Jumat, 16 Oktober 2009

Robert Brown (1773-1858)

Seorang ahli botani Inggris pada tahun 1827 yang bernama Robert Brown (1773-1858), hal yang pertama kali ia amati di bawah mikroskop ultra adalah partikel koloid yang tampak sebagai titik cahaya kecil sesuai dengan sifatnya yang menghamburkan cahaya (efek Tyndall). Jika pergerakkan titik cahaya atau partikel tersebut diikuti, ternyata partikel tersebut bergerak terus-menerus dengan gerakan zigzag. Gerak acak dari partikel koloid dalam medium pendispersinya tersebut disebut sebagai gerak Brown. Adanya gerak Brown membuat partikel-partikel koloid dapat mengatasi pengaruh gravitasi sehingga partikel-partikel ini tidak memisahkan diri dari medium pendispersinya.

Bagaimana gerak Brown dijelaskan?
Partikel-partikel suatu zat senantiasa bergerak dan gerakannya ini dapat bersifat acak seperti pada zat cair dan gas, atau hanya bervibrasi di tempat seperti pada zat padat. Pergerakkan partikel-partikel untuk sistem koloid dengan medium pendispersi zat cair atau gas akan menghasilkan tumbukan dengan partikel-partikel koloid itu sendiri. Tumbukan tersebut berlangsung dari segala arah. Oleh karena ukuran partikel koloid cukup kecil, maka tumbukan yang terjadi cenderung tidak seimbang, sehingga terjadi resultan tumbukan yang menyebabkan perubahan arah gerak partikel sehingga terjadi gerak Brown.
Adanya resultan tumbukan oleh partikel-partikel medium pendispersi menyebabkan partikel-partikel koloid bergerak secara acak.

o Semakin besar ukuran partikel koloid, semakin lambat gerak Brown yang terjadi dan sebaliknya, semakin kecil ukuran partikel koloid, maka akan semakin cepat gerak Brown yang terjadi. Hal ini menyebabkan mengapa gerak Brown sulit diamati dalam larutan dan tidak ditemukan dalam suspensi.
o Suhu dapat mempengaruhi gerak Brown, jadi semakin tinggi suhu sistem koloid, maka semakin besar energi kinetik yang dimiliki partikel-partikel medium pendispersinya. Akibatnya, gerak Brown dari partikel-partikel fase terdispersinya semakin cepat, dan sebaliknya, semakin rendah suhu sistem koloid, maka gerak Brown semakin lambat.

Johannes Nicolaus Brønsted

Johannes Nicolaus Brønsted lahir di Varde (22 Februari 1879 - 17 Desember 1947) adalah seorang ahli kimia fisik Denmark. Ibunya meninggal segera setelah kelahirannya, dan ayahnya menikah kembali. Namun ketika berumur 14 tahun ayahnya juga meninggal. Setelah kehilangan kedua orang tua anak Brønsted dan pindah ke Kopenhagen dengan saudara tirinya Brønsted masuk dalam 'Metropolitanskolen' selama tiga tahun. Kemudian dia lulus dalam 'studentereksamen' (ujian masuk universitas) di musim panas 1897. Ia menerima gelar dalam ilmu teknik kimia di 1899 dan gelar Ph. D. pada tahun 1908 dari University of Copenhagen. Dia segera diangkat menjadi profesor anorganik dan kimia fisik di Copenhagen.


Ketika di Polytecnic Institut, Brønsted bertemu dengan Charlotte Louise Warberg. Mereka menikah pada 1903 dan pindah ke sebuah apartemen di Forchhammersvej di Kopenhagen


Pada tahun 1906 ia menerbitkan beberapa catatan mengenai afinitas elektron. Pada tahun 1923 ia memperkenalkan dasar teori reaksi asam-basa bersamaan dengan kimiawan Inggris Thomas Martin Lowry. Pada tahun yang sama, teori elektronik diusulkan oleh Gilbert N. Lewis, namun teori Bronsted-Lowrylah yang diakui pada saat itu.


Dia kemudian dikenal sebagai seorang peneliti proses katalisis dalan reaksi asam dan basa. Dia menamakannya sebagai proses Bronsted katalisis equation. Dia juga dikenal dalam teori donor proton bersama Lowry. Teori Bronsted mengatakan bahwa sebuah atom hidrogen (selalu ditemukan di dalam asam) berada dalam keaadaan ionnya ketika terlarut dalam air, ia kehilangan elektron dan menjadi donor proton. Ion H+ tersebut kemudian bergabung dengan substansi lain yang ada dalam lartutan, substansi ini dinamakan akseptor proton


Dalam Perang Dunia II ia selalu bertentangan dengan Nazis. Pada tahun ia terpilih sebagai salah seorang anggota parlemen Denmark, akan tetapi ia tidak sempat menjabat sebagai anggota parlemen. Dia meninggal tidak lama setelah pemilihan.

Carl Bosch : Ahli Kimia dan Metalurgi

Carl BoschCarl (Karl) Bosch (1874-1940) adalah ahli kimia Jerman, pengusaha industri, insinyur, ketua Lembaga Ilmu Pengetahuan Jerman. Perusahaan Bosch memproduksi amonia buatan dan metanol buatan. Bersama Friedrich Bergius ia mendapat Hadiah Nobel bidang kimia karena menemukan metoda tekanan tinggi kimia. Ia lahir di Cologne pada tanggal 27 Agustus 1874 dan meningal 26 April 1940 di Heidelberg, Jerman pada umur 66 tahun. Pada umur 20 tahun ia belajar di Charlottenburg untuk jadi ahli metalurgi dan insinyur. Metalurgi adalah ilmu dan teknologi yang mempelajari logam, struktur logam, sifat-sifat logam, prose pembuatan logam, dan sebagainya.

Di perguruan tinggi tersebut ia meraa kecewa karena mata kuliah yang ia terima hanya berdasarkan pengalaman dosen-dosen belaka, bukan ilmu dalam arti sekarang. Maka dua tahun kemudian ia pindah kuliah ke Universitas Leipzig. Di sini ia tidak belajar metalurgi tapi kimia. Pada tahun 1899, pada umur 25 tahun Bosch bekerja di Bandische Anilin-und Soda Fabrik (BASF) di kota Ludwigshafen. Nama pabrik itu kemudian jadi I.G. Ferbenindustrie AG.

Dalam perusahaan itu ada tiga sifat Bosch yang sangat menonjol. Ia belajar terus meskipun sudah punya titel Insinyur. Ia mendorong teman bekerjanya maju. Ia membuat rencana-rencana jangka panjang. Ia pandai mengorganisir kelompok kerjanya. Kedudukannya dalam perusahaan menanjak dengan cepat. Dalam waktu 11 tahun ia berhasil menduduki jabatan tertinggi di perusahaan itu. Ia dipilih jadi presiden direktur perusahaan pada umur 36 tahun (1935).

Kira-kira pada tahun 1900 dunia kekurangan pupuk nitrogen. Pupuk itu dibuat dari nitrat yang didatangkan dari Chile. Amerika Selatan. Tapi nitrat Chile tidak dapat memenuhi kebutuhan dunia akan pupuk. Padahal tanaman membutuhkan nitrogen atau zat lemas. Bagaimana cara membuat pupuk yang mengandung nitrogen?

Pada tahun 1909 Haber, ahli kimia jerman, berhasil mengembangkan proses pembuatan amonia sintetis.Amonia itu terbuat dari nitrogen dan hitrogen.Perbandingannya 1:3. Rumus kimianya NH3. Tapi Haber hanya dapat membuat amonia sintetis di dalam laboratorium. Maka ia menyerahkan pembuatan amonia buatan kepada Bosch. Bosch kemudian memproduksi amonia buatan secara besar-besaran. Hal itu terjadi pada tahun 1911. Empat tahun kemudian (1915) perusahaan Bosch mengoksidasikan amonia dan memproduksikan asam nitrat. Asam nitrat banyak di pakai dalam industri kimia untuk membuat obat-obatan, zat warna, dan bahan peledak. Pada tahun 1923 perusahaan Bosch memproduksi secara besar-besaran metanol buatan. Metanol adalah alkohol cair yang paling sederhana. Metanol juga disebut karbinol, alkohol kayu, alkohol kaca, atau metil alkohol. Metanol sintetis dibuat dengan jalan mereaksikan campuran hidrogen dan gas-gas karbon monoksida dengan tekanan tinggi.

Campuran itu disebut gas sintetis. Gas sintetis dapat dibuat dari bermacam-macam ampas, sampah, produk buangan, bahan bakar apa saja yang mengandung karbon, seperti batu bara, gas alam, minyak dan kayu. Metanol dipakai untuk bahan bakar, untuk motor, sebagai pelarut organik dalam pembuatan lak dan vernis, dalam pembuatan formaldehida untuk zat warna, dan sebagai bahan mendenaturasikan etanol. Untuk karya-karyanya tersebut Bosch bersama Borgius pada tahun 1931 mendapat Hadiah Nobel. Enam tahun kemudian (1937) Bosch dipilih jadi ketua Lembaga Ilmu Pengetahuan Jerman, menggantikan Max Planck.

Jons Jacob Berzelius (1779-1848

Jons Jacob Berzelius (1779-1848) adalah ahli kimia terbesar di dunia (1830), warga negara Swedia, pengarang, dan penemu. Ia menemukan Cerium, Selenium, Thorium. Ia mengisolir silikon, zirconium, dan titanium. Ia menemukan simbol unsur atau tanda atom, misalnya C untuk Karbon, O untuk Oksigen, H untuk Hidrogen, dan sebagainya. Ia menemukan beberapa istilah kimia yang dipakai hingga sekarang, misalnya : katalis, alotropi, isomeri, polimeri, protein, dan halogen. Ia membuat daftar berat atom dan proporsi gabungannya. Kadang-kadang ia disebut "bapak analis gravimetrik". Oleh para ahli sejarah kimia, Berzelius dipandang sebagai organisator ilmu kimia.

Berzelius lahir di dekat Linkoping, Swedia, pada tanggal 20 Agustus 1779 dan meninggal di Stckholm pada tanggal 7 Agustus 1848. Ayahnya guru dan meninggal ketika Berzelius masih kecil. Tak lama kemudian ibunya kawin lagi.

Untungnya ayah tirinya orang baik. Meskipun sangat miskin, ayah tirinya berusaha menyekolahkan Berzelius. Tapi beberapa tahun kemudian ibunya juga meninggal. Berzelius jadi acuh tak acuh pada pelajaran. Ketika ia jadi mahasiswa kedokteran di Uppsala, kuliahnya hampir berantakan. Untunglah nilai kimianya sangat tinggi. Dengan susah payah ia berhasil mencapai gelar doktor dalam ilmu kedokteran.

Pada umur 23 tahun (1802) ia diangkat jadi asisten dosen di Stockholm. Ia mengajar ilmu pengobatan, botani, dan farmasi. Lima tahun kemudian ia angkat jadi dosen tetap. Ia dipilih jadi anggota Lembaga Ilmu Pengetahuan Stockholm dan jadi sekretaris tetap (1818).Jons Jacob Berzelius

Meskipun sudah jadi dosen Berzelius tetap miskin. Namun semangat belajarnya luar biasa. Ia membuat laboratorium sederhana di dapur. Karena tidak mampu membeli peralatan yang mahal. Ia bekerja dengan peralatan sederhana dengan caranya sendiri. Dengan tekun sabar selama 10 tahun ia mempelajari 2000 senyawa. Ia menggunakan oksigen sebagai dasar penentuan bobot atom. Hasil jerih payahnya ia terbitkan sebagai buku pada tahun 1818 dengan judul Pelajaran Kimia. Buku ini bermutu tinggi, mengalami edisi kelima, diterjemahkan ke dalam bahasa Jerman dan Prancis, dan berpengaruh besar terhadap perkembangan ilmu kimia pada zaman itu. Berzelius juga menerbitkan lebih 250 karya lainnya tentang kemajuan ilmu kimia dan fisika. Secara terperinci, ia mempelajari senyawa-senyawa tellurium, vanadium, molybdenum, tungsten, uranium, dan unsur-unsur lain. Menjelang tahun 1830 Berzelius jadi tokoh ilmu kimia terbesar di dunia. Ia kawin pada umur 56 tahun dengan gadis berumur 24 tahun. Hadiah perkawinannya berupa gelar Baron dari raja Swedia.

