Untuk Zeyra yang malas mengerjakan PRnya
Korosi adalah disintegrasi material engineering menjadi atom-atom penyusunnya dan bereaksi dengan lingkungan sekitarnya. Korosi adalah salah satu dari berbagai kegagalan mekanis yang sering menjadi pengganggu utama pekerjaan di dunia teknik, bersama-sama dengan buckling, creep, fatigue, fracture, impact, mechanical overload, rupture, thermal shock, wear, dan yielding.
Dalam istilah umum, korosi merupakan oksidasi elektrokimia dari ogam dalam reaksinya dengan senyawa oksidan seperti oksigen. Yang paling umum adalah peristiwa perkaratan besi, yaitu terbentuknya senyawa oksida besi berwarna kemerahan di atas besi yang disebut dengan karat besi. Proses perkaratan umumnya memperlemah kekuatan logam dan menjadikannya rapuh. Korosi juga terjadi pada keramik dan polimer, namun umumnya hal itu disebut dengan degradasi meski prosesnya sama.
Reaksi yang terjadi ketika proses perkaratan besi yaitu:
-Besi dioksidasi oleh H2O atau ion hidrogen
Fe(s) --> Fe2+(aq) + 2e- (oksidasi)
2H+ (aq) --> 2H(aq) ( reduksi )
-Atom-atom H bergabung menghasilkan H2
2H(aq) --> H2(g)
-Atom-atom H bergabung dengan oksigen
2H(aq) + 1/2O2(aq) --> H2O(l)
-Jika konsentrasi H+ cukup tinggi (pH rendah), maka reaksi
Fe + 2H+ (aq) --> 2H(aq) + Fe2+ (aq)
2H(aq) --> H2(g)
-Ion Fe2+ juga bereaksi dengan oksigen dan membentuk karat (coklat kemerah-merahan) dengan menghasilkan ion H+ yang selanjutnya direduksi menjadi H2-
4Fe2+ (aq) + O2(aq) + 4H2O(l) + 2xH2O(l) --> 2Fe2O3(H2O)x(s) + 8H+
Reaksi totalnya menjadi
4Fe(s) + 3O2(aq) + 2x H2O(l) --> 2Fe2O3(H2O)x(s)
Proses lain yang mirip dengan korosi namun memberikan keuntungan di dunia teknik yaitu pasivasi. Pasivasi adalah proses pembentukan senyawa oksida logam di permukaan logam tersebut untuk mencegah proses perkaratan lebih lanjut, Lapisan oksida logam tersebut jarang disebut dengan karat kkarena menguntungkan walau sebenarnya mirip. Pasivasi terjadi pada stainless steel, aluminium, titanium, dan senyawa logam lainnya yang tidak dapat berkarat dalam artian umum, karena sesungguhnya mereka berkarat meski hanya di permukaannya.
Salah satu jenis korosi yang terkenal adalah korosi galvanik. Korosi ini terjadi ketika dua logam yang berbeda terjadi kontak yang mengakibatkan terjadinya aliran elektron. Korosi ini menyebabkan salah satu logam mengalami korosi sedangkan logam lainnya tidak dapat mengalami korosi. Dalam ha ini, logam yang mengalami perkaratan tersebut 'dikorbankan' untuk menahan proses korosi dari logam lainnya. Hal ini umum terjadi dalam dunia industri untuk mencegah proses perkaratan lebih lanjut terhadap suatu komponen, misalnya pipa besi yang ditanam dalam tanah, badan kapal laut, dan sebagainya yang rentan terhadap korosi.
Korosi juga bisa terjadi akibat temperatur tinggi yang mengakibatkan atom-atom dalam suatu material mengalami deteriorasi. Hal ini dapat terjadi jika suatu material dalam temperatur tinggi diekspos ke atmosfer yang mengandung oksigen, sulfur, atau senyawa lainnya yang mampu mengoksidasi material tersebut. Hal ini umum terjadi pada mesin-mesin kendaraan, mesin industri, dan mesin lainnya yang bekerja pada temperatur tinggi. Penggunaan pelumas membantu menurunkan temperatur dan melapisi mesin sehingga mencegah korosi (atau biasa disebut dengan keausan mesin).
Metode yang umum digunakan dalam mencegah korosi diantaranya:
* Perlakuan terhadap permukaan. Hal ini dapat dilakukan dengan pengaplikasian zat pelapis, pelapisan zat reaktif, dan anodisasi.
** Pemberian plat atau lempengan logam, pengecatan, atau pemberian lapisan enamel pada suatu material adalah cara yang umum dilakukan dalam mencegah korosi dengan metode perlakuan terhadap permukaan. Mereka bekerja dengan memberikan perlindungan terhadap suatu material yang mungkin akan berkarat, mencegahnya terekspos ke atmosfer atau senyawa korosif lainnya. Namun dalam proses pelapisan dengan logam, perlu diperhatikan jenis logam yang akan melapisi dan dilapisi karena jika salah akan mengakibatkan korosi galvanik dan menyebabkan korosi yang terjadi lebih parah.
** Pemberian lapisan reaktif umumnya pemberian senyawa yang dapat menyatu dengan material dan menjadi penghambat terjadinya korosi akibat reaksi kimia, bukan karena sifat galvanik dari senyawa tersebut. Senyawa-senyawa tersebut dapat berupa senyawa mineral laut dan surfaktan.
** Anodisasi adalah proses pencegahan korosi dengan mengisi pori-pori logam dengan senyawa anti karat dengan cara merendamnya dalam suatu larutan garam-garaman. Perendaman ini umumnya dilakukan sesaat setelah terjadinya proses pencetakan dengan maksud pendinginan dan sekaligus anodisasi agar logam yang terbentuk menjadi lebih kuat dan tahan korosi. Jika permukaannya tergores, maka proses pasivasi akan terjadi dan melindungi bagian yang tergores, meski logam aslinya tidak mungkin melakukan pasivasi.
* Proteksi katodik, yaitu proteksi pengorbanan anoda dan pemberian arus listrik pencegah korosi.
** Proteksi pengorbanan anoda yaitu proteksi dengan memberikan anoda kepada logam yang akan dilindungi, sehingga logam yang dilindungi menjadi katoda. Logam yang dilindungi akan mendapatkan donor elektron dari anoda sehingga katoda terhindari dari korosi, sedangkan anoda yang kehilangan elektron akan mengalami korosi.
** Pemberian arus listrik pencegah korosi umum dilakukan untuk struktur yang besar di mana pengorbanan anoda tidak dapat dilakukan dengan alasan efisiensi. Arus yang diberikan umumnya berupa arus DC. Arus, yang merupakan aliran elektron, akan melindungi logam tersebut dari korosi.
Friday, January 29, 2010
Kesetimbangan Kimia
Buat Zeyra yang. . .
Dalam proses kimia, kesetimbangan kimia adalah keadaan di mana aktivitas kimia atau konsentrasi antara reaktan dan produk reaksi tidak lagi terjadi perubahan seiring berjalannya waktu selama kondisi fisik reaksi tidak berubah. Biasanya, hal ini merupakan hasil dari reaksi kimia yang dapat terjadi secara terbalik. Dalam kesetimbangan dinamik, laju reaksi yang terjadi antara reaksi maju maupun terbalik tidaklah nol, melainkan konstan dan setara, tidak ada perubahan antara konsentrasi reaktan maupun produk melainkan konstan. Inilah mengapa disebut dengan dinamis, karena selalu bergerak.
Dalam reaksi kimia, ketika reaktan dicampur secara bersama-sama dalam tabung reaksi, dan diberi energi jika diperlukan, seluruh reaktan tidak semuanya berubah menjadi produk hasil reaksi. Setelah beberapa lama, reaksi terbalik yang terjadi, yaitu yang mengubah hasil reaksi menjadi reaktan, akan terjadi namun tidaklah lama. Hal seperti ini akan terus menerus berulang terjadi hingga rasio kesetimbangan antara reaktan dan produk terjadi dan tetap. Walau sejumlah reaktan atau produk diambil, kesetimbangan akan tetap muncul selama kondisi fisik reaksi tetap, atau jika kondisi fisik berubah (temperatur, tekanan, dan sebagainya) maka reaktan dan produk hasil reaksi akan menyesuaikan.
