Penyulingan Udara

Udara merupakan campuran gas nan menyusun atmosfer sekeliling bumi atau atmosfer geografi . Campuran gas ini terdiri atas unsur nitrogen, oksigen, argon, dan nitrogen dalam jumlah kecil, karbon dioksida, uap air, helium, neon, xenon dan lain-lain.

Fungsi primer udara ialah pendukung kehidupan. Manusia dan kehidupan binatang tak mungkin dapat bertahan hayati tanpa oksigen di atmosfer. Selain sebagai unsur penunjang kehidupan, berbagai gas atmosfer dapat diisolasi dari udara serta digunakan dalam penerapan industri dan keilmuan.

Oksigen, nitrogen, argon, neon, kripton, dan xenon digunakan dalam pembuatan produk-produk industri krusial bagi kehidupan modern. Produk-produk ini di antaranya baja, petrokomia, sistem cahaya, pupuk, dan semikonduktor (materi nan digunakan buat membuat chip komputer, kalkulator, televisi, oven mikrowave , dan banyak peralatan elektronik lainnya).

Salah satu bukti sifat fisik atmosfer geografi ialah bahwa atmosfer itu dapat dirasakan. Karena atmosfer merupakan lapisan udara, dan udara mempunyai massa atau berat nan dipengaruhi oleh gravitasi bumi, maka atmosfer juga mempunyai massa. Hal ini membuat atmosfer mempunyai tekanan. Tekanannya mungkin tak dapat dilihat. Tetapi tekanan itu dapat dirasakan.

Misalnya, ketika berada di dalam bahari dan tubuh tak kuat menahan tekanan atmosfir, tubuh bereaksi dengan menimbulkan rasa pusing dan mual serta ketika tak tertahankan, dapat mengeluarkan darah dari hidung dan telinga. Keadaan ini malah dapat membuat manusia kelenger dan meninggal dampak pembuluh darah nan pecah.

Bukan sesuatu nan menakuti, tetapi keadaan ini sangat mungkin terjadi. Itulah mengapa para penyelam itu harus memperoleh pelatihan terlebih dahulu sebelum melakukan aktivitas penyelaman.

Para penyelam nan telah terlatih niscaya tak akan mencoba buat menyakiti dirinya sendiri. Mereka harus mampu mengetahui kapan harus terus menyelam, kapan harus segera muncul di permukaan.

Atmosfer geografi ini memberikan pengaruh nan cukup besar pada kehidupan manusia. Bersahabat dengan atmosfir, artinya mengetahui secara lebih jauh tentang bentuk fisik dan sifat nan dimiliki oleh atmosfir.

Dengan mengetahui sifat atmosfer geografi, manusia dapat menahan diri buat tak mengganggu pelindung bumi satu ini. Kalau manusia monoton mengganggu atmosfir, nan akan kena getahnya niscaya manusia juga.

Atmosfer itu bergerak sinkron dengan sunatullah saja. Ia tak akan melakukan hal-hal diluar fungsinya. Hanya saja ketika fungsi itu diusik oleh manusia dengan segala mobilitas aktivitas hayati manusia nan serakah, maka atmosfir tak akan mampu menjalankan fungsinya dengan sempurna.

Pada udara bebas, tekanan atmosfer biasanya dituliskan dengan 1 atm. Namun, tekanan atmosfer akan semakin besar, bila seorang manusia berada di dalam air. Semakin dalam sebuah perairan, maka tekanan di sekitarnya akan semakin kuat.

Menurut penelitian, tekanan pada daerah abisal (daerah bahari nan tak mampu ditembus oleh sinar matahari), mempunyai kemampuan buat menghancurkan tabung oksigen nan terbuat dari baja. Inilah sebabnya, tak ada penyelam nan berani melakuakn penyelaman pada daerah seperti ini.

Untuk mengetahui kehidupan di dasar bahari terdalam itu, digunakan beralatan nan lebih canggih semisal kapal selam tanpa awak. Manusia memang selalu penasaran dengan semua hal nan ada di bumi ini.

Manusia ingin mengetahui apapun nan telah diberikan Tuhannya. Terkadang semua itu hanya buat memuaskan dahaga keilmuaan tetapi tak sporadis juga buat keperluan pendayagunaan demi uang dan kekuasaan.

Atmosfer mempunyai susunan lapisan udara dari nan terbawah hingga tertinggi yaitu troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer dan eksosfer. Setiap lapisan udara mempunyai sifat khas masing-masing.

Troposfer misalnya, merupakan lapisan udara nan mengandung awan, sehingga lapisan ini merupakan loka berawalnya hujan. Sedangkan stratosfer mengandung lapisan ozon nan mampu melindungi bumi dari radiasi sinar ultraviolet.

Sifat fisik atmosfer nan kedua ialah transparan ketika ditembus oleh beberapa bentuk radiasi, baik berupa sinar maupun penyebaran (difusi) zat. Kita tak akan dapat melihat radiasi nan tersebar ultraviolet di permukaan atmosfer dampak lubangnya lapisan ozon, sebab atmosfer transparan terhadap radiasi tersebut.

Atmosfer terlihat transparan, sebab tersusun oleh tiga jenis penyusun yaitu, udara kering nan mempunyai komposisi sekitar 96% dari volume atmosfer. Ada dua macam udara kering di atmosfer, yaitu gas primer dan gas penyerta.

