RACUN NIKEL DARI ENDAPAN BUATAN PADA ENZIM ACETYLKOLINE DAN KOSENTRASI HEMOGLOBIN DARI KUTU AIR MOINA MACROCOPA

KOSENTRASI HEMOGLOBIN DARI KUTU AIR, MOINA MACROCOPA


Kutu air moina macrocopa merupakan zooplankon pada air tawar, yang menggunakan uji spesies untuk study dari sensitivitas pencemaran lingkungan, dan yang secara umum mewakili dari binatang air tawar lainnya. Sebagian hasil dari nikel dalam cosentrasi hemoglobin dan enzim acetylkoline, demikian juga berguna untuk biossays dalam pembuatan sedimen buatan. Hasil dari kerja enzim acetylcoline dan aktifitas haemoglobin Moina Macrocopa ini berguna untuk memantau dalam mengetahui kehadiran nikel dalam air.


PENDAHULUAN

Logam berat merupakan salah satu polutan yang sangat berbahaya dalam ekosistem air yang bersifat keras dan menimbulkan racun bagi banyak organisme. Kecenderungan unsur ini dapat menimbulkan aktivitas enzim acetylkoline dan cosentrasi haemoglobin (Martinez-Tabche et. Al, 1999 : Carson et al., 1991, Shanker et al., 1979). Nikel adalah logam yang terdapat dimana-mana seperti dalam tanah, air, udara, dan biosphere. Rata-rata berada pada tanah keras yaitu sebanyak 0,008 %. Tingkatan logam dalam air alam berkisar antara 2 – 10 µg/l (air tawar) dan dari 0,2 – 0,7 µg/l (air laut). (IPCS, 1991).
IPCS (1991) menunjukkan bahwa kegiatan dari Daphnia Magnato pada nikel sulfat mempunyai kosentrasi berkisar antara 5 – 10 µg/l nikel yang merupakan hasil dari tiga generasi dalam kegaiatn pemusnahan. Itu sesuatu yang harus dilakukan dalam mendeteksi dan mengevaluasi racun nikel (dan logam lain) juga biossay dengan endapan dan perbedaan organisme yang mana kondisi alamiah ini terbentuk dari kegiatan atau pertukaran dari logam dalam sistem. Biossay ini dapat dievaluasi jika paku logam dalam endapan berguna, itu dikatakan jika mereka berada dalam sebuah bentuk atau fase yang disebabkan dari respon biologi dalam satu atau beberapa spesies yang ada (SETAC, 1993).
Penggunaan endapan buatan (polutan bebas) sangat penting dalam mengevaluasi standar keracunan. Untuk memperoleh hasil dalam jangka waktu yang pendek dari variasi iklim.
Kutu air Moina macrocopa merupakan hewan yang sangat berpengaruh di air tawar, buktinya berguna untuk mempelajari uji spesies dari sensitivitas pencemaran lingkungan, dan mengetahui ciri umum dari binatang air tawar yang lainnya (Sujata dan Lakshmipthi, 1991). Cladoceran adalah ciri dari kelebihan logam berat pada badan air di Mexico, dan berisi enzim acetylkoline (AchE) (Martinez-Tabache et al., 1997) dan hemoglobin ((Martinez-Tabache et l., 1991). Alasan pemilihan parameter ini untuk mempelajari racun dari Moina macrocopa.
Tujuan dari study ini untuk mengevaluasi sebagian efek dari racun nikel dalam kosentrasi hemoglobin dan aktivitas enzim acetylkoline dari Clodeceran Moina macrocopa juga untuk menunjukkan kegunaan dari Bioassaya dengan endapan buatan.


ALAT DAN METODE

Binatang Percobaan
Cladoceren Moina Macrocopa berasal dari danau Texcoco Mexico. Mereka dipelihara dalam campuran air tawar dengan perantara (NaHCO3 = 174 mg/l, MgSO4 = 120 mg/l, KCL = 8 mg/l dan CaSO4. 2H2O = 120 mg/l). Karakteristik fisik kimia dari perantara air tawar adalah : tanah keras (CACO3 = 170 ± 10 mg/l, PH = 8,2 ± 1oC. pemisahan oksigen = 5,48 ± 1oC, dan perlakuan = 510 µhoms/cm 20 g (timbangan basah) dari cladoceran yang diletakkan dalam 31 campuran air sebanyak 20 ± 2oC. Cladoceran hidup dari alga Ankistrodesmus falcatus pada kosentrasi 1,5 x 10-6 cell/ ml.

Persiapan Endapan Buatan
Endapan buatan disiapkan dengan mencampur 70 % pasir (ukuran partikel 0,05 – 0,2 mm), 20 % kaolin (ukuran partikel < 0,002 mm) dan 10 % unsur organik (ukuran partikel 0,2 mm). Sumber dari unsur organik adalah rabukan sapi. Endapan ini tidak bereaksi pada panas antara 55 – 60o lebih dari 3 kali periode. Endapan buatan akan disteilkan dalam autoclave selama 3 putaran dari 15 menit sampai 121oC, jugaa 15 lbs tekanan dengan selang waktu tersendiri tiap 1 kali. Endapan disediakan dalam sediaan polyetiline sampai digunakan.



Karakteristik Fisik Kimia
Karakteristik endapan merupakan faktor penentu dari unsur organik dalam hati (Faktor penentu carbon organik). Hal itu dikemukakan oleh metode Walkley dan Black (Elektroda kaca), pemisahan oksigen perlakuan terhadap faktor penentu digunakan oxymeter (Simpson Electric Co. YST Model 51 – B), dan faktor penentu kapasitas pertukaran kation (Gillman, 1979).

Tabel 1. Karakteristik Fisik Kimia dari Sedimen Buatan
Parameter Value
PH
Pemisahan oxygen (mg. L1
Unsur Organik (%)
Karbon Organik (%)
Konduktivity µmho/ cm
Moisture (%)
Kapasitas pertukaran kation (CEC) (meq/ 100 g sedimen) 7,9 ± 0,10
5,6 ± 0,32
7,6 ± 0,25
4,4 ± 0,17
0,6 ± 0,02
41 ± 0,56
66,4 ± 0,98o

Sistem endapan : Tiga kelompok tiruan dari 10 organisme yang baru lahir (1 hari) ditambah dengan polietilen yang berisi 10 gram dari endapan bulir dengan 5 kosentrasi nikel (3.16, 4.89, 7.76, 12.30 dan 19.49 mg/kg) dimasukkan dalam 40 ml air sintetik.


Exposure Sublethal
Tiga sediaan sebanyak 1 gram dimasukkan dalam penerimaan unsur polietilen yang berisi 150 gram endapan dan disusun dengan 600 ml larutan air sintetik dengan 3 kosentrasi nikel (0.001, 0,1 dan 1,2 mg/ kg). Pemilihan dari kosentrasi nikel ini berdasarkan pada hasil ambang batas (TEL) untuk Ni+2 dalam ir (0.01 mg/ kg), LC10 (1,2 mg/ kg), dan kosentrasi perantara antara TEL dan LC10 (0,1 mg/ kg). Waktu yang dibutuhkan sebanyak 48 kali setelah waktu paparan 0,5 g dari cldoseran yang disamakan dengan 2 ml larutan penyangga dengan PH 7,0. Persamaan centrifugal 7000g x 30 min -5oC. Disumbat dengan barang buangan dan supernata yang digunakan untuk analisis biokimia.

Aktifitas Enzim Actylkoline
Supernatant digunakan untuk menentukan aktifitas enzim acetylkoline. Pengujiannya dilakukan dengan metode Hestrin (1949). 1 ml dari supernatant ditambah dengan 2 ml larutan penyangga dengan PH 7,0 dan 1 ml dari standar AchE (3.50, 7.01, 10.52, 14.03 dan 17.54 µmols).

Waktu Keseimbangan
Nikel dimasukkan ke dalam endapan butan pada 6 macam kosentrasi (3.16, 4.89, 7.76, 12.30 dan 19.49 mg/kg). Derajat analitik kimia yang digunakan untuk melarutkan NiSO4, H2O. Larutan sedimen dicampur selama 20 menit dengan sistem pengadukan 0,1,2,3,4,6,24 dan 48 h h. Kemudian nikel dimasukkan dalam air dan endapan dengan menggunakan alat spectrophotometer penyerapan atom untuk menentukan waktu keseimbangan. Ini merupakan dasar untuk pemilihan dari kosentrasi EPA 600/ 8-83-012FF (U.S.Agen Proteksi Lingkungan) dan NOM-001-ECOL (1996).

Analisis Nikel
1 gram sampel dari endapan dan 1 ml air ditambah dengan 10 ml dari kosentrasi asam nitrit selama 1h dalam autoclace (15 lbs dan 121oC). Kosentrasi nikel ditentukan oleh penyerapan spectrophotometer (Udara, acetylin, Model Varian AA – 1475).

Keracunan Akut
Sistem air : ditiru 3 kelompok dari 10 organisme yang baru lahir (1 hari) ditambah dengan polietilen yang berisi 5 ml air sitetik dengan 5 kosentrasi nikel (1.65, 2.63, 4.16, dan 10.47 mg/l) juga kelompok kontrol mempunyai masa inkubasi 25oC untuk – 35. Reaksi dihentikan dengan penambahan 2 ml hydroxilamin alkalin 2 M, 1 ml HCL 4 N dan 1 ml FeCl3 0,37 M dalam 0,1 N HCL. Pengujian perubahan warna 540 nm digunakan sebuah spectrophometer (Varian DMS90). Kosentrasi protein ditaksir dengan metode dari Bradford (1976) dengan menggunakan bovine albumin sebagai standar protein. Aktifitas enzim oleh µmol AchE cairan/ mg protein/ min.



Kosentrasi Hemoglobin
Kosentrasi haemoglobin diukur dengan menggunakan metode penguraian cyanmethemoglobin oleh Wintrobe (1956). 500 µl dari supernatan ditambah dengan 2 ml dari larutan Drabkin. Setelah 20 sampel ini dianalisis dengan spetrophotometer (600 nm).

Analysis Statistik
Data eksperimen dianalisis dengan menggunakan uji ANOVA dan perbedaan rata-rata dari masing-masing kelompok dengan membandingkan tes Tukey untuk tes bermacam persamaan dari control tunggal. Perbedaan dari persamaan yang signifikan adalah P < 0,05.












H A S I L

Karakteristik Pisik Kimia
Karakteristik umum pisik kimia dari sedimen buatan dapat dilihat pada tabel 1. PH rata-rata adalah 7,9 adalah alkalin. Unsur organik dan carbon organik dari sedimen buatan pada ekosistem air ; ukuran parameternya adalah 57,89 % dari seluruh unsur organik. Sedimen buatan ini mempunyai persentase yang tinggi. Unsur ini mempunyai anoxic yang ringan dan perlakuan dalam mengelompokkan sedimen garam (Colli, 1990) Keberadaan ini ditentukan oleh waktu keseimbangan yaitu 24 kali.

Racun Akut
Air
Kelompok kontrol dari air tawar ditandai oleh type yang istimewa. Perbedaan Cosentrasi nikel setelah 48 h. kutu-kutu itu muncul berwarna putih. Nilai 48 h LC50 untuk tes nikel dalam air yang berlawanan dengan Moina macrocopa sebanyak 6,48 mg/l (gambar 1A). Nilai 48h LC50 untuk nikel dalam sedimen sebanyak 12,09 mg/kg (gambar 1B), nilai ini adalah 76,75 % lebih besar daripada nilai dari LC50 dari air.




Grafik 1






















Aktivitas Enzim Acetilkolin
Moina macrocopa (0 mg/ kg NI+2 dihasilkan rata-rata 0,042 ± 0,001 µmol/mg protein/jam dari hidrolis AchE. Ketika kutu-kutu air dimasukkan dalam racun dengan 0,01 dan 0,1 mg/kg nikel, enzim acetilkolin ditambah 11,90 dan 26,19 % dengan kelompok kontrol. Pada percobaan lain ketika kosentrasi nikel dipertinggi (1,2 mg/kg) aktivitas enzim acetilkolin akan menjadi 11 % dengan penambahan kelompok kontrol. Efek yang menghalangi dan mendorong merupakan perbedaan signifikan dengan kelompok kontrol (P > 0,005)

Gambar 2.













Kosentrasi Haemoglobin
Persamaan dari aktifitas enzim acetilkolin, konsentrasi haemoglobin ditambah dengan konsentrasi nikel. Konsentrasi haemoglobin maximum di luang dalam 0,1 mg/kg senyawa Ni+2 biomolekul ini sebanyak 40,34 % lebih tinggi dibandingkan dengan kelompok kontrol (perbedaan signifikan). Tetapi, ketika kutu air dalam racun sebanyak 1,2 mg/kg senyawa Ni+2 hasil penambahan haemoglobin (sebuah reduksi dari 4,19 % dengan kelompok kontrol, P < 0,005) (Gambar 3).

Gambar 3













PEMBAHASAN

Timbunan dari logam berat tergantung pada keberadaan sifat fisik kimia dari endapan, kandungan mineral tanah liat, unsur organik dan ukuran partikel, dan pH. Komposisi dari sedimen ini berisi persentase yang tinggi dari pasir. Memperbaiki persentase dari unsur organik dengan kedua unsur dan asam dari unsur organik.
Kapasitas pergantian kation dari sedimen buatan ini dilakukan sebanyak 66,49 meq/ 100 g endapan. Jumlah kation yang banyak dihasilkan dari unsur organik dan unsur inorganik (kaolin). Secara umum campuran nikel dapat dilarutkan pada PH di bawah 6,5 pH diatas 6,7 dari endapan (7,9) yang ditentukan oleh nikel yang tidak larut dalam air.
Nilai 48-hLC50 untuk nikel dalam air menentukan tes Moina macrocopa sebanyak 6,84 mg/l. Nilai ini adalah sama dengan yang dilaporkan oleh Wong (1992) : juga 48-hLC50 Ni+2 sebanyak 6,48 mh/l. Perlu juga diobservasi sebanyak 50 % kematian jenis cladosera yang rendah dan dapat menyebar pada banyak badan air di Mexico (Martinez – Tabche, 1999)
Nilai 48-hLC50 dari nikel dalam sedimen sebanyak 12,09 mg/kg1. Itu bila ditinjau dari nilai LC50 yang berlaku untuk air yang lebih kecil dari LC50 untuk sedimen. Kenyataan ini berlaku untuk karakteristik fisik kimia endapan. Unsur organik lebih tinggi dan interaksi koalin antara nikel dan organik dan anorganik dan persentase campuran inorganik yang ada dalam substrat ini.
Guna dari parameter biokimia, yang mana sering dikalsifikasikan untuk menentukan cara kerja dari bahan kimia. Kondisi labor dan cara ini digunakan untuk mengetahui kemungkinan penyebab dari sublethal dan efek lethal (Martinez-Tabche 1998) ; Giesey dan Graney, 1989).
Kehadiran evaluasi study dari aktivitas enzim acetilkolin. Parameter ini dipilih karena kenyataan bahwa biomarker untuk polutan dan parameter yang diperoleh dan diperoleh dari penerimaan dalam studi lingkungan. Hasil dari aktifitas enzim acetilkolin awalnya ditujukan oleh 2 bulir kosentrasi nikel dalam endapan buatan yang merupakan sebuah observasi yang harus diperhatikan. Persamaan hasil yang dilaporkan oleh Kufcsak et al. (1994). Hasil yang mereka dapatkan adalah 5 mg/l dari CuSO4, dari penambahan enzim acetilkolin. Kemungkinan bahwa hasil dari nikel adalah zat pengikat oleh Repetto (1995) dan Sanz et al. (1991), yang mana aktiftas dari type losteric ini adalah reaksi dari aluminium dan logam divalen lain. Model regulasi alosteric dari AchE dilaporkan oleh penulis yang sama dari tiga tempat : (a) anion catalik, (b) kation spesifik, (c) tempat pheriperal.
Pada penelitian lain ketika kutu air dimunculkan dalam 2 mg/kg, mengalami kekurangan dari 11 % bila diobservasi oleh enzim acetylkolin. Hasil yang sama pada observasi yang dilakukan oleh Aziz. et al (1993). Mereka menunjukkan bahwa Tilapia massambica dimasukkan pada CdCl2 (10 g/151) selama 2 hari. Penambahan enzim acetylkolin disetujui seperti yang dilaporkan oleh Carson et. al (1991).
Berbagai studi yang dilakukan untuk menentukan konsentrasi haemoglobin yang mempengaruhi lingkungan organisme lain, racun yang terdapat pada haemoglobin ikan juga dilaporkan oleh Agrawal (1979). Tabche et.al (1990) juga melaporkan hasil yang sama dalam haemoglobin dari ordo tilapia Oreochromis hornorum.
Begitupun untuk enzim acetykolin, konsentrasi haemoglobin ditambah ketika kutu mengalami kekurangan Ni+2. Penambahan konsentrasi haemoglobin dari ikan ditemukan oleh Shanker et.al (1979).
Ketika sedimen buatan dengan 1,2 mg/l nikel, kekurangan konsentrasi haemoglobin harus diperhatikan. Data dari studi ini ditemukan oleh Martinez – Tbche et.al (1999). Yang membuktikan bahwa hasil dari konsentrasi haemoglobin dari Limnodrilus Hoffmeistri yang menunjukkan perbedaan konsentrasi nikel (153.4, 179.9 dan 183 g/kg Ni+2 dalam habitat ikan farel. Percobaan ini dibantah oleh Tkeshelashvili et.al (1989). Mereka berpendapat bahwa campuran Ni cenderung dipengaruhi oleh membran lemak eritrosit, demikian juga membran protein, yang tergantung pada tipe dari campuran yang digunakan dan waktu paparan cara kerja endapan buatan.


KESIMPULAN

Hasil yang diperoleh dari percobaan Ni+2 menyimpulkan bahwa konsentrasi haemoglobin dan aktivitas enzim acetikolin dari tes Moina macocopa dapat berguna dalam memonitor kegiatan dan untuk mengetahui kehadiran dari kontaminasi nikel dalam lingkungan air.
Guna dari memberi sedimen buatan merupakan sebuah tindakan yang relevan dalam perubahan lingkungan, demikian juga sebagai sumber jawaban dari perlakuan dengan bermacam-macam polutan. Kemudahan ini merupakan penyebab dan hasil dari percobaan.

BETERNAK AYAM KAMPUNG (UNGGAS)

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Karena di daerah saya belum ada yang beternak ayam kampung menjadi sukses seperti Bapak Nasrial ini. Oleh sebab itu saya berusaha untuk menghidupkan lagi semangat warga yang ada di kampung saya bagaimana tata cara beternak ayam kampung.

1.2 Tujuan Wawancara
Mengajak pembaca laporan wawancara ini untuk terus mengembangkan usaha beternak ayam kampung dan bagi yang belum mencobanya supaya mulai menekuni usaha ini karena prospeknya cukup cerah.


BAB II
ISI

2.1 Pokok Masalah
Berbagai masalah yang dihadapi dalam beternak ayam kampung ini yaitu : telur kadang tidak seluruhnya yang menetas karena disebabkan oleh faktor kelalaian dan keadaan iklim. Iklim sangat menentukan, apabila iklim dingin maka telur akan akan lambat untuk proses penetasan karena tidak adanya cahaya. Oleh sebab itu diperlukan obor pemanas untuk membantu proses penetasan ini.


BAB III
PENUTUP


3.1 Kesimpulan
Bapak nasrial memilih usaha beternak ayam kampung karena menurut beliau di tempat terpencil yang dia tempati saat ini sangat menguntungkan karena belum ada orang yang beternak ayam kampung. Orang-orang disana lebih memilih beternak itik karena tidak merepotkan tetapi Bapak ini justru bilang beternak itik lebih merepotkan daripada ayam.
Pertama kali Bapak Nasrial belajar beternak ayam dari mertuanya yang telah sukses dengan beternak ayam kampung di kabupatennya yaitu Kerinci. Bibitnyapun dia beli dengan mertuanya tersebut. Bibit yang diberikan tidak semuanya menetas dan dari separuh yang menetas itu yang dijadikan sebagai bibit untuk mengembangkan terus. Tetapi Bapak Nasrial bisa mengatasi masalah itu dengan tidak lalai terhadap telur yang mau ditetaskan. Dengan tersebarnya penmyakit ayam yaitu flu burung, Bapak Nasrial tidak terlalu cemas karena setiap 1 minggu sekali ia selalu mencek dan membersihkan kandang dengan cara menyemprot dengan pestisida.

3.2 Saran
Menurut saya sebaiknya kita meniru usaha beternak ayam kampung yang dikerjakan Bapak Nasrial sehingga sampai sukses.


DAFTAR PERTANYAAN

 Pertanyaan Ringan
1. Kenapa Bapak memilih usaha beternak ayam kampung ini ?
2. Setelah Bapak memilih usaha beternak ayam kampung , siapa orang yang mengajarkan Bapak cara beternak ayam kampung ?

 Pertanyaan Sedang
3. Pertama kali Bapak beternak ayam kampung, berapa bibit yang diperlukan untuk dikembangkan lebih banyak lagi ?
4. Dimana Bapak membeli bibit yang bagus untuk diternakkan dan makanan yang diperlukan selama 1 bulan ?

 Pertanyaan Berat
5. Apa ada kendala yang Bapak hadapi selama masa beternak atau saat menjual ?
6. Bagaimana cara Bapak mengatasi kendala dalam masa beternak dan masa penjualan?
7. Sekarang nama penyakit unggas yang mengganas adala Flu Burung (Avian Influenza), apakah pada ayam Bapak juga terjangkit ?


JAWABAN PERTANYAAN

Pokok – Pokok Pertanyaan
Pertanyaan Ringan

1. Kenapa Bapak memilih usaha beternak ayam kampung ini ?
Jawaban : Karena menurut saya usaha beternak ayam kampung di daerah terpencil di tempat yang saya tempati ini justru lebih baik. Karena di daerah saya belum banyak orang yang beternak ayam kampung, malah masyarakat disini lebih memilih beternak itik yang tidak merepotkan. Tapi menurut saya justru lebih baik beternak ayam kampung ini.

2. Setelah Bapak memilih beternak ayam kampung, siapa orang yang mengajarkan Bapak cara merawat dan membesarkan ayam Bapak ?
Jawaban : Saya diajarkan oleh Bapak istri saya karena di daerah mertua saya tersebut kondisi desanya sama dengan desa yang kami tempati sekarang. Cara merawat dan membesarkannya juga beliau yang mengajarkan.

3. Pertama kali Bapak beternak ayam kampung, berapa bibit yang Bapak perlukan untuk dikembangbiakan ?
Jawaban : Saya Cuma memerlukan bibit pertama ± 200 butir telur dan itupun tidak semuanya yang menetas. Justru 100 butir telur yang menetas. Dari 100 butir tersebut hanya 95 ekor yang hidup, 5 ekor lagi mati karena dimakan kucing.
4. Dimana Bapak membeli bibit yang bagus untuk diternakkan dan makanan yang diperlukan selama 1 bulan ?
Jawaban : Pertama kali saya membeli bibit itu dengan bapak mertua saya yang tinggal di Kerinci, lalu dikirimkan melalui mobil. Makanan yang saya perlukan selama 1 bulan kira-kira 3 karung jagung dedak dan 1 karung 511 untuk makanan anak-anak ayam yang baru menetas.

5. Apa ada kendala yang Bapak hadapi selama masa beternak dan masa penjualan ?
Jawaban : Pada masa beternak yaitu beberapa telur ada yang gagal untuk menetas karena kelalaian saya sendiri. Karena pada masa penetasan harus diperhatikan dan diperiksa setiap saat. Begitu juga masa penjualan telur, apabila pengantarannya terlambat maka pembeli tidak mau menerimanya lagi karena ia takut telur itu akan dingin dan tidak laku lagi.

PERTANYAAN BERAT

6. Bagaimana cara Bapak mengatasi kendala dalam masa peternakan dan penjualan ?
Jawaban : Saya mengatasinya dengan cara memperhatikan telur dalam masa peternakan yang memerlukan waktu ± 100 hari. Begitu juga penjualannya saya catat dengan buku harian dan pesanan pelanggan saya kirim tepat pada waktunya.



7. Sekarang penyakit Flu Burung (Avian Influenza) sedang mengganas, apakah ayam-ayam Bapak ada yang terjangkit virus tersebut ?
Jawaban : Saat ini ayam-ayam saya kelihatan sehat, tapi saya tidak tahu apakah ayam saya tertular atau tidak karena setiap minggnunya kami selalu menyemprotkan pestisida.

KEANEKARAGAMAN HAYATI

A. PENGERTIAN KEANEKARAGAMAN HAYATI
Keanekaragaman Hayati adalah keseluruhan variasi berupa bentuk, penampilan, jumlah, dan sifat yang dapat ditemukan pada makhluk hidup.
Setiap saat kita dapat menyaksikan berbagai macam makhluk hidup yang ada di sekitar kita baik di daratan maupun di perairan. Misalnya, dihalaman rumah, kebun, sawah, atau di hutan. Di tempat itu dapat kita jumpai bermacam-macam makhluk hidup mulai dari makhluk yang berukuran kecil seperti semut hingga makhluk berukuran besar seperti burung, ular, atau gajah. Mulai dari yang berwarna gelap hingga makhluk yang berwarna cerah dan menarik.
Begitu juga dengan tumbuhan, kita dapat mengamati tumbuhan didaratan atau di lautan dengan jenis, ukuran, warna dan bentuk yang beragam. Di daratan misalnya dapat kita jumpai rumput, pohon, jambu, durian, salak, apel, dan sebaainya. Di perairan terdapat rumput laut dan jenis tumbuhan lain yang dapat hidup di laut.
Setiap makhluk hidup memiliki ciri dan tempat hidup yang berbda. Melalui pengamatan, kita dapat membedakan jenis-jenis makhluk hidup. Pembedaan makhluk hidup tanpa dibuat berdasarkan bentuk, ukuran, warna, tempat hidup, tingkah laku, cara berkembang biak, dan jenis makanan.
Perbedaan atau keanekaragaman hayati dapat disebabkan oleh faktor abiotik maupun oleh faktor biotik. Perbedaan keadaan udara, cuaca, tanah, kandungan air, dan intensitas cahaya matahari menyebabkan adanya perbedaan hewan dan tumbuhan yang hidup. Hal tersebut mengakibatkan adanya keanekaragaman hayati.
Pada umumnya pola distribusi penyebaran tumbuhan dan hewan dikendalikan oleh faktor abiotik seperti yang telah disebutkan sebelumnya. Perubahan pada faktor abiotik dapat menyebabkan organisme berkembang dan melakukan spesialisasi.

B. TINGKAT KEANEKARAGAMAN HAYATI
Keanekaragaman hayati dapat ditandai dengan adanya makhluk hidup yang beranekaragam. Keanekaragaman makhluk hiduptersebut dapat dilihat dari adanya abiotik dapat menyebabkan organisme berkembang dan melakukan spesialisasi.
1. Keanekaragam Tingkat Ekosistem
Makhluk hidup dalam kehidupan selalu melakukan interaksi dengan lingkungannya, baik dengan lingkungan abiotik maupun lingkungan biotik. Bentuk interaksi tersebut akan membentuk suatu sistem yang dikenal dengan isitilah ekosistem. Keanekaragam Tingkat ekosistem adalah keanekaragaman yang dapat ditemukan di antara ekosistem. Di permukaan bumi susunan biotik dan abiotik pada ekosistem tidak sama. Lingkungan abiotik sangat mempengaruhi keberadaan jenis dan jumlah komponen biotik (makhluk hidu). Wilayah dengan kondisi abiotik berbeda umumnya mengandung komposisi makhluk hidup yang berbeda.
Kondisi lingkungan tempat hidup suatu makhluk hidup sangat beragama keberagaman lingkungan tersebut biasanya dapat menghasilkan jenis makhluk hidup yang beragam pula. Hal demikian dapat berbentuk karena adanya penyesuaian sifat-sifat keturunan secara genetik dengan lingkungan tempat hidupnya. Sebagai komponen biotik, jenis makhluk hidup yang dapat bertahan hidup dalam suatu ekosistem adalah makhluk hidup yang dapat berinteraksi dengan lingkungannya, baik dengan komponen biotik maupun komponen abiotiknya.
Jika susunan komponen biotik berubah, bentuk interaksi akan berubah sehingga ekosistem yang dihasilkan juga berubah.

2. Keanekaragam Tingkat Spesies (Jenis)
Kita dapat mengenal makhluk hidup berdasarkan ciri-ciri yang dimilikinya. Misalnya, melalui pengamatan ciri-ciri morfologi, habitat, cara berkembang biak, jenis makanan, tingkah laku, dan beberapa ciri lain yang dapat diamati.
Keanekaragaman tingkat spesies (jenis) adalah keanekaragaman yang ditemukan di antara organisme yang tergolong dalam jenis yang berbeda, baik yang termasuk dalam satu famili maupun tidak. Misalnya, jika membandingkan tanaman jagung, mangga, dan padi atau di antara bebek, ayam, dan kucing.
Perbedaan yang terdapat di antara organisme berbeda jenis lebih banyak dibandingkan dengan di antara organisme satu jenis. Dua organisme yang berbeda jenis mempunyai perbedaan susunan gen yang lebih banyak daripada yang tergolong dalam satu jenis.

3. Keanekaragam Tingkat Gen
Setiap makhluk memiliki komponen pembawa sifat menurun. Komponen tersebut tersusun atas ribuan faktor kebakaan yang mengatur bagaimana sifat-sifat tersebut diwariskan. Faktor itulah yang sekarang kita kenal sebagai gen. gen terdapat di lokus gen pada kromosom atau di dalam inti sel setiap makhluk hidup. Akan tetapi susunan perangkat gen masing-masing individu dapat berbeda-beda bergantung pada tetua yang menurunkannya. Itulah sebabnya individu-individu yang etrdapat dalam satu jenis dan satu keturunan dapat memiliki ciri-ciri dan sifat yang berbeda. Keanekaragam tingkat gen adalah keanekaragam atau variasi yang dapat ditemukan di antara organisme dalam satu spesies.
Perangkat gen mampu berinteraksi dengan lingkungannya. Dalam hal ini, faktor lingkungan dapat memberi pengaruh terhadap kemunculan ciri atau sifat suatu individu. Misalnya dua individu memiliki perangkat gen yang sama, tetapi hidup di lingkungan yang berbeda maka kedua individu tersebut dapat saja memunculkan ciri dan sifat yang berbeda.