Prinsip Le Chatelier (1884): "Jika kesetimbangan dinamis terganggu dengan mengubah kondisi, maka posisi kesetimbangan akan bergeser melawan perubahan". Kodisi yang dimaksud adalah kondisi fisik (temperatur dan tekanan) maupun jumlah reaktan. Pergeseran kesetimbangan akan terjadi, menyesuaikan terhadap perubahan yang terjadi agar kesetimbangan tetap terjadi. Seperti contoh, jika kita menambahkan reaktan, maka reaksi akan bergeser menuju hasil reaksi untuk memenuhi kondisi kesetimbangan. Sedangkan jika kita mengambil reaktan, maka reaksi akan bergeser menuju reaktan. Kondisi yang sama juga terjadi jika kondisi fisik reaksi diberlakukan, misalnya terjadi perubahan temperatur dan tekanan.
Contoh kesetimbangan yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari:
Mesin roket ketika terjadi reaksi antara oksigen dan hirogen yang terbakar membentuk uap H2O
Sintesis amonia dalam proses Haber-Bosch
Kimia atmosfer, misalnya kesetimbangan jumlah senyawa klor pada lapisan ozon ketika terjadi pencemaran ozon dengan CFC
Kimia oseanik, misalnya kesetimbangan kadar garam dalam tubuh ikan dengan kadar garam laut yang mengelilinginya
Kesetimbangan cairan dalam tubuh hewan, termasuk manusia, misalnya peran senyawa buffer dalam kesetimbangan pH dalam darah dan cairan tubuh
Kesetimbangan kimia dalam ruang tertutup terjadi pada saat kita memiliki reaksi timbal balik di sebuah sistem tertutup, tidak ada yang dapat diambil dari reaktan maupun hasil reaksi, namun masih dapat dilakukan perubahan fisik kondisi (tekanan dan temperatur) yang mengakibatkan reaksi masih berlangsung dinamis.
Dalam proses kimia, kesetimbangan kimia adalah keadaan di mana aktivitas kimia atau konsentrasi antara reaktan dan produk reaksi tidak lagi terjadi perubahan seiring berjalannya waktu selama kondisi fisik reaksi tidak berubah. Biasanya, hal ini merupakan hasil dari reaksi kimia yang dapat terjadi secara terbalik. Dalam kesetimbangan dinamik, laju reaksi yang terjadi antara reaksi maju maupun terbalik tidaklah nol, melainkan konstan dan setara, tidak ada perubahan antara konsentrasi reaktan maupun produk melainkan konstan. Inilah mengapa disebut dengan dinamis, karena selalu bergerak.
Dalam reaksi kimia, ketika reaktan dicampur secara bersama-sama dalam tabung reaksi, dan diberi energi jika diperlukan, seluruh reaktan tidak semuanya berubah menjadi produk hasil reaksi. Setelah beberapa lama, reaksi terbalik yang terjadi, yaitu yang mengubah hasil reaksi menjadi reaktan, akan terjadi namun tidaklah lama. Hal seperti ini akan terus menerus berulang terjadi hingga rasio kesetimbangan antara reaktan dan produk terjadi dan tetap. Walau sejumlah reaktan atau produk diambil, kesetimbangan akan tetap muncul selama kondisi fisik reaksi tetap, atau jika kondisi fisik berubah (temperatur, tekanan, dan sebagainya) maka reaktan dan produk hasil reaksi akan menyesuaikan.
Prinsip Le Chatelier (1884): "Jika kesetimbangan dinamis terganggu dengan mengubah kondisi, maka posisi kesetimbangan akan bergeser melawan perubahan". Kodisi yang dimaksud adalah kondisi fisik (temperatur dan tekanan) maupun jumlah reaktan. Pergeseran kesetimbangan akan terjadi, menyesuaikan terhadap perubahan yang terjadi agar kesetimbangan tetap terjadi. Seperti contoh, jika kita menambahkan reaktan, maka reaksi akan bergeser menuju hasil reaksi untuk memenuhi kondisi kesetimbangan. Sedangkan jika kita mengambil reaktan, maka reaksi akan bergeser menuju reaktan. Kondisi yang sama juga terjadi jika kondisi fisik reaksi diberlakukan, misalnya terjadi perubahan temperatur dan tekanan.
Contoh kesetimbangan yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari:
Mesin roket ketika terjadi reaksi antara oksigen dan hirogen yang terbakar membentuk uap H2O
Sintesis amonia dalam proses Haber-Bosch
Kimia atmosfer, misalnya kesetimbangan jumlah senyawa klor pada lapisan ozon ketika terjadi pencemaran ozon dengan CFC
Kimia oseanik, misalnya kesetimbangan kadar garam dalam tubuh ikan dengan kadar garam laut yang mengelilinginya
Kesetimbangan cairan dalam tubuh hewan, termasuk manusia, misalnya peran senyawa buffer dalam kesetimbangan pH dalam darah dan cairan tubuh
Kesetimbangan kimia dalam ruang tertutup terjadi pada saat kita memiliki reaksi timbal balik di sebuah sistem tertutup, tidak ada yang dapat diambil dari reaktan maupun hasil reaksi, namun masih dapat dilakukan perubahan fisik kondisi (tekanan dan temperatur) yang mengakibatkan reaksi masih berlangsung dinamis.
Larutan elektrolit
Untuk siapa ya??? Tahulah kamu. . .
Dalam ilmu kimia, elektrolit adalah zat yang mengandung ion-ion bebas yang menjadikannya konduktif secara elektrik. Tipe yang paling umum dari elektrolit adalah larutan ion, namun leburan zat elektrolit dan elektrolit padat juga ada.
Elektrolit umumnya ada dalam bentuk larutan asam, basa, atau garam. Beberapa jenis gas juga bisa berfungsi sebagai elektrolit dalam kondisi temperatur tinggi dan tekanan rendah (contoh: ketika terjadi petir dan yang cara kerja TV plasma). Larutan elektrolit juga dapat dihasilkan dari larutan senyawa biologi (DNA dan polipeptida, dimanfaatkan dalam proses pemisahan gen) dan polimer sintetik (disebut polielektrolit; misalnya polistirena sulfonat).
Larutan elektrolit umumnya terbentuk ketika garam-garaman dilarutkan ke dalam pelarut, misalnya air, dan komponen-komponen garam terpisah akibat interaksi termodinamika antara pelarut dan zat terlarut, yang disebut proses solvasi. Contohnya, garam dapur yang dilarutkan ke air. Garam sebagai bentuk padatan akan terlarut menjadi komponen-komponen pembentuknya, yaitu Na+ dan Cl-.
Elektrolit juga bisa dibuat dengan melarutkan zat di mana zat tersebut juga bereaksi dengan air, misalnya pelarutan gas karbon dioksida ke dalam air untuk menghasilkan larutan yang berisi ion H+, karbonat, dan asam karbonat (misal, dalam proses pembuatan minuman berkarbonasi).
Lelehan zat yang biasanya dilarutkan ke dalam pelarut untuk menjadi larutan elektrolit juga dapat menjadi elekrolit juga, misalnya lelehan garam yang dapat menghantarkan listrik.
Kuat lemahnya elektrolit bergantung pada jumlah ion terlarut di dalamnya. Jika zat yang dilarutkan tidak menghasilkan ion-ion, maka itu dikatakan non elektrolit. Atau jika ion-ion yang dihasilkannya sedikit jumlahnya karena kemampuan dissosiatifnya dengan zat pelarut lemah, maka itu dikatakan larutan elektrolit lemah, dan hanya mampu menghantarkan listrik dalam jumlah yang sangat terbatas.
Larutan elektrolit kuat adalam larutan yang mempunyai daya hantar listrik yang baik, karena zat terarut yang berada di dalam pelarut seluruhnya dapat berubah menjadi ion. Yang tergolong elektrolit kuat yaitu: asam kuat (HCl, HClO3, HClO4, H2SO4, HNO3, dan sebagainya), basa kuat (basa dari golongan alkali dan alkali tanah), dan garam-garaman yang memiliki kelarutan tinggi (NaCl, KCl, KI, Al2(SO4)3, dan sebagainya).
Larutan elektrolit lemah adalah larutan yang mampu menghantarkan arus listrik secara lemah karena komponen zat terlarutnya tidak seluruhnya berubah menjadi ion, melainkan hanya sebagian. Yang tergolong larutan elektrolit lemah adalah asam lemah, basa lemah, dan garam-garam yang sukar larut (AgCl, CaCrO4, PbI2, dan sebagainya).
Larutan non elektrolit adalah larutan yang komponen zat terlarutnya tidak dapat berubah menjadi ion. Hal ini dikarenakan ikatan molekulnya terlalu kuat sehingga sulit memisahkan diri dalam larutan. Umumnya, larutan dari senyawa polimer dan senyawa polimer itu sendiri merupakan non elektrolit. Contohnya adalah larutan urea, larutan sukrosa, larutan glukosa, larutan alkohol, dan sebagainya.
Ketika elektroda diletakkan di dalam elektrolit dan tegangan listrik diaplikasikan, elektrolit akan menghantarkan listrik. Reaksi kimia akan terjadi pada katoda yang mengkonsumsi elektron yang dikeluarkan oleh anoda, dan reaksi lainnya terjadi di anoda yang mengeluarkan elektron untuk ditangkap katoda. Hal ini akan menghasilkan awan elektron di sekitar katoda dan kondisi miskin elektron di anoda. Untuk mengatasi hal tersebut, ion-ion yang berada di dalam larutan bergerak mengambil muatan yang terkumpul sehingga terjadi reaksi kimia, sama halnya dengan yang terjadi di anoda, sehingga muatan menjadi netral dan aliran elektron bisa terus terjadi. Kondisi ini sering disebut dengan elektrolisis (elektro: listrik, lisis: mencerna).
Contoh dari elektrolisis adalah ketika larutan garam NaCl dialiri listrik, reaksi katoda yang terjadi adalah:
2H2O + 2e- --> 2OH- + H2
dan gas hidrogen akan terbebaskan dari katoda. Reaksi di anoda:
2H2O --> O2 + 4H+ + 4e-
dan gas oksigen akan menggelembung dari anoda. Ion bermuatan positif Na+ akan bereaksi dengan muatan negatif hasil netralisasi katoda, yaitu OH- dan membentuk NaOH, dan ion bermuatan negatif Cl- akan bereaksi dengan muatan positif hasil netralisasi anoda, yaitu H+, membentuk HCl. Keduanya akan bereaksi dan membentuk NaCl + H2O sehingga larutan ion NaCl akan kembali terbentuk.
Perlu diperhatikan bahwa mengapa bukan Na+ yang mendapatkan elektron agar menjadi netral namun malah H2O, dan bukan Cl- yang melepaskan elektron agar menjadi netral melainkan H2O juga, hal ini dikarenakan Na+ memiliki tingkat oksidasi yang lebih tinggi dari H2O sehingga lebih mudah bagi H2O untuk menangkap elektron dibandingkan Na+ karena energi yang diperlukan lebih sedikit. Hal ini juga berlaku bagi Cl- yang memiki tingkat reduktivitas yang tinggi.
Konduktor elektrolitik digunakan dalam berbagai bidang industri, diantaranya:
Baterai
Fuel cell
Proses electroplating
Kapasitor elektrolitik
Higrometer
Proses hidrometalurgi
Pembuatan kaca dengan melelehkan kaca menggunakan arus listrik
Dalam tubuh kita, terutama cairan tubuh dan darah, kesetimbangan cairan ditentukan oleh jumlah ion di dalam tubuh yang dihitung dalam satuan muatan listrik terlarut karena mempengaruhi penyerapan cairan secara intraseluler maupun ekstraseluler. Ion primer dalam tubuh yaitu natrium, kalium, kalsium, magnesium, klor, asam fosfat, dan asam karbonat. Seluruh bentuk kehidupan yang diketahui membutuhkan keseimbangan elektrolit secara intraseluler dan ekstraseluler karena menyangkut transportasi mineral, cairan, dan nutrisi. Ketidakseimbangan gradien elektrolit dapat mempengaruhi hidrasi tubuh, pH darah, dan fungsi otot dan syaraf. Berbadag mekanisme dan fungsi fisiologis diterapkan oeh seluruh makhluk hidup dalam menjaga keseimbangan tersebut secara terkendali.
Dalam ilmu kimia, elektrolit adalah zat yang mengandung ion-ion bebas yang menjadikannya konduktif secara elektrik. Tipe yang paling umum dari elektrolit adalah larutan ion, namun leburan zat elektrolit dan elektrolit padat juga ada.
Elektrolit umumnya ada dalam bentuk larutan asam, basa, atau garam. Beberapa jenis gas juga bisa berfungsi sebagai elektrolit dalam kondisi temperatur tinggi dan tekanan rendah (contoh: ketika terjadi petir dan yang cara kerja TV plasma). Larutan elektrolit juga dapat dihasilkan dari larutan senyawa biologi (DNA dan polipeptida, dimanfaatkan dalam proses pemisahan gen) dan polimer sintetik (disebut polielektrolit; misalnya polistirena sulfonat).
Larutan elektrolit umumnya terbentuk ketika garam-garaman dilarutkan ke dalam pelarut, misalnya air, dan komponen-komponen garam terpisah akibat interaksi termodinamika antara pelarut dan zat terlarut, yang disebut proses solvasi. Contohnya, garam dapur yang dilarutkan ke air. Garam sebagai bentuk padatan akan terlarut menjadi komponen-komponen pembentuknya, yaitu Na+ dan Cl-.
Elektrolit juga bisa dibuat dengan melarutkan zat di mana zat tersebut juga bereaksi dengan air, misalnya pelarutan gas karbon dioksida ke dalam air untuk menghasilkan larutan yang berisi ion H+, karbonat, dan asam karbonat (misal, dalam proses pembuatan minuman berkarbonasi).
Lelehan zat yang biasanya dilarutkan ke dalam pelarut untuk menjadi larutan elektrolit juga dapat menjadi elekrolit juga, misalnya lelehan garam yang dapat menghantarkan listrik.
Kuat lemahnya elektrolit bergantung pada jumlah ion terlarut di dalamnya. Jika zat yang dilarutkan tidak menghasilkan ion-ion, maka itu dikatakan non elektrolit. Atau jika ion-ion yang dihasilkannya sedikit jumlahnya karena kemampuan dissosiatifnya dengan zat pelarut lemah, maka itu dikatakan larutan elektrolit lemah, dan hanya mampu menghantarkan listrik dalam jumlah yang sangat terbatas.
Larutan elektrolit kuat adalam larutan yang mempunyai daya hantar listrik yang baik, karena zat terarut yang berada di dalam pelarut seluruhnya dapat berubah menjadi ion. Yang tergolong elektrolit kuat yaitu: asam kuat (HCl, HClO3, HClO4, H2SO4, HNO3, dan sebagainya), basa kuat (basa dari golongan alkali dan alkali tanah), dan garam-garaman yang memiliki kelarutan tinggi (NaCl, KCl, KI, Al2(SO4)3, dan sebagainya).