ANTOINE HENRI BECQUEREL 1852-1908

Penemu radio aktivitas Antoine Henri Becquerel ini lahir di Paris tahun 1852. Pendidikannya baik, dapat gelar doktor tahun 1888. Tahun 1892 dia jadi gurubesar fisika praktis di Musium Sejarah Alam (Musee d' Histoire Naturelle) di Paris. Menarik untuk dicatat, baik kakek maupun bapaknya bukan saja sama-sama ahli fisika tetapi juga pernah menempati kedudukan yang sama. Anehnya, anaknya pun begitu. Di tahun 1895 Becquerel jadi gurubesar fisika di perguruan tinggi politeknik. (Ecole Polytechnique) di Paris. Di sinilah pada tahun 1896 dia membuat penemuan besar yang membuat namanya kesohor.

Tahun sebelumnya Wilhelm Rontgen menemukan sinar X, satu penemuan yang menggemparkan masyarakat ilmiah. Rontgen memprodusir sinar X dengan menggunakan tabung katoda sinar, Becquerel berpikir apakah sinar X tidak bisa diprodusir dengan kegiatan sinar matahari biasa di atas substansi non-metal. Becquerel memiliki di laboratoriumnya beberapa kristal "Potasium uranium sulfate" --satu campuran yang dia tahu non-metalik-- dan dia memutuskan melakukan percobaan dengan itu: pertama, dia menempelkan beberapa kertas hitam tebal di sekeliling lembaran fotografis untuk meyakinkan tidak ada cahaya yang bisa tampak dapat mencapai lembaran itu. Lantas dia letakkan kristal non-metalik di atas lembaran yang tertutup itu dan menyodorkannya ke bawah sinar matahari. Cukup meyakinkan tatkala kemudian dapat menemukan film fotografis, satu bayangan kristal muncul di atasnya.

Mulanya Becquerel yakin bahwa dia sudah berhasil menemukan sumber sinar X baru. Kemudian, secara kebetulan, dia menemukan bahwa campuran uranium akan memasukkan radiasi meskipun tidak disodorkan kepada cahaya yang terbuka. Memang ada hari-hari di mana buat Becquerel masih samar-samar dan bimbang mengulangi percobaannya sebagaimana mestinya. Karena itu dia letakkan barang-barangnya --kristal dan lembaran fotografis yang terbungkus rapi dan hati-hati-- jauh-jauh di lacinya, tanpa terlebih dulu menampakkan kristalnya di bawah cahaya matahari. Beberapa hari kemudian tak urung dia memutuskan mencuci lembaran fotografis yang tak terpakai itu. Dia terkejut, lembaran itu menampakkan bayangan kristal!

Jelaslah apa yang terjadi bukanlah non-metal biasa. Dengan bijak Becquerel memutuskan mengurungkan proyek aslinya dan menggantinya dengan penyelidikan fenomena yang aneh yang dialaminya. Segera dia mengetahui bahwa radiasi akan diteruskan oleh tiap campuran kimiawi uranium bukanlah sinar X. (Untuk sementara disebut sinar Becquerel). Becquerel juga menemukan bahwa jenis baru radiasi ini akan diteruskan oleh tiap-tiap kimiawi uranium dan tidak saja oleh apa yang diselidikinya pertama kali. Kenyataannya, dia menemukan bahwa meskipun uranium metal mengandung radioaktif. Karena radiasi tidak tergantung samasekali pada bentuk kimiawi uranium, Becquerel menyadari bahwa radio aktivitas bukanlah berasal dari kimiawi, tetapi harus dari atom uranium itu sendiri.

Tahun 1896 Becquerel menerbitkan beberapa kertas kerja ilmiah tentang fenomena yang diketemukannya. Diantara para ilmuwan yang membaca kertas kerja menjadi tertarik dan kemudian yang melakukan penyelidikan tambahan adalah Marie Curie. Dia segera mengetahui bahwa unsur "thorium" juga mengandung radioaktif. Bekerja sama dengan suaminya, Pierre, dia juga menemukan dua hal yang dulunya tidak dikenal, yaitu "polonium" dan "radium", keduanya mengandung radioaktif. (Kebetulan Marie Curie-lah yang pertama kali menggunakan istilah "radio aktivitas" untuk menjelaskan fenomena itu).

Ilmuwan lain, termasuk Ernest Rutherford dan Frederick Soddy, juga melakukan penyelidikan fenomena ini, dan dalam tempo singkat mengetahui bahwa sinar Becquerel mengandung tiga jenis radiasi. Para ilmuwan menamakannya "sinar alpa", "sinar beta" dan "sinar gamma" dan mulai mempelajari ihwal ketiga sinar itu.

Aspek yang paling menarik dari sinar-sinar ini adalah energi yang terkandungnya. Substansi radioaktif jelas meneruskan energi dalam jumlah besar dan tampaknya tak ada kemungkinan lain daripada kesemuanya datang dari bagian dalam atom. Ini teramatlah menariknya, karena sebelum penemuan radioaktif tak pernah sebiji sawi pun ada anggapan bahwa atom bisa mengandung begitu besar energi.

Tahun 1903 Becquerel dapat Hadiah Nobel untuk fisika bersama-sama Pierre dan Marie Curie. Dia meninggal tahun 1908 di kota Le Croisic, Perancis.

Radioaktif itu punya arti penting karena beberapa sebab. Pertama, punya pelbagai kegunaan langsung, misalnya untuk pengobatan kanker. Kedua, punya manfaat besar buat penyelidikan ilmiah. Radioaktif menolong kita peroleh keterangan tentang struktur nuklir; petunjuk radioaktif digunakan dalam penyelidikan biokimia; pencarian keterangan waktu radioaktif suatu alat penting dalam penyelidikan geologi dan arkeologi. Tetapi makna terbesarnya karena tersingkapnya kenyataan bahwa sejumlah besar energi "tersimpan" dalam atom. Dalam tempo lima puluh tahun sejak penemuan Becquerel, ditemukan teknik untuk melepas jumlah besar energi atom dalam saat singkat. (Bom yang dijatuhkan di Hiroshima terdiri dari uranium). Reaktor nuklir, tentu saja, menyajikan cara pelepasan energi atom secara lebih terawasi dan lebih perlahan.

Di mana letak kedudukan Becquerel dalam daftar seratus tokoh ini? Tentu saja tidak beralasan menganggap kesemua perkembangan nuklir itu merupakan jasa Becquerel seorang. Sebab, banyak pula orang lain terlibat dalam pengembangan ini. Kendati begitu, penemuan radioaktif Becquerel merupakan salah satu penemuan embryo dalam ilmu pengetahuan. Kenyataan menunjukkan, ada persamaan antara Becquerel dan Leeuwenhoek. Seperti halnya Leeuwenhoek menemukan kehidupan mikroskopis dalam satu titik air, begitu pula Becquerel menemukan dunia baru tak terduga dalam atom. Keduanya menemukannya secara tak sengaja. Namun, hal itu tak akan terjadi kalau saja mereka tidak melakukan penyelidikan serius.

Betapa pun ada persamaan antara kedua orang itu, rasanya jelas Becquerel harus ditempatkan di bawah Leeuwenhoek. Baksil dan pengetahuan kita mengenainya punya peranan yang lebih besar dalam kehidupan manusia ketimbang radioaktif dan tenaga atom.

Di lain pihak, saya pikir Becquerel punya arti lebih penting dibanding orang-orang lain (seperti Enrico Fermi) yang lebih langsung terlibat dalam pembikinan bom atom. Sebelum tahun 1895 tak ada pandangan teoritis yang menunjukkan bahwa fenomena radioaktif merupakan hal yang ada. Sekali kunci penemuan diketahui, penemuan berikutnya di bidang itu sedikit banyak tak bisa dicegah lagi.

Johann Jakob Balmer

Dilahirkan di Lausen, Swiss, dia adalah putra pertama seorang hakim kepala yang juga bernama Johann Jakob Balmer. Ibunya bernama Elizabeth Rolle Balmer. Selama masa sekolahnya, ia unggul di bidang matematika, dan memutuskan untuk fokus di bidang ini ketika masuk universitas.

Ia belajar di Universitas Karlsruhe dan Universitas Berlin, kemudian menyelesaikan Ph.D. di Universitas Basel pada 1849 dengan disertasi mengenai cycloid. Johann kemudian menghabiskan seluruh hidupnya di Basel, tempat ia mengajar di sebuah sekolah khusus putri. Dia juga memberi kuliah di Universitas Basel. Pada 1868 ia menikahi Christine Pauline Rinck pada usia 43. Pasangan ini dikaruniai enam anak.

Meskipun ia adalah seorang matematikawan, namun tidak ada pekerjaan besar yang dihasilkannya di bidang ini. Sumbangan terbesarnya justru di bidang fisika (dibuatnya pada usia 60, pada tahun 1885) yaitu sebuah rumus empiris untuk garis-garis spektrum atom hidrogen. Rumus Balmer menentukan panjang gelombang garis-garis serapan sebagai berikut :

\lambda\ = \frac{ hm^2 }{ m^2 - n^2 }

untuk n = 2, h = 3.6546×10−7 m, dan m = 3, 4, 5, 6, dan seterusnya. Balmer kemudian menggunakan rumus ini untuk memperkirakan panjang gelombang untuk m = 7, dan seorang kolega di universitas dapat meng-konfirmasi kecocokan dengan akurasi yang tinggi. Penjelasan fisis rumus ini harus menunggu hingga tahun 1913 dimana Niels Bohr memperkenalkan model atomnya.

Johann Balmer wafat di Basel.

Amedeo Carlo Avogadro

BIODATA

Lahir: 9 Agustus 1776

Meninggal: 9 Juli 1856

Tempat lahir: Turin, Piedmont, Itali

Terkenal dengan: Bilangan Avogadro

Nama lahir: Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro

Fisikawan Italia Amedeo Avogadro menetapkan hipotesis keempatnya yang menyamakan volum gas di bawah kondisi tekanan dan suhu tertentu terdiri dari sejumlah partikel yang sama. Terlatih sebagai pengacara, Avogadro mempelajari ilmiah dan menghabiskan kebanyakan karirinya sebagai Chair of Mathematical Physics at Turin, Walaupun dia mempublikasikan lebih banyak di bagian fisika dan kimia, dia lebih terkenal dengan 1811 publikasi hipotesisinya ketika bekerja sama dengan fisikawan Perancis Joseph Louis Guy-Lussac (1778-1850), juga ide mengenai gas yang disusun dari atom-atom dan kombinasi atom (molekul) dan ini dapat diukur. Meskipun pekerjaannya ini diabaikan selama hidupnya, menjelang tahun 1880 kemudian hipotesisnya ini diterima dikarenakan Stanislao Cannizzaro, orang yang membuat tabel berat atom berdasarkan hasil dari Avogadro. Selanjutnya kimiawan dan fisikawan menentukan nilai "Bilangan Avogadro", jumlah molekul gas dalam satu mol (berat atom atau molekul dalam gram) yaitu sebesar 6,022 x 1023.

Svante August Arrhenius

Svante August Arrhenius dilahirkan di kota Vik pada 19 Februari 1859, ayahnya bernama Svante Gustaf Arrhenius, ibunya bernama Carolina Christina Thunberg. Beliau merupakan keturunan keluarga petani. Pamannya adalah Profesor Botani dan Rektor di Agricultural High School (sekolah menengah agrikultural), Ultuna dekat dengan kota Uppsala kemudian sebagai Sekretaris di Swedish Academy of Agriculture (akademi agrikultur Swedia). Ayahnya sebagai pegawai surveyor tanah di University of Uppsala.

Sejak kecil, Arrhenius menunjukkan bakat di bidang aritmatika dan di sekolahnya dia sangat tertarik pada matematika dan fisika. Tahun 1876 dia masuk University of Uppsala mempelajari matematika, kimia dan fisika. Tahun 1881 dia pergi ke Stockholm sebagai asisten Prof. E. Edlund di Academy of Sciences. Tahun 1884 dia menghasilkan tesis yang berjudul Recherches sur la conductibilité galvanique des électrolytes/Investigations on thegalvanic conductivity of electrolytes (=Studi Konduktivitas Galvani pada Elektrolit).

Tahun 1891, Arrhenius menolak gelar Profesor dari Giessen, Germany. Tetapi, tidak lama setelah itu, beliau mendapat penawaran menjadi staf pengajar di Stockholms Högskola. Di sana pulalah beliau menjadi Profesor Fisika pada tahun 1895. Karirnya di Stockholms terus meningkat, sampai berhasil terpilih menjadi rektor dari 1897 sampai 1905.

Arhenius termask ilmuwan yang rajin menulis buku. Hasil karyanya antara lain: Tahun 1900 menerbitkan buku berjudul /Lärobok i teoretisk elektrokemi/Textbook of theoretical electrochemistry/( Buku Teks Teori Elektrokimia). Diikuti buku /Theorien der Chemie/ Theories of Chemistry/ (Kimia Teori) dan buku /Immunochemistry/ tahun 1906. tahun 1918 menerbitkan buku the Silliman lectures /Theories of solutions/ (Teori Larutan). Tahuin 1903 menerbitkan “Lehrbuch der kosmischen Physik” (Buku Teks Fisika Alam Semesta).

Selama perang dunia pertama, dia membuat usaha yang luar biasa yaitu membebaskan dan memulangkan kembali para ilmuwan Jerman dan Austri yang menjadi tahanan perang. Arrhenius menikah dua kali, pertama tahun 1894 dengan Sofia Rudbeck dan mendapatkan satu putra dan tahun 1905 dengan Maria Johansson dan darinya mendapatkan satu putra dan dua orang putri. Arrhenius meninggal di Stockholm pada 2 Oktober 1927 dan dimakamkan di Uppsala.

Rhazes

Abu Bakar Muhammad bin Zakaria al-Razi atau dikenali sebagai Rhazes di dunia barat merupakan salah seorang pakar sains Iran yang hidup antara tahun 864 – 930. Beliau lahir di Rayy, Teheran pada tahun 251 H./865 dan wafat pada tahun 313 H/925.

Di awal kehidupannya, al-Razi begitu tertarik dalam bidang seni musik. Namun al-Razi juga tertarik dengan banyak ilmu pengetahuan lainnya sehingga kebanyakan masa hidupnya dihabiskan untuk mengkaji ilmu-ilmu seperti kimia, filsafat, logika, matematika dan fisika.

Walaupun pada akhirnya beliau dikenal sebagai ahli pengobatan seperti Ibnu Sina, pada awalnya al-Razi adalah seorang ahli kimia.? Menurut sebuah riwayat yang dikutip oleh Nasr (1968), al-Razi meninggalkan dunia kimia karena penglihatannya mulai kabur akibat ekperimen-eksperimen kimia yang meletihkannya dan dengan bekal ilmu kimianya yang luas lalu menekuni dunia medis-kedokteran, yang rupanya menarik minatnya pada waktu mudanya.? Beliau mengatakan bahwa seorang pasien yang telah sembuh dari penyakitnya adalah disebabkan oleh respon reaksi kimia yang terdapat di dalam tubuh pasien tersebut. Dalam waktu yang relatif cepat, ia mendirikan rumah sakit di Rayy, salah satu rumah sakit yang terkenal sebagai pusat penelitian dan pendidikan medis.? Selang beberapa waktu kemudian, ia juga dipercaya untuk memimpin rumah sakit di Baghdad..

Beberapa ilmuwan barat berpendapat bahwa beliau juga merupakan penggagas ilmu kimia modern. Hal ini dibuktikan dengan hasil karya tulis maupun hasil penemuan eksperimennya.

Al-Razi berhasil memberikan informasi lengkap dari beberapa reaksi kimia serta deskripsi dan desain lebih dari dua puluh instrument untuk analisis kimia. Al-Razi dapat memberikan deskripsi ilmu kimia secara sederhana dan rasional. Sebagai seorang kimiawan, beliau adalah orang yang pertama mampu menghasilkan asam sulfat serta beberapa asam lainnya serta penggunaan alkohol untuk fermentasi zat yang manis.

Beberapa karya tulis ilmiahnya dalam bidang ilmu kimia yaitu:

* Kitab al Asrar, yang membahas tentang teknik penanganan zat-zat kimia dan manfaatnya.
* Liber Experimentorum, Ar-Razi membahas pembagian zat kedalam hewan, tumbuhan dan mineral, yang menjadi cikal bakal kimia organik dan kimia non-organik.
* Sirr al-Asrar:
o ilmu dan pencarian obat-obatan daripada sumber tumbuhan, hewan, dan galian, serta simbolnya dan jenis terbaik bagi setiap satu untuk digunakan dalam rawatan.
o Ilmu dan peralatan yang penting bagi kimia serta apotek.
o Ilmu dan tujuh tata cara serta teknik kimia yang melibatkan pemrosesan raksa, belerang (sulfur), arsenik, serta logam-logam lain seperti emas, perak, tembaga, timbal, dan besi.

Menurut H.G Wells (sarjana Barat terkenal), para ilmuwan muslim merupakan golongan pertama yang mengasas ilmu kimia. Jadi tidak heran jika sekiranya mereka telah mengembangkan ilmu kimia selama sembilan abad bermula dari abad kedelapan maseh

LAVOISIER 1743-1794

Ilmuwan Perancis hebat Antoine Laurent Lavoisier merupakan tokoh terkemuka di bidang perkembangan ilmu kimia. Pada saat kelahirannya di Paris tahun 1743, ilmu pengetahuan kimia ketinggalan jauh ketimbang fisika, matematika dan astronomi. Sejumlah besar penemuan yang berdiri sendiri-sendiri sudah banyak diketemukan oleh para ahli ilmu kimia, tetapi tak satu pun kerangka teori yang dapat jadi pegangan yang dapat merangkum informasi yang terpisah-pisah. Pada saat itu tersebar semacam kepercayaan yang tak meyakinkan bahwa air dan udara merupakan substansi yang elementer. Lebih buruk lagi, adanya kesalahfahaman mengenai hakekat daripada api. Kepercayaan yang berkembang saat itu adalah bahwa semua proses pembakaran benda mengandung substansi duga-dugaan yang disebut “phlogiston,” dan bahwa selama proses pembakaran, substansi barang yang terbakar melepaskan phlogiston-nya ke udara.

Dalam jangka waktu antara tahun 1754 – 1774, ahli-ahli kimia berbakat seperti Joseph Black, Joseph Priestley, Henry Cavendish dan lain-lainnya telah mengisolir arti penting gas seperti oxygen, hydrogen, nitrogen dan carbon dioxide. Tetapi, sejak orang-orang ini menerima teori phlogiston, mereka tidak mau memahami hakikat atau arti penting substansi kimiawi yang telah mereka ketemukan. Oxygen, misalnya, dipandang sebagai udara yang semua phlogiston-nya telah dialihkan. (Sebagaimana diketahui bahwa serpihan kayu lebih sempurna terbakar dalam oxygen ketimbang dalam udara; mungkin ini akibat udara lebih mudah menghisap phlogiston dari kayu yang terbaru). Jelas, kemajuan nyata di bidang kimia tidak bisa terjadi sebelum dasar-dasar utamanya dapat difahami.

Adapun Lavoisier yang berhasil dan menangani bagian-bagian yang menjadi teka-teki menjadi satu kesatuan yang dapat dibenarkan dan menemukan arah yang tepat dalam teori ilmu kimia. Pada tahap pertama, kata Lavoisier, teori phlogiston sepenuhnya meleset: tidak ada benda yang namanya phlogiston. Proses pembakaran terdiri dari kombinasi kimiawi tentang terbakarnya barang dengan oxygen. Kedua, air bukanlah barang elementer samasekali melainkan satu campuran antara oxygen dan hydrogen. Udara bukanlah juga substansi elementer melainkan terdiri terutama dari campuran dua jenis gas, oxygen dan nitrogen. Semua pernyataan ini kini tampak gamblang sekarang, tetapi belum bisa ditangkap baik oleh pendahulu-pendahulu Lavoisier maupun rekan sejamannya. Bahkan sesudah Lavoisier merumuskan teorinya dan mengajukan kepada kalangan ilmuwan, toh masih banyak juga pemuka-pemuka ahli kimia yang menolak gagasan teori ini. Tetapi, buku Lavoisier yang brilian Pokok-pokok Dasar Kimia (1789), begitu terang dan jernihnya mengedepankan hipotesa ini dan begitu meyakinkan serta mengungguli pendapat-pendapat lain, barulah ahli-ahli kimia angkatan lebih muda dengan cepat mempercayainya.

Seraya membuktikan bahwa air dan udara bukanlah unsur kimiawi, Lavoisier mencantumkan pula dalam bukunya daftar substansi benda-benda itu yang dianggapnya punya arti mendasar dan bersifat elementer meski daftarnya mengandung beberapa kekeliruan, daftar unsur kimiawi modern sekarang ini pada hakekatnya merupakan perluasan dari apa yang sudah disusun Lavoiser itu.

Lavoiser sudah menyusun skema pertama yang tersusun rapi tentang sistem kimiawi (bekerja sama dengan Berthollet, Fourcroi dan Guyton de Morveau). Dalam sistem Lavoisier (yang jadi dasar pegangan hingga sekarang) komposisi kimia dilukiskan dengan namanya. Untuk pertama kalinya penerimaan suatu sistem kimia yang seragam dijabarkan sehingga memungkinkan para ahli kimia di seluruh dunia dapat saling berhubungan satu sama lain dalam hal penemuan-penemuan mereka.

Lavoisier merupakan orang pertama yang dengan gamblang mengemukakan prinsip-prinsip penyimpanan jumlah reaksi benda kimia tanpa bentuk tertentu: yakni reaksi dapat mengatur kembali elemen yang benar dalam substansi semula tetapi tak ada hal yang terhancurkan dan pada akhir hasil berada dalam berat yang sama seperti komponen asal. Keyakinan Lovoisier tentang pentingnya kecermatan menimbang bahan kimiawi melibatkan reaksi yang mengubah ilmu kimia menjadi ilmu eksakta dan sekaligus menyiapkan jalan bagi banyak kemajuan-kemajuan di bidang kimia pada masa-masa sesudahnya.

Lavoisier juga memberi sumbangan dalam bidang penyelidikan geologi, dan menyumbangkan pula dalam bobot yang meyakinkan di bidang fisiologi. Dengan percobaan yang teramat hati-hati (bekerja sama dengan Laplace), dia mampu menunjukkan bahwa proses fisiologi mengenai keringatan atau bersimbah peluh adalah pada dasarnya sama dengan proses pembakaran lambat. Dengan kata lain, manusia dan bangsa binatang menimba energi mereka dari proses pembakaran organik yang perlahan dari dalam, dengan penggunaan oxygen dalam udara yang dihimpunnya. Penemuan ini saja –yang mungkin arti pentingnya setara dengan penemuan Harvey tentang peredaran darah– sudah cukup mendudukkan Lavoisier dalan daftar urutan buku ini. Tambahan pula, Lavoisier punya makna amat penting berkat formulasinya tentang teori kimia sebagai titik tolak tak tergoyahkan bagi sektor pengetahuan kimia pada jalur yang tepat. Dia umumnya dianggap sebagai “Pendiri ilmu kimia modern”, dan memang dia patut mendapat julukan itu.

“Daftar Periodik Unsur” modern yang dasarnya merupakan perluasan dari daftar LavoisierSeperti halnya beberapa tokoh yang tercantum dalam daftar urutan buku ini, Lavoisier justru belajar hukum di saat remajanya. Meski dia dapat gelar sarjana hukum dan diangkat dalam lingkungan ahli hukum namun tak sekali pun dia pernah mempraktekkan ilmunya, walau memang ada dia berkecimpung dalam dunia perkantoran administrasi Perancis dan pelayanan urusan masyarakat. Tetapi yang terutama dia giat di dalam Akademi Pengetahuan Kerajaan Perancis. Dia juga anggota Ferme Generale, suatu organisasi yang berkecimpung dalam dunia urusan pajak. Akibatnya, sesudah Revolusi Perancis 1789, pemerintahan revolusioner teramat mencurigainya.

