Tanyakan kepada guru sains: Apa yang membuat es bisa mengapung?

Jawaban sederhananya adalah es memiliki massa jenis yang lebih kecil dibandingkan air. Pertanyaannya kemudian menjadi: Mengapa es, yaitu air yang berbentuk padat, lebih ringan daripada air yang berbentuk cair? Sesuatu pasti terjadi pada air ketika membeku.

Satu molekul air memiliki dua atom hidrogen dan satu atom oksigen, atau H2O. Atom hidrogen sedikit positif, dan atom oksigen sedikit negatif. Pada suhu kamar, molekul-molekul air ini terikat secara longgar dan bebas bergerak dengan mudah, sehingga menentukan wujud zat cair.

Saat suhu mencapai 32°F, atau 0°C, molekul-molekul akan tersusun dalam struktur sarang lebah heksagonal yang kaku, sehingga molekul air—hidrogen yang bermuatan lebih positif menarik hidrogen yang bermuatan lebih positif—berikatan bersama dalam suatu proses. disebut ikatan hidrogen.

Hal ini menyebabkan molekul bergerak lebih lambat dan memakan lebih banyak ruang. Anda punya es. Karena berat atau massa yang sama sekarang memakan lebih banyak ruang, massa jenisnya berkurang dan dapat mengapung di atas air.

Kita bisa menaruh garam di atas es untuk melelehkannya. Garam adalah natrium klorida, atau NaCl. (Secara teknis, sebagian besar garam trotoar adalah kalium klorida, atau KCl, namun proses kimianya bekerja dengan cara yang sama.) Atom natrium dalam molekul garam memiliki sedikit muatan positif, dan atom klorida memiliki muatan negatif yang kecil.

Molekul air memiliki satu atom oksigen yang terikat pada dua atom hidrogen. Atom hidrogen “melekat” pada satu sisi atom oksigen, menghasilkan molekul air dengan muatan positif di sisi tempat atom hidrogen berada dan muatan negatif di sisi lain tempat atom oksigen berada.

Ion natrium klorida menarik dan menarik dua atom hidrogen air (berbeda dengan gaya tarik-menarik muatan) dan merobek ikatannya. Es tidak lagi memiliki struktur sarang lebah. Itu meleleh. Agar es yang mencair dapat dibekukan kembali, suhunya harus jauh lebih rendah dari 32°F; garam menurunkan titik beku air.

Sebagian besar es di bumi terbungkus dalam lapisan besar yang disebut gletser. Gletser terbesar menutupi sebagian besar benua Antartika dan menampung sekitar 90 persen es dunia. Jika semuanya mencair, lautan akan naik setinggi 187 kaki.

Anda mungkin ingin mencoba eksperimen sains ini. Isi gelas minum dengan air, lalu masukkan es batu ke dalam air. Anda dapat melihat es batu itu mengambang. Sekarang gunakan alkohol isopropil yang dapat Anda beli di toko obat mana pun, isi gelas dengan alkohol dan tuangkan es batu dengan hati-hati.

Apa yang terjadi pada es batu? Alkohol kurang padat dibandingkan air, kurang seragam dibandingkan air beku, jadi karena es batu lebih padat daripada alkohol di dalam gelas, maka es akan tenggelam.

Dari buku, “Tanyakan kepada Guru Sains: 250 Jawaban atas Pertanyaan yang Selalu Anda Miliki Tentang Cara Kerja Sehari-hari“; Hak Cipta © Larry Schekel2013. Diterbitkan 17 Desember; tersedia di mana pun buku dijual.