Perubahan Fisika Dan Kimia 361t24

PERUBAHAN FISIKA DAN KIMIA 1. Pengertian Materi Apakah kamu tahu, apa yang disebut dengan materi? Segala sesuatu di alam ini tergolong materi. Pada dasarnya segala sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang dapat digolongkan sebagai materi. Sebagai contoh, batu dan air tergolong suatu materi, karena keduanya memiliki massa dan volume. adapun klasifikasi materi yaitu sebagai berikut : A. Unsur Unsur adalah zat tunggal yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat lain dengan reaksi kimia biasa. Materi tersusun dari beberapa partikel penyusun. Para ilmuwan mengklasifikasikan zat atau materi menjadi dua kelompok, yaitu: zat tunggal dan campuran. Unsur dan senyawa termasuk dalam golongan zat tunggal. Nah, apa yang dimaksud dengan unsur? Unsur terdiri dari logam dan non logam. Zat murni memiliki sifat yang membedakan dengan zat lainnya. Misal, unsur hidrogen hanya tersusun dari atom-atom hidrogen saja. Unsur oksigen hanya tersusun dari atom-atom oksigen saja. Sifat oksigen dan hidrogen tidak tampak pada zat yang dibentuk dari keduanya, misal air (H2O). Di alam terdapat 92 jenis unsur alami, sedangkan selebihnya adalah unsur buatan. Jumlah keseluruhan unsur di alam kira-kira 106 jenis unsur. Unsur dikelompokkan menjadi tiga (3) bagian, yaitu : 1. Unsur logam Secara umum unsur logam memiliki sifat berwarna putih mengkilap, mempunyai titik lebur rendah, dapat menghantarkan arus listrik, dapat ditempa dan dapat menghantarkan kalor atau panas. Pada umumnya logam merupakan zat padat, namun terdapat satu unsur logam yang berwujud cair yaitu air raksa. Beberapa unsur logam yang bermanfaat dalam kehidupan sehari–hari, antara lain: a. Khrom (Cr) Digunakan untuk bumper mobil, dan campuran dengan baja menjadi stainless steel.

b. Besi (Fe) Merupakan logam yang paling murah, sebagai campuran dengan karbon menghasilkan baja untuk konstruksi bangunan, mobil dan rel kereta api. c. Nikel ( Ni ) Nikel padat sangat tahan terhadap udara dan air pada suhu biasa, oleh karena itu nikel digunakan sebagai lapisan pelindung dengan cara disepuh. d. Tembaga (Cu) Tembaga banyak digunakan pada kabel listrik, perhiasan, dan uang logam. Campuran tembaga dengan timah menghasilkan perunggu sedangkan campuran tembaga dengan seng menghasilkan kuningan. e. Seng (Zn) Seng dapat digunakan sebagai atap rumah, perkakas rumah tangga, dan pelapis besi untuk mencegah karat. f. Platina (Pt) Platina digunakan pada knalpot mobil, kontak listrik, dan dalam bidang kedokteran sebagai pengaman tulang yang patah. g. Emas (Au) Emas merupakan logam sangat tidak reaktif, dan ditemukan dalam bentuk murni. Emas digunakan sebagai perhiasan dan komponen listrik berkualitas tinggi. Campuran emas dengan perak banyak digunakan sebagai bahan koin. 2. Unsur non logam Pada umumnya unsur non logam memiliki sifat tidak mengkilap, penghantar arus listrik yang buruk, dan tidak dapat ditempa. Secara umum non logam merupakan penghantar panas yang buruk, namun terdapat satu unsur non logam yang dapat menghantarkan panas dengan baik