Akhirnya dia ditangkap, berbarengan dengan dua puluh tujuh anggota Ferme Generale. Pengadilan revolusi mungkin tidak terlampau teliti, tetapi proses pemeriksaan berjalan cepat. Pada suatu hari tanggal 8 Mei 1794 kedua puluh tujuh orang itu diadili, dinyatakan bersalah dan dipenggal kepalanya dengan guillotine. Lavoisier dapat hidup terus dengan istrinya yang cerdas yang senantiasa membantunya dalam kerja penyelidikan.

Pada saat pengadilan, ada permintaan agar kasus Lavoisier dipisahkan, seraya mengedepankan sejumlah pengabdian yang sudah dilakukannya untuk masyarakat dan ilmu pengetahuan. Hakim menolak permintaan dengan komentar ringkas “Republik tak butuh orang-orang genius.” Ahli matematika besar Langrange dengan ketus dan tepat membela temannya: “Memang diperlukan waktu sekejap untuk memenggal sebuah kepala, tetapi tak cukup waktu seratus tahun untuk menempatkan kepala macam itu pada posisinya semula.”

Jabir Ibn Hayyan

Seorang tokoh besar yang dikenal sebagai “the father of modern chemistry”.
Jabir Ibn Hayyan (keturunan Arab, walaupun sebagian orang menyebutnya keturunan Persia), merupakan seorang muslim yang ahli dibidang kimia, farmasi, fisika, filosofi dan astronomi.Jabir Ibn Hayyan (yang hidup di abad ke-7) telah mampu mengubah persepsi tentang berbagai kejadian alam yang pada saat itu dianggap sebagai sesuatu yang tidak dapat diprediksi, menjadi suatu ilmu sains yang dapat dimengerti dan dipelajari oleh manusia.

Penemuan-penemuannya di bidang kimia telah menjadi landasan dasar untuk berkembangnya ilmu kimia dan tehnik kimia modern saat ini.

Jabir Ibn Hayyan-lah yang menemukan asam klorida, asam nitrat, asam sitrat, asam asetat, tehnik distilasi dan tehnik kristalisasi. Dia juga yang menemukan larutan aqua regia (dengan menggabungkan asam klorida dan asam nitrat) untuk melarutkan emas.

Jabir Ibn Hayyan mampu mengaplikasikan pengetahuannya di bidang kimia kedalam proses pembuatan besi dan logam lainnya, serta pencegahan karat. Dia jugalah yang pertama mengaplikasikan penggunaan mangan dioksida pada pembuatan gelas kaca.

Jabir Ibn Hayyan juga pertama kali mencatat tentang pemanasan wine akan menimbulkan gas yang mudah terbakar. Hal inilah yang kemudian memberikan jalan bagi Al-Razi untuk menemukan etanol.

Jika kita mengetahui kelompok metal dan non-metal dalam penggolongan kelompok senyawa, maka lihatlah apa yang pertamakali dilakukan oleh Jabir. Dia mengajukan tiga kelompok senyawa berikut:
1) “Spirits“ yang menguap ketika dipanaskan, seperti camphor, arsen dan amonium klorida.
2) “Metals” seperti emas, perak, timbal, tembaga dan besi; dan
3) “Stones” yang dapat dikonversi menjadi bentuk serbuk.

Salah satu pernyataannya yang paling terkenal adalah: “The first essential in chemistry, is that you should perform practical work and conduct experiments, for he who performs not practical work nor makes experiments will never attain the least degree of mastery.”

Pada abad pertengahan, penelitian-penelitian Jabir tentang Alchemy diterjemahkan kedalam bahasa Latin, dan menjadi textbook standar untuk para ahli kimia eropa. Beberapa diantaranya adalah Kitab al-Kimya (diterjemahkan oleh Robert of Chester – 1144) dan Kitab al-Sab’een (diterjemahkan oleh Gerard of Cremona – 1187). Beberapa tulisa Jabir juga diterjemahkan oleh Marcelin Berthelot kedalam beberapa buku berjudul: Book of the Kingdom, Book of the Balances dan Book of Eastern Mercury. Beberapa istilah tehnik yang ditemukan dan digunakan oleh Jabir juga telah menjadi bagian dari kosakata ilmiah di dunia internasional, seperti istilah “Alkali”, dsb.

John Dalton

John Dalton-lah ilmuwan Inggris yang di awal abad ke-19 mengedepankan hipotesa atom ke dalam kancah ilmu pengetahuan. Dengan perbuatan ini, dia menyuguhkan ide kunci yang memungkinkan kemajuan besar di bidang kimia sejak saat itu.

Supaya jelas, dia bukanlah orang pertama yang beranggapan bahwa semua obyek material terdiri dari sejumlah besar partikel yang teramat kecil dan tak terusakkan yang disebut atom. Pendapat ini sudah pernah diajukan oleh filosof Yunani kuno, Democritus (360-370 SM?), bahkan mungkin lebih dini lagi. Hipotesa itu diterima oleh Epicurus (filosof Yunani lainnya), dan dikedepankan secara brilian oleh penulis Romawi, Lucretius (meninggal tahun 55 SM), dalam dia punya syair yang masyhur “De rerum natura” (Tentang hakikat benda).

Teori Democritus (yang tidak diterima oleh Aristoteles) tidak diacuhkan orang selama Abad Pertengahan, dan punya sedikit pengaruh terhadap ilmu pengetahuan. Meski begitu, beberapa ilmuwan terkemuka dari abad ke-17 (termasuk Isaac Newton) mendukung pendapat serupa. Tetapi, tak ada teori atom dikemukakan ataupun digunakan dalam penyelidikan ilmiah. Dan lebih penting lagi, tak ada seorang pun yang melihat adanya hubungan antara spekulasi filosofis tentang atom dengan hal-hal nyata di bidang kimia.

Itulah keadaannya tatkala Dalton muncul. Dia menyuguhkan “teori kuantitatif” yang jelas dan jemih yang dapat digunakan dalam penafsiran percobaan kimia, dan dapat dicoba secara tepat di laboratorium.

Meskipun terminologinya agak sedikit berbeda dengan yang kita gunakan sekarang, Dalton dengan jelas mengemukakan konsep tentang atom, molekul, elemen dan campuran kimia. Dia perjelas itu bahwa meski jumlah total atom di dunia sangat banyak, tetapi jumlah dari pelbagai jenis yang berbeda agak kecil. (Buku aslinya mencatat 20 elemen atau kelompok atom; kini sedikit di atas 100 elemen sudah diketahui).

Meskipun perbedaan tipe atom berlainan beratnya, Dalton tetap berpendapat bahwa tiap dua atom dari kelompok serupa adalah sama dalam semua kualitasnya, termasuk “mass” (kuantitas material dalam suatu benda diukur dari daya tahan terhadap perubahan gerak). Dalton memasukkan di dalam bukunya satu daftar yang mencatat berat relatif dari pelbagai jenis atom yang berbeda-beda, daftar pertama yang pernah disiapkan orang dan merupakan kunci tiap teori kuantitatif atom.

Dalton juga menjelaskan dengan gamblang bahwa tiap dua molekul dari gabungan kimiawi yang sama terdiri dari kombinasi atom serupa. (Misalnya, tiap molekul “nitrous oxide” (N2O) terdiri dari dua atom nitrogen dan satu atom oxygen). Dari sini membentuk sesuatu gabungan kimiawi tertentu –tak peduli bagaimana bisa disiapkan atau di mana diperoleh– senantiasa terdiri dari elemen yang sama dalam proporsi berat yang sepenuhnya sama. Ini adalah “hukum proporsi pasti,” yang telah diketemukan secara eksperimentil oleh Joseph Louis Proust beberapa tahun lebih dulu.

Begitu meyakinkan cara Dalton menyuguhkan teori ini, sehingga dalam tempo dua puluh tahun dia sudah diterima oleh mayoritas ilmuwan. Lebih jauh dari itu, ahli-ahli kimia mengikuti program yang diusulkan oleh bukunya: tentukan secara persis berat relatif atom; analisa gabungan kimiawi dari beratnya; tentukan kombinasi yang tepat dari atom yang membentuk tiap kelompok molekul yang punya kesamaan ciri. Keberhasilan dari program ini sudah barang tentu luar biasa.

Daftar berat atom DaltonAdalah sulit menyatakan secara berlebihan arti penting dari hipotesa atom. Ini merupakan pendapat sentral dalam pengertian kita tentang bidang ilmu kimia. Tambahan lagi, ini merupakan pendahuluan esensial dari umumnya fisika modern. Hanya karena masalah peratoman sudah begitu sering dibicarakan sebelum Dalton sehingga dia tidak dapat tempat lebih tinggi dalam urutan daftar buku ini.


Tabel elemen dan kombinasinya dari John DaltonDalton dilahirkan tahun 1766 di desa Eaglesfield di Inggris Utara. Sekolah formalnya berakhir tatkala umurnya cuma baru tujuh tahun, dan dia hampir sepenuhnya belajar sendiri dalam ilmu pengetahuan. Dia seorang anak muda yang senantiasa memahami sesuatu lebih dulu dari rata-rata orang normal, dan ketika umurnya mencapai dua belas tahun dia sudah jadi guru. Dan dia menjadi guru atau pengajar pribadi hampir sepanjang hidupnya. Ketika umurnya meningkat lima belas tahun dia pindah ke kota Kendal, umur dua puluh enam ke Manchester dan menetap di situ hingga napas penghabisan keluar dari tenggorokannya tahun 1844. Mungkin perlu diketahui, dia tak pernah kawin.

Dalton menjadi tertarik dengan meteorologi di tahun 1787 tatkala umurnya dua puluh satu tahun. Enam tahun kemudian dia terbitkan buku tentang masalah itu. Penyelidikannya tentang udara dan atmosfir membangkitkan minatnya terhadap kualitas gas secara umum. Dengan melakukan serentetan percobaan, dia temukan dua hukum yang mengendalikan perilaku gas. Pertama, yang disuguhkan Dalton tahun 1801, menegaskan bahwa volume yang diisi gas adalah proporsiona1 dengan suhunya. (Ini umumnya dikenal dengan “hukum Charles” sesudah ilmuwan Perancis yang menemukannya beberapa tahun sebelum Dalton, tetapi gagal menerbitkan hasil penyelidikannya). Kedua, juga disuguhkan tahun 1801, dikenal dengan julukan “hukum Dalton” tentang tekanan bagian per bagian.

Menjelang tahun 1804, Dalton sudah merumuskan dia punya teori atom dan menyiapkan daftar berat atom. Tetapi, buku utamanya A New System of Chemical Philosophy baru terbit tahun 1808. Buku ini membuatnya termasyhur, dan dalam tahun-tahun berikutnya, bunga penghargaan ditabur orang di atas kepalanya.

Secara kebetulan, Dalton menderita sejenis penyakit buta warna. Keadaan ini malah membangkitkan keinginan tahunya. Dia pelajari masalah itu, dan menerbitkan kertas kerja ilmiah tentang buta warna, suatu topik yang pertama kalinya ditulis orang!

NIELS BOHR (1885-1962)

NIELS BOHR (1885-1962)

Teori struktur atom mempunyai seorang bapak. Dia itu Niels Henrik David Bohr yang lahir tahun 1885 di Kopenhagen. Di tahun 1911 dia raih gelar doktor fisika dari Universitas Copenhagen. Tak lama sesudah itu dia pergi ke Cambridge, Inggris. Di situ dia belajar di bawah asuhan J.J. Thompson, ilmuwan kenamaan yang menemukan elektron. Hanya dalam beberapa bulan sesudah itu Bohr pindah lagi ke Manchester, belajar pada Ernest Rutherford yang beberapa tahun sebelumnya menemukan nucleus (bagian inti) atom. Adalah Rutherford ini yang menegaskan (berbeda dengan pendapat-pendapat sebelumnya) bahwa atom umumnya kosong, dengan bagian pokok yang berat pada tengahnya dan elektron di bagian luarnya. Tak lama sesudah itu Bohr segera mengembangkan teorinya sendiri yang baru serta radikal tentang struktur atom.