Larutan elektrolit lemah adalah larutan yang mampu menghantarkan arus listrik secara lemah karena komponen zat terlarutnya tidak seluruhnya berubah menjadi ion, melainkan hanya sebagian. Yang tergolong larutan elektrolit lemah adalah asam lemah, basa lemah, dan garam-garam yang sukar larut (AgCl, CaCrO4, PbI2, dan sebagainya).
Larutan non elektrolit adalah larutan yang komponen zat terlarutnya tidak dapat berubah menjadi ion. Hal ini dikarenakan ikatan molekulnya terlalu kuat sehingga sulit memisahkan diri dalam larutan. Umumnya, larutan dari senyawa polimer dan senyawa polimer itu sendiri merupakan non elektrolit. Contohnya adalah larutan urea, larutan sukrosa, larutan glukosa, larutan alkohol, dan sebagainya.
Ketika elektroda diletakkan di dalam elektrolit dan tegangan listrik diaplikasikan, elektrolit akan menghantarkan listrik. Reaksi kimia akan terjadi pada katoda yang mengkonsumsi elektron yang dikeluarkan oleh anoda, dan reaksi lainnya terjadi di anoda yang mengeluarkan elektron untuk ditangkap katoda. Hal ini akan menghasilkan awan elektron di sekitar katoda dan kondisi miskin elektron di anoda. Untuk mengatasi hal tersebut, ion-ion yang berada di dalam larutan bergerak mengambil muatan yang terkumpul sehingga terjadi reaksi kimia, sama halnya dengan yang terjadi di anoda, sehingga muatan menjadi netral dan aliran elektron bisa terus terjadi. Kondisi ini sering disebut dengan elektrolisis (elektro: listrik, lisis: mencerna).
Contoh dari elektrolisis adalah ketika larutan garam NaCl dialiri listrik, reaksi katoda yang terjadi adalah:
2H2O + 2e- --> 2OH- + H2
dan gas hidrogen akan terbebaskan dari katoda. Reaksi di anoda:
2H2O --> O2 + 4H+ + 4e-
dan gas oksigen akan menggelembung dari anoda. Ion bermuatan positif Na+ akan bereaksi dengan muatan negatif hasil netralisasi katoda, yaitu OH- dan membentuk NaOH, dan ion bermuatan negatif Cl- akan bereaksi dengan muatan positif hasil netralisasi anoda, yaitu H+, membentuk HCl. Keduanya akan bereaksi dan membentuk NaCl + H2O sehingga larutan ion NaCl akan kembali terbentuk.
Perlu diperhatikan bahwa mengapa bukan Na+ yang mendapatkan elektron agar menjadi netral namun malah H2O, dan bukan Cl- yang melepaskan elektron agar menjadi netral melainkan H2O juga, hal ini dikarenakan Na+ memiliki tingkat oksidasi yang lebih tinggi dari H2O sehingga lebih mudah bagi H2O untuk menangkap elektron dibandingkan Na+ karena energi yang diperlukan lebih sedikit. Hal ini juga berlaku bagi Cl- yang memiki tingkat reduktivitas yang tinggi.
Konduktor elektrolitik digunakan dalam berbagai bidang industri, diantaranya:
Baterai
Fuel cell
Proses electroplating
Kapasitor elektrolitik
Higrometer
Proses hidrometalurgi
Pembuatan kaca dengan melelehkan kaca menggunakan arus listrik
Dalam tubuh kita, terutama cairan tubuh dan darah, kesetimbangan cairan ditentukan oleh jumlah ion di dalam tubuh yang dihitung dalam satuan muatan listrik terlarut karena mempengaruhi penyerapan cairan secara intraseluler maupun ekstraseluler. Ion primer dalam tubuh yaitu natrium, kalium, kalsium, magnesium, klor, asam fosfat, dan asam karbonat. Seluruh bentuk kehidupan yang diketahui membutuhkan keseimbangan elektrolit secara intraseluler dan ekstraseluler karena menyangkut transportasi mineral, cairan, dan nutrisi. Ketidakseimbangan gradien elektrolit dapat mempengaruhi hidrasi tubuh, pH darah, dan fungsi otot dan syaraf. Berbadag mekanisme dan fungsi fisiologis diterapkan oeh seluruh makhluk hidup dalam menjaga keseimbangan tersebut secara terkendali.
Sunday, December 27, 2009
Claude-Louis Navier
Untuk kelompok mekfluid gw
Claude-Louis Navier lahir pada tanggal 10 Februari 1785 d Dijon, lahir dengan nama Claude Louis Marie Henri Navier. Ia adalah seorang insinyur dan ahli fisika berkebangsaan Prancis yang memiliki spesialisasi di bidang mekanika. Persamaan Navier-Stokes diberikan atas kontribusinya dan George Gabriel Stokes.
Ayah dari Navier adalah seorang pengacara yang merupakan anggota parlemen nasional di Paris ketika terjadi revolusi di Prancis. Namun ia meninggal pada tahun 1793, ketika Navier masih berusia 8 tahun. Setelah sang ayah meninggal, sang ibu kembali ke kampung halamannya di Chalon-sur-Saône dan meninggalkan Navier untuk diurus Pamannya, Emiland Gauthey.
Emiland Gauthey adalah seorang insinyur sipil yang bekerja di Corps des Ponts et Chaussées di Paris. Ia dipercaya sebagai insinyur sipil terkemuka di Prancis dan telah memberikan Navier muda minat terhadap ilmu keteknikan. Navier masuk ke École Polytechnique pada tahun 1802 atas dorongan Gauthey. Dari tingkat dasar hingga tingkat akhir, Navier adalah murid teladan dan menjadi salah satu dari sepuluh siswa terbaik École Polytechnique pada tahun pertama kuliahnya, dan terpilih untuk menyelesaikan bidang pekerjaan khusus di Boulogne pada tahun kedua kuliahnya.
Selama masa kuliahnya di École Polytechnique, ia diajarkan oleh Fourier, seorang ahli matematika ternama dunia yang telah memberikan pengaruh yang cukup tinggi terhadap Navier. Di tahun 1804, Navier masuk ke École des Ponts et Chaussées dan lulus sebagai lulusan terbaik dalam dua tahun kulianya. Tak lama setelah kelulusannya, Emiland Gauthey meninggal dan ia mendapatkan permintaan dari Corps des Ponts et Chaussées untuk melanjutkan pekerjaan pamannya.
Navier mendapatkan gelar professor di tahun 1830 dari École des Ponts et Chaussées. Setelah itu ia mengubah tata cara mengajar ilmu keteknikan di kampus tersebut dan lebih menekankan pada analisis fisika dan matematika. Sebagai tambahan, ia menggantikan Cauchy sebagai profesor di École Polytechnique sejak tahun 1831. Ia juga pernah terlibat dengan Poisson mengenai teori Fourier tentang kalor.
Ia adalah spesialis dalam konstruksi jalan dan jembatan, dan yang pertama mengembangkan teori jembatan suspensi. Proyek besarnya ketika itu adalah membangun jembatan suspensi di atas sungai Seine, namun berakhir dengan kegagalan. Kesulitan utama adalah pemerintah setempat tidak pernah mendukung proyeknya. Kerusakan awal dari jembatan yang hampir selesai itu adalah ketika gorong-gorong setempat mengalami kerusakan, yang menyebabkan perpindahan dari salah satu penyokong jembatan. Kerusakan dari gorong-gorong tersebut dapat ditangani dengan cepat oleh tim dari Corps des Ponts et Chaussées sehingga pembangunan jembatan bisa dilakukan, namun pemerintah setempat secara sepihak memutuskan untuk menghentikan proyek pembangunan jembatan suspensi tersebut.
Navier dikenang hingga saat ini, bukan karena ia adalah ahli konstruksi jalan dan jembatan, melainkan karena persamaan Navier-Stokes dalam dinamika fluida. Ia juga mengerjakan tema aplikasi matematika pada ilmu keteknikan, mekanika elastisitas, dan mekanika fluida, serta rangkaian Fourier dan aplikasinya pada masalah fisika. Ia memberikan persamaan Navier-Stokes untuk fluida inkompresibel di tahun 1821 dan persamaan untuk fluida kental pada tahun 1822.
