KONSEP PARTIKEL MATERI

Modul Pembelajaran IPA Kelas IX, Drs. Marselinus Boli.

URAIAN MATERI

Perhatikan gambar di bawah ini !

Gambar 8.1

Minuman te hangat yang dibuat dari sari daun teh dan kristal gula pasir

Beberapa saat setelah kristal gula  dan serbuk daun te  diseduh dalam air hangat warna air dalam gelas berubah menjadi merah kekuningan. Rasanya pun tidak awar lagi tetapi manis. Ketika diamati lebih dekat aroma te begigitu terasa. Ada ampas daun teh melayang-layang bebas dalam air tetapi tidak ditemukan lagi kristal gula pasir. Mengapa demikian ? Coba diskusikan ini dengan temanmu,  temukan jawabannya.  

Di sekeliling kita terdapat beraneka ragam materi atau zat  yang mengisi setiap celah ruang. Wujudnya bisa berupa padatan, cair atau gas. Setiap materi memiliki sifat khas yang membedakannya dengan jenis materi lain. Kerekatan bahan atau partikel penyusun masing-masing materi tersebut berbeda-beda. Ada yang sangat kuat sehingga sulit dipecahkan dan ada juga yang sangat lemah, mudah dipecah-pecahkan menjadi partikel yang lebih kecil dan sederhana. Pertikel terkecil dari suatu materi yang masih memiliki sifat khas materi itu  disebut molekul. Sifat molekul menentukan sifat materi secara keseluruhan. Seperti apa sifat molekul,  tergantung pada  sifat unsur kimia  pembentuknya.

Unsur Kimia dan Lambang-Lambangnya

Meteri padat, cair atau gas di alam semesta ini terbentuk dari kurang lebih 118 jenis unsur kimia. Setiap unsur mempunyai sifat khas dan berbeda dengan unsur lainnya. Supaya mudah dikenal dan dipelajari maka unsur-unsur kimia penyusun materi  itu diberi nama dan ditulis dengan lambang sendiri-sendiri.

                                  

1.    Penulisan Nama dan lambang Unsur

Nama unsur biasanya berasal dari kata latin yang menunjukan ciri khas unsur, atau nama tokoh penemunya. Pada masa sebelum abad ke-8 Masehi beberapa unsur kimia yang sudah dikenal waktu itu ditulis dengan lambang khusus seperti berikut ini.

Tabel 8.1.  Lambang-lambang unsur sebelum abad 8 Masehi

Sekitar tahun 1813 Jons Jacob Berselius mengusulkan agar sebaiknya lambang unsur menggunakan huruf kapital yang diambil dari  huruf pertama nama unsur. Karena ada beberapa unsur memiliki nama dengan huruf pertama sama, maka untuk kelompok  seperti ini lambangnya ditulis dengan dua atau tiga huruf. Huruf pertama dari huruf depan nama unsur, ditulis dengan huruf kapital diikuti  satu atau dua  huruf berikutnya yang tidak ditulis kapital.

Tabel 8.2. Contoh penulisan nama dan lambang unsur kimia

No	Nama unsur	Lambang Unsur	No	Nama unsur	Lambang Unsur
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	Oksigen Hidrogen Helium Nitrogen Natrium Carbon Calsium Clor Fluor Ferum (besi)	O H He N Na C Ca Cl F Fe	11 12 13 14 15 16 17 18 19 20	Meitnerium Roengenium Copernicium Hassium Ununtrium Ununquadium Ununhexium Ununseptium Nobelium Rutherfordium	Mt Rg Cn Hs Uut Uuq Uuh Uus No Rf

2.   Penggolongan Unsur

Menurut sifat kimianya unsur-unsur di alam dibedakan menjadi tiga kelompok yaitu : unsur logam, unsur bukan logam dan unsur gas mulia.

a.    Unsur Logam :

Unsur logam adalah unsur yang memiliki sifat logam antara lain, padatan keras (kecuali raksa), mudah ditempa, mampu menghantarkan panas dan arus listrik.

Tabel 8.3. Daftar Unsur-unsur logam

No	Nama Unsur	Lambang Unsur	No	Nama Unsur	Lambang Unsur
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14	Litium Berilium Natrium Magnesium Aluminium Kalium Calsium Galium Germanium Rubidium Stronsium Skandum Ferum (besi) Cobalt	Li Be Na Mg Al K Ca Ga Ge Rb Sr Sc Fe Co	15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28	Indium Stanum Platinum Cesium Barium Talium Plumbum Bismut Polonium Fransium Radium Argentum (perak) Aurum (emas) Zinsum (seng)	In Sn Pt Cs Ba Tl Pb Bi Po Fr Rd Ag Au Zn

b.    Unsur Bukan Logam :

Unsur bukan logam adalah unsur yang tidak memiliki sifat-sifat logam. Unsur-unsur bukan logam antara lain :

Tabel 8.4. Daftar unsur-unsur bukan logam

No	Nama Unsur	Lambang Unsur	No	Nama Unsur	Lambang Unsur
1 2 3 4 5 6 7 8	Hidrogen Boron Carbon Nitrogen Oksigen Fluor Silikon Pospor	H B C N O F Si P	9 10 11 12 13 14 15 16	Sulfur Clor Arsen Selenium Brom Telurium Iodium Astitin	S Cl As Se Br Te I At

c.    Unsur Gas Mulia :

Gas mulia adalah kelompok unsur gas alam yang paling sulit bereaksi dengan unsur-unsur lain. Gas mulia di alam meliputi :

Tabel 8.5. Daftar unsur-unsur gas mulia

No	Nama Unsur	Lambang Unsur
1 2 3 4 5 6	Helium Neon Argon Kripton Xenon Radon	He Ne Ar Kr Xe Rd

3.    Sistem Periodik Unsur (SPU)

Untuk mempermudah pemahaman tentang karakeristik masing-masing unsur maka penulisan lambang atom setiap unsur harus  disertai dengan nomor atom dan nomor massa atomnya.

Nomor atom (Z) menyatakan jumlah proton  dalam inti atom. Nomor massa atom ditentukan menurut  jumlah elektron yang mengelilingi inti atom ditambah jumlah netron (N) dalam inti. Biasanya jumlah netron  sama dengan jumlah proton. Pada atom netral (tidak bermuatan) jumlah proton  sama dengan jumlah elektron.

Berdasarkan nomor atom dan nomor massanya unsur-unsur kimia di alam ini disusun dalam suatu tabel khusus yang dinamakan tabel Sistem Periodik Unsur (SPU). Masing-masing unsur menempati satu kotak yang berisi nomor atom, lambang unsur, dan nomor massa. Kotak-kotak tersebut diurutkan dari kiri ke kanan berdasarkan kenaikan nomor atom.

Susunan kotak arah horizontal membentuk lajur yang disebut periode, arah vertikal membetuk kolom yang disebut golongan. Setiap periode diberi nomor dari 1 hingga 7. Setiap golongan diberi nomor dari I sampai VIII. Untuk unsur-unsur utama nomor golongannya ditambah huruf A, sedangkan  unsur-unsur transisi ditambah huruf B.  Dengan demikian maka  unsur-unsur golongan IA−VIIIA termasuk golongan utama, golongan IB−VIIIB termasuk golongan logam transisi. Dua deret unsur di bagian bawah, yakni lanthanida dan aktinida, disebut unsur logam transisi dalam.

Gambar 8.2

Sistem Periodik Unsur menurut Dimitri Mendeleev, 1869

Sifat-sifat Periodik Unsur :

a.     Sifat logam; Berdasarkan sifatnya, unsur-unsur dapat dikelompokkan menjadi logam, nonlogam, dan metalloid atau semi logam. Unsur-unsur logam memiliki sifat antara lain :  konduktor panas dan arus listrik yang baik, dapat ditempa, titik leleh relatif tinggi, cenderung melepaskan elektron kepada unsur nonlogam.

Sifat unsur Unsur-unsur non logam: Tidak dapat menghantarkan  panas dan arus listrik, tidak dapat ditempa karena sangat rapuh, kebanyakan berwujud gas pada temperatur kamar, cenderung menerima elektron dari unsur logam.

Sifat unsur-unsur metalloid mirip dengan sifat logam akan tetapi daya hantar panas dan arus listriknya agak lemah.

Dalam golongan sifat logam unsur dari kiri ke kanan semakin berkurang. Sedangkan menurut periodiknya dari atas ke bawah makin bertambah. Kecuali hidrogen. Unsur-unsur metalloid berada pada tangga yang membatasi unsur-unsur logam dan nonlogam.

b.     Jari-jari atom;  Dalam satu golongan, dari atas ke bawah jari-jari atom unsurnya semakin besar. Dalam satu periode, dari kiri ke kanan jari-jari atom   semakin kecil.

c.     Energi ionisasi;  adalah energi yang dibutuhkan oleh suatu  atom atau ion dalam fase gas untuk melepaskan sebuah elektronnya. Dalam satu golongan, dari atas ke bawah, energi ionisasi  semakin kecil. Dalam satu periode, dari kiri ke kanan, energi ionisasi makin besar.

d.     Jari-jari ion; adalah jari-jari dari ion positif atau ion negtif  yang dihitung berdasarkan jarak antara dua inti  dalam kristal ionik. Dalam satu golongan, dari atas ke bawah, jari-jari ion unsurnya semakin besar.  Dalam satu periode, semakin besar muatan kation semakin kecil jari-jari ionnya.

e.     Afinitas electron; Merupakan kuantitas perubahan energi ketika sebuah atom atau ion dalam fase gas menerima sebuah elektron. Dalam satu golongan  dari atas ke bawah, afinitas elektron  semakin kecil. Dalam satu periode, dari kiri ke kanan, sampai golongan VIIA, afinitas elektron cenderung makin besar.

Atom dan Molekul

Partikel terkecil dari suatu materi yang tidak dapat dibagi-bagi lagi melalui reaksi kimia biasa disebut atom. Sebuah atom hanya dapat dipecahkan dengan reaksi inti atau reaksi nuklir. Kumpulan  atom-atom unsur akan membentuk suatu molekul. Jika atom-atom yang berkumpul itu hanya berasal dari satu jenis unsur saja maka molekul yang terbentuk disebut molekul unsur. Jika lebih dari satu macam unsur maka molekul yang terbentuk disebut molekul senyawa.

1.    Struktur Atom

Niels Bohr, seorang Fisikawan Berkebangsaan Denmark, menggambarkan atom sebagai suatu partikel sangat kecil yang memiliki  bagian inti dan kulit. Pada inti atom terdapat proton dan netron, sedangkan pada kulit  terdapat elektron. Proton bermuatan positif, elektron bermuatan negatif, sedangkan netron tidak bermuatan atau netral. Jumlah kulit atom bisa lebih dari satu.

