Laut dan Potensinya dalam Ulasan Hukum Dasar Kimia

Laut dan Potensinya dalam Ulasan Hukum Dasar Kimia

Air laut menyimpan potensi yang menarik dari aspek kimianya. Apakah itu? Senyawa garam. Garam telah memainkan peran utama dalam sejarah.Produksi garam sudah dilakukan manusia pada sekitar 800 tahun SM. Bangsa Cina telah mengambil garam dari air laut sejak 6000 tahun SM.

Tubuh manusia rata-rata mengandung 56 gram garam. Garam bisa berkurang dari tubuh karena dikeluarkan lewat air seni, keringat, dan ekskresi lainnya. Garam adalah bagian dari konsumsi manusia sehari-hari. Kekurangan garam dapat menyebabkan pusing kepala, kram, kehilangan selera makan, bahkan kematian.

Rasa asin adalah sensasi rasa yang paling mendasar. Rasa air laut mengungkapkan rasa asin. Bagaimana air laut menjadi asin? dan mengapa ion klorida adalah ion terbanyak dalam air laut? Interaksi CO2 di atmosfer dan air menghasilkan ion hidronium dan ion bikarbonat menurut persamaan reaksi kimia berikut:

CO_2(g) + H₂O_(l) → H₂CO_3(aq)

H₂CO_3(aq) + H₂O_(l) → H₃O⁺_(aq) + HCO₃^–_(aq)

Ion hidronium ini (H₃O⁺) bersifat asam sehingga air hujan umumnya juga bersifat asam yang bisa perlahan-lahan melarutkan batuan gamping dan koral menghasilkan ion kalsium dan menambah ion-ion bikarbonat (HCO₃^–) menurut persamaan reaksi kimia berikut:

CaCO_3(aq) + CO_2(g) + H₂O_(l) → Ca²⁺(aq) + 2HCO₃^–_(aq)

Bagaimana ion natrium bisa berada dalam air laut? Persamaan reaksi kimia yang terjadi hampir sama dengan larutnya batuan gamping dan koral tersebut. Dalam hal ini batuan mineral albit (NaAlSi₃O6) terekstrak oleh air hujan asam kemudian ion-ion natriumnya terbawa ke sungai menuju laut. Sementara itu jumlah rerata ion klorida dari batuan di kerak bumi hanya 0,01%. Jadi hanya sebagian kecil dari ion klorida di lautan yang berasal dari pelapukan batuan dan mineral. Kalau begitu dari manakah ion klorida dalam air laut? Jawabannya adalah dari gunung berapi. Gas HCl adalah komponen utama gas dari gunung berapi.

Berdasarkan sejarah terbentuknya bumi, mula-mula bumi lebih panas dan gunung berapi tersebar di mana-mana. Gas HCl yang diemisikan dari gunung berapi bersifat sangat larut dalam air sehingga mudah berubah fasa menjadi larutan HCl. Sementara ion-ion Na dari batuan yang melapuk adalah sumber garam-garaman di laut. Seandainya Kalian adalah seorang oseanografer yang ingin menentukan kadar ion klorida dalam sampel air laut, bagaimana Kalian dapat melakukan hal ini dan hasil apakah yang akan Kalian peroleh?

Ada banyak cara untuk menganalisis kandungan ion klorida dalam suatu larutan. Salah satu cara yang sudah sejak dulu dilakukan adalah metode Mohr. Larutan yang mengandung ion klorida dititrasi dengan larutan perak nitrat (AgNO₃) yang telah diketahui kadarnya. Persamaan reaksi kimia yang terlibat adalah:

Ag⁺_(aq) + Cl^–_(aq) → AgCl_{(s) endapan putih}

AgCl adalah perak klorida yang merupakan endapan putih hasil reaksi antara ion klorida dalam air laut dan larutan perak nitrat. Berdasarkan penjelasan ini maka Kalian bisa membuktikan keberadaan garam dapur dalam sampel air laut atau bahkan sampel larutan lainnya yang diduga mengandung garam NaCl dengan membuat rancangan hitungan sesuai dengan konsep Hukum Dasar Kimia. Ayo lakukan Aktivitas kerja ilmiah berikut.

Diketahui:

• Sampel air laut sebanyak 500 ml.
• Massa jenis air laut pada suhu 20^oC adalah 1,02 g/cm³
• Kadar garam NaCl dalam air laut tersebut adalah 3,5%.
• Ternyata setelah bereaksi dengan larutan perak nitrat (AgNO₃) maka diperoleh cairan yang mengandung endapan putih pada bagian bawah tabung sebanyak 69,70 gram.

Berdasarkan konsep reaksi terbentuknya endapan AgCl berwarna putih tersebut maka berapa gram larutan AgNO₃yang diperlukan untuk bereaksi dengan air laut? Diskusikan dalam kelompok lalu uraikan perhitungan Kalian.

1)    Tulislah persamaan reaksi kimia yang terlibat.

2)    Karakteristik reaksi kimia yang manakah pada kasus ini?

3)    Lakukan tahapan perhitungan untuk menjawab pertanyaan ini:

     – massa air laut = ………. gram

     – massa NaCl = ………. gram

     – massa AgNO₃ yang diperlukan = ………. gram

4) Hukum Dasar Kimia yang manakah yang terlibat dalam kasus ini? Mengapa?

Pembahasan:

1)    Persamaan:

     NaCl_(s) + AgNO_3(aq) → AgCl_(s) + NaNO_3(aq)

     AgCl adalah senyawa perak klorida berupa endapan berwarna putih. 

2)    Karakteristik reaksi kimia yang terjadi pada kasus ini adalah timbulnya endapan dan perubahan warna menjadi putih.

3)    Perhitungan:

     Tahapan perhitungan:

     Menghitung massa air laut.

     Volume air laut = 500 ml

      Massa jenis air laut = 1,02 g/cm³ = 1,02 g/ml

      Maka: 1,02 = x gram / 500 ml

      x = 510 gram

     Menghitung massa NaCl.

     Kadar NaCl dalam air laut adalah 3,5 % massa 

    Artinya 3,5 gram NaCL dalam 100 gram air laut.

    Jadi:

     Menghitung massa AgNO₃ yang diperlukan.

AgNO_3(aq) + NaCl_(aq) → AgCl_(s) + NaNO_3(aq)

      Cairan yang mengandung endapan putih pada bagian bawah tabung adalah massa AgCl sekaligus massa cairan NaNO₃ sebesar 69,70 gram.

     Maka:

     Massa zat sebelum bereaksi:

     Massa NaCl = 17,85 gram

     Massa AgNO3 = x gram

     Massa zat sesudah bereaksi:

      Massa AgCl + massa NaNO₃ = 69,70 gram

     Jadi:

     69,70 = 17,85 + x

     x = 51,85 gram adalah massa AgNO3.

4)    Hukum Dasar Kimia yang terlibat dalam kasus ini adalah Hukum Lavoisier karena dalam sistem tertutup, massa zat sebelum dan sesudah reaksi sama.