Materi Kimia : Ruang Lingkup Kimia

BAB I

BERKENALAN DENGAN ILMU KIMIA

1.1     Ruang Lingkup Ilmu Kimia

Definisi :

Ø  Secara singkat, Ilmu Kimia adalah ilmu rekayasa materi yaitu mengubah suatu materi menjadi materi yang lain.

Ø  Secara lengkap, Ilmu Kimia adalah ilmu yang mempelajari tentang :

a.  Susunan materi        =  mencakup komponen-komponen pembentuk materi dan perbandingan tiap komponen tersebut.

b. Struktur materi          = mencakup struktur partikel-partikel penyusun suatu materi atau menggambarkan bagaimana atom-atom penyusun materi tersebut saling berikatan.

c.  Sifat materi                =  mencakup sifat fisis (wujud dan penampilan) dan sifat kimia. Sifat suatu materi dipengaruhi oleh : susunan dan struktur dari materi tersebut.

d. Perubahan materi     = meliputi perubahan fisis/fisika (wujud) dan perubahan kimia (menghasilkan zat baru).

e.  Energi yang menyertai perubahan materi =  menyangkut banyaknya energi yang menyertai sejumlah materi dan asal-usul energi itu.

Ø  Ilmu Kimia dikembangkan oleh para ahli kimia untuk menjawab pertanyaan “apa” dan “mengapa”tentang sifat materi yang ada di alam.

Ø  Pengetahuan yang lahir dari upaya untuk menjawab pertanyaan “apa” merupakan suatu fakta yaitu : sifat-sifat materi yang diamati sama oleh setiap orang akan menghasilkan Pengetahuan Deskriptif.

Ø  Pengetahuan yang lahir dari upaya untuk menjawab pertanyaan “mengapa” suatu materi memiliki sifat tertentu akan menghasilkan Pengetahuan Teoritis.

v  Skema bagaimana Ilmu Kimia dikembangkan :

1.2   Manfaat Mempelajari Ilmu Kimia

Meliputi :

1. Pemahaman kita menjadi lebih baik terhadap alam sekitar dan berbagai proses yang berlangsung di dalamnya.
2. Mempunyai kemampuan untuk mengolah bahan alam menjadi produk yang lebih berguna bagi manusia.
3. Membantu kita dalam rangka pembentukan sikap.

·         Secara khusus, ilmu kimia mempunyai peranan sangat penting dalam bidang : kesehatan, pertanian, peternakan, hukum, biologi, arsitektur dan geologi. (Sebutkan peranan ilmu kimia dalam bidang-bidang tersebut!)

·         Dibalik sumbangannya yang besar bagi kehidupan kita, secara jujur harus diakui bahwa perkembangan ilmu kimia juga memberikan dampak negatif bagi kehidupan manusia. (Sebutkan contohnya!)

1.3   Cabang-Cabang Ilmu Kimia

Meliputi :

1)       Kimia Analisis

=  mempelajari tentang analisis bahan-bahan kimia yang terdapat dalam suatu produk.

2)       Kimia Fisik

=  fokus kajiannya berupa penentuan energi yang menyertai terjadinya reaksi kimia, sifat fisis zat serta perubahan senyawa kimia.

3)       Kimia Organik

=  mempelajari bahan-bahan kimia yang terdapat dalam makhluk hidup.

4)       Kimia Anorganik

=  kebalikan dari kimia organik; mempelajari benda mati.

5)       Kimia Lingkungan

=  mempelajari tentang segala sesuatu yang terjadi di lingkungan, terutama yang berkaitan dengan pencemaran lingkungan dan cara penanggulangannya.

6)       Kimia Inti ( Radiokimia )

=  mempelajari zat-zat radioaktif.

7)       Biokimia

=  cabang ilmu kimia yang sangat erat kaitannya dengan ilmu biologi.

8)       Kimia Pangan

=  mempelajari bagaimana cara meningkatkan mutu bahan pangan.

9)       Kimia Farmasi

=  fokus kajiannya berupa penelitian dan pengembangan bahan-bahan yang mengandung obat.

1.4   Perkembangan Ilmu Kimia

1)       Sekitar tahun 3500 SM, di Mesir Kuno sudah mempraktekkan reaksi kimia (misal : cara membuat anggur, pengawetan mayat).

2)       Pada abad ke-4 SM, para filosofis Yunani yaitu Democritus dan Aristoteles mencoba memahami hakekat materi.

o    Menurut Democritus    =  setiap materi terdiri dari partikel kecil yang disebut atom.

o    Menurut Aristoteles     =  materi terbentuk dari 4 jenis unsur yaitu : tanah, air, udara danapi.

3)       Abad pertengahan (tahun 500-1600), yang dipelopori oleh para ahli kimia Arab dan Persia.

§  Kimia lebih mengarah ke segi praktis. Dihasilkan berbagai jenis zat seperti : alkohol, arsen, zink asam iodida, asam sulfat dan asam nitrat.

§  Nama ilmu kimia lahir, dari kata dalam bahasa Arab (al-kimiya = perubahan materi) oleh ilmuwan Arab Jabir ibn Hayyan (tahun 700-778).

4)       Abad ke-18, muncul istilah Kimia Modern. Dipelopori oleh ahli kimia Perancis Antoine Laurent Lavoisier (tahun 1743-1794) yang berhasil mengemukakan hukum kekekalan massa.

5)       Tahun 1803, seorang ahli kimia Inggris bernama John Dalton (tahun 1766-1844) mengajukan teori atom untuk pertama kalinya. Sejak itu, ilmu kimia terus berkembang pesat hingga saat ini.

 1.5   Pengenalan Laboratorium

Laboratorium    = suatu tempat bagi seorang praktikan untuk melakukan percobaan.

Praktikan            = orang yang melakukan percobaan / praktikum.

Ø  Bahan Kimia

Jenis bahan kimia berdasarkan sifatnya :

a)       mudah meledak (explosive)

b)       pengoksidasi (oxidizing)

c)        karsinogenik (carcinogenic : memicu timbulnya sel kanker)

d)       berbahaya bagi lingkungan (dangerous to the environment)

e)       mudah menyala (flammable)

f)         beracun (toxic)

g)       korosif (corrosive)

h)       menyebabkan iritasi (irritant)

v  Persiapan kerja di laboratorium :

1.        Merencanakan percobaan yang akan dilakukan sebelum memulai praktikum

2.        Menggunakan peralatan kerja (kacamata, jas praktikum, sarung tangan dan sepatu tertutup)

3.        Bagi wanita yang berambut panjang, diharuskan mengikat rambutnya

4.        Dilarang makan, minum dan merokok

5.        Menjaga kebersihan meja praktikum dan lingkungan laboratorium

6.        Membiasakan mencuci tangan dengan sabun dan air bersih terutama sehabis praktikum

7.        Bila kulit terkena bahan kimia, jangan digaruk agar tidak menyebar

8.        Memastikan bahwa kran gas tidak bocor sewaktu hendak menggunakan bunsen

9.        Pastikan bahwa kran air selalu dalam keadaan tertutup sebelum dan sesudah melakukan praktikum

1.6   Teknik Bekerja di Laboratorium

o    Penanganan terhadap bahan kimia :

a)       Menghindari kontak langsung dengan bahan kimia

b)       Menghindari untuk mencium langsung uap bahan kimia

c)        Menggunakan sarung tangan

o    Jika ingin memindahkan bahan kimia :

a)       Membaca label bahan kimia (minimal 2 kali)

b)       Memindahkan sesuai dengan jumlah yang diperlukan

c)        Tidak menggunakan secara berlebihan

d)       Jika ada sisa, jangan mengembalikan bahan kimia ke dalam botol semula untuk mencegah kontaminasi

e)       Menggunakan alat yang tidak bersifat korosif untuk memindahkan bahan kimia padat

f)         Untuk bahan kimia cair, pindahkan secara hati-hati agar tidak tumpah

o    Jika terkena bahan kimia :

a)       Bersikap tenang dan jangan panik

b)       Meminta bantuan teman yang ada di dekat Anda

c)        Membersihkan bagian yang mengalami kontak langsung (dicuci dengan air bersih)

d)       Jangan menggaruk kulit yang terkena bahan kimia

e)       Menuju ke tempat yang cukup oksigen

f)         Menghubungi paramedis secepatnya

o    Masalah penanganan limbah bahan kimia :

a)       Limbah berupa zat organik harus dibuang terpisah agar dapat didaur ulang

b)       Limbah cair yang tidak berbahaya dapat langsung dibuang tetapi harus diencerkan dulu dengan menggunakan air secukupnya

c)        Limbah cair yang tidak larut dalam air dan limbah beracun harus dikumpulkan dalam botol penampung dan diberi label

d)       Limbah padat harus dibuang terpisah karena dapat menyumbat saluran air

e)       Sabun, deterjen dan cairan yang tidak berbahaya dalam air dapat langsung dibuang melalui saluran air kotor dan dibilas dengan air secukupnya

f)         Gunakan zat / bahan  kimia secukupnya

PENGGOLONGAN MATERI

   I.      Zat Tunggal ( Zat Murni )

ü  Zat tunggal adalah suatu zat yang komposisinya terdiri atas zat-zat dengan sifat kimia yang sama.

ü  Zat tunggal (zat murni) terdiri dari sejenis materi.

Contohnya : karbon, belerang, oksigen, air, alkohol

A.                   UNSUR

·         Unsur adalah zat tunggal yang tidak dapat diuraikan lagi secara kimia menjadi zat-zat lain yang lebih sederhana.

