Pada beberapa buku pelajaran kimia SMA, saat materi wujud zat atau perubahan wujud zat, biasanya akan diberikan gambar perbedaan pergerakan molekul pada masing-masing wujud zat. Nah, biasanya yang kita temui, untuk wujud padat, maka molekul di gambarkan rapat dan bertumpuk-tumpuk, pada wujud cair molekul digambarkan sedikit renggang dan acak, sementara pada wujud zat akan ditemui molekul dengan susunan sangat ranggang atau jarang dan sangat acak. Hmmm, benarkah susunan molekul pada level mikroskopisnya demikian?
Mari cermati hasil penelitian berikut. Peneliti FOM PhD Matthijs Panman dan rekan-rekannya dari University of Amsterdam telah menunjukkan bahwa molekul dalam alkohol cair berorientasi / berhubungan terhadap molekul satu sama lain tidak secara acak . Sudut antara ikatan oksigen-hidrogen dari dua molekul alkohol tetangga biasanya sekitar 120 derajat. Penemuan ini membantah gagasan umum bahwa molekul dalam cairan tersusun secara acak. Para peneliti menerbitkan karya mereka pada tanggal 12 November 2014 di Physical Review Letters.
Di sekolah kita belajar bahwa molekul dalam cairan tersusun secara acak kan?. Tapi apakah itu benar?
Berdasarkan simulasi komputer telah berpikir selama bertahun-tahun bahwa molekul dalam banyak cairan secara sederhana bakal terlihat acak, jika tidak maka merupakan kelompok molekul terutama molekul yang memiliki interaksi yang kuat dengan satu sama lain seperti halnya untuk air atau alkohol. Panman telah menunjukkan bahwa ide ini benar: dalam alkohol ada order orientational lokal. Ini berarti bahwa molekul terdekat yang diperintahkan pada sudut yang cukup baik didefinisikan dengan menghormati satu sama lain, meskipun tidak ada pemesanan jarak jauh seperti dalam kristal.
 |
| Ilustrasi molekul dalam alkohol cair |
Para peneliti FOM, bekerja di Van 't Hoff Institute for Molecular Sciences di Amsterdam dan bekerja sama dengan Amsterdam Center for Multiscale Modeling, merancang percobaan untuk mengamati urutan lokal. Setiap molekul alkohol mengandung ikatan antara atom-nya oksigen (O) dan atom hidrogen (H). Para peneliti menerangi alkohol dengan pulsa cahaya inframerah dengan durasi sekitar 1000000000000 (10-12) detik. Jika cahaya inframerah memiliki frekuensi yang tepat, sebagian ikatan OH dalam molekul alkohol akan mulai bergetar sebagai akibat dari resonansi. Ikatan tersebut menjadi lebih panjang dan lebih pendek serentak dengan gelombang cahaya.
Lampu yang digunakan adalah lampu terpolarisasi, yang berarti bahwa medan listrik dari cahaya memiliki arah tetap. Cahaya hanya menyebabkan ikatan OH yang sejajar dengan medan listrik yang bergetar. Selanjutnya ikatan ini bergetar pada gerakan untuk ikatan OH dalam molekul sebelahnya. Proses transfer energi ini dimungkinkan karena semua obligasi OH memiliki frekuensi resonansi yang sama. Jika dua tetangga kelompok OH tidak sejajar satu sama lain, tetapi pada sudut, kemudian setelah transfer getaran, OH molekul obligasi yang tidak sejajar dengan medan listrik dari pulsa inframerah juga akan bergetar. Kekuatan pengaruh (kerugian dalam directionality) tergantung pada sudut antara obligasi OH dari molekul tetangga.
120 derajat
Dengan melakukan kalibrasi transfer getaran untuk prediksi tingkat ini dari simulasi komputer mereka dari cairan, para peneliti bisa memperkirakan sudut rata-rata antara molekul tetangga. Mereka menemukan bahwa tetangga obligasi OH dalam alkohol berada di sudut sekitar 120 derajat dengan menghormati satu sama lain. Dalam cairan lain bahwa sudut bisa berbeda: misalnya dalam cairan N-Methylacetamide ikatan antara atom nitrogen dan atom hidrogen dari molekul tetangga yang kira-kira sejajar satu sama lain.
Urutan lokal di kedua cairan disebabkan oleh interaksi (ikatan hidrogen) antara molekul tetangga. Urutan lokal hanya ada beberapa trillionths (10-12) detik, karena jaringan ikatan hidrogen sangat dinamis: ikatan hidrogen antara molekul terus istirahat dan bentuk. Penelitian ini memberikan pemahaman yang lebih baik dari cairan dan perilaku molekul mereka. Sebuah pengetahuan yang baik dari cairan sangat penting untuk memahami bagaimana reaksi kimia terjadi, sehingga efisiensi reaksi ini dapat ditingkatkan.
Baca lebih lanjut di: http://phys.org/news
0 Komentar