Es II

Es II adalah bentuk kristal es rombohedral dengan struktur yang sangat teratur. Ia terbentuk dari es I_h dengan memampatkannya pada suhu 198 K pada tekanan 300 MPa atau dengan mendekompresi es V. Saat dipanaskan, ia mengalami transformasi menjadi es III.^[1] Es air biasa pada umumnya merupakan es I_h, (berdasarkan tata nama Bridgman). Berbagai jenis es, mulai dari es II hingga es XIX, telah dibuat di laboratorium pada suhu dan tekanan yang berbeda-beda. Telah diperkirakan bahwa inti dari satelit es, seperti satelit Jupiter Ganymede, terbuat dari es II.^{[butuh rujukan]}

Sejarah

Sifat-sifat es II pertama kali dijelaskan dan dicatat oleh Gustav Heinrich Johann Apollon Tammann pada tahun 1900 selama eksperimennya dengan es di bawah tekanan tinggi dan suhu rendah. Setelah menghasilkan es III, Tammann kemudian mencoba mengembunkan es tersebut pada suhu antara −70 dan −80 °C (203 dan 193 K; −94 dan −112 °F) di bawah tekanan 200 MPa (2.000 atm). Tammann mencatat bahwa dalam keadaan ini, es II lebih padat daripada es III yang dia amati. Dia juga menemukan bahwa kedua jenis es tersebut dapat dipertahankan pada tekanan atmosfer normal dalam kondisi stabil selama suhunya dipertahankan pada suhu udara cair, yang memperlambat perubahan konformasi kembali menjadi es I_h.^[2]

Dalam percobaan selanjutnya oleh Bridgman pada tahun 1912, terlihat bahwa perbedaan volume antara es II dan es III berada pada kisaran 0,0001 m³/kg (2,8 cu in/pon). Perbedaan ini tidak ditemukan oleh Tammann karena perubahan kecil dan mengapa dia tidak dapat menentukan kurva kesetimbangan antara keduanya. Kurva tersebut menunjukkan bahwa perubahan struktur dari es III menjadi es II lebih mungkin terjadi jika mediumnya sebelumnya telah berada dalam konformasi struktur es II. Namun, jika sampel es III yang tidak pernah berada dalam keadaan es II diperoleh, es tersebut dapat didinginkan bahkan di bawah suhu −70 °C tanpa berubah menjadi es II. Sebaliknya, bagaimanapun, pemanasan berlebih es II tidak mungkin terjadi dalam hal mempertahankan bentuk yang sama. Bridgman menemukan bahwa kurva kesetimbangan antara es II dan es IV hampir sama dengan es III, memiliki sifat stabilitas yang sama dan perubahan volume yang kecil. Namun, kurva antara es II dan es V sangat berbeda, dengan gelembung kurva pada dasarnya adalah garis lurus dan perbedaan volume hampir selalu 0,0000545 m³/kg (1,51 cu in/pon).^[2]

Pencarian pasangan es II yang tak teratur dengan hidrogen

Karena es II benar-benar teratur dengan hidrogen, keberadaan pasangannya yang tak teratur adalah hal yang sangat menarik. Shephard dkk.^[3] menyelidiki batas fase es yang didoping NH₄F karena NH₄F telah dilaporkan sebagai pereaksi pengganggu hidrogen. Namun, penambahan 2,5 mol% NH₄F mengakibatkan hilangnya es II alih-alih pembentukan es II yang tak teratur. Menurut perhitungan DFC oleh Nakamura dkk.,^[4] batas fase antara es II dan pasangannya yang tak teratur diperkirakan berada di wilayah stabilitas air cair.

Lihat pula

• Es, untuk bentuk es kristal lainnya

Referensi

1. Chaplin, Martin (18 Oktober 2014). "Ice-two structure". Water Structure and Science. London South Bank University. Diakses tanggal 25 Maret 2023. 
2. Hobbs, Peter V. (6 Mei 2010). Ice Physics. Oxford University Press. hlm. 61–70. ISBN 9780199587711. Diakses tanggal 25 Maret 2023. 
3. Shephard, J. J., Slater, B., Harvey, P., Hart, M., Bull, C. L., Bramwell, S. T., Salzmann, C. G. (2018), "Doping-induced disappearance of ice II from water's phase diagram", Nature Physics, Springer Science and Business Media LLC, 14 (6): 569–572, Bibcode:2018NatPh..14..569S, doi:10.1038/s41567-018-0094-z  Parameter |s2cid= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
4. Nakamura, T., Matsumoto, M., Yagasaki, T., Tanaka, H. (2015), "Thermodynamic Stability of Ice II and Its Hydrogen-Disordered Counterpart: Role of Zero-Point Energy", The Journal of Physical Chemistry B, American Chemical Society (ACS), 120 (8): 1843–1848, doi:10.1021/acs.jpcb.5b09544, PMID 26595233