbeda-beda.

Helium sangat banyak digunakan untuk mengisi balon ketimbang hidrogen yang lebih berbahaya. Salah satu kegunaan helium yang lain adalah untuk menekan bahan bakar cair roket. Roket Saturn, seperti yang digunakan pada misi-misi Apollo, memerlukan sekitar 13 juta kaki kubik He.

Helium cair yang digunakan di Magnetic Resonance Imaging (MRI) tetap bertambah jumlahnya, sejalan dengan ditemukannya banyak kegunaan mesin ini di bidang kesehatan.

Helium juga digunakan untuk balon-balon raksasa yang memasang berbagai iklan perusahaan-perusahaan besar, termasuk Goodyear. Aplikasi lainnya sedang dikembangkan oleh militer AS adalah untuk mendeteksi peluru-peluru misil yang terbang rendah. Badan Antariksa AS NASA juga menggunakan balon-balon berisi gas helium untuk mengambil sampel atmosfer di Antartika untuk menyelidiki penyebab menipisnya lapisan ozon.

Biaya

Bahan-bahan yang menjadi super konduktif pada suhu di atas titik didih helium dapat menaikkan permintaan akan helium.

Diterjemahkan dan disadur dari situs http://periodic.lanl.gov/elements/2.html

Horace Wells (1815-1895)

Awal Penggunaan Gas Ketawa sebagai Anestetik
Oleh Sandri Justiana, S.Si
Alumnus FMIPA Kimia UnPad dan aktifis Sains Alchemist Community

Untuk menghilangkan rasa sakit selama operasi bedah, dokter biasanya menggunakan obat pemati rasa (anestetik). Salah satu anestetik yang sering digunakan adalah gas dinitrogen monoksida. Gas yang ditemukan Joseph Priestley ini disebut juga gas ketawa karena dapat menyebabkan orang yang menghirupnya tertawa terbahak-bahak.

Pada mulanya, gas ketawa hanya digunakan sebagai alat untuk menghibur dalam suatu pertunjukan. Revolusi penggunaan gas ketawa dari sekedar alat hiburan menjadi obat pemati rasa bermula dari peristiwa pada 10 Desember 1844. Pada tanggal tersebut, seorang dokter gigi bernama Horace Wells beserta istrinya sedang menonton pertunjukan gas ketawa. Pertunjukan yang dipandu Quincy Colton tersebut mendemonstrasikan efek dari gas ketawa. Colton meminta beberapa penonton untuk menghirup gas ketawa. Samuel Cooley, salah seorang yang ikut menghirup gas ketawa menunjukkan perilaku aneh. Perilaku Cooley menjadi kasar. Ia dan penonton lainnya berkelahi hingga babak belur. Akibat perkelahian itu, Cooley menjadi terluka dan tubuhnya penuh dengan darah. Meskipun demikian, Cooley tidak merasa sakit. Ia baru merasakan sakit setelah pengaruh gas ketawa habis.

Kejadian tersebut rupanya menginspirasi Wells untuk menggunakan gas ketawa dalam operasi pencabutan gigi. Pada saat itu, pencabutan gigi sangat menyakitkan. Menurut pemikiran Wells, jika gas ketawa dapat membuat orang tahan terhadap sakit yang dideritanya seperti yang dialami Colley, hal yang sama juga mungkin akan dirasakan pasiennya seandainya mereka diberikan gas ketawa.

Pada mulanya, gas ketawa hanya digunakan sebagai alat untuk menghibur dalam suatu pertunjukan. Revolusi penggunaan gas ketawa dari sekedar alat hiburan menjadi obat pemati rasa bermula dari peristiwa pada 10 Desember 1844. Pada tanggal tersebut, seorang dokter gigi bernama Horace Wells beserta istrinya sedang menonton pertunjukan gas ketawa. Pertunjukan yang dipandu Quincy Colton tersebut mendemonstrasikan efek dari gas ketawa. Colton meminta beberapa penonton untuk menghirup gas ketawa. Samuel Cooley, salah seorang yang ikut menghirup gas ketawa menunjukkan perilaku aneh. Perilaku Cooley menjadi kasar. Ia dan penonton lainnya berkelahi hingga babak belur. Akibat perkelahian itu, Cooley menjadi terluka dan tubuhnya penuh dengan darah. Meskipun demikian, Cooley tidak merasa sakit. Ia baru merasakan sakit setelah pengaruh gas ketawa habis.

Kejadian tersebut rupanya menginspirasi Wells untuk menggunakan gas ketawa dalam operasi pencabutan gigi. Pada saat itu, pencabutan gigi sangat menyakitkan. Menurut pemikiran Wells, jika gas ketawa dapat membuat orang tahan terhadap sakit yang dideritanya seperti yang dialami Colley, hal yang sama juga mungkin akan dirasakan pasiennya seandainya mereka diberikan gas ketawa.