yaitu grafit. Beberapa unsur non logam yang bermanfaat dalam kehidupan sehari–hari, antara lain: a. Fluor (F) Senyawa fluorid yang dicampur dengan pasta gigi berfungsi menguatkan gigi, freon – 12 sebagai pendingin kulkas dan AC. b. Brom (Br) Senyawa brom digunakan sebagai obat penenang saraf, film fotografi, dan bahan campuran zat pemadam kebakaran c. Yodium (I) Senyawa yodium digunakan sebagai antiseptik luka, tambahan yodium dalam garam dapur, dan sebagai bahan tes amilum (karbohidrat) dalam industri tepung 3. Unsur semi logam (Metaloid) Unsur semi logam memiliki sifat antara logam dan non logam. Beberapa unsur semi logam yang bermanfaat dalam kehidupan sehari–hari, antara lain : a. Silikon (Si) Terdapat di alam terbanyak kedua setelah oksigen, yakni 28 %dari kerak bumi. Senyawa silikon banyak digunakan dalam peralatan pemotong dan pengampelasan, untuk semi konduktor, serta bahan untuk membuat gelas dan keramik. b. Germanium ( Ge ) Keberadaan germanium di alam sangat sedikit, diperoleh dari batu bara dan batuan seng pekat. Germanium merupakan bahan semikonduktor, yaitu pada suhu rendah berfungsi sebagai isolator sedangkan pada suhu tinggi sebagai konduktor. Seorang ahli kimia yang bernama Demitri Mendleev (1834 ~ 1907) mengajukan susunan tabel sistem periodik unsurunsur. Bagaimanakah nama dan lambang unsur dituliskan? Banyaknya unsur yang terdapat di

alam cukup menyulitkan kita untuk mengingat-ingat nama unsur. Oleh karena itu, diperlukan suatu tata cara untuk memudahkan kita mengingat nama unsur tersebut. Jons Jacob Berzelius (1779 ~ 1848), memperkenalkan tata cara penulisan nama dan lambang unsur, yaitu : 1. Setiap unsur dilambangkan dengan satu huruf yang diambil dari huruf awal nama unsur tersebut. 2. Lambang unsur ditulis dengan huruf kapital. 3. Untuk unsur yang memiliki huruf awal sama, maka penulisan nama dibedakan dengan cara menambah satu huruf di belakangnya dan ditulis dengan huruf kecil. Contoh Unsur Karbon ditulis C, oksigen ditulis O, Aluminium ditulis Al, Kalsium ditulis Ca. B. Senyawa Senyawa adalah gabungan dari beberapa unsur yang terbentuk melalui reaksi kimia. Senyawa memiliki sifat yang berbeda dengan unsur-unsur penyusunnya. Misal, dua atom hidrogen dengan satu atom oksigen dapat bergabung membentuk molekul air (H2O). Hidrogen adalah gas yang sangat ringan dan mudah terbakar, sedangkan oksigen adalah gas yang terdapat di udara yang sangat diperlukan tubuh kita untuk pembakaran. Tampak jelas bahwa sifat air berbeda dengan sifat hidrogen dan oksigen. Contoh lain senyawa adalah garam dapur (NaCl). Garam dapur disusun oleh unsur natrium dan unsur klor. Natrium memiliki sifat logam yang ringan, sedangkan klor adalah suatu gas beracun. Dua unsur tersebut digabung membentuk garam dapur berupa mineral yang sangat dibutuhkan oleh tubuh kita. Senyawa termasuk zat tunggal yang tersusun dari beberapa unsur dengan perbandingan massa tetap. Di alam ini terdapat kurang lebih 10 juta senyawa. Air (H2O) merupakan senyawa paling banyak terdapat di alam. Bagaimanakah tata cara penulisan senyawa? Senyawa dituliskan dalam wujud rumus kimia. Rumus kimia adalah zat yang terdiri dari kumpulan lambang-lambang unsur dengan komposisi tertentu. Komposisi tersebut berupa bilangan yang menyatakan jumlah atom penyusunnya (angka indeks). Misal, suatu senyawa terdiri dari atom unsur natrium (Na) dan atom unsur klor (Cl). Jika angka indeks masing-masing atom unsur adalah 1 dan 1, maka rumus kimia senyawa yang dibentuk sebagai berikut :

