Manfaat air bagi makhluk hidup (Bagian 1)

Hai, pada kesempatan kali ini Meongnium akan membahas satu molekul yang keberadaannya sangat penting dalam kehidupan kita. Molekul ini merupakan kandungan terbanyak di dalam sel makhluk hidup. Ada yang bisa tebak molekul apa itu? Ya,jawabannya yaitu air. Molekul sederhana yang disusun oleh dua atom hidrogen dan satu atom oksigen. Di dalam sel makhluk hidup ternyata hampir 60% komponen utamanya yaitu air (1). Di sana air banyak dipakai dalam aneka macam proses reaksi kimia mulai dari respirasi, fotosintesis, dll. Selain itu, untuk beberapa makhluk hidup lain seperti ikan, mereka hanya bisa bertahan hidup di dalam air.  Cukup logis bukan, kenapa air ini sangat penting? 

Gambar 1. Air
Sumber: downtoearth.org.in

Lalu, apa saja peranan air bagi makhluk hidup?

Air mempunyai banyak kegunaan untuk makhluk hidup. Kegunaannya dapat dikelompokkan menurut bagaimana cara molekul ini dipakai (2). Secara garis besar air mempunyai 4 fungsi utama, yaitu sebagai pelarut universal, penyangga suhu sel, metabolisme, dan lingkungan hidup. Pada artikel kali ini, kita akan bahas salah satu kegunaannya, yaitu air sebagai pelarut universal.

Air sebagai pelarut universal

Air disebut sebagai pelarut universal sebab ia bisa melarutkan aneka macam macam senyawa dibandingkan dengan molekul lain. Di dalam sel, air bisa melarutkan  mulai dari senyawa sederhana menyerupai garam, hingga senyawa kompleks menyerupai protein dan asam nukleat (senyawa penyusun DNA). Kemampuan melarutkan aneka macam senyawa inilah menciptakan air mempunyai peranan penting untuk membawa nutrisi ke dalam sel dan membuang senyawa hasil metabolisme yang tidak diperlukan sel (2). 

Pertanyaan selanjutnya yaitu bagaimana air bisa melarutkan senyawa-senyawa tersebut? Untuk menjawab pertanyaan ini, mari kita pelajari terlebih dahulu struktur dari air itu sendiri.

Air ditinjau dari segi struktur

Gambar 2. Struktur molekul dari Air (H2O)
Sumber: cawater-info.net

Air mempunyai struktur kimia H2O, di mana satu atom oksigen berikatan kovalen dengan dua atom hidrogen (2). Ikatan yang terbentuk ini merupakan ikatan yang sangat kuat. Secara geometri, molekul air berbentuk tetrahedral. Pada struktur air, dua atom hidrogen di kedua ujung tetrahedral membentuk huruf V dengan atom oksigen di pusatnya dan dua pasang elektron bebas dari oksigen berada pada dua ujung yang lainnya.

Pada molekul air, atom oksigen mempunyai kecenderungan untuk menarik elektron lebih tinggi dibandingkan dengan atom hidrogen (2). Hal ini dikarenakan jumlah proton (partikel yang bermuatan positif) pada inti atom oksigen lebih banyak (memiliki keelektronegatifan lebih besar) dibandingkan dengan inti hidrogen. Oleh sebab itu, ikatan kovalen yang terbentuk bersifat polar di mana ikatan cenderung tertarik ke arah oksigen daripada ke arah hidrogen. Akibatnya, molekul air mempunyai momen dipol dimana atom hidrogen mempunyai kecenderungan bermuatan positif sedangkan atom oksigen mempunyai kecenderungan bermuatan negatif (gambar).

Adanya momen dipol tersebut menjadikan molekul air sanggup saling tertarik satu sama lain membentuk ikatan hidrogen. Ikatan ini terjadi antara atom hidrogen pada molekul air yang satu berikatan dengan atom oksigen pada molekul air yang lainnya. Ikatan hidrogen yang terbentuk antara molekul air ini mempunyai kekuatan yang relatif lemah kalau dibandingkan dengan ikatan kovalen yang terbentuk pada molekul air.

Bagaimana air bisa melarutkan senyawa-senyawa tersebut?

Dari klarifikasi di atas, maka sanggup disimpulkan bahwa air merupakan senyawa polar sebab mempunyai momen dipol dimana atom oksigen mempunyai kecenderungan bermuatan negatif, sedangkan atom hidrogen mempunyai kecenderungan bermuatan positif (2). Karena sifat inilah air bisa bekerja sebagai pelarut aneka macam senyawa di dalam tubuh.

Sebagai contoh, pada garam dapur (NaCl) air melarutkan dengan cara melemahkan interaksi elektrostatik di antara ion-ionnya (Na+ dan Cl-) sehingga mencegah terbentuknya ikatan ion untuk membentuk kristal garam NaCl. Proses tersebut air lakukan dengan cara menghidrasi dan menstabilkan ion-ion pada garam (2). 

Ion positif (dalam hal ini Na+) akan tertarik ke atom oksigen pada air yang cenderung bermuatan negatif sehingga molekul air akan mengelilingi ion tersebut. Molekul air ini akan menarik molekul air lainnya dan ikatan hidrogen akan terbentuk diantara molekul-molekul air tersebut. Hasilnya akan terbentuk kumpulan air yang mengelilingi ion. Dengan kata lain, ion-ion tersebut dihidrasi oleh air. Begitu pula yang terjadi dengan ion negatif (Cl-), hanya saja ion negatif akan tertarik ke atom hidrogen pada air yang cenderung bermuatan positif (2).

Dengan sifat kepolaran itu pula air bisa melarutkan senyawa polar di dalam tubuh, menyerupai asam amino, protein, asam nukleat, dan gula. Karena sama-sama bersifat polar, senyawa tersebut akan berinteraksi dengan air membentuk ikatan hidrogen. Ikatan inilah yang menjadikan tercampurnya atau terlarutnya molekul polar tersebut dalam air. Adanya ikatan hidrogen ini bisa menjelaskan mengapa kita bisa melarutkan kopi dan gula ke dalam air, tetapi kita tidak bisa melarutkan minyak (senyawa non polar) ke dalam air (2).

Sekarang sudah mengertikan kenapa dan bagaimana air bisa melarutkan aneka macam macam senyawa? Ternyata dengan mempelajari strukturnya kita bisa mengetahui sifat yang dimiliki oleh molekul air tersebut. Dengan sifat kimia dan fisik yang dimiliki oleh air, kita pun bisa menjelaskan fungsi air yang lainnya. Tunggu di bahasan artikel selanjutnya ya 😊


Referensi:
  1. Gibney, M. J. et al. Introduction to human nutrition. Oxford: Blackwell Science, 2002
  2. Nelson, D.L, Cox, M.M. 2012. Lehninger, Principle of Biochemistry (6th ed.). Freeman, W.H. & Company.
  3. Sainspop.com

0 Response to "Manfaat air bagi makhluk hidup (Bagian 1)"

Post a Comment

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel