Cai

Cai mangrupa hiji sanyawa kimiawi jeung molekul polar nu cair dina temperatur jeung tekenan baku (standard temperature and pressure, STP). Cai mibanda rumus kimiawi H2O, nu hartina hiji molekul cai diwangun ku dua atom hidrogén jeung hiji atom oksigén. Cai bisa dipanggihan di ampir sakabéh tempat di Marcapada sarta dipikabutuh ku sadaya nu hirup. Kira 70% beungeut Marcapada katutupan ku cai. Cai geus kapanggih aya di sababaraha banda di tatasurya jeung di saluareunana dina rupa és. Pentingna cai pikeun kahirupan terestrial geus ngagiring kana panyangka yén ayana dina wujud cair di mana waé sagigireun di Marcapada ieu bisa nyadiakeun habitat nu ngadukung pikeun kahirupan ékstraterestrial.

Ihtisar 
Wujud padet cai dipikawanoh minangka és; wujud gasna katelah uap cai. Unit temperatur (tadina darajat Celsius, ayeuna Kélvin) ditangtukeun dina kontéks titik tripel cai, 273.16 K (0.01 °C) jeung 611.2 Pa, temperatur jeung tekenan nalika cai padet, cair, jeung gas araya dina kaayaan kasatimbangan. Cai mintonkeun sababaraha paripolah nu anéh pisan, kaasup kabentukna padetan cai nonkristalin (glassy) vitreous ice.

Dina hawa luhureun 647 K jeung tekenan luhureun 22.064 MPa, sakumpulan molekul cai ngalaman hiji kaayaan superkritis, di mana guruntulan kawas-cairan ngambang di antara fase kawas-uap. Uap cai tiasa nyieun jadi lembap, salah sahiji produk pikeun nyerap kelembapan atawa molekul cai di udara nyaéta silica gel.

Awak cai 
Awak cai bisa mangrupa sagara, laut, situ, walungan, curug, kanal, balong, jeung sajabana. Tempo sumberdaya cai pikeun béja ngeunaan asupan cai bersih. Tempo ogé: cilaut, fresh water, jeung underwater.

Kandungan cai di Marcapada kira (jumlah asupan cai sadunya) aya 1,360,000,000 km³ (326,000,000 mil³) nu kabagi mangrupa:

 1,320,000,000 km³ (316,900,000 mil³ atawa 97.2%) di sagara 
 25,000,000 km³ (6,000,000 mil³ atawa 1.8%) minangka glasir jeung és
 13,000,000 km³ (3,000,000 mile³ atawa 0.9%) citaneuh.
 250,000 km³ (60,000 mil³ atawa 0.02%) di situ, laut darat, jeung walungan 
 13,000 km³ (3,100 mil³ atawa 0.001%) uap cai atmosfir dina sakali mangsa tinangtu.

Sipat bipolar cai 
Hiji ciri penting cai nyaéta sipat polarna.

Cai minangka pangleyur 
Cai ogé mangrupa hiji pangleyur nu hadé alatan polaritasna. Sipat pangleyur cai kacida pentingna dina biologi, sabab loba réaksi biokimiawi anu ngan bisa lumangsung dina kaayaan leyuran cai (kayaning réaksi dina sitoplasma jeung na getih). Cai ogé dipaké dina angkutan molekul biologis.

Nalika sanyawa ionik atawa polar asup kana cai, mangka bakal dikurilingan ku molekul cai. Ukuran molekul cai nu cukup leutik ngamungkinkeun molekul-molekul cai nyulusup sabudeureun hiji molekul solute.

Sacara ngaluas, bahan-bahan ion jeung polar siga asam, alkohol, jeung garam téh gampang leyur dina cai. Sabalikna, bahan-bahan nonpolar siga lemak jeung minyak mah henteu. Molekul-molekul nonpolar cicing babarengan dina cai ku sabab molekul cai gaduh tanaga nu leuwih kuat pikeun ngiket hiji jeung nu séjénna daripada ngiketan jeung molekul nonpolar liwat iketan van der Waals.

Hiji conto bahan ion nu bisa leyur téh garam dapur; natrium klorida, NaCl, dibagi kana Na+ katoda jeung Cl- anoda, masing-masing dikurilingan ku molekul-molekul cai. Jadina ion-ion ieu bisa gampang diubah ti kristalna jadi leyuran. Hiji conto bahan non-ion nu bisa leyur téh gula meja. Cai nyatukeun iketan dipolar hidrogen jeung kawasan dipolar molekul gula, mangpukeun gula diubah kana bentuk leyuran.

Kohési jeung tegangan lakop 
Beungkeut hidrogén nu kuat ngajadikeun cai mibanda kakohésifan nu luhur jeung, konsékuénsina, tegangan lakop. Ieu dibuktikeun lamun saeutik cai dicampurkeun jeung bahan teu leyur, caina bakalan ngumpul dina wujud tétésan. Wujud ieu téh penting dina pangangkutan cai di jero xilem nyusuran batang dina tanaman; iketan antarmolekul nu kuat nahan jeung nyatukeun jalur cai, ngahindarkeun tegangan nu dipikasebab ku tarikan transpirasi. Cairan nu séjén nu miboga tegangan nu leuwih leutik gaduh kamungkinan besar pikeun "rip", ngabentuk ruangan hampa udara jeung ngajadikeun pembuluh xilem teu operatif.

Konduktivitas 
Cai murni sabenerna mangrupa insulator nu alus (konduktor goréng), nu hartina teu ngalirkeun listrik. Ku sabab cai boga sipat pangleyur hadé, mimindengna cai téh ngandung solute nu leyur di jerona, utamana uyah. Mun cai mibanda pangotor nu karitu, nya jadi bisa listrik leuwih hadé, sabab pangotor kayaning uyah ngandung ion bébas dina leyuran cai di mana listrik bisa ngalir.

Éléktrolisis 
Cai bisa dibeulah jadi unsur-unsur panyusunna, hidrogén jeung oksigén, ku jalan ngalirkeun arus. Prosés ieu disebut éléktrolisis. 
MOlekul cai sacara alami peupeus jadi ion H+ jeung OH- nu dibetot ka katoda jeung anoda. 
Na katoda, dua ion H+ nyokot éléktron jadi gas H2. Na anoda, opat ion OH- ngagabung sarta ngaleupaskeun gas O2, cai molekular, jeung opat éléktron. Gas ngabulukbuk kana beungeut cai, nu saterusna bisa dikumpulkeun.

Réaktivitas 

Sacara kimiawi, cai téh amfotérik: bisa meta minangka hiji asam atawa basa. Kadang istilah asam hidroksida dipaké nalika cai meta minangka asam dina hiji réaksi kimiawi. Dina pH 7 (nétral), kadar ion hidroksida (OH-) sarua jeung ion hidronium (H3O+) atawa ion hidrogén (H+). Mun kasatimbangan kaganggu, leyuran jadi asam (kadar ion hidronium leuwih luhur) atawa basa (kadar ion hidroksida leuwih luhur).

Cai bisa meta minangka asam atawa basa dina hiji réaksi. Nurutkeun sistim Brønsted-Lowry, asam ditangtukeun minangka spésiés nu nyumbang proton (ion H+) dina hiji réaksi, sedengkeun alkali minangka nu narima proton. Nalika réaksi jeung asam nu leuwih kuat, cai meta minangka alkali, sarta bakal meta minangka asam mun réaksi jeung asam nu leuwih lemah. Pikeun conto, cai bakal nampa hiji H+ ti HCl dina kasatimbangan:

HCl + H2O → H<sub>3<sub>O+ + Cl-

Di dieu cai meta minangka alkali, ku jalan narima ion H+. Asam nyumbangkeun ion H+, tah, cai bisa milampah hal ieu, kawas dina réaksi jeung NaOH:

NH3 + H2O → NH4+ + OH-

pH dina prakték 
Téorina, cai murni pH-na 7. Ari prakna, cai murni hésé pisan dialana. Cai nu diantepkeun nembrak bakal nyerep karbon dioksida, ngahasilkeun leyuran asam karbonat, nu pH-na kira 5.7 (Kendall, 1916).

