Chem-Is-Try.Org | Situs Kimia Indonesia |

Inovasi Terbaru Menuai Hidrogen dari Air
Evolusi Mikroorganisme di Laut Mati
Pengambilan Data dan Angka Penting

Inovasi Terbaru Menuai Hidrogen dari Air

Posted: 20 May 2011 08:00 PM PDT

Usaha para ilmuwan dalam mencari energi alternatif pengganti bahan bakar fosil terus dilakukan, terutama sejak memasuki abad ke-21 ini. Hingga saat ini persentase penggunaan energi alternatif masih sangat sedikit dikarenakan efektivitas dan efisiensinya yang tergolong masih kecil. Hal seperti ini juga tampak pada penggunaan bahan bakar hidrogen. Meski beberapa perusahaan otomotif seperti Ford dan Honda telah merilis mobil berbahan bakar hidrogen, pada kenyataannya penggunaannya masih sedikit. Problema ini tak lepas dari mahalnya hidrogen cair karena biaya produksinya yang dapat dikatakan tidak murah.

Hidrogen memiliki banyak kelebihan, antara lain memiliki energi pembakaran yang besar per satuan massa hidrogen dan merupakan bahan bakar yang sangat bersih karena emisi pembakarannya berupa air (H2O). Baru-baru ini, tim peneliti dari School of Chemistry Monash University Australia telah menemukan inovasi baru dalam mengubah air menjadi hidrogen lewat proses elektrofotokatalisis yang terinspirasi dari cara tumbuhan mengubah air menjadi oksigen.

Para ilmuwan di dunia mengakui bahwa bagian tersulit dari mengubah air menjadi bahan bakar adalah mengonversi air menjadi hidrogen dan oksigen. Tim peneliti yang telah mempublikasikan hasil penelitian mereka di jurnal Nature Chemistry ini berhasil membuat sistem sel konversi air menjadi hidrogen menggunakan katalis berbasis logam mangan (Mn). Katalis ini sendiri memiliki struktur molekul yang menyerupai mineral mangan birnessite [(Na0.3Ca0.1K0.1)(Mn4+,Mn3+)2O4 · 1.5 H2O].

Tim peneliti tersebut memanfaatkan tingkat oksidasi dari ion mangan, terutama mangan (II) dan mangan (IV) untuk mengoksidasi air menjadi oksigen dan hidrogen. Pemberian tegangan listrik akan mengubah mangan (II) pada birnessite teroksidasi menjadi mangan (IV). Selanjutnya pemaparan dengan cahaya matahari akan mengembalikan bentuk mangan (IV) menjadi mangan (II) sekaligus mengubah dua molekul air (H2O) menjadi satu molekul gas oksigen (O2), empat proton (H+), dan empat elektron. Selanjutnya keempat proton dan elektron tersebut bergabung menjadi dua molekul gas hidrogen (H2). Siklus katalis mangan berlangsung cepat dan voltase listrik yang dibutuhkan tidak terlalu besar jika dibandingkan dengan elektrolisis langsung air menggunakan elektroda inert.

Inovasi ini terbukti menghasilkan gas hidrogen dari air secara lebih mudah dan murah. Penemuan ini diharapkan akan menginspirasi produsen bahan bakar hidrogen di dunia untuk mengaplikasikannya sehingga akan terwujud penggunaan bahan bakar hidrogen yang mengglobal.

Kata Pencarian Artikel ini:

inovasi usaha

Evolusi Mikroorganisme di Laut Mati

Posted: 15 May 2011 05:22 PM PDT

Mikrobiologis dari Institute of Biology II University of Freiburg telah menemukan suatu jalur metabolisme sentral dari mikroorganisme yang sebelumnya tidak diketahui.

Mikroorganisme ekstremofil (extremophile) atau mikroorganisme yang biasa hidup di tempat-tempat ekstrem ini menggunakan jalur metabolisme ini untuk dapat bertahan hidup di tempat-tempat ekstrem seperti halnya Laut Mati yang salinitasnya sangat tinggi.

Bertentangan dengan anggapan yang popoler di masyarakat, Laut Mati tidaklah mati. Laut Mati yang berada di antara Yordania dan Israel ini berisi berbagai macam populasi mikroorganisme. Kebanyakan mikroorganisme ini termasuk dalam kelompok archaea yang toleran terhadap kadar garam tinggi. Archaea merupakan salah satu bentuk kehidupan yang paling awal terbentuk di muka bumi dan mampu bertahan hidup pada kondisi ekstrem. Tim riset di Freiburg yang dikepalai oleh Dr. Ivan Berg telah mempelajari proses metabolisme mikroorganisme ini yang sebelumnya selalu dihindari oleh ahli biologi evolusi.

