Air

Untuk kegunaan lain, lihat Air (disambiguasi).

Air adalah senyawa yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di Bumi, tetapi tidak di planet lain. Rumus kimianya adalah H₂O, yang setiap molekulnya mengandung satu oksigen dan dua atom hidrogen yang dihubungkan oleh ikatan kovalen. Air menutupi hampir 71% permukaan Bumi. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik (330 juta mil³) air tersedia di Bumi. Air sebagian besar dapat ditemukan di laut (air asin) dan pada lapisan-lapisan es (di kutub dan puncak-puncak gunung). Selain itu, air juga dapat ditemukan di awan, hujan, sungai, permukaan air tawar, danau, uap air, dan lautan es. Air dalam objek-objek tersebut berpindah mengikuti suatu siklus air, yaitu: melalui penguapan, hujan, dan aliran air di atas permukaan tanah (runoff, meliputi mata air, sungai, muara) menuju laut. Air bersih penting bagi kehidupan manusia.

Air dalam tiga wujudnya, cairan di laut, es yang mengambang, dan awan di udara yang merupakan uap air.

Selain di Bumi, sejumlah besar air juga diperkirakan terdapat pada kutub utara dan selatan planet Mars, serta pada bulan-bulan Europa dan Enceladus. Air dapat berwujud padatan (es), cairan (air) dan gas (uap air). Air merupakan satu-satunya zat yang secara alami terdapat di permukaan Bumi dalam ketiga wujudnya tersebut.

Pengelolaan sumber daya air yang kurang baik dapat menyebabkan kekurangan air, monopolisasi serta privatisasi dan bahkan menyulut konflik. Indonesia telah memiliki undang-undang yang mengatur sumber daya air sejak tahun 2004, yakni Undang Undang nomor 7 tahun 2004 tentang Sumber Daya Air. Namun, karena UU tersebut dinilai bertentangan dengan UUD 1945 maka MK membatalkan seluruh pasal yang ada dalam UU tersebut. Sehingga, UU Nomor 11 tahun 1974 tentang Pengairan kembali berlaku untuk mengisi kekosongan hukum hingga adanya pembentukan uu yang baru.

Etimologi

Dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) disebutkan bahwa bentuk kuno (arkais) kata ‘air’ adalah ‘ayar’. Slamet Muljana dalam bukunya "Asal Bangsa dan Bahasa Nusantara" mengungkap pendapat Ernest Hamy (1842-1908), bahwa asal-usul kata ‘air’ berasal dari kata ‘ayar’ (bahasa Melayu Kontinental), dan bahwa kata ‘ayar’ ini merupakan warisan dari bahasa purba yang disebutnya “Melayu Kontinental purba”. Namun, Hamy tidak dapat mengatakan di mana bahasa Melayu Kontinental purba itu pernah diucapkan.

Tapi, di Melayu Kontinental, menurut Hamy sebagaimana yang dikutip Slamet Muljana dalam bukunya, kata ‘ayar’ terbatas hanya digunakan suku Jarai  (etnis yang bermukim di Dataran Tinggi Tengah Vietnam ), Piak (etnis yang bermukim di wilayah Laos dan Thailand utara), Preh (Terkonsentrasi di bagian selatan provinsi Dak Lak dan Dak Nong, dan sebagian Lam Dong dan Provinsi Binh Phuoc di Vietnam), dan beberapa lagi suku lainnya.

Penyebutan kata ‘air’ dalam beberapa bahasa Indo-Eropa: Bosnian= voda; Catalan= aigua; Croatian = voda; Czech= voda; Danish = vand; Dutch = water; Estonian = vesi; Finnish = vesi; French = eau; Galician = auga; German = Wasser; Hungarian = viz; Icelandic = Vatn; Irish = uisce; Italian = acqua; Lithuanian = vanduo; Maltese = ilma; Norwegian = vann; Polish = woda; Portuguese = agua; Russian = vody; Serbian = voda; Slovak = voda; Slovenian = voda; Spanish = agua; Swedish = vatten; Ukrainian = voda; dan masih banyak lagi.

Penyebutan kata ‘air’ dalam beberapa bahasa di Asia: Armenian = jur; Azerbaijani = su; Bengali = pani;  Chinese = shui; Georgian = ts’q’ali; Gujarati = pani; Hindi = paanee; Japanese = shui; Kazakh = ; Khmer = tuk; Korean = mul; Lao = noa; Mongolian= ; Malayalam = vellam; Myanmar = ray; Nepali = paanee; Sinhala = jalaya;  Tamil = nir; Telugu = Nii; Thai = Na; Turkish = Su; Uzbek = suv; dan masih banyak lagi.

Penyebutan kata ‘air’ dalam beberapa bahasa di Timur tengah dan Afrika : Arabic = ma’an; Chichewa = madzi; Hausa= ruwa; Igbo = mmiri; Sesotho = metsi; Somali = biyaha; Swahili = maji; Yoruba= omi; Zulu = amanzi.

