Soal 1. Sejarah Singkat Kehidupan di Alam Semesta

Kimia adalah bahasa kehidupan yang berdasarkan pada atom, molekul dan beragam reaksi kimia yang melibatkannya. Dengan demikian, wajar untuk mempertanyakan proses terjadinya atom. Menurut model yang diterima banyak kalangan, alam semesta dimulai sekitar 15 milyar tahun yang lalu dan terus menerus berkembang. Sejarah alam semesta secara keseluruhan dapat dipandang sebagai rangkaian kondensasi dari partikel yang elementer sampai yang rumit bersamaan dengan mendinginnya alam semesta. Kehidupan yang kita kenal sekarang merupakan fenomena khusus yang terjadi di suhu moderat bumi.

Unsur-unsur ringan, khususnya hydrogen dan helium, terbentuk pada beberapa menit pertama setelah bigbang dalam alam semesta yang dengan cepat mengembang , dan cepat pula mendingin. Bintang-bintang adalah objek yang khusus di ruang angkasa. Sebab penurunan suhu terbalik ketika bintang terbentuk. Bintang sangat penting peranannya dalam kimia. Sebab unsur-unsur yang berat dibentuk di dalam bintang-bintang karena di dalam bintang tersebut, suhunya dapat mencapai puluhan juta derajat. Suhu alam semesta yang mendingin dapat diperkirakan dengan menggunakan persamaan:

T = 1010/ t1/2

T suhu rata-rata alam semesta dalam Kelvin (K) dan t adalah waktu (umur alam semesta) dalam detik. Jawablah soal 1-1 sampai 1-6 dalam satu angka penting. Bulatkan bila diperlukan.

1.1. Perkiraan suhu alam semesta ketika umurnya 1 detik, suhu ini terlalu panas untuk terjadinya fusi proton dan neutron menjadi      inti helium.

Jawab

T = 1010/ t1/2

T = 1010/11/2

T = 1010 K (10 Triliyun derajat)

1.2. Perkirakan suhu alam semesta ketika umurnya 3 menit, saat sintesis helium hampir selesai.

Jawab

3 menit = 180 sekon

T = 1010/ t1/2

T = 1010/ (180)1/2

T = 0,7 x 109

= 109 K (Pembulatan)

1.3. Perkirakan umur alam semesta ketika suhunya sekitar 3.000 K yakni ketika atom netral pertama terbentuk dari kombinasi inti hydrogen dan helium dengan elektron!

Jawab

t1/2 = 1010/ T

t1/2 = 1010/ 3 x 103 s

t1/2 = 0,3 . 107 s

t = [0,3 . 107]2 s

t = 0,09 . 1014 s

t = 1013 s (pembulatan)

t= 3 x 105 tahun

1.4. Molekul stabil pertama di alam semesta mungkin ada hanya setelah suhu alam semesta yang mengembang menjadi cukup rendah (sekitar 1.000 K) yang memungkinkan molekul tetap terikat. Perkirakan umur alam semesta ketika suhunya sekitar 1.000 K!

Jawab

t1/2 = 1010/ T

t1/2 = 1010/ 103 s

t1/2 = 107

t = (107)2 s

t = 1014 s

= 3 x 106 tahun

1.5. Perkirakan suhu rata-rata alam semesta ketika alam semesta sekitar 300 juta tahun dan bintang-bintang dan galaksi-galaksi pertama lahir!

Jawab

300 juta tahun = 108. 109 hari = 93312 . 1011 detik

T = 1010/ t1/2

T = 1010/ (93312 . 1011)1/2

T = 1010/ 96598136,6

T = 103,5 K

T = 100 K (pembulatan)

1.6. Perkirakan suhu alam semesta saat ini dan catat nilai ini kira-kira sama dengan yang didapatkan dari pengukuran gelombang mikro kosmik (3K)

Jawab

10 K

1.7. Urutkan dengan logis kondensasi berikut! (Sehingga konsisten dengan kenyataan bahwa lebih dari 99% atom dalam alam semesta yang mengembang adalah hydrogen dan helium).

  1. Quark –> proton, netron
  2. 1014 sel –> manusia
  3. H, C, N, O –> H2, CH4, NH3, H2O (di ruang antar bintang)
  4. Proton, inti helium + elektron –> atom H, He atom netral
  5. Protein, asam nukleat, membrane –> sel pertama
  6. Proton, neutron –> inti helium
  7. H2, He, CH4, NH3, H2O, debu –> tata surya
  8. Atom H, He –> reionisasi, generasi pertama bintang dan galaksi
  9. Proton, Inti helium (unsur ringan) –> unsur berat seperti C, N, O, P, S, Fe, U; ledakan supernova
  10. H2, CH4, NH3, H2O, dsb –> asam amino, gula, basa nukleotida, fosfolipid di bumi.

Jawab

Urutan kondensasi yang logis adalah yang produk kondensasinya semakin rumit dengan bertambahnya waktu

1 –6 – 4 – 8 – 9 – 3 – 7 – 10 – 5 – 2

==
semesta kimia;
Ismunandar, Ph.D dkk. 2008. Soal Olimpide Kimia internasional Tingkat SMA. PT. Wahyu Media

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: