Ilmu Kimia

Ilmu Kimia – Pengantar

Hampir semua hal dlm kehidupan kita melibatkan “kimia”, baik materi kimia, reaksi kimia, energi kimia, & lain-lain. Pada awal peradaban insan, tatkala Zaman Batu beralih ke Zaman Perunggu & Zaman Besi, insan tak menyadari bahwa mereka sudah melaksanakan reaksi kimia tatkala mengganti material yg mereka peroleh & kenal selaku ‘batu’−dikala ini kita kenal sebagai mineral−menjadi banyak sekali logam.

Peradaban insan berikutnya makin berkembang seiring dgn kemampuan untuk mentransformasi berbagai material menjadi lebih bermacam-macam & memiliki kegunaan, seperti gelas, perhiasan, koin, keramik, & lain-lain. Semua perkembangan ini tak akan terjadi tanpa adanya kimia. Oleh alasannya itu, tidaklah mengherankan jikalau ilmu kimia disebut sebagai central science (sentra dr ilmu pegetahuan). Ilmu kimia memegang peranan yg sangat penting dlm perkembangan berbagai ilmu wawasan lainnya, mirip biologi, farmasi, kedokteran, pertanian, fisika, geologi, ilmu material, ilmu teknik, & lain-lain.

Gambaran Umum

Kimia merupakan ilmu yg mempelajari materi & pergantian yg dialaminya. Materi adalah segala sesuattu yg menempati ruang & memiliki massa. Semua objek yg kita lihat di sekitar kita hampir seluruhnya tersusun dr materi. Gas-gas yg berada di atmosfer, walaupun tak terlihat oleh mata, pula merupakan materi−menempati ruang & memiliki massa. Namun, cahaya matahari walaupun terlihat tak termasuk materi alasannya merupakan suatu bentuk energi.

Unit penyusun terkecil dr materi yaitu atom. Masing-masing unsur terdiri dr atom-atom sejenis yg khas untuk setiap unsur. Sifat dr suatu materi berkaitan dgn jenis atom-atom penyusun (komposisi) serta susunan atom-atom tersebut (struktur). Inilah yg menjadi esensi ilmu kimia, yakni keterkaitan sifat & perilaku atom-atom pada skala submikroskopik dgn pengamatan materi di sekeliling kita pada skala makroskopik.

Ruang Lingkup Kimia

Ilmu kimia mempelajari materi melingkupi susunan (komposisi), struktur, sifat, pergeseran materi, serta energi yg menyertai perubahan tersebut. Berikut akan dibahas satu per satu terminologi dasar yg perlu diketahui untuk lebih memahami kimia.

1. Komposisi

Komposisi mengacu pada serpihan-kepingan atau komponen-komponen dr sampel suatu materi & perbandingan relatifnya. Air murni tersusun dr dua jenis unsur, yakni hidrogen & oksigen dlm perbandingan tetap tertentu. Berdasarkan massanya, komposisi air ialah 11,19% hidrogen & 88,81% oksigen. Hidrogen peroksida, suatu senyawa yg biasa dipakai dlm antiseptik & pemutih, pula tersusun dr hidrogen & oksigen, tetapi dgn komposisi yg berbeda. Komposisi hidrogen peroksida berdasarkan massa yaitu 5,93% hidrogen & 94,07% oksigen.

2. Struktur

Struktur mengacu pada penyusunan (penataan) ruang dr partikel-partikel penyusun materi. Struktur menunjukkan citra bagaimana partikel-partikel tersebut saling terikat. Intan & grafit, keduanya sama-sama cuma tersusun dr unsur karbon, tetapi keduanya mempunyai struktur yg berlawanan. Atom-atom karbon pada grafit tersusun dlm bentuk lapisan-lapisan. Pada intan, setiap atom karbon berikatan dgn empat atom karbon tetangganya membentuk jaringan kerangka tetrahedral.

3. Sifat

Sifat mengacu pada atribut yg dijadikan selaku pembeda antara sampel materi yg satu dgn yg lainnya. Setiap jenis materi mempunyai sifat khas yg membedakannya dr yg lain. Berdasarkan pergeseran yg terjadi pada materi, sifat materi dibedakan menjadi sifat fisis & sifat kimia. Sifat fisis dapat diamati tanpa mengganti identitas & komposisi dr zat, misalnya warna, bau, densitas, titik leleh, titik didih, daya hantar listrik, & kekerasan. Sifat kimia memerikan cara suatu zat berganti atau bereaksi untuk membentuk zat lain, misalnya sifat akomodasi terbakar berkaitan dgn kesanggupan suatu zat terbakar dgn keberadaan oksigen.

Berdasarkan kebergantungan kepada jumlah dr materi, sifat materi dibedakan menjadi sifat ekstensif & sifat intensif. Sifat ekstensif bergantung pada jumlah materi, seperti massa & volum dr suatu sampel bergantung pada jumlah zat yg ada di dalamnya. Lain halnya dgn sifat intensif yg tak bergantung pada jumlah materi, seperti densitas, warna & titik leleh dr suatu zat akan tetap sama, baik sampel dlm jumlah sedikit maupun sungguh banyak.

4. Perubahan

Perubahan yg terjadi pada materi dibedakan menjadi perubahan fisika & pergantian kimia. Pada perubahan fisika, sifat fisis materi berubah tetapi komposisi materi tidaklah berganti. Zat yg mengalami perubahan fisika tetaplah zat yg sama sebelum maupun sesudah perubahan. Contohnya, tatkala air membeku, terjadi pergantian wujud dr cair menjadi padat, tetapi baik air maupun es keduanya sama terdiri dr 11,19% hidrogen & 88,81% oksigen berdasar massa.

Semua pergeseran wujud materi (dari cair ke padat, cair ke gas, padat ke gas, & sebaliknya) tergolong perubahan fisika. Pada pergantian kimia (reaksi kimia), satu atau lebih jenis materi berkembang menjadi jenis materi yg baru dgn komposisi yg berlainan dgn semula. Contohnya, tatkala gas hidrogen dibakar di udara, terjadi variasi antara hidrogen & oksigen yg berada di udara membentuk air.

Cabang-cabang Ilmu Kimia

Ilmu kimia dibagi menjadi lima cabang utama, antara lain:

• Kimia analitik mempelajari identifikasi zat-zat apa yg ada (analisis kualitatif) serta deteksi berapa jumlah masing-masing zat (analisis kuantitatif) dlm suatu sampel materi.
• Kimia fisik menerapkan teori matematika & metode fisika pada sifat materi untuk mempelajari proses kimia & pergeseran energi yg terlibat.
• Kimia organik mempelajari struktur, sifat, & reaksi dr senyawa-senyawa organik. Senyawa organik dengan-cara biasa yakni senyawa yg mempunyai ikatan antara karbon-hidrogen.
• Kimia anorganik mempelajari segala zat yg tak termasuk senyawa organik. Senyawa-senyawa karbon sederhana mirip karbon monoksida, karbon dioksida, & senyawaan karbonat tergolong sebagai senyawa anorganik.
• Biokimia mempelajari proses-proses kimia yg ada dlm makhluk hidup.

Metode Ilmiah

Kimia, sebagai kepingan dr sains, dikembangkan oleh para ilmuwan dr sejak dahulu kala dgn memakai suatu pendekatan sistematis dlm mengolah & mengerti gosip-info relevan yg didapat dr banyak sekali eksperimen. Prosedur pendekatan sistematis dlm memperoleh ilmu pengetahuan ini diketahui sebagai metode ilmiah. Tahap-tahap dlm metode ilmiah dapat dilihat dlm denah berikut:

Contoh Soal & Pembahasan ihwal Ilmu Kimia

Contoh Soal 1

Berikut yaitu beberapa peristiwa pergantian materi di sekeliling kita.

1. kamper menyublim
2. fotosintesis
3. besi berkarat
4. menyolder
5. lilin terbakar
6. kayu melapuk

Peristiwa yg tergolong pergantian kimia adalah …

A. 1, 2, 4, 5
B. 2, 3, 4, 5
C. 2, 3, 4, 6
D. 2, 3, 5, 6
E. 3, 4, 5, 6

Jawab: D

Perubahan kimia ditandai dgn terbentuknya zat baru. Fotosintesis merupakan reaksi kimia di mana karbon dioksida & air diubah menjadi glukosa & oksigen. Besi berkarat merupakan besi yg teroksidasi menjadi oksida besi. Lilin terbakar merupakan reaksi pembakaran yg mampu menghasilkan karbon dioksida & uap air. Kayu melapuk merupakan reaksi penguraian matriks polisakarida kayu menjadi senyawa-senyawa yg lebih sederhana.

Contoh Soal 2

Berikut yaitu tindakan dlm metode ilmiah.

1. mempesona kesimpulan
2. menerbitkan hasil
3. menganalisis data
4. mengusulkan hipotesis
5. merumuskan persoalan
6. melakukan eksperimen

Urutan langkah metode ilmiah yg benar yakni …

1. 6−5−4−3−2−1
2. 5−4−6−3−1−2
3. 4−6−5−3−2−1
4. 3−4−5−6−1−2
5. 4−5−3−6−1−2

Jawab: B

Urutan langkah dlm metode ilmiah, yaitu: merumuskan persoalan → menganjurkan hipotesis → melaksanakan eksperimen → menganalisis data → menawan kesimpulan → menerbitkan hasil.

Referensi

Atkins, Peter & Jones, Loretta. 2010. Chemical Principles: The Quest for Insight (5^th edition). New York: W.H. Freeman & Company
Brown, Theodore L. et al. 2017. Chemistry: The Central Science (14^th edition). New Jersey: Pearson Education, Inc.
Johari, J.M.C. & Rachmawati, M. 2009. Kimia SMA & MA untuk Kelas X Jilid 1. Jakarta: Esis
Petrucci, Ralph H. et al. 2017. General Chemistry: Principles and Modern Applications (11^th edition). Toronto: Pearson Canada Inc.
Whitten, Kenneth. W. et al. 2014. Chemistry (10^th edition). California: Brooks/Cole Cengage Learning

Kontributor: Nirwan Susianto, S.Si.
Alumni Kimia FMIPA UI

Materi Kimia lainnya di Wargamasyarakat.org:

• Koloid
• Larutan Penyangga
• Polimer