MODUL 1

ZAT/BAHAN DAN SIFAT-SIFATNYA

Zat/Bahan

Semua bahan kimia yang membentuk bumi kita merupakan contoh dari zat, apakah bahan

ini dijumpai di pensil, buku, hamburger atau arang. Zat/bahan didefenisikan sebagai

sesuatu yang mengambil ruang dan mempunyai massa. Untuk menetapkan defenisi ini,

kita harus hati-hati untuk menentukan massa dan berat karena berbeda, meski kita sering

memperkarkan kedua istilah tersebut.

Bila kita menggunakan istilah massa, menunjukkan jumlah dalam suatu objek. Untuk

setiap objek, jumlah ini tetap dan tidak tergantung di mana objek ini berada. Salah satu

cara untuk mengetahui rnassa adalah tidak terjadinya perubahan bila objek itu bergerak.

Suatu objek dengan massa yang ringan, seperti bola ping-pong, sangat mudah gerak,

dengan hanya sedikit dipukul saja dapat meloncat keluar dari meja. Tetapi objek dengan

massa yang berat, seperti truk semen, sangat sukar bergerak, meskipun angin kencang

truk ini tidak bergerak.

Berat adalah merupakan suatu ukuran kekuatan objek dan massanya diketahui yang

ditarik oleh gaya gravitasi bumi. Tidak seperti massa, berat tidak konstan, sangat

tergantung dan dimana objek itu diletakkan. Misalnya di bulan gaya gravitasinya hanya

seperenam dari gaya gravitasi bumi berat suatu benda di bulan hanya seperenam dari

berat benda tersebut di bumi. Demikian juga di bumi, besarnya gaya gravitasi agak

berbeda dari satu tempat ke tempat yang lain, maka berat suatu objek sedikit berbeda

pula dari satu tempat ke tempat yang lain. Oleh sebab itu bila kita ingin menentukan

jumlah suatu zat~bahan dalam peneliitian, lebih baik menggunakan massa dari pada

berat.

Seperti telah kita pelajari sebelumnya, massa diukur dalam bentuk unit dari gram (atau

kilogram bila massanya -sangat besar). Alat yang digunakan untuk mengukur massa ini

disebut timbangan clan pengukuran menggunakan timbangan disebut menimbang.

Sifat-sifat dari Zat

Dalam menggambarkan suatu sampel zat, akan dirinci sifat-sifatnya yang khas. Misalnya

keadaan fisik dari zat, yang berarti akan disebutkan zat berupa padat, cair atau gas. Juga

akan disebutkan berapa massanya (beratnya) yang merupakan sifat yang dapat diukur dari

suatu zat. Kita gunakan sifat-sifat di atas seclara berulang untuk mengidentifikasi

bermacam-macam hal setiap hari. Contohnya : kamu akan mengenal buku kimia ini dari

warnanya, beratnya dan cetakan sampulnya. Dalam kimia, sifat-sifat dari zat digunakan

juga untuk mengidentifikasikan zat tersebut. Misalnya kita ingin mengetahui bahan apa

yang digunakan untuk membuat barang, dari permukaannya yang mengkilat dapat

diperkirakan bahwa bahan tersebut suatu logam, tapi dari warnanya kita sudah dapat

mengetahui bahwa logamnya bukan emas atau tembaga. Bila diberi tahu bahwa bila

sebuah magnit didekatkan padanya, barang tersebut akan tertarik oleh magnit, maka kita

akan menduga bahwa logamnya adalah besi. Dan bila dikatakan bahwa waktu hujan,

akan mulai berkarat, kita makin pasti bahwa bahan terse-but dibuat dari besi.

Sifat-sifat Fisik dan KimiaAdalah Cara lain untuk menggolongkan sifat-sifat zat. Sifat-sifat fisik adalah suatu

keadaan yang dapat dilihat tanpa mengubah sifat-sifat kimia dari zat tersebut.

Misalnya titik leleh; air (es) akan meleleh pads 0 °C. Ini merupakan sifat fisik dari air.

Untuk mengukur titik leleh, digunakan termometer untuk menentukan suhu waktu air

padat (es) berubah menjadi air cair. Perubahan ini, yang disebut perubahan fisik zat

dan tak mengubah bentuk kimia dari air. Baik berbentuk padat atau cair, tetap air.

Berat jenis adalah contoh lain dari sifat fisik zat. Untuk menentukan B.J dari air, kita

ukur massa dari sejumlah volume tertentu dan cairan tersebut. Pengukuran ini tak

mengubah air menjadi bentuk zat lain, malah air tak berubah sama sekali.

Sifat-sifat kimia adalah kecenderungan dari suatu zat untuk mengalami perubahan kimia

tertentu., Misalnya, sifat kimia dari air adalah akan bereaksi secara hebat dengan natrium

seperti terlihat pada Gambar 1.12 dan akan menghasilkan gas hidrogen dan suatu zat

yang disebut natrium hidroksida (biasa disebut lye atau lindi). Bila kita perhatikan sifat

kimia ini, maka terlihat bahwa air dan natriumnya mengalami perubahan disebut

perubahan kimia dan menghasilkan zat lain. Setelah kita perhatikan sifat kimia ini, air

dan natriumnya hilang diganti oleh zat lain.

UNSUR, SENYAWA DAN CAMPURAN

Sebelum ini, telah digambarkan bagaimana berbagai sifat dari zat digolongkan. Para ahli

juga telah menemukan bahwa zat sendiri secara alam terbagi dalam tiga golongan seperti

judul di atas. Unsur, Senyawa dan Campuran adalah bahan-bahan yang akan

diketemukan dalam pekerjaan kita di laboratorium, sebab itu sangat penting untuk

diketahui bagaimana cars membedakannya.

Unsur atau Elemen adalah zat-zat yang tak dapat diuraikan menjadi

zat vang lebih sederhana oleh reaksi kimia biasa. Jadi merupakan sesuatu yang paling

sederhana yang dapat terbentuk dalam suasana normal di laboratorium dan juga

merupakan bentuk yang paling sederhana dari zat yang secara langsung dapat dikerjakan

di laboratorium.

Unsur berfungsi sebagai zat pembangun untuk sernua zat-zat kompleks yang

akan dijumpai, mulai dari garam dapur sampai senyawa protein yang

sangat kompleks. Semua dibentuk dari sekumpulan unsur-unsur diatas. Pada saat ini telah

diketahui 108 macam unsur, tetapi hanya sejumlah kecil yang penting akan dibicarakan

pada pelajaran ini. Unsur-unsur akan saling bergabung membentuk senyawa. Senyawa

ialah zat yang terdiri dari dua atau lebih unsur dan untuk masing-masing

senyawa individu selalu ada dalam proporsi massa yang sama.

Misalnya, diketahui bahwa air terdiri dari dua unsur hidrogen dan oksigen . Semua sampel

air, dari manapun asalnya akan mengandung unsur ini dengan perbandingan satu bagian

massa hidrogen dengan delapan bagian massa oksigen (misalnya 1,0 g hidrogen dengan

8,0 g Oksigen). Bila hidrogen bereaksi dengan oksigen untuk membentuk air, akan

selalu bergabung dalam perbandingan massa seperti ini. Jadi bila ada

hidrogen yang bereaksi, maka tepat 8,0 g Oksigen yang juga bereaksi, tak lebih atau

tak kurang. Juga perlu ketahui bahwa bila unsur-unsur bergabung untuk membentuk

senyawa, maka unsur tersebut akan kehilangan identitasnya dan sifat yang dilihat

adalah sifat senyawa yang terbentuk. Contohnya pada suhu kamar, hidrogen dan oksigen

berbentuk gas, tetapi air berbentuk cairan. Hampir semua sifat-sifat lain unsurnya juga akan

berubah.

Unsur dan senyawa dianggap sebagai zat murni karena komposisinya selalu tetap.

Sebaliknya campuran, komposisinya dapat berubah-ubah. Contohnya air dan natrium

klorida adalah suaiu senyawa mempunyai komposisi yang tetap dalam sampel manapun.

Tetapi garam dapat dilarutkan dalam air dalam bermacam kadar, sehingga memberikan

campuran dengan berbagai komposisi.