Sumber: Virtual Museum of Anesthesiology
Ilustrasi yang melukiskan penggunaan gas ketawa sebagai alat hiburan
Horace Wells tidak menunggu waktu untuk menguji dugaannya. Keesokan harinya, ia meminta rekan kerjanya, yaitu dokter John Riggs untuk mencabut gigi gerahamnya yang telah membusuk. Sebelumnya, Wells menghirup gas ketawa yang diperolehnya dari Colton. Begitu Wells tidak sadarkan diri, dokter Riggs segera mencabut gigi. Operasi berjalan lancar. Pengaruh gas ketawa yang dihirup Wells habis seiring berakhirnya operasi. Wells mengaku bahwa ia tidak merasakan sakit selama operasi. Wells kemudian meminta Colton untuk mengajarinya cara membuat dan menggunakan gas ketawa.













Sumber: Internet
Horace Wells menghirup gas ketawa sebelum giginya dicabut
Dicemooh
Wells kemudian mempunyai ide untuk menyebarluaskan penemuannya kepada khalayak. Semangat Wells semakin menggebu setelah bertemu dengan mantan muridnya, William Morton. Morton menganjurkan Wells agar mendemonstrasikan penggunaan gas ketawa dalam operasi pencabutan gigi di tempat umum.

Pada Januari 1845 sesuai dengan rencana, demontrasi pun dilakukan di Harvard Medical School di Boston. Demontrasi tersebut menarik sebagian besar siswa untuk menghadirinya. Salah seorang pengunjung bersedia untuk menjadi kelinci percobaan Wells. Ia lalu menghirup gas ketawa. Sayang, Wells gugup dan tidak sabar untuk segera mengetahui hasilnya. Ia mencabut gigi pada saat gas ketawa belum bekerja mematikan rasa. Alhasil si pasien menjerit kesakitan pada saat giginya dicabut.Demonstrasi Wells gagal total. Para pengunjung mencemooh Wells sebagai penipu.

Disanjung Masyarakat Paris
Mulanya Wells sempat putus asa karena demonstrasinya gagal. Rumah dan tempat praktik giginya di Hartford dijual. Namun, bukan berarti Wells menyerah begitu saja. Ia tetap yakin bahwa gas ketawa dapat digunakan sebagai obat pemati rasa dalam operasi pencabutan gigi. Wells kemudian berkeliling Eropa untuk memperkenalkan penggunaan gas ketawa sebagai zat anestetik sambil berharap banyak orang yang mempercayainya.

Ketika Wells berkunjung ke Paris, Organisasi Kedokteran Paris (Paris Medical Society) tertarik dengan demontrasinya. Berbeda dengan masyarakat Boston yang mencemoohnya, masyarakat Paris justru menyanjungnya. Gas ketawa digunakan para dokter gigi Paris sebagai obat pemati rasa dalam operasi pencabutan gigi. Tidak heran jika di Paris berdiri kokoh patung Horace Wells sebagai tanda penghargaan masyarakat Paris atas sumbangsih Wells.

Pada saat Wells merasa bahagia karena idenya diterima masyarakat Paris, ia kembali terluka. Pangkal masalahnya adalah surat William Morton yang mengabarkan bahwa ia berhasil menemukan eter sebagai anestetik pengganti gas ketawa. Wells sakit hati karena merasa idenya telah dicuri muridnya sendiri. Ia pun segera kembali ke New York. Masyarakat ternyata lebih mempercayai eter yang digunakan Morton sebagai anestetik dibandingkan gas ketawa. Wells semakin terpuruk tatkala mengetahui adanya penemuan kloroform sebagai anestetik. Dengan penemuan eter dan kloroform, penggunaan gas ketawa semakin dipandang sebelah mata.





Sumber: internet
Patung Wells
Meninggal bunuh diri
Karena penasaran dengan khasiat kloroform sebagai anestetik, suatu hari pada bulan Januari 1848, Wells melakukan percobaan dengan menggunakan kloroform selama seminggu. Ia melakukannya sendiri. Akibat dari perbuatannya itu cukup mengerikan. Wells menjadi ketagihan dan lambat laun menjadi gila. Hingga suatu hari, dalam keadaan mabuk parah, Wells berlari ke jalanan dan menumpahkan asam sulfat yang mengenai dua orang wanita tuna susila. Atas tindakan brutalnya, ia dijebloskan ke penjara. Setelah sadar, Wells sangat menyesali tindakan bodohnya. Ia akhirnya putus asa dan mengakhiri hidupnya dengan cara bunuh diri pada 23 Januari 1848. Wells menghirup kloroform, kemudian menyayat nadinya dengan silet.

Sangat disayangkan, tokoh yang berjasa mengenalkan penggunaan obat bius dalam dunia kedokteran mengakhiri hidupnya dengan bunuh diri. Horace Wells layak diberi penghargaan atas ide-ide cemerlangnya. Meskipun Horace Wells bukan penemu gas ketawa, dialah yang pertama kali menggunakan gas ketawa untuk tujuan medis. Pengakuan Wells sebagai penemu anestesi harus menunggu 18 tahun setelah kematiannya. Pada tahun 1864, Asosiasi Dokter Gigi Amerika Serikat memberikan penghargaan kepada Wells sebagai penemu anestesi. Empat tahun kemudian, Asosiasi Dokter Amerika mengikuti jejak Asosiasi Dokter Gigi Amerika Serikat dengan mengakui Wells sebagai penemu anestesi.