Hipotesis: kata 'air/ ayar' berasal dari nama Hajar (istri Nabi Ibrahim)

Jika ditinjau menurut perubahan fonetis, bentuk paling mungkin sebagai asal-usul kata ‘air’ ataupun ‘ayar’ adalah: ‘ajar’ – berasal dari nama “Hajar”, istri Nabi Ibrahim. Sosok Hajar memang memiliki cerita yang melegenda – yang secara spesifik terkait masalah “air”. Yaitu ketika Hajar ditinggalkan oleh Nabi Ibrahim di tengah padang gurun yang gersang bersama anaknya, Ismail yang masih bayi. Dalam riwayat disebutkan bahwa, tatkala melihat anaknya menangis kehausan, Hajar berlari di antara bukit Safa dan Marwa tujuh kali dalam usahanya untuk mencari air. Hingga atas kehendak Allah, muncullah mata air Zam-Zam untuk mereka. Kisah Hajar yang berusaha mencari air untuk anaknya dengan berlari di antara bukit Safa dan Marwa, kemudian dikenang dengan menjadi salah satu ritual bagi umat Muslim ketika berhaji.

Dengan menggunakan metode observasi Fenomenologi Linguistik (Phenomenological Linguistics), terutama konsep pendekatan 'Dekonstruksi' yang dipelopori Jacques Derrida, hipotesis ini mendapatkan penguatan landasan teorinya.

Dekonstruksi  adalah konsep pemikiran yang berupaya mengamati kontradiksi yang ada di dalam teks dan mencoba untuk membangun kembali makna-makna yang sudah melekat dalam teks tersebut. Pemikiran dekonstruksi percaya bahwa suatu teks pasti memiliki makna-makna yang tersembunyi dan memiliki arti yang berbeda.

Dalam kasus penelusuran asal-usul kata 'air/ ayar', konsep 'Dekonstruksi' Derrida mesti "dimodifikasi" karena, aspek kontradiksi tidak terdapat pada teks tetapi pada tokoh-tokoh yang ada dalam riwayat Nabi Ibrahim, yaitu kedua istrinya: Sarah dan Hajar. Kontradiksi atau pertentangan yang terjadi antara keduanya (sebagai istri-istri Nabi Ibrahim) tampaknya menimbulkan persaingan-persaingan yang, dalam ratusan tahun atau bahkan ribuan tahun kemudian, melahirkan kubu pendukung yang loyal di antara keduanya.

Persaingan yang terjadi di antara kedua kubu pendukung Sarah dan Hajar dapat ditemukan pada penyebutan kata Air. Jika kubu pendukung Hajar mengagungkan nama Hajar dengan mengabadikannya sebagai nama untuk entitas yang sangat vital dalam menopang keberlangsungan hidup, yakni: ' ayar / air', maka, pendukung kubu Sarah tampaknya juga tidak mau kalah. Mereka juga mengagungkan dan mengabadikan nama Sarah untuk entitas yang sama. Bahkan, upaya dari kubu pendukung Sarah bisa dikatakan lebih sistematis karena mereka merekam itu dalam kitab suci. Hal ini dapat ditemukan dalam naskah Rigveda (RigVeda: 6.61; 7.95; dan 7.96) Sarasvathi adalah nama sungai surgawi, dan bahwa Kata Sarasvathi berasal dari akar kata ‘ Sarah ‘, yang berarti air. Dalam bahasa Sansekerta pun ‘saras’ (सरस्) diartikan “sebuah danau atau genangan air”.

Dalam Nighantu 1.12 (Nighaṇṭu adalah istilah bahasa Sanskerta untuk kumpulan kata-kata tradisional, dikelompokkan ke dalam kategori tematik) Sarah adalah salah satu sinonim untuk air.

Sarasvathi juga dipuja sebagai Sindhu-mata, dijelaskan oleh Sri Sayana sebagai ‘apam matrubhuta‘ prinsip induk dari semua air; dan juga sebagai ‘Sindhunam Jalam va mata‘ – Ibu sungai, sumber abadi dari sejumlah sungai lainnya.

Dalam Buku 2 Rig veda, Saraswati digambarkan sebagai ibu terbaik dari sungai. Rgveda 2.41.16: Yang terbaik dari para ibu, yang terbaik dari sungai, yang terbaik dari dewi, Sarasvati.

Bahkan, dalam bahasa tradisional di beberapa wilayah di Indonesia seperti di pulau Sulawesi dan Sumatra, jejak nama Sarah yang dikaitkan dengan air ataupun sungai, dapat ditemukan. Yaitu pada kata 'Sarassa'. Sarassa adalah sebutan kuno untuk air terjun di dalam bahasa tae' (bahasa yang digunakan di pulau Sulawesi) dan juga, dapat ditemukan digunakan di wilayah Sumatra.

Dalam perspektif holistik, bisa dikatakan, dinamika persaingan antara Sarah dan Hajar yang kemudian melahirkan kubu pendukung – yang terus berlangsung dalam kurun waktu ribuan tahun – telah melahirkan ornamen budaya dan bahasa dalam kehidupan manusia.

Sifat-sifat kimia dan fisika

Air
Informasi dan sifat-sifat
Nama sistematis	air
Nama alternatif	aqua, dihidrogen monoksida, Hidrogen hidroksida
Rumus molekul	H2O
Massa molar	18.0153 g/mol
Densitas dan fase	0.998 g/cm³ (cariran pada 20 °C) 0.92 g/cm³ (padatan)
Titik beku	0 °C (273.15 K) (32 °F)
Titik didih	100 °C (373.15 K) (212 °F)
Kalor jenis	4184 J/(kg·K) (cairan pada 20 °C)
Halaman data tambahan
Disclaimer and references

Artikel utama: Air (molekul)

Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) and temperatur 273,15 K (0 °C). Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik.