Ilmuwan telah lama mengetahui bahwa archaea yang toleran terhadap salinitas tinggi menggunakan berbagai macam senyawa organik sebagai sumber nutrisi mereka yang kemudian digunakan untuk mensintesis pelindung dinding sel dan vitamin yang teraktivasi asam asetat (asetil koenzim A). dengan menggunakan mikroorganisme Haloarcula marismortui sebagai model, Dr. Ivan Berg bersama koleganya di Freiburg Dr. Maria Khomyakova, Özlem Bükmez, Lorenz Thomas, dan Dr. Tobias Erb telah berhasil menguraikan secara detil jalur metabolisme mikroorganisme tersebut. Kabar terbaru dari jurnal Science, para peneliti menjelaskan bagaimana mereka dapat mengetahui keseluruhan siklus reaksi, termasuk seluruh intermediet yang terbentuk, dengan berbagai bantuan metode biokimia dan mikrobiologi. Tim ini memberi nama jalur metabolisme lengkap ini sebagai "siklus metilaspartat" setelah mengkarakterisasi zat antara yang penting dalam siklus tersebut.

Grup riset Freiburg ini belum mengetahui awal terjadinya jalur metabolisme seperti ini dan diperkirakan merupakan salah satu bentuk evolusi dari pendahulunya yang harus menemukan jalur metabolisme tersendiri demi beradaptasi dengan habitatnya yang berkadar garam sangat tinggi. Para peneliti ini juga terkejut saat menemukan bahwa gen leluhur archaea yang mengandung informasi jalur metabolisme ini didapat dari mikroorganisme lain.

Fenomena transfer gen antar-organisme ini sekarang biasa dikenal sebagai "transfer gen bercabang". Bagaimanapun, ilmuwan belum mengobservasi gen terdahulu yang mengandung informasi siklus metilaspartat dan digolongkan sebagai jalur metabolisme yang benar-benar baru. Kemungkinan, rekombinasi gen lelulur archaea mengarah kepada jalur metabolisme ini. Para peneliti menyatakan bahwa lebih sulit untuk menemukan sebuah gen baru dibandingkan dengan mengkombinasikan gen-gen yang sudah ada.

Kata Pencarian Artikel ini:

laut mati

Pengambilan Data dan Angka Penting

Posted: 15 May 2011 06:08 AM PDT

Di depan kalian telah dijelaskan tentang apa yang dimaksud dengan pengukuran. Dalam belajar fisika tidak bisa lepas dari pengukuran. Ada tiga hal penting yang berkaitan dengan pengukuran, yaitu: pengambilan data, pengolahan data dan penggunaan alat ukur. Ketiga hal ini dapat kalian cermati pada penjelasan berikut.
1. Pengambilan Data dan Angka Penting
Pernahkah kalian melakukan kegiatan pengambilan data? Proses pengukuran hingga memperoleh data hasil pengukuran itulah yang dinamakan pengambilan data. Apakah hasil pengukuran dapat memperoleh nilai yang tepat? Proses pengukuran banyak terjadi kesalahan. Kesalahan bisa terjadi dari orang yang mengukur, alat ukur atau lingkungannya. Untuk memuat semua keadaan itu maka pada hasil pengukuran dikenal ada angka pasti dan angka taksiran. Gabungan kedua angka itu disebut angka penting.
Angka penting adalah angka yang didapat dari hasil pengukuran yang terdiri dari angka pasti dan angka taksiran. Nilai setiap hasil pengukuran merupakan angka penting. Seperti keterangan di atas angka penting terdiri dari dua bagian. Pertama angka pasti yaitu angka yang ditunjukkan pada skala alat ukur dengan nilai yang ada. Kedua angka taksiran yaitu angka hasil pengukuran yang diperoleh dengan memperkirakan nilainya. Nilai ini muncul karena yang terukur terletak diantara skala terkecil alat ukur. Dalam setiap pengukuran hanya diperbolehkan memberikan satu angka taksiran. Untuk memahami angka penting ini dapat kalian cermati contoh berikut.

Penting
Angka taksiran pada pengukuran massa benda Gambar 1.2 juga boleh sebesar 0,9 atau 0,7 yang penting adalah 1 angka taksiran. Tidak boleh 0,85 atau 0,95 karena ada 2 angka penting.

