Para peneliti untuk pertama kalinya menyelidiki bagaimana dua bentuk yang berbeda air (orto- dan para-) berperilaku berbeda ketika menjalani reaksi kimia.
air adalah entitas kimia, molekul yang di dalamnya tunggal oksigen atom terikat pada dua atom hidrogen (H2O). air ada dalam bentuk cair, padat (es), dan gas (uap). Ini adalah salah satu dari sedikit bahan kimia yang tidak mengandung karbon dan masih bisa berbentuk cair pada suhu kamar (sekitar 20 derajat). air ada dimana-mana dan penting bagi kehidupan. Pada tingkat molekuler, hal itu diketahui setiap hari air ada dalam dua bentuk yang berbeda tetapi informasi ini bukan merupakan pengetahuan umum. Kedua bentuk ini air disebut isomer dan disebut sebagai orto- atau para- air. Perbedaan utama antara bentuk-bentuk ini sangat halus dan hanyalah orientasi relatif dari putaran inti dua atom hidrogen yang sejajar dalam arah yang sama atau berlawanan, itulah sebabnya dinamakan demikian. Perputaran atom hidrogen ini disebabkan oleh fisika atom meskipun fenomena ini belum sepenuhnya dipahami. Kedua bentuk ini memiliki sifat fisik yang identik dan sejauh ini diyakini bahwa keduanya juga memiliki sifat kimia yang identik.
Dalam sebuah penelitian terbaru yang dipublikasikan di Alam Komunikasi, peneliti dari Universitas Basel, Hamburg untuk pertama kalinya menyelidiki perbedaan reaktivitas kimia kedua bentuk ini air dan telah membuktikan bahwa orto dan paraform bereaksi sangat berbeda. Reaktivitas kimia berarti cara atau kemampuan suatu molekul mengalami reaksi kimia. Penelitian ini melibatkan pemisahan air menjadi dua bentuk isomernya (orto- dan para-) menggunakan deflektor elektrostatis dengan melibatkan medan listrik. Karena kedua isomer ini secara praktis sama dan memiliki sifat fisik yang identik, proses pemisahan ini rumit dan menantang. Pemisahan tersebut dicapai oleh kelompok peneliti ini dengan menggunakan metode berbasis medan listrik yang dikembangkan oleh mereka untuk Ilmu Laser Elektron Bebas. Deflektor memasukkan medan listrik ke seberkas air yang diatomisasi. Karena terdapat perbedaan krusial dalam putaran inti pada kedua isomer tersebut, hal ini sedikit berdampak pada cara atom berinteraksi dengan medan listrik ini. Oleh karena itu, ketika air mengalir melalui deflektor, air mulai terpecah menjadi dua bentuk orto- dan para-.
Para peneliti telah menunjukkan bahwa para- air bereaksi sekitar 25 persen lebih cepat dibandingkan orto-air dan mampu menarik a reaksi pasangan lebih kuat. Ini jelas dijelaskan oleh perbedaan putaran inti yang mempengaruhi rotasi molekul air. Selain itu, medan listrik parawater mampu menarik ion lebih cepat. Kelompok ini selanjutnya melakukan simulasi komputer dari molekul air untuk menguatkan temuan mereka. Semua percobaan dilakukan dengan molekul dalam pengaturan suhu yang sangat rendah hampir -273 derajat Celcius. Ini adalah faktor penting seperti yang dijelaskan oleh penulis bahwa hanya dalam kondisi seperti itu keadaan kuantum individu dan kandungan energi molekul dapat didefinisikan dengan baik dan dikontrol dengan lebih baik. Yang berarti bahwa molekul air stabil sebagai salah satu dari dua bentuk dan perbedaan mereka menjadi jelas dan jelas. Dengan demikian, menyelidiki reaksi kimia kemudian dapat mengungkapkan mekanisme dan dinamika yang mendasari yang mengarah pada pemahaman yang lebih baik. Namun, penggunaan praktis dari penelitian ini mungkin tidak terlalu tinggi saat ini.
***
{Anda dapat membaca makalah penelitian asli dengan mengklik tautan DOI yang diberikan di bawah ini dalam daftar sumber yang dikutip}
Sumber (s)
Kilaj A et al 2018. Pengamatan reaktivitas yang berbeda dari para dan ortho-air terhadap ion diazenylium yang terperangkap. Alam Komunikasi. 9 (1). https://doi.org/10.1038/s41467-018-04483-3
