Oksigen: Perbedaan antara revisi

[[Berkas:Philos experiment of the burning candle.PNG|jmpl|lurus|Percobaan Philo yang menginspirasi para peneliti selanjutnya]]▼

Salah satu percobaan pertama yang menginvestigasi hubungan antara [[pembakaran]] dengan udara dilakukan oleh seorang penulis [[Yunani]] abad ke-2, [[Philo dari Bizantium]]. Dalam karyanya ''Pneumatica'', Philo mengamati bahwa dengan membalikkan labu yang di dalamnnya terdapat lilin yang menyala dan kemudian menutup leher labu dengan air akan mengakibatkan permukaan air yang terdapat dalam leher labu tersebut meningkat.<ref>[[#Reference-idJastrow1936|Jastrow 1936]], 171</ref> Philo menyimpulkan bahwa sebagian udara dalam labu tersebut diubah menjadi unsur [[api]], sehingga dapat melepaskan diri dari labu melalui pori-pori kaca. Beberapa abad kemudian, [[Leonardo da Vinci]] merancang eksperimen yang sama dan mengamati bahwa udara dikonsumsi selama pembakaran dan [[respirasi]].<ref name="ECE499">[[#Reference-idCook1968|Cook & Lauer 1968]], p.499.</ref>▼

Pada akhir abad ke-17, [[Robert Boyle]] membuktikan bahwa udara diperlukan dalam proses pembakaran. Kimiawan Inggris, [[John Mayow]], melengkapi hasil kerja Boyle dengan menunjukkan bahwa hanya sebagian komponen udara yang ia sebut sebagai ''spiritus nitroaereus'' atau ''nitroaereus'' yang diperlukan dalam pembakaran.<ref name="EB1911">[[#Reference-idEB1911|''Britannica'' contributors 1911]], "John Mayow"</ref> Pada satu eksperimen, ia menemukan bahwa dengan memasukkan seekor tikus ataupun sebatang lilin ke dalam wadah penampung yang tertutup oleh permukaan air akan mengakibatkan permukaan air tersebut naik dan menggantikan seperempatbelas volume udara yang hilang.<ref name="WoC">[[#Reference-idWoC2005|''World of Chemistry'' contributors 2005]], "John Mayow"</ref> Dari percobaan ini, ia menyimpulkan bahwa ''nitroaereus'' digunakan dalam proses [[respirasi]] dan [[pembakaran]].▼

Mayow mengamati bahwa berat [[antimon]] akan meningkat ketika dipanaskan. Ia menyimpulkan bahwa ''nitroaereus'' haruslah telah bergabung dengan antimon.<ref name="EB1911"/> Ia juga mengira bahwa paru-para memisahkan ''nitroaereus'' dari udara dan menghantarkannya ke dalam darah, dan panas tubuh hewan serta pergerakan otot akan mengakibatkan reaksi ''nitroaereus'' dengan zat-zat tertentu dalam tubuh.<ref name="EB1911"/> Laporan seperti ini dan pemikiran-pemikiran serta percobaan-percobaan lainnya dipublikasikan pada tahun 1668 dalam karyanya ''Tractatus duo'' pada bagian "De respiratione".<ref name="WoC"/>▼

{{main|Teori flogiston}}▼

[[Berkas:Georg Ernst Stahl.png|jmpl|kiri|lurus|[[Georg Ernst Stahl|Stahl]] membantu mengembangkan dan memopulerkan teori flogiston.]]▼

Dalam percobaan [[Robert Hooke]], [[Ole Borch]], [[Mikhail Lomonosov]], dan Pierre Bayen, percobaan mereka semuanya menghasilkan oksigen, namun tiada satupun dari mereka yang mengenalinya sebagai unsur.<ref name="NBB299">[[#Reference-idEmsley2001|Emsley 2001]], p.299</ref> Hal ini kemungkinan besar disebabkan oleh prevalensi filosofi [[pembakaran]] dan [[korosi]] yang dikenal sebagai teori flogiston.▼

Teori flogiston dikemukakan oleh alkimiawan Jerman, [[J. J. Becher]] pada tahun 1667, dan dimodifikasi oleh kimiawan [[Georg Ernst Stahl]] pada tahun 1731.<ref name="morris">[[#Reference-idMorris2003|Morris 2003]]</ref> Teori flogiston menyatakan bahwa semua bahan yang dapat terbakar terbuat dari dua bagian komponen. Salah satunya adalah flogiston, yang dilepaskan ketika bahan tersebut dibakar, sedangkan bagian yang tersisa setelah terbakar merupakan bentuk asli materi tersebut.<ref name="ECE499"/>▼

Bahan-bahan yang terbakar dengan hebat dan meninggalkan sedikit residu (misalnya kayu dan batu bara), dianggap memiliki kadar flogiston yang sangat tinggi, sedangkan bahan-bahan yang tidak mudah terbakar dan berkorosi (misalnya besi), mengandung sangat sedikit flogiston. Udara tidak memiliki peranan dalam teori flogiston. Tiada eksperimen kuantitatif yang pernah dilakukan untuk menguji keabsahan teori flogiston ini, melainkan teori ini hanya didasarkan pada pengamatan bahwa ketika sesuatu terbakar, kebanyakan objek tampaknya menjadi lebih ringan dan sepertinya kehilangan sesuatu selama proses pembakaran tersebut.<ref name="ECE499"/> Fakta bahwa materi seperti kayu sebenarnya ''bertambah'' berat dalam proses pembakaran tertutup oleh gaya apung yang dimiliki oleh produk pembakaran yang berupa gas tersebut. Sebenarnya pun, fakta bahwa logam akan bertambah berat ketika berkarat menjadi petunjuk awal bahwa teori flogiston tidaklah benar (yang mana menurut teori flogiston, logam tersebut akan menjadi lebih ringan).▼

[[Berkas:Carl Wilhelm Scheele from Familj-Journalen1874.png|jmpl|lurus|[[Carl Wilhelm Scheele]] mendahului Priestley dalam penemuan oksigen, namun publikasinya dilakukan setelah Priestley.]]▼

=== Penemuan ===▼

Oksigen pertama kali ditemukan oleh seorang ahli obat [[Carl Wilhelm Scheele]]. Ia menghasilkan gas oksigen dengan mamanaskan raksa oksida dan berbagai nitrat sekitar tahun 1772.<ref name="ECE500"/><ref name="ECE499"/> Scheele menyebut gas ini 'udara api' karena ia murupakan satu-satunya gas yang diketahui mendukung pembakaran. Ia menuliskan pengamatannya ke dalam sebuah manuskrip yang berjudul ''Treatise on Air and Fire'', yang kemudian ia kirimkan ke penerbitnya pada tahun 1775. Namun, dokumen ini tidak dipublikasikan sampai dengan tahun 1777.<ref name="NBB300">[[#Reference-idEmsley2001|Emsley 2001]], p.300</ref>▼

[[Berkas:PriestleyFuseli.jpg|jmpl|lurus|kiri|[[Joseph Priestley]] biasanya diberikan prioritas dalam penemuan oksigen]]▼

Pada saat yang sama, seorang pastor [[Britania]], [[Joseph Priestley]], melakukan percobaan yang memfokuskan cahaya matahari ke [[raksa oksida]] (HgO) dalam tabung gelas pada tanggal 1 Augustus 1774. Percobaan ini menghasilkan gas yang ia namakan 'dephlogisticated air'.<ref name="ECE500">[[#Reference-idCook1968|Cook & Lauer 1968]], p.500</ref> Ia mencatat bahwa lilin akan menyala lebih terang di dalam gas tersebut dan seekor tikus akan menjadi lebih aktif dan hidup lebih lama ketika menghirup udara tersebut. Setelah mencoba menghirup gas itu sendiri, ia menulis: "The feeling of it to my lungs was not sensibly different from that of common air, but I fancied that my breast felt peculiarly light and easy for some time afterwards."<ref name="NBB299"/> Priestley mempublikasikan penemuannya pada tahun 1775 dalam sebuah laporan yang berjudul "An Account of Further Discoveries in Air". Laporan ini pula dimasukkan ke dalam jilid kedua bukunya yang berjudul ''[[Experiments and Observations on Different Kinds of Air]]''.<ref name="ECE499"/><ref>[[#Reference-idPriestley1775|Priestley 1775]], 384–94</ref> Oleh karena ia mempublikasikan penemuannya terlebih dahulu, Priestley biasanya diberikan prioritas terlebih dahulu dalam penemuan oksigen.▼

Seorang kimiawan Perancis, [[Antoine Lavoisier|Antoine Laurent Lavoisier]] kemudian mengklaim bahwa ia telah menemukan zat baru secara independen. Namun, Priestley mengunjungi Lavoisier pada Oktober 1774 dan memberitahukan Lavoisier mengenai eksperimennya serta bagaimana ia menghasilkan gas baru tersebut. Scheele juga mengirimkan sebuah surat kepada Lavoisier pada 30 September 1774 yang menjelaskan penemuannya mengenai zat yang tak diketahui, tetapi Lavoisier tidak pernah mengakui menerima surat tersebut (sebuah kopian surat ini ditemukan dalam barang-barang pribadi Scheele setelah kematiannya).<ref name="NBB300"/>▼

=== Kontribusi Lavoisier ===▼

Apa yang Lavoisier tidak terbantahkan pernah lakukan (walaupun pada saat itu dipertentangkan) adalah percobaan kuantitatif pertama mengenai [[oksidasi]] yang mengantarkannya kepada penjelasan bagaimana proses pembakaran bekerja.<ref name="ECE500"/> Ia menggunakan percobaan ini beserta percobaan yang mirip lainnya untuk meruntuhkan teori flogiston dan membuktikan bahwa zat yang ditemukan oleh Priestley dan Scheele adalah [[unsur kimia]].▼

[[Berkas:Antoine lavoisier.jpg|jmpl|lurus|kiri|[[Antoine Lavoisier]] mendiskreditkan teori flogiston]]▼

Pada satu eksperimen, Lavoisier mengamati bahwa tidak terdapat keseluruhan peningkatan berat ketika [[timah]] dan udara dipanaskan di dalam wadah tertutup.<ref name="ECE500"/> Ia mencatat bahwa udara segera masuk ke dalam wadah seketika ia membuka wadah tersebut. Hal ini mengindikasikan bahwa sebagian udara yang berada dalam wadah tersebut telah dikonsumsi. Ia juga mencatat bahwa berat timah tersebut juga telah meningkat dan jumlah peningkatan ini adalah sama beratnya dengan udara yang masuk ke dalam wadah tersebut. Percobaan ini beserta percobaan mengenai pembakaran lainnya didokumentasikan ke dalam bukunya ''Sur la combustion en général'' yang dipublikasikan pada tahun 1777.<ref name="ECE500"/> Hasil kerjanya membuktikan bahwa udara merupakan campuran dua gas, 'udara vital', yang diperlukan dalam pembakaran dan respirasi, serta ''azote'' (Bahasa Yunani ''{{Polytonic|ἄζωτον}}'' "tak bernyawa"), yang tidak mendukung pembakaran maupun respirasi. ''Azote'' kemudian menjadi apa yang dinamakan sebagai ''[[nitrogen]]'', walaupun dalam Bahasa Perancis dan beberapa bahasa Eropa lainnya masih menggunakan nama ''Azote''.<ref name="ECE500"/>▼

Lavoisier menamai ulang 'udara vital' tersebut menjadi ''oxygène'' pada tahun 1777. Nama tersebut berasal dari akar kata [[Yunani]] ''{{Polytonic|ὀξύς}} (oxys)'' ([[asam]], secara harfiah "tajam") dan ''-γενής (-genēs)'' (penghasil, secara harfiah penghasil keturunan). Ia menamainya demikian karena ia percaya bahwa oksigen merupakan komponen dari semua asam.<ref name="mellor">[[#Reference-idMellor1939|Mellor 1939]]</ref> Ini tidaklah benar, namun pada saat para kimiawan menemukan kesalahan ini, nama ''oxygène'' telah digunakan secara luas dan sudah terlambat untuk menggantinya. Sebenarnya gas yang lebih tepat untuk disebut sebagai "penghasil asam" adalah [[hidrogen]].▼

''Oxygène'' kemudian diserap menjadi ''oxygen'' dalam bahasa Inggris walaupun terdapat penentangan dari ilmuwan-ilmuwan Inggris dikarenakan bahwa adalah seorang Inggris, Priestley, yang pertama kali mengisolasi serta menuliskan keterangan mengenai gas ini. Penyerapan ini secara sebagian didorong oleh sebuah puisi berjudul "Oxygen" yang memuji gas ini dalam sebuah buku populer ''[[The Botanic Garden]]'' (1791) oleh [[Erasmus Darwin]], kakek [[Charles Darwin]].<ref name="NBB300"/>▼

=== Sejarah selanjutnya ===▼

[[Berkas:Goddard and Rocket.jpg|jmpl|Robert H. Goddard dengan roket berbahan bakar campuran bensin dan oksigen cair rancangannya]]▼

[[Teori atom|Hipotesis atom]] awal [[John Dalton]] berasumsi bahwa semua unsur berupa monoatomik dan atom-atom dalam suatu senyawa akan memiliki rasio atom paling sederhana terhadap satu sama lainnya. Sebagai contoh, Dalton berasumsi bahwa rumus air adalah HO, sehingga [[massa atom]] oksigen adalah 8 kali massa hidrogen (nilai yang sebenarnya adalah 16).<ref>{{cite web| title = The Interactive Textbook of PFP96 |chapter= Do We Take Atoms for Granted?| chapterurl=http://www.physics.upenn.edu/courses/gladney/mathphys/subsubsection1_1_3_2.html |url=http://www.physics.upenn.edu/courses/gladney/mathphys/Contents.html |first=Dennis |last=DeTurck |coauthors=Gladney, Larry and Pietrovito, Anthony| publisher=University of Pennsylvania|year=1997|accessdate=2008-01-28}}</ref> Pada tahun 1805, [[Joseph Louis Gay-Lussac]] dan [[Alexander von Humboldt]] menunjukkan bahwa air terbentuk dari dua volume hidrogen dengan satu volume oksigen; dan pada tahun 1811, berdasarkan apa yang sekarang disebut [[hukum Avogadro]] dan asumsi molekul unsur diatomik, [[Amedeo Avogadro]] memperkirakan komposisi air dengan benar.<ref>[[#Reference-idRoscoe1883|Roscoe 1883]], 38</ref><ref>Namun, hasil kerjanya kebanyakan diabaikan sampai dengan tahun 1860. Hal ini sebagian dikarenakan oleh kepercayaan bahwa atom yang seunsur tidak akan memiliki [[afinitas kimia]] terhadap satu sama lainnya. Selain itu, juga disebabkan oleh kekecualian hukum Avogadro yang belum berhasil dijelaskan pada saat itu.</ref>▼

Pada akhir abad ke-19, para ilmuwan menyadari bahwa udara dapat dicairkan dan komponen-komponennya dapat dipisahkan dengan mengkompres dan mendinginkannya. Kimiawan dan fisikawan Swiss, [[Raoul Pictet|Raoul Pierre Pictet]], menguapkan cairan [[sulfur dioksida]] untuk mencairkan [[karbon dioksida]], yang mana pada akhirnya diuapkan untuk mendinginkan gas oksigen menjadi cairan. Ia mengirim sebuah telegram pada 22 Desember 1877 kepada Akademi Sains Prancis di Paris dan mengumumkan penemuan [[oksigen cair]]nya.<ref name="BES707">[[#Reference-idDaintith1994|Daintith 1994]], p.707</ref> <!-- NEEDS TO BE CHECKED W/ GOOD CITE The [[Electrical telegraph|telegram]] read "Oxygen liquefied to-day under 320 atmospheres and 140 degrees of cold by combined use of sulfurous and carbonic acid." /NEEDS TO BE CHECKED /W GOOD CITE --> Dua hari kemudian, fisikawan Perancis [[Louis Paul Cailletet]] mengumumkan metodenya untuk mencairkan oksigen molekuler.<ref name="BES707"/> Hanya beberapa tetes cairan yang dihasilkan sehingga tidak ada analisis berarti yang dapat dilaksanakan. Oksigen berhasil dicairkan ke dalam keadaan stabil untuk pertama kalinya pada 29 Maret 1877 oleh ilmuwan Polandia dari [[Universitas Jagiellonian]], [[Zygmunt Wróblewski]] dan [[Karol Olszewski]].<ref>[http://www.poland.gov.pl/Karol,Olszewski,and,Zygmunt,Wroblewski:,condensation,of,oxygen,and,nitrogen,1987.html Poland - Culture, Science and Media. Condensation of oxygen and nitrogen]. Retrieved on 2008-10-04.</ref>▼

Pada tahun 1891, kimiawan Skotlandia [[James Dewar]] berhasil memproduksi oksigen cair dalam jumlah yang cukup banyak untuk dipelajari.<ref name="NBB303">[[#Reference-idEmsley2001|Emsley 2001]], p.303</ref> Proses produksi oksigen cair secara komersial dikembangkan secara terpisah pada tahun 1895 oleh insinyur Jerman [[Carl von Linde]] dan insinyur Britania William Hampson. Kedua insinyur tersebut menurunkan suhu udara sampai ia mencair dan kemudian mendistilasi udara cair tersebut.<ref name="HPAM">[[#Reference-idHPaM2005|''How Products are Made'' contributors]], "Oxygen"</ref> Pada tahun 1901, pengelasan oksiasetilena didemonstrasikan untuk pertama kalinya dengan membakar campuran [[asetilena]] dan {{chem2|O|2}} yang dimampatkan. Metode pengelasan dan pemotongan logam ini pada akhirnya digunakan secara meluas.<ref name="HPAM"/>▼

Pada tahun 1923, ilmuwan Amerika [[Robert H. Goddard]] menjadi orang pertama yang mengembangkan [[mesin roket]]; mesin ini menggunakan [[bensin]] sebagai bahan bakar dan oksigen cair sebagai [[oksidator]]. Goddard berhasil menerbangkan roket kecil sejauh 56&nbsp;m dengan kecepatan 97&nbsp;km/jam pada 16 Maret 1926 di [[Auburn, Massachusetts]], USA.<ref name="HPAM"/><ref>{{cite web|title=Goddard-1926|url=http://grin.hq.nasa.gov/ABSTRACTS/GPN-2002-000132.html|publisher=NASA|accessdate=2007-11-18}}</ref>▼