Kertas kerja Bohr yang bagaikan membuai sejarah “On the Constitution of Atoms and Molecules,” diterbitkan dalam Philosophical Magazine tahun 1933.

Teori Bohr memperkenalkan atom sebagai sejenis miniatur planit mengitari matahari, dengan elektron-elektron mengelilingi orbitnya sekitar bagian pokok, tetapi dengan perbedaan yang sangat penting: bilamana hukum-hukum fisika klasik mengatakan tentang perputaran orbit dalam segala ukuran, Bohr membuktikan bahwa elektron-elektron dalam sebuah atom hanya dapat berputar dalam orbitnya dalam ukuran spesifik tertentu. Atau dalam kalimat rumusan lain: elektron-elektron yang mengitari bagian pokok berada pada tingkat energi (kulit) tertentu tanpa menyerap atau memancarkan energi. Elektron dapat berpindah dari lapisan dalam ke lapisan luar jika menyerap energi. Sebaliknya, elektron akan berpindah dari lapisan luar ke lapisan lebih dalam dengan memancarkan energi.

Teori Bohr memperkenalkan perbedaan radikal dengan gagasan teori klasik fisika. Beberapa ilmuwan yang penuh imajinasi (seperti Einstein) segera bergegas memuji kertas kerja Bohr sebagai suatu “masterpiece,” suatu kerja besar; meski begitu, banyak ilmuwan lainnya pada mulanya menganggap sepi kebenaran teori baru ini. Percobaan yang paling kritis adalah kemampuan teori Bohr menjelaskan spektrum dari hydrogen atom. Telah lama diketahui bahwa gas hydrogen jika dipanaskan pada tingkat kepanasan tinggi, akan mengeluarkan cahaya. Tetapi, cahaya ini tidaklah mencakup semua warna, tetapi hanya cahaya dari sesuatu frekuensi tertentu. Nilai terbesar dari teori Bohr tentang atom adalah berangkat dari hipotesa sederhana tetapi sanggup menjelaskan dengan ketetapan yang mengagumkan tentang gelombang panjang yang persis dari semua garis spektral (warna) yang dikeluarkan oleh hidrogen. Lebih jauh dari itu, teori Bohr memperkirakan adanya garis spektral tambahan, tidak terlihat pada saat sebelumnya, tetapi kemudian dipastikan oleh para pencoba. Sebagai tambahan, teori Bohr tentang struktur atom menyuguhkan penjelasan pertama yang jelas apa sebab atom punya ukuran seperti adanya. Ditilik dari semua kejadian yang meyakinkan ini, teori Bohr segera diterima, dan di tahun 1922 Bohr dapat,hadiah Nobel untuk bidang fisika.

Tahun 1920 lembaga Fisika Teoritis didirikan di Kopenhagen dan Bohr jadi direkturnya. Di bawah pirnpinannya cepat menarik minat ilmuwan-ilmuwan muda yang brilian dan segera menjadi pusat penyelidikan ilmiah dunia.

Tetapi sementara itu teori struktur atom Bohr menghadapi kesulitan-kesulitan. Masalah terpokok adalah bahwa teori Bohr, meskipun dengan sempurna menjelaskan kesulitan masa depan atom (misalnya hidrogen) yang punya satu elektron, tidak dengan persis memperkirakan spektra dari atom-atom lain. Beberapa ilmuwan, terpukau oleh sukses luar biasa teori Bohr dalam hal memaparkan atom hidrogen, berharap dengan jalan menyempurnakan sedikit teori Bohr, mereka dapat juga menjelaskan spektra atom yang lebih berat. Bohr sendiri merupakan salah seorang pertama yang menyadari penyempurnaan kecil itu tak akan menolong, karena itu yang diperlukan adalah perombakan radikal. Tetapi, bagaimanapun dia mengerahkan segenap akal geniusnya, toh dia tidak mampu memecahkannya.

Pemecahan akhirnya ditemukan oleh Werner Heisenberg dan lain-lainnya, mulai tahun 1925. Adalah menarik untuk dicatat di sini, bahwa Heisenberg –dan umumnya ilmuwan yang mengembangkan teori baru– belajar di Kopenhagen, yang tak syak lagi telah mengambil manfaat yang besar dari diskusi-diskusi dengan Bohr dan saling berhubungan satu sama lain. Bohr sendiri bergegas menuju ide baru itu dan membantu mengembangkannya. Dia membuat sumbangan penting terhadap teori baru, dan liwat disuksi-diskusi dan tulisan-tulisan, dia menolong membikin lebih sistematis.

Tahun 1930-an lebih menunjukkan perhatiannya terhadap permasalahan bagian pokok struktur atom. Dia mengembangkan model penting “tetesan cairan” bagian pokok atom. Dia juga mengajukan masalah teori tentang “kombinasi bagian pokok” dalam reaksi atom untuk dipecahkan. Tambahan pula, Bohr merupakan orang yang dengan cepat menyatakan bahwa isotop uranium yang terlibat dalam pembagian nuklir adalah U235. Pernyataan ini punya makna penting dalam pengembangan berikutnya dari bom atom.

Dalam tahun 1940 balatentara Jerman menduduki Denmark. Ini menempatkan diri Bohr dalam bahaya, sebagian karena dia punya sikap anti Nazi sudah tersebar luas, sebagian karena ibunya seorang Yahudi. Tahun 1943 Bohr lari meninggalkan Denmark yang jadi daerah pendudukan, menuju Swedia. Dia juga menolong sejumlah besar orang Yahudi Denmark melarikan diri agar terhindar dari kematian dalam kamar-kamar gas Hitler. Dari Swedia Bohr lari ke Inggris dan dari sana menyeberang ke Amerika Serikat. Di negeri ini, selama perang berlangsung, Bohr membantu membikin bom atom,

Seusai perang, Bohr kembali kampung ke Denmark dan mengepalai lembaga hingga rohnya melayang tahun 1`562. Dalam tahun-tahun sesudah perang Bohr berusaha keras –walau tak berhasil– mendorong dunia internasional agar mengawasi penggunaan energi atom.

Bohr kawin tahun 1912, di sekitar saat-saat dia melakukan kerja besar di bidang ilmu pengetahuan. Dia punya lima anak, salah seorang bernama Aage Bohr, memenangkan hadiah Nobel untuk bidang fisika di tahun 1975. Bohr merupakan orang yang paling disenangi di dunia ilmuwan, bukan semata-mata karena menghormat ilmunya yang genius, tetapi juga pribadinya dan karakter serta rasa kemanusiaannya yang mendalam.

Kendati teori orisinal Bohr tentang struktur atom sudah berlalu lima puluh tahun yang lampau, dia tetap merupakan salah satu dari tokoh besar di abad ke-20. Ada beberapa alasan mengapa begitu. Pertama, sebagian dari hal-hal penting teorinya masih tetap dianggap benar. Misalnya, gagasannya bahwa atom dapat ada hanya pada tingkat energi yang cermat adalah merupakan bagian tak terpisahkan dari semua teori-teori struktur atom berikutnya. Hal lainnya lagi, gambaran Bohr tentang atom punya arti besar buat menemukan sesuatu untuk diri sendiri, meskipun ilmuwan modern tak menganggap hal itu secara harfiah benar. Yang paling penting dari semuanya itu, mungkin, adalah gagasan Bohr yang merupakan tenaga pendorong bagi perkembangan “teori kuantum.” Meskipun beberapa gagasannya telah kedaluwarsa, namun jelas secara historis teori-teorinya sudah membuktikan merupakan titik tolak teori modern tentang atom dan perkembangan berikutnya bidang mekanika kuantum.

WC RONTGEN (1845-1923)

WC RONTGEN (1845-1923)

Bisakah pembaca bayangkan andaikata dunia tak punya alat Rontgen? Nyaris mustahil! Wilhelm Conrad Rontgen si penemu sinar X dilahirkan tahun 1845 di kota Lennep, Jerman. Dia peroleh gelar doktor tahun 1869 dari Universitas Zurich. Selama sembilan belas tahun sesudah itu, Rontgen bekerja di pelbagai universitas, dan lambat laun peroleh reputasi seorang ilmuwan yang jempol. Tahun 1888 dia diangkat jadi mahaguru bidang fisika dan Direktur Lembaga Fisika Universitas Wurburg. Di situlah, tahun 1895, Rontgen membuat penemuan yang membuat namanya kesohor.

Tanggal 8 Nopember 1895 Rontgen lagi bikin percobaan dengan “sinar cathode.” Sinar cathode terdiri dari arus electron. Arus diprodusir dengan menggunakan voltase tinggi antara elektrode yang ditempatkan pada masing-masing ujung tabung gelas yang udaranya hampir dikosongkan seluruhnya. Sinar cathode sendiri tidak khusus merembes dan sudah distop oleh beberapa sentimeter udara. Pada peristiwa ini Rontgen sudah sepenuhnya menutup dia punya tabung sinar cathode dengan kertas hitam tebal, sehingga biarpun sinar listrik dinyalakan, tak ada cahaya yang bisa terlihat dari tabung. Tetapi, tatkala Rontgen menyalakan arus listrik di dalam tabung sinar cathode, dia terperanjat melihat bahwa cahaya mulai memijar pada layar yang terletak dekat bangku seperti distimulir oleh sinar lampu. Dia padamkan tabung dan layar (yang terbungkus oleh barium platino cyanide) cahaya berhenti memijar. Karena tabung sinar cathode sepenuhnya tertutup, Rontgen segera sadar bahwa sesuatu bentuk radiasi yang tak kelihatan mesti datang dari tabung ketika cahaya listrik dinyalakan. Karena ini merupakan hal yang misterius, dia sebut radiasi yang tampak itu “sinar X.” Adapun “X” merupakan lambang matematik biasa untuk sesuatu yang tidak diketahui.

Tergiur oleh penemuannya yang kebetulan itu, Rontgen menyisihkan penyelidikan-penyelidikan lain dan pusatkan perhatian terhadap penelaahan hal-ihwal yang terkandung dalam “sinar X.” Sesudah beberapa minggu kerja keras, dia menemukan bukti-bukti lain seperti ini: (1) sinar X bisa membikin sinar pelbagai benda kimia selain “barium platinocyanide.” (2) sinar X dapat menerobos melalui pelbagai benda yang tak tembus oleh cahaya biasa. Khusus Rontgen menemukan bahwa sinar X dapat menembus langsung dagingnya tetapi berhenti pada tulangnya. Dengan jalan meletakkan tangannya antara tabung sinar cathode dan layar yang bersinar, Rontgen dapat melihat di layar bayangan dari tulang tangannya. (3) sinar X berjalan menurut garis lurus; tidak seperti partikel bermuatan listrik, sinar X tidak terbelokkan oleh bidang magnit.

Bulan Desember 1895 Rontgen menulis kertas kerja pertamanya mengenai sinar X. Laporannya dalam waktu singkat menggugah perhatian dan kegemparan. Dalam tempo beberapa bulan, beratus ilmuwan melakukan penyelidikan sinar X, dan dalam tempo setahun sekitar 1000 kertas kerja diterbitkan tentang masalah itu! Salah seorang ilmuwan yang penyelidikannya langsung bersandar dari hasil penemuan Rontgen adalah Antoine Henri Becquerel. Orang ini, meskipun maksud utamanya menyelidiki sinar X, justru menemukan fenomena penting tentang radioaktivitas.

Secara umum, sinar X bekerja bilamana enerji tinggi elektron mengenai sasaran. Sinar X itu sendiri tidak mengandung elektron, tetapi gelombang elektron magnetik. Oleh karena itu pada dasarnya dia serupa dengan radiasi yang dapat terlihat mata (yaitu gelombang cahaya), kecuali panjang gelombang sinar X jauh lebih pendek.

Penggunaan sinar X yang paling dikenal –tentu saja– di bidang pengobatan dan diagnosa gigi. Penggunaan lain adalah di bidang radioterapi, di mana sinar X digunakan untuk menghancurkan tumor ganas atau mencegah pertumbuhannya.

