SAINSENENG: KIMIA MATERI, UNSUR, SENYAWA, CAMPURAN, PEMISAHAN CAMPURAN

PERAN KIMIA DALAM KEHIDUPAN

Ilmu kimia erat kaitannya dengan kehidupan sehari-hari. Semua benda yang sering kita jumpai, misalnya makanan, obat-obatan, minuman, baju, cat, dan lain-lain menggunakan bahan kimia atau proses kimia dalam pembuatannya. Ilmu kimia juga diterapkan dalam bidang industri komputer yaitu penggunaan unsur-unsur kimia sebagai bahan elektronika seperti bahan casing netbook, laptop maupun PC Komputer.

A. KEDUDUKAN KIMIA DALAM SAINS

1. Kimia merupakan bagian dari Sains

Sains adalah pengetahuan sistematis tentang alam dan dunia fisik, termasuk di dalamnya botani, fisika, kimia, ekologi, zoologi, biologi, dalan lainnya.

2. Kimia merupakan salah satu produk dalam sains

Dikatakan sebagai suatu produk karena ilmu kimia berupa fakta, teori, prinsip, dan hukum.

3. Kimia dibangun dan dipandang sebagai proses ilmiah, produk ilmiah dan sikap ilmiah :

a) Kimia sebagai Proses Ilmiah

Kimia sebagai proses kimia maksudnya bahwa ilmu kimia itu didapatkan melalui kegiatan ilmiah yang meliputi :

- pengidentifikasi dan penentuan variabel tetap dan variebl bebas

- Penentuan apa yang diukur dan diamati

- Keterampilan mengamati menggunakan sebanyak mungkin panca indera

- Keterampilan menafsirkan hasil pengamatan

- Keterampilan menemukan suatu pola dalam pengamatan

- Keterampilan meramalkan apa yang akan terjadi

- Keterampilan menggunakan alat dan bahan

- Keterampilan menyusun laporan

- Keterampilan menjelaskan hasil percobaan atau pengamatan, membaca grafik atau tabel

- Ketrampilan mengajukan pertanyaan, saran

b) Kimia Produk ilmiah

Kimia ada sebagai hasil dari kegiatan ilmiah dalam sains

Kimia sebagai Sikap ilmiah

- Sikap ingin tahu

- Sikap respek terhadap fakta

- Sikap berpikir kritis

- Sikap penemuan dan kreativitas

- Sikap berpikiran terbuka dan kerja sama

- Sikap ketekunan

- Sikap peka terhadap lingkungan sekitar

B. HAKIKAT ILMU KIMIA

Pada hakikatnya, ilmu Kimia diperoleh dan dikembangkan berdasarkan eksperimen untuk mencari jawaban atas pertanyaan apa, mengapa, dan bagimana gejala-gejala alam khususnya berkaitan dengan komposisi, struktur dan sifat, transformasi, serta dinamika dan energitika zat. Jadi, Ilmu Kimia adalah suatu ilmu yang mempelajari tentang susunan atau komposisi, struktur, sifat, perubahan serta energi yang menyertai perubahan materi.

C. MANFAAT BELAJAR ILMU KIMIA

- Memahami alam sekitar dan proses yang terjadi

- Mengetahui produk yang menimbulkan masalah

- Menciptakan produk yang bermanfaat

- Memahami bahan kimia yang berbahaya bagi tubuh

D. Peran Kimia Terhadap Ilmu Pengetahuan Lainnya Dalam Kehidupan

1. Bidang pertanian, kimia berperan dalam kegiatan pemupukan serta pembasmian penyakit dan insektisida pengganggu

2. Bidang kesehatan, kimia berperan dalam mengidentifikasi penyakit, mengobati kanker, dan penemuan obat-obatan, sterilisasi peralatan medis, uji laboratorium, alat cuci dara, alat bantu organ tubuh buatan

3. Bidang industri, kimia berperan dalam menghasilkan produk pretokimia, cat, minyak bumi , plastik, kaca, deterjen, semen, dan polimer

4. Bidang geologi, kimia berperan dalam penentuan jenis unsur yang terkandung dalam bantuan dan berapa banyak kadarnya

5. Bidang hukum, kimia berperan dalam pemeriksaan bukti alat kriminalitas, uji DNA,

6. Bidang arkeologi, kimia berperan dalam menentukan umur fosil atau batuan.

7. Bidang komputasi, kimia berperan dalam menciptakan bahan yang sesuai untuk dibuat komponen-komponen komputasi.

8. Bidang kosmetik, kimia berperan dalam meghasilkan aneka ragam kosmetik ; parfum, bedak, lipstik, dan lainnya

9. Bidang ekonomi, kimia berperan dalam mengasiklan barang impor ekspor

10. Bidang teknik informatika, kimia berperan dalam menghasikan kamera, komputer, film, handphone

11. Bidang lingkungan hidup, kimia berperan dalam menghasilkan bio gas, program langit biru

12. Bidang fisika, kimia berperan menghasilkan alat dan bahan penelitian fisika seperti magnet, kabel, perlatan elektronika, bahan lensa

13. Bidang biologi, kimia berperan menghasilkan alat dan bahan penelitian biologi seperti bahan pembuatan mikroskop untuk meneliti sel mahluk hidup, bahan untuk tes golongan darah dan lainnya

E. Materi

Ø Susunan atau komposisi materi mencakup komponen-komponen pembentuk materi dan perbandingan tiap komponen tersebut

Ø Struktur Materi mencakup struktur partikel-partikel penyusun suatu materi atau menggambarkan bagaimana atom-atom penyusun suatu materi tersebut saling berikatan

Ø Materi adalah segala sesuatu yang menempati massa dan menempati ruang

Contoh: meja, kursi, gelas, bola, laptop, komputer dan lain-lain

F. Wujud Materi

Berdasarkan wujudnya, materi dapat dikelompokkan menjadi tiga kelompok, yaitu:

1. Materi berwujud zat padat

Sifat zat padat : sifatnya keras, memiliki bentuk dan volume yang tetap, dapat ditarik dan diregangkan

2. Materi berwujud zat cair

Sifat zat cair : memiliki volume tetap tetapi bentiknya dapat berubah-ubah sesuai tempatnya, dapat bergerak menyebar ke seluruh bagian

3. Materi berwujud zat gas

Sifat zat gas : dapat berubah-ubah baik bentuk maupun volume, bergerak sangat bebas, dapatkan dimampatkan

G. Sifat Materi

Komputer, laptop, netbook, mouse, kabel dan komponen-kompoenennya memiliki sifat yang berbeda-beda, misalnya pada laptop, terdapat casing yang terbuat dari senyawa polikarbonat dan pembungkus kabel cargher yang terbuat dari polietilena. Maing-masing benda/materi tersebut mempunyai sifat berbeda, yaitu casing polikarbonat mempunyai sifat keras dan tahan panas, sedangkan pembungkus kabel memiliki bentuk yang lunak dan mudah terbakar.

1. Sifat Fisika

Sifat fisika adalah sifat suatu zat yang dapat diamati, diukur, atau dirasakan oleh panca indra dan zat tersebut tidak mengalami perubahan komposisi dan struktur kimia.

Sifat-sifat fisika anatara lain warna, ukuran,bentuk, wujud, zat, bau, rasa, titik didih, titik leleh, kelarutan, kelenturan, kekerasan, kemagnetan dan daya hantar listrik. Contoh butir polykarbonat berukuran kecil berubah menjadi casing laptop yang berukuran besar.

2. Sifat Kimia

Adalah sifat yang menggambarkan kemampuan suatu zat untuk bereaksi dengan zat lain dan membentuk zat baru. Misalnya, kabel terbakar berubah menjadi arang. Arang yang dihasilkan dari pembakaran kabel tersebut termasuk senyawa baru yang komposisinya berbeda dengan senyawa kabel. Kemampuan kabel terbakar dan berubah menjadi arang termasuk sifat kimia kertas.

Contoh sifat kimia: kemampuan dapat terbakar, membusuk, berkarat, basi dan lain sebagainya

Berdasarkan jumlah dan ukuranyya, sifat materi juga dikelompokkan menjadi dua, yaitu sifat ekstrinsik dan intrinsik.

1. Sifat ektrinsik

Adalah sifat materi yang bergantung pada jumlah dan ukuran, contohnya panjang, massa, volume, massa jenis.

3. Sifat intrinsik

Adalah sifat yang tidak bergantung pada jumlah dan ukuran, contohnya ; warna, bentuk, bau, rasa, sifat logam, sifat asam, dan sifat basa.

H. Perubahan Materi

Materi dapat berubah dari bentuk yang satu ke bentuk yang lain

atau dari zat satu ke zat yang lain. Perubahan tersebut dipengaruhi oleh

energi.

Perubahan materi meliputi : Perubahan fisika dan perubahan kimia

1. Perubahan Fisika

Adalah perubahan yang tidak menghasilkan materi baru

Contohya :

- Perubahan fisika karena perubahan bentuk : lilin meleleh, gula batu ditumbuk jadi gula pasir, kayu menjadi meja, kain menjadi baju dan lain-lain

- Perubahan fisika karena perubahan wujud : air didinginkan membeku menjadi es batu,kapur barus menyublim menjadi uap, spritus menguap, air tebu mengkristal jadi gula, udara mengembun jadi air, Es batu mencair

- Perubahan fisika karena hal lain : daun menjadi layu, larutnya gula dalam air, pagar besi di cat

Contoh peristiwa sifat fisika

- Polycarbonat diubah menjadi casing netbook

- Metal diubah menjadi casing laptop

- Kabel panjang dipotong menjadi kabel pendek

- Peristiwa perubahan wujud zat

2. Perubahan Kimia

Adalah perubahan yang menghasilkan zat baru.

Contohnya : keterbakaran, ionisasi, rekativitas, dll

Ciri-ciri terjadinya perubahan kimia;

1. Terjadi perubahan warna

2. Terjadinya perubahan suhu

3. Terbentuknya endapan

4. Terbentuknya gas

Energi yang menyertai perubahan materi : energi kimia, energi panas, energi cahaya, energi gerak, energi listrik dan lain-lain

G. Klasifikasi Materi

Materi dikelompokkan menjadi :

1. Zat Murni /Zat Tunggal

Zat murni adalah zat yang penyusunyya sejenis dan mempunyai sifat homogen. Zat murni terbagi menjadi unsur dan senyawa.

a. Unsur

Unsur adalah zat yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat yang lebih sederhana melalui reaksi kimia. Berdasarkan sifatnya, unsur-unsur dikelompokkan menjadi unsur logam, semilogam, dan non logam.

1. Unsur logam ( Metal)

Unsur logam mempunyai sifat-sifat sebagai berikut.

Sifat fisis :

a. Mengkilat

b. Konduktor ( dapat menghantarkan panas dan listrik dengan baik)

c. Mudah ditempa dan dipipihkan

d. Berwujud padat, kecuali raksa atau merkuri (Hg)

e. Mempunyai titik leleh yang tinggi

f. Mudah dilenturkan

g. Dapat dibuat paduan logamnya

Sifat kimia :

a. Merupakan unsur yang elektropositif

b. Bersifat reduktor

c. Pada umumnya jika membentuk senyawa bersifat basa dan ionic

2. Unsur Semilogam ( Metaloid )

Unsur semilogam adalah unsur yang memiliki dua sifat yang cenderung mirip dengan logam, tetapi dalam keadaan tertentu dapat bersifat non Logam.

Sifat-sifat metaloid:

1. Memiliki sifat baik sebagai logam maupun nonlogam

2. Lebih rapuh daripada logam, kurang rapuh dibandingkan dengan nonlogam

3. Umumnya bersifat semikonduktor terhadap listrik

4. Beberapa metaloid berkilauan seperti logam

Tabel 2. Unsur Semilogam

Nama Unsur	Lambang Unsur	Kegunaan	Bentuk Fisik	Sumber
Boron	B	Meningkatkan kesehatan tulang dan gigi, mengatasi nyeri haid, arthritis,membuat fiberglass boron	Padat, kecoklatan	Biji-bijian, kacang
Silikon	Si	Bahan membuat gelas dan keramik	Padat, abu-abu, mengkilap	Oksida silikat (pasir/kuarsa)
Germanium	Ge	Sebagai isolator pada suhu rendah, sebagai konduktor pada suhu tinggi, spektroskopi inframerah dan detektor inframerah	Padat, abu-abu, mengkilap	Bijig seng, batu bara, mineral,
Arsen	Ar	Obat-obatan, insektisida, semikonduktor sirkuit terpadu,pengawet kayu, cat,pengolahan kaca, tekstil	Padat,abu-abu mengkilap	Kerak bumi, pembakaran fosil,pemakaian pupuk dan pestisida
Antimon	Sb	Penguat timbal untuk baterai, bahan tahan pai, cat, keramik dan karet	Padat,abu-abu mengkilap	Spesies mineral
Telurium	Te	Pemesinan, mengurangi reaksi korosi oleh asam sulfat pada timbal,komponen utama sumbat peleburan,keramik	Padat, perak keabua-abuan	Alam, lumpur anoda dari pemurnian elektrolisis termbaga panas,senyawa telluride dari emas
Polonium	Po	Sikat anti statis penghilang debu, sumber atom panas, Sinar alfa yang dipancarkan oleh polonium dapat digunakan untuk menghilangkan listrik statis yang dihasilkan selama proses seperti kertas linting, kawat, dan lembaran logam	Padat, perak keabua-abuan	Bismuth alam

3. Unsur non logam

Sifat unsur nonlogam.

a) Tidak keras

b) Rapuh dan mudah patah

c) Isolator (tidak dapat menghantarkan arus listrik)

d) Tidak mengkilap

e) Bersifat oksidator

f) Biasanya oksidanya bersifat asam

g) Titik didih dan titik lelehnya rendah, kecuali unsur karbon.

Tabel 3. Unsur non logam

Nama Unsur	Lambang Unsur	Kegunaan	Bentuk Fisik	Sumber
Belerang	S	Membuat insektisida,mengeraskan karet untuk ban mobil	Padat kuning	Mata air panas, gunung berapi,pirit besi, gypsum
Hidrogen	H	Bahan bakar roket,membuat margarin, mengisi balon	Gas, tidak berwarna	Bakteri, ganggang, metana, bintang
Oksigen	O	Bernafas, pembakaran	Gas, tidak berwarna	Fitoplankton, tumbuhan,pohon
Nitrogen	N	Pembuatan pupuk, pendingin	Gas, cair, tidak berwarna	Udara, pupuk buatan ,sisa tanaman, bahan organis,mikrobia atau bakteri-bakteri
Argon	Ar	Pengisi bohlam lampu pijar	Gas,cair, tidak berwarna	Penyulingan bertingkat udara cair
Karbon	C	Grafit untuk pensil, pembuatan roket,intan untuk perhiasan, Pemotong logam atau kaca	Padat, hitam	Sumber karbon anorganik terbesar terdapat pada batu kapur, dolomit, dan karbon dioksida, sedangkan sumber organik terdapat pada batu bara, tanah gambut, minyak bumi, dan klatrat metana
Klorin	Cl	Membuat plastik/PVC, membuat pemutih	Gas, kuning kehijauan	Air laut
Iodium	I	Bahan pembuat antiseptik	Padat hitam	Garam, rumput laut, ikan, air laut

b. Senyawa

Senyawa adalah gabungan dua tau lebih unsur-unsur yang membentuk zat baru yang lebih komplek. Contohnya natrium dan klorida bergabung membentuk senyawa natrium klorida.

Sifat-sifat senyawa sebagai berikut.

1) Senyawa merupakan hasil reaksi kimia antara unsur-unsur yang bersenyawa.

2) Sifat-sifat senyawa akan berbeda dengan unsur-unsur penyusun senyawa tersebut.

3) Perbandingan massa unsur-unsur penyusun senyawa adalah tetap.

4) Senyawa tidak dapat diuraikan menjadi unsur-unsur penyusunnya dengan cara fisika, tetaapi harus dengan reaksi kimia

Berdasarkan asal terbentuknya, senyawa diklasifikasikan menjadi dua, yaitu senyawa organic dan senyawa an organic.

1) Senyawa organik

Senyawa organik umumnya terbentuk dari mahluk hidup. Contohnya gula, alcohol, bensin, solar, urea, asam cuka, dan asam benzoat

2) Seyawa anorganik

Senyawa anorganik umumnya tidak berasal dari mahluk hidup. Contohnya natrium klorida (garam dapur), aluminium sulfat (tawas), magnesium klorida, dan asam sulfat (air aki).

2. Campuran

Campuran adalah materi yang tersusun atas dua atau zat lebih dengan komposisi tidak tetap dan masih memiliki sifat-sifat zat asalnya.

- Campuran dibedakan menjadi dua jenis :

1. Campuran homogen atau campuran serba sama merupakan campuran yang keseluruhan materi penyusunnya tidak dapat dibedakan satu dengan lainnya, tetapi sifat masing-masing komponen penyusunnyaa masih tampak.

Contohnya ; air teh manis, udara, larutan cuka, baja (campuran besi dan logam lain), perunggu (tembaga dan timah)

2.Campuran heterogen

Campuran heterogen terjadi karena zat yang tidak dapat bercampur satu dengan lain secara sempurna sehingga dapat dikenali zat penyusunnya. Dengan demikian, pada campuran heterogen, seluruh bagiannya tidak memiliki komposisi yang sama (tidak serba sama).

F. PEMISAHAN CAMPURAN

Pemisahan Campuran

- Teknik pemisahan campuran

1. Filtrasi, yaitu metode pemisahan yang digunakan untuk memisahkan cairan dan padatan yang tidak larut dengan menggunakan penyaring (filter) berdasarkan perbedaan ukuran partikel. Contohnya pembuatan santan kelapa , penyaringan debu-debu dari AC, menyaring kopi dari ampasnya, dll.

2. Dekantasi, yaitu metode pemisahan yang digunakan untuk memisahkan cairan dan padatan dengan cara menuang cairan secara perlahan-lahan, dengan demikian padatan akan tertinggal di dalam wadah tersebut, contoh memisahkan campuran air dan pasir, campuran air dan minyak, dll

3. Sentriiugasi, yaitu metode pemisahan yang sering dilakukan sebagai pengganti filtrasi bila partikel padatan sangat halus dan jumlah campurannya lebih sedikit .contohnya memisahkan sel darah merah dan sel darah putih dari plasma darah

4. Evaporasi, yaitu metode pemisahan yang digunakan untuk memisahkan zat padat yang terlarut dari larutannya, misalnya pembuatan garam dari air laut.

5. Distilasi, yaitu metode pemisahan campuran zat cair dari larutannya berdasarkaan perbedaan titik didih. Contohnya penyulingan minyak bumi

6. Kromatografi, yaitu metode pemisahan campuran yang terjadi karena perbedaan kelarutan zat-zat dalam pelarut serta perbedaan penyerapan kertas terhadap zat-zat yang ingin dipisahkan. Contohnya memisahkan zat warna tinta, tes urine, mengidentifikasi lahan pertanian tercemar tidaknya oleh pestisida , dan lain-lain

7. Pengayakan, yaitu metode pemisahan campuran berupa padatan yang memiliki ukuran partikel berbeda-beda.

8. Sublimasi, yaitu metode pemisahan campuran sesama zat padat berdasarkan perubahan wuzud zat

9. Ekstraksi, yaitu metode pemisahan zat cair dari larutannya berdasarkan perbedaan kelarutan zat terlarut di dalam pelarut yang berbeda

10. Kristalisasi, yaitu metode pemisahan campuran dengan cara mengkristalkan atau mengendaapkan zat terlarut dalam larutan yang tadinya berupa cairan juga misalanya pemurnian garam dapur

PERAN KIMIA DALAM KEHIDDUPAN