C. MANFAAT KEANEKARAGAMAN HAYATI
Keanekaragaman hayati dapat memberikan manfaat, baik secara ekonomi, ilmu pengetahuan, sosial dan budaya.

1. Manfaat dari Segi Ekonomi
Jenis hewan (fauna) dan tumbuhan (flora) dapat diperbarui dan dimanfaatkan secara berkelanjutan. Beberapa jenis kayu memiliki manfaat bagi kepentingan masyarakay Indonesia maupun untuk kepentingan ekspor. Jenis kayu-kayu tersebut antara lain adalah kayu ramin, gaharu, meranti, dan jati jika di ekspor akan menghasilkan devisa bagi negara. Beberapa tumbuhan juga dapat dijadikan sebagai sumber makanan yang mengandung karbohidrat, protein, vitamin serta ada tumbuhan yang dapat dimanfaatkan sebagai obat-oabatan dan kosmetika. Sumber daya yang berasal dari hewan dapat dimanfaatkan sebagai sumber makanan dan untuk kegiatan industri.
Dua pertiga wilayah Indonesia adalah perairan yang dapat dijadikan sumber daya alam yang bernilai ekonomi. Laut, sungai, dan tambak merupakan sumber-sumber perikanan yang berpotensi ekonomi. Beberapa jenis diantaranya dikenal sebagai sumber bahan makanan yang mengandung protein.

2. Manfaat dari Segi Wisata dan Ilmu Pengetahuan
Kekayaan aneka flora dan fauna sudah sejak lama dimanfaatkan untuk pengembangan ilmu pengetahuan. Hingga saat ini masih banyak jenis hewan dan tumbuhan yang belum dipelajari dan belum diketahui manfaatnya. Dengan demikian keadaan ini masih dapat dimanfaatkan sebagai sarana pengembangan pengetahuan dan penelitian bagi berbagai bidang pengetahuan. Misalnya penelitian mengenai sumber makanan dan obat-obatan yang berasal dari tumbuhan. Umumnya secara langsung manusia menjadikan hewan sebagai objek wisata atau hiburan.

3. Manfaat dari Segi Sosial dan Budaya
Masyarakat Indonesia ada yang menetap di wilayah pegunungan, dataran rendah, maupun dekat dengan wilayah perairan. Masyrakat tersebut telah terbiasa dan menyatu dengan keadaan lingkungan sekitarnya. Kegiatan memanen hasil hutan maupun pertanian merupakan kebiasaan yang khas bagi masyarakat yang tinggal di pegunungan atau dataran tinggi.
Masyarakat tersebut yang hidup berdekatan dengan laut, sungai, dan hutan memiliki aturan tertentu dalam upaya memanfaatkan tumbuhandan hewan. Masyarakat memiliki kepercayaan tersendiri mengenai alam. Dengan adanya aturan-aturan tersebut, keanekaragaman hayati akan terus terjaga kelestariannya.

D. HILANGNYA KEANEKARAGAMAN HAYATI
Saat ini tidak sedikit hutan yang rusak, akibatnya kehidupan hewan di dalamnya akan terganggu.
1. Hilangnya Habitat
Salah satu faktor yang sangat menentukan keberadaan keanekaragaman hayati adalah habitat. Hutan merupakan habitat asli tempat hidup makhluk hidup. Penebangan serta perusakan hutan secara terus-menerus terganggunya ekosistem makhluk hidup dan pada akhirnya keanekaragaman hayati akan berkurang dan hilang.
2. Degradasi Habitat
Polusi merupakan perubahan lingkungan yang menimbulkan pengaruh negatif terhadap kesehatan dan kehidupan makhluk hidup.

3. Spesies-Spesies Pendatang
Kehadiran spesies pendatang dapat mengalahkan atau mendominasi spesies asli. Pada abad ke-19 pembangunan Kanal Erie telah menyebabkan masuknya belut laut ke Danau Agung.

4. Eksploitaso Secara Berlebihan
Eksploitasi sumber daya alam dikatakan berlebihan jika jumlah sumber daya alam yang diambil lebih besar dibandingkan dengan kemamuan memperbarui diri sumber daya alam yang diambil.

E. USAHA PELESTARIAN KEANEKARAGAMAN HAYATI DI INDONESIA
Dalam usaha menjaga kelestarian sumber daya hayati agar tidak punah adalah dengan cara menjaga keutuhan lingkungan tempat hidup makhluk hidup.
Jika sebagian besar masyarakat Indonesia melakukan aktivitas eksploitasi sumber daya hayati secara terus-menerus tanpa diimbangi dengan usaha pelestarian maka dalam waktu yang relatif singkat sumber daya hayati akan punah.


1. Cagar Alam
Cagar alam adalah kawasan perlindungan alam yang memiliki tumbuhan, hewan, dan ekosistem yang khas sehingga perlu dilindungi.
Perkembangan dan pertumbuhan hewan dan tumbuhan, berlangsung secara alami. Sesuai dengan fungsinya cagar alam dapat dimanfaatkan untuk penelitian, pengembangan ilmu pengetahuan, dan wisata.
Terdapat dua jenis cagar alam yaitu cagar alam darat dan cagar alam laut. Di Indonesia cagar alam darat antara lain : Cagar Alam Morowali di Sulawesi tengah, Cagar Alam Nusa Kambangandi Jawa Tengah, Cagar Alam Gunung Papandayan di Jawa Barat, Cagar Alam Dolok Sipirok di Sumatera Utara, Cagar Alam Hutan Pinus Janthoi di NAD (Aceh). Sedangkan cagar alam laut antara lain : Cagar Alam Kepulauan Aru Tenggara di Maluku, Cagar Alam Pulau Anak Krakatau di Lampung, dan Cagar Alam Kepulauan Karimata di Kalimantan Barat.

2. Suaka Margasatwa
Suaka Margasatwa adalah kawasan suaka alam yang memiliki ciri khas berupa keanekaragaman dan keunikan jenis satwa, dan untuk kelangsungan hidup satwa dapat dilakuakn pembinaan terhadap habitatnya.
Di Indonesia suaka margasatwadarat antara lain : Suaka Margasatwa Rawa Singkil di NAD (Aceh), Suaka Margasatwa Padang Sugihan di Sumatera Selatan, Suaka Margasatwa Muara Angke di DKI Jakarta, Suaka Margasatwa Tambora Selatan di Nusa Tenggara Barat, Suaka Margasatwa Lamandau di Kalimantan Tengah, dan Suaka Margasatwa Buton di Sulawesi Tenggara. Sedangkan Suaka Margasatwa laut antara lain : Suaka Margasatwa Kepulauan Panjang di Papua, Suaka Margasatwa Pulau Kassa di Maluku, dan Suaka Margasatwa Foja di Papua.

3. Taman Nasional
Taman nasional adalah kawasan pelestarian alam yang memiliki ekosistem asli yang dikelola dengan sistem zonasi.
Taman nasional dapat dimanfaatkan untuk tujuan penelitian, pengembangan ilmu pengetahuan, dan wisata.
Terdapat dua jenis taman nasional, yaitu taman nasional darat dan taman nasional laut. Taman nasional darat antara lain ; Taman Nasional Leuser di Sumatera Utara, Taman Nasional Ujung Kulon di Banten, Taman Nasional Meru Betiri di Jawa Timur, dan Taman Nasional Bukit Tiga Puluh di Riau. Sedangkan taman nasional laut antara lain ; Taman Nasional Kepulauan Seribu di DKI Jakarta, Taman Nasional Komodo di Nusa Tenggara Timur, dan Taman Nasional Bunaken di Sulawesi Utara.

FLUIDA STATIS

1). Fluida Statis
Pada fluida statis dibahas fluida dalam keadaan diam, sehingga fluida statis ini dalam keadaan setimbang mekanik. Hal ini menunjukkan bahwa resultan gaya yang bekerja pada fluida statis harus sama dengan nol.
Setiap permukaan yang bersentuhan dengan fluida memberikan tekanana seperti dijelaskan pada gambar di bawah ini. Gaya yang dilakukan oleg fluida pada elemen ∆S adalah = p
Karena arah dan sama maka p = ∆F / ∆S
Pada setiap tempat mungkin mempunyai tekanan yang berbeda-beda sehingga diperoleh pada titik tertentu yang besarnya : p = lim ∆F / ∆S
∆S → 0





Gambar. Elemen luas dengan arah normal pada permukaan

2). Tekanan di dalam Suatu Fluida
Gaya vertikal pada fluida disebabkan oleh tekanan fluida, dan juga oleh berat elemen fluida itu sendiri, sehingga untuk kesetimbangan vertikal, gaya ke atas pada elemen dituliskan :
pA = (p + dp) A + dW
= (p + dp) A + pgA dy.

dimana (p + dp) A = gaya ke bawah
dW = gaya berat elemen
sehingga diperoleh :
dp/ dy = - pg


A A B
B y2
y1



Gambar. (a) Titik A dan B di dalam zat cair yang homogen
(b) Pipa U berisi zat cair yang berbeda


Pada gambar diatas (a), kita perhatikan titik-titik A dan B di dalam suatu zat cair homogen yang berada di dalam pipa U, Beda tekanan antara titik A dan titik B adalah pg (y2 – y1).
Pada gambar diatas (b), pipa U berisi zat cair yang berbeda, pada sebelah kiri berisi zat cair yang lebih ringan dibanding zat cair yang berada di sebelah kanan, maka pada ketinggian yang sama pada titik A dan titik B mempunyai tekanan yang berbeda.
Contoh :
Tabung bejana berbentuk U dengan diamater 5 cm2, berisi air dan air raksa. Jika air raksa = 13,6 gr/ cm3, tentukan panjang lajur air supaya jarak kedua permukaan air raksa dalam tabung 2 cm !

air
hA 2 cm hB
A B air raksa

Penyelesaian :
A = B
air . g . hA = Hg . g . hB
air . hA = Hg . hB
hA = = 27,2 cm

3). Prinsip Pascal dan Prinsip Archimedes
Hal ini dikemukakan ilmuwan Prancis bernama Blaise Pascal (1632 – 1662) pada tahun 1653 yang dikenal sebagai prinsip pascal, berbunyi : Tekanan yang dilakukan di dalam zat cair yang tertutup diteruskan ke setiap bagian dari zat cair dan dinding-dinding tempat fluida tanpa mengalami perubahan nilai. Untuk lebih jelasnya perhatikanlah gambar dibawah ini :

F1 F2


1 2
A1 A2



PA1 PA2




Gambar. Prinsip Pascal


Pada gambar diatas tersebut tekanan yang dilaukan pada benda cair akan diteruskan ke semua arah sama besar, yaitu :
p1 = p2

Dimana :
F1 = gaya yang bekerja pada permukaan seluas A1
F2 = gaya yang bekerja pada permukaan seluas A2

Pemanfaatan Hukum Pascal dalm Kehidupan Sehari-Hari
Dari hukum Pascal didapatkan bahwa dengan gaya yang kecil akan diperoleh gaya yang besar. Prinsip ini dimanfaatkan dalam peralatan teknik yang banyak membantu pekerjaan, yaitu :
1. Dongkrak hidrolik
Prinsip kerja dongrak hidrolik pada penggunaannya untuk mengganti ban mobil. Tekanan yang diberikan pada pengisap yang penampangnya kecil diteruskan oleh minyak (zat cair) melalui pipa yang penampangnya besar. Pada penghisap besar menghasilkan gaya angkat yang mampu mengangkat mobil, sehingga dapat menukar ban.

2. Pompa hidrolik ban sepeda
Jika ban mobil Anda bocor maka Anda harus memompanya. Pada saat itu Anda dapat menggunakan pompa hidrolik ban sepeda. Prinsip pompa Hidrolik ini memberikan gaya yang kecil pada pengisap kecil, sehingga pada pengisap besar akan dihasilkan gaya yang besar pula. Dengan demikian pekerjaan memompa sepeda akan lebih ringan dan tidak membutuhkan tenaga yang lebih besar.

3. Mesin hidrolik pengangkat mobil
Jika Anda ingin mencuci bagian bawah mobil, maka Anda dapat menggunakan mesin hidrolik untuk mengangkat mobil. Tujuannya adalah agar dapat membersihkan bagian bawah mobil.

Gaya resultan yang bekerja pada benda mempunyai arah ke atas disebut gaya angkat, yang besarnya :
Fa = m1 g
= 1 V g
Dimana :
Fa = gaya angkat ke atas
m1 = massa cair yang dipindahkan oleh benda yang tercelup cairan
1 = kerapatan cairan
V = volume zat cair yang dipindahkan
g = gaya grafitasi
prinsip Archimedes adalah setiap benda yang terendam seluruhnya atau sebagian di dalam fluida mendapat gaya angkat berarah ke atas yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda ini.
Contoh :
Balok kayu dengan kerapatan 0,5 gr/cm3, memiliki rusuk 5 cm. Balok tersebut terapung di dalam air. Tentukan bagian kayu yang tercelup ke dalam air.
Penyelesaian :
Berat kubus kayu Wkubus =  k . Vk . g
Gaya ke atas Fa = Wa
= a (f Vk) g,
Dimana f adalah bagian kubus kayu yang tercelup.
Dalam keadaan setimbang, gaya netto sama dengan nol sehingga
 k . Vk . g = a (f . Vk) g
 k = a . f
f =  k / a
= 0,5
Jadi bagian kubus yang tercelup ke dalam air adalah 0,5 bagian x 5 cm = 2,5 cm

Pemanfaatan Prinsio Archimedes dalam Kehidupan sehari-Hari
1. Balon Udara
Udara (yang termasuk fluida) melakukan gaya ke atas pada benda. Gaya ke atas yang dilakukan udara pada benda sama dengan bera udara yang dipindahkan pada benda itu. Prinsip ini digunakan oleg balon udara yang diisi gas panas sehingga balon menggelembung dan volumenya bertambah. Bertambahnya volume berarti bertambah pula volume udara yang dipindahkan oleh balon. Ini berarti gaya ke atas bertambah besar. Hingga suatu saat gaya ke atas sudah lebih besar dari berat total balon (berat balon dan muatan), sehingga balon mulai bergerak naik.

2. Hidrometer
Adalah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair. Supaya tabung kaca hidrometer terapung tegak dalam zat cair, bagian bawah tabung dibebani dengan butiran timbal. Diameter bagian bawah tabung kaca dibuat lebih besar supaya volume yang dipindahkan hidrometer lebih besar, dengan demikian dihasilkan gaya ke atas yang lebih besar dan hidrometer dapat mengapung di dalam air.










FLUIDA DINAMIKA
1). Aliran Fluida
Suatu cara untuk menyatakan gerak fluida, yag mula-mula dikemukakan oleh Joseph Loous Lagrange (1776-1813) adalah dengan mengikuti gerak tiap partikel di dalam fluida. Hal ini sangat menyulitkan karena kita harus menyatakan koordinat-koordinat tersebut sebagai fungsi waktu. Cara yang dikemukakan Langange tersebut merupakan terapan kinematika partikel pada gerak atau aliran fluida.
Leonhard Euler (1707 – 1783), seorang Sarjana matematika mengemukakan suatu cara yang lebih mudah untuk menyatakan gerak fluida. Di dalam pembahasan tersebut kita menspesifikasikan massa jenis dan kecepatan fluida di setiap titik di dalam ruang pada setiap saat. Kita menjelaskan gerak fluida dengan menspesifikasikan massa jenis  (x, y, z, t) dan kecepatan v (x, y, z, t) di titik (x, y, z) pada waktu t.
Jadi kita memusatkan perhatian pada apa yang terjadi disebuah titik tertentu di dalam ruang pada waktu tertentu pula. Setiap besaran yang digunakan di dalam menjelaskan keadaan fluida, misalnya tekanan , akan mempunyai nilai tertentu pada tiap titik dalam ruang dan pada tiao saat. Walaupun demikian kita harus mengikuti gerak partikel fluida, walaupun hanya untuk jangka waktu yang pendek, yaitu dt. Perlu diingat bahwa hukum-hukum mekanika berlaku pada partikel, dan tidak pada titik abstrak dalam ruang.
Agar kita memahami sifat penyederhanaan yang kita buat, marilah kita tinjau ciri-ciri (karateristik) umum dari suatu fluida, yaitu :
1. Aliran fluida tunak (steak) atau tak tunak (non stead). Aliran fluida bersifat tunak apabila kecepatan v dari tiap partikel fluida pada suatu titik tertentu adalah tetap. Jadi pada suatu titik tertentu tiap partikel fluida mempunyai kecepatan v yang sama, baik besar maupun arahnya. Di suatu titik lain sebuah partikel dapat berjalan dengan kecepatan yang berbeda, tetapi tiap-tiap partikel lain pada waktu samapi di titik terakhir ini mempunyai kecepatan yang sama seperti partikel yang pertama tadi. Aliran tunak seperti ini terjadi pada aliran yang pelan-pelan. Pada aliran tak tunak, kecepatan v merupakan fungsi waktu sperti dicontohkan dalam gelombang air pasang. Contoh yang lain adalah pada kasus aliran bergolak, seperti penderasan (rapids) atau air terjun, kecepatannya berubah secara tak menentu dari titik ke titik maupun dari waktu ke waktu.
2. Aliran fluida rotasional atai irrotasional
Suatu fluida dikatakan memiliki aliran irotasional bila pada tiap titik elemen fluida tidak memiliki momentum sudut terhadap titik tersebut.










A




Gambar. Sebuah kincir air berada dlama fluida
Marilah kita banyangkan sebuah kincir air kecil berada pada fluida yang bergerak seperti pada gambar diatas. Jika kincir tersebut bersama aliran fluida dan tidak melakukan putaran maka aliran tersebut dikatakan bersifat irratosional. Namun sebaliknya nila kincir tersebut bergerak bersama aliran fluida dengan melakukan putaran, dikatan bersifat rotasional. Aliran irrotasional penting karena persoalannya tidaklah terlalu rumit karena kita tidak perlu membahas momentum sudut. Sedangkan aliran rotasional mengandung pusaran dan persoalannya tidaklah sederhana.
1. Aliran fluida kompresibel (temampatkan) atau tak kompresibel (tak termampatkan). Airan fluida dikatan takkompresibel bila rapat massa tetap tidak berubah saat mengalir. Jadi pada aliran tak kompresibel ini tidak bergantung pada x, y, z dan t. conoth aliran kompresibel adalah zat cair sedangkan gas biasanya kompresibel, akan tetapi seringkali perubahan rapat massa dapat diabaikan. Gerak udara terhadap kapal terbang dapat dianggap sebagai aliran tak kompresibel pada kecepatan terbang di bawah kecepatan bunyi di udara.
2. Aliran kental (viscous) atau tak kental (non viscous).
Viskositas gerak fluida adalah anologi dari gesekan di dalam benda padat. Pada banyak kasus seperti pelumasan, viskositas merupakan hal yang penting. Akan tetapi kadang-kadang viskositastersebut dapat diabaikan. Viskositas memperkenalkan gaya-gaya tangensial di antara lapisan-lapisanm fluida di dalam gerak relatif dan mengakibatkan disipasi tenaga mekanis. Pembahasan pada fluida dinamika untuk sementara dibatasi pada aliran yang bersifat tunak irootasional., tak kompresibel dan tak kental.

2). Aliran Garis Arus
Di dalam aliran tunak kecepatan v pada suatu titik tertentu adalah ettap. Marilah perhatikan titik p pada gambar dibawah ini. Pada gambar tersebut titik p berada dalam fluida. Karena v di p tidak pernah berubah terhadap waktu, maka tiap partikel yang sampai di p akan mempunyai laju dan bergerak dengan arah yang sama. Begitu juga dengan titik Q dan R. jadi jika kita menelusuri gerak suatu partikel, kita akan mendapatkan lengkungan seperti pada ghambar dibawah ini :


R
P Q VR
VQ
VP
Gambar. Sebuah partikel yang melalui titik P, Q dan R
menelusuri seluruh garis arus


Lengkungan atau kurva seperti gambar diatas tersebut dinamakan garis arus (sreamline). Sebuah garis arus sejajar dengan kecepatan partikel-partikel fluida di tiap-tiap titik. Tidak aa dua garis arus yang saling bersilangan, sebab bila dua garis arus bersilangan, maka sebuah partikel fluida yag datang dapat pergi ke arah mana saja. Sehingga aliran tersebut tidak lagi tunak. Di dalam aliran tunak pola garis-garis alir di dalam sebuah aliran adalah stationer terhadap waktu. Kita dapat menggambarkan sebuah garis arus melalui tiap-tiap titik di dalam fluida. Sekarang marilah kita ambil beberapa buah garis arus sehingga membentuk tabung seperti ditunjukkan pada gambar dibawah berikut ini :







Gambar. Suatu tabung aliran yang terbentuk oleh garis-garis arus

Daerah tabung pada gambar datas dinamakan tabung aliran (tube of flow). Karena pada aliran tunak dua garis arus tak boleh berpotongan, maka partikel fluida tak mungkin keluar dari tabung ketika mereka berada pada aliran tunak. Suatu tabung aliran berlaku sebagai suatu pipa yang tak bocor, sehingga fluida yang masuk ke dalam satu ujung akan keluar dari ujung yang lain.

3). Persamaan Kontinuitas
Fluida yang bergerak dalam suatu tabung aliran arus sejajar ddengan dinding tabung, walaupun besar kecepatan fluida di setiap titik di dalam tabung berbeda. Misalkan kecepatan pada titik P adalah V1, dan pada titik Q adalah V2. Misalkan A1 dan A2 adalah luas penampang tabung aliran tegak lurus garis-garis arus pada titik P dan Q seperti ditunjukkan pada gambar dibawah ini :







Gambar. Tabung aliran untuk membuktikan persamaan kontinuitas.

Dalam selang waktu sebesar ∆t, sehingga massa elemen fluida ∆m yang melalui luas A1 dalam selang waktu ∆t adalah :
∆m1 = A1 . v1 . ∆t
Bila kita ambil ∆t → 0, agar v dan A tidak banyak berubah, maka fluks massa pada titik p adalah :
= 1 . A1 . v1
Fluks massa pada titik Q adalah :
= 1 . A2 . v2
Rapat massa fluida pada titik P dan Q adalah P1 dan P2. Untuk fluida yang tunak tak ada partikel fluida yang keluar melaui dinding, sehingga jumlah massa yang menembus tiap penampang haruslah sama, yaitu :
=
1 . A1 . v1 = 2 . A2 . v2
 A v = tetap

Persamaan diatas dinamakan persamaan kontinuitas untuk aliran massa. Hal ini tidak lain adalah pernyataan kekekalan massa dalam aliran fluida. Pada kasus apabila ada sumber untuk partikel-partikel fluida, dan bila rapat massa berubah dengan waktu dan tempat, persamaan kontinuitas tidaklah sulit diturunkan asalakan syarat kekekalan massa dipenuhi. Untuk hal ini khusus dimana v hanya mempunyai komponen dalam arah x yaitu Vx, diperoleh :
= Q
Pada persamaan diatas suku pertama d ( Vx ) menyatakan bertambahnya fluks massa persatuan luas persamaan jarak x. suku kedua d/ dt menyatakan pertambahan rapat massa persatuan waktu, suku ketiga Q menyatakan massa fluida yang keluar dari suatu sumber persatuan waktu, persatuan volume. Jika kita kembali kepada aliran tunak dan kita tambah persamaan bahwa aliran fluida bersifat tak kompresibel maka 1 = 2 sehingga persamaan diatas menjadi :
A v = tetap
A1 v1 = A2 v2
Hasil kali A v adalah fluks volume atau laju aliran. Jika penampang tabung aliran kecil, maka keceatan aliran adalah besar. Berdasarkan A v = tetap, memberikan gambaran garis arus di bagian yang sempit haruslah lebih rapat dibanding bagian yang lebar. Jadi bila jarak garis arus satu sama lain lebar maka menunjukkan daerah laju rendah dan begitu juga sebaliknya. Apabila kita menggunakan hukum II Newton untuk aliran fluida maka akan diperoleh hasil speerti berikut ini. Kita perhatikan kembali gambar diatas, jika kecepatan di P lebih besar dari kecepatan di Q, atau partikel bergerak dari P ke Q mendapat perlambatan, berarti mendapat gaya dari Q dan P yaitu dari beda tekanan yang ada dalam fluida. Jadi berdasarkan hukum II Newton dapat disimpulkan bahwa tempat dengan garis-garis arus yang renggang memiliki tekanan lebih besar daripada arus yang rapat.

Evolusi dan Mutasi

1. Hubungan Evolusi dan Mutasi
Darwin dan Wallace, dua ahli yang erat hubungannya dengan bidang evolusi, mengatakan bahwa diantara individu-individu dalam suatu populasi selalu terdapat variasi. Sebagai contoh dalam populasi ayam pash terdapat variasi di antara anggota populasi tersebut. Variasi itu bisa terlihat dalam perbedaan bentuk jengger, pola warna bulu, ataupun berat tubuhnya. Demikian pula dalam populasi lainnya, seperti populasi bakteri dan populasi serangga, juga memiliki berbagai variasi sifat diantara anggotanya.
Lalu, apa hubunngan variasi dengan evolusi dan apapula hubungannya dengan mutasi? variasi timbul akibat adanya mutasi, baik mutasi gen, mutasi kromosom, maupun rekombinasi. Dalam mutasi gen akan terbentuk alel baru yang merupakan sumber terjadinya variasi.
Variasi dalam populasi merupakan bahan mentah (raw materials) terjadinya evolusi, jika racun nyamuk akan tahan terhadap racun nyamuk tersebut. Nyamuk inilah yang akan terus bertahan hidup dan menghasilkan keturunan yang kebal atau resisten terhadap racun nyamuk tersebut. Hal ini pernah terjadi pada salah satu strain bakteri yang malah memakan antibiotik yang sebelmnya justru dimaksudkan untuk membunuh bakteri tersebut. Inilah yang dimaksud bahwa variasi merupakan bahan mentah terjadinya evoluasi.

2. Proses Terbentuknya Spesies
Proses pembentukan spesies disebut spestasi. Proses ini merupakan akibat adanya populasi yang terisolasi secara reproduksi. Individu anggota populasi tersebut hanya dapat bersilang dengan anggota populasi itu bukan dengan populasi lain.
Jika beberapa varietas baru hasil suatu rekombinasi genetik spesies tertentu menghuni tempat yang berlainan, varietas tersebut dapat mengalami perubahan yang mengarah pada pembentukan spesies baru. Adanya populasi yang terisolasi akibat terhalang kondisi alam, misal pegunungan dan sungai, akan menghalangi terciptanya reproduksi diantra individu-individu tersebut. Hubungan atau barrier seperti ini dinamakan isolasi geografi.
Isolasi merupakan kunci terjadinya spesies baru, karena isolasi sangat bermanfaat untuk mencegah terciptanya kembali keseragaman antarspesies melalui hibridisasi.

Isolasi terbagi atas 2 macam, yaitu :
1. Isolasi geografi yaitu dipisahkan oleh tempat
2. Isolasi Reproduksi, dapat terjadi melalui :
a. Isolasi Ekologi
Disebabkan karena 2 spesies yang berkerabat dekan terhadap didaerah geografi yang sama, namun dihabitat berbeda.
b. Isolasi Musim (temporal)
Disebabkan oleh masa kawin atau kematangan gamet yang berbeda
c. Isolasi Tingkah Laku (prilaku)
Menghalangi fertilasi karena adanya perilaku tertentu atau ritual yang berbeda-beda, sebelum terjadi perkawinan. Ritual ini dapat berupa pertukaran sinyal-sinyal antara jantan dan betina. Hewan jantan memberi sinyal tertentu yang dapat berupa tingkah laku, suaru atau mengekskresikan zat kimia. Sinyal tersebut hanya dapat mengerti oleh betina pasangannya. Jadi betina spesies lain tidak mengerti sinyal tersebut sehingga perkawinan tidak terjadi.
d. Isolasi Mekanik
Menghalangi perkawinan akibat struktur kelamin yang berbeda. Perbedaan morfologi atau anatomi membuat dua spesies yang berbeda tidak dapat kwn.
e. Isolasi Gamet
Menghalangi terbentuknya zigot akibat susunan kimiawi dan molekut yang berbeda antara 2 gamet
Bagaimanakah spesies baru terbentuk? Permasalahan tersebut dapat dijelaskan dengan 6 cara spesiasi :
1. Spesiasi Allopatrik
 Proses pembentukan spesies akibat pemisaha dua populasi. Pemisahan tersebut dapat disebabkan oleh penghalang geografis. Adanya halangan geografis ini menyebabkan populasi-populasi tersebut terpengaruh faktor lingkungannya masing-masing.
2. Spesiasi Simpatrik
 Proses pembentukan spesies akibat adanya dua populasi yang berbeda tetapi menghuni daerah yang sama
3. Spesiasi Parapatrik
 Proses pembentukan spesies akibat penyebaran dua populasi yang terjadi selama periode isolasi geografi
4. Spesiasi Kromosomal
 Pembentukan spesies akibat pertambahan jumlah sel kromosom (poliploidi) yaitu pada peristiwa nondisjunction (gagal berpisah) atau chromosome doubeling (penggandaan). Penambahan sel kromosom ini berlangsung tiba-tiba.
5. Spesiasi Parthenogenesis
 Proses pembentukan spesies baru tanpa melalui peristiwa perkawinan
6. Spesiasi Divergensi dan Konvergensi
 Pembentukan spesies baru hasil proses divergensi dan konvergensi. Divergensi adalah suatu perubahan struktur makhluk hidup dari bentuk yang sama menuju bentuk yang beraneka ragam. Bentuk yang mengalami perubahan tersebut akan berkembang dari adaptif terhadap lingkungannya sehingga dapat bertahan.
Konvergensi adalah perkembangan persamaan bentuk dari spesies-spesies yang berbeda yang menempati lingkungan yang sama.
Sepsies dapat pula terbentuk :
1. Melalui peristiwa poliploidi (berlipat gandanya jumlah kromosom dalam sel) akibat terpengaruh dari radiasi, zat kimia tertentu
2. Terjadi secara spontan melalui domestikasi
Domestikasi merupakan proses penjinakan hewan liar atau pembudidayaan tanaman liar sebagai usaha untuk memenuhi kebutuhannya.

