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.
Sumber : www-supadi.blogspot.com/.../pengaruh-penambahan-garam-pada-es
Tidak ada komentar:
Posting Komentar