Materi
Materi didefinisikan sebagai
sesuatu yang mempunyai masa dan menempati ruang. Materi dapat berwujud padat,
cair dan gas. Emas, tembaga, besi, garam, air dan udara adalah contoh – contoh materi.
Materi yang berwujud padat biasanya memiliki bentuk dan volume tetap, selama
tidak ada pengaruh dari luar.
Materi berupa zat cair
dapat berubah – ubah bentuknya , tergantung bentuk tempatnya. Walaupun
bentuknya dapat berubah, volume zat cair tetap.
Materi yang berupa gas
akan mengisi seluruh ruang yang tersedia. Jadi bentuk dan volume gas tidak tetap.
1. Sifat – sifat materi
Pada umumnya sifat
materi dibagi 2 macam, yaitu sifat intensif dan sifat ekstensif. Sifat intesif
adalah kualitas yang bersifat khas dari tiap contoh zat, tidak peduli bentuk
dan ukuran zat. Sedangkan sifat ekstentif adalah sifat yang tidak khas dari zat
dan tergantung pada bentuk dan ukuran zat tersebut.
Selain itu, sifat –
sifat materi dapat digolongkan dalam sifat kimia dan sifat fisika. Sifat kimia
adalah kualitas yang khas dari suat zat yang menyebabkan zat itu berubah, baik
sendirian maupun interaksi dengan zat lain, dan dengan berubah itu membentuk
zat yang berlainan. Dengan kata lain, sifat kimia zat menyatakan interaksi
antara zat – zat. Sifat kimia adalah sifat intensif, misalnya reaksi suatu zat
dengan oksigen, kelarutan dalam asam, dsb.
Sifat fisika adalah
karakteristik suatu zat yang membedakannya dari zat – zat yang lain, sehingga
dapat digunakan untuk menerangkan penampilan suatu zat. Contoh fisika adalah
titik didih, rapatan, warna, kilap, dsb.
2. Perubahan Materi
Perubahan materi dapat
dibedakan menjadi :
a. Perubahan kimia,
yaitu perubahan yang mengakibatkan terbentuknya zat –zat baru. Zat baru hasil
perubahan kimia ini biasanya mempunyai sifat kimia yang berbeda dengan zat
pembentuknya. Perubahan kimia ini biasanya diikuti dengan perubahan energy yang
besar.
Contoh :
- Besi berkarat :
sepotong besi yang dibiarkan dalam keadaan lembab dank arena reaksi udara,
beberapa waktu kemudian akan timbul karat yang merupakan materi baru hasil
reaksi.
- Pembakaran : sehelai
kertas yang dibakar akan menghasilkan abu
b. Perubahan fisika,
yaitu perubahan yang tidak mengakibatkan terbentuknya zat baru, dan hanya
mengakibatkan perubahan wujud. Pada perubahan fisika, sifat kimia zat tidak
berubah dan biasanya hanya disertai dengan perubahan energy yang kecil.
Contoh :
-penguapan : air yang
dipanaskan akan berubah menjadi uap air
-pembekuan : air yang
didinginkan sampai 0ºCmakan membeku menjadi es.
Jadi perubahan materi
secara fisika termasuk perubahan tingkat wujud materi, seperti menguap,
membeku, melarut, manghablur, dsb.
3. Klasifikasi Materi
Materi yang ada di
sekitar kita berada dalam banyak bentuk yang berbeda – beda sehingga untuk
memudahkan kita dalam mempelajarinya perlu dilakukan pengklasifikasian.
Materi dapat
digolongkan sebagai zat murni dan campuran.
a. Zat murni dapat
dibedakan lagi menjadi unsur dan senyawa.
Unsur adalah zat – zat yang
tidak dapat diuraikan oleh perubahan kimia sederhana menjadi dua zat atau
lebih.
Contoh : emas, perak,
tembaga, dll.
Unsur biasanya
dibedakan menjadi unsur logam dan non logam. Emas, tembaga, perak adalah unsur
logam, sedangkan karbon, belerang adalah unsur non logam.
Senyawa adalah zat
dengan susunan atau komposisi tertentu yang dapat diuraikan oleh proses kimia
sederhana menjadi dua zat atau lebih yang berlainan.
Garam dapur, Natrium
Klorida (NaCl), merupakan contoh senyawa. Zat ini dapat diuraikan menjadi
Natrium dan Klor. Sifat zat yang diperoleh dengan penguraian suatu senyawa ini
berbeda dengan sifat senyawanya.
b. Campuran adalah
bahan yang mengandung 2 zat berlainan atau lebih, dimana sifat masing – masing zat
penyusunnya masih ada. Campuran dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu campuran
homogen dan campuran heterogen.
Pada campuran homogen,
tiap bagian komposisinya sama, tidak ada bagian yang dapat dibedakan satu sama
lain. Contoh campuran homogen adalah larutan gula dalam air.
Pada campuran
heterogen, tiap bagian, komposisinya bermacam – macam. Pada campuran ini
terdapat bagian – bagian yang nampak berlainan, Komponen – komponen pada
campuran ini dapat memisahkan diri secara fisis karena perbedaan sifatnya.
Contoh campuran heterogen adalah campuran garam dan merica.
Tabel Periodik Unsur
Mencari keteraturan
adalah salah satu aspek terpenting dalam kegiatan ilmu. Boyle sebagai pelopor
ilmu kimi modern adalah orang pertama yang memberikan definisi bahwa unsur
adalah suatu zat yang tidak dapat dibagi – bagi lagi menjadi dua zat atau lebih
dengan cara kimia. Sejak itu orang menyimpulkan bahwa unsur – unsur mempunyai
sifat yang jelas dan ada kemiripan diantara sifat unsur –unsur itu. Akhirnya
ditemukan bahwa kemiripan ini muncul secara teratur dan secara periodic jika
unsur – unsur ini diatur menurut bobot atom. Keteraturan ini, tahun 1896,
dikenal sebagai keperiodikan yang dinyatakan dalam suatu daftar sebagai susunan
berkala atau sistem periodik.
Perkembangan sistem
periodik dimulai pada akhir abad 18 dan permulaan abad 19.
1. Lavoisier (1769)
Setelah Boyle
memberikan penjelasan tentang konsep unsur, Lavoisier pada tahun 1769
menerbitkan suatu daftar unsur – unsur.
Lavoisier membagi unsur
– unsur dalam logam dan non logam. Pada waktu itu baru dikenal kurang lebih 21
unsur.
Setelah ditemukan unsur
– unsur lain lebih banyak tidak mungkin bagi Lavoisier mengelompokkan unsur –
unsur itu lebih lanjut.
2. Dalton
Pada permulaan abad ke
19 setelah teori atom Dalton disebar luaskan, orang berusaha mengklasifikasikan
unsur secara langsung atau tidak langsung berdasarkan teori ini.
Meskipun teori atom
Dalton tidak mengandung hal – hal yang menyangkut pengklasifikasian unsur,
tetapi teori ini telah mendorong orang untuk mencari hubungan antara sifat –
sifat unsur dengan atom. Pada waktu itu bobot atom merupakan sifat yang dapat
dipakai untuk membedakan atom suatu unsur dengan atom unsur yang lain.
3. Johann W. Dobereiner
(1817)
Adalah orang yang
pertama kali menemukan hubungan antara sifat unsur dan bobot atomnya. Pada
tahun 1817 ia mengamati beberapa kelompok 3 unsur yang mempunyai kemiripan
sifat yang disebut triade. Salah satu kelompok 3 unsur itu adalah klor, brom
dan yod. Debereiner menemukan bahwa bobot brom 80, merupakan rata – rata bobot
atom klor 35 dan bobot atom yod 127.
4. J.A.K.Newland
Newland menyusun unsur –
unsur yang telah dikenal pada waktu itu menurut bobot atomnya. Ditemukan
pengulangan sifat pada setiap unsur kedelapan. Oleh karena itu unsur pertama,
unsur ke delapan, unsur ke lima belas dan seterusnya merupakan awal suatu
kelompok seperti oktaf dalam nada music. Oleh karena itu keteraturan ini
dikenal dengan hukum oktaf.
5. Begeyer De
Chancourtois
Ia adalah orang pertama
yang menyusun unsur secara periodik. Ia menunjukkan fakta bahwa jika unsur –
unsur disusun menurut penurunan bobot atom, diperoleh secara periodik unsur
yang sifatnya mirip. Ia mengelompokkan unsur – unsur dengan membuat kurva pada
permukaan badan silinder yang disebut dengan telluric screw.
6. Lothar Meyer
Meyer menemukan
hubungan yang lebih jelas antara sifat unsur dan bobot atom. Meyer mengukur
volume atom setiap unsur dalam keadaan padat. Volume atom setiap unsur adalah
bobot atom unsur dibagi dengan kerapatannya.
7. Dimitri Mendeleev
Mendeleev lebih
menemukan sifat kimia unsur – unsur. Salah satu kelebihan Medeleev, ia telah
memperhitungkan unsur – unsur yang belum ditemukan. Mendeleev kemudian
mengemukakan tentang adanya hubungan antara sifat –sifat bobot atom
unsur-unsur. Ia kemudian menyusun daftar unsur berdasarkan kenaikan bobot atom
dan unsur – unsur dengan sifat – sifat hampir sama ditempatkan dalam satu
golongan.
Ia mengamati adanya
beberapa sifat yang berkala dan kemudian mengemukakan hukum berkala, yang
menyatakan bahwa sifat unsur – unsur merupakan fungsi berkala dari bobot atom.
Daftar ini dikenal dengan Daftar Periodik Mendeleev. Pada daftar ini ditemukan
dua penyimpangan yaitu, pada unsur tellurium dengan yod, dan kalium dengan
argon yang penempatannya tidak sesuai dengan kenaikan bobot atom.
Meseley memperbaiki
susunan daftar ini, yaitu urutan unsur – unsur dalam sistem periodik adalah
berdasarkan nomor atom.
Sistem periodik yang
dipakai sekarang adalah sistem periodik bentuk panjang yang disusun berdasarkan
kenaikan nomor atom unsur, serta mengikuti aturan Aufbau dan aturan Hund.
Unsur – unsur dalam
sistem periodik dapat dikelompokan dalam perioda dan golongan. Pengelompokan
secara horizontal disebut dengan periode yang teridiri dari 7 periode,
sedangkan pengelompokan secara vertical disebut golongan yang terdiri dari 2
golongan, yaitu A dan B.
Unsur – unsur golongan
A disebut unsur – unsur representative (unsur-unsur utama) yang diterdiri dari
8 golongan yaitu golongan IA-VIIIA. Unsur
unsur golongan B disebut unsur – unsur transisi yang terdiri dari 8
golongan yaitu golongan IB – VIIIB.
Energi
Energi adalah kemampuan
suatu benda atau sistem untuk melakukan kerja. Di dalam IPA yang dimaksud
dengan energy adalah usaha gerak melawan hambatan. Seorang yang mengangkat
sebuah benda ke atas, berarti melakukan usaha gerak melawan gaya tarik bumi
atau gravitasi. Usaha gerak melawan hambatan itulah kerja yang menggunakan energy.
Energi dapat
memindahkan materi dari suatu tempat ke tempat lain. Energi dapat mempunyai
berbagai bentuk, antara lain : gerak, cahaya, panas, tenaga kimia, tenaga atom,
dsb.
Energi dapat diubah
dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Perubahan bentuk energi ini disebut
transformasi energi. Misalnya energi potensial dapat diubah menjadi energi
listrik, dsb.
Walaupun energi dapat
diubah menjadi energi yang setara, tetapi energi itu tidak dapat dimusnahkan
dan juga tidak dapat dibuat. Hal ini disebut hukum kekekalan energi.
Macam – macam energi
1. Energi mekanik
Energi mekanik dapat
dibedakan atas dua pengertian, yaitu energi potensial dan energi kinetic.
Jumlah kedua energi tersebut dinamakan energi mekanik.
Setiap benda baik dalam
keadaan diam atau bergerak, memiliki energi. Misal energi yang tersimpan dalam
air yang dibendung pada sebuah waduk bersifat tidak aktif dan disebut energi
potensial (energi tempat). Bila waduk dibuka, air mengalir dengan deras, energi
air menjadi aktif, mengalirnya air ini dengan energi kinetic.
Air waduk juga
mempunyai energi potensial karena letaknya. Makin tinggi letak air waduk
terhadap permukaan air laut, makin besar energi potensialnya.
2. Energi Panas
Energi panas atau
disebut juga kalor. Pemberian panas kepada suatu benda dapat menyebabkan
kenaikan suhu benda itu, bahkan kadang dapat menyebabkan perubahan bentuk,
perubahan ukuran atau volume benda itu.
Pada waktu merebus air,
energi panas diberikan kepada air, sehingga suhunya naik. Jika pemberian energi
panas diteruskan sampai suhu air mencapai titik didihnya, maka air akan menguap
dan berubah bentuk menjadi uap air.
3. Energi magnetic
Setiap magnet mempunyai
2 macam kutub, yaotu kutub positif dan negative. Jika dua batang magnet saling
didekatkan kutub-kutubnya maka akan saling bertolak menolak bila kutubnya
sejenis, sedangkan akan tarik menarik jika kutubnya berlainan.
Kedua kutub magnet itu
memiliki kemampuan untuk saling melakukan gerakan. Kemampuan itu adalah energi
yang tersimpan dalam magnet dan disebut energi magnetic. Makin besar energi magnetic
yang dimiliki suatu magnet, maka makin besar pula gaya yang ditimbulkan magnet
tersebut.
4. Energi listrik
Benda – benda di ala
mini mengandung muatan listrik yang terjadi sebagai akibat gesekan benda –
benda tersebut. Saat udara kering pada beberapa benda dapat terjadi penimbunan
muatan listrik.
Alexander Volta
berhasil membuat sel listrik dengan menggunakan lempengan –lempengan seng dan
tembaga yang disusun sejajar dan disisipi kertas sebagai separator. Susunan
semacam itu disebut elektroda. Elektroda yang bermuatan positif disebut anoda
dan yang bermuatan negative disebut katoda. Elektroda – elektroda itu dimasukan
dalam larutan garam yang disebut elektrolit. Aliran listrik timbul karena ada
perbedaan potensial dalam sel listrik.
5. Energi Nuklir
Energi nuklir
didapatkan apabila suatu atom pecah menjadi atom yang lain, dan pecahnya atom
tersebut disertai pembebasan energi.
Inti atom mengandung
proton dan neutron yang terikat satu sama lain. Proton bermuatan positif
sedangkan neutron tidak bermuatan. Disekeliling inti bergerak electron yang
bermuatan negative.
Proton dan neutron
terikat kuat oleh timbunan tenaga ikat. Tenaga ikat tersebut sangat kuat
sehingga untuk melepaskannya harus digunakan tenaga yang sangat besar.
Enrico Fermi secara
kebetulan berasil memecah inti atom dan menghasilkan tenaga yang luar biasa
besarnya dalam bentuk radiasi. Tenaga yang kuat tersebut merupakan kumpulan energi
yang disebut energi nuklir.
6. Energi Matahari
Energi matahari adalah
energi yang paling besar di ala mini. Matahari memancarkan energinya dalam
bentuk gelombang – gelombang radiasi. Di antara jumlah energi yang dipancarkan
itu bumi hanya menerima sedikit sekali dibandingkan dengan seluruh energi yang
dipancarkan.
Energi matahari dapat
dimanfaatkan untuk berbagai keperluan :
a. Pemakaian satelit
buatan
b. Proses fotosintesis
c. Pembangkit listrik
tenaga surya
d. Penyulingan air, dll
Sumber : Buku Pengantar Ilmu Alamiah Dasar (IAD)
Harmoni, Ati. Pengantar Ilmu Alamiah Dasar (IAD). Gunadarma. Depok
Harmoni, Ati. Pengantar Ilmu Alamiah Dasar (IAD). Gunadarma. Depok
Tidak ada komentar:
Posting Komentar