Penyusun kedua dari atmosfer ialah uap air. Dan penyusun ketiga ialah aerosol. Aerosol merupakan partikel halus dari bahan padat di bumi nan bermassa ringan. Aerosol bisa tertiup sehingga naik ke lapisan atmosfer nan lebih tinggi. Contoh dua jenis aerosol ialah debu dan asap.

Sifat fisik ketiga dari atmosfer ialah tak mempunyai warna, bau maupun rasa. Perkecualian bagi udara ialah pada saat kondisi dingin. Udara nan dingin bisa dirasakan oleh indera manusia.

Untuk sifat fisik atmosfer selanjutnya ialah berwujud dinamis. Atmosfer bisa mekar ketika temperatur sekitar meningkat, dan sebaliknya bila temperatur sekitar turun.

Sifat bergerak maju atmosfer didukung dengan kandungan berbagai zat nan ada di dalamnya seperti nitrogen, oksigen, karbondioksida, krypton, helium, ozon dan uap air. Sifat amosfer nan dinamis, membuat lapisan udara ini selalu berpindah dari loka nan bertekanan tinggi ke loka nan bertekanan rendah.

Atmosfer berawal di permukaan laut. Lapisan pertamanya yaitu troposfer (8-16 km) dari permukaan bumi. Udara nan berada di troposfer terdiri atas 78% nitrogen, 21% oksigen, 0,9% argon, 0,03% karbon dioksida, dan sisanya 0,07% ialah campuran hidrogen, air, ozon, neon, helium, kripton, xenon, dan komponen terlacak lainnya.

Perusahaan-perusahan nan mengisolasi gas-gas dari udara menggunakan udara troposfer sehingga mereka dapat menghasilkan gas dalam proporsi nan sama.

Berbagai gas nan berada di atmosfer memiliki manfaat bagi banyak industri dan keilmuan. Sejauh ini, gas krusial udara nan dikomersilkan ialah nitrogen, oksigen, dan argon nan masing-masing memiliki nilai industri berharga.

Misalnya, pupuk nan terbuat dari gas nitrogen, pembuatan tungku baja nan dipanaskan dengan oksigen, dan bola lampu pijar nan dipenuhi dengan argon. Atmosfer bumi, tersusun oleh gas-gas dengan komposisi sebagai berikut:

Sebagai penyusun gas terbesar di atmosfer, nitrogen berguna bagi pertumbuhan tanaman. Nitrogen merupakan salah satu unsur penyusun klorofil (zat hijau daun) mempunyai peranan krusial dalam terjadinya proses fotosintesis.

Nitrogen bisa digunakan sebagai bahan standar pembuatan pupuk protesis seperti NPK (Nitrogen Pospos Kalium) nan berguna buat mempercepat pertumbuhan tumbuhan, meningkatkan produksi bibit dan buah, serta memperbaiki kualitas daun dan akar.

Oksigen merupakan unsur gas nan sangat krusial diperlukan oleh makhluk hayati di bumi buat proses pernapasan. Selain itu, oksigen juga bisa digunakan oleh manusia buat menyalakan api.

Gas argon merupakan salah satu unsur gas nan tak mudah bereaksi dengan unsur lain. Dalam industri listrik, argon nan berwarna biru bisa digunakan bersama neon buat mengisi lampu neon. Lampu neon nan diisi argon ternyata dapat menghasilkan energi listrik nan lebih ekonomis jika dibandingkan dengan lampu listrik biasa.

Karbon dioksida merupakan gas asam nan ringan, tak berwarna, tak berbau, dan tak mudah terbakar serta bisa melokalisir panas.Karena sifatnya nan tak mudah terbakar dan bisa melokalisir panas, manusia memanfaatkan karbon dioksida buat mengisi tabung pemadam kebakaran. Karbon dioksida juga bermanfaat bagi tanaman sebagai salah satu bahan standar buat proses fotosintesis.

Neon merupakan unsur gas mulia nan tak berwarna, tak berbau dan tak mudah bereaksi dengan unsur lain. Dalam industri listrik, neon bersama argon bisa dimanfaatkan buat pembuatan lampu neon nan ekonomis energi, juga bisa dimanfaatkan sebagai indikator pengukur tegangan tinggi. Neon juga bisa dimanfaatkan dalam global kedokteran buat melihat hasil rontgen.

Para ilmuwan pertama kali mengisolasi oksigen dari udara pada 1774. Mereka tak mengembangkan proses komersil buat memisahkan udara menjadi kompenen gas-gas sampai pada pergantian abad ke 20.

Akhirnya, profesor Jerman, Carlvon Linde, mengembangkan sebuah proses nan dikenal sebagai penyulingan kriogenik. Proses ini berusaha memurnikan dan mencairkan udara pada suhu nan sangat dingin.

Udara cair kemudian direbus buat mengisolasi gas. Proses perebusan ini disebut penyulingan fraksional. Nitrogen cair mendidih pada -195,79°C, argon di -185,86°C, dan oksigen pada -182,96°C. Ketika suhu didih meningkat, nitrogen awalnya menguap dari udara cair, diikuti oleh argon, dan kemudian oksigen. Pemisahan udara tanaman modern bisa mengisolasi gas-gas ini sampai 99,9999% murni.

Saat ini, banyak tanaman pemisah udara nan lebih kecil (menghasilkan 200 ton metrik oksigen per harinya) menggunakan metode alternatif buat mengisolasi oksigen dan nitrogen dari udara. Beberapa dari jenis tanaman ini menggunakan membran spesifik nan menyaring udara gas-gas tertentu.