Keadaan air yang berbentuk cair merupakan suatu keadaan yang tidak umum dalam kondisi normal, terlebih lagi dengan memperhatikan hubungan antara hidrida-hidrida lain yang mirip dalam kolom oksigen pada tabel periodik, yang mengisyaratkan bahwa air seharusnya berbentuk gas, sebagaimana hidrogen sulfida. Dengan memperhatikan tabel periodik, terlihat bahwa unsur-unsur yang mengelilingi oksigen adalah nitrogen, flor, dan fosfor, sulfur dan klor. Semua elemen-elemen ini apabila berikatan dengan hidrogen akan menghasilkan gas pada temperatur dan tekanan normal. Alasan mengapa hidrogen berikatan dengan oksigen membentuk fase berkeadaan cair, adalah karena oksigen lebih bersifat elektronegatif ketimbang elemen-elemen lain tersebut (kecuali flor).

Tarikan atom oksigen pada elektron-elektron ikatan jauh lebih kuat daripada yang dilakukan oleh atom hidrogen, meninggalkan jumlah muatan positif pada kedua atom hidrogen, dan jumlah muatan negatif pada atom oksigen. Adanya muatan pada tiap-tiap atom tersebut membuat molekul air memiliki sejumlah momen dipol. Gaya tarik-menarik listrik antar molekul-molekul air akibat adanya dipol ini membuat masing-masing molekul saling berdekatan, membuatnya sulit untuk dipisahkan dan yang pada akhirnya menaikkan titik didih air. Gaya tarik-menarik ini disebut sebagai ikatan hidrogen.

Air sering disebut sebagai pelarut universal karena air melarutkan banyak zat kimia. Air berada dalam kesetimbangan dinamis antara fase cair dan padat di bawah tekanan dan temperatur standar. Dalam bentuk ion, air dapat dideskripsikan sebagai sebuah ion hidrogen (H⁺) yang berasosiasi (berikatan) dengan sebuah ion hidroksida (OH^-).

Tingginya konsentrasi kapur terlarut membuat warna air dari Air Terjun Havasu terlihat berwarna turquoise.

Berikut adalah tetapan fisik air pada temperatur tertentu:

	0o	20o	50o	100o
Massa jenis (g/cm3)	0.99987	0.99823	0.9981	0.9584
Panas jenis (kal/g•oC)	1.0074	0.9988	0.9985	1.0069
Kalor uap (kal/g)	597.3	586.0	569.0	539.0
Konduktivitas termal (kal/cm•s•oC)	1.39 × 10−3	1.40 × 10−3	1.52 × 10−3	1.63 × 10−3
Tegangan permukaan (dyne/cm)	75.64	72.75	67.91	58.80
Tetapan dielektrik	87.825	80.8	69.725	55.355
Laju viskositas (g/cm•s)	178.34 × 10−4	100.9 × 10−4	54.9 × 10−4	28.4 × 10−4
massa	-	-	-	-

Elektrolisis air

Artikel utama: Elektrolisis air

Molekul air dapat diuraikan menjadi unsur-unsur asalnya dengan mengalirinya arus listrik. Proses ini disebut elektrolisis air. Pada katode, dua molekul air bereaksi dengan menangkap dua elektron, tereduksi menjadi gas H₂ dan ion hidroksida (OH^-). Sementara itu pada anode, dua molekul air lain terurai menjadi gas oksigen (O₂), melepaskan 4 ion H⁺ serta mengalirkan elektron ke katode. Ion H⁺ dan OH^- mengalami netralisasi sehingga terbentuk kembali beberapa molekul air. Reaksi keseluruhan yang setara dari elektrolisis air dapat dituliskan sebagai berikut.

      ${\mbox{ }}2H_{2}O(l)\rightarrow 2H_{2}(g)+O_{2}(g)\,$

Gas hidrogen dan oksigen yang dihasilkan dari reaksi ini membentuk gelembung pada elektrode dan dapat dikumpulkan. Prinsip ini kemudian dimanfaatkan untuk menghasilkan hidrogen dan hidrogen peroksida (H₂O₂) yang dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan hidrogen.

Kelarutan (solvasi)

Artikel utama: Kelarutan

Air adalah pelarut yang kuat, melarutkan banyak jenis zat kimia. Zat-zat yang bercampur dan larut dengan baik dalam air (misalnya garam-garam) disebut sebagai zat-zat "hidrofilik" (pencinta air), dan zat-zat yang tidak mudah tercampur dengan air (misalnya lemak dan minyak), disebut sebagai zat-zat "hidrofobik" (takut-air). Kelarutan suatu zat dalam air ditentukan oleh dapat tidaknya zat tersebut menandingi kekuatan gaya tarik-menarik listrik (gaya intermolekul dipol-dipol) antara molekul-molekul air. Jika suatu zat tidak mampu menandingi gaya tarik-menarik antar molekul air, molekul-molekul zat tersebut tidak larut dan akan mengendap dalam air.

Butir-butir embun menempel pada jaring laba-laba.