Nilai pH dina cai nginum dikawasa ku industri pikeun nyumponan kisaran pH cai anu diidinan. Kusabab nilai cai tiasa nangtoskeun naha cai nginum éta sehat atanapi henteu. Salaku conto, upami nilai pH cai nginum langkung ti 7 (cai basa), cai nginum bakal nyayogikeun panyakit gastrointernal upami diinum sacara terus-terusan. Asam dina burih gaduh pH nilai anu saé pikeun ngancurkeun sesa dahareun. Upami nilai pH robih ku sabab konsumsi cai basa, écés éta bakal nyababkeun masalah. Samentara éta, upami pH cai nginum cai teuing (cai asam), éta ngagaduhan potensi pikeun ngarusak huntu bahkan nyababkeun kanker.

Standar pH cai minum nu ditangtukeun ku Peraturan Menteri Kesehatan Nomor : 416/MEN.KES/PER/IX/1990 Tentang Syarat-syarat Dan Pengawasan Kualitas Air. Tiap industri AMDK, PDAM, depot cai nginum kedah minuhan peraturan éta. Pikeun ngukur pH nilai cai, industri nganggo pH meter air. pH meter mangrupi alat ukur laboratorium pikeun ngukur nilai pH atanapi tingkat kaasaman larutan (pH meter cai)  atawa tanah (pH meter tanah). Harga pH meter rupa-rupa gumantung kana kamampuan pH meter éta. Diantara kamampuan anu ditinga ku pangguna poténsial boh rumah tangga sareng industri nyaéta katepatan sareng résolusi pengukuran

Ngamurnikeun cai 
Ngamurnikeun cai perlu pikeun rupa-rupa kaperluan industri, pon kitu ogé keur konsumsi. Manusa merlukeun cai nu teu loba teuing ngandung uyah atawa nu séjénna. Pangotor nu ilahar kapanggih di antarana bahan kimiawi atawa baktéri. Sababara zat bisa lempur dina cai, malah dibutuhkeun pikeun ningkatkeun rasa nu dirasakeun. Cai anu bisa diinum disebut cai nginum.

Genep métode umum pikeun ngamurnikeun cai:
 Disaring: Cai dialirkeun kana tabung anu nangkeupan partikel-partikel leutik. Beuki kékép anyaman saringan, beuki leutik partikel nu bisa ngaliwat. Panyaringan siga kieu teu cukup pikeun ngamurnikeun cai sagemblengna, tapi hal ieu ngarupakeun cara munggaran nu dibutuhkeun, sabab partikel saperti kitu bisa ngaganggu kana ngamurnikeun cai nu sagemblengna.