Perlu diperhatikan bahwa Navier menurunkan persamaan Navier-Stokes meski tidak sepenuhnya dipahami oleh situasi fisis yang dilakukan olehnya. Ia tidak memahami tentang tegangan geser dalam fluida, persamaannya berdasarkan pada modifikasi persamaan Euler yang mengambil gaya-gaya antar molekul dalam fluida.
Navier menerima banyak penghargaan, diantaranya adalah terlilihnya sebagai anggota Académie des Sciences di Paris pada tahun 1824 dan menjadi Chevalier of the Legion of Honour di tahun 1831.
Pada kehidupan politiknya, Navier bergulat dengan Auguste Comte, seorang ahli filosofi yang menjadi pendiri ilmu sosiologi, dan Henri de Saint-Simon yang mencetuskan gerakan ideologi sosialis berdasarkan ilmu pengetahuan dan teknologi. Dalam kehidupannya di era pergolakan politik yang cukup hebat di eropa ketika itu, ia ikut mempengaruhi pandangan Comte dan Saint-Simon. Navier percaya kepada industrialisasi di mana sains dan teknologi akan menyelesaikan sebagian besar masalah. Ia juga oposisi gerakan militer Napoleon dan revolusi Prancis.
Sejak tahun 1830, Navier dipekerjakan sebagai konsultan oleh pemerintah dalam memanfaatkan sains dan teknologi untuk negara yang lebih baik. Ia telah memberikan saran mengenai transportasi darat, konstruksi jalan dan jembatan. Kemampuannya sebagai insinyur ditambah dengan pandangan politik yang kuat adalah manfaat yang besar bagi komunitas industri di negara tersebut.
Referensi:
Claude-Louis Navier lahir pada tanggal 10 Februari 1785 d Dijon, lahir dengan nama Claude Louis Marie Henri Navier. Ia adalah seorang insinyur dan ahli fisika berkebangsaan Prancis yang memiliki spesialisasi di bidang mekanika. Persamaan Navier-Stokes diberikan atas kontribusinya dan George Gabriel Stokes.
Ayah dari Navier adalah seorang pengacara yang merupakan anggota parlemen nasional di Paris ketika terjadi revolusi di Prancis. Namun ia meninggal pada tahun 1793, ketika Navier masih berusia 8 tahun. Setelah sang ayah meninggal, sang ibu kembali ke kampung halamannya di Chalon-sur-Saône dan meninggalkan Navier untuk diurus Pamannya, Emiland Gauthey.
Emiland Gauthey adalah seorang insinyur sipil yang bekerja di Corps des Ponts et Chaussées di Paris. Ia dipercaya sebagai insinyur sipil terkemuka di Prancis dan telah memberikan Navier muda minat terhadap ilmu keteknikan. Navier masuk ke École Polytechnique pada tahun 1802 atas dorongan Gauthey. Dari tingkat dasar hingga tingkat akhir, Navier adalah murid teladan dan menjadi salah satu dari sepuluh siswa terbaik École Polytechnique pada tahun pertama kuliahnya, dan terpilih untuk menyelesaikan bidang pekerjaan khusus di Boulogne pada tahun kedua kuliahnya.
Selama masa kuliahnya di École Polytechnique, ia diajarkan oleh Fourier, seorang ahli matematika ternama dunia yang telah memberikan pengaruh yang cukup tinggi terhadap Navier. Di tahun 1804, Navier masuk ke École des Ponts et Chaussées dan lulus sebagai lulusan terbaik dalam dua tahun kulianya. Tak lama setelah kelulusannya, Emiland Gauthey meninggal dan ia mendapatkan permintaan dari Corps des Ponts et Chaussées untuk melanjutkan pekerjaan pamannya.
Navier mendapatkan gelar professor di tahun 1830 dari École des Ponts et Chaussées. Setelah itu ia mengubah tata cara mengajar ilmu keteknikan di kampus tersebut dan lebih menekankan pada analisis fisika dan matematika. Sebagai tambahan, ia menggantikan Cauchy sebagai profesor di École Polytechnique sejak tahun 1831. Ia juga pernah terlibat dengan Poisson mengenai teori Fourier tentang kalor.
Ia adalah spesialis dalam konstruksi jalan dan jembatan, dan yang pertama mengembangkan teori jembatan suspensi. Proyek besarnya ketika itu adalah membangun jembatan suspensi di atas sungai Seine, namun berakhir dengan kegagalan. Kesulitan utama adalah pemerintah setempat tidak pernah mendukung proyeknya. Kerusakan awal dari jembatan yang hampir selesai itu adalah ketika gorong-gorong setempat mengalami kerusakan, yang menyebabkan perpindahan dari salah satu penyokong jembatan. Kerusakan dari gorong-gorong tersebut dapat ditangani dengan cepat oleh tim dari Corps des Ponts et Chaussées sehingga pembangunan jembatan bisa dilakukan, namun pemerintah setempat secara sepihak memutuskan untuk menghentikan proyek pembangunan jembatan suspensi tersebut.
Navier dikenang hingga saat ini, bukan karena ia adalah ahli konstruksi jalan dan jembatan, melainkan karena persamaan Navier-Stokes dalam dinamika fluida. Ia juga mengerjakan tema aplikasi matematika pada ilmu keteknikan, mekanika elastisitas, dan mekanika fluida, serta rangkaian Fourier dan aplikasinya pada masalah fisika. Ia memberikan persamaan Navier-Stokes untuk fluida inkompresibel di tahun 1821 dan persamaan untuk fluida kental pada tahun 1822.
Perlu diperhatikan bahwa Navier menurunkan persamaan Navier-Stokes meski tidak sepenuhnya dipahami oleh situasi fisis yang dilakukan olehnya. Ia tidak memahami tentang tegangan geser dalam fluida, persamaannya berdasarkan pada modifikasi persamaan Euler yang mengambil gaya-gaya antar molekul dalam fluida.
Navier menerima banyak penghargaan, diantaranya adalah terlilihnya sebagai anggota Académie des Sciences di Paris pada tahun 1824 dan menjadi Chevalier of the Legion of Honour di tahun 1831.
Pada kehidupan politiknya, Navier bergulat dengan Auguste Comte, seorang ahli filosofi yang menjadi pendiri ilmu sosiologi, dan Henri de Saint-Simon yang mencetuskan gerakan ideologi sosialis berdasarkan ilmu pengetahuan dan teknologi. Dalam kehidupannya di era pergolakan politik yang cukup hebat di eropa ketika itu, ia ikut mempengaruhi pandangan Comte dan Saint-Simon. Navier percaya kepada industrialisasi di mana sains dan teknologi akan menyelesaikan sebagian besar masalah. Ia juga oposisi gerakan militer Napoleon dan revolusi Prancis.
Sejak tahun 1830, Navier dipekerjakan sebagai konsultan oleh pemerintah dalam memanfaatkan sains dan teknologi untuk negara yang lebih baik. Ia telah memberikan saran mengenai transportasi darat, konstruksi jalan dan jembatan. Kemampuannya sebagai insinyur ditambah dengan pandangan politik yang kuat adalah manfaat yang besar bagi komunitas industri di negara tersebut.
Referensi:
- R M McKeon, Biography in Dictionary of Scientific Biography (New York 1970-1990).
- A B de Saint-Venant, C Navier, Résumé des leçons donnée à l'École des ponts et chaussées
- J D Anderson, A History of Aerodynamics (Cambridge, 1997).
- E F Kranakis, Navier's theory of suspension bridges, From ancient omens to statistical mechanics, Acta Hist. Sci. Nat. Med. 39 (Copenhagen, 1987), 247-258.