·         Unsur merupakan zat tunggal yang paling sederhana dari materi.

Contohnya : H, C, N, P, Fe, Au, Mg

o    Lambang Unsur ( Lambang Atom )

Menurut Jons Jakob Berzelius (Swedia) :

Ø  Setiap unsur dilambangkan dengan satu huruf yaitu huruf awal dari nama Latin unsuryang bersangkutan dan ditulis dengan huruf besar / kapital.

Ø  Unsur yang mempunyai huruf awal yang sama, lambangnya dibedakan denganmenambahkan satu huruf lain dari nama Latin unsur tersebut; yang ditulis denganhuruf kecil.

Contohnya : Perhatikan Lampiran 2 Buku Paket Kimia!

B.                   SENYAWA

v  Senyawa terbentuk oleh perikatan kimia dari dua atau lebih jenis unsur.

v  Sifat suatu senyawa berbeda dengan sifat unsur penyusunnya.

Contohnya : senyawa H₂O(l) dan NaCl(s)

  II.      Campuran

Campuran adalah materi yang terdiri atas 2 (dua) atau lebih zat dan masih mempunyai sifat zat asalnya.

Contohnya : larutan garam, air lumpur, santan

ü  Permasalahan : Apa perbedaan bersenyawa dengan bercampur?

Partikel Dasar Penyusun Materi

Dapat berupa :

1)       Atom

ü  Atom adalah partikel terkecil dari suatu unsur yang masih mempunyai sifat-sifat unsur itu

ü                  Atom suatu unsur diberi lambang sama dengan lambang unsur tersebut

ü                  Contoh : Na, Mg, Ba, Ca, Fe

2)       Molekul

§  Molekul adalah partikel netral yang terdiri dari 2 atau lebih atom, baik atom sejenis maupun atom yang berbeda.

§  Molekul yang terdiri dari sejenis atom disebut  Molekul Unsur

§  Molekul yang terdiri dari atom-atom yang berbeda disebut Molekul Senyawa

§  Contoh : H₂O; CO₂; H₂SO₄

3)       Ion

Ø  Ion adalah atom atau kumpulan atom yang bermuatan listrik

Ø  Ion yang bermuatan positif disebut Kation, sedangkan ion yang bermuatan negatif disebutAnion

Ø  Ion yang terdiri dari 1 atom disebut Ion Tunggal ( monoatom ), sedangkan ion yang terdiri dari 2 atau lebih atom disebut Ion Poliatom

Ø  Contoh :

Kation Tunggal : Na⁺, K⁺

Kation Poliatom : NH₄⁺ , H₃O⁺

Anion Tunggal : Cl^-, S^2-

Anion Poliatom : NO₃^-, OH^-

Partikel Unsur ( bisa berupa atom ; bisa berupa molekul )

a.        Pada umumnya, setiap unsur termasuk unsur logam mempunyai partikel berupa Atom

b.        Hanya beberapa unsur non logam yang partikelnya berupa Molekul ( contoh hidrogen H₂ ; fosforus P₄ ; belerang S₈ )

c.        Molekul yang terdiri atas 2 atom disebut Molekul Diatomik ( contoh molekul hidrogen, nitrogen )

d.        Molekul yang terdiri atas lebih dari 2 atom disebut Molekul Poliatomik ( contoh molekul fosforus, belerang )

Partikel Senyawa ( bisa berupa molekul ; bisa berupa ion )

o    Dapat berupa Molekul ( disebut Senyawa Molekul ) atau Ion ( disebut Senyawa Ion )

o    Senyawa dari unsur logam termasuk senyawa ion, sedangkan senyawa dari unsur non logamtermasuk senyawa molekul.

Contoh senyawa molekul : air ( H₂O ) ; senyawa ion : Kalsium karbonat ( CaCO₃ )

Rumus Kimia

Menyatakan jenis dan jumlah relatif atom yang menyusun suatu zat.

Dibedakan menjadi 3 :

a.        Rumus Molekul

Menyatakan jenis dan jumlah atom yang menyusun molekul suatu zat

Contoh : rumus molekul air ( H₂O )

b.       Rumus Kimia Senyawa Ion

Menyatakan jenis dan jumlah atom yang menyusun suatu senyawa ion

Ciri khas senyawa ion adalah salah satu atom penyusun senyawa tersebut bersifat logam ( letaknya di depan )

Contoh : Mg(NO₃)₂ ; BaCl₂ ; CuSO₄ ; NaCl

c.        Rumus Empiris

Disebut juga Rumus Perbandingan; menyatakan jenis dan perbandingan paling sederhana dari atom-atom dalam suatu senyawa

Contoh : Etuna dengan rumus molekul C₂H₂ dan mempunyai rumus empiris CH

Rumus kimia senyawa ion adalah rumus empiris

Contoh : garam dapur ( NaCl )