pengaruh penambahan garam pada es

Pengenalan Garam

Dalam ilmu kimia, garam adalah senyawa ionik yang terdiri dari ion positif (kation) dan ion negatif (anion), sehingga membentuk senyawa netral (tanpa bermuatan). Garam terbentuk dari hasil reaksi asam dan basa. Natrium klorida (NaCl), bahan utama garam dapur adalah suatu garam.

Larutan garam dalam air merupakan larutan elektrolit, yaitu larutan yang dapat menghantarkan arus listrik. Cairan dalam tubuh makhluk hidup mengandung larutan garam, misalnya sitoplasma dan darah.

Reaksi kimia untuk menghasilkan garam antara lain :

1. Reaksi antara asam dan basa, misalnya HCl + NH₃ → NH₄Cl.
2. Reaksi antara logam dan asam kuat encer, misalnya Mg + 2 HCl → MgCl₂ + H₂

Garam terbentuk dari hasil reaksi antara senyawa asam dengan senyawa basa. Reaksi asam dan basa ini kemudian disebut reaksi penggaraman. Garam bersifat netral sehingga mempunyai pH=7.

Sifat-sifat garam diantaranya sebagai berikut:

1.      Mempunyai rasa asin

2.      Dapat menghantarkan arus listrik

3.      Tidak mengubah warna kertas lakmus merah maupun biru

4.      Memiliki pH netral sekitar 7

5.      Terbentuk dari sisa asam dengan sisa basa

6.      Senyawa yang terdiri dari unsur logam dan non logam, misalnya NaCI dimana natrium (Na) termasuk logam dan clorida (CI) termasuk unsur non logam.

Macam-macam Jenis Garam :

Biasanya zat garam mineral terdapat pada minuman yang kita minum dan juga pada makanan yang kita makan. Beberapa kegunaan dan fungsi dari garam mineral :

1. Yodium / Iodium / I

Zat mineral yodium biasanya terdapat pada garam dapur yang tersedia bebas di pasaran, namun tidak semua jenis dan merk garam dapur mengandung yodium. Yodium berperan penting untuk membantu perkembangan kecerdasan atau kepandaian pada anak. Yodium juga dapat membatu mencegah penyakit gondok, gondong atau gondongan. Yodium berfungsi untuk membentuk zat tirosin yang terbentuk pada kelenjar tiroid.

2. Phospor / Fosfor / P

Fosfor berfungsi untuk pembentukan tulang dan membentuk gigi.

3. Cobalt / Kobal / Kobalt / Co

Cobalt memiliki fungsi untuk membentuk pembuluh darah serta pembangun B.

4. Chlor / Klor / Cl

Chlor digunakan tubuh kita untuk membentuk HCl atau asam klorida pada lambung. HCl memiliki kegunaan membunuh kuman bibit penyakit dalam lambung dan juga mengaktifkan pepsinogen menjadi pepsin.

5. Magnesium / Mg

Fungsi atau kegunaan dari magnesium adalah sebagai zat yang membentuk sel darah merah berupa zat pengikat oksigen dan hemoglobin.

6. Mangaan / Mangan / Mn

Mangaan berfungsi untuk mengatur pertumbuhan tubuh kita dan sistem reproduksi.

7. Tembaga / Cuprum / Cu

Tembaga pada tubuh manusia berguna sebagai pembentuk hemo globin pada sel darah merah.

8. Kalsium / Calcium / Ca

Kalsium atau disebut juga zat kapur adalah zat mineral yang mempunyai fungsi dalam membentuk tulang dan gigi serta memiliki peran dalam vitalitas otot pada tubuh.

9. Kalium / K

Kalium kita butuhkan sebagai pembentuk aktivitas otot jantung.

10. Zincum / Zinc / Seng / Zn

Seng oleh tubuh manusia dibutuhkan untuk membentuk enzim dan hormon penting. Selain itu zinc juga berfungsi sebagai pemelihara beberapa jenis enzim, hormon dan aktifitas indera pengecap atau lidah kita.

11. Sulfur atau Belerang

Zat ini memiliki andil dalam membentuk protenin di dalam tubuh.

12. Natrium / Na

Natrium adalah zat mineral yang kita andalkan sebagai pembentuk faram di dalam tubuh dan sebagai penghantar impuls dalam serabut syaraf dan tekanan osmosis pada sel yang menjaga keseimbangan cairan sel dengan cairan yang ada di sekitarnya.

13. Flour / F

Flour berperan untuk pembentuk lapisan email gigi yang melindungi dari segala macam gangguan pada gigi.

Hubungan Antara Garam dengan Es

Temperatur es dan air normalnya adalah 0 derajat Celsius, tetapi itu tidak cukup dingin untuk dapat membuat es krim menjadi beku. Temperatur yang diperlukan untuk membuat es krim adalah sebesar minus tiga derajat Celsius atau lebih rendah. Tugas inilah yang dilakukan oleh garam. Sesungguhnya banyak zat lain yang dapat berbuat hal yang sama tetapi garam lebih murah, sehingga banyak digunakan untuk membuat es krim.

Ketika es dicampur dengan garam, sebagian membentuk air garam dan es secara spontan terlarut dalam air garam, akibatnya air garam semakin banyak. Di dalam segumpal es, air terstruktur membentuk tatanan geometrik yang tertentu dan kaku. Tatanan yang kaku ini rusak ketika diserang oleh garam, maka molekul-molekul air selanjutnya bebas bergerak ke mana-mana dalam wujud cair.

Tetapi merusak struktur padat molekul-molekul es memerlukan energi. Untuk sebongkah es yang hanya kontak dengan garam dan air, energi itu hanya dapat diperoleh dari kandungan panas dalam air garam. Maka ketika es mencair dan terlarut, proses ini meminjam panas dari air dan menurunkan temperaturnya. Setelah temperatur dingin ini tercapai, dalam pemanfaatannya campuran itu mendapatkan panas pengganti dari adonan es krim yang mengakibatkan adonan es krim menjadi dingin dan beku.

Gabriel Daniel Fahrenheit, pencipta skala temperatur Fahrenheit, menemukan bahwa garam yang dicampurkan ke es (pada temperatur sedikit di bawah titik beku) memungkinkan titik beku lebih rendah daripada ketika es hanya terdiri atas air. Dengan demikian, garam menyebabkan salju dan es meleleh. Banyak orang belum menemukan cara lebih baik untuk melumer- kan es di permukaan jalan dan trotoar selain menaburkan garam. Garam begitu efektif dalam mencegah pembentukan es. Walaupun beberapa jenis bahan kimia telah dikembangkan untuk mencairkan es, garam masih merupakan cara yang paling murah. Lalu mengapa tidak semua orang menggunakan garam untuk mengatasi lapisan es? Pertimbangan ekologi telah menyebabkan bebe-rapa pemerintahan daerah melarang penggunaan garam. Garam me- rangsang korosi pada kendaraan, beton jalan, jembatan, dan baja tak terlindung pada bangunan-bangunan sekitar. Garam juga berbahaya bagi bermacam-macam tumbuhan. Efektivitas garam sebagai pengusir es juga memiliki keterbatasan yang mencolok. Garam paling baik digunakan di jalan yang banyak dilewati kendaraan; tanpa lalu lintas yang cukup untuk merangsang percampuran es dan garam, batu es masih bisa terbentuk. Pada suhu lebih rendah dari kira-kira --4"C, garam tidaklah terlalu efektif, karena pembentukan es begitu cepat dan garam tidak memiliki peluang menurunkan titik beku. Garam yang bertaburan di permukaan es juga tidak menghasilkan traksi untuk ban kendaraan atau sol sepatu pejalan kaki. Sebaliknya, pasir menyediakan traksi yang baik sekali untuk kendaraan ketika batuan kecil yang kasar itu bersentuhan dengan ban, entah pasir itu terbenam sebagian di permukaan es atau bercampur dengan lumpur atau salju. Pasir tidak memerlukan lalu lintas yang padat agar berfungsi dengan efektif, tidak berbahaya bagi tumbuhan, kendaraan, atau jalanan sendiri. Selain itu, pasir juga terhitung murah.

Hanya ada satu masalah dengan pasir: bahan ini tidak melelehkan salju atau es. Dengan kata lain, garam mencoba mengatasi masalah pada sumbernya, sedangkan pasir mencoba mengatasi gejalanya. Ada dinas pekerjaan umum daerah yang bereksperimen dengan kombinasi pasir-garam. Sebenarya kebanyakan pasir yang ditaburkan di jalanan sudah diberi sedikit garam, untuk mencegah pasir membeku kemudian menggumpal bercampur dengan salju.

Meskipun garam jauh lebih mahal dibanding pasir, pertimbangan biaya sering kali tidak menjadi alasan untuk lebih memilih pasir daripada garam. Joseph DiFabio, dari New York State Department of Transportation, menuturkan bahwa pram di Amerika memerlukan biaya sekitar dua puluh dolar per ton, sedangkan pasir hanya lima dolar per ton. Namun pasir harus diberikan dalam konsentrasi lebih besar daripada garam, sekitar tiga kalinya.

Karena kontraktor pemeliharaan jalan harus menggunakan pasir tiga kali lebih banyak untuk setiap kilometer yang sama, berarti truk mereka harus pulang pergi tiga kali lebih banyak untuk mengangkut pasir dibandingkan kalau menggunakan garam. Karena itulah, secara keseluruhan, selisih antara memakai garam dan pasir bisa diabaikan.

