Apakah amonia seperti air? Ulsan Jurnal “Is Ammonia Like Water?”

Ulasan jurnal berjudul “Is Ammonia Like Water?” ini cukup menarik perhatian saya. Kurang lebih judulnya yang membuat orang bertanya-tanya apalagi kalangan awam. Bagi seorang kimiawan apalagi pelaku seperti saya yang berkecimpung dengan bahan-bahan kimia pasti cukup mengenal bahan kimia yang satu ini. Meskipun dapat dengan mudah ditemukan di tubuh manusia yakni dalam bentuk buangan air seni, senyawa amoniak ini pun sudah ada dalam bentuk larutan yang dicampur dengan pelarut seperti air dan kadarnya bervariasi. Namun, pembaca jangan mencoba-coba untuk menciumnya, cukup dengan kadar 25% sudah membuat kepala pusing, batuk-batuk dan sedikit pingsan. Sama seperti kala itu, saya melalakukan penelitian yang dibarengi dengan penambahan amoniak dalam sintesis material sudah bisa membuat kepala rasanya “nyut-nyutan” meskipun dengan savety lab yang cukup memadai.

Publikasi ini ditulis oleh J.B Gill pada tahun 1970 [1]. Cukup tua juga untuk sebuah jurnal; kuran lebih hampir 50 lamanya. Inti dari jurnal ini secara umum akan memaparkan pembandingan antara 2 buah senyawa yang paling banyak dan sering dilakukan studi yakni air (H₂O) dan amoniak (NH₃). Penulis menuturkan pentingnya membandingkan pelarut protonik ini dalam bentuk perilaku asam-basa, solvolisis dan reaksi lainnya, kelarutan garam dan lain-lainnya. Dalam tulisan ini akan membahasa 2 pokok utama yakni sifat fisik dari pelarut dan dalam larutan. Terutama sifat konstanta dielektrik pelarut. Penelitian ini ditujukan atas keterbatasan penyediaan informasi dan data yang ada sebelumnya.

Informasi yang dapat ditemukan adalam jurnal ini adalah sebagai berikut:

Pertama, konstanta dielektrik dari sebuah pelarut merupakan sifat dimana kekuatan ionisasi dari pelarut tersebut. Sebagai contoh dalam kasus ini, air memiliki konstanta sebesar 80 sedangkan amonia cair pada suhu -33°C adalah sebesar 22. Hal ini menanadakan bahwa amonia merupakan pelarut pengionisasi yang bruk dibandingkan dengan air. Mudahnya, hal ini dapat menunjukkan tingkatan sebuah pelarut mampu memisahkan  ion terlarut atau solute dalam larutan. Kekuatan ionisasi sebuah pelarut juga dipengaruhi oleh kemampuan pelarut untuk mensolvasi atau berkoordinasi terhadap ion terlarut. Ion akan memiliki energi solvasi yang besar dalam pelarut dengan konstanta dielektrik yang besar. Berbeda halnya jika ion yang dilarutkan dalam pelarut dengan dengan konstanta dielektrik rendah, maka ion terlarut cenderung kembali berpasangan kedalam beberapa bentuk spesis gabungan, yang umumnya tidak terjadi pada pelarut dengan konstanta dielektrik yang besar; semua ion akan sepenuhnya terpisah dalam pelarut dengan konstanta dielektrik yang besar.

Kedua, untuk mengetahui kondisi ion-ion baik dalam pelarut amoniak cair dan air (sifat fisik larutan elektrolit) dapat diilustrasikan melalui beberapa data, fomula atau pendekatan diantaranya adalah (1) pengujian data konduktansi, (2) jarak kritis “critical distances” oleh Bjerrum, dan (3) jumlah  transfer ion.

Ketiga, air sebagai pelarut dibangun atas sifat fisik yang kuat yakni ikatatan hidrogen dibandingkan gaya-gaya Van der Walls yang lemah. Ikatan jenis ini dapat menjelaskan sifat air yang memiliki titik didih, entalpi dan entropi pengupan yang tinggi.

Keempat, dilihat dari strukturnya air memiliki 2 atom hidrogen yang berarti memungkinkan untuk atom oksigen mengalami pengaturan kedalam struktur diamond tetrahedral dengan keadaan hidrogen yang berada pada atau dekat dengan garis inti dalam diantara oksigen. Hal ini cukup berbeda atau tidak mungkin untuk dilakukan pengaturan nitrogen menjadi susunan struktur diamond seperti air.

Kelima, perbedaan struktur kedua pelarut ini menjelaskan rendahnya pergerakan ion hidrogen dalam amoniak cair dibandingkan dengan besarnya nilai (abnormal) dalam pelarut air. Hal ini telah dibuktikkan dalam penelitian sebelumnya bahwa ion NH₄⁺ dalam amoniak cair lebih stabil yakni sebsar 75,2 KJ/mol (18 Kcal/mol) dibandingkan dengan hidrat proton dalam air (jika disandingkan dengan spesis pelarutnya yang sama).

Daftar Pustaka

1.       J. B. Gill, 1970, Journal of Chemical Education, 47(9): 619-623.