MATERI DAN PERUBAHANNYA

1.       Pengertian Materi/Zat

          Materi adalah segala sesuatu yang menempati ruang dan memiliki massa. Segala sesuatu itu bisa sesuatu yang terlihat (zat cair dan zat padat) ataupun yang tidak tampak yaitu zat gas. Maksud materi menempati ruang adalah benda dapat ditempatkan dalam suatu ruang atau wadah tertentu sedangkan materi mempunyai massa, memiliki maksud bahwa benda yang termasuk materi dapat diukur, ditimbang dengan menggunakan alat ukur tertentu yaitu neraca atau timbangan. Memahami konsep energi adalah sesuatu yang kompleks, tidak hanya mempelajari konsep sains semata, dalam hal ini energi, akan tetapi para pebelajar juga harus berpikir bagaimana sumber energi (bahan baku) itu tetap lestari, terjaga dengan baik, maka tentu konsekuensinya adalah harus menjaga dan merawat lingkungan alam sekitar dengan baik pula. Materi pasti mengalami perubahan, baik fisika maupun kimia. Dengan demikian setiap materi mengandung dan terkait dengan energi. Bila materi berubah akan disertai perubahan energinya.

2.1     Sifat Fisika

Sifat fisika merupakan sifat materi yang dapat dilihat secara langsung dengan indra. Sifat fisika antara lain wujud zat, warna, bau, titik leleh, titik didih, massa jenis, kekerasan, kelarutan, kekeruhan, dan kekentalan. Kamu akan mempelajari beberapa sifat fisika tersebut.

1.             Wujud zat

Wujud zat dibedakan atas zat padat, cair, dan gas. Kamu telah mempelajari sifat-sifat zat padat, cair, dan gas pada Bab III. Untuk mengingat kembali, coba perhatikan sifat-sifat dari ketiga wujud zat tersebut  ada berikut:

No	Zat Padat	Zat Cair	Zat Gas
1.	Mempunyai bentuk dan volume tertentu.	Bentuk tidak tetap bergantung wadahnya, volume tertentu.	Tidak mempunyai bentuk dan volume tertentu, bergantung tempatnya.
2.	Jarak antarpartikel sangat rapat	Jarak antarpartikel agak renggang.	Jarak antarpartikel sangat renggang.
3.	Partikel-partikelnya tidak dapat bergerak bebas	Partikel-partikelnya dapat bergerak bebas.	Partikel-partikelnya dapat bergerak sangat cepat.

Padatan memiliki bentuk tetap karena partikel-partikelnya diikat erat bersama, sering dalam pola teratur yang disebut dengan kisi (lattice). Dalam suatu cairan, gaya antarpartikel terlalu lemah untuk menahannya dalam formasi yang tetap sehingga partikel-partikel ini dapat bergeser dengan mudah dan saling melewati satu sama lain. Energi kinetik partikelpartikel gas cukup besar. Gas juga memiliki energi kinetic yang cukup untuk menyebar dan memenuhi seluruh tempat atau wadahnya. Perhatikan susunan partikel-partikel zat padat, cair dan gas pada gambar berikut.

(a) Susunan partikel zat padat, (b) zat cair, dan (c) zat gas.

2.             Kekeruhan (Turbidity)

Kekeruhan terjadi pada zat cair. Kekeruhan cairan disebabkan adanya partikel suspensi yang halus. Jika sinar cahaya dilewatkan pada sampel keruh maka intensitasnya akan berkurang karena dihamburkan. Hal ini bergantung konsentrasinya. Alat untuk mengetahui intensitas cahaya pada zat cair yang keruh ini atau untuk mengetahui tingkat kekeruhan disebut turbidimetry.

3.             Kekentalan (Viskositas)

Kekentalan atau viskositas adalah ukuran ketahanan zat cair untuk mengalir. Untuk mengetahui kekuatan mengalir (flow rate) zat cair digunakan viskometer. Flow rate digunakan untuk menghitung indeks  iskositas. Aliran atau viskositas suau cairan dibanding dengan aliran air memberikan viskositas relatif untuk cairan tersebut. Angka pengukuran viskositas relatif cairan disebut dengan indeks viskositas. Indeks viskositas dapat dirumuskan seperti berikut.

Angka indeks viskositas suatu cairan di bawah 1 berarti viskositasnya di bawah viskositas air. Adapun angka indeks viskositas di atas 1 berarti viskositasnya di atas viskositas air. Viskositas cairan terjadi  arena gesekan antara molekulmolekul. Viskositas sangat dipengaruhi oleh struktur molekul cairan. Jika struktur molekulnya kecil dan sederhana maka molekul tersebut dapat bergerak cepat, misalkan air. Jika molekulnya besar dan saling bertautan maka zat tersebut akan bergerak sangat lambat, misalkan oli. Molekul-molekul cairan yang bergerak cepat dikatakan memiliki viskositas atau kekentalan rendah  sedangkan molekul cairan yang bergerak lambat dikatakan memiliki kekentalan tinggi.