3. Aplikasi Hukum Hardy-Weinberg
Godfrey Harold Hardy adlaah seorang ahli matematika dari Inggris dan Wilhelm Weinberg adalah seorang dokter dari Jerman. Kedua ilmuwan tersebut bekerja sama meneliti frekuensi gen dalam suatu populasi. Hasil penelitian tersebut adalah suatu hukum yang terkenal dengan nama Hukum Hardy-Weinberg.
Hukum Hardy-Weinberg digunakan untuk mendeteksi terjadinya evolusi pada suatu populasi melalui perhitungan komposisi genetik dalam populasi tersebut. Pada suatu populasi selalu ada variasi dalam fenotipe individu-individu anggotanya. Adanya variasi fenotipe ini menunjukkan adanya variasi genetik dalam populasi tersebut. Menurut Hugo de Vries, variasi genetik terjadi akibat adanya mutasi gen dan rekombinasi gen pada keturunan suatu spesies dalam suatu populasi. Jumlah gen yang bermutasi dari seluruh gamet yang dihasilkan oleh satu individu. Suatu spesies dinamakan angka laju mutasi.
Angka laju mutasi suatu spesies umumnya sangat rendah, yaitu 1 : 100.000 artinya dalam setiap 100.000 gamet hanya terdapat peluang satu gen yang bermutasi.
Hukum Hardy-Weinberg menyatakan bahwa frekuensi alel/gen dalam populasi dapat tetap distabilkan dan tetap berada dalam keseimbangan dari satu generasi ken generasi dengan syarat :
a. Jumlah populasi besar
b. Perkawinan secara acak/ random
c. Tidak terjadi mutasi maju dan surut
d. Tidak ada seleski
e. Tidak ada migrasi
Frekuensi adalah perbandingan antara banyaknya individu dalam populasi terhadap jumlah seluruh individu. Andaikan frekuensi alel A di dalam populasi diumpamakan p, sedangkan frekuensi alel a diumpamakan q, maka kemungkinan kombinasi spermatozoa dan sel telur (ovum) pada perkawinan individu heterozigot
Aa x Aa ialah
Ovum / Sperma A (p) a (q)
A (p) A A (p2) A a (pq)
a (q) Aa (pq) aa (q2)

Jumlah = p2 (AA) + 2pq (Aa) + q2(aa)
Karena (p+q)2 = 1 maka p + q = 1 sehingga p = 1 – q
Jadi untuk mencari frekuensi dari dua buah alel di dalam suatu populasi digunakan hukum Hardy-Weinberg yang bentuknya :
p2 (AA) + 2pq (Aa) + q2(aa)
(p+q)2 = 1 sehingga p + q = 1, p = 1 – q
a. Menghitung frekuensi gen kodominan
Dari 1.000 orang penduduk yang diperkirakan golongan darahnya berdasarkan sistem MN didapatkan 640 orang bergolongan M, 320 org Mn dan 40 org N. berapakah frekuensi alel LM dan LN dalam populasi itu ?
Penyelesaian :
Misal P = frekuensi untuk alel LM q = f untuk alel LN
P2LMLM + 2 pgLMLN + q2 LNLN
q2 = 40 / 1.000 = 0,04 q =
p + q = 1 p = 1 -0,2 = 0,8
jadi : frekuensi alel LM = p = 0,8
frekuensi alel LN = q = 0,2

b. Menghitung frekuensi gen jika ada dominansi
Diket : Didalam populasi di dapatkan 64 % perasa PTC, 36 % bukan perasa PTC
Dit : Perbandingan frekuensi genotipe yang terdapat dalam populasi
Jawab :
Genotipe kelompok bukan perasa PTC = tt
Genotipe kelompok perasa PTC = TT atay Tt
Frekuensi genotipe tt = 36 % atau 0,36
Jadi, f gen t dalam populasi =
Karena t + T = 1, T = 1 – 0,6 = 0,4

Dengan diketahuinya frekuensi gen T dan t, maka frekuensi genotipe dapat dihitung sebagai berikut :
0,4 T 0,6 t
0,4 T 0,16 TT 0,24 Tt
0,6 t 0,24 Tt 0,36 tt


c. Menghitung frekuensi alel ganda
persamaan (p+q) = 1 hanya berlaku apabila terdapat dua alel pada suatu lokusd dalam autosomal. Apabila lebih banyak alel iku mengambil peranan, maka dalam persamaan harus digunakan lebih banyak simbol. Misal pada golongan darah sistem ABO dikenal tiga alel = IA, IB, IO
misal : p = frekuensi alel IA
q = frekuensi alel IB
r = frekuensi alel IO
Maka persamaannya menjadi (p + q + r) = 1. berhubungan dengan itu hukum keseimbangan Hardy Weinberg untuk gol darah sistem ABO sebagai berikut :
P2 IA IA + 2 pr IA IO + q2 IB IB + 2 qr IB IO + 2 pq IA IB + r2 IO IO

Contoh :
Misalnya 1000 orang siswa di salah satu SMA diperiksa, golongan darahnya menurut sistem ABO dan didapatkan 320 siswa golongan A, 150 golongan B, 40 golongan AB dan 490 golongan O.
a. Berapakah frekuensi alel IA, IB, dan IO ?
b. Berapakah jumlah siswa golongan darah A homozigot
c. Berapakah jumlah siswa golongan darah A heterozigot
Jawab :
a. P2 IA IA + 2 pr IA IO + q2 IB IB + 2 qr IB IO + 2 pq IA IB + r2 IO IO
r2 = Frekuensi gol darah O
= 490 / 1000 = 0,49
r =
(p + r)2 = frekuensi gol A + gol O
= 320 + 490 = 0,81
1000
p + r =
p + r = 0,9  p = 0,9 – 0,7 = 0,2
(p + q + r) = 1  q = 1 – ( p + r) = 1 – (0,2 +0,7) = 1 – 0,9 = 0,1
Jadi frekuensi alel IA = p = 0,2
II IB = q = 0,1
II IC = r = 0,7
b. Frekuensi genotipe IAIA = p2 = (0,2)2 = 0,04
Jadi dari 320 siswa golongan darah A diperkirakan homozigot IAIA = 0,14 x 1000 = 40 siswa
c. Frekuensi genotipe IBIO = 2 pr = 2 (0,1 x 0,7) = 0,14
Jadi dari 150 siswa golongan darah B diperkirakan heterozigot IBIO = 0,14 x 1000 = 140 siswa


d. Menghitung frekuensi gen terangkai - x
Laki-laki hanya memiliki sebuah kromosom x, maka tidak dapat menunjukakan distribusi binomium untuk kombinasi secara random dari sepasang gen terangkai x seperti halnya seorang perempuan.
 Untuk laki-laki = p + q, karena genotipe laki-laki = XAY dan XaY
 Untuk perempuan = p2 + 2pq + q2, genotipenya = XA XA, XA Xa dan Xa Xa

Contoh :
Diket : 6% laki-laki didaerah tertentu menderita penyakit buta warna merah-hijau
Dit : a. Frekuensi dari perempuan di darah itu yang diduga formal
b. Frekuensi dari perempuan yang diduga buta warna
Jawab :
f. gen buta warna (c) = q = 0,06
f. gen normal (C) = p = 1 = 0,06 = 0,94

a. Frekuensi dari perempuan yang diduga normal adalah (CC atau Cc) =
p2 + 2pq = (0,94)2 + 2(0,94)(0,06) = 0,9964
b. Frekuensi dari perempuan yang diduga buta warna (cc) = q2 = (0,06)2=0,0036

Beberapa faktor yang menyebabkan terjadinya perubahan keseimbangan frekuensi gen didalam suatu populasi : mutasi, seleksi alam, migrasi, rekombinasi dan seleksi. Para ahli evolusi menggunakan Hukum Hardy-Weinberg untuk mengamati apakah suatu perubahan frekuensi alel telah terjadi pada suatu populasi. Hal ini menjadi tanda terjadinya mikroevolusi.
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi mikroevolusi yagn pada akhirnya membentuk makroevolusi atau evolusi dalam artian umum
1. Perkawinan Tak Acak
Perkawinan umumnya dipengaruhi oleh faktor pilihan, burung merak betina lebih memilih merak jantan dengan bulu ekor yang besar dan indah, manusia cenderung menikah dengan manusia lain yang memiliki karakter sesuai dengan pilihannya. Akibat dari perkawinan tak acak ini, alel yang membawa sifat yang lebih disukai akan menjadi lebih sering dijumpai dalam populasi. Alel dengan sifat yang tidak disukai akan menjadi berkurang dan mungkin akan hilang dari populasi.
2. Migrasi
Individu yang meninggalkan populasi, akan membawa alel keluar. Sebaliknya individu yang masuk ken dalam populasi, akan membawa alel yang berpotensi menjadi alel baru. Pergerakan alel yang antarpopulasi disebut arus gen. Migrasi menyebabkan bertambahnya variasi sifat dalam suatu populasi.
3. Hanyutan Genetik
Salah satu dari hanyutan genetik adalah founder effect. Faunder berarti penemu atau pendiri mengacu pada sekelompok individu yang menempati tempat baru dan membentuk koloni tersendiri. Koloni baru ini dapat memiliki frekuensi alel yang berbeda dari populasi induknya karena mereka menikah dengan sesama anggota koloninya. Alel tertentu bisa menjadi lebih umum sedangkan alel yang lain bisa jadi berkurang frekuensinya atau bahkan hilang. Frekuensi gen akibat hanyutan genetik amat sulit diprediksi karena bersifat acak.
Population bottleneck juga dapat menjadi salahs atu sebab hanyutan genetik. Terjadi jika banyak anggota populasi yang mati dan sisanya saling kawin sehingga jumlah populasinya kembali seperti semula.
Hanyutan genetik dapat berakibat buruk bila terjadi penurunan variasi gen. penurunan variasi gen menyebabkan suatu populasi menjadi rentan terhdap kepunahan apabila terjadi perubahan lingkungan atau gaya hidup.
4. Seleksi Alam
Suatu populasi yang mengadakan perkawinan secara random. 50 % dari individu memiliki sifat resesif. Distribusi fenotipe, genotipe, dan frekuensi gen adalah sbb :
Fenotipe AA & aa aa
Frekuensi fenotipe 0,5 0,5
genotipe AA Aa aa
Frekuensi genotipe kira-kira 0,09 0,42 0,5


