AIR

AIR

Memahami kepentingan air

• Air ialah juzuk utama benda hidup. Lebih kurang 90%
daripada berat sel terdiri daripada air.

• Air bertindak sebagai medium lengai bagi banyak tindak
balas kimia yang berlaku dalam organisma hidup.

• Air bertindak sebagai pengangkut bagi pelbagai zat
terlarut di dalam dan di antara sel-sel.

• Air juga bertindak sebagai pengangkut haba.
• Air memainkan banyak peranan penting dalam hidupan

disebabkan air mempunyai beberapa sifat fizikal dan sifat
kimia yang unggul.
• Molekul air bersaiz kecil, berkutub dan membentuk
ikatan hidrogen dengan molekul berkutub dan molekul
air yang lain.

Ciri-ciri serta
kepentingan biologi

air

1. Molekul air adalah dwikutub

• Air ialah satu sebatian yang terdiri daripada unsur
hidrogen dan unsur oksigen.

• Apabila dua atom hidrogen dan satu atom
oksigen bergabung bersama untuk membentuk
satu molekul air, ikatan kovalen berkutub
terbentuk menyebabkan ia itu tidak tersusun
sebaris tetapi terletak pada sudut 104.5°.

• Ikatan kovalen berkutub terhasil kerana
tolakan yang kuat daripada dua pasang
elektron pencil pada atom oksigen terhadap
pasangan elektron yang membentuk ikatan
kovalen antara O-H pada sudut 104.5° antara
keduanya.

Keadaan
dwikutub

• Akibatnya, taburan cas yang tidak sekata
terbentuk di mana struktur molekul air ini
menghasilkan cas negatif separa bersih di
sekitar bahagian molekul oksigen dan cas
positif separa bersih di sekitar bahagian
molekul hidrogen yang disebut keadaan
dwikutub. Ini menjadikan molekul air satu
molekul dwikutub.

2. Molekul air terjaring melalui ikatan
hidrogen

• Apabila molekul-molekul air itu menghampiri
satu sama lain, ia akan menyusun dirinya
dengan keadaan hidrogen bercas positif
daripada satu molekul air tertarik ke arah
oksigen yang bercas negatif daripada molekul
air yang lain.

• Tarikan yang wujud di antara molekul-molekul
berkutub ini dikenali sebagai ikatan hidrogen.

Ikatan
hidrogen

Ikatan Hidrogen
• Ikatan hidrogen terbentuk sekiranya atom hidrogen diikat

kepada atom yang lebih elektronegatif seperti atom
nitrogen, atom oksigen atau atom fluorin dalam
pembentukan sebatian kovalen.
• Sebatian yang mempunyai ikatan hidrogen adalah seperti
molekul air (H2O), molekul hidrogen fluorida (HF), dan
molekul ammonia (NH3).

• Walaupun ikatan hidrogen merupakan ikatan
yang lemah dan mudah terputus, tetapi secara
kolektif, ikatan ini membentuk satu daya yang
kuat yang memegang molekul air bersama.

• Oleh itu, molekul air wujud secara
berkelompok dan bukan sebagai molekul
individu. Ciri ini menjadikan air satu bahan
yang agak stabil.

3. Air adalah pelarut universal

• Air merupakan pelarut yang baik kerana
molekulnya berkutub.

• Air melarutkan sebatian lain yang berkutub
dengan mudah kerana cas separa pada molekul
air tertarik pada komponen-komponen yang
bercas dalam sebatian tersebut.

• Apabila garam natrium klorida (Na+Cl-)
dimasukkan ke dalam air, hujung oksigen yang
bercas negatif dalam molekul air akan
menghampiri kation (Na+) sementara hujung
hidrogen yang bercas positif akan menghampiri
anion (Cl-).

Keterlarutan garam

Ion positif (H+)menarik ion negatif garam (Cl-)
Ion negatif ( O2-) menarik ion positif garam (Na+)

• Molekul air meneutralkan tarikan elektrostatik
di antara ion-ion yang berlainan cas,
seterusnya mengelilingi ion-ion itu dan
menyebabkan ion-ion itu terpisah antara satu
sama lain.

• Dengan kata lain, hablur garam itu tercerai
dan terlarut apabila dimasukkan ke dalam air.

• Bahan yang neutral dan tidak berkutub,
contohnya minyak, tidak larut di dalam air.