CONTOH 1.1
Sekelompok siswa yang melakukan pengukuran massa benda menggunakan alat neraca pegas. Dalam pengukuran itu terlihat penunjukkan skala seperti pada Gambar 1.2. Aghnia menuliskan hasil 8,85 gr sedangkan John menuliskan hasil 8,9 gr. Manakah hasil yang benar?
Penyelesaian:
Coba kalian perhatikan Gambar 1.2. Dari gambar itu dapat diperoleh:
Angka pasti = 8 gr
Angka taksiran = 0,9 gr (hanya boleh satu angka taksiran, tidak boleh 0,85 karena 2 angka taksiran)
Hasil pengukuran adalah
m = angka pasti + angka taksiran
= 8 + 0,8 = 8,8 gr
Jadi yang lebih tetap adalah hasilnya John.

Untuk lebih memahami contoh ini dapat kalian coba soal berikut.

Sebuah pensil diukur panjangnya dengan mistar centimeter. Keadaannya dapat dilihat seperti pada Gambar 1.3. Tentukan hasil pengukuran tersebut.

Untuk mendapatkan hasil pengukuran yang tepat dapat dilakukan langkah-langkah penghindaran kesalahan. Langkah-langkah itu diantaranya seperti berikut.
a. Memilih alat yang lebih peka
Langkah pertama untuk melakukan pengukuran adalah memilih alat. Alat ukur suatu besaran bisa bermacam-macam. Contohnya alat ukur massa. Tentu kalian telah mengenalnya ada timbangan (untuk beras atau sejenisnya), neraca pegas, neraca O'hauss (di laboratorium) dan ada lagi neraca analitis (bisa digunakan menimbang emas). Semua alat ini memiliki kepekaan atau skala terkecil yang berbeda-beda. Untuk mendapatkan hasil yang lebih tepat maka: pertama, pilihlah alat yang lebih peka (lebih teliti). Misalnya neraca analitis memiliki ketelitian yang tinggi hingga 1 mg. Kedua, pilihlah alat yang sesuai penggunaannya (misalnya neraca analisis untuk mengukur benda – benda kecil seperti massa emas).
b. Lakukan kalibrasi sebelum digunakan
Kalibrasi biasa digunakan pada badan meteorologi dan geofisika. Misalnya untuk timbangan yang sudah cukup lama digunakan, perlu dilakukan kalibrasi. Kalibrasi adalah peneraan kembali nilai-nilai pada alat ukur. Proses kalibrasi dapat juga dilakukan dalam lingkup yang kecil yaitu pada pengambilan data eksperimen di laboratorium. Sering sekali alat ukur yang digunakan memiliki keadaan awal yang tidak nol. Misalnya neraca pegas saat belum diberi beban, jarumnya sudah menunjukkan nilai tertentu (bukan nol). Keadaan alat seperti inilah yang perlu kalibrasi. Biasanya pada alat tersebut sudah ada bagian yang dapat membuat nol (normal).
c. Lakukan pengamatan dengan posisi yang tepat
Lingkungan tempat pengukuran dapat mempengaruhi hasil pembacaan. Misalnya banyaknya cahaya yang masuk. Gunakan cahaya yang cukup untuk pengukuran. Setelah lingkungannya mendukung maka untuk membaca skala pengukuran perlu posisi yang tepat. Posisi pembacaan yang tepat adalah pada arah yang lurus.
d. Tentukan angka taksiran yang tepat
Semua hasil pengukuran merupakan angka penting. Seperti penjelasan di depan, bahwa angka penting memuat angka pasti dan satu angka taksiran. Angka taksiran inilah yang harus ditentukan dengan tepat. Lakukan pemilihan angka taksiran dengan pendekatan yang tepat. Angka taksiran ditentukan dari setengah skala terkecil. Dengan demikian angka penting juga dipengaruhi spesifikasi alat yang digunakan.

Aktiflah
Sekelompok siswa sedang
mengukur panjang penghapus.
Beberapa posisi pengukurannya
terlihat seperti
gambar di bawah.
Coba kalian jelaskan pengukur
(a) dan (b)!

Aktiflah
Gambar 1.3
Sekelompok siswa sedang
mengukur panjang penghapus.
Beberapa posisi pengukurannya
terlihat seperti
gambar di bawah.
(a)
(b)
Coba kalian jelaskan pengukur
(a) dan (b)!