Sinar X juga banyak digunakan di pelbagai keperluan industri. Misalnya, bisa digunakan buat ukur tebal sesuatu benda atau mencari kerusakan yang tersembunyi. Sinar X juga berfaedah di banyak bidang penyelidikan ilmiah, mulai dari biologi hingga astronomi. Khususnya, sinar X menyuguhkan para ilmuwan sejumlah besar informasi yang berkaitan dengan atom dan struktur molekul.

Kendati begitu, orang janganlah berlebih-lebihan menilai arti penting Rontgen. Memang benar, penggunaan sinar X membawa banyak manfaat, tetapi orang tidak bisa berkata dia telah merombak keseluruhan teknologi kita, seperti halnya penemuan Faraday atas pembuktian elektro magnetik. Begitu pula orang tidak bisa bilang penemuan sinar X benar-benar merupakan arti penting yang mendasar dalam teori ilmu pengetahuan. Sinar ultraviolet (yang panjang gelombangnya lebih pendek ketimbang cahaya yang tampak oleh mata) telah diketahui orang hampir seabad sebelumnya. Adanya sinar X –yang punya persamaan dengan gelombang ultraviolet, kecuali panjang gelombangnya masih lebih pendek– masih berada dalam kerangka fisika klasik. Di atas segala-galanya, saya pikir layak menempatkan arti penting Rontgen di bawah Becquerel yang penemuannya lebih punya makna penting yang mendasar.

Rontgen tak punya anak, karena itu dia dan istrinya mengangkat anak seorang gadis. Tahun 1901 Rontgen menerima Hadiah Nobel untuk bidang fisika, yang untuk pertama kalinya diberikan untuk bidang itu. Dia tutup usia di Munich, Jerman tahun 192

Chernobyl, Radiasi Nuklir Pembunuh Massal

Chernobyl, Radiasi Nuklir Pembunuh Massal

Boleh jadi hal yang paling disesali Albert Einstein adalah penemuan atomnya, walau faktanya penemuan itu pulalah yang membuat namanya tergores dalam sejarah. Laiknya dua sisi mata uang logam yang berbeda, atom dapat memberi kemaslahatan pada umat manusia, namun dapat pula menjadi penghancur yang mengerikan.

Sejarah pula yang mencatat hancurnya dua kota di Jepang, Hiroshima dan Nagasaki oleh senjata pemusnah massal bernama bom atom. Di tahun-tahun berikutnya, pengembangan dari senjata tersebut menimbulkan hantu yang lebih menakutkan, nuklir.

Tapi jangan salah, nuklir bukan saja berbahaya di saat perang, juga momok menakutkan di waktu damai. Alih-alih sumber energi, ternyata bahaya radiasi pun menghantui manusia dari waktu ke waktu. Suatu konsekuensi yang mesti ditelan, buah dari keinginan manusia untuk lebih berkuasa dibanding sesamanya.

Setidaknya, catatan kelam pernah dialami Ukraina, manakala terjadi kebakaran, ledakan, serta kebocoran di Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Chernobyl. Tragedi Chernobyl, bukan cuma berimbas buruk pada manusia yang tinggal di wilayah Belarus, Rusia dan Ukraina saja, melainkan seluruh Eropa.


Masalah Beberapa Abad

Pada 26 April 1986, penduduk Kiev dikejutkan oleh sebuah ledakan besar. Ledakan ini memuntahkan potongan inti reaktor sampai 1500 meter ke langit dan menebarkan awan beracun ke 70 persen daratan eropa. Radioaktivitas total ledakan Chernobyl, menurut WHO, ditaksir 200 kali radiasi bom atom Hiroshima dan Nagasaki.

Kelompok pecinta lingkungan Greenpeace bahkan menaksir, 160 ribu kilometer persegi tanah terkontaminasi bahan radioaktif. Sementara Mantan Sekretaris Jenderal PBB Boutros Boutros Ghali mengatakan, "Kecelakaan Chernobyl tidak dapat dianggap sebagai masalah beberapa abad saja, tapi juga masalah kekinian karena banyak program sosial, ekonomi, dan lingkungan yang harus didefinisikan kembali."

Yang pasti, fakta menunjukkan lima juta orang di sekitar Chernobyl terkena radiasi. Sekitar 650 ribu diantaranya adalah para buruh yang bertugas membersihkan muntahan ledakan Chernobyl. Dan sekitar 200 ribu dari 650 buruh tersebut, merupakan kelompok kunci beresiko tinggi terpapar radiasi. Mereka berada dalam zona penyingkiran, atau sekitar 30 kilometer dari pusat ledakan Chernobyl.

Sepuluh tahun kemudian tercatat, 60 ribu buruh pembersih yang kebanyakan berusia 30 tahunan, meninggal dunia. Sementara 30 persen laki-laki pekerja pembersih yang masih hidup menderita impotensi. Yang menjadi masalah, sebagian besar buruh ini ditolak dalam kehidupan sosialnya. Penyebabnya, mereka dicurigai akan menularkan radiasi dari reaktor PLTN kepada orang-orang di sekitarnya. Hal inilah yang memicu mereka meninggal akibat kecanduan alkohol, mati dalam kemiskinan, serta bunuh diri.

Dokter spesialis penyakit -yang berkaitan dengan tragedi Chernobyl- Natalya Preobrashenskaya mengatakan, selain pekerja pembersih muntahan radioaktif, jutaan anak-anak yang tetap hidup pasca ledakan merupakan kelompok berisiko tinggi terpapar radiasi. Preobrashenskaya bahkan menyatakan, jutaan anak-anak yang lahir di masa mendatang juga akan terkena cemaran radiasi Chernobyl, sesuai prilaku radioaktif yang dipakai sebagai bahan bakar PLTN, jutaan tahun!


Penyakit akibat Radiasi

Apa saja penyakit yang timbul setelah tragedi Chernobyl? Boutros Boutros Ghali menyebutkan, lebih dari 300 anak-anak terdiagnosis kanker gondok, kesuburan pria wanita menurun drastis, dan angka kematian naik.

Secara lebih terperinci, 60 persen anak-anak Ukraina atau sejuta orang lebih menderita kanker gondok, sepuluh persen lainnya yang masih duduk di bangku SD mengalami rusak mental, serta sebagian besar anak-anak Ukraina menderita penyakit tulang. Preobrashenskaya mengatakan, kekebalan tubuh anak-anak Ukraina pun menurun drastis sehingga disebut pula AIDS-Chernobyl.

Penelitian Preobrashenskaya senada dengan penelitian WHO. Badan Kesehatan Dunia itu menyatakan, setelah peristiwa Chernobyl terjadi peningkatan kasus kanker gondok anak, 100 kali dibanding prakecelakaan Chernobyl. Kenyataan lainnya, penduduk Kiev banyak yang terkena kanker paru-paru dan jantung. Dan banyak dokter memperkirakan, dalam waktu mendatang, epidemi berbagai penyakit menular akan meningkat di sekitar lokasi kejadian, dan di kalangan mereka yang terpapar radiasi nuklir.

Tragisnya, terapi kimia normal tidak efektif (mempan-red) pada penderita kanker akibat radiasi Chernobyl. Menurut Dr Andrei Butenko dari rumah sakit nomor satu di Kiev, dipastikan kanker gondok ganas yang menimpa anak-anak Ukraina akibat kontaminasi isotop iodium-131, isotop iodium yang radioaktif. Imbasnya, dengan terapi kimia di atas normal, kepala para pasien membotak dan wajah mereka bengkak-bengkak.

Horor yang kurang lebih sama dialami anak-anak Yunani. Anak-anak di negara tersebut berisiko terkena kanker dua hingga tiga kali akibat Chernobyl. Bahkan, anak-anak Yunani yang terpapar radioaktif ketika masih dalam kandungan ibunya berisiko menderita leukimia 2,6 kali lipat dibanding anak-anak lainnya. Hal ini karena adanya mutasi gen yang diberi nama 11q23.


Mutasi Gen

Mutasi gen merupakan imbas lain dari kejamnya radiasi Chernobyl. Mutasi gen 11q23 ini merupakan salah satu contoh nyata yang berhubungan dengan leukimia pada bayi. "Temuan ini merupakan bukti langsung pertama, bahwa radiasi ternyata menimbulkan mutasi pada anak manusia," ulas Sir Alec Jeffreys, ahli genetika dari Universitas Leicester.

Sir Alec melakukan penelitian pada 79 keluarga yang tinggal di Mogilev, Belarus, kawasan yang terkena radiasi tinggi, kurang lebih 300 kilometer dari Chernobyl. Ia meneliti anak-anak di keluarga tersebut yang lahir antara Februari-September 1994.
Sebagai perbandingan, ia juga meneliti 105 anak-anak yang tidak terkena radiasi dari Inggris.

Hasilnya, anak-anak Mogilev terbukti mengalami mutasi gen dua kali lebih tinggi dibandingkan anak-anak di Inggris. Mutasi tersebut jelas diturunkan oleh orang tua mereka, dan secara permanen terkode pada gen anak-anak mereka. Artinya, mutasi tersebut juga akan diturunkan pada generasi-generasi selanjutnya.

Menurut Sir Alec, mutasi pada keluarga di Mogilev berhubungan dengan tingkatan kontaminasi permukaan oleh caesium 137, sebuah isotop radioaktif. Bahkan ahli genetika dari Akademi Sains Rusia Yuri Dubrova menyatakan, kelompoknya melihat lokasi genetik tertentu yang dikenal dengan nama minisatellites yang mengalami laju mutasi 1000 kali lipat lebih tinggi dibandingkan gen lainnya.

Sementara itu, Robert Baker dari Universitas Teknologi Texas meneliti dua kelompok tikus, yaitu kelompok yang tinggal satu kilometer dari reaktor, dan yang hidup 32 kilometer dari reaktor. Yang diteliti adalah mitokondria DNA (bagian sel yang diturunkan induk betina) pada anak tikus-tikus.

Hasilnya, walau tikus yang hidup dekat reaktor terlihat sehat dan subur, tapi mereka mengalami laju mutasi ratusan kali lebih tinggi dari kondisi normal. "Artinya, lingkungan yang tercemar akibat ledakan Chernobyl memberikan dampak nyata perubahan gen pada mahluk hidup sekitarnya," ulas Robert Baker.

Nada miris terdengar dari mulut peneliti Universitas Texas Austin David Hillis. "Kita sekarang tahu, dampak mutasi akibat kecelakaan nuklir mungkin lebih besar daripada yang diharapkan," komentar Hillis.

URANIUM

URANIUM

Uranium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang U dan nomor atom 92. Sebuah logam berat, beracun, berwarna putih keperakan dan radioaktif alami, uranium termasuk ke seri aktinida (actinide series). Isotopnya 235U digunakan sebagai bahan bakar reaktor nuklir dan senjata nuklir. Uranium biasanya terdapat dalam jumlah kecil di bebatuan, tanah, air, tumbuhan, dan hewan (termasuk manusia).

Uranium-235 adalah isotop uranium yang penting disamping uranium-238. Hanya 0,72% uranium alami adalah uranium-235, yang memiliki waktu paruh 7,038 x 108 tahun. Uranium-235 juga digunakan sebagai sumber utama penghasil neutron dalam reaksi nuklir, yang mana neutron-neutron ditembakkan ke arah uranium-238, dalam hal ini untuk membuat/ memproduksi plutonium. Uranium-235 dan plutonium-239 digunakan sebagai bahan bakar (fisi nuklir), dalam reaktor nuklir dan bom nuklir.

Reaktor nuklir adalah tempat/perangkat dimana reaksi nuklir berantai dibuat, diatur dan dijaga kesinambungannya pada laju yang tetap (berlawanan dengan bom nuklir, dimana reaksi berantai terjadi pada orde pecahan detik, reaksi ini tidak terkontrol).

Reaktor nuklir digunakan untuk banyak tujuan. Saat ini, reaktor nuklir paling banyak digunakan untuk membangkitkan listrik. Reaktor penelitian digunakan untuk pembuatan radioisotop (isotop radioaktif) dan untuk penelitian. Awalnya, reaktor nuklir pertama digunakan untuk memproduksi plutonium sebagai bahan senjata nuklir.

