KIMIA
DAN FISIKA
A. Pendahuluan
KIMIA FISIKA (Physical Chemistry)
adalah ilmu yang
mempelajari perubahan kimia berdasarkan sifat-sifat fisika yang karakteristik
dalam setiap zat/materi beserta transformasi energi yang terjadi dalam setiap
perubahan tersebut.
Sifat Zat: tabiat yang
menjadi ciri khas suatu zat tertentu.
Klasifikasi sifat zat
1:
a. Sifat intensif:
sifat yang tidak tergantung jumlah zat, merupakan sifat yang berhubungan dengan
jenisnya: massa jenis, temperatur, tekanan, daya hantar, density, titik didih
dll.
b. Sifat ekstensif:
sifat yang bergantung dengan jumlah zat. Jika jumlahnya berubah, sifatnya
berubah: volume, berat, bentuk dll.
Klasifikasi sifat zat
2:
a. Sifat Fisika: sifat
yang menunjukkan kwalitas zat tsb.: wujud, bau, rasa, warna, titik didih dll.
b. Sifat Kimia: sifat
yang ada hubungannya dengan reaksi kimia: logam Natrium sangat reaktif thd air,
besi bersifat korosif bila pada udara yang lembab dll.
B. Teori
1.Pengertian,sifat materi,perubahan
materi dan klasifikasi materi
Materi
adalah segala sesuatu yang menempati ruang dan mempunyai massa. Semua benda
yang kita temui tersusun oleh materi. Makin besar massa suatu benda, makin
banyak materinya dan sebaliknya. Massa adalah jumlah zat atau materi yang
terkandung dalam suatu benda. Suatu materi apapun bentuknya ada 3 wujud, yaitu
padat, cair, gas. Berdasarkan hasil penelitian terbaru muncul wujud zat yang
keempat yaitu plasma. Ketiga wujud materi yang sudah kita
bahas pada dasarnya memiliki sifat-sifat tertentu. Secara umum sifat tersebut
dapat kita bagi menjadi dua macam, yaitu sifat kimia dan sifat fisika, lihat
Gambar 1.4.
Sifat fisika dari sebuah materi adalah sifat-sifat yang
terkait dengan perubahan fisika, yaitu sebuah sifat yang dapat diamati karena
adanya perubahan fisika atau perubahan yang tidak kekal.Air sebagai zat cair
memiliki sifat fisika seperti mendidih pada suhu 100oC. Sedangkan logam
memiliki titik lebur yang cukup tinggi, misalnya besi melebur pada suhu 1500oC.Sifat
Kimia dari sebuah materi merupakan sifat-sifat yang dapat diamati muncul pada
saat terjadi perubahan kimia. Untuk lebih mudahnya, kita dapat mengamati dua
buah zat yang berbeda misalnya minyak dan kayu. Jika kita melakukan pembakaran,
maka minyak lebih mudah terbakar dibandingkan kayu, sehingga mudah tidaknya
sebuah zat terbakar merupakan sifat kimia dari zat tersebut. Beberapa sifat
kimia yang lain adalah bagaimana sebuah zat dapat terurai, seperti Batu kapur
yang mudah berubah menjadi kapur tohor yang sering disebut dengan kapur sirih
dan gas karbon dioksida.
Para ilmuwan mengklasifikasikan
materi menjadi dua kelompok yaitu :
1. zat tunggal (unsur dan senyawa)
2. campuran
Unsur Unsur adalah zat tunggal
yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat lain dengan rekasi kimia biasa.
Di alam terdapat 92 jenis unsur
alami dan sisanya unsur buatan. Jumlah keseluruhan di alam kira-kira terdapat
106 unsur.
Unsur dikelompokkan menjadi 3
bagian yaitu :
1. Unsur logam
2. Unsur non Logam
3. Unsur Semi Logam
Senyawa
Senyawa adalah gabungan dari
beberapa unsur yang terbentuk melalui rekasi kimia.
Campuran
Campuran adalah gabungan beberapa
zat dengan perbandingan tidak tetap tanpa melalui reaksi kimia.
2.
Pengenalan unsur dan sistem prodik unsur
a. Pengenalan 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:
1. 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.
2.
Lambang unsur ditulis dengan satu huruf kapital.
3. Untuk Unsur yang dilambangkan dengan
lebih dengan satu huruf, huruf pertama lambang ditulis dengan huruf capital dan
huruf kedua/ketiga ditulis dengan huruf kecil.
4. 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, Rauntuk
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:
1.
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
2.
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.
b.
Sistem prodik unsur
Pengertian Sistem Periodik Unsur
Sistem periodik
memperlihatkan pengelompokkan atau susunan unsur- unsur dengan tujuan mempermudah dalam mempelajari sifat-sifat
berbagai unsur yang berubah secara
periodik.
Sejarah Perkembangan Sistem Periodik Unsur
Usaha-usaha untuk
mengelompokkan unsur-unsur telah dimulai sejak para ahli menemukan semakin banyaknya unsur di
alam. Pengelompokkan unsur-unsur ini dimaksudkan agar unsur-unsur tersebut mudah
dipelajari. Beberapa ahli mengelompokkan unsur-unsur tersebut berdasarkan
penelitian yang dilakukan.
1)Triade
Dobereiner
Pada tahun 1829, Johann Dobereiner
mengelompokkan unsure berdasarkan kemiripan
sifat ke dalam tiga kelompok yang disebut triade. Dalam triade, sifat unsur kedua merupakan sifat antara unsur
pertama dan unsur ketiga. Contohnya: suatu
triade Li-Na-K terdiri dari Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K) yang mempunyai kemiripan sifat. Dia juga
menemukan bahwa massa atom unsur kedua adalah
rata-rata massa atom unsur pertama dan unsur ketiga. Tabel pengelompokkan unsur dapat dilihat pada Tabel
1. Contohnya: massa atom unsur Na adalah
rata-rata massa atom unsur Li dan massa atom unsur K.
3.
Pengertian macam dan contoh
a.
Pengertian
Energi
Energi berasal dan bahasa
Yunani”energia” yang berarti kegiatan atau aktivitas. Kata Itu terdiri dan en
(dalam) dan ergon (kerja). Jadi, PENGERTIAN ENERGI adalah kemampuan untuk
melakukan usaha/kerja. Dalam satuan SI energi dinyatakan dalam joule (J).
Satuan energi lainnya adalah kalori (kal). James Presecott Joule menunjukkan
hubungan antara kalori dan joule, yaitu: 1 kalori 4,18 joule atau 1 joule 0,24
kalori
2. Macam-macam energi dan contohnya
a. Energi Kimia
Perhatikan sebuah senter
yang ada di rumahmu atau yang ada di laboratorium sekolah, kemudian nyalakan. Mengapa lampu
senter bisa menyala? Lampu senter bisa menyala karena ada sumber energi yaitu
batu baterai. Batu baterai memiliki energi kimia. Dalam kehidupan sehari-hari
sumber energi kimia antara lain: makanan, bahan bakar minyak, kayu bakar, dan
aki. Jadi, energi kimia adalah energi yang tersimpan dalam senyawa-senyawa
kimia.
b. Energi Kinetik
Perhatikan ketika sebuah bola yang
ditendang mengenai kaca, maka kaca
akan pecah. Mengapa demikian? Bola yang bergerak memiliki energi kinetik
sehingga mampu memecahkan kaca. Jadi, energi kinetik adalah energi yang
dimiliki oleh benda yang bergerak. Contohnya mobil yang bergerak, angin yang
berhembus, dan baling-baling kipas angin yang bergerak.
c. Energi Listrik
Energi
listrik timbul dan perpindahan muatan-muatan listrik. Listrik merupakan salah satu bentuk energi yang paling banyak
digunakan. Misalnya, listrik untuk peralatan rumah tangga (magic jar, setrika,
kompor listrik), peralatan elektronik, dan lampu penerangan.
d. Energi Kalor
Energi listrik dapat diubah
menjadi energi kalor/panas. Misalnya pada setrika listrik, kompor listrik, solder listrik,
dan alat pengering rambut (hair dryer).
e. Energi Cahaya
Perhatikan ruangan kamu malam han. Tanpa
cahaya lampu, ruangan akan gelap. Tanpa cahaya kita tidak bisa melihat apapun.
Kita bisa melihat karena ada sumber cahaya atau benda memantulkan cahaya ke
mata kita. Selain itu, cahaya juga dibutuhkan oleh tumbuhan. Sumber energi
cahaya antara lain: cahaya Matahari dan cahaya lampu.
f. Energi Otot
Energi otot adalah energi yang dihasilkan oleh
otot tubuh. Manusia dan hewan bisa
menggerakkan organ tubuhnya untuk melakukan aktivitas karena memiliki energi
otot.
g. Energi Bunyi
Energi bunyi adalah
energi yang dihasilkan oleh getaran benda. Contohnya, bunyi bel listrik, bunyi orang berbicara, dan
bunyi alat-alat musik. Adanya bunyi
memungkinkan kita dapat menikmati suara musik yang merdu, karena energi bunyi
mampu menggetarkan gendang telinga sehingga bunyi bisa terdengar. Bunyi
memiliki energi, buktinya bunyi halilintar bisa memecahkan kaca jendela.
h. Energi Nuklir
Energi nuklir terjadi
karena adanya reaksi fisi atau reaksi fusi dalam atom dan unsur radioaktif seperti uranium. Energi
nuklir bisa dimanfaatkan untuk sumber energi pada Pembangkit Listrik Tenaga
Nuklir.
i. Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang dimiliki
benda karena letak atau kedudukannya. Semua benda yang berada di atas
permukaan Bumi memiliki energi potensial karena adanyagravitasi Bumi.
Contohnya, buah mangga di pohonnya.
4. Sifat fisika,cabang-cabang fisika dan
hubungannya dengan pengetahuan lain
a. Sifat Fisika
sifat-sifat fisika tersebut :
- Wujud zat
Wujud zat dibedakan atas zat
padat, cair, dan gas. Zat tersebut dapat berubah dari satu wujud ke wujud lain. Beberapa
peristiwa perubahan yang kita kenal, yaitu : menguap, mengembun, mencair,
membeku, meyublim, dan mengkristal.
-
Warna
Setiap benda memiliki warna
yang berbeda-beda. Warna merupakan sifat fisika yang dapat diamati secara langsung. Warna
yang dimiliki suatu benda merupakan ciri tersendiri yang membedakan antara zat
satu dengan zat lain. Misal, susu berwarna putih, karbon berwarna hitam, paku
berwarna kelabu pudar dan lain–lain.
-
Kelarutan
Kelarutan suatu zat dalam pelarut tertentu
merupakan sifat fisika. Air merupakan
zat pelarut untuk zat-zat terlarut. Tidak semua zat dapat larut dalam zat
pelarut. Misal, garam dapat larut dalam air, tetapi kopi tidak dapat larut
dalam air.
-
Daya hantar listrik
Daya hantar listrik merupakan
sifat fisika. Benda yang dapat menghantarkan listrik dengan baik disebut
konduktor, sedangkan benda yang tidak dapat menghantarkan listrik disebut
isolator. Benda logam pada umumnya dapat menghantarkan listrik. Daya hantar
listrik pada suatu zat dapat diamati dari gejala yang ditimbulkannya. Misal,
tembaga dihubungkan dengan sumber tegangan dan sebuah lampu. Akibat yang dapat
diamati adalah lampu dapat menyala.
-
Kemagnetan
Berdasarkan sifat kemagnetan, benda
digolongkan menjadi dua yaitu benda magnetik dan benda non magnetik. Benda
magnetik adalah benda yang dapat ditarik kuat oleh magnet, sedangkan benda non
magnetik adalah benda yang tidak dapat ditarik oleh magnet.
- Titik Didih
Titik didih merupakan suhu ketika suatu zat
mendidih.
- Titik Leleh
Titik leleh merupakan suhu
ketika zat padat berubah menjadi zat cair.
b. MENJELASKAN APA YANG DIMAKSUD FISIKA DAN
CONTOHNYA
Sifat
fisika adalah perubahan yang dialami suatu benda tanpa membentuk zat baru.
Sifat ini dapat diamati tanpa mengubah zat-zat penyusun materi tersebut. Sifat
fisika antara lain wujud zat, warna, bau, titik leleh, titik didih, massa
jenis, kekerasan, kelarutan, kekeruhan, kemagnetan, dan kekentalan.
c.
MENYEBUTKAN CABANG-CABANG FISIKA DAN MENJELASKAN BAGAIMANA
HUBUNGAN DENGAN PENGETAHUAN LAINNYA
1. CABANG-CABANG FISIKA
a. Mekanika
Cabang
ilmu fisika yang mempelajari tentang gerak. Mekanika klasik terbagi dua : kinematika dan dinamika.
b. Mekanika Kuantum
c. Mekanika Fluida
Yang berkaitan dengan Listrik dan
Magnet :
1. Elektronika
2. Teknik Elektro atau Teknik Listrik
3. Elektrostatis
4. Elektrodinamis
5.
Bioelektromagnetik
6. Termodinamika
7. Fisika
Inti
8`
Fisika Gelombang
9. Fisika
Optik (Geometri)
10. Kosmografi/Astronomi
11. Fisika Kedokteran (Fisika Medis)
12.
Fisika Radiasi
13. Fisika lingkungan
15. Geofisika
c. FISIKA DAN ILMU PENGETAHUAN LAINNYA
Fisika merupakan ilmu yang sangat fundamental
diantara semua Ilmu Pengetahuan Alam. Misalnya saja pada Kimia, susunan molekul
dan cara-cara praktis dalam mengubah molekul tertentu menjadi yang lain
menggunakan metode penerapan hukum-hukum Fisika. Biologi juga harus bersandar
ketat pada ilmu fisika dan kimia untuk menerangkan proses-proses yang berlangsung
pada makhluk hidup. Tujuan mempelajari Ilmu Fisika adalah agar kita dapat
mengetahui bagian-bagian dasar dari benda dan mengerti interaksi antara
benda-benda, serta mampu menjelaskan mengenai fenomena-fenomena alam yang
terjadi. Walaupun fisika terbagi atas beberapa bidang, hukum fisika berlaku
universal. Tinjauan suatu fenomena dari bidang fisika tertentu akan memperoleh
hasil yang sama apabila di tinjau dari bidang fisika lain.
5.Pengukuran,Besaran dan
Dimensi
a. Pengukuran
Dalam ilmu fisika pengukuran dapat
dilakukan pada sesutau yang terdifinisi dengan jelas. Dengan
suatu cara dan perhitungan pengukuran ini barulah
memberikan hasilnya. Contoh : pengukuran benda-benda kuno.
b. Besaran
Besaran
pokok : Pada suatu pengukuran terdapat besaran-besaran yang dianggap
pokok dimana besaran ini dipakai sebagai dasar dari suatu pengukuran.
Besaran Turunan :
besaran-besaran yang diturunkan dari besaran pokok. Jadi besaran
turunan terdiri dari lebih dari satu besaran pokok.
c. Dimensi
Dimensi
menyatakan sifat fisis dari suatu besaran . Atau dengan kata lain dimensi merupakan simbul dari
besaran pokok, seperti terlihat dalam tabel 1. Dimensi
dapat dipakai untuk mengecek rumus – rumus fisika. Rumus fisika yang benar harus mempunyai dimensi yang sama
pada kedua ruas .
3.
MEMBEDAKAN PENGUKURAN BERDASARKAN SISTEM METRIK DAN SI
Dari
awalnya, kelengkapan utama dari sistem metrik adalah set standar dari beberapa
satuan dasar yang berhubungan dan set standar awalan pangkat sepuluh. Satuan-satuan
dasar ini digunakan untuk menurunkan satuan yang lebih besar atau kecil yang
dapat menggantikan angka yang luar biasa besar dari satuan yang sudah ada.
Meskipun awalnya sistem ini digunakan untuk keperluan komersial, pengembangan
satuan pengukuran koheren menjadikannya bisa digunakan untuk ilmu sains dan
rekayasa. Penggunaan sistem metrik yang tidak terkoordinasi oleh multidisiplin
ilmu yang berbeda-beda, terutama di akhir abad ke-19, menghasilkan pemilihan
satuan dasar yyang berbeda-beda, meskipun semuanya mengambil basis dari
definisi meter dankilogram yang sama. Pada abad ke-20, muncul usaha-usaha untuk
merasionalisasi satuan-satuan ini, maka di tahun 1960 CPGM merilis Sistem
Satuan Internasional, yang kemudian digunakan sebagai sistem metrik standar
internasional yang dikenal.
Selama evolusinya, sistem metrik
telah mengadopsi banyak satuan pengukuran. Diperkenalkannya SI kemudian
merasionalisasi cara satuan didefinisikan dan daftar satuan apa saja yang
digunakan. Satuan-satuan ini sekarang terdapat pada brosur resmi SI.Tabel di
bawah ini menunjukkan daftar satuan pengukuran pada katalog dan menunjukkan
faktor konversi yang menghubungkan satuan-satuan ini dengan satuan setara yang
pernah digunakan sebelum diadopsinya SI.
4. Analisis
Perubahan
fisika adalah perubahan yang bersifat sementara. Kegiatan yang termasuk
perubahan fisika antara lain:
- Perubahan pada lilin yang
menyala.
- Perubahan pada spatula baja
yang dipanaskan.
- Perubahan pada potongan
lilin yang dipanaskan pada sendok.
Ciri-ciri perubahan fisika yaitu tidak menghasilkan zat baru. Bau, suhu,
wujud, dan warna materi tidak berubah serta tidak menghasilkan endapan.
Perubahan kimia adalah perubahan yang melibatkan sifat materi secara
kekal. Kegiatan yang termasuk Perubahan Kimia:
- Perubahan pada serbuk
belerang yang dipanaskan pada sendok.
- Perubahan pada gula pasir
yang dipanaskan pada sendok.
- Perubahan pada pita
magnesium yang dibakar dalam nyala api spiritus.
- Perubahan pada potongan pita
magnesium dimasukkan ke dalam larutan HCl 1 M.
- Perubahan yang terjadi
setelah pencampuran antara larutan KI dan larutan Pb(NO3)2.
Ciri-ciri perubahan kimia, yaitu: mengalami perubahan warna,
menghasilkan bau (gas), membentuk endapaan, mengalami perubahan suhu, dan
menghasilkan zat baru.
5.
Referensi
0 comments:
Post a Comment