- J Langins, From Bélider to Navier through the École Polytechnique : the consolidation of the science of mathematical engineering in France (Spanish), Mathesis 8 (1) (1992), 13-29.
- A Picon, Navier and the introduction of suspension bridges in France, Construction History 4(Paris, 1864). (1988), 21-34.
Wednesday, November 4, 2009
Araucariaceae
Araucariaceae adalah keluarga tumbuhan (kingdom: Plantae) dari divisi Pinophyta (Gimnospermae), kelas Pinopsida, dan ordo Pinales. Di dalam ordo Pinales, Araucariaceae berbagi tempat dengan famili Abietaceae, Cephalotaxaceae, Cheirolepidiaceae (sudah punah), Cupressaceae, Pinaceae, Podocarpaceae, Sciadopityaceae, Taxaceae, dan Taxodiaceae. Semuanya disebut konifer dalam bahasa umum.
Araucariaceae adalah keluarga famili konifer yang paling tua, mencapai keragaman maksimum di jaman Jurassic dan Cretaceous dan tersebar luas hampir di seluruh dunia ketika itu. Pada akhir jaman Cretaceous, ketika dinosaurus punah, Araucariaceae di belahan bumi utara dunia juga demikian.
Terdapat tiga genus dan 41 spesies (Henkel, 1865, menulis 40 spesies) yang tersisa saat ini. Genus yang tersisa yaitu Agathis, Araucaria, dan Wollemia, mereka tersebar secara luas di hutan hujan di belahan bumi selatan, meski ketika zaman Mesozoic mereka tersebar hingga seluruh dunia. Satu genus yang diketahui telah punah saat ini adalah genus Araucarioxylon, fosilnya ditemukan di Petrified Forest di Arizona. Petrified Forest adalah situs fosil hutan terkenal di dunia di mana dalam situs fosil tersebut ditemukan spesies Araucarioxylon arizonicum. Di zaman Triassic, wilayah Arizona merupakan wilayah yang sejuk dan lembab, dan famili Araucariaceae yang pernah hidup di sana diperkirakan mencapai tinggi 50 m di masa hidupnya.
Araucariaceae hidup di kedua belahan bumi pada zaman Mesozoic, namun saat ini mereka terbatas di belahan bumi selatan, terutama di kepulauan Pasifik dan wilayah Asia Tenggara. Kedua wilayah tersebut memiliki kondisi yang menjadikan famili Araucariaceae mampu bertahan hingga saat ini, atau mereka mengalami evolusi yang cepat di zaman Tersier pada dua wilayah dan baru tersebar di masa tersebut, dan evolusi tersebut menghasilkan spesies yang sangat adaptif terhadap radiasi seperti pada spesies yang terdapat pada kepulauan Australasia, di mana hampir semua Araucariaceae yang masih bertahan berada (pengecualian ada pada dua spesies di Amerika Selatan dan dua Agathis di semenanjung Malaysia). Hal ini menunjukkan bahwa konifer mampu bertahan begitu lama di mana saat ini diyakini bahwa Angiospermae telah secara sukses menggantikan dominasi konifer di hutan hujan tropis sejak lama. Beberapa hal mendukung hal tersebut, yaitu kemampuan konifer untuk menyebar melintasi kepulauan, kekacauan akibat aktivitas vulkanik, dan ketahanan pohon famili ini yang menjadikan mereka mampu bertahan dalam aktivitas vulkanik yang kuat, dan kemampuan mendiami lahan baru untuk menghindari persaingan dengan Angiospermae. Selain itu, terdapat bukti bahwa zaman ketika Araucariaceae bersaing dengan Angiospermae terdapat masa di mana frekuensi kebakaran hutan cukup tinggi akibat aktivitas suku Aborigin, atau yang lebih awal lagi, akibat iklim yang kering dan banyaknya petir yang mengakibatkan kebakaran. Pendapat lainnya yang membuat Araucariaceae bertahan adalah kemampuan mereka beradaptasi terhadap kondisi fisik lingkungan, terutama dalam hal presipitasi, kebakaran hutan, dan faktor edafik lainnya, lebih berperan dibandingkan persaingan mereka dengan Angiospermae. Hal ini terlihat pada konifer yang tersebar di belahan bumi utara, mereka bertahan bukan karena faktor biotik (persaingan, herbivora, penyakit), namun abiotik (kekeringan, suhu dingin, kebakaran hutan, atau tanah yang miskin hara) (Kershaw dan Wagstaff, 2001).
Analisis gen dalam filogenetik pepohonan menunjukkan bahwa ketiga genus (Araucaria, Agathis, dan Wollemia) adalah monofiletik, dan Wollemia adalah genus yang paling tua diantara yang lainnya (Setoguchi et al, 1998).
Diversitas terbesar dari famili ini terdapat di Kaledonia Baru (18 spesies), diikuti Australia, Argentina, Selandia Baru, Cili, dan Malaysia, Agathis tersebar hingga Filipina. Semua famili Araucariaceae adalah evergreen, selalu berdaun sepanjang tahun, dicirikan dengan satu batang tegak dan banyak cabang, memberikannya penampilan yang khas. Daunnya dapat berupa daun yang sempit maupun daun lebar, dan seringkali tersusun paralel. Cone jantan berukuran relatif besar, silindris, dengan sejumlah sporofil, polen tidak bersayap. Cone betina muncul dari batang dan menjadi matang dalam waktu dua tahun, berukuran relatif besar dan berair, runtuh ketika sudah matang, bersisik dan hanya memiliki satu biji, serta memiliki empat kotiledon (Silba, 1986).
Ketika famili Araucariaceae muncul di hutan, umumnya mereka adalah dominan dan tumbuh menjadi pohon tertinggi dalam hutan tersebut meski mereka seringkali kesulitan berkembang biak pada wilayah hutan berpopulasi padat.
Araucaria hunsteinii adalah spesies terbesar dari famili ini. Sebuah pohon dari spesies ini yang hidup di Papua Nugini dilaporkan mencapai tinggi 89 m, sementara spesies lainnya mampu mencapai tinggi lebih dari 65 m. Sedangkan pohon tertua dari famili ini adalah pohon dari spesies Agathis australis dan Araucaria araucana yang telah hidup melebihi usia 1000 tahun. Hanya Sequoia yang tercatat mampu melebihi usia tersebut.
Manfaat famili ini bagi manusia adalah:
Sebagai tanaman penghias halaman rumah di wilayah subtropis (Araucaria angustifolia, Araucaria araucana, Araucaria bidwillii, dan Araucaria heterophylla)
Sumber kayu berkualitas tinggi (misal: Agathis), namun telah menjadi masalah karena menjadikan Araucariaceae di Australia, Selandia Baru, dan Malaysia langka, bahkan dalam keadaan terancam (WCMC 2001)
Beberapa spesies memiliki biji yang dapat dimakan, mirip kacang pinus (misalnya Araucaria bidwillii)
Penghasil resin (genus Agathis)
Referensi:
Setoguchi, Hiroaki; Takeshi Asakawa Osawa; Jean-Christophe Pintaud; Tanguy Jaffré and Jean-Marie Veillon. 1998. Phylogenetic relationships within Araucariaceae based on rbcL gene sequences. American Journal of Botany 85(11): 1507-1516.
Kershaw, Peter and Barbara Wagstaff. 2001. The southern conifer family Araucariaceae: history, status, and value for paleoenvironmental reconstruction. Annual Review of Ecology and Systematics 32: 397-414.
Silba, J. 1986. An international census of the Coniferae. Phytologia memoir no. 8. Corvallis, OR: H.N. Moldenke and A.L. Moldenke.
World Conservation Monitoring Centre. 2001. World Conservation Monitoring Centre - Trees. http://www.wcmc.org.uk/cgi-bin/SaCGI.cgi/trees.exe,
Stockey, Ruth A.1994. Mesozoic araucariaceae: Morphology and systematic relationships. Journal of Plant Research 107(1088):493-502.
