Islam dan Ilmu Pengetahuan : Menguak Fenomena Hujan Asam Melalui Konsep Asam Basa

                           Menguak Fenomena Hujan Asam Melalui Konsep Asam Basa

Oleh : Abdul Rifki

11150162000075

Mahasiswa Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta

Jurusan Pendidikan Kimia

Email : abdul.rifki15@mhs.uinjkt.ac.id

 

Istilah asam (acid) berasal dari bahasa Latin acetum yang berarti cuka. Seperti diketahui, zat utama dalam cuka adalah asam asetat. Basa (alkali) berasal dari bahasa Arab yang berarti abu.Seperti halnya dengan sabun, basa bersifat kaustik (licin), selain itu basa juga bersifat alkali (bereaksi dengan protein di dalam kulit sehingga sel-sel kulit akan mengalami pergantian). Rasa pahit merupakan salah satu sifat zat yang bersifat basa.

Salah satu fenomena yang terjadi di Alam tentang asam-basa ini yaitu hujan asam. Fenomena hujan asam mulai dikenal sejak akhir abad 17, hal ini diketahui dari buku karya Robert Boyle pada tahun 1960 dengan judul “A General History of the Air“. Buku tersebut menggambarkan fenomena hujan asam sebagai “nitrous or salino-sulforus spiris“.

Selanjutnya revolusi industri di Eropa yang dimulai sekitar awal abad ke 18 memaksa penggunaan bahan bakar batubara dan minyak sebagai sember utama energi untuk mesin-mesin. Sebagai akibatnya, tingkat emisi precursor (faktor penyebab) dari hujan asam yakni gas-gas SO₂, NOx dan HCl meningkat. Padahal biasanya precussor ini hanya berasal dari gas-gas gunung berapi dan kebakaran hutan.

Istilah hujan asam pertama kali digunakan oleh Robert Angus Smith pada tahun 1872 pada saat menguraikan keadaan di Manchester, sebuah daerah industri di Inggris bagian utara. Smith menjelaskan fenomena hujan asam pada bukunya yang berjudul “Air and Rain: The Beginnings of Chemical Technology“ (annaskurniawan. 2011).  Hujan asam didefinisikan sebagai segala macam hujan dengan PH dibawah 5,6. Hujan secara alami bersifat asam karena kabondioksida (CO₂) diudara yang larut dengan air hujan memiliki bentuk sebagai asam lemah.

 

Proses Terbentuknya Hujan Asam

Secara alami hujan asam dapat terjadi akibat semburan dari gunung berapi dan dari proses biologis di tanah, rawa, dan laut. Akan tetapi, mayoritas hujan asam disebabkan oleh aktivitas manusia seperti industri, pembangkit tenaga listrik, kendaraan bermotordan pabrik pengolahan pertanian (terutama amonia). Gas-gas yang dihasilkan oleh proses ini dapat terbawa angin hingga ratusan kilometer di atmosfer sebelum berubah menjadi asam dan terdeposit ke tanah.

Deposisi asam terjadi apabila asam sulfat, asam nitrat, atau asam klorida yang ada do atmosfer baik sebagai gas maupun cair terdeposisikan ke tanah, sungai, danau, hutan, lahan pertanian, atau bangunan melalui tetes hujan, kabut, embun, salju, atau butiran-butiran cairan (aerosol), ataupun jatuh bersama angin.

Asam-asam tersebut berasal dari prekursor hujan asam dari kegiatan manusia (anthropogenic) seperti emisi pembakaran batubara dan minyak bumi, serta emisi dari kendaraan bermotor. Kegiatan alam seperti letusan gunung berapi juga dapat menjadi salah satu penyebab deposisi asam. Reaksi pembentukan asam di atmosfer dari prekursor hujan asamnya melalui reaksi katalitis dan photokimia. Reaksi-reaksi yang terjadi cukup banyak dan kompleks, namun dapat dituliskan secara sederhana seperti dibawah ini.

1.      Pembentukan Asam Sulfat (H₂SO₄)

Gas SO₂, bersama dengan radikal hidroksil dan oksigen melalui reaksi photokatalitik di atmosfer, akan membentuk asamnya.

SO₂ + OH → HSO₃

HSO₃ + O₂ → HO₂ + SO₃

SO₃ + H₂O →  H₂SO₄

Selanjutnya apabila diudara terdapat Nitrogen monoksida (NO) maka radikan hidroperoksil (HO2) yang terjadi pada salah satu reaksi diatas akan bereaksi kembali seperti:

NO + HO₂ → NO₂ + OH

Pada reaksi ini radikal hidroksil akan terbentuk kembali, jadi selama ada NO diudara, maka reaksi radikal hidroksil akan terbantuk kembali, jadi semakin banyak SO2, maka akan semakin banyak pula asam sulfat yang terbentuk.

