Kimia dan Fisika

Materi disebut juga zat adalah sesuatu yang memiliki massa, volume dan sifat-sifat.

Ø   Wujud materi

-          Menurut wujudnya materi dikelompokkan menjadi tiga yaitu : padat, cair dan gas.

-          Materi yang tergolong dalam wujud gas, misalnya : udara, gas bumi, gas elpiji, uap air, gas kapur, kapur barus.

-          Materi dalam wujud cair misalnya : air, minyak goreng, alkohol, bensin, solar, larutan gula, air laut.

-          Materi dalam wujud padat misalnya : baja, batu dan kapur.

Ø   Sifat Materi

-          Jenis materi dikenal berdasarkan sifat-sifatnya dan dibedakan menjadi dua macam, yaitu sifat kimia dan sifat fisika

a.       Sifat fisika : Yaitu sifat materi yang berkaitan dengan peristiwa fisika, misalnya : massa jenis, titik didih, titik lebur, kalor lebur, rasa, warna, dan bau

Contoh : – Hidrogen sulfida, zat yang tidak dapat dilihat, karena tidak dapat dilihat tetapi dikenal dengan baunya.

b.      Sifat Kimia : Sifat kimia adalah sifat suatu materi yang berkaitan dengan peristiwa kimia yang meliputi

-          Keterbakaran : Tingkat kemudahan suatu materi dapat terbakar

-          Kereaktipan : Mudah atau tidaknya suatu materi bereaksi

Ø   Perubahan Materi

-          Materi dapat mengalami perubahan jika dipengaruhi oleh energi kalor, listrik atau kimia perubahan materi dibedakan dalam dua macam yaitu perubahan fisika dan perubahan kimia

a.       Perubahan fisika : Suatu materi mengalami perubahan fisika, jika jenisnya tidak berubah, meskipun sifat-sifat fisikanya mengalami perubahan. Misalnya : Es jika dipanasi berubah air selanjutnya menjadi uap. Dalam peristiwa ini terjadi perubahan wujud, yaitu pada menjadi cair akhirnya menjadi, tetapi jenis zat tetap yaitu air.

b.       Perubahan Kimia: Suatu materi mengalami perubahan kimia jika jenis zat berubah

-          Perubahan kimia disebut juga reaksi kimia atau reaksi

Ø  Klasifikasi materi

-          Zat-zat yang kita temukan di alam semesta ini hanya ada dua kemungkinan, yaitu adalah zat tunggal dan campuran

a.       Zat tunggal

Zat tunggal adalah materi yang memiliki susunan partikel yang tidak mudah dirubah dan memilik komposisi yang tetap. Zat tunggal dapat diklasifikasikan sebagai unsur dan senyawa. Zat tunggal berupa unsur didefinisikan sebagai zat yang tidak dapat diuraikan menjadi zat lain yang lebih sederhana. Unsur besi tidak bisa diuraikan menjadi zat lain, jika ukuran besi ini diperkecil, maka suatu saat akan didapatkan bagian terkecil yang tidak dapat dibagi lagi dan disebut dengan atom besi. Unsur di alam dapat dibagi menjadi dua bagian besar yaitu unsur logam dan bukan logam (bukan logam). Unsur logam umumnya berbentuk padat kecuali unsur air raksa atau mercury (Hg), menghantarkan arus listrik dan panas. Logam permukaannya mengkilat dapat ditempa menjadi plat ataupun kawat. Saat ini kita lebih mengenal dengan nama aliasnya, seperti unsur Ferum dengan lambang Fe yang kita kenal dengan Besi. Aurum dengan lambang Au adalah unsur Emas, dan Argentum (Ag) untuk unsur Perak. Unsur bukan logam memilki sifat yang berbeda seperti; tidak dapat menghantarkan arus listrik, panas dan bersifat sebagai isolator. Permukaan atau penampang unsurnya tidak mengkilat kecuali unsur Karbon. Wujud unsur ini berupa gas, sehingga tidak dapat ditempa. Secara umum unsur bukan logam juga sudah kita kenal, seperti Oksigen dengan lambang O, Nitrogen dengan lambang N, dan unsur Sulfur dengan lambng S, dalam istilah kita adalah Belerang. Zat tunggal berupa senyawa didefinisikan sebagai zat yang dibentuk dari berbagai jenis unsur yang saling terikat secara kimia dan memiliki komposisi yang tetap. Senyawa terdiri dari beberapa unsur, maka senyawa dapat diuraikan menjadi unsur-unsurnya dengan proses tertentu.  Contoh senyawa yang paling mudah kita kenal adalah air. Senyawa air diberi lambang H2O. Senyawa air terbentuk oleh dua jenis unsur yaitu unsur Hidrogen (H) dan unsur Oksigen (O), dengan komposisi 2 unsur H dan satu unsur O.  Gambar 1.11 menjelaskan perbedaan unsur dan senyawa. Di alam senyawa dapat dikelompokkan menjadi dua bagian yaitu senyawa Organik dan senyawa Anorganik, pengelompokkan didasari pada unsur-unsur pembentuknya Senyawa Organik didefinisikan sebagai senyawa yang dibangun oleh unsur karbon sebagai kerangka utamanya. Senyawa-senyawa ini umumnya berasal dari makhluk hidup atau yang terbentuk oleh makhluk hidup (organisme). Senyawa ini mudah kita jumpai seperti ureum atau ure terdapat pada air seni (urin). Gula pasir atau sakarosa yang banyak terdapat didalam tebu dan alkohol merupakan hasil fermentasi dari lautan gula. Senyawa Anorganik adalah senyawa-senyawa yang tidak disusun dari atom karbon, umumnya senyawa ini ditemukan di alam, beberapa contoh senyawa ini seperti garam dapur (Natrium klorida) dengan lambang NaCl, alumunium hdroksida yang dijumpai pada obat maagh, memiliki lambang Al(OH)3. Demikian juga dengan gas yang terlibat dalam proses respirasi yaitu gas oksigen dengan lambang O 2 dan gas karbon dioksida dengan lambang CO2. Asam juga merupakan salah satu senyawa anorganik yang mudah kita kenal misalnya asam nitrat (HNO3), asam klorida (HCl) dan lainnya.

b.      Zat campuran

Campuran adalah materi yang disusun oleh beberapa zat tunggal baik berupa unsur atau senyawa dengan komposisi yang tidak tetap. Dalam campuran sifat dari materi penyusunnya tidak berubah. Contoh sederhana dari campuran dapat kita jumpai di dapur misalnya saus tomat. Campuran ini mengandung karbohidrat, protein, vitamin C dan masih banyak zat zat lainnya. Sifat karbohidrat, protein dan vitamin C tidak berubah. Campuran dapat kita bagi menjadi dua jenis, yaitu campuran homogen dan campuran heterogen. Campuran homogen adalah campuran serba sama yang materi-materi penyusunnya berinteraksi, namun tidak membentuk zat baru. Untuk lebih jelasnya kita perhatikan contohnya larutan gula dalam sebuah gelas Larutan ini merupakan campuran air dengan gula, jika kita coba rasakan, maka rasa larutan diseluruh bagian gelas adalah sama manisnya, baik yang dipermukaan ditengah maupun dibagian bawah. Campuran homogen yang memiliki pelarut air sering disebut juga dengan larutan. Campuran homogen dapat pula berbentuk sebagai campuran antara logam dengan logam, seperti emas 23 karat merupakan campuran antara logam emas dan perak. Kedua logam tersebut memadu sehingga tidak tampak lagi bagian emas atau bagian peraknya. Campuran logam lain seperti perunggu, alloy, amalgam dan lain sebagainya. Campuran heterogen adalah campuran serbaneka, dimana materi-materi penyusunnya tidak berinteraksi, sehingga kita dapat mengamati dengan jelas dari materi penyusun campuran tersebut. Campuran heterogen tidak memerlukan komposisi yang tetap seperti halnya senyawa, jika kita mencampurkan dua materi atau lebih maka akan terjadi campuran. Contoh yang paling mudah kita amati dan kita lakukan adalah mencampur minyak dengan air, kita dapat menentukan bagian minyak dan bagian air dengan indera mata kita. Perhatikan pula susu campuran yang kompleks, terdiri dari berbagai macam zat seperti protein, karbohidrat, lemak, vitamin C dan E dan mineral

Unsur dan Sistem Periodik Unsur

Unsur adalah zat murni yang dapat diuraikan lagi menjadi zat lain yang lebih sederhana dengan reaksi kimia biasa. Penulisan lambang unsur mengikuti aturan sebagai berikut:

Lambang unsur diambil dari singkatan nama unsur. Beberapa lambang unsur berasal dari bahasa Latin atau Yunani nama unsur tersebut. Misalnya Fe dari kata ferrum (bahasa latin) sebagai lambang unsur besi.

Lambang unsur ditulis dengan satu huruf kapital.

Untuk Unsur yang dilambangkan dengan lebih dengan satu huruf, huruf pertama lambang ditulis dengan huruf kapital dan huruf kedua/ketiga ditulis dengan huruf kecil.

Unsur-unsur yang memiliki nama dengan huruf pertama sama maka huruf pertama lambang unsur diambil dari huruf pertama nama unsur dan huruf kedua diambil dari huruf lain yang terdapat pada nama unsur tersebut. Misalnya, Ra untuk radium dan Rn untuk radon.

Pada suhu kamar (25 C) unsur dapat berwujud Padat, Cair,dan Gas, secara umum unsur terbagi menjadi dua kelompok yaitu:

Unsur Logam: umumnya unsur logam diberi nama akhiran ium. Umumnya logam ini memiliki titik didih tinggi, mengilap, dapat dibengkokan  , dan dapt menghantarkan panas atau arus listrik.

Unsur Non Logam: umumnya memiliki titik didih rendah, tidak mengkilap,kadang-kadang rapuh tak dapat dibengkokkan dan sukar menghantarkan panas atau arus listrik.

Senyawa adalah zat yang terbentuk dari penggabungan unsur-unsur dengan pembagian tertentu. Senyawa dihasilkan dari reaksi kimia antara dua unsur atau lebih melalui reaksi pembentukan. Misalnya, karat besi (hematit) berupa Fe2O3 dihasilkan oleh reaksi besi (Fe) dengan oksigen (O). Senyawa dapat diuraikan menjadi unsur-unsur pembentuknya melalui reaksi penguraian.

Senyawa mempunyai sifat yang berbeda dengan unsur-unsur pembentuknya. Senyawa hanya dapt diuraikan menjadi unsur-unsur pembentuknya melalui reaksi kimia. Pada kondisi yang sama, senyawa dapat memiliki wujud berbeda dengan unsur-unsur pembentuknya. Sifat fisika dan kimia senyawa berbeda dengan unsur-unsur pembentuknya. Misalnya reaksi antara gas hidrogen dan gas oksigen membentuk senyawa air yang berwujud cair.

Campuran adalah gabungan dari dua zat atau lebih yang hasil penggabungan nya masih mempunyai sifat yang sama dengan zat aslinya. Misalnya, campuran antara air dan gula menghasilkan cairan yang berasa manis.

Campuran dapat berupa gabungan unsur, senyawa, atau keduanya. Campuran Homogen memiliki komposisi maupun wujud yang seragam. Misalnya air gula dan santan. Sebaliknya campuran heterogen memiliki komposisi yang tidak seragam. Misalnya, campuran antara air dan pasir. Campuran dapat dipisahikan menjadi zat-zat penyusun berdasarkan perbedaan sifat zat-zat penyusunnya, misalnya dengan penyaringan.

Penulisan unsur dipermudah dengan adanya lambang unsur. Bagaimana mempermudah penulisan susunan senyawa? Caranya dengan menggunakan rumus kimia, yaitu gabungan lambang unsur sesuai unsur yang menyusun senyawa. Misalnya, lambang unsur natrium adalah Na dan lambang unsur klorin adalah Cl. Jika natrium direaksikan dengan klorin akan menghasilkan senyawa natrium klorida dengan rumus kimia NaCl. Nama umum NaCl ialah garam dapur.

Sistem periodik unsur modern disusun berdasarkan kenaikan nomor atom dan kemiripan sifat. Lajur horizontal, yang selanjutnya disebut periode, disusun menurut kenaikan nomor atom, sedangkan lajur vertikal, yang selanjutnya disebut golongan, disusun menurut kemiripan sifat.

Unsur segolongan bukannya mempunyai sifat yang sama, melainkan mempunyai kemiripan sifat. Setiap unsur memiliki sifat khas yang membedakannya dari unsur lainnya. Unsur-unsur dalam sistem periodik dibagi menjadi dua bagian besar, yaitu unsur-unsur yang menempati golongan A yang disebut unsur golongan utama, dan unsur-unsur yang menempati golongan B yang disebut unsur transisi (James E. Brady, 1990).

Sistem periodik unsur modern yang disebut juga sistem periodik bentuk panjang, terdiri atas 7 periode dan 8 golongan. Periode 1, 2, dan 3 disebut periode pendek karena berisi sedikit unsur, sedangkan periode lainnya disebut periode panjang. Golongan terbagi atas golongan A dan golongan B. Unsur-unsur golongan A disebut golongan utama, sedangkan golongan B disebut golongan transisi. Golongan-golongan B terletak antara golongan IIA dan IIIA. Golongan B mulai terdapat pada periode 4.

Dalam sistem periodik unsur yang terbaru, golongan ditandai dengan golongan 1 sampai dengan golongan 18 secara berurutan dari kiri ke kanan. Dengan cara ini, maka unsur transisi terletak pada golongan 3 sampai dengan golongan 12.

a. Periode

Sistem periodik unsur modern mempunyai 7 periode. Unsur-unsur yang mempunyai jumlah kulit yang sama pada konfigurasi elektronnya, terletak pada periode yang sama.

Nomor Periode = Jumlah Kulit

b. Golongan

Sistem periodik unsur modern mempunyai 8 golongan utama (A). Unsur-unsur pada sistem periodik modern yang mempunyai electron valensi (elektron kulit terluar) sama pada konfigurasi elektronnya, maka unsur-unsur tersebut terletak pada golongan yang sama (golongan

utama/A).

Nomor Golongan = Jumlah Elektron Valensi

Ø  Energi, Macam-Macam Energi dan Contoh

Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja (usaha). Satuan energi menurut Satuan Internasional (SI) adalah joule, satuan energi yang lain: erg, kalori, dan kWh. Satuan kWh biasa digunakan untuk menyatakan energi listrik, dan kalori biasanya untuk energi kimia.

Konversi satuan energi:

1 kalori = 4,2 joule

1 joule = 0,24 kalori

1 joule = 1 watt sekon

1 kWh = 3.600.000 joule

Beberapa bentuk energi antara lain:

- Energi kimia adalah energi yang terkandung dalam zat, misal makanan, bahan bakar atau aki.

- Energi listrik, berasal dari arus listrik.

- Energi cahaya merupakan gelombang elektromagnetik, misal yang dipancarkan dari matahari atau lampu pijar.

- Energi bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar, misal gitar yang dipetik atau bel listrik.

- Energi nuklir berasal dari reaksi pembelahan atom (reaksi fisi) atau penggabungan atom (reaksi fusi).

- Energi mekanik dimiliki benda karena sifat geraknya, misal air terjun.

Hukum kekekalan energi “Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain”

-          Energi Mekanik: adalah energi yang dimiliki suatu benda karena sifat geraknya. Energi mekanik terdiri dari energi potensial dan energi kinetik.

Secara matematis dapat dituliuskan :

Em = Ep + Ek

Em = Energi Mekanik

-          Energi Potensial: adalah energi yang dimiliki benda karena posisinya (kedudukan) terhadap suatu acuan. Sebagai contoh sebuah batu yang kita angkat pada ketinggian tertentu memiliki energi potensial, jika batu kita lepas maka batu akan melakukan kerja yaitu bergerak ke bawah atau jatuh. Jika massa batu lebih besar maka energi yang dimiliki juga lebih besar, batu yang memiliki energi potensial ini karena gaya gravitasi bumi, energi ini disebut energi potensial bumi.

Energi potensial bumi tergantung pada massa benda, gravitasi bumi dan ketinggian benda. Sehingga dapat dirumuskan:

Ep = m.g.h

Ep = Energi potensial

m = massa benda

g = gaya gravitasi

h = tinggi benda

-          Energi Kinetik: adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya. Makin besar kecepatan benda bergerak makin besar energi kinetiknya dan semakin besar massa benda yang bergerak makin besar pula energi kinetik yang dimilikinya.

Secara matematis dapat dirumuskan:

Ek = 1/2 ( m.v2 )

Ek = Energi kinetik

m = massa benda

v = kecepatan benda