McKenzie, E.H.C., P.K. Buchanan, and P.R. Johnston. 2002. Checklist of fungi on kauri (Agathis australis) in New Zealand. New Zealand Journal of Botany 40:269-296
Waters, T., C.A. Galley, R. Palmer, S.T. Turvey, and N.M. Wilkinson. 2002. Report of the Oxford University Expedition to New Caledonia.
Araucariaceae adalah keluarga famili konifer yang paling tua, mencapai keragaman maksimum di jaman Jurassic dan Cretaceous dan tersebar luas hampir di seluruh dunia ketika itu. Pada akhir jaman Cretaceous, ketika dinosaurus punah, Araucariaceae di belahan bumi utara dunia juga demikian.
Terdapat tiga genus dan 41 spesies (Henkel, 1865, menulis 40 spesies) yang tersisa saat ini. Genus yang tersisa yaitu Agathis, Araucaria, dan Wollemia, mereka tersebar secara luas di hutan hujan di belahan bumi selatan, meski ketika zaman Mesozoic mereka tersebar hingga seluruh dunia. Satu genus yang diketahui telah punah saat ini adalah genus Araucarioxylon, fosilnya ditemukan di Petrified Forest di Arizona. Petrified Forest adalah situs fosil hutan terkenal di dunia di mana dalam situs fosil tersebut ditemukan spesies Araucarioxylon arizonicum. Di zaman Triassic, wilayah Arizona merupakan wilayah yang sejuk dan lembab, dan famili Araucariaceae yang pernah hidup di sana diperkirakan mencapai tinggi 50 m di masa hidupnya.
Araucariaceae hidup di kedua belahan bumi pada zaman Mesozoic, namun saat ini mereka terbatas di belahan bumi selatan, terutama di kepulauan Pasifik dan wilayah Asia Tenggara. Kedua wilayah tersebut memiliki kondisi yang menjadikan famili Araucariaceae mampu bertahan hingga saat ini, atau mereka mengalami evolusi yang cepat di zaman Tersier pada dua wilayah dan baru tersebar di masa tersebut, dan evolusi tersebut menghasilkan spesies yang sangat adaptif terhadap radiasi seperti pada spesies yang terdapat pada kepulauan Australasia, di mana hampir semua Araucariaceae yang masih bertahan berada (pengecualian ada pada dua spesies di Amerika Selatan dan dua Agathis di semenanjung Malaysia). Hal ini menunjukkan bahwa konifer mampu bertahan begitu lama di mana saat ini diyakini bahwa Angiospermae telah secara sukses menggantikan dominasi konifer di hutan hujan tropis sejak lama. Beberapa hal mendukung hal tersebut, yaitu kemampuan konifer untuk menyebar melintasi kepulauan, kekacauan akibat aktivitas vulkanik, dan ketahanan pohon famili ini yang menjadikan mereka mampu bertahan dalam aktivitas vulkanik yang kuat, dan kemampuan mendiami lahan baru untuk menghindari persaingan dengan Angiospermae. Selain itu, terdapat bukti bahwa zaman ketika Araucariaceae bersaing dengan Angiospermae terdapat masa di mana frekuensi kebakaran hutan cukup tinggi akibat aktivitas suku Aborigin, atau yang lebih awal lagi, akibat iklim yang kering dan banyaknya petir yang mengakibatkan kebakaran. Pendapat lainnya yang membuat Araucariaceae bertahan adalah kemampuan mereka beradaptasi terhadap kondisi fisik lingkungan, terutama dalam hal presipitasi, kebakaran hutan, dan faktor edafik lainnya, lebih berperan dibandingkan persaingan mereka dengan Angiospermae. Hal ini terlihat pada konifer yang tersebar di belahan bumi utara, mereka bertahan bukan karena faktor biotik (persaingan, herbivora, penyakit), namun abiotik (kekeringan, suhu dingin, kebakaran hutan, atau tanah yang miskin hara) (Kershaw dan Wagstaff, 2001).
Analisis gen dalam filogenetik pepohonan menunjukkan bahwa ketiga genus (Araucaria, Agathis, dan Wollemia) adalah monofiletik, dan Wollemia adalah genus yang paling tua diantara yang lainnya (Setoguchi et al, 1998).
Diversitas terbesar dari famili ini terdapat di Kaledonia Baru (18 spesies), diikuti Australia, Argentina, Selandia Baru, Cili, dan Malaysia, Agathis tersebar hingga Filipina. Semua famili Araucariaceae adalah evergreen, selalu berdaun sepanjang tahun, dicirikan dengan satu batang tegak dan banyak cabang, memberikannya penampilan yang khas. Daunnya dapat berupa daun yang sempit maupun daun lebar, dan seringkali tersusun paralel. Cone jantan berukuran relatif besar, silindris, dengan sejumlah sporofil, polen tidak bersayap. Cone betina muncul dari batang dan menjadi matang dalam waktu dua tahun, berukuran relatif besar dan berair, runtuh ketika sudah matang, bersisik dan hanya memiliki satu biji, serta memiliki empat kotiledon (Silba, 1986).
Ketika famili Araucariaceae muncul di hutan, umumnya mereka adalah dominan dan tumbuh menjadi pohon tertinggi dalam hutan tersebut meski mereka seringkali kesulitan berkembang biak pada wilayah hutan berpopulasi padat.
Araucaria hunsteinii adalah spesies terbesar dari famili ini. Sebuah pohon dari spesies ini yang hidup di Papua Nugini dilaporkan mencapai tinggi 89 m, sementara spesies lainnya mampu mencapai tinggi lebih dari 65 m. Sedangkan pohon tertua dari famili ini adalah pohon dari spesies Agathis australis dan Araucaria araucana yang telah hidup melebihi usia 1000 tahun. Hanya Sequoia yang tercatat mampu melebihi usia tersebut.
Manfaat famili ini bagi manusia adalah:
Sebagai tanaman penghias halaman rumah di wilayah subtropis (Araucaria angustifolia, Araucaria araucana, Araucaria bidwillii, dan Araucaria heterophylla)
Sumber kayu berkualitas tinggi (misal: Agathis), namun telah menjadi masalah karena menjadikan Araucariaceae di Australia, Selandia Baru, dan Malaysia langka, bahkan dalam keadaan terancam (WCMC 2001)
Beberapa spesies memiliki biji yang dapat dimakan, mirip kacang pinus (misalnya Araucaria bidwillii)
Penghasil resin (genus Agathis)
Referensi:
Setoguchi, Hiroaki; Takeshi Asakawa Osawa; Jean-Christophe Pintaud; Tanguy Jaffré and Jean-Marie Veillon. 1998. Phylogenetic relationships within Araucariaceae based on rbcL gene sequences. American Journal of Botany 85(11): 1507-1516.
Kershaw, Peter and Barbara Wagstaff. 2001. The southern conifer family Araucariaceae: history, status, and value for paleoenvironmental reconstruction. Annual Review of Ecology and Systematics 32: 397-414.
Silba, J. 1986. An international census of the Coniferae. Phytologia memoir no. 8. Corvallis, OR: H.N. Moldenke and A.L. Moldenke.
World Conservation Monitoring Centre. 2001. World Conservation Monitoring Centre - Trees. http://www.wcmc.org.uk/cgi-bin/SaCGI.cgi/trees.exe,
Stockey, Ruth A.1994. Mesozoic araucariaceae: Morphology and systematic relationships. Journal of Plant Research 107(1088):493-502.
McKenzie, E.H.C., P.K. Buchanan, and P.R. Johnston. 2002. Checklist of fungi on kauri (Agathis australis) in New Zealand. New Zealand Journal of Botany 40:269-296
Waters, T., C.A. Galley, R. Palmer, S.T. Turvey, and N.M. Wilkinson. 2002. Report of the Oxford University Expedition to New Caledonia.