Saat ini, semua reaktor nuklir komersial berbasis pada reaksi fissi nuklir, dan sering dipertimbangkan masalah resiko keselamatannya. Sebaliknya, beberapa kalangan menyatakan PLTN merupakan cara yang aman dan bebas polusi untuk membangkitkan listrik. Daya fusi merupkan teknologi ekperimental yang berbasi pada reaksi fusi nuklir. Ada beberapa piranti lain untuk mengendalikan reaksi nuklir, termasuk di dalamnya pembangkit thermoelektrik radioisotop dan baterai atom, yang membangkitkan panas dan daya dengan cara memanfaatkan peluruhan radioaktif pasif, seperti halnya Farnsworth-Hirsch fusor, dimana reaksi fusi nuklir terkendali digunakan untuk menghasilkan radiasi neutron.

Radionuklida atau radioisotop adalah isotop dari zat radioaktif. radionuklida mampu memancarkan radiasi. Radionuklida dapat terjadi secara alamiah atau sengaja dibuat oleh manusia dalam reaktor penelitian. Produksi radionuklida dengan proses aktivasi dilakukan dengan cara menembaki isotop stabil dengan neutron di dalam teras reaktor. Proses ini lazim disebut irradiasi neutron, sedangkan bahan yang disinari disebut target atau sasaran. Neutron yang ditembakkan akan masuk ke dalam inti atom target sehingga jumlah neutron dalam inti target tersebut bertambah. Peristiwa ini dapat mengakibatkan ketidakstabilan inti atom sehingga berubah sifat menjadi radioaktif.

Peluruhan Radioaktif

Peluruhan Radioaktif

Peluruhan radioaktif adalah kumpulan beragam proses di mana sebuah inti atom yang tidak stabil memancarkan partikel subatomik (partikel radiasi). Peluruhan terjadi pada sebuah nukleus induk dan menghasilkan sebuah nukleus anak. Ini adalah sebuah proses acak sehingga sulit untuk memprediksi peluruhan sebuah atom.

Satuan internasional (SI) untuk pengukuran peluruhan radioaktif adalah becquerel (Bq). Jika sebuah material radioaktif menghasilkan 1 buah kejadian peluruhan tiap 1 detik, maka dikatakan material tersebut mempunyai aktivitas 1 Bq. Karena biasanya sebuah sampel material radiaktif mengandung banyak atom,1 becquerel akan tampak sebagai tingkat aktivitas yang rendah; satuan yang biasa digunakan adalah dalam orde gigabecquerels.

Neutron dan proton yang menyusun inti atom, terlihat seperti halnya partikel-partikel lain, diatur oleh beberapa interaksi. Gaya nuklir kuat, yang tidak teramati pada skala makroskopik, merupakan gaya terkuat pada skala subatomik. Hukum Coulomb atau gaya elektrostatik juga mempunyai peranan yang berarti pada ukuran ini. Gaya nuklir lemah sedikit berpengaruh pada interaksi ini. Gaya gravitasi tidak berpengaruh pada proses nuklir.

Interaksi gaya-gaya ini pada inti atom terjadi dengan kompleksitas yang tinggi. Ada sifat yang dimiliki susunan partikel didalam inti atom, jika mereka sedikit saja bergeser dari posisinya, mereka dapat jatuh ke susunan energi yang lebih rendah. Mungkin bisa sedikit digambarkan dengan menara pasir yang kita buat di pantai: ketika gesekan yang terjadi antar pasir mampu menopang ketinggian menara, sebuah gangguan yang berasal dari luar dapat melepaskan gaya gravitasi dan membuat tower itu runtuh.

Keruntuhan menara (peluruhan) membutuhkan energi aktivasi tertentu. Pada kasus menara pasir, energi ini datang dari luar sistem, bisa dalam bentuk ditendang atau digeser tangan. Pada kasus peluruhan inti atom, energi aktivasi sudah tersedia dari dalam. Partikel mekanika kuantum tidak pernah dalam keadaan diam, mereka terus bergerak secara acak. Gerakan teratur pada partikel ini dapat membuat inti seketika tidak stabil. Hasil perubahan akan mempengaruhi susunan inti atom; sehingga hal ini termasuk dalam reaksi nuklir, berlawanan dengan reaksi kimia yang hanya melibatkan perubahan susunan elektron diluar inti atom.

(Beberapa reaksi nuklir melibatkan sumber energi yang berasal dari luar, dalam bentuk "tumbukkan" dengan partikel luar misalnya. Akan tetapi, reaksi semacam ini tidak dipertimbangkan sebagai peluruhan. Reaksi seperti ini biasanya akan dimasukan dalam fisi nuklir / fusi nuklir.

Radioaktivitas pertama kali ditemukan pada tahun 1896 oleh ilmuwan Perancis Henri Becquerel ketika sedang bekerja dengan material fosforen. Material semacam ini akan berpendar di tempat gelap setelah sebelumnya mendapat paparan cahaya, dan dia berfikir pendaran yang dihasilkan tabung katoda oleh sinar-X mungkin berhubungan dengan fosforesensi. Karenanya ia membungkus sebuah pelat foto dengan kertas hitam dan menempatkan beragam material fosforen diatasnya. Kesemuanya tidak menunjukkan hasil sampai ketika ia menggunakan garam uranium. Terjadi bintik hitam pekat pada pelat foto ketika ia menggunakan garam uranium tesebut.

Tetapi kemudian menjadi jelas bahwa bintik hitam pada pelat bukan terjadi karena peristiwa fosforesensi, pada saat percobaan, material dijaga pada tempat yang gelap. Juga, garam uranium nonfosforen dan bahkan uranium metal dapat juga menimbulkan efek bintik hitam pada pelat.

Pada awalnya tampak bentuk radiasi yang baru ditemukan ini mirip dengan penemuan sinar-X. Akan tetapi, penelitian selanjutnya yang dilakukan oleh Becquerel, Marie Curie, Pierre Curie, Ernest Rutherford dan ilmuwan lainnya menemukan bahwa radiaktivitas jauh lebih rumit ketimbang sinar-X. Beragam jenis peluruhan bisa terjadi.

Sebagai contoh, ditemukan bahwa medan listrik atau medan magnet dapat memecah emisi radiasi menjadi tiga sinar. Demi memudahkan penamaan, sinar-sinar tersebut diberi nama sesuai dengan alfabet yunani yakni alpha, beta, dan gamma, nama-nama tersebut masih bertahan hingga kini. Kemudian dari arah gaya elektromagnet, diketahui bahwa sinar alfa mengandung muatan positif, sinar beta bermuatan negatif, dan sinar gamma bermuatan netral. Dari besarnya arah pantulan, juga diketahui bahwa partikel alfa jauh lebih berat ketimbang partikel beta. Dengan melewatkan sinar alfa melalui membran gelas tipis dan menjebaknya dalam sebuah tabung lampu neon membuat para peneliti dapat mempelajari spektrum emisi dari gas yang dihasilkan, dan membuktikan bahwa partikel alfa kenyataannya adalah sebuah inti atom helium. Percobaan lainnya menunjukkan kemiripan antara radiasi beta dengan sinar katoda serta kemiripan radiasi gamma dengan sinar-X.

Para peneliti ini juga menemukan bahwa banyak unsur kimia lainnya yang mempunyai isotop radioaktif. Radioaktivitas juga memandu Marie Curie untuk mengisolasi radium dari barium; dua buah unsur yang memiliki kemiripan sehingga sulit untuk dibedakan.

Bahaya radioaktivitas dari radiasi tidak serta merta diketahui. Efek akut dari radiasi pertama kali diamati oleh insinyur listrik Amerika Elihu Thomson yang secara terus menerus mengarahkan sinar-X ke jari-jarinya pada 1896. Dia menerbitkan hasil pengamatannya terkait dengan efek bakar yang dihasilkan. Bisa dikatakan ia menemukan bidang ilmu fisika medik (health physics); untungnya luka tersebut sembuh dikemudian hari.

Efek genetis radiasi baru diketahui jauh dikemudian hari. Pada tahun 1927 Hermann Joseph Muller menerbitkan penelitiannya yang menunjukkan efek genetis radiasi. Pada tahun 1947 dimendapat penghargaan hadiah Nobel untuk penemuannya ini.

Sebelum efek biologi radiasi diketahui, banyak perusahan kesehatan yang memasarkan obat paten yang mengandung bahan radioaktif; salah satunya adalah penggunaan radium pada perawatan enema. Marie Curie menentang jenis perawatan ini, ia memperingatkan efek radiasai pada tubuh manusia belum benar-benar diketahui (Curie dikemudian hari meninggal akibat Anemia Aplastik, yang hampir dipastikan akibat lamanya ia terpapar Radium). Pada tahun 1930-an produk pengobatan yang mengandung bahan radioaktif tidak ada lagi dipasaran bebas. ( Sumber : http://id.wikipedia.org/wiki/Peluruhan_radioaktif )

lubang hitam (black hole)

Apa itu Lubang Hitam?

MUNGKIN tidak ada objek astronomi yang sepopuler lubang hitam (black hole). Di dalam arena diskusi dengan masyarakat luas di setiap kesempatan, pertanyaan mengenai objek eksotik yang satu ini seakan tidak pernah lupa untuk dilontarkan. Siapa sangka, istilah yang pertama kali diberikan oleh John Archibald Wheeler pada 1969 sebagai ganti nama yang terlalu panjang, yaitu completely gravitational collapsed stars, ini menjadi sedemikian akrab di kalangan awam sekalipun?

Konsep lubang hitam pertama kali diajukan oleh seorang matematikawan-astronom berkebangsaan Jerman, Karl Schwarzschild, pada tahun 1916 sebagai solusi eksak dari persamaan medan Einstein (Relativitas Umum). Penyelesaian berupa persamaan diferensial orde dua nonlinear--yang dihasilkan Schwarzschild hanya dengan bantuan pensil dan kertas kala itu--sangat memikat Einstein. Pasalnya, relativitas umum yang bentuk finalnya telah dipaparkan Einstein di Akademi Prusia pada 25 November 1915, oleh penemunya sendiri "hanya" berhasil dipecahkan dengan penyelesaian pendekatan. Bahkan dalam perkiraan Einstein, tidak akan mungkin menemukan solusi eksak dari persamaan medan temuannya tersebut.

Istilah lubang hitam sendiri menggambarkan kondisi kelengkungan ruang-waktu di sekitar benda bermassa dengan medan gravitasi yang sangat kuat. Menurut teori relativitas umum, kehadiran massa akan mendistorsi ruang dan waktu. Dalam bahasa yang sederhana, kehadiran massa akan melengkungkan ruang dan waktu di sekitarnya. Ilustrasi yang umum digunakan untuk mensimulasikan kelengkungan ruang di sekitar benda bermassa dalam relativitas umum adalah dengan menggunakan lembaran karet sangat elastis untuk mendeskripsikan ruang 3 dimensi ke dalam ruang 2 dimensi.

Bila kita mencoba menggelindingkan sebuah bola pingpong di atas hamparan lembaran karet tersebut, bola akan bergerak lurus dengan hanya memberi sedikit tekanan pada lembaran karet. Sebaliknya, bila kita letakkan bola biliar yang massanya lebih besar (masif) dibandingkan bola pingpong, akan kita dapati lembaran karet melengkung dengan cekungan di pusat yang ditempati oleh bola biliar tersebut. Semakin masif bola yang kita gunakan, akan semakin besar tekanan yang diberikan dan semakin dalam pula cekungan pusat yang dihasilkan pada lembaran karet.