Gambar 8.3 Struktur atom

Muatan dari suatu atom tergantung perbandingan antara jumlah proton dengan jumlah elektronnya. Atom bermuatan positif bila jumlah proton (p) lebih banyak dari elektron (e) atau (p › e).  Sebaliknya bermuatan negatif bila jumlah proton lebih sedikit dari elektron (p ‹ e).   Jika jumlah proton sama dengan elektron maka atom tersebut bersifat netral. Atom yang bermuatan baik positif, maupun negatif disebut ion.

Atom netral bersifat sangat stabil, sulit membentuk ikatan dengan atom lain. Berbeda dengan atom netral, Atom dalam bentuk ion sangat mudah berikatan dengan ion atom lain.

2.    Struktur  Molekul

Struktur dan bentuk   sebuah molekul tergantung jenis unsur dan jumlah atom pembentuknya. Ada nolekul yang hanya dibentuk dari dua atom saja, ada pula yang lebih dari dua atom. Molekul dengan dua atom pembentuk disebut molekul dwiatom, tiga atom pembentuk disebut molekul triatom, empat atom pembentuk disebut molekul tetraatom  dan banyak atom (lebih dari empat atom) pembentuk disebut molekul poliatom.

Contoh dwiatom, triatom, tetraatom dan poliatom :

a.    Molekul oksigen (O2); merupakan molekul unsur yang terbentuk dari ikatan antara dua atom oksigen. Berwujud gas, termasuk jenis gas yang sangat dibutuhkan dalam pernafasan manusia dan hewan.	Gambar 8.4. Struktur molekul oksigen
b.    Molekul karbondioksida (CO2); Merupakan molekul senyawa triatom yang terbentuk dari  ikatan antara satu atom karbon dengan dua atom oksigen. Senyawa karbon dioksida adalah gas sisa pembakaran yang banyak dijumpai di alam.  Biasa juga disebut zat asam arang.	Gambar 8.5 Struktur molekul karbonsioksida
c.    Molekul air (H2O); Termasuk molekul senyawa  triatom yang terbentuk dari ikatan  satu atom oksigen dengan dua atom hidrogen. Pada suhu kamar berwujud cair. Dalam keadaan bebas molekul air berwujud uap.	Gambar 8.6 Struktur molekul air
d.    Molekul pospor (P4); adalah sebuah tetraatom yang berwujud kristal padat. Termasuk molekul unsur yang terbentuk dari ikatan empat atom pospor.	Gambar 8.7 Struktur molekul pospor        tetra atom
e.    Molekul Sulfur (S8); Sama dengan Pospor molekul slfur atau belerang juga termasuk molekul unsur. Rantai ikatannya cukup panjang karena terbentuk dari delapan atom belerang. Termasuk poliatom yang banyak dijumpai di alam terutama di sekitar kawah gunung berapi. Belerang merupakan bahan utama pembentuk magma.	Gambar 8.8 Struktur molekul belerang poliatom

3.    Rumus Molekul

Supaya mudah dipelajari maka baik molekul unsur maupun molekul senyawa dinyatakan dengan rumus yang sederhana. Aturan penulisan rumus molekul ditetapkan  menurut jumlah dan jenis atom pembentuknya.

Ketentuan penulisannya:

Ø  Jenis atom ditulis menurut lambang unsur pembentuk.

Ø  Jumlah atom dinyatakan dengan angka koofisien, ditulis didepan lambang unsur dalam posisi agak lebih rendah. Biasanya koofisien satu tidak ditulis.

Ø  Angka koofisien jumlah atom disebut dengan bahasa latin

Ø  Nama unsur disebut dengan akhiran –ida.

Ø  Dengan diberi akhiran –ida maka suku kata terakhir nama unsur hilang.

Ø  Biasanya koofisien jumlah atom disebut terlebih dahulu baru diikuti nama unsur.

Ø  Khusus untuk molekul yang terdiri dari dua macam unsur atau lebih akhiran –ida hanya berlaku pada unsur terakhir saja.

Tabel 8.6. Penamaan bilangan yang menunjukan jumlah atom

Jumlah atom	Nama Latin	Jumlah atom	Nama Latin
satu dua tiga empat lima	mono di tri tetra penta	enam tujuh delapan sembilan sepuluh	heksa hepta okta nona deka

Contoh rumus molekul :

Tabel 8.7. Rumus kimia beberapa molekul unsur dan senyawa sederhana

No	Nama Indonesia	Nama Latin	Rumus molekul	Jumlah atompenyusun
1 2 3 4 5 6 7	oksigen Air Asam arang Fosfor Belerang Amonium asam clorida	Dioksida Dihidrogen monoksida Carbondioksida Tetrafosforida Oktasulfida Nitrogen trihidrogenida Hidrogen monoclorida	O2 H2O CO2 P4 S8 NH3 HCl	2 atom oksigen 2 atom hidrogen + 1 atom oksigen 1 atom karbon + 2 atom oksigen 4 atom pospor 8 atom sulfur 1 atom nitrogen + 3 atom hidrogen 1 atom hidrogen + 1 atom klor

Klasifikasi Materi

Zat tunggal Baik dalam bentuk molekul unsur maupun senyawa yang mengisi alam semesta ini bukanlah molekul lepas atau tercerai-berai. Setiap materi terbentuk dari zat-zat penyusun yang memiliki massa dan energi. Ada zat yang hanya terdiri dari satu macam unsur saja dan ada pula yang mengandung lebih dari satu macam unsur.  Penyatuan  unsur-unsur pembentuk zat itu berlangsung secara kimia dan secara fisika

Secara umum materi di alam ini dapat diklasifikasikan sebagai berikut : .

Gambar 8.9

Klasifikasi materi di alam

1.    Unsur

Unsur adalah  zat tunggal yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat lain yang lebih sederhana. Unsur terbentuk dari  atom-atom unsur sejenis melalui reaksi kimia. Contoh molekul unsur seperti berikut ini :.

Tabel 8.8. Daftar nama dan rumus beberapa molekul unsur

No	Nama Unsur	Rumus Molekul
1 2 3 4 5 6 7 8 9	gas oksigen gas hidrogen gas nitrogen gas clor iodium argentum atau perak aurum atau emas cuprum atau tembaga seng	O2 H2 N2 Cl2 I2 Ag Au Cu Zn

Ciri dan sifat molekul unsur :

Ø  Terbentuk dari atom unsur sejenis

Ø  Tidak dapat diuraikan lagi melalui reaksi kimia menjadi molekul yang lebih sederhana.

Ø  Hanya dbisa diuraikan melalui reaksi inti atau reaksi nuklir.

Ø  Dapat bereaksi dengan  unsur lain membentuk suatu molekul senyawa.

Ø  Dapat dikenal dari wujud, warna, bau dan rasa.

2.    Senyawa

Senyawa adalah  zat tunggal yang terbentuk dari dua unsur atau lebih. Senyawa  terbentuk  melalui reaksi kimia. Contohnya seperti pada daftar berikut ini :

Tabel 8.9. Daftar nama dan rumus molekul beberapa senyawa

No	Nama Senyawa	Rumus Molekul
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16	Karbon dioksida Air Amoniak atau zat pendingin Glukosa Gula tebu Asam clorida atau pembersih lantai Natrium clorida atau garam dapur Asam asetat atau cuka makan Asam askorbat atau vitamin C Kalsium karbonat atau Kapur tohor Natrium hidrokarbonat atau soda kue Aspirin Magnesium hidroksida atau penawar asam Natrium hidroksida atau bahan pengering Asam sulfat atau pengisi aki Pupuk urea	CO2 H2O NH3 C6H12O6 C12H22O11 HCl NaCl CH3COOH C6H8O6 CaCO3 NaHCO3 C9H8O4 Mg(OH)2 NaOH H2SO4 CO(NH2)2

Reasksi pembentukan beberapa Senyawa :

a.    Pembentukan karbondioksida = CO₂ :

Satu molekul senyawa karbondioksida  terbentuk dari 1 atom unsur carbon dan 2 atom unsur oksigen.

secara teoritis dapat ditulis :

Pada kenyataannya senyawa karbondioksida di alam hanya terbentuk melalui reaksi pembakaran atau penguraian karbohidrat dalam bentuk gula sederhana atau glukosa. Ketika ditambahkan enam molekul oksigen satu molekul glukosa akan diuraikan menjadi enam molekul air dan enam molekul karbondioksida.

Catatan : Angka koefisien 6 ditambahkan dengan tujuan untuk menyamakan jumlah atom unsur sebelum dan sesudah reaksi.

b.    Pembentukan air = H₂O

Satu molekul senyawa air terbentuk dari 2 atom hidrogen dan 1 atom oksigen. 

Secara teoritis dapat ditulis :

Pada kenyataanya hidrogen yang bebas di udara selalu dalam bentuk molekul H₂ sedangkan oksigen bebas dalam bentuk molekul O₂. Dengan demikian maka molekul air hanya mungkin bisa terbentuk dari molekul H₂ dan  O₂.

Reaksi pembentukannya sebagai berikut :

Ciri dan sifat molekul senyawa :

Ø  Terbentuk dari dua  atau lebih jenis atom unsur

Ø  Dapat diuraikan kembali  menjadi unsur-unsur pembentuknya

Ø  Dapat bereaksi dengan unsur atau senyawa lain membentuk molekul senyawa baru.

Ø  Dapat dikenal dari wujud, warna, bau dan rasa

3.    Larutan

Larutan adalah campuran serba sama atau homogen. Suatu larutan terdiri dari zat pelarut dan zat terlarut. Ukuran diameter partikel zat terlarut   lebih kecil  0,0000001 cm atau < 10^-7cm (10^-7cm = 10^-9 m = 10^-6 mm = 1 nanometer ). Dalam campuran homogen  antara pelarut dengan bahan terlarut sulit dibedakan. Oleh karena itu maka larutan disebut campuran berfase satu. Tidak ada beda antara fase pelarut dengan fase terlarut.

Ciri-ciri dari suatu larutan adalah :

Ø  Ukuran diameter partikel zat terlarut l  10^-7 cm

Ø  Nampak jernih

Ø  Tidak dapat dibedakan antara fase pelarut dengan fase terlarut

Ø  Tidak dapat dipisakan secara fisik antara zat terlarut dengan pelarut.

Ø  Tidak menunjukan gejala efek Tyndall bila terkena cahaya

Ø  campuran bersifat homogen atau satu fase

Kadar larutan dapat dihitung dengan cara membandingkan jumlah zat terlarut dengan jumlah larutan. Berikut ini adalah persamaan dasar dalam menghitung kadar larutan.

mt         %P = ---------- x 100                   mt + mp

%P  = Kadar larutan dalam persen mt     = massa zat terlarut mp   = massa zat pelarut

Contoh soal :

1.    Hitunglah prosentase larutan dari campuran 10 gram gula dalam 240 ml air.

Penyelesaian Diketahui Ditanya	: : :	mt  = 10 g     mp  = 250 ml Karena dalam kesetaraan pengukuran pada suhu biasa 1 kg adalah setara dengan 1 liter, maka 250 ml setara dengan 250 gram. Kadar larutan dalam persen (%P)
Jawab	:	mt %P = ---------- x 100            mt + mp            10 %P = ------------- x 100           10 + 250            10 %P = ---------- x 100              260    P =  4 %

4.    Koloid

Koloid termasuk campuran  heterogen dengan ukuran diameter partikel  lebih besar dari larutan dan lebih kecil  dari suspensi. Dalam  campuran yang sangat encer sulit dibedakan antara sistem koloid dengan larutan sejati. sulit dipisahkan antara fase pendispersi dengan fase terdispersi. Meski demikian  koloid tetap tergolong campuran dua fase.  

ciri umum  sistem koloid sebagai berikut :

Ø  Ukuran dimeter partikel antara 0,0000001 cm – 0,00001 cm atau 10^-7 cm – 10^-5 cm. (> 1 nm (nanometer), < 100 nm).

Ø  nampak keruh

Ø  antara fase medium dispersi dengan fase zat terdispersi dapat dibedakan

Ø  Dapat menembus kertas saring tetapi tidak dapat menembus selaput semi permiabel

Ø  Fase pendispersi dengan fase terdispersi hanya dapat dipisakan dengan penyaringan ultra.

Ø  Menunjukan gejala efek Tyndall bila terkena cahaya.

Ø  Campuran dua fase tetapi lebih halus dari suspensi.

. Sifat menghablurkan cahaya dari suatu sistem koloid disebut gejala efek Tydall. Gejala ini terjadi karena partikel koloid membelokan arah cahaya. Pada sistem campuran koloid terjadi dispersi atau pembauran cahaya antara  fase zat terdispersi dengan fase  pendispersi. Jenis koloid ditentukan oleh jenis zat pendispersi dan zat terdispersinya.

Gambar 8.10 Gejala efek tyndall

Tabel 8.10. Beberapa contoh koloid dalam kehidupan sehari-hari

Fase Terdispersi	Medium Pendispersi	Nama Koloid	Contoh
Gas Gas Cair Cair Cair Padat Padat  padat	Cair Padat Gas Cair Padat Gas cair padat	Busa atau buih Busa padat Aerosol cair Emulsi Emulsi padat Aerosol padat Sol cair Sol padat	Busa sabun Karet busa, batu apung Kabut, awan Air susu Mutiara, keju, mentega Asap, debu Cat, kanji Kaca warna, kuningan, perunggu, baja magnet

5.    Suspensi

Suspensi merupakan suatu campuran heterogen dengan  sistem dispersi kasar. Diameter partikel zat terdispersi lebih besar dari pertikel koloid. Terlihat jelas perbedaan antara fase medium dispersi dengan fase zat terdispersi.

Ciri-ciri Suspensi :

Ø  Ukuran partikel zat terdispersi > 10-5 cm.

Ø  nampak keruh

Ø  Fase medium pendispersi dan fase zat terdispersi berbeda nyata

Ø  Tidak stabil, fase terdispersi akan mengendap bila didiamkan

Ø  Fase campuran  dapat dipisahkan dengan penyaringan biasa

Ø  Menunjukan gejala efek Tyndall bila terkena cahaya

Ø  Merupakan campuran dua fase dengan ukuran partikel kasar.

6.    Prinsip Pemisahan Campuran :

Suatu campuran baik yang homogen maupun heterogen dapat dipisahkan dengan beberapa teknik. Hal-hal yang  perlu diperhatikan dalam menentukan teknik pemisahan campuran antara lain :

Ø  Jenis campuran (koloid atau suspensi)

Ø  wujud campuran

Ø  Perbedaan titik didih zat-zat yang bercampur

Ø  Sifat zat pendispersi dan  terdispersi

Ø  Jumlah dan  perbandingan antara zat pendispersi dengan  terdispersi.

a.  Pemisahan dengan penyaringan :

Teknik penyaringan   dipakai untuk memisahkan campuran heterogen dengan ukuran partikel berbeda. Contohnya seperti pasir dan debu dalam air. Bahan campuran yang ukurannya lebih besar dari pori alat penyaring akan tertinggal sedangkan yang lebih keli akan menembus lapisan  penyaring. Apabila ukuran partikel  padatan yang bercampur bervariasi maka proses penyaringgannya dapat dilakukan secara bertingkat. Contohnya seperti pada pengolahan air bersih dengan teknik penyaringan.

Gambar 8.11 Pemisahan campuran dengan kertas saring

Gambar 8.12

Sistem pengolahan air bersih dengan penyaringan

Pejelasan umum :

Ø  Air sungai yang kotor mula-mula dialirkan melalui penyaring kasar. Tujuannya untuk memeisahkan bahan padat  berukuran besar seperti sampah dedauanan dan ranting kering.

Ø  Dari penyaring kasar air diteruskan ke rumah ukur. Di tempat ini cepat alir air dikur.

Ø  Dari rumah ukur air dipindahkan dengan  pompa menuju tandon penahan.

Ø  Dari tandon penahan air dialirkan melalui pancuran pengudaraan. Tujuannya untuk menguapkan beberapa gas terlarut yang mudah dilepaskan.

Ø  Dari pencuran pengudaraan air dialirkan menuju penyaring mikro atau renik untuk memisahkan lumpur dan endapan lainnya.

Ø  Kotoran yang masih lolos melui saringan mikro dibersihkan  dalam bak penapis pasir.

Ø  Dari penapis pasir air disalurkan memalui stasiun klorinasi. Di stasiun ini kuman yang terkandung dalam air dibunuh.

Ø  Setelah melalui stasiun klorinasi air dipindahkan ke stasiun pencampur. Di sini air akan dicampurdengan beberapa mineral penting.

Ø  Akhirnya dengan menggunakan pompa airdipindahkan ke tangki tandon untuk selanjutnya didistribusikan ke rumah konsumen.

b.  Pemisahan campuran dengan penyulingan atau destilasi

Teknik penyulingan atau destilasi cocok untuk memisahkan campuran zat cair yang berbeda titik didihnya. Semakin besar perbedaan titik didih semakin mudah dipisahkan. Melalui teknik ini jens zat cair dengan titik didih lebih rendah akan segera berubah menjadi uap dan meninggalkan wadah. Dalam pipa pendidingin uap zat cair tersebut berubah lagi menjadi cair melalui pengembunan kemudian mengalir  keluar melalui ujung pipa penetes.

Gambar 8.13 Pemisahan campuran dengan teknik destilasi

c.  Pemisahan campuran dengan cara sublimasi

Sublimasi adalah proses perubahan wujud zat dari padat menjadi gas. Contohnya sperti sublimasi kapur barus atau kamper. Pada suhu yang cukup tinggi kamper akan berubah seluruhnya menjadi uap. Bila suhu menurun lagi uap kamper yang terkumpul akan mengkristal lagi jadi padat.

Gambar 8.14 Pemisahan campuran dengan teknik sublimasi

d.  Pemisahan campuran dengan kristalisasi

Kristalisasi bertujuan untuk memisahkan zat padat yang bercampur dalam zat cair. Melalui pemanasan  seluruh zat pelarut berubah menjadi uap dan terpisah dari bahan terlarutnya. Contohnya seperti proses membuatan garam secara  tradisional.

Gambar 8.15

Proses pembuatan garam secara tradisional

1 = Air laut disaring dengan alat penyaring halus;

2= hasil penyaringan direbut dengan wajan sambil diaduk-aduk;

3 = endapan kristal garam didiamkan hingga mengering;

4 = kristal garam dapaur yang dihasilkan.

e.   Pemisahan campuran dengan cara kromatografi

Teknik kromatografi didasarkan pada prisnsip cepat rambat zat mellui suatu medium.  Contohnya seperti pada  cepat rambat beberpa zat pewarna yang terkandung dalam tinta hitam. Bahwa ketika kertas saring yang ditetesi tinta hitam dicelup ke dalam air rembesan air akan membentuk pola warna yang berbeda. Ini menjadi bukti bahwa zat warna yang terkandung dalam tinta hitam memiliki cepat rambat berbeda.

Gambar 8.16 Pemisahan zat pewarna tinta hitam melalui teknik kromatografi

Asam, Basa dan Garam

Perhatikan tiga jenis makanan berikut ini !

Gambar 8.17

Bahan makanan yang mengandung asam, basa dan garam

Ketika dicicipi ketiga jenis makanan ini tentu memberi  nilai rasa yang berbeda. Jeruk nipis  terasa asam, pare terasa pahit dan ikan asin sudah pasti  asin. Cita rasa makanan yang terkecapi sangat tergantung pada senyawa kimia penyusunnya. Menurut kamu apakah asam, basa dan garam ? Coba diskusikan !

1.     Sifat Asam, Basa dan Garam

a.    Sifat Asam :

1)     Rasanya masam

2)     dalam bentuk larutan dapat menghantarkanarus listrik atau bersifat elektrolit

3)     Mampu bereaksi dengan logam membentuk senyawa logam atau bersifat korosif.

4)     Bila terkena kulit terasa gatal

5)     Dapat mengubah lakmus biru menjadi merah

6)     Dapat bereaksi dengan basa membentuk senyawa garam

Contoh reaksi :

 

Asam klorida merupakan  suatu senyawa asam  kuat dan soda api atau sering dikenal dengan  soda sabun adalah suatu basa kuat.

b.    Sifat Basa :

1)     Rasanya pahit

2)     terasa sangat licin bila disentuh

3)     dalam bentuk larutan dapat menghantarkanarus listrik atau bersifat elektrolit

4)     Dapat mengubah lakmus merah menjadi biru

5)     Dapat bereaksi dengan asam membentuk senyawa garam

c.    Sifat Garam :

1)     Rasanya asin

2)     Umumnya tersedia dalam wujud kristal

3)     Dalam bentuk larutan dapat menghantarkan arus listrik atau bersifat elektrolit

4)     Dapat diuraikan secara kimia membentuk senyawa asam dan  basa.

5)     Garam yang terbentuk dari asam kuat dan basa kuat bersifat netral. karena sifat ini garam tidak dapat mengubah warna lakmus.

Contoh reaksi penguraian garam :

2.     Mengidentifikasi Asam dan Basa

Ada tidaknya kandungan asam atau basa dalam suatu bahan dapat diuji dengan menggunakan indikator asam-basa. Alat yang dijadikan indikator asam-basa  merupakan suatu zat warna yang bisa berubah bila bersentuhan dengan senyawa asam atau basa.

Jenis indikator asam-basa yang sering digunakan antara lain :

1)   Kertas lakmus; merupakan indikator asam basa yang tersedia dalam bentuk lembaran kertas berwarna merah dan biru. Lakmus merah akan berubah menjadi biru bila bersentuhan dengan senyawa basa, sedangkan lakmus biru akan berubah menjadi merah bila bersentuhan dengan senyawa asam.  

Tabel 8.11. Warna lakmus dalam larutan asam, basa dan garam

Warna awal	Dalam  asam	Dalam basa	Dalam garam
Merah biru	merah merah	Biru biru	Merah biru

2)   Indikator universal;  Jenis  indikator ini mampu mengukur kadar keasamam dari suatu zat melalui spektrum warna.  Seberapa besar kadar kemasaman dinyatakan dengan nilai pH.

Dalam rentangan bilangan bulat nilai pH zat dimulai dari 0 s/d 14. Ketentuannya, nilai dibawah 7 termasuk kelompok asam, nilai tujuh adalah netral (garam) dan nilai diatas 7 termasuk kelompok basa.

Gambar 8.18

Indikator universal dan skala pengukurannya

Ada juga indikator universal yang dirancang dengan sistem digital. Alat ini lebih dikenal dengal sebutan pH meter.  Nilai pH zat yang diukur terbaca melalui layar digital

Gambar 8.19 pH meter digital

3)    Indikator alami; Indikator pH bisa dibuat dari  bahan-bahan alam seperti daun, akar, batang, bunga atau buah  yang memiliki sifat perubahan warna yang khas. Contohnya seperti daun semanggi, bunga kembang sepatu, bunga bogenvil, kunyit, akar mengkudu, kulit mamggis dan kubis. warna dari ekstrak bahan-bahan alam tersebut bisa berubah karena berkontak dengan  senyawa asam, basa atau garam.

Tabel  8.12. Indikator asam basa pada ekstrak kubis ungu

Warna indikator	Sifat larutan
merah tua merah merah keunguan ungu biru kehijauan hijau kuning	asam kuat asam medium asam lemah netral basa lemah basa medium basa kuat

3.     Senyawa Asam, Basa dan Garam dalam Bahan Makanan dan kebutuhan rumah tangga

a.     Asam  dalam bahan makanan dan kebutuhan rumah tangga; Senyawa asam dalam bahan makanan dan kebutuhan rumah tangga kita ada yang hadir secara alami dan ada juga yang sengaja ditambahkan oleh manusia melalui  bahan pengawet, bahan pelengkap, bahan pencuci dan pemusnah hama.

Tabel 8.13.  Beberapa senyawa asam dalam bahan makanan dan kebutuhan

rumah tangga

Nama senyawa asam	Terdapat dalam
asam asetat asam askorbat asam sitrat asam karbonat asam tartrat asam malat asam laktat asam bensoat asam borat asam fosfat asam nitrat asam sulfat asam klorida	larutan cuka jeruk, tomat dan sayuran jeruk minuman berkarbonasi anggur apel keju dan makan basi bahan pengawet larutan pencuci mata dtergen dan pupuk pupuk batrei mobil dan pupuk pembesih lantai

b.     Basa  dalam bahan makanan dan kebutuhan rumah tangga; Senyawa basa lebih banyak dijumpai dalam berbagai produk kebutuhan rumah tangga. Beberapa diantaranya menrupakan senyawa beracun  yang membahayakan manusia.

Tabel 8.14. Beberapa senyawa basa dalam kebutuhan rumah tangga

Nama senyawa asam	Terdapat dalam
aluminium hidroksida amonium hidroksida kalsium hidroksida magnesium hidroksida natrium hidroksida natrium hidroksida	deodorant dan obat antasid pupuk dan bahan pembersih kaca air kapur dan cat tembok obat antasid sabun dan bahan pembersih bahan baku sabun

Garam  dalam bahan makanan dan kebutuhan rumah tangga; Garam adalah senyawa yang sangat  dikenal. Garam dapur sangat dibutuhkan.  Tanpa garam dapur  cita rasa makanan menjadi hambar.

Tabel 8.15.  Beberapa senyawa garam dalam bahan makanan kebutuhan

rumah tangga

Nama	Rumus	Nama Dagang	Kegunaan
natrium klorida natrium hidrogen karbonat kalsium karbonat kalium nitrat kalium karbonat natrium fosfat amonium klorida	NaCl NaHCO3 CaCO3 KNO3 KCO3 Na3PO4 NH4Cl	garam dapur natrium bikarbonat /baking soda kalsit saltpeter potash TSP sal amoniak	cita rasa makanan cita rasa makanan bahan cat dan karet bahan pupuk, peledak bahan sabun dan kaca bahan pupuk , deterjen isi batrei kering

                               

Bahan Kimia Berbahaya

Bahan-bahan kimia baik yang digunakan di rumah, maupun di laboratorium atau industri umumnya memiliki dampak negatif yang membahayakan kehidupan. Oleh karena itu sifat  spesifik atau karakteristik bahan harus diketahui supaya dapat dicegah pengaruh buruknya. Untuk mencegah bahaya yang tidak diinginkan maka biasanya pada kemasan bahan kimia selalu dicantumkan simbol atau tanda khusus yang menunjukan karakteristik bahan.

1.     Simbol dan Karakteristik Bahan Kimia Berbahaya

a.    Bahan Mudah Meledak ( Explosive);

Jenis bahan dengan simbol ini mudah  meledak karena pukulan/benturan, gesekan, dan  pemanasan. Dapat juga meladak karena dicampur dengan bahan oksidator. Risiko ledakan tergantung jenis bahannya. Contohnya seperti senyawa 2,4,6-trinitrotoluen (TNT), 2,4 dinitrotoluena, dibenzoilperoksida.

b.    Bahan Mudah Terbakar (flammable);

Titik nyala dari kategori bahan ini kurang lebih 21oC. Beberapa jenis diantaranya bahkan bisa terbakar pada  temperatur kamar tanpa tambahan pasokan energi dari luar. Contohnya seperti Al alkil fosfor, fosfor putih, hidrida,  aseton, benzena, logam natrium..

c.    Bahan Sangat mudah Terbakar (Extremely flammable);

Bahan dengan simbol ini sangat mudah terbakar. Memiliki titik nyala di bawah 0oC dan titik didih kurang lebih 35oC. Pada  lingkungan normal jenis bahan ini  sangat mudah meledak bila bercampur dengan udara bebas. Contohnya seperti dietil eter dan gas propana.

d.    Bahan Beracun (Toxic);

Bahan kimia yang ditandai dengan notasi ini ’ pada kadar rendah dapat menyebabkan kesehatan tubuh terganggu, pada kadar tinggi bisa mematikan. Masuknya bisa melalui mulut atau kontak permukaan kulit. Contoh bahannya seperti methanol dan bensena.

e.    Bahan Sangat Beracun (Very Toxic);

Bahan dengan notasi sangat beracun dapat   memtikan. Masuknya bisa melalui mulut, hidung atau kontak permukaan kulit. Contohnya seperti kalium sianida, hidrogen sulfida, nitrobenzene dan  atripin

f.     Bahan Berbahaya (Harmful);

Notasi ini diberikan untuk jenis bahan kimia yang membahayakan kesehatan manusia tetapi tidak dipastikan apakah berupa efek karsinogenik atau kangker, gangguan pernafasaan dan gangguan pencernaan makanan. Contohnya seperti senyawa piridyn, etilen glikol, diklorometan.

g.    Bahan Iritasi (Irritant);

Bahan dengan notasi ini bisa menimbulkan iritasi kulit bila berkontak langsung. Dalam jumlah banyak dapat menyebabkan peradangan sekitar permukaan kulit. Contohnya seperti : senyawa isopropilamina, kalsium klorida,  asam dan basa encer.

h.    Bahan Korosif (Corrosive);

Jenis bahan yang diberi notasi ini sangat reaktif terhadap kulit. Dapat mengakibatkan kerusakan apabila kontak dengan jaringan tubuh atau bahan logam. Contohnya seperti Klor, belerang dioksida, asam klorida, asam sulfat dan soda api (NaOH).

i.     Bahan perusak lingkungan;

Senyawa kimia dengan notasi ini dapat menyebabkan kerusakan pada  sistem lingkungan hidup. Efek nyatanya seperti kematian tanaman atau organisme tertentu. Contoh bahan perusak lingkungan seperti tributil timah klorida, tetraklorometan, sabun, dan petroleum bensin.

j.     Bahan Radioaktif;

Bahan radioaktif memamg sangat berbahaya. Kerusakan yang ditimbulkan biasanya bersifat permanen. Bahkan ada beberapa kelainan  dapat diwariskan secara turun temurun. Contoh bahan radioaktif seperti senyawa uranium.

k.    Bahan  bertekanan (Compressed gases);

Notasi ini diberikan untuk jenis gas atau cair yang disimpan dibawah tekanan tertentu. Perubahan tekanan bisa menimbulkan ledakan.

  

l.     Bahan Karsinogenik;

Bahan dengan notasi ini dapat menyebabkan kangker. Pada stadium pertumbuhan kangker tertentu bisa mematikan. Contohnya seperti : benzena, benzidin, asbestos, naftilamin, senyawaan nikel, vinyl klorida, warfarin, roaccutane.

m.  Bahan Oksiator;

Jenis bahan dengan notasi ini memang tidak mudah terbakar akan tetapi oksigen yang dihasilkannya dapat menimbulkan kebakaran. Contohnya seperti : Hidrogen peroksida, kalium klorat, kalium permanganat, asam nitrat, ammonium nitrat.

2.     Mencegah Bahaya Penggunaan Bahan Kimia di Rumah dan di Tempat Kerja

Kebanyakan jenis bahan kimia baik yang digunakan di rumah maupun di dunia industri atau pengobatan selalu membawa  dampak negatif  bagi  kesehatan tubuh dan lingkungan.  Aneka bahan penyedap kimia misalnya, di satu membuat makanan terasa lebih  lesat tetapi di sisi lain bisa mengganggu kerja saraf dan otot yang berakibat pada kelumpuhan.  Limbah bahan pembersih kimia seperti rinso dan soklin dapat merusak kesuburan dan menjadi racun mematikan bagi organisme tanah.  Sering juga kita dengar berita kecelakaan yang berhubungan dengan penggunaah bahan-bahan kimia di pabrik, laboratorium dan rumah sakit.

Kecelakaan atau timbulnya  risiko karena penggunaan bahan kimia pada dasarnya disebabkan oleh faktor sikap serta wawasan  sang pemakainya.  Keterbatasan pengetahuan, sikap ceroboh, tidak taat prosedur dan tidak disiplin dalam bekerja  merupakan kelemahan yang bisa memperbesar risiko.  Untuk mekecilkan risiko penggunaan bahan kimia perlu diperhatikan hal-hal berikut ini :

a.    Gunakan bahan-bahan kimia yang dianjurkan para pakar dan hindari bahan-bahan yang tidak dianjurkan;

b.    Pelajari dan pahami dengan baik karakteristik bahan kimia yang hendak digunakan termasuk kemungkinan risiko yang ditimbulkannya;

c.     Pahami prosedur pennggunaannya dan patuhi kedisiplinan dalam bekerja;

d.    Hindari pembuangan limbah bahan kimia secara langsung ke lingkungan tanpa melalui daur ulang.

e.    Simpan bahan-bahan kimia yang belum digunakan pada tempat yang aman dalam arti bebas dari jangkauan  anak-anak, sumber api  dan tekanan tinggi.

f.     Gunakan selalu alat pengaman sesuai anjuran;

Berikan pertolongan pertama pada korban kecelakaan karena bahan kimia dan segera hubungi paramedis.