Kohesi dan adhesi

Artikel utama: Kohesi dan Adhesi

Air menempel pada sesamanya (kohesi) karena air bersifat polar. Air memiliki sejumlah muatan parsial negatif (σ-) dekat atom oksigen akibat pasangan elektron yang (hampir) tidak digunakan bersama, dan sejumlah muatan parsial positif (σ+) dekat atom hidrogen. Dalam air hal ini terjadi karena atom oksigen bersifat lebih elektronegatif dibandingkan atom hidrogen—yang berarti, ia (atom oksigen) memiliki lebih "kekuatan tarik" pada elektron-elektron yang dimiliki bersama dalam molekul, menarik elektron-elektron lebih dekat ke arahnya (juga berarti menarik muatan negatif elektron-elektron tersebut) dan membuat daerah di sekitar atom oksigen bermuatan lebih negatif ketimbang daerah-daerah di sekitar kedua atom hidrogen.

Air memiliki pula sifat adhesi yang tinggi disebabkan oleh sifat alami ke-polar-annya.

Tegangan permukaan

Artikel utama: Tegangan permukaan

Bunga Bellis perennis ini berada di bawah permukaan air, akan tetapi dapat mekar dengan tanpa terganggu. Tegangan permukaan mencegah air untuk menenggelamkan bunga tersebut.

Air memiliki tegangan permukaan yang besar yang disebabkan oleh kuatnya sifat kohesi antar molekul-molekul air. Hal ini dapat diamati saat sejumlah kecil air ditempatkan dalam sebuah permukaan yang tak dapat terbasahi atau terlarutkan (non-soluble); air tersebut akan berkumpul sebagai sebuah tetesan. Di atas sebuah permukaan gelas yang amat bersih atau bepermukaan amat halus air dapat membentuk suatu lapisan tipis karena gaya tarik molekular antara gelas dan molekul air (gaya adhesi) lebih kuat ketimbang gaya kohesi antar molekul air.

Dalam sel-sel biologi dan organel-organel, air bersentuhan dengan membran dan permukaan protein yang bersifat hidrofilik; yaitu, permukaan-permukaan yang memiliki ketertarikan kuat terhadap air. Irving Langmuir mengamati suatu gaya tolak yang kuat antar permukaan-permukaan hidrofilik. Untuk melakukan dehidrasi suatu permukaan hidrofilik—dalam arti melepaskan lapisan yang terikat dengan kuat dari hidrasi air—perlu dilakukan kerja sungguh-sungguh melawan gaya-gaya ini, yang disebut gaya-gaya hidrasi. Gaya-gaya tersebut amat besar nilainya akan tetapi meluruh dengan cepat dalam rentang nanometer atau lebih kecil. Pentingnya gaya-gaya ini dalam biologi telah dipelajari secara ekstensif oleh V. Adrian Parsegian dari National Institute of Health. Gaya-gaya ini penting terutama saat sel-sel terdehidrasi saat bersentuhan langsung dengan ruang luar yang kering atau pendinginan di luar sel (extracellular freezing).

Air dalam kehidupan

Kehidupan di dalam laut.

Dari sudut pandang biologi, air memiliki sifat-sifat yang penting untuk adanya kehidupan. Air dapat memunculkan reaksi yang dapat membuat senyawa organik melakukan replikasi. Semua makhluk hidup yang diketahui memiliki ketergantungan terhadap air. Air merupakan zat pelarut yang penting untuk makhluk hidup dan adalah bagian penting dalam proses metabolisme. Air juga dibutuhkan dalam fotosintesis dan respirasi. Fotosintesis menggunakan cahaya matahari untuk memisahkan atom hidrogen dengan oksigen. Hidrogen akan digunakan untuk membentuk glukosa dan oksigen akan dilepas ke udara.

Makhluk air

Artikel utama: Hidrobiologi

Perairan Bumi dipenuhi dengan berbagai macam kehidupan. Semua makhluk hidup pertama di Bumi ini berasal dari perairan. Hampir semua ikan hidup di dalam air, selain itu, mamalia seperti lumba-lumba dan paus juga hidup di dalam air. Hewan-hewan seperti amfibi menghabiskan sebagian hidupnya di dalam air. Bahkan, beberapa reptil seperti ular dan buaya hidup di perairan dangkal dan lautan. Tumbuhan laut seperti alga dan rumput laut menjadi sumber makanan ekosistem perairan. Di samudra, plankton menjadi sumber makanan utama para ikan.

Air dan manusia

Peradaban manusia berjaya mengikuti sumber air. Mesopotamia yang disebut sebagai awal peradaban berada di antara sungai Tigris dan Euphrates. Peradaban Mesir Kuno bergantung pada sungai Nil. Pusat-pusat manusia yang besar seperti Rotterdam, London, Montreal, Paris, New York City, Shanghai, Tokyo, Chicago, dan Hong Kong mendapatkan kejayaannya sebagian dikarenakan adanya kemudahan akses melalui perairan.

Air minum

Air yang diminum dari botol.

Penyaring air (water filter) portable untuk air minum rumah tangga, sekolah, kantor, atau asrama.