Rumus kimia dapat berupa rumus molekul dan rumus empiris. Rumus molekul adalah rumus kimia yang menyatakan jenis dan jumlah atom yang menyusun zat. Misal, C2H4 (Etena), H2O (air). Rumus empiris adalah rumus kimia yang menyatakan perbandingan terkecil jumlah atom–atom pembentuk senyawa. Misal, rumus kimia C2H4, maka rumus empiris senyawa tersebut adalah CH2. Joseph Lonis Proust (1754~1826) seorang ilmuwan dari Perancis mengemukakan hukum perbandingan tetap atau sering dikenal dengan hukum Proust, yaitu : perbandingan berat unsur-unsur penyusun senyawa adalah tetap. Eksperimen yang dilakukan Proust adalah reaksi antara unsur hidrogen dan oksigen sehingga terbentuk air (H2O). Dari percobaan yang dilakukan oleh Proust ditarik kesimpulan bahwa: 1. Air tersusun dari oksigen dan hidrogen dengan perbandingan massa unsur oksigen banding hidrogen adalah 8 : 1 2. Jumlah zat sebelum dan sesudah reaksi adalah tetap. Jika perbandingan antara oksigen dengan hidrogen tidak 8 : 1, maka dalam reaksi terdapat unsur yang tersisa (oksigen ataupun hidrogen). Hukum kekekalan massa menyatakan, bahwa massa zat sebelum reaksi dan sesudah reaksi adalah tetap. Lakukan kegiatan berikut! C. Campuran Campuran adalah gabungan beberapa zat dengan perbandingan tidak tetap tanpa melalui reaksi kimia. Saat kamu membuat minuman teh, zat apa sajakah yang dicampur? Saat kamu melarutkan garam atau gula pasir ke dalam gelas yang berisi air, apa yang dapat kamu amati? Nah, simak penjelasan berikut! Dalam kehidupan sehari-hari banyak kita jumpai campuran. Misal, air sungai, tanah, udara, makanan, minuman, larutan garam, larutan gula, dll. Sifat asli zat pembentuk campuran ada yang masih dapat dibedakan satu sama lain, ada pula yang tidak dapat dibedakan. Di dalam udara tercampur beberapa unsur yang berupa gas, antara lain: nitrogen, oksigen, karbon dioksida dan gas-gas lain. Udara segar yang kita hirup mengandung oksigen yang lebih banyak daripada udara yang tercemar. Dalam udara juga tersusun dari beberapa senyawa, antara lain : asap dan debu. Ketika kamu tambahkan gula pasir ke dalam gelas yang berisi air, maka gula pasir itu akan larut dalam air dan tidak tampak lagi wujud gula pasir. Nah, coba kamu cicipi larutan gula tersebut! Apa yang dapat kamu rasakan? Ternyata kamu dapat merasakan manis. Campuran dikelompokkan menjadi dua bagian, yaitu:

1. Campuran Homogen Campuran antara dua zat atau lebih yang partikel-partikel penyusun tidak dapat dibedakan lagi disebut campuran homogen. Campuran homogen sering disebut dengan larutan. Contoh campuran homogen, antara lain: campuran air dengan gula dinamakan larutan gula, campuran air dengan garam dinamakan larutan garam. Ukuran partikel dalam larutan memiliki diameter sekitar 0,000000001 m, dan tidak dapat dilihat dengan mikroskop. Beberapa contoh campuran homogen di atas adalah campuran antar zat cair. Adakah campuran antar logam, sehingga terbentuk campuran homogen? Terdapat campuran antara logam dengan logam lain sehingga terbentuk campuran homogen. Misal, Stainless steel banyak digunakan untuk keperluan alat-alat kesehatan dan rumah tangga. Stainless steel merupakan campuran logam besi, krom, dan nikel. Tahukah kamu emas merupakan campuran homogen? Pencampuran logam dilakukan dengan melelehkan logam-logam tersebut. Campuran logam satu dengan logam lain dinamakan paduan logam. Emas murni merupakan logam yang lunak, mudah dibengkokkan. Agar emas menjadi keras sehingga sulit untuk dibengkokkan, maka emas murni tersebut dicampur dengan logam lain yaitu tembaga. Perhiasan yang dijual memiliki kadar 22 karat, 20 karat atau 18 karat. Apa arti kalimat tersebut? Emas murni memiliki kadar 24 karat, sedangkan emas yang sudah dicampur dengan logam tembaga memiliki kadar 22 karat, 20 karat, atau 18 karat. Semakin sedikit kadar emas yang dimiliki, semakin banyak kandungan tembaga di dalam emas tersebut. Kadangkala dalam campuran emas dan tembaga masih dicampur lagi dengan perak. Hal ini dilakukan agar menambah menarik penampilan emas tersebut. Campuran antara emas, tembaga dan perak menghasilkan emas berwarna putih yang biasa disebut emas putih. Jenis campuran homogen, antara lain: campuran gas dalam gas, campuran gas dalam zat cair, campuran gas dalam zat padat, campuran zat cair dalam zat cair, dan campuran zat padat dalam zat cair. 2. Campuran Heterogen Campuran antara dua macam zat atau lebih yang partikel-partikel penyusunnya masih dapat dibedakan satu sama lainnya disebut campuran heterogen. Contoh campuran heterogen : tanah, air sungai, makanan, minuman, air laut, adonan kue, adonan beton cor, dll. Pada campuran heterogen dinding pembatas antar zat masih dapat dilihat, misal campuran air dengan minyak, campuran besi dan pasir, campuran serbuk besi dan air, dll. Di dalam campuran heterogen dikelompokkan menjadi dua bagian, yaitu :

a. Koloid Partikel-partikel pada koloid hanya dapat dilihat dengan mikroskop ultra. Ukuran partikel antara 0,5 m s.d 1 mm. Contoh koloid: susu, asap, kabut, agar-agar. b. Suspensi Partikel-partikel pada suspensi hanya dapat dilihat dengan mikroskop biasa. Ukuran partikel antara lebih besar dari 0,3 m. Contoh suspensi: minyak dengan air, air keruh, dan air kapur. Apa saja wujud materi itu? Materi dapat berwujud padat, cair, dan gas. Materi berwujud padat mempunyai bentuk tertentu, materi berwujud cair dan gas memiliki bentuk mengikuti bentuk wadahnya. Materi berwujud padat dan cair mempunyai volume tertentu, sedangkan gas memiliki volume yang tidak tentu, tergantung tempatnya. Materi berwujud padat tidak dapat ditekan, materi cair sukar ditekan, tetapi gas dapat ditekan karena massa jenisnya kecil. Dapatkah kamu membedakan antara materi padat, cair, dan gas? Apakah contoh materi yang berwujud padat, cair, dan gas? Dalam kehidupan ini, telah dikenal tiga macam zat yang sangat berarti bagi kehidupan manusia. Ketiga zat tersebut adalah zat padat, zat cair, dan zat gas. Zat-zat ini akan saling mengisi dan melengkapi sehingga kebutuhan hidup manusia dapat terpenuhi. Oleh karena itulah, maka pada setiap zat dapat mengalami perubahan fisika dan kimia. Perubahan inilah yang selanjutnya menjadi cara alamiah ataupun buatan untuk memenuhi kebutuhan hidup manusia. Bahwa, zat padat dapat mengalami perubahan dari bentuk padat menjadi cair dan pada akhirnya menjadi gas. Hal ini dapat terjadi jika pada zat padat tersebut diberikan panas yang cukup sehingga mampu mencapai titik-titik tertentu yang dapat menyebabkan terjadinya perubahan fisika dan kimia. Begitu juga halnya pada zat cair dan gas. Perubahan yang diperlakukan kepada zat padat, zat cair, maupun gas adalah semata-mata untuk memenuhi kebutuhan manusia. Dalam pelajaran ilmu pengetahuan alam (IPA) atau ilmu pasti, perubahan zat dibahas sebagai satu sifat zat. Seperti yang ketahui, setiap zat mempunyai sifat masing-masing, yaitu: 

Zat Padat, adalah zat yang susunan atomnya rapat sehingga tidak memungkinkan pergerakan atom. Akibatnya, bentuk zat ini tetap, begitu juga volumenya.



Zat Cair, adalah zat yang susunan atomnya agak longgar sehingga memungkinkan pergerakan atom. Akibatnya, bentuk zat ini dapat berubah sesuai tempatnya, tetapi volumenya tetap.



Zat Gas, adalah zat yang susunan atomnya sangat longgar sehingga pergerakan atomnya sangat bebas. Akibatnya, bentuk zat ini dapat berubah sesuai tempatnya dan volumenya sesuai dengan wadahnya

Perubahan Dalam Wujud Zat Setiap zat yang ada dalam kehidupan ini dapat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan. Pengaruh tersebut dapat menyebabkan terjadinya perubahan fisika dan kimia. Kedua macam perubahan ini merupakan satu kondisi yang diberikan oleh zat jika padanya diberikan stimulus dari luar. Stimulus ini dapat berupa energi yang secara teratur diberikan kepada zat tersebut. Perubahan wujud tersebut ada dua macam, yaitu perubahan fisika dan kimia. Kedua perubahan ini menyebabkan perubahan secara sementara susunan atom, bahkan berubahnya secara permanen. Hal ini tentu saja memberikan efek yang berbeda bagi zat tersebut. Dalam kehidupan ini, perubahan yang terjadi pada setiap zat membawa pengaruh yang berbeda dan peruntukan yang berbeda pula. 2. Perubahan Fisika Sifat Fisika Sifat yang tidak mengubah sifat kimia suatu materi. Karakteristik fisika bau, kekerasan, titik didih, wujud materi. Apa yang terjadi jika air dimasukkan ke dalam lemari pendingin? Apa yang terjadi jika es kamu letakkan di udara terbuka? Mengapa hal itu dapat terjadi? Peristiwa perubahan tersebut tergolong perubahan fisika. Pada perubahan fisika, hanya terjadi perubahan yang tidak menghasilkan zat baru. Perubahan ini hanya menimbulkan perubahan wujud zat saja. Apakah contoh perubahan fisika yang lain? Logam besi dipanaskan pada suhu tinggi akan membara, lunak dan mencair. Warnanya pun berubah kemerahan dengan suhu yang sangat panas,

namun bila suhunya turun, besi akan kembali seperti semula. Pada perubahan ini, tidak menghasilkan zat baru, sehingga digolongkan perubahan fisika. Macam-macam perubahan fisika: 1. Mencair: perubahan wujud zat dari padat ke cair. 2. Menguap: perubahan wujud zat dari cair ke gas. 3. Menyublim: perubahan wujud zat dari gas ke padat/sebaliknya. 4. Mengembun: perubahan wujud zat dari gas ke cair. 5. Membeku: perubahan wujud zat dari cair ke padat. Perubahan es mencair menjadi air adalah contoh perubahan fisika. Es dan air memiliki rumus molekul sama, yaitu H2O, sehingga tidak ada zat baru yang terbentuk. Perubahan fisika adalah bagian dari perubahan fisika dan kimia yang lebih ditekankan pada perubahan secara fisik dari zat yang berubah. Perubahan ini dapat dikatakan sebagai perubahan sementara. Dikatakan sementara sebab jika diberlakukan reaksi kebalikan, maka zat tersebut kembali ke bentuk semula. Ada banyak perubahan fisika yang ditemukan dan dimanfaatkan dalam kehidupan. Ini merupakan bagian dari perubahan fisika dan kimia yang terjadi pada zat. Ketika air didinginkan, maka pada suhu tertentu air tersebut memadat menjadi es. Ketika batang besi dipanaskan hingga titik panas tertentu, maka besi tersebut mencair. Ini merupakan perubahan fisika sebab jika diperlakukan reaksi balik, maka zat baru tadi akan kembali pada bentuk semula. Es yang dipanaskan akan mencair. Besi cair jika didinginkan, maka akan menjadi batang atau padatan besi lagi. Ini merupakan konsep dasar dari ilmu pasti. 3. Perubahan Kimia Sifat Kimia

Sifat yang mengubah sifat kimia suatu materi. Menerangkan bagaimana suatu materi bereaksi dengan materi yang lain membentuk suatu materi baru. Ciri-ciri yang mengindikasikan adanya perubahan kimia : 

Perubahan warna



Perubahan bau



Pembentukan gas



Timbulnya cahaya



Pembentukan endapan baru



Perubahan pH.

Contoh : Gula adalah senyawa yang mudah terurai (dekomposisi) dengan pemanasan menjadi senyawa yang lebih sederhana, misalnya karbon hitam (arang), yang tidak dapat terurai lagi baik secara fisika maupun kimia, tetapi dapat berubah struktur dan sifatnya menjadi grafit dan intan. Pernahkah kamu menggunakan obat nyamuk bakar? Apa yang terjadi pada obat nyamuk setelah terbakar? Obat nyamuk yang dibakar akan menimbulkan bau, asap, dan abu. Abu, asap, dan bau yang terjadi merupakan zat baru hasil pembakaran. Zat baru tersebut tidak dapat dikembalikan ke bentuk asalnya. Hal ini disebabkan susunan materinya mengalami perubahan setelah mengalami pembakaran. Perubahan pada zat yang menimbulkan zat yang baru disebut perubahan kimia. Contoh lain dari perubahan kimia adalah mobil yang sudah berkarat, gula yang dibakar menjadi karbon dan asap, proses fotosintesis, dan fermentasi. Agar kamu lebih paham tentang materi ini, mari kita lakukan Perubahan kimia kita kenal sebagai reaksi kimia ditandai dengan beberapa ciri: 1. perubahan warna.

2. perubahan suhu. 3. timbulnya endapan. 4. timbulnya gas. Pada pembakaran bahan bakar bensin terjadi proses perubahan kimia. Jika bensin kita anggap terdiri dari oktana, terjadi reaksi pembakaran bensin: C8H8(g) + 12 O2(g) ----> 8 CO2(g) + 4 H2O(g) bensin + oksigen ----> karbondioksida + uap air Terlihat bahwa terbentuk zat baru yaitu karbondioksida dan uap air yang memiliki rumus molekul berbeda dengan zat awal yaitu bensin dan oksigen. Perubahan kimia adalah bagian dari perubahan fisika dan kimia yang lebih ditekankan pada perubahan secara kimia dari zat yang berubah. Perubahan ini dapat dikatakan sebagai perubahan yang tetap. Dikatakan tetap sebab jika suatu zat telah mengalami perubahan kimia, maka untuk mengembalikan wujud semula, tidak dapat sekadar melakukan reaksi balik. Perubahan kimia ini banyak dimanfaatkan untuk mengadakan reaksi kimia antar zat sehingga didapatkan zat baru yang diinginkan. Perubahan kimia sebenarnya merupakan bagian dari perubahan struktur atom zat. Artinya, ketika melakukan perubahan kimia, sebenarnya Anda sedang melakukan penguraian atau penggabungan atom zat sehingga terbentuklah zat baru. Dengan demikian, pada perubahan kimia, sebenarnya terjadi perubahan fisika dan kimia secara bersamaan. Anda dapat ambil contoh untuk perubahan kimia adalah kertas yang dibakar dan berubah menjadi arang. Ketika sudah menjadi arang, maka pada saat itu telah terjadi penguraian atom penyusun kayu dan akibat reaksi kimia, maka yang tersisa adalah arang. Arang sulit untuk dikembalikan menjadi kertas lagi dengan reaksi kebalikan biasa. Contoh yang lain adalah batu karbit yang direaksikan dengan air, maka didapatkan gas asetilin yang mudah terbakar. Inilah yang menunjukkan pada Anda perubahan fisika dan kimia atau ilmu pasti. Dalam kehidupan, perubahan fisika dan kimia memang sangat terkait dengan kehidupan. Setiap kegiatan hidup selalu dilingkupi dengan dua perubahan ini. Bahkan, nasi yang

dimakan adalah hasil perubahan fisika dan kimia dari padi yang dipanen dari sawah. Kedua perubahan tersebut termasuk dalam kelompok ilmu pasti.