Sudah menjadi pengetahuan publik bila gerak Bumi dan planet-planet lain dalam tata surya mengorbit Matahari sebagai buah kerja dari gaya gravitasi, sebagaimana yang telah dibuktikan oleh Isaac Newton pada tahun 1687 dalam Principia Mathematica-nya. Melalui persamaan matematika yang menjelaskan hubungan antara kelengkungan ruang dan distribusi massa di dalamnya, Einstein ingin memberikan gambaran tentang gravitasi yang berbeda dengan pendahulunya tersebut. Bila sekarang kita menggulirkan bola yang lebih ringan di sekitar bola yang masif pada lembaran karet di atas, kita menjumpai bahwa bola yang ringan tidak lagi mengikuti lintasan lurus sebagaimana yang seharusnya, melainkan mengikuti kelengkungan ruang yang terbentuk di sekitar bola yang lebih masif. Cekungan yang dibentuk telah berhasil "menangkap" benda bergerak lainnya sehingga mengorbit benda pusat yang lebih masif tersebut. Inilah deskripsi yang sama sekali baru tentang penjelasan gerak mengorbitnya planet-planet di sekitar Matahari a la relativitas umum. Dalam kasus lain bila benda bergerak menuju ke pusat cekungan, benda tersebut tentu akan tertarik ke arah benda pusat. Ini juga memberi penjelasan tentang fenomena jatuhnya meteoroid ke Matahari, Bumi, atau planet-planet lainnya.

Radius kritis

Melalui persamaan matematisnya yang berlaku untuk sembarang benda berbentuk bola sebagai solusi eksak atas persamaan medan Einstein, Schwarzschild menemukan bahwa terdapat suatu kondisi kritis yang hanya bergantung pada massa benda tersebut. Bila jari-jari benda tersebut (bintang misalnya) mencapai suatu harga tertentu, ternyata kelengkungan ruang-waktu menjadi sedemikian besarnya sehingga tak ada satupun yang dapat lepas dari permukaan benda tersebut, tak terkecuali cahaya yang memiliki kelajuan 300.000 kilometer per detik! Jari-jari kritis tersebut sekarang disebut Jari-jari Schwarzschild, sementara bintang masif yang mengalami keruntuhan gravitasi sempurna seperti itu, untuk pertama kalinya dikenal dengan istilah lubang hitam dalam pertemuan fisika ruang angkasa di New York pada tahun 1969.

Untuk menjadi lubang hitam, menurut persamaan Schwarzschild, Matahari kita yang berjari-jari sekira 700.000 kilometer harus dimampatkan hingga berjari-jari hanya 3 kilometer saja. Sayangnya, bagi banyak ilmuwan kala itu, hasil yang diperoleh Schwarzschild dipandang tidak lebih sebagai sebuah permainan matematis tanpa kehadiran makna fisis. Einstein termasuk yang beranggapan demikian. Akan terbukti belakangan, keadaan ekstrem yang ditunjukkan oleh persamaan Schwarzschild sekaligus model yang diajukan fisikawan Amerika Robert Oppenheimer beserta mahasiswanya, Hartland Snyder, pada 1939 yang berangkat dari perhitungan Schwarzschild berhasil ditunjukkan dalam sebuah simulasi komputer.

Kelahiran lubang hitam

Bagaimana proses fisika hingga terbentuknya lubang hitam? Bagi mahasiswa tingkat sarjana di Departemen Astronomi, mereka mempelajari topik ini di dalam perkuliahan evolusi Bintang. Waktu yang diperlukan kumpulan materi antarbintang (sebagian besar hidrogen) hingga menjadi "bintang baru" yang disebut sebagai bintang deret utama (main sequence star), bergantung pada massa cikal bakal bintang tersebut. Makin besar massanya, makin singkat pula waktu yang diperlukan untuk menjadi bintang deret utama. Energi yang dimiliki "calon" bintang ini semata-mata berasal dari pengerutan gravitasi. Karena pengerutan gravitasi inilah temperatur di pusat bakal bintang menjadi meninggi.

Dari mana bintang-bintang mendapatkan energi untuk menghasilkan kalor dan radiasi, pertama kali dipaparkan oleh astronom Inggris Sir Arthur Stanley Eddington. Sir Eddington juga yang pernah memimpin ekspedisi gerhana Matahari total ke Pulau Principe di lepas pantai Afrika pada 29 Mei 1919 untuk membuktikan ramalan teori relativitas umum tentang pembelokan cahaya bintang di dekat Matahari. Meskipun demikian, fisikawan nuklir Hans Bethe-lah yang pada tahun 1938 berhasil menjelaskan bahwa reaksi fusi nuklir (penggabungan inti-inti atom) di pusat bintang dapat menghasilkan energi yang besar. Pada temperatur puluhan juta Kelvin, inti-inti hidrogen (materi pembentuk bintang) mulai bereaksi membentuk inti helium. Energi yang dibangkitkan oleh reaksi nuklir ini membuat tekanan radiasi di dalam bintang dapat menahan pengerutan yang terjadi. Bintang pun kemudian berada dalam kesetimbangan hidrostatik dan akan bersinar terang dalam waktu jutaan bahkan milyaran tahun ke depan bergantung pada massa awal yang dimilikinya.

Semakin besar massa awal bintang, semakin cepat laju pembangkitan energinya sehingga semakin singkat pula waktu yang diperlukan untuk menghabiskan pasokan bahan bakar nuklirnya. Manakala bahan bakar tersebut habis, tidak akan ada lagi yang mengimbangi gravitasi, sehingga bintang pun mengalami keruntuhan kembali.

Nasib akhir sebuah bintang ditentukan oleh kandungan massa awalnya. Artinya, tidak semua bintang akan mengakhiri hidupnya sebagai lubang hitam. Untuk bintang-bintang seukuran massa Matahari kita, paling jauh akan menjadi bintang katai putih (white dwarf) dengan jari-jari lebih kecil daripada semula, namun dengan kerapatan mencapai 100 hingga 1000 kilogram tiap centimeter kubiknya! Tekanan elektron terdegenerasi akan menahan keruntuhan lebih lanjut sehingga bintang kembali setimbang. Karena tidak ada lagi sumber energi di pusat bintang, bintang katai putih selanjutnya akan mendingin menjadi bintang katai gelap (black dwarf).

Untuk bintang-bintang dengan massa awal yang lebih besar, setelah bintang melontarkan bagian terluarnya akan tersisa bagian inti yang mampat. Jika massa inti yang tersisa tersebut lebih besar daripada 1,4 kali massa Matahari (massa Matahari: 2x10 pangkat 30 kilogram), gravitasi akan mampu mengatasi tekanan elektron dan lebih lanjut memampatkan bintang hingga memaksa elektron bergabung dengan inti atom (proton) membentuk netron. Bila massa yang dihasilkan ini kurang dari 3 kali massa Matahari, tekanan netron akan menghentikan pengerutan untuk menghasilkan bintang netron yang stabil dengan jari-jari hanya belasan kilometer saja. Sebaliknya, bila massa yang dihasilkan pasca ledakan bintang lebih dari 3 kali massa Matahari, tidak ada yang bisa menahan pengerutan gravitasi. Bintang akan mengalami keruntuhan gravitasi sempurna membentuk objek yang kita kenal sebagai lubang hitam. Bila bintang katai putih dapat dideteksi secara fotografik dan bintang netron dengan teleskop radio, lubang hitam tidak akan pernah dapat kita lihat secara langsung!

Mengenali lubang hitam

Bila memang lubang hitam tidak akan pernah bisa kita lihat secara langsung, lantas bagaimana kita bisa meyakini keberadaannya? Untuk menjawab pertanyaan ini, John Wheeler sebagai tokoh yang mempopulerkan istilah lubang hitam, memiliki sebuah perumpamaan yang menarik. Bayangkan Anda berada di sebuah pesta dansa di mana para pria mengenakan tuksedo hitam sementara para wanita bergaun putih panjang. Mereka berdansa sambil berangkulan, dan karena redupnya penerangan di dalam ruangan, Anda hanya dapat melihat para wanita dalam balutan busana putih mereka. Nah, wanita itu ibarat bintang kasat mata sementara sang pria sebagai lubang hitamnya. Meskipun Anda tidak melihat pasangan prianya, dari gerakan wanita tersebut Anda dapat merasa yakin bahwa ada sesuatu yang menahannya untuk tetap berada dalam "orbit dansa".

Demikianlah para astronom dalam mengenali keberadaan sebuah lubang hitam. Mereka menggunakan metode tak langsung melalui pengamatan bintang ganda yang beranggotakan bintang kasat mata dan sebuah objek tak tampak. Beruntung, semesta menyediakan sampel bintang ganda dalam jumlah yang melimpah. Kenyataan ini bukanlah sesuatu yang mengherankan, sebab bintang-bintang memang terbentuk dalam kelompok. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa di galaksi kita, Bima Sakti, terdapat banyak bintang yang merupakan anggota suatu gugus bintang ataupun asosiasi.

Telah disebutkan di atas bahwa medan gravitasi lubang hitam sangat kuat, jauh lebih kuat daripada bintang kompak lainnya seperti bintang “katai putih” maupun bintang netron. Dalam sebuah sistem bintang ganda berdekatan, objek yang lebih masif dapat menarik materi dari bintang pasangannya. Demikian pula dengan lubang hitam. lubang hitam menarik materi dari bintang pasangan dan membentuk cakram akresi di sekitarnya (bayangkan sebuah donat yang pipih bentuknya). Bagian dalam dari cakram yang bergerak dengan kelajuan mendekati kelajuan cahaya, akan melepaskan energi potensial gravitasinya ketika jatuh ke dalam lubang hitam. Energi yang sedemikian besar diubah menjadi kalor yang akan memanaskan molekul-molekul gas hingga akhirnya terpancar sinar-X dari cakram akresi tersebut. Sinar-X yang dihasilkan inilah yang digunakan oleh para astronom untuk mencurigai keberadaan sebuah lubang hitam dalam suatu sistem bintang ganda. Untuk lebih meyakinkan bahwa bintang kompak tersebut benar-benar lubang hitam alih-alih bintang “katai putih” ataupun bintang netron, astronom menaksir massa objek tersebut dengan perangkat matematika yang disebut fungsi massa. Bila diperoleh massa bintang kompak lebih dari 3 kali massa Matahari, besar kemungkinan objek tersebut adalah lubang hitam.

Hidrogen Peroksida

Hidrogen Peroksida

Hidrogen peroksida dengan rumus kimia H2O2 ditemukan oleh Louis Jacques Thenard di tahun 1818. Senyawa ini merupakan bahan kimia anorganik yang memiliki sifat oksidator kuat. Bahan baku pembuatan hidrogen peroksida adalah gas hidrogen (H2) dan gas oksigen (O2). Teknologi yang banyak digunakan di dalam industri hidrogen peroksida adalah auto oksidasi Anthraquinone.

H2O2 tidak berwarna, berbau khas agak keasaman, dan larut dengan baik dalam air. Dalam kondisi normal (kondisi ambient), hidrogen peroksida sangat stabil dengan laju dekomposisi kira-kira kurang dari 1% per tahun.

Mayoritas pengunaan hidrogen peroksida adalah dengan memanfaatkan dan merekayasa reaksi dekomposisinya, yang intinya menghasilkan oksigen. Pada tahap produksi hidrogen peroksida, bahan stabilizer kimia biasanya ditambahkan dengan maksud untuk menghambat laju dekomposisinya. Termasuk dekomposisi yang terjadi selama produk hidrogen peroksida dalam penyimpanan. Selain menghasilkan oksigen, reaksi dekomposisi hidrogen peroksida juga menghasilkan air (H2O) dan panas. Reaksi dekomposisi eksotermis yang terjadi adalah sebagai berikut:

H2O2 -> H2O + 1/2O2 + 23.45 kkal/mol

Faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi dekomposisi hidrogen peroksida adalah:

1. Bahan organik tertentu, seperti alkohol dan bensin
2. Katalis, seperti Pd, Fe, Cu, Ni, Cr, Pb, Mn
3. Temperatur, laju reaksi dekomposisi hidrogen peroksida naik sebesar 2.2 x setiap kenaikan 10oC (dalam range temperatur 20-100oC)
4. Permukaan container yang tidak rata (
active surface)
5. Padatan yang tersuspensi, seperti partikel debu atau pengotor lainnya
6. Makin tinggi pH (makin basa) laju dekomposisi semakin tinggi
7. Radiasi, terutama radiasi dari sinar dengan panjang gelombang yang pendek

Hidrogen peroksida bisa digunakan sebagai zat pengelantang atau bleaching agent pada industri pulp, kertas, dan tekstil. Senyawa ini juga biasa dipakai pada proses pengolahan limbah cair, industri kimia, pembuatan deterjen, makanan dan minuman, medis, serta industri elektronika (pembuatan PCB).