Artikel utama: Air minum

Tubuh manusia terdiri dari 55% sampai 78% air, tergantung dari ukuran badan. Agar dapat berfungsi dengan baik, tubuh manusia membutuhkan antara satu sampai tujuh liter air setiap hari untuk menghindari dehidrasi; jumlah pastinya bergantung pada tingkat aktivitas, suhu, kelembapan, dan beberapa faktor lainnya. Selain dari air minum, manusia mendapatkan cairan dari makanan dan minuman lain selain air. Sebagian besar orang percaya bahwa manusia membutuhkan 8–10 gelas (sekitar dua liter) per hari, namun hasil penelitian yang diterbitkan Universitas Pennsylvania pada tahun 2008 menunjukkan bahwa konsumsi sejumlah 8 gelas tersebut tidak terbukti banyak membantu dalam menyehatkan tubuh. Malah kadang-kadang untuk beberapa orang, jika meminum air lebih banyak atau berlebihan dari yang dianjurkan dapat menyebabkan ketergantungan. Literatur medis lainnya menyarankan konsumsi satu liter air per hari, dengan tambahan bila berolahraga atau pada cuaca yang panas. Minum air putih memang menyehatkan, tetapi kalau berlebihan dapat menyebabkan hiponatremia yaitu ketika natrium dalam darah menjadi terlalu encer.

Pelarut

Pelarut digunakan sehari-hari untuk mencuci, contohnya mencuci tubuh manusia, pakaian, lantai, mobil, makanan, dan hewan. Selain itu, limbah rumah tangga juga dibawa oleh air melalui saluran pembuangan. Pada negara-negara industri, sebagian besar air terpakai sebagai pelarut.

Air dapat memfasilitasi proses biologi yang melarutkan limbah. Mikroorganisme yang ada di dalam air dapat membantu memecah limbah menjadi zat-zat dengan tingkat polusi yang lebih rendah.

Zona biologis

Air merupakan cairan singular, oleh karena kapasitasnya untuk membentuk jaringan molekul 3 dimensi dengan ikatan hidrogen yang mutual. Hal ini disebabkan karena setiap molekul air mempunyai 4 muatan fraksional dengan arah tetrahedron, 2 muatan positif dari kedua atom hidrogen dan dua muatan negatif dari atom oksigen. Akibatnya, setiap molekul air dapat membentuk 4 ikatan hidrogen dengan molekul di sekitarnya. Sebagai contoh, sebuah atom hidrogen yang terletak di antara dua atom oksigen, akan membentuk satu ikatan kovalen dengan satu atom oksigen dan satu ikatan hidrogen dengan atom oksigen lainnya, seperti yang terjadi pada es. Perubahan densitas molekul air akan berpengaruh pada kemampuannya untuk melarutkan partikel. Oleh karena sifat muatan fraksional molekul, pada umumnya, air merupakan zat pelarut yang baik untuk partikel bermuatan atau ion, namun tidak bagi senyawa hidrokarbon.

Konsep tentang sel sebagai larutan yang terbalut membran, pertama kali dipelajari oleh ilmuwan Rusia bernama Troschin pada tahun 1956. Pada monografnya, Problems of Cell Permeability, tesis Troschin mengatakan bahwa partisi larutan yang terjadi antara lingkungan intraseluler dan ekstraseluler tidak hanya ditentukan oleh permeabilitas membran, namun terjadi akumulasi larutan tertentu di dalam protoplasma, sehingga membentuk larutan gel yang berbeda dengan air murni.

Pada tahun 1962, Ling melalui monografnya, A physical theory of the living state, mengutarakan bahwa air yang terkandung di dalam sel mengalami polarisasi menjadi lapisan-lapisan yang menyelimuti permukaan protein dan merupakan pelarut yang buruk bagi ion. Ion K⁺ diserap oleh sel normal, sebab gugus karboksil dari protein cenderung untuk menarik K⁺ daripada ion Na⁺. Teori ini, dikenal sebagai hipotesis induksi-asosiasi juga mengutarakan tidak adanya pompa kation, ATPase, yang terikat pada membran sel, dan distribusi semua larutan ditentukan oleh kombinasi dari gaya tarik menarik antara masing-masing protein dengan modifikasi sifat larutan air dalam sel. Hasil dari pengukuran NMR memang menunjukkan penurunan mobilitas air di dalam sel namun dengan cepat terdifusi dengan molekul air normal. Hal ini kemudian dikenal sebagai model two-fraction, fast-exchange.

Keberadaan pompa kation yang digerakkan oleh ATP pada membran sel, terus menjadi bahan perdebatan, sejalan dengan perdebatan tentang karakteristik cairan di dalam sitoplasma dan air normal pada umumnya. Argumentasi terkuat yang menentang teori mengenai jenis air yang khusus di dalam sel, berasal dari kalangan ahli kimiawan fisis. Mereka berpendapat bahwa air di dalam sel tidak mungkin berbeda dengan air normal, sehingga perubahan struktur dan karakter air intraseluler juga akan dialami dengan air ekstraseluler. Pendapat ini didasarkan pada pemikiran bahwa, meskipun jika pompa kation benar ada terikat pada membran sel, pompa tersebut hanya menciptakan kesetimbangan osmotik seluler yang memisahkan satu larutan dari larutan lain, namun tidak bagi air. Air dikatakan memiliki kesetimbangan sendiri yang tidak dapat dibatasi oleh membran sel.

Para ahli lain yang berpendapat bahwa air di dalam sel sangat berbeda dengan air pada umumnya. Air yang menjadi tidak bebas bergerak oleh karena pengaruh permukaan ionik, disebut sebagai air berikat (bahasa Inggris: bound water), sedangkan air di luar jangkauan pengaruh ion tersebut disebut air bebas (bahasa Inggris: bulk water).

