Berkenalan dengan Ilmu Kimia

1.1 Ruang Lingkup Ilmu Kimia

• Secara singkat, Ilmu Kimia adalah ilmu rekayasa materi yaitu mengubah suatu materi menjadi materi yang lain.
• Secara lengkap, Ilmu Kimia adalah ilmu yang mempelajari tentang :
• Susunan materi = mencakup komponen-komponen pembentuk materi dan perbandingan tiap komponen tersebut.
• Struktur materi = mencakup struktur partikel-partikel penyusun suatu materi atau menggambarkan bagaimana atom-atom penyusun materi tersebut saling berikatan.
• Sifat materi = mencakup sifat fisis (wujud dan penampilan) dan sifat kimia. Sifat suatu materi dipengaruhi oleh susunan dan struktur dari materi tersebut.
• Perubahan materi = meliputi perubahan fisis/fisika (wujud) dan perubahan kimia (menghasilkan zat baru).
• Energi yang menyertai perubahan materi = menyangkut banyaknya energi yang menyertai sejumlah materi dan asal-usul energi itu.
• Ilmu Kimia dikembangkan oleh para ahli kimia untuk menjawab pertanyaan “apa” dan “mengapa” tentang sifat materi yang ada di alam.
• Pengetahuan yang lahir dari upaya untuk menjawab pertanyaan “apa” merupakan suatu fakta yaitu : sifat-sifat materi yang diamati sama oleh setiap orang akan menghasilkan Pengetahuan Deskriptif.
• Pengetahuan yang lahir dari upaya untuk menjawab pertanyaan “mengapa” suatu materi memiliki sifat tertentu akan menghasilkan Pengetahuan Teoritis.

1.2 Manfaat Mempelajari Ilmu Kimia

• Pemahaman kita menjadi lebih baik terhadap alam sekitar dan berbagai proses yang berlangsung di dalamnya.
• Mempunyai kemampuan untuk mengolah bahan alam menjadi produk yang lebih berguna bagi manusia.
• Membantu kita dalam rangka pembentukan sikap.
• Secara khusus, ilmu kimia mempunyai peranan sangat penting dalam bidang : kesehatan, pertanian, peternakan, hukum, biologi, arsitektur dan geologi.
• Dibalik sumbangannya yang besar bagi kehidupan kita, secara jujur harus diakui bahwa perkembangan ilmu kimia juga memberikan dampak negatif bagi kehidupan manusia.

1.3 Cabang-Cabang Ilmu Kimia

• Kimia Analisis = mempelajari tentang analisis bahan-bahan kimia yang terdapat dalam suatu produk.
• Kimia Fisik = fokus kajiannya berupa penentuan energi yang menyertai terjadinya reaksi kimia, sifat fisis zat serta perubahan senyawa kimia.
• Kimia Organik = mempelajari bahan-bahan kimia yang terdapat dalam makhluk hidup.
• Kimia Anorganik = kebalikan dari kimia organik; mempelajari benda mati.
• Kimia Lingkungan = mempelajari tentang segala sesuatu yang terjadi di lingkungan, terutama yang berkaitan dengan pencemaran lingkungan dan cara penanggulangannya.
• Kimia Inti (Radiokimia) = mempelajari zat-zat radioaktif.
• Biokimia = cabang ilmu kimia yang sangat erat kaitannya dengan ilmu biologi.
• Kimia Pangan = mempelajari bagaimana cara meningkatkan mutu bahan pangan.
• Kimia Farmasi = fokus kajiannya berupa penelitian dan pengembangan bahan-bahan yang mengandung obat.

1.4 Perkembangan Ilmu Kimia

• Sekitar tahun 3500 SM, di Mesir Kuno sudah mempraktekkan reaksi kimia (misal : cara membuat anggur, pengawetan mayat).
• Pada abad ke-4 SM, para filosofis Yunani yaitu Democritus dan Aristoteles mencoba memahami hakekat materi.
• Menurut Democritus = setiap materi terdiri dari partikel kecil yang disebut atom.
• Menurut Aristoteles = materi terbentuk dari 4 jenis unsur yaitu : tanah, air, udara dan api.
• Abad pertengahan (tahun 500-1600), yang dipelopori oleh para ahli kimia Arab dan Persia.
• Kimia lebih mengarah ke segi praktis. Dihasilkan berbagai jenis zat seperti : alkohol, arsen, zink asam iodida, asam sulfat dan asam nitrat.
• Nama ilmu kimia lahir, dari kata dalam bahasa Arab (al-kimiya = perubahan materi) oleh ilmuwan Arab Jabir ibn Hayyan (tahun 700-778).
• Abad ke-18, muncul istilah Kimia Modern. Dipelopori oleh ahli kimia Perancis Antoine Laurent Lavoisier (tahun 1743-1794) yang berhasil mengemukakan hukum kekekalan massa.
• Tahun 1803, seorang ahli kimia Inggris bernama John Dalton (tahun 1766-1844) mengajukan teori atom untuk pertama kalinya. Sejak itu, ilmu kimia terus berkembang pesat hingga saat ini.

1.5 Pengenalan Laboratorium

• Laboratorium = suatu tempat bagi seorang praktikan untuk melakukan percobaan.
• Praktikan = orang yang melakukan percobaan / praktikum.
• Bahan Kimia

Jenis bahan kimia berdasarkan sifatnya :

• mudah meledak (explosive)
• pengoksidasi (oxidizing)
• karsinogenik (carcinogenic : memicu timbulnya sel kanker)
• berbahaya bagi lingkungan (dangerous to the environment)
• mudah menyala (flammable)
• beracun (toxic)
• korosif (corrosive)
• menyebabkan iritasi (irritant)
• Persiapan kerja di laboratorium :
• Merencanakan percobaan yang akan dilakukan sebelum memulai praktikum
• Menggunakan peralatan kerja (kacamata, jas praktikum, sarung tangan dan sepatu tertutup)
• Bagi wanita yang berambut panjang, diharuskan mengikat rambutnya
• Dilarang makan, minum dan merokok
• Menjaga kebersihan meja praktikum dan lingkungan laboratorium
• Membiasakan mencuci tangan dengan sabun dan air bersih terutama sehabis praktikum
• Bila kulit terkena bahan kimia, jangan digaruk agar tidak menyebar
• Memastikan bahwa kran gas tidak bocor sewaktu hendak menggunakan bunsen
• Pastikan bahwa kran air selalu dalam keadaan tertutup sebelum dan sesudah melakukan praktikum

1.6 Teknik Bekerja di Laboratorium

• Penanganan terhadap bahan kimia :
• Menghindari kontak langsung dengan bahan kimia
• Menghindari untuk mencium langsung uap bahan kimia
• Menggunakan sarung tangan
• Jika ingin memindahkan bahan kimia :
• Membaca label bahan kimia (minimal 2 kali)
• Memindahkan sesuai dengan jumlah yang diperlukan
• Tidak menggunakan secara berlebihan
• Jika ada sisa, jangan mengembalikan bahan kimia ke dalam botol semula untuk mencegah kontaminasi
• Menggunakan alat yang tidak bersifat korosif untuk memindahkan bahan kimia padat
• Untuk bahan kimia cair, pindahkan secara hati-hati agar tidak tumpah
• Jika terkena bahan kimia :
• Bersikap tenang dan jangan panik
• Meminta bantuan teman yang ada di dekat Anda
• Membersihkan bagian yang mengalami kontak langsung (dicuci dengan air bersih)
• Jangan menggaruk kulit yang terkena bahan kimia
• Menuju ke tempat yang cukup oksigen
• Menghubungi paramedis secepatnya
• Masalah penanganan limbah bahan kimia :
• Limbah berupa zat organik harus dibuang terpisah agar dapat didaur ulang
• Limbah cair yang tidak berbahaya dapat langsung dibuang tetapi harus diencerkan dulu dengan menggunakan air secukupnya
• Limbah cair yang tidak larut dalam air dan limbah beracun harus dikumpulkan dalam botol penampung dan diberi label
• Limbah padat harus dibuang terpisah karena dapat menyumbat saluran air
• Sabun, deterjen dan cairan yang tidak berbahaya dalam air dapat langsung dibuang melalui saluran air kotor dan dibilas dengan air secukupnya
• Gunakan zat / bahan kimia secukupnya

Sifat Tabel Periodik

A. Pendahuluan

• Sifat periodik adalah sifat pada tabel periodik yang berubah secara teratur sesuai kenaikan nomor atom (sistem modern), baik dalam satu golongan maupun satu periode.
• Sifat periodik meliputi:

• Sifat fisis, yaitu jari-jari atom, energi ionisasi, afinitas elektron, keelektronegatifan, dan kelogaman.
• Sifat kimia, yaitu titik leleh dan titik didih.

B. Jari-Jari Atom

• Jari-jari atom adalah jarak dari inti atom hingga kulit elektron terluar.
• Ukuran jari-jari atom dipengaruhi oleh:

• Jumlah kulit atom

Setiap bertambahnya jumlah kulit atom, maka bertambah pula panjang jari-jari atom.Setiap bertambahnya jumlah kulit atom, maka bertambah pula panjang jari-jari atom.

• Muatan inti atom

Setiap bertambahnya elektron valensi atom, maka gaya tarik/muatan inti makin besar, sehingga memperkecil jari-jari atom.

• Jari-jari atom diukur dalam berbagai satuan, diantaranya dengan picometer (pm) dan amstrong (Å).
• Kecenderungan jari-jari dalam tabel periodik:
• Makin ke bawah dalam satu golongan makin besar.
• Makin ke kanan dalam satu periode makin kecil.

• Jari-jari atom terbesar adalah fransium (Fr) dan terkecil adalah helium (He).

C. Energi Ionisasi

• Energi ionisasi (EI) adalah besarnya energi yang diperlukan/diserap untuk melepas satu elektron atom netral agar menjadi ion positif.
• Besar EI dipengaruhi oleh jari-jari atom dan muatan inti atom.
• Bila jari-jari atom makin besar, berarti jarak elektron valensi ke inti makin jauh.
• Bila jaraknya makin jauh, maka gaya tarik/muatan inti makin kecil, sehingga elektron semakin mudah untuk ditarik.
• Semakin mudah elektron ditarik oleh inti, maka EI yang dibutuhkan kecil.

• EI dinyatakan menggunakan satuan kJ mol-1 atau elektronVolt (eV).
• EI mengalami penyimpangan pada golongan IIA, VA dan VIIIA, yaitu EI yang sangat besar, lebih besar dari golongan di sebelah kanannya, yatu golongan IIIA dan VIA.
• Penyimpangan EI yang terjadi karena konfigurasi elektron golongan IIA, VA, dan VIIIA yang relatif stabil.

• Kecenderungan EI dalam tabel periodik:
• Makin ke bawah dalam satu golongan makin kecil, karena jari-jari atom makin besar dan gaya tariknya makin kecil.
• Makin ke kanan dalam satu periode makin besar, karena jari-jari atom makin kecil dan gaya tariknya makin besar.
• EI terbesar dimiliki helium (He) dan terkecil dimiliki cesium (Cs).

D. Afinitas Elektron

• Afinitas elektron (AE) adalah besarnya energi yang dibebaskan dan diserap untuk menerima elektron dari luar atom netral agar menjadi ion negatif.
• Harga AE menentukan beberapa hal:

Harga AE negatif	Harga AE positif
Penerimaan elektron disertai pembebasan energi	Penerimaan elektron disertai penyerapan energi
Ion lebih stabil dari atom netralnya	Ion kurang stabil dari atom netralnya
Makin mudah menerima elektron	Makin sulit menerima elektron
Nilai afinitasnya besar	Nilai afinitasnya kecil

• AE dinyatakan menggunakan satuan kJmol-1 atau elektronVolt (eV).
• AE mengalami penyimpangan pada golongan IIA dan VIIIA (lebih positif dibanding golongan sebelahnya)

• Kecenderungan AE dalam tabel periodik:
• Makin ke bawah dalam satu golongan makin kecil (positif), karena jari-jari atom makin besar dan gaya tarikya makin kecil.
• Makin ke kanan dalam satu periode makin besar (negatif), karena jari-jari atom makin kecil dan gaya tariknya makin besar.
• AE terbesar dimilki klor (Cl) dan terkecil dimiliki berilium (Be).

E. Keelektronegatifan

• Keelektronegatifan (KE) atau elektronegativitas adalah ukuran kemampuan atau kecenderungan suatu atom untuk menarik elektron dalam ikatan kimianya.
• Persamaan KE dan AE adalah sama-sama membahas tentang bagaimana suatu atom menarik elektron dari luarnya.
• Perbedaan KE dan AE adalah KE hanya mengukur kemampuannya saja, sedangkan AE mengaitkanya dengan jumlah energi dan pembentukan ion.

• Kecenderungan KE dalam tabel periodik adalah:
• Makin ke bawah dalam satu golongan makin kecil, karena jari-jari atom makin besar dan gaya tariknya makin kecil.
• Makin ke kanan dalam satu periode makin besar, karena jari-jari atom makin kecil dan gaya tariknya makin besar.
• KE terbesar dimiliki fluorin (F), dan terkecil dimiliki fransium (Fr).

F. Kelogaman (Keelektropositifan)

• Kelogaman (KL) adalah sifat keelektropositifan atau logam yang dimiliki unsur yang bergantung pada energi ionisasi.
• Logam adalah unsur yang mudah menghantarkan listrik dan melepas elektron.
• Garis perbatasan sifat logam dan non-logam berbentuk garis tangga. Unsur yang sifatnya perantaraan logam dan non-logam disebut metaloid.

• Kecenderungan sifat KL dalam tabel periodik adalah:
• Makin ke bawah dalam satu golongan, sifat logam makin bertambah, dan sifat non-logam makin berkurang.
• Makin ke kanan dalam satu periode, sifat logam makin berkurang, dan sifat non-logam makin bertambah.

G. Titik Leleh dan Titik Didih

• Titik leleh (TL) dan titik didih (TD) merupakan titik dimana suatu unsur mulai berubah wujud menjadi wujud lain.
• Kecenderungan sifat TL dan TD dalam tabel periodik adalah:
• Golongan IA - IVA:
• Makin ke bawah dalam satu golongan makin berkurang.
• Makin ke kanan dalam satu periode makin bertambah sampai puncaknya pada IVA (TL dan TD tertinggi).
• Golongan VA - VIIA:
• Makin ke bawah dalam satu golongan makin bertambah.
• Makin ke kanan dalam satu periode makin berkurang.
• TL dan TD terbesar dimilki karbon (C), terkecil dimiliki helium (He).