Monday, February 16, 2009
Nanomotor
Nanomotor adalah alat berukuran molekuler yang mampu mengubah energi menjadi gerakan, umumnya mampu menghasilkan gaya dalam orde pikonewton. Tujuan utama dari cabang penelitian ini adalah motor protein molekuler yang ditemukan di sel hidup dan pembuatan motor molekuler sintetis yang diaplikasikan pada suatu alat. Contohnya motor protein yang mampu membawa muatan, mirip dengan cara kinesin memindahkan berbagai molekul sepanjang jalur mikrotubulus di dalam sel. Menggerakkan dan menghentikan pergerakan motor protein membutuhkan ATP dalam ukuran molekuler yang sensitif terhadap sinar UV. Gelombang sinar UV akan memberikan gelombang pergerakan. Selain dengan protein, nanomotor dapat dibuat dengan material sintetis secara kimiawi.
Para peneliti di Universitas California, Berkeley dipimpin oleh Profesor Alex Zetti telah mengembangkan bantalan rotasi berdasarkan karbon nanotube yang berdinding banyak. Dengan menempelkan piringan emas dengan orde dimensi 100nm ke dinding terluar dari karbon nanotube tersuspensi, mereka mampu merotasikan dinding terluar relatif terhadap dinding dalam secara elektrostatis. Pekerjaan ini dilakukan secara in situ dalam Scanning Electron Microscope. Nanoelectromechanical system (NEMS) ini adalah langkah berikutnya dari miniaturisasi yang mungkin akan menemukan jalan menuju aplikasi komersial di masa depan.
Para peneliti yang dipimpin oleh Joseph Wang telah membuat terobosan dengam mengembangkan generasi baru nanomotor katalitik yang digerakkan dengan bahan bakar yang sepuluh kali lipat lebih bertenaga dari mesin nano (nanomachine) yang telah ada. Ini adalah langkah besar menuju sumber energi aplikasi untuk mesin nano di masa depan.
Para peneliti di Universitas California, Berkeley dipimpin oleh Profesor Alex Zetti telah mengembangkan bantalan rotasi berdasarkan karbon nanotube yang berdinding banyak. Dengan menempelkan piringan emas dengan orde dimensi 100nm ke dinding terluar dari karbon nanotube tersuspensi, mereka mampu merotasikan dinding terluar relatif terhadap dinding dalam secara elektrostatis. Pekerjaan ini dilakukan secara in situ dalam Scanning Electron Microscope. Nanoelectromechanical system (NEMS) ini adalah langkah berikutnya dari miniaturisasi yang mungkin akan menemukan jalan menuju aplikasi komersial di masa depan.
Para peneliti yang dipimpin oleh Joseph Wang telah membuat terobosan dengam mengembangkan generasi baru nanomotor katalitik yang digerakkan dengan bahan bakar yang sepuluh kali lipat lebih bertenaga dari mesin nano (nanomachine) yang telah ada. Ini adalah langkah besar menuju sumber energi aplikasi untuk mesin nano di masa depan.
Protein Engineering
Protein Engineering adalah aplikasi sains, matematik, dan ekonomi pada proses pengembangan protein. Ini adalah ilmu disiplin yang baru, dengan riset yang menguasai hingga pada pemahaman pelipatan protein dan pengenalan protein untuk prinsip desain protein.
Terdapat dua strategi umum pada protein engineering. Pertama dikenal dengan desain rasional. Ilmuwan menggunakan pengetahuan yang detail dari struktur dan fungsi protein untuk membuat desain yang diinginkan. Manfaat dari strategi ini adalah tidak mahal dan mudah dilakukan, sejak teknis mutagenesis terpadu telah berkembang dengan baik. Tetapi terdapat banyak penolakan dari pengetahuan struktur yang detail dari protein yang sering kali tidak tersedia, dan meski protein itu tersedia, akan sangat sulit untuk memprediksi efek dari berbagai mutasi yang akan dilakukan.
Strategi kedua adalah evolusi terarah. Ini adalah mutagenesis random yang diaplikasikan untuk protein, dan bagian yang terpilih digunakan untuk mengambil varian-varian yang memiliki kualitas yang diinginkan. Langkah selanjutnya, yaitu mutasi dan penyeleksian. Metode ini mirip dengan proses evolusi alami, yang pada umumnya menghasilkan hasil yang lebih superior dari desain rasional. Teknik tambahan yang diketahui sebagai pengacakan DNA mencampurkan dan memasangkan kepingan-kepingan dari varian-varian yang sukses untuk menghasilkan hasil yang lebih baik. Proses ini mirip dengan rekombinasi yang terjadi secara alami ketika reproduksi seksual. Manfaat besar dari teknik evolusi terarah adalah tidak membutuhkan pengetahuan tentang struktur protein yang dibuat dan tidak perlu untuk memprediksi apa efek yang akan diberikan oleh protein hasil mutasi. Faktanya, hasil yang diberikan oleh teknik ini seringkali mengejutkan. Kerugiannya adalah, teknik ini membutuhkan sejumlah protein yang cukup banyak, yang terkadang tidak memadai bagi beberapa jenis protein. Dan produknya harus disaring atau dipisahkan untuk mendapatkan kualitas yang diinginkan. Dan juga, hasil yang diinginkan tidak selalu berhasil disaring.
Kedua strategi tidak mutlak eksklusif, peneliti biasanya memakai kedua strategi tersebut. Di masa depan, detail struktur protein dan fungsinya akan diketahui lebih banyak, sejalan dengan perkembangan teknologi yang akan memperluas kapabilitas protein engineering.
Terdapat dua strategi umum pada protein engineering. Pertama dikenal dengan desain rasional. Ilmuwan menggunakan pengetahuan yang detail dari struktur dan fungsi protein untuk membuat desain yang diinginkan. Manfaat dari strategi ini adalah tidak mahal dan mudah dilakukan, sejak teknis mutagenesis terpadu telah berkembang dengan baik. Tetapi terdapat banyak penolakan dari pengetahuan struktur yang detail dari protein yang sering kali tidak tersedia, dan meski protein itu tersedia, akan sangat sulit untuk memprediksi efek dari berbagai mutasi yang akan dilakukan.
Strategi kedua adalah evolusi terarah. Ini adalah mutagenesis random yang diaplikasikan untuk protein, dan bagian yang terpilih digunakan untuk mengambil varian-varian yang memiliki kualitas yang diinginkan. Langkah selanjutnya, yaitu mutasi dan penyeleksian. Metode ini mirip dengan proses evolusi alami, yang pada umumnya menghasilkan hasil yang lebih superior dari desain rasional. Teknik tambahan yang diketahui sebagai pengacakan DNA mencampurkan dan memasangkan kepingan-kepingan dari varian-varian yang sukses untuk menghasilkan hasil yang lebih baik. Proses ini mirip dengan rekombinasi yang terjadi secara alami ketika reproduksi seksual. Manfaat besar dari teknik evolusi terarah adalah tidak membutuhkan pengetahuan tentang struktur protein yang dibuat dan tidak perlu untuk memprediksi apa efek yang akan diberikan oleh protein hasil mutasi. Faktanya, hasil yang diberikan oleh teknik ini seringkali mengejutkan. Kerugiannya adalah, teknik ini membutuhkan sejumlah protein yang cukup banyak, yang terkadang tidak memadai bagi beberapa jenis protein. Dan produknya harus disaring atau dipisahkan untuk mendapatkan kualitas yang diinginkan. Dan juga, hasil yang diinginkan tidak selalu berhasil disaring.
Kedua strategi tidak mutlak eksklusif, peneliti biasanya memakai kedua strategi tersebut. Di masa depan, detail struktur protein dan fungsinya akan diketahui lebih banyak, sejalan dengan perkembangan teknologi yang akan memperluas kapabilitas protein engineering.
Subscribe to:
Posts (Atom)