4.             Titik Didih

Titik didih merupakan suhu ketika suatu zat mendidih. Mendidih berbeda dengan menguap. Mendidih   terjadi pada suhu tertentu, yaitu pada titik didih sedangkan menguap terjadi pada suhu berapa saja di  awah titik didih. Misal pada saat kamu menjemur pakaian, maka airnya menguap bukan mendidih. Titik didih berbagai zat berbeda, bergantung pada struktur dan sifat bahan. Perhatikan titik didih beberapa zat pada tekanan 1 atm pada berikut.
Titik didih berbagai zat pada tekanan 1 atm.

No	Nama Zat	Titik Didih (°C)
1. 2. 3. 4. 5.	Nitrogen Oksigen Alkohol (etanol) Air Tembaga	-196 -183 78 100 2595

5.       Titik Leleh

Titik leleh merupakan suhu ketika zat padat berubah menjadi zat cair. Misal garam dapur jika dipanaskan akan meleleh menjadi cairan. Perubahan ini dipengaruhi oleh struktur kristal zat padat tersebut. Zat cair dan zat gas juga memiliki titik leleh tetapi perubahannya tidak dapat diamati pada suhu kamar. Perhatikan titik leleh beberapa zat pada berikut.

Titik leleh berbagai zat pada tekanan 1 atm.

No	Nama Zat	Titik Didih (°C)
1. 2. 3. 4. 5. 6.	Nitrogen Oksigen Alkohol (etanol) Air Tembaga Besi	-210 -216 -117 0 1083 1535

6.             Kelarutan

Contoh larutan gula, dan larutan garam. Larutan merupakan campuran  homogen. Dalam larutan  terdapat dua komponen yaitu pelarut dan terlarut. Pelarut merupakan zat yang melarutkan dan biasanya jumlahnya lebih banyak, sedangkan terlarut merupakan zat yang terlarut,   biasanya jumlahnya lebih kecil. Misal larutan garam, maka zat terlarutnya garam dan pelarutnya air. Pada umumnya larutan berupa cairan tetapi larutan juga terjadi dalam bentuk gas dan padat. Contoh larutan gas adalah udara yang terdiri dari oksigen, nitrogen, karbon dioksida dan gas-gas lain. Contoh larutan padatan adalah stainless steel. Kelarutan menerangkan tingkat suatu zat saling melarutkan. Ahli kimia   menerangkan kelarutan dengan istilah berupa banyaknya zat terlarut tertentu yang akan melarut ke dalam larutan tertentu pada suhu tertentu. Kemampuan melarut bergantung pada gaya tarik partikel zat terlarut dengan partikel pelarutnya. Misal dalam proses pelarutan garam dalam air, maka molekul air pertama-tama menarik molekul garam menjauh satu dengan lain hingga suatu saat tercapai suatu keadaan molekul air tidak mampu memisahkan molekul garam dari yang lain atau disebut jenuh. Perhatikan gambar berikut.

a.       Molekul-molekul air (H2O), ion Na+ dan ion Cl¯.

b.      Molekul-molekul air menarik ion-ion dari kristal.

c.       Molekul-molekul air mengelilingi ion-ion dalam larutan.

Butiran garam terdiri atas ion natrium dan klorida yang terikat bersama dalam formasi yang disebut kisi kristal. Air melarutkan garam dengan menarik ion dari kisi kristal dan mengelilinginya. Kelarutan dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain seperti berikut:

1) Suhu

Perhatikan saat kamu membuat air kopi. Gula dan kopi akan lebih cepat larut dalam air panas daripada dalam air dingin. Mengapa demikian? Pada saat melarutkan bentuk padat menjadi cair melibatkan penghancuran struktur yang kaku, atau kisi-kisi kistal dari zat padat. Pada peristiwa ini diperlukan energi. Kenaikan suhu menyebabkan energi kinetik partikel zat bertambah sehingga partikel pada suhu yang tinggi bergerak lebih cepat dibandingkan pada suhu rendah. Kondisi ini menyebabkan terjadinya tumbukan antara partikel zat terlarut dengan partikel pelarut.

2) Volume pelarut

Misalkan kamu melarutkan 2 sendok makan gula dalam 100 mL air dan melarutkan 2 sendok makan gula dalam 5.000 mL air, manakah yang lebih cepat larut? Gula 2 sendok makan akan lebih cepat larut dalam 5.000 mL air daripada dalam 100 mL air. Semakin besar volume pelarut, maka jumlah partikel pelarut akan semakin banyak. Kondisi tersebut memungkinkan lebih banyak terjadi tumbukan antara partikel zat terlarut dengan partikel zat pelarut sehingga zat padat umumnya lebih mudah larut.

3) Ukuran zat terlarut

Misalkan kamu melarutkan 2 sendok makan gula pasir halus dalam 100 mL air dan 1 sendok makan gula batu dalam 