• Molekul minyak gagal berinteraksi dengan
molekul air walaupun digoncang dengan kuat.

• Sebaliknya, molekul air membentuk semula
ikatan hidrogen yang terputus akibat gangguan
fizikal dan menolak keluar molekul-molekul
minyak yang akan membentuk semula satu
lapisan berasingan di permukaan air.

4. Air mencapai ketumpatan yang

maksimum pada 4oC

• Oleh itu, ais kurang tumpat daripada air dan
dengan itu terapung di atas air.

• Ini berbeza dengan bahan lain di mana bentuk
pepejal biasanya lebih tumpat daripada
bentuk cecairnya.

• Ciri air yang istimewa ini mencegah tasik dan
lautan daripada menjadi beku pada musim
sejuk.

• Keadaan sedemikian membolehkan organisma
akuatik terus hidup selepas musim sejuk.

• Apabila air di permukaan tasik menyejuk dalam
musim luruh, air yang lebih tumpat, sejuk dan
kaya dengan oksigen akan tenggelam ke dasar
tasik menggantikan air yang lebih panas di dasar
tasik itu.

• Air di dasar tasik adalah lebih panas, kurang
mengandungi oksigen tetapi kaya dengan garam
mineral.

• Air di bahagian ini akan naik ke permukaan tasik
dan dengan itu membawa garam mineral kepada
tumbuhan yang hidup berhampiran dengan
permukaan tasik seperti fitoplankton.

• Gerakan air ini akan berterusan sehingga
seluruh air di dalam tasik itu mencapai suhu 4
°C, iaitu suhu di mana air berapa dalam keadaan
paling tumpat.

• Penyejukan selanjutnya tidak mengakibatkan
peredaran air kerana air yang lebih sejuk adalah
kurang tumpat dan terdapat di permukaan.

• Ini akhirnya akan membentuk satu lapisan ais di
permukaan tasik itu.

• Lapisan ais itu menebat air di bahagian
bawahnya daripada mengalami kehilangan haba
selanjutnya.

5. Air mempunyai ketegangan
permukaan yang tinggi

• Molekul air cenderung untuk melekat
bersama disebabkan oleh daya lekitan. Daya
ini dihasilkan oleh ikatan hidrogen di antara
molekul-molekul air. Daya ini menyebabkan
terbentuknya ketegangan permukaan yang
tinggi di permukaan sesuatu cecair.

Peranan fisiologi
air dalam

organisma hidup

1. Peranan sokongan

• Kandungan air yang tinggi dalam protoplasma
memberi sokongan yang baik kepada struktur sel.

• Air ialah medium sokongan bagi haiwan akuatik.
• Sebilangan haiwan yang mempunyai rangka

hidrostatik bergantung kepada air untuk
sokongan dan pergerakan.
• Air merupakan medium persenyawaan bagi sel
gamet yang berenang.
• Air ialah salah satu agen penyebaran biji benih
bagi tumbuhan terestrial, misalnya pokok kelapa.

2. Peranan metabolisme

• Semua tindak balas berlaku dalam medium larutan
akueus.

• Air ialah reagen dalam tindak balas. Air diperlukan
dalam semua tindak balas hidrolisis seperti
hidrolisis polisakarida kepada monosakarida,
lemak kepada asid lemak dan gliserol, dan protein
kepada asid amino.

• Air adalah satu bahan mentah untuk fotosintesis.
• Air menyediakan permukaan yang lembap untuk

resapan.

3. Peranan pelinciran

• Mukus membantu pergerakan siput dan
cacing tanah manakala pada mamalia mukus
memudahkan pergerakan makanan melalui
salur alimentari.

• Bendalir sinovia melicinkan pergerakan sendi
vertebrata.

• Bendalir pleural melincinkan pergerakan
peparu semasa pernafasan.

• Bendalir perikardium melicinkan pergerakan
jantung.

4. Peranan sebagai pelarut
dan pengangkutan

• Kebanyakan bahan terlarut di dalam air,
misalnya bahan perkumuhan seperti ammonia
dan urea dibuang daripada badan melalui air.

• Bahan seperti glukosa, asid amino, garam
mineral dan hormon diangkut dalam bentuk
terlarut dalam plasma darah. Begitu juga,
garam mineral dan sukrosa diangkut sebagai
larutan akueus dalam tumbuhan.