12/22/2011

Sifat Fisik-Kimia Air LautMateri Kuliah IV MK Oseanografi Umum (ITK221)

1

12/22/2011

Sifat Dasar Air-

Ikatan Hidrogen Struktur Molekul Air Hidrogen dan oksigen membetuk ikatan kovalen polar, dan kombinasi satu atom oksigen dan dua atom hydrogen yang terpisah dengan sudut 105. Gerakan elektron-elektron dalam lintasan strukturnya, atom-atom dalam molekul menghasilkan konsentrasi elektron sekitar inti oksigen > konsentrasi elektron pada inti hydrogen. Akibatnya, suatu muatan positive terkonsentrasi pada atom hydrogen yaitu terkait dengan proton yang tak terlindungi pada setiap inti atom hydrogen.

Sifat polaritasnya, tidak bentuk ion

+

105

+

(konduktor lemah thd medan listrik), air lebih berorientasi ke kutub +/- sendiri (menetralkan medan listrik). Sifat polarnya, molekul air membentuk ikatan dengan molekul air lainnya melalui gaya intermolekul lemah (ikatan hydrogen).

Hal ini menghasilkan polaritas muatan listrik, yang mana ujung atom oksigen bersifat negative sedangkan ujung atom hydrogen lebih bersifat positive.

Pengaruh ikatan hidrogen terhadap sifat fisika air Titik beku dan titik didih yang tinggi. Kalor lebur dan kalor uap yang besar Sifat anomali dengan densitas maximum pada Tegangan permukaan dan viskositas tinggi suhu 4C

(viskositas = daya tahan fluida terhadap gaya yang dikenakan) Kompresibilitas rendah (perubahan tekanan besar, tetapi hanya sedikit merubah berat jenis).

2

12/22/2011

Air sebagai pelarut universal Karena kemampuannya dalam melarutkan hampir setiapmaterial walaupun sedikit.

Pelarut baik terutama untuk senyawa berikatan polar Saat molekul terikat dalam bentuk komplek, maka

atau ionic (NaCl), tetapi sedikit untuk senyawa non-polar (minyak hidrokarbon). molekul air akan mampu menurunkan intensitas suatu medan listrik yang ada dalam air, sehingga gaya tarik elektrostatik terjadi antara ion-ion dengan muatan berlawanan dalam air menjadi lebih meningkat.

3

12/22/2011

Hidrasi NaCl dalam air, maka gaya tarik elektrostatikantara Na dan Cl menurun, sehingga mudah terdesosiasi. Desosiasi ion akan tertarik ke kutub molekul air. Saat gaya elektrostatik melemah, ion tsb akan dikelilingi kutub-kutub molekul air (Hidrasi) :NaCl(s) + (n+m)H2O(l) Na(H2O)n+ + Cl(H2O)m-

Atau

NaCl(s)

Na+(aq) + Cl-(aq)

Pengaruh garam thd sifat fisika air Meningkat:Densitas, viskositas, tekanan uap, kompresibilitas, tegangan permukaan.

Menurun:Densitas suhu maximum, titik beku.

4

12/22/2011

Senyawa Kimia Air Laut Komponen Kimia Air Laut:2. Gas 1. Partikel tersuspensi (filter > 0,45 m)

Unsur-Unsur Utama di air laut (Millero, 1982)Unsur Kation gr/Cl () Na+ Mg2+ Ca2+ K+ Sr2+ 0,55653 0,06626 0,02127 0,02060 0,00041 Unsur Anion ClSO42HCO3BrCO32B(OH)4FB(OH)3 gr/Cl () 0,99891 0,14000 0,00586 0,00347 0,00060 0,00034 0,000067 0,00105

Bahan organik (detritus) Bahan anorganik (mineral)

Konservatif (tidak terpengaruh oleh proses biologi; N2, Ardan Xe). Non-konservatif (dipengaruhi oleh proses biologi; O2 dan CO2).

3. Kolloids (< 0,45 m, tidak terlarut) 4. Bahan Terlarut

Anorganik (oxyhidroksida) Organik (organometalik) Anorganik

Organik (asam humus)

Unsur utama (0,05 750 mM); Na, Cl, Ca, K, Mg Unsur minor (0,05 50 M); P dan N Unsut trace (0,05 50 nM); Pb, Hg, Cd

Sumber Senyawa Kimia

Hidrothermal

Pelapukan

Aktifitas Manusia

5

12/22/2011

Proses Pelapukan: Air hujan mengandung CO2 dan SO2 (asam),bereaksi mineral tanah dan bantuan.CaCO3 (s) + CO2(g) + H20 (calcite) (air hujan) Ca2+ (s) + 2HCO3(terlarut)

2NaAlSi3O8(s) + CO2(g) + H20 (albite) (air hujan) Al2Si2O5(OH)4(s) + 2Na+(aq) + 2HCO3-(aq) + 4SiO2(aq.s) (kaolinit, clay) (terlarut)

Gas-Gas Terlarut

6

12/22/2011

Daya Larut Oksigen:Ln C = - 173,9894 + 255,5907 (100/T) + 146,4813 Ln (T/100) - 22,2040 (T/100) + S [- 0,037362 + 0,016504 (T/100) 0,0020564 (T/100)2] C = daya larut (mol/kg), T = suhu (K) dan S = salinitas () Ln C = - 173,4292 + 249,6339 (100/T) + 143,3483 Ln (T/100) - 21,8492 (T/100) + S [- 0,033096 + 0,014259 (T/100) 0,0017 (T/100)2] C = daya larut (ml/L), T = suhu (K) dan S = salinitas ()

1 ml/L = 1 mol/L x 22,400 mL/mol atau 1 ml/L = 1,4286 mg/L

Kejenuhan GasK = C*/C x 100%Dimana: K = tingkat kejenuhan (%), < 100 % = kurang jenuh 100 % = jenuh > 100 % = lewat jenuh C* = konsentrasi gas terukur C = daya larut

7

12/22/2011

Karakter oksigen dalam air: 1. Sebaran vertikal minimun di lapisan bawah, 2. Di permukaan kondisi supersaturasi

Faktor berpengaruh thd sebaran vertikal : 1. Kesetimbangan oksigen di lapisan udara dan permukaan air, 2. Proses fotosintesa di sub-permukaan, 3. Proses respirasi dan oksidasi, 4. Peningkatan oksigen dari sirkulasi air dasar

Peran mempelajari kandungan oksigen: 1. Mempelajari proses fisika (penetrasi udara) 2. Menduga jumlah bahan organik terdekomposisi 3. Menduga produktivitas

Faktor-faktor menentukan konsentrasi gas di airFaktor Gelombang dan arus Perbedaan konsentrasi Pengaruhnya Pertukaran gas air laut vs atmosfer meningkat Terjadi difusi gas antar muka air dan udara dari konsentrasi tinggi ke rendah hingga kondisi setimbang Suhu turun, daya larut meningkat Salinitas meningkat, daya larut turun Tekanan meningkat, daya larut meningkat Oksigen meningkat, CO2 menurun CO2 meningkat, Oksigen menurun CO2 meningkat, Oksigen menurun Mengendalikan spesiasi CO2 dalam air

Suhu Salinitas Tekanan Fotosintesa Respirasi Dekomposisi pH

8

12/22/2011

9