2.      Pembentukan Asam Nitrat (HNO₃)

Pada siang hari, terjadi reaksi photokatalitik antara gas Nitrogen dioksida dengan radikal hidroksil.

NO₂ + OH → HNO₃

Sedangkan pada malam hari terjadi reaksi antara Nitrogen dioksida dengan ozon

NO₂ + O₃ → NO₃ + O₂

NO₂ + NO₃ → N₂O₅

N₂O₅ + H₂O →  HNO₃

 

3.      Pembentukan Asam Chlorida (HCl)

Asam klorida biasanya terbentuk di lapisan stratosfer, dimana reaksinya melibatkan Chloroflorocarbon (CFC) dan radikal oksigen O*

CFC + hv(UV) → Cl* + produk

CFC + O* → ClO + produk

O* + ClO → Cl* + O2

Cl + CH4 → HCl + CH3

 

Reaksi diatas merupakan bagian dari rangkaian reaksi yang menyebabkan deplesi lapisan ozon di stratosfer. Perbandingan ketiga asam tersebut dalam hujan asam biasanya berkisar antara 62 persen oleh Asam Sulfat, 32 persen Asam Nitrat dan 6 persen Asam Chlorida.

 

Gambar 1. Proses terjadinya hujan asam

www.pakmono.com

Hujan asam disebabkan oleh aktivitas manusia, seperti kegiatan industri, asap kendaraan bermotor, penggunaan cerobong asap pada pabrik-pabrik, dan lain-lain. Sehingga terjadilah bencana alam dan kerusakan di bumi karena perbuatan  manusia tersebut. Allah SWT berfirman dalam QS Arrum ayat 41-42 : (Al-Quran dan Terjemahannya)

“Telah nampak kerusakan di darat dan di laut disebabkan karena perbuatan tangan manusia, supaya Allah merasakan kepada mereka sebagian dari (akibat) perbuatan mereka, agar mereka kembali (ke jalan yang benar)”. Katakanlah : “Adakan perjalanan di muka bumi dan perhatikanlah bagaimana kesudahan orang-orang dahulu. Kebanyakan dari mereka itu adalah orang-orang yang mempersekutukan (Allah).” (QS Arrum ayat 41-42).

Hujan asam disebabkan oleh 2 polutan, yaitu sulfur dioksida (SO2) dan nitrogen oksida (NO) yang keduanya dihasilkan melalui proses pembakaran. Zat- zat pencemar seperti sulfur dioksida dan nitrogen oksida dipancarkan kedalam udara dari ketel-ketel (boilers) dipabrik-pabrik dan pembangkit listrik , dan juga dari gas pembuangan kendaraan bermotor. Zat-zat buangan ini diubah menjadi asam belerang dan asam nitrat melalui serangkaian reaksi kimia kompleks dan kembali jatuh kebumi dalam bentuk hujan asam. Endapan asam yang dihasilkan menyebabkan kerusakan lingkungan yang serius terhadap ekosistem air dan tanah, bangunan-bangunan budaya serta gedung-gedung. (eko cahyono. http://jurnal.fkip.uns.ac.id/index.php/kimia/article/download/69444759.pdf

Sebagai manusia yang taat kepada Allah kita juga harus peduli terhadap lingkungan di sekitar kita. Seperti yang dijelaskan pada ayat berikut ini

 

 

“Dan janganlah kamu membuat kerusakan di muka bumi, sesudah (Allah) memperbaikinya dan Berdoalah kepada-Nya dengan rasa takut (tidak akan diterima) dan harapan (akan dikabulkan). Sesungguhnya rahmat Allah Amat dekat kepada orang-orang yang berbuat baik.” (QS. Al-A’raf: 56)

 

Bumi sebagai tempat tinggal dan tempat hidup manusia dan makhluk Allah lainnya sudah dijadikan Allah dengan penuh rahmat-Nya. Gunung-gunung, lembah-lembah, sungai-sungai, lautan, daratan dan lain-lain semua itu diciptakan Allah untuk diolah dan dimanfaatkan dengan sebaik-baiknya oleh manusia, bukan sebaliknya dirusak dan dibinasakan. Kita sebagai makhluk Allah harus mampu menjaga dan mengolahnya dengan baik.

 

DAFTAR PUSTAKA

Al-Quran dan Terjemahannya

Cahyono,Eko.http://jurnal.fkip.uns.ac.id/index.php/kimia/article/download/69444759.pdf pada tanggal 26 Maret 2018 pukul 15:30

Kurniawan,annas.https://annaskurniawan.wordpress.com/2011/06/01/makalah-hujan-asam-acid-rain/ pada tanggal 26 Maret 2018 pukul 14:38