Air berikat dapat segera melarutkan ion, oleh karena tiap jenis ion akan segera tertarik oleh masing-masing muatan fraksional molekul air, sehingga kation dan anion dapat berada berdekatan tanpa harus membentuk garam. Ion lebih mudah terhidrasi oleh air yang reaktif, padat dengan ikatan lemah, daripada air inert tidak padat dengan daya ikat kuat. Hal ini menciptakan zona air, sebagai contoh, kation kecil yang sangat terhidrasi akan cenderung terakumulasi pada fase air yang lebih padat, sedangkan kation yang lebih besar akan cenderung terakumulasi pada fase air yang lebih renggang, dan menciptakan partisi ion seperti serial Hofmeister sebagai berikut:

Mg²⁺ > Ca²⁺ > H⁺ >> Na⁺

NH⁺ > Cs⁺ > Rb⁺ > K⁺

ATP^3- >> ATP^2- = ADP^2- = HPO₄^2-

I^- > Br^- > Cl^- > H₂PO₄^-

catatan

• densitas air berikat semakin tinggi ke arah kanan.

Interaksi antara molekul air berikat dan gugus ionik diasumsikan terjadi pada rentang jarak yang pendek, sehingga atom hidrogen terorientasi ke arah anion dan menghambat interaksi antara populasi air berikat dengan air bebas. Orientasi molekul air berikat semakin terbatas permukaan molekul polielektrolit bermuatan negatif antara lain DNA, RNA, asam hialorunat, kondroitin sulfat, dan jenis biopolimer bermuatan lain. Energi elektrostatik antara molekul biopolimer bermuatan sama yang berdesakan akan menciptakan gaya hidrasi yang mendorong molekul air bebas keluar dari dalam sitoplasma.

Pada umumnya, konsentrasi larutan polielektrolit yang cukup tinggi akan membentuk gel. Misalnya gel agarose atau gel dari asam hialuronat yang mengandung 99,9% air dari total berat gel. Tertahannya molekul air di dalam struktur kristal gel merupakan salah satu contoh kecenderungan alami setiap komponen dari suatu sistem untuk bercampur dengan merata. Molekul air dapat terlepas dari gel sebagai respons dari tekanan udara, peningkatan suhu atau melalui mekanisme penguapan, namun dengan turunnya rasio kandungan air, daya ikat ionik yang terjadi antara molekul zat terlarut yang menahan molekul air akan semakin kuat.

Meskipun demikian, pendekatan ionik seperti ini masih belum dapat menjelaskan beberapa fenomena anomali larutan seperti,

• perbedaan sifat air di dalam sitoplasma oosit hewan katak dengan air di dalam inti sel dan air normal
• turunnya koefisien difusi air di dalam Artemia cyst dibandingkan dengan koefisien air yang sama pada gel agarose dan air normal
• lebih rendahnya densitas air pada Artemia cyst dibandingkan air normal pada suhu yang sama
• anomali trimetilamina oksida pada jaringan otot
• kedua kandungan air normal, dan air dengan koefisien partisi 1,5 yang dimiliki mitokondria pada suhu 0-4 °C

Fenomena anomali larutan ini dianggap terjadi pada rentang jarak jauh yang berada di luar domain pendekatan ionik.

Energi pada molekul air menjadi tinggi ketika ikatan hidrogen yang dimiliki menjadi tidak maksimal, seperti saat molekul air berada dekat dengan permukaan atau gugus hidrokarbon. Senyawa hidrokarbon kemudian disebut bersifat hidrofobik sebab tidak membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air. Daya ikat hidrogen pada kondisi ini akan menembus beberapa zona air dan partisi ion, sehingga dikatakan bahwa sebagai karakter air pada rentang jarak jauh. Pada rentang ini, molekul garam seperti Na₂SO₄, sodium asetat dan sodium fosfat akan memiliki kecenderungan untuk terurai menjadi kation Na⁺ dan anionnya.

Fresh Water Generator

Plate Type Fresh Water Generator.

Fresh Water Generator (FWG).

Fresh Water Generator (FWG) adalah pesawat pembuat air tawar dengan jalan menguapkan air laut di dalam penguap (Evaporator) dan uap air laut tersebut didinginkan dengan cara kondensasi di dalam pesawat destilasi/kondensor (pengembun), sehingga menghasilkan air kondensasi yang disebut kondensat. Fresh water generator, merupakan salah satu pesawat bantu yang penting di atas kapal. Hal ini dikarenakan dengan menggunakan FWG (Fresh water generator) dapat menghasilkan air tawar yang dapat digunakan untuk minum, memasak, mencuci dan bahkan menjalankan mesin penting lainnya yang menggunakan air tawar sebagai media pendingin.

Pada FWG Air tawar umumnya dihasilkan menggunakan metode evaporasi. Jadi air tawar tersebut dihasilkan oleh penguapan air laut dengan menggunakan panas dari salah satu sumber panas. Umumnya sumber panas yang tersedia diambil dari water jacket mesin utama, yang digunakan untuk mendinginkan komponen mesin utama seperti kepala silinder,liner dll. Suhu yang dihasilkan dari water jacket sekitar 70 derajat Celcius. Tetapi pada suhu ini penguapan air tidak maksimal, seperti yang kita ketahui bahwa penguapan air terjadi pada 100 derajat celcius di bawah tekanan atmosfer. Jadi dalam rangka untuk menghasilkan air bersih di 70 derajat kita perlu mengurangi tekanan atmosfer, yang dilakukan dengan menciptakan vakum di dalam ruang di mana penguapan berlangsung. Juga, sebagai akibat dari vakum pendinginan dari air laut menguap pada suhu yang lebih rendah, Air akan didinginkan dan dikumpulkan kemudian dipindahkan ke tangki. Pada saat ini kebanyakan Kapal menggunakan metode, osmosis terbalikyaitu salah satu metode yang digunakan di deck untuk menghasilkan air tawar. Umumnya ini digunakan pada kapal penumpang di mana ada kebutuhan besar untuk memproduksi air segar.