Misal p = frekuensi gen A
q = frekuensi gen a
maka q2 = 0,5 sehingga q =
p = 1 – q = 1 – 0,7 = 0,3

misalkan sekarang individu-individu dari genotipenya aa tidak dapat memperbanytyak diri di dalam lingkungan tertentu, maka individu yang dapat memperbanyak diri akan terdiri dari dua genotipenya yaitu AA dan Aa. Perbandingan genotipe yang dapat memperbanyak diri adalah 0,09 AA : 0,42 Aa. Frekuensi di dalam populasi yang dapat memperbanyak diri ialah :
- untuk AA = 0,09 = 18
0,09 + 0,042
- untuk aa = 0,42 = 0,82
0,09 + 0,42

Dapat dilihat bahwa generasi baru ini mendekati lagi distribusi genotipe seolah-olah seimbang dengan perkawinan secara random. Akan tetapi sesungguhnya terdapat perubahan fundamental di dalam populasi ini. Yaitu frekuensi gen a berkurang dari 0,7 dalam generasi sebelumnya menjadi lebih kurang 0,4 dari generasi ini.
( q2 = 0,17  q = = 0,4123)
Frekuensi gen A bertambah dari 0,3 dalam generasi sebelumnya menjadi lebih kurang 0,6 dalam generasi ni (p = 1 –q = 1 – 0,4 = 0,6). Karena frekuensi gen berubah, maka frekuensi fenotipe mengalami perubahan.
Apabila terjad perkawinan antara individu-individu tersebut, distribusinya adalah sebagai berikut :
Frekuensi Keturunan Frekuensi Keturunan Frekuensi Keturunan
Perkawinan Frekuensi AA Aa aa
AA x AA (0,18)2 = 0,03 0,03
AA x Aa 2 (0,18)(0,82) = 0,30 0,15 0,15
Aa x Aa (0,82)2 = 0,67 0,17 0,34 0,17
Jumlah 0,35 0,49 0,17

5. Mutasi
Apabila ada satu atau beberapa gen yang bermutasi maka akan mengakibatkan terjadinya perubahan frekuensi gen. mutasi adalah bahan mentah evolusi karena seleksi alam bekerja pada fenotipe sedangkan fenotipe muncul dair gen. sebagaian sifat mutasi ada yang baik, misal mutasi pada reseptor dipermukaan sel T pada manusia yang menghambat infeksi HIV.

Contoh :
Jumlah populasi spesies ada 200.000. jumlah generasi selama spesies itu ada sebesar 5.000. Angka laju mutasi per gen 1 : 100.000, gen yang mampu bermutasi dalam individu 1.000, perbandingan mutasi yang menguntunngkan dan yang merugikan 1 : 1.000. berapa mutasi gen yang menguntungkan selama spesies itu ada?

Jawab :
1. Jumlah gen yang bermutasi
= 1 x 1.000 gen = 1 gen
100.000 100

Jumlah mutasi gen yang menguntungkan dai gen yang bermutasi adalah
1 x 1 = 1
100 1000 100.000

2. Dalam setiap generasi mutasi yang menguntungkan :
1 x 200.000.000 = 2000 gen
100.000


3. Selama spesies itu ada, terdapat 5.000 generasi maka mutasi gen yang menguntungkan adalah :
5.000 x 2.000 = 10.000.000
Jadi jumlah mutasi yang menguntungkan selama periode evolusinya mnejadi besar sekali, sehingga terjadinya spesies adaptif menjadi besar pula. Akibat mutasi gen dan viabilitas. Terbentuknya spesies yang kurang adaptif, plieotropi, yaitu suatu gen yang bermutasi dapat memperoleh lebih dari dua sifat.

Golongan Alkali & Alkali Tanah

1) Golongan Alkali
a. Sifat Periodik : - Sulit mengalami reduksi dan mudah
mengalami oksidasi
- Termasuk zat pereduksi kuat (memiliki 1 buah elektron)

Li nomor & jari-jari atom >
Na energi ionisasi < K titik leleh < Rb titik didih < Cs b. Sifat Fisik : - Semua unsur berwujud padat pada suhu ruangan. Khusus Sesium (Cs) berwujud cair pada suhu di atas 28° - Unsur Li, Na, K sangat ringan - Memiliki warna yang jelas dan khas , seperti :  Litium (Li)  merah  Natrium (Na)  kuning  Kalium (K)  ungu  Rubidium (Rb)  merah  Sesium (Cs)  biru c. Sifat Kimia : - Sangat reaktif - Dapat membentuk senyawa basa kuat - Mudah larut dalam air (kelarutannya semakin ke bawah semakin besar) d. Sifat Logam dan Sifat Basa : - Dapat bereaksi dengan air membentuk senyawa basa kuat LOH. - Semakin ke bawah sifatnya semakin kuat 2) Golongan Alkali Tanah a. Sifat periodik : - mudah mengalami oksidasi - termasuk zat pereduksi kuat ( memiliki 2 buah elektron, - sehingga tidak sekuat golongan alkali) Be nomor atom dan jari-jari atom >
Mg energi ionisasi <
Ca
Sr
Ba


b. sifat fisik :
- Semua unsurnya berwujud padat pd suhu ruangan
- Kerapatan logam alkali tanah lebih besar, shg logam alkali
Tanah lebih keras

Jika garam dari unsur-unsur logam di bakar, akan memberi warna keras, seperti:
- Kalsium (Ca) : jingga, merah
- Stronsium (Sr) : Merah bata
- Barium (Br) : Hijau

c. Sifat kimia :
- Mudah bereaksi dengan unsur non logam
- Bersifat reaktif
d. sifat logam dan sifat basa alkali tanah :
- Semakin kebawah sifat logam dan sifat basa semakin kuat


Reaksi-reaksi unsur alkali dan alkali tanah
a) Dengan oksigen
• Membentuk oksida
4M + O2  2M2O
2L + O2  2LO
(Be dan Mg harus dipanaskan)
• Membentuk peroksida
2M + O2  M2O2 (dipanaskan dengan udara)
L + O2  LO2
(Ba mudah, Sr dengan tekanan tinggi, CaO2 sulit)
Contoh :
4Na + O2  2 Na2O
2Ca + O2  2 CaO
2Mg + O2  2 MgO
(dipanaskan)
2K + O2  K2O2 Ba + O2  BaO2

b) Dengan Halogen (X2)
 Membentuk halida
2M + X2  2MX L + X2  LX2
Contoh
2Na + Cl2  2NaCl Ca + F2  CaF2

c) Dengan Belerang
Membentuk sulfida
2M + X2  2MX L + X2  LX2
Contoh
2Na + S  Na2S Mg + S  MgS

d) Dengan Air
Air tereduksi menjadi H2 dan hasil lainnya adalah basa
M + H2O  H2 + MOH L + H2O  H2 + L (OH)2
Contoh
2Na + H2O  H2 + NaOH
Ca + H2O  H2 + Ca (OH)2

e) Dengan Hidrogen
Membentuk hidrida, bilangan oksida H = -1
2M + H2  2MH L + H2  LH2
Contoh
2K + H2  2KH Mg + H2  MgH2

f) Dengan Nitrogen
Membentuk nitrida
6M + N2  2M3N (hanya Li yang bisa)
3L + N2  L3N2 (dengan pemanasan)
Contoh
6Li + N2  2Li3N 3 Mg + N2  Mg3N2

g) Dengan Asam
Larut dengan cepat menghasilkan gas.
M + 2H+  M+ + H2 L + 2H+  L2+ + H2
Contoh
2K + 2HCl  2 KCl + H2
Mg + 2HCl  MgCl2 + H2
Kesadahan Air
1) Pengertian
Air Sadah : air yang mengandung kation “alkali tanah” seperti : Mg2+, Ca2+ atau bermuatan 2+, (Fe2+, Mn2+).

2) Penyebab
Karena Kation “Logam multivalen dapat bereaksi dengan sabun membentuk suatu endapan sehingga mengurangi kemampuan sabun. Dan kation ” tersebut dengan adanya anion” yang terlarut dalam air akan menyebabkan terjadinya kerak.

Pasangan Kation “Penyebab kesadahan & Anion” Utama
Kation Penyebab Kesadahan Anion
Ca2+
Mg2+
Sr2+
Fe2+
Mn2+
HCO3-
SO4 2-
Cl-
NO3-
SiO3 2-

Ciri-ciri air sadah :
- Sabun sukar berbusa
- Terjadinya pembentukan kerak pada ketelkap dan pipa uap pada saat menguapkan air


3) Jenis Kesadahan Air
Kesadahan Sementara (Air sudah bikarbonat)
 Jika mengandung ion bikarbonat (HCO3-)
Senyawa Ca(HCO3)2 atau Mg(HCO3)2


 Dapat dihilangkan secara fisika dengan pemanasan sehingga air terbebas dari ion Ca2+ atau Mg2+

Ca(HCO3)2 (aq) dipanaskan CaCO3 (s) + H2O (aq) + CO2 (q)


Kesadahan Tetap (Air sudah non bikarbonat)
 Jika mengandung anion bikarbonat
(dari kation Ca2+ atau Mg2+ ), berupa : Cl-, NO3-, dan SO42-
 Dapat dihilangkan melalui reaksi kimia dan pereaksi yang digunakan adalah larutan karbonat, yaitu : Na2CO3 (aq)
Atau K2CO3 (aq)

Mg(NO3)2 (aq) + K2CO3 (aq)  MgCO3 (s) + 2KNO3 (aq)