Contoh :

Es krim tidak lain berupa busa (gas yang terdispersi dalam cairan) yang diawetkan dengan pendinginan. Walaupun es krim tampak sebagai wujud yang padu, bila dilihat dengan mikroskop akan tampak ada empat komponen penyusun, yaitu padatan globula lemak susu, udara (yang ukurannya tidak lebih besar dari 0,1 mm), kristal-kristal kecil es, dan air yang melarutkan gula, garam, dan protein susu. Berbagai standar produk makanan di dunia membolehkan penggelembungan campuran es krim dengan udara sampai volumenya menjadi dua kalinya (disebut dengan maksimum 100 persen overrun). Es krim dengan kandungan udara lebih banyak akan terasa lebih cair dan lebih hangat sehingga tidak enak dimakan.

Pembuatan es krim sebenarnya sederhana saja, yakni mencampurkan bahan-bahan dan kemudian mendinginkannya. Air murni pada tekanan 1 atmosfer akan membeku pada suhu 0°C. Namun, bila ke dalam air dilarutkan zat lain, titik beku air akan menurun. Jadi, untuk membekukan adonan es krim pun memerlukan suhu di bawah 0°C. Misalkan adonan es krim dimasukkan dalam wadah logam, kemudian di ruang antara ember kayu dan wadah logam dimasukkan es.

Awalnya, suhu es itu akan kurang dari 0°C (coba cek hal ini dengan mengukur suhu es yang keluar dari lemari pendingin). Namun, permukaan es yang berkontak langsung dengan udara akan segera naik suhunya mencapai 0°C dan sebagiannya akan mencair. Suhu campuran es dan air tadi akan tetap 0°C selama esnya belum semuanya mencair. Seperti disebut di atas, jelas campuran es krim tidak membeku pada suhu 0°C akibat sifat koligatif penurunan titik beku.

Bila ditaburkan sedikit garam ke campuran es dan air tadi, kita mendapatkan hal yang berbeda. Air lelehan es dengan segera akan melarutkan garam yang kita taburkan. Dengan demikian, kristal es akan terapung di larutan garam. Karena larutan garam akan mempunyai titik beku yang lebih rendah dari 0°C, es akan turun suhunya sampai titik beku air garam tercapai. Dengan kata lain, campuran es krim tadi dikelilingi oleh larutan garam yang temperaturnya lebih rendah dari 0°C sehingga adonan es krim itu akan dapat membeku.

Kalau campuran itu hanya dibiarkan saja mendingin tidak akan dihasilkan es krim, melainkan gumpalan padat dan rapat berisi kristal-kristal es yang tidak akan enak kalau dimakan. Bila diinginkan es krim yang enak di mulut, selama proses pembekuan tadi adonan harus diguncang-guncang. Pengocokan atau pengadukan campuran selama proses pembekuan merupakan kunci dalam pembuatan es krim yang baik. Proses pengguncangan ini bertujuan ganda. Pertama, untuk mengecilkan ukuran kristal es yang terbentuk; semakin kecil ukuran kristal esnya, semakin lembut es krim yang terbentuk. Kedua, dengan proses ini akan terjadi pencampuran udara ke dalam adonan es krim. Gelembung-gelembung udara yang tercampur ke dalam adonan inilah yang menghasilkan busa yang seragam (homogen).

Jadi dapat dikatakan bahwa apabila es ini ditaburi dengan garam sehingga timbul reaksi kimia antara garam dan es. Hal ini membuat permukaan es mencair dan membentuk larutan garam. Es akan menyerap panas dari larutan garam ini sehingga larutan menjadi dingin dari 0 derajat celcius. Selanjutnya, larutan garam menyerap panas dari es krim yang ada dalam tabung melalui dinding tabung sehingga es krim ini menjadi dingin dan mengeras. Suhu es krim ini tidak mungkin menjadi cukup rendah tanpa adanya penambahan garam. Manakah yang lebih cepat mencair, es yang ditaburi garam, atau tanpa adanya garam ?

a)      Isi masing masing gelas dengan es batu kira kira ½ nya (jumlah sama).

b)      Masukkanlah satu sendok garam ke dalam salah satu gelas tersebut.

c)      Letakkan kedua gelas tersebut di tempat terbuka.

Apa yang terjadi ?

Es batu di dalam gelas dengan adanya garam akan lebih cepat mencair daripada es batu tanpa adanya garam.

Garam yang ditambahkan pada es batu akan dapat menurunkan titik leleh es batu. Karena itu, es batu dengan adanya garam akan lebih cepat mencair daripada es batu tanpa adanya garam. Es batu tanpa danya garam akan tetap mencair akibat panas yang berasal dari lingkungan. Panas ini juga mempengaruhi mancairnya es batu dengan garam. Akibatnya, air yang ada di dalam gelas yang berisi es batu dan garam lebih banyak daripada gelas yang berisi es batu tanpa adanya garam.