Osmosis terbalik

Osmosis terbalik adalah suatu metode penyaringan yang dapat menyaring berbagai molekul besar dan ion-ion dari suatu larutan dengan cara memberi tekanan pada larutan ketika larutan itu berada di salah satu sisi membran seleksi (lapisan penyaring). Proses tersebut menjadikan zat terlarut terendap di lapisan yang dialiri tekanan sehingga zat pelarut murni bisa mengalir ke lapisan berikutnya. Membran seleksi itu harus bersifat selektif atau bisa memilah yang artinya bisa dilewati zat pelarutnya (atau bagian lebih kecil dari larutan) tetapi tidak bisa dilewati zat terlarut seperti molekul berukuran besar dan ion-ion. Osmosis adalah sebuah fenomena alam yang terjadi dalam sel makhluk hidup di mana molekul pelarut (biasanya air) akan mengalir dari daerah berkonsentrasi rendah ke daerah Berkonsentrasi tinggi melalui sebuah membran semipermeabel. Membran semipermeabel ini menunjuk ke membran sel atau membran apa pun yang memiliki struktur yang mirip atau bagian dari membran sel. Gerakan dari pelarut berlanjut sampai sebuah konsentrasi yang seimbang tercapai di kedua sisi membran.

Osmosis terbalik adalah sebuah proses pemaksaan sebuah terlarut dari sebuah daerah konsentrasi terlarut tinggi melalui sebuah membran ke sebuah daerah terlarut rendah dengan menggunakan sebuah tekanan melebihi tekanan osmotik. Dalam istilah lebih mudah, osmosis terbalik adalah mendorong sebuah larutan melalui filter yang menangkap zat terlarut dari satu sisi dan membiarkan pendapatan pelarut murni dari sisi satunya.

Untuk mendapatkan air tawar dari air laut bisa dilakukan dengan cara osmosis terbalik, suatu proses penyaringan air laut dengan menggunakan tekanan dialirkan melalui suatu membran saring. Sistem ini disebut osmosis terbalik air laut dan banyak digunakan pada kapal laut atau instalasi air bersih di pantai dengan bahan baku air laut.

Proses ini telah digunakan untuk mengolah air laut untuk mendapatkan air tawar, sejak awal 1970-an.

Air dalam kesenian

"Ombak Besar Lepas Pantai Kanagawa." oleh Katsushika Hokusai, lukisan yang sering digunakan sebagai pelukisan sebuah tsunami.

Artikel utama: Air dalam kesenian

Dalam seni air dipelajari dengan cara yang berbeda, ia disajikan sebagai suatu elemen langsung, tidak langsung ataupun hanya sebagai simbol. Dengan didukung kemajuan teknologi fungsi dan pemanfaatan air dalam seni mulai berubah, dari tadinya pelengkap ia mulai merambat menjadi objek utama. Contoh seni yang terakhir ini, misalnya seni aliran atau tetesan.

Seni lukis

Pada zaman Renaisans dan sesudahnya air direpresentasikan lebih realistis. Banyak artis menggambarkan air dalam bentuk pergerakan – sebuah aliran air atau sungai, sebuah lautan yang turbulensi, atau bahkan air terjun – akan tetapi banyak juga dari mereka yang senang dengan objek-objek air yang tenang, diam – danau, sungai yang hampir tak mengalir, dan permukaan laut yang tak berombak. Dalam setiap kasus ini, air menentukan suasana keseluruhan dari karya seni tersebut, seperti misalnya dalam Birth of Venus (1486) karya Botticelli dan Nymphéas (1897) karya Monet.

Rivermasterz, memanfaatkan air sebagai elemen dalam foto.

Fotografi

Sejalan dengan kemajuan teknologi dalam seni, air mulai mengambil tempat dalam bidang seni lain, misalnya dalam fotografi. walaupun ada air tidak memiliki arti khusus di sini dan hanya berperan sebagai elemen pelengkap, akan tetapi ia dapat digunakan dalam hampir semua cabang fotografi: mulai dari fasion sampai landsekap. Memotret air sebagai elemen dalam objek membutuhkan penanganan khusus, mulai dari filter circular polarizer yang berguna menghilangkan refleksi, sampai pemanfaatan teknik fotografi eksposur lama, suatu teknik fotografi yang mengandalkan bukaan rana lambat untuk menciptakan efek lembut pada permukaan air.

Seni tetesan air

Artikel utama: Seni tetesan air

Keindahan tetesan air yang memecah permukaan air yang berada di bawahnya diabadikan dengan berbagai sentuhan teknik dan rasa menjadikannya suatu karya seni yang indah, seperti yang disajikan oleh Martin Waugh dalam karyanya Liquid Sculpture, suatu antologi yang telah mendunia.

Seni tetesan air tidak berhenti sampai di sini, dengan pemanfaatan teknik pengaturan terhadap jatuhnya tetesan air yang malar, mereka dapat diubah sedemikian rupa sehingga tetesan-tetesan tersebut sebagai satu kesatuan berfungsi sebagai suatu penampil seperti halnya tampilan komputer. Dengan mengatur-atur ukuran dan jumlah tetesan yang akan dilewatkan, dapat sebuah gambar ditampilkan oleh tetesan-tetesan air yang jatuh. Sayangnya gambar ini hanya bersifat sementara, sampai titik yang dimaksud jatuh mencapai bagian bawah penampil. Komersialisasi karya jenis ini pun dalam bentuk resolusi yang lebih kasar telah banyak dilakukan.

Referensi

Artikel Referensi

• (Inggris) OA Jones, JN Lester and N Voulvoulis, Pharmaceuticals: a threat to drinking water? TRENDS in Biotechnology 23(4): 163, 2005
• (Inggris) Franks, F (Ed), Water, A comprehensive treatise, Plenum Press, New York, 1972–1982
• (Inggris) Property of Water and Water Steam w Thermodynamic Surface
• (Inggris) PH Gleick and associates, The World's Water: The Biennial Report on Freshwater Resources. Island Press, Washington, D.C. (published every two years, beginning in 1998.)
• (Inggris) Marks, William E., The Holy Order of Water: Healing Earth's Waters and Ourselves. Bell Pond Books ( a div. of Steiner Books), Great Barrington, MA, November 2001 [ISBN 0-88010-483-X]

• (Inggris) Gleick, Peter H. (2009). The World's Water: The Biennial Report on Freshwater Resources. Washington: Island Press.  (November 10, 2006)| ISBN 978-1-59726-105-0]
• Postel, Sandra (1997, second edition). Last Oasis: Facing Water Scarcity. New York: Norton Press. 
• (Inggris) Anderson (1991). Water Rights: Scarce Resource Allocation, Bureaucracy, and the Environment. 
• (Inggris) Marq de Villiers (2003, revised edition). Water: The Fate of Our Most Precious Resource. 
• (Inggris) Diane Raines Ward (2002). Water Wars: Drought, Flood, Folly and the Politics of Thirst. 
• (Inggris) Miriam R. Lowi (1995). Water and Power: The Politics of a Scarce Resource in the Jordan River Basin.  (Cambridge Middle East Library)
• (Inggris) Worster, Donald (1992). Rivers of Empire: Water, Aridity, and the Growth of the American West. 
• (Inggris) Reisner, Marc (1993). Cadillac Desert: The American West and Its Disappearing Water. 
• (Inggris) Maude Barlow, Tony Clarke (2003). Blue Gold: The Fight to Stop the Corporate Theft of the World's Water. 
• (Inggris) Vandana Shiva (2002). Water Wars: Privatization, Pollution, and Profit. ISBN 0-7453-1837-1. 
• (Inggris) Anita Roddick; et al. (2004). Troubled Water: Saints, Sinners, Truth And Lies About The Global Water Crisis. Pemeliharaan CS1: Penggunaan et al. yang eksplisit (link)
• (Inggris) William E. Marks (2001). The Holy Order of Water: Healing Earths Waters and Ourselves. 

Bacaan lebih lanjut

• (Inggris) J. Lobaugh and Gregory A. Voth, A quantum model for water: Equilibrium and dynamical properties, The Journal of Chemical Physics -- February 8, 1997 -- Volume 106, Issue 6, pp. 2400–2410 doi:10.1063/1.473151
• (Inggris) Kyoko Watanabe and Michael L. Klein, Effective pair potentials and the properties of water, Chemical Physics Volume 131, Issues 2-3, 15 March 1989, Pages 157-167 Diarsipkan 2008-01-25 di Wayback Machine. doi:10.1016/0301-0104(89)80166-1
• (Inggris) Frank H. Stillinger and Aneesur Rahman, Improved simulation of liquid water by molecular dynamics, The Journal of Chemical Physics -- February 15, 1974 -- Volume 60, Issue 4, pp. 1545–1557 doi:10.1063/1.1681229
• (Inggris) R. J. Speedy and C. A. Angell, Isothermal compressibility of supercooled water and evidence for a thermodynamic singularity at –45 °C, The Journal of Chemical Physics -- August 1, 1976 -- Volume 65, Issue 3, pp. 851-858 doi:10.1063/1.433153

Lihat pula

71 % - Н₂O

• Air asin
• Siklus air
• Awan
• Banjir
• Es
• Embun
• Danau
• Hidrologi
• Hujan
• Laut
• Salju
• Sungai
• Desalinasi
• Osmosis
• Osmosis terbalik
• Air berat
• Air tertritiasi

Pranala luar

• Media tentang Air di Wikimedia Commons
• OECD Water statistics
• The World's Water Data Page
• FAO Comprehensive Water Database, AQUASTAT
• The Water Conflict Chronology: Water Conflict Database Diarsipkan 2013-01-16 di Wayback Machine.
• US Geological Survey Water for Schools information
• Portal to The World Bank's strategy, work and associated publications on water resources
• America Water Resources Association Diarsipkan 2018-03-24 di Wayback Machine.
• Water structure and science Diarsipkan 2014-12-28 di Wayback Machine.