 Digolakkeun: Cai digolakkeun nepi ka titik golakna dina salila mungkin pikeun nganon-aktifkeun atawa ngabunuh mikroorganisme nu biasana hirup dina cai dina suhu kamar. In aréas where the water is "hard", (containing dissolved calcium salts), boiling decomposes the bicarbonate ion, resulting in some (but not all) of the dissolved calcium being precipitated in the form of calcium carbonate. This is the so-called "fur" that builds up on kettle elements etc. in hard water aréas. With the exception of calcium, boiling does not remove solutes of higher boiling point than water, and in fact incréases their concentration (due to some water being lost as vapour)
 Disaring ku karbon: Arang, salah sahiji bentuk karbon nu mibanda luas muka nu gedé nu dipikasebab ku cara nyiapkeunana, nyerep rupa-rupa senyawa, kaasup sabaraha senyawa nu ngandungan racun. Cai disalurkeun kana karbon aktif pikeun ngabuang éta pangotor-pangotor. Cara ieu loba dipaké pikeun pamurni cai di imah-imah jeung akuarium lauk. Pamurni di imah-imah pikeun cai inuman ogé sok ngandung pérak, jumlah ion pérak anu pas gaduh éfék pikeun ngabasmi baktéri.
 Disuling: Panyulingan ngalibatkeun ngagolakkeun cai pikeun ngahasilkeun uap cai. éta uap cai bakal naék ka lakop nu leuwih tiis di mana manéhna meunang ngembun balik jadi cai nu engkéna bakal dikumpulkeun. ku sabab bahan-bahan nu kaleyur biasana teu nguap, manéhna bakal cicing dina leyuran nu ngagolak. Panyulingan sorangan moal bisa ngamurnikeun cai sacara total, ku sabab aya sabaraha bahan pangotor nu boga titik golak nu sarupa jeung cai jeung ogé titik-titik cairan séjén nu teu nguap kabawa ku uap. Kumaha ogé, 99.9% cai murni tiasa didapet liwat panyulingan.
 Osmosis balik: Tekenan mékanis dilarapkeun minangka solusi nu teu murni pikeun maksa cai murni liwat membran semi-permeabel. Istilahna mah nyaéta osmosis balik, lantaran osmosis normal bakal ngakibatkeun cai murni laju ka arah séjén pikeu ngalaaskeun kokotor. Osmosis balik sacara téori mangrupa métodeu pamurnian cai skala badag nu panggemblengna, sanajan mémbran semi-permeabel nu sampurna téh bangga dijieunna.
 Kromatografi panukeur ion: Dina ieu perkara, cai nu dikocorkeun liwat kolom resin bamuatan nu mibanda ranté gigir nu naheun kalsium, magnésium, sarta ion logam beurat lianna. Di loba laboratorium, ieu métodeu pamurnian téh geus ngagantikeun distilasi, lantaran méré cai volume loba nu kacida murnina kalawan leuwih gancang jeung deuih pamakéan énérgina leuwih saeutik tinimbang prosés anu séjén mah. Cai nu dimurnikeun ku ieu cara téh disebut cai deionisasi.

Miceunan cai 
Miceunan cai ngandung harti ngamomorékeun mangpaat cai, dipaké pikeun nu teu perlu. Misalna ngagunakeun cai inumeun (geus dimurnikeun) pikeun tujuan séjén. Mikasebab cai jadi keuna polusi bisa jadi kasilapan pamakéan cai nu pangbesarna. Bukti yén pangotor téh jadi batesan pamakéan cai, manéhna jadi pangotor dina hiji sumber cai, teu dipikangaruh ku sabaraha untung si pangotorna. Rék kumaha oge, dina sasabaraha kota, kawas Hong Kong, cai laut dipaké pikeun malidkeun piceunan dina toilet ku tujuan pikeun ngajimatkeun sumber-sumber cai bérésih.

Mitologi 
Cai mangrupa salah sahiji tina opat unsur klasik babarengan jeung seuneu, taneuh, jeung hawa, nu diajénan minangka ylem, atawa unsur dasar mayapada. Water was considered cold and moist. In the théory of the four bodily humours, water was associated with phlegm.

Cai ogé mangrupa salah sahiji ti Opat Unsur dina Taoisme Cina, bareng jeung taneuh, seuneu, kai, jeung logam. Filosofi air oge mingaruhan urang ningali cai.

Cai jeung masarakat Sunda 
Cai geus dalit pisan jeung hirup kumbuh masarakat Sunda. Ieu bisa kabukti dina pamakéan kecap cai pikeun méré ngaran unggal patempatan. Pirang-pirang tempat nu aya di tatar Sunda, loba nu dimimtian ku kecap cai, nu satuluyna diringkes jadi ci.

Ajén cai dina agama 
Cai dianggap nyucikeun dina rupa-rupa agama, kayaning Islam, Yahudi, jeung Sikh. PIkeun conto, wudu dina Islam jeung baptis di garéja Kristen ngagunakeun cai bersih/murni. Nya kitu ogé dina ngamandian mayit pikeun Islam jeung Yahudi.

Dihidrogén monoksida 
Para kimiawan sakapeung ngaheureuykeun cai minangka dihidrogén monoksida atawa DHMO, ngaran kovalén sistimatis pikeun ieu molekul, hususna dina parodi of chemical reséarch that call for this "lethal chemical" to be banned. Dina taun 2004, kota Aliso Viejo, California ampir ngalarang cangkir foam satutasna katalungtik yén DHMO geus dipaké dina produksina (tempo ).

Ngaran asam sistimatis pikeun cai nyéta asam hidroksida (hydroxic acid atawa hydroxilic acid), najan istilah ieu jarang dipaké.

Sarupa jeung éta, ngaran alkali sistimatis pikeun cai nyéta hidrogén hidroksida (hydrogen hydroxide) – boh ngaran asam atawa alkali pikeun cai mémang aya sabab cai bisa meta minangka asam atawa alkali, gumantung kakuatan asam atawa alkali lawan réaksina (amfotér).

Hukum jeung ngokolakeun cai 
World Water Development Report UNESCO (WWDR, 2003) tina World Water Assessment Program nunjukkeun yén 20 taun ka hareup dunya bakal nyanghareupan an unprecedented lack of drinking water. Jumlah cai nu bisa aya pikeun masarakat ditaker nurun nepi ka 30%. Nu jadi sabab nyaéta kontaminasi, pamanasan global, jeung masalah politis.

40% pangeusi dunya kakurangan cai pikeun higiéne nu minimal. Leuwih ti 2,2 juta urang maot dina taun 2000 alatan kasakit nu patali jeung konsumsi cai nu kacemar. Taun 2004, sumbangan WaterAid Inggris ngalaporkeun yén unggal 15 detik aya saurang budak nu maot alatan kasakit nu patali jeung cai, padahal éta kasakit kagolongkeun babari dicegahna.

Laporan ieu nunjukkeun ayana jurang dina kasadiaan cai: ti 10 m³ per jalma per taun di Kuwait nepi ka 812.121 m³ di Guiana Prancis. Najan kitu, nagara beunghar kawas Kuwait moal hésé dina ngayakeunana.

Kaén jeung pakéan 
Sababaraha rupa kaén kayaning anduk sacara husus dijieun pikeun nyerep cai. Sababaraha pakéan dijieun pikeun ngajaga tina cai (conto jas hujan), atawa pikeun digunakeun dina cai (swimsuit).

Rujukan 
 Kendall, J. (1916). J. Am. Chem. Soc. 38 (11): 2460-2466.

Tempo ogé 
 Cai mineral
 Arrowhead Water
 Aquafina
 Dehidrasi
 Dihidrogén monoksida (DHMO)
 Cai sulingan ganda
 Cai nginum
 Drought
 Evapotranspiration
 Fresh water
 Banjir
 Cai beurat
 Cai suci
 Hidrografi
 Hidrologi
 Irigasi
 Mpemba effect - bisa teu cipanas beku leuwih cepet batan citiis?
 Polywater theory
 Precipitation
 Hujan
 Cilaut
 Trasvasement
 Wastewater
 Mutu cai

Tumbu kaluar 
 World Water Forum
 World Water Assessment Program
 United Nations' World Water Development Report
 Water Structure and Behaviour
 SAHRA - Global Water Newswatch
 A spoof site on the "dangers" of dihydrogen monoxide
 Water distillation using only the sun 
 Stockholm International Water Institute (SIWI)

Sanyawa oksigén
Sanyawa hidrogén
Dahareun jeung inuman
Bahan