Campuran/homogen disebut larutan dan sifat-sifatnya selalu seragam. Berarti bahwa, bita

kita memeriksa sedikit bagian dari larutan natrium klorida dalam air, sifat-sifat akan sama

dengan bagian lain dari larutan tersebut. Dapat juga dikatakan bahwa larutan terdiri dari

satu fasa. Maka fasa dapat didefenisikan sebagai bagian dari sistem yang mempunyai

suatu sifat dan komposisi yang sama.

Campuran heterogen adalah tak rata. Contohnya adalah minyak dan air (Gambar 1.13).

Bila kita mengambil sampel dari sebagian campuran minyak dan air ini akan kita dapatkan

bahwa sebagian campuran akan mempunyai sifat minyak. Sedangkan sebagian lain

mempunyai sifat air. Maka campuran ini terdiri dari dua fasa yaitu minyak clan air. Bila

campuran kita kocok sehingga minyaknya akan tersebar (terdispersi) sebagai butir-butir

halus yang dikumpulkan akan merupakan satu fasa, karena masing-masing butir minyak

tersebut mempunyai sifat dan komposisi seperti minyak pada butir lain. Bila kemudian kita

tambahkan es batu pada campuran ini, maka akan kita dapatkan tiga fasa yaitu es (padat),

air (cairan) dan minyak (cairan). Pada contoh-contoh ini dapat kita temukan adanya dua

atau tiga fasa sebab adanya batas yang jelas antara ketiga fasa ini.

Salah satu cara untuk membedakan suatu zat murni atau campuran adalah dengan cara

mengukur titik lelehnya. Suhu dari zat murni waktu meleleh akan konstan. Es seperti

diketahui akan meleleh pada 0 ° C dan suhu ini akan tetap sampai semua es meleleh.

Tetapi, bila kita melelehkan suatu campuran zat, umumnya suhu akan berubah

secara bertahap ketika zat padat berubah menjadi cairan. Perbedaan sifat ini sering

digunakan untuk menguji kemurnian suatu zat, bila suhunya waktu meleleh konstan

berarti zatnya murni, tetapi bila suhunya berubah waktu meleleh maka zatnya tak

murni, jadi sebagai suatu campuran.

Ada juga perbedaan yang menonjol antara campuran, unsur dan senyawa. Bila kita

membuat suatu campuran, sifat-sifat kimia dari komponennya (sering juga sifat-sifat

fisiknya) tak berubah. Tapi bila unsur-unsur digabungkan untuk membentuk senyawa,

terjadi perubahan sifat-sifat yang besar. Misalnya tembaga dan belerang adalah

dua elemen. Tembaga suatu logam berwarna merah, penghantar listrik yang baik

dan relatif tahan karat. Sedangkan belerang suatu zat padat nonlogam yang berwarna

kuning, diperlihatkan dalam bentuk bubuk. Campuran belerang dan tembaga mudah

dibuat, tapi pada campuran ini masih dapat dilihat sifat-sifat tembaga dan belerang.

Pembentukan campuran semacam ini adalah proses fisika—suatu proses yang tak

mengubah sifat-sifat kimia dari komponen masing-masing.

Bila campuran tembaga dan belerang dipanaskan, terjadi reaksi kimia. Belerang

dan tembaga bergabung membentuk suatu senyawa dan seperti pernah

diperlihatkan akan terjadi perubahan sifat-sifat yang mudah dilihat. Setelah reaksi

berakhir, tak terlihat lagi sifat-sifat baik dari belerang maupun tembaga. sebagai

penggantinya suatu zat baru yang dinamakan tembaga sulfida dengan sifat yang

baru. Zat baru ini tak menghantar listrik, warnanya tidak sama dengan belerang ataupun

tembaga dan sifat-sifat kimianya pun berbeda sekali. seperti telah dikatakan

perubahan ini adalah khas dari -suatu reaksi kimia. Hubungan antara unsur,

senyawa dan -campuran disimpulkan pada Gambar

SIMBOL (LAMBANG), RUMUS DAN PERSAMAAN REAKSI

Pada suatu hal tertentu, mempelajari kimia adalah seperti mempelajari bahasa asing

seperti bahasa Yunani (atau bila Anda seorang Yunani seperti belajar bahasa Rusia). Kita

mempunyai simbol untuk unsur-unsur yang dapat disamakan dengan abjad. Sedangkan

rumus yang ditulis menggunakan simbol-simbol ini adalah kata-kata dan persamaannya

seperti kalimat. Seperti juga dalam mempelajari bahasa, harus dimulai dengan abjad.

Tiap unsur telah ditentukan simbol kimianya yang dapat kits anggap sebagai tulisan

steno untuk menyatakan unsur tersebut. Simbol terdiri dari sate atau dua huruf yang

biasanya mengandung kesamaan dengan nama Inggris dari unsurnya. Misalnya,

Carbon = C, Chromium = Cr, Chlorine = Cl, Calcium = Ca dan Zinc - Zn. Perhatikan

bahwa huruf pertama, ditulis dengan huruf besar, tapi bila ada huruf kedua akan

ditulis dengan huruf kecil. Beberapa unsur ada yang simbolnya tak sesuai dengan

nama Inggrisnya dan biasanya unsur-unsur ini telah diketahui sejak mula-mula

diketemukannya ilmu kimia waktu bahasa Latin merupakan bahasa universal di

antara para ahli ilmuwan dan simbol kimia berasal dari nama-nama Latin. Beberapa

contoh misalnya potassium, Latinnya kalium = K, sodium (natrium) = Na, silver (argentum)

= Ag, mercury (hidrargyrum) = Hg dan copper (cuprum) = Cu.

Daftar unsur-unsur dalam abjad dengan simbol masing-masing ada pada sampul buku

muka sebelah dalam. Akan didapat juga sebuah peta yang disebut susunan berkala

(sistim periodik), yang mengandung simbol-simbol unsur yang disusun berdasarkan

urutan nomor yang akan diterangkan kemudian. Anda tidak harus menghafal semua

simbol-simbol unsur tersebut, tapi unsur-unsur yang penting harus dipelajari dengan cara

menghafal nama-nama dan simbol-simbol dari 20 unsur pertama dari susunan

berkala.

Senyawa kimia ditulis secara simbolik berdasarkan rumus kimianya Misalnya

air ditulis sebagai H2O, karbon dioksida, CO2 , metan (gas alam), CH4 dan

aspirin, C9Hg04.

Rumus kimia juga menunjukkan komposisi kuantitatif dari zat-zat. Disini simbol

kimia menunjukkan partikel terkecil dari unsur yaitu atom. Angka kecil dalam

rumus berarti jumlah relatif atom dari tiap unsur yang berada dalam senyawa

tersebut. (Dan bila tidak ada angka berarti hanya ada satu atom). Rumus

H2O misalnya, menggambarkan suatu zat yang _ngandung dua atom hidrogen

untuk tiap satu atom oksigen. Demikian juga senyawa CH4 mengandung satu atom karbon

untuk tiap empat atom hidrogen. Seringkali, dua atau lebih atom dapat bergabung

bersama dengan kuat sehingga dapat bertindak sebagai sebuah partikel yang

disebut molekul. Bila atom-atomnya berasal dari unsur yang berbeda seperti pada air

maka disebut molekul dari suatu molekul dari suatu senyawa. Dan bila atom-atoninya

berasal dari unsur yang sama, disebut molekul suatu unsur. Beberapa unsur

yang umum dan penting yang ada di alam dan dua atom adalah hidrogen

(H2); oksigen (02), dl l .

Beberapa rumus kimia banyak yang lebih kompleks dari rumus diatas malah

ada yang mengandung tanda kurung. Misalnya senyawa amonium sulfat

(NH4)2S)4. Angka 2 di luar tanda kurung menandakan adanya 2 satuan NH 4—

jadi ada dua nitrogen dan delapan hidrogen. Berarti rumusnya dapat ditulis

N2H8SO4 walaupun akan kita lihat nanti bahwa ada alasan kuat untuk

menuliskan dengan tanda kurung.

Ada beberapa zat tertentu membentuk kristal yang mengandung molekul air,

bila larutan dalam airnya diuapkan. Kristal ini disebut hidrat. Misalnya tembaga sulfat,

suatu fungisid pertanian, akan membentuk kristal biru yang mempunyai lima buah

molekul air untuk setiap molekul tembaga sulfat (CuSO 4). Rumusnya ditul is

CuSO4.nH2). Bi la kristal biru tersebut dipanaskan, airnya akan dihilangkan,

tinggal CuS04 murni yang warnanya hampir putih.

