Fenomena Air, kenapa ikan tidak membeku di air yang dingin (Nordatlantik, Antarktis), kenapa es dapat mengapung dalam air??

Sedikit Kimia
Air merupakan senyawa kimia. Senyawa dapat diartikan sebagai gabungan dari beberapa unsur kimia (atom). Rumus kimia air adalah H2O, yang berarti gabungan dari 2 atom Hidrogen (H) dan 1 atom Oksigen (O).

Gabungan dari 2 buah atom atau lebih disebut molekul. 

H₂O dapat kita sebut sebagai satu molekul air.

Molekul air bersifat dipole (memiliki 2 kutub), yang bermuatan negatif di atom oksigen, dan positif pada atom hidrogen.

 

Sehingga terjalin ikatan antara molekul air, yang dikenal dengan ikatan Hidrogen. Es, Ikan Air memiliki sifat yang unik dibandingkan dengan zat lain, umumnya benda lain memiliki masa jenis (Rho) yang besar dalam bentuk padat, tapi tidak dengan air. Pada suhu 4 °C air memiliki masa jenis terbesar, pada bentuk cair. Bila suhu diturunkan masa jenisnya kembali mengecil, Fenomena ini dikenal dengan sifat anomalie air!

Air akan mulai membeku jika molekulnya tidak memiliki lagi cukup energi untuk melepaskan diri dari ikatan atom hidrogen (H). Pada 0°C mulailah terbentuk ikatan-ikatan yang kuat, dimana setiap atom Oksigen (O) secara tetraedris dikelilingi oleh 4 atom Hidrogen (H).

Yang pada mulanya ikatan molekul air tidak erat, akhirnya menjadi suatu kristal yang bolong-bolong (cluster). Akibatnya air dalam fase padat (es) ini mengambil bentuk volume yang besar. Pertambahan volumenya hingga mencapai 10 %, masa jenisnya juga berkurang 10% (menjadi lebih ringan).

Perbandingan struktur air dan es

Struktur air
Setiap molekul terhubung ke 3-4 molekul yang lain melalui ikatan hidrogen.

Struktur es
Setiap molekul terhubung ke 4 molekul yang lain melalui ikatan hidrogen.
Struktur es memiliki tingkat kepadatan/masa jenis (density) yang lebih rendah.

Itulah kenapa es (padat) dapat mengapung pada permukaan air.

Karena siklus perputaran air yang dimotori oleh masa jenisnya, menyebabkan suhu didalamnya tidak kurang dari 4°C (air di dasar laut tidak akan membeku).

Hal ini menyebabkan kenapa ikan masih dapat hidup dalam suhu air, walaupun permukaanya telah membeku. !!