Suatu persamaan kimia ditulis untuk memperlihatkan perubahan yang terjadi

selama terjadi reaksi kimia. Berarti suatu gambaran bentuk "selama dan sesudah"

terjadi reaksi. Misalnya, persamaan:

Zn + S ZnS

menggambarkan reaksi yang terjadi antara seng dengan belerang, dimana seng

(Zn) bereaksi dengan belerang (S) untuk menghasilkan seng sulfida (ZnS),

suatu zat yang dipakai pelapis sebelah dalam tirai TV. Zat-zat sebelah kiri tanda

panah discbUt reaktan sebelah kanan panah dinamakan hasil reaksi (produk)

dan merupakan zat yang terdapat sesudah reaksi berakhir. (Pada reaksi di atas

hanya ada satu macam). Panah dapat diartikan "bereaksi untuk menghasilkan"

atau secara ringkas "hasilnya". Maka, reaksi di atas dapat dibaca sebagai "seng

ditambah belerang akan bereaksi menghasilkan seng sulfida" atau seng

ditambah belerang menghasilkan seng sulfida.

Kadang-kadang diinginkan atau diperlukan tanda, apakah pereaksi dan hasil

reaksi berupa zat padat, cairan atau gas dan tanda dilarutkan dalam pelarut

seperti air misalnya. Hal ini dilakukan dengan memiberi huruf S — solid,l = liquid, g

— gas dan aq — aqueous (air), dalam tanda kurung. Misalnya persamaan:

CaCO3(S)+ H20(1) + CO2(g) Ca(HCO3)2(aq)

menerangkan suatu reaksi antara kalsium karbonat (limestone), yang padat,

cairan air dan gas karbon dioksida yang mcnghasilkan larutan kalsium

bikarbonat. Reaksi inilah yang menyebabkan melarutnya kalsium karbonat

padat (limestone) oleh air tanah yang mengandung karbon dioksida. Kalsium

bikarbonat ini penyebab terjadinya "air sadah dan pembentukan gas-gas karbonat.

Banyak persamaan reaksi yang akan kita tulis akan mengandung angka-angka

yang ditulis sebelumm rumus kimianya disebut koefisien.Contohnya adalah reaksi

dari hidrogen (H2) dan oksigen (02) untuk membentuk air

Persamaan reaksinya adalah:

2H2 + O2 2H2O

Persamaan di atas kita artiikan bahwa dua rnolekul hidrogen ditambah satu molekul

oksigen (bila koefisien tak ada berarti 1) akan bereaksi membentuk dua molekul

air. Persamaan ini telah seimbang karena pada sebelah kiri dan kanan panah jumlah

atom dan unsurnya sama.

Contoh Menghitung Jumlah Atom Dalam Suatu Persamaan Reaksi

Soal: Butana suatu cairan pembakar yang terdapat dalam geretan rokok, bila

dibakar reaksinya adalah:

2C4H10 + 1302 8CO2 + 10H20

Berapa banyak atom oksigen terdapat dalam molekul hasil reaksinya?

Analisis: Waktu menghitung jumlah atom harus diingat dua hal. Pertama harus

dihitung berapa jumlah atom oksigen terdapat dalam tiap rumus pada reaksi (ingat

bila tak ada angka, berarti 1). Kemudian jumlah ini kita kalikan dengan koefisien yang

terdapat pada tiap molekul.

Penyelesaian : Baik CO2 maupun H2O mengandung atom-atom oksigen. Satu molekul

CO2 mengandung dua atom oksigen, sehingga 8 molekul mengandung 16 oksigen.

Demikian juga, satu H2O mengandung satu oksigen, maka 10 molekul air mengandung

10 oksigen. Bila dijumlahkan seluruhnya ada 26 oksigen.

REFERENSI :

1. Chemistry, Reactions, Structure, and Properties., Clyde R.Dilliard & David

E.Goldberg

2. Kimia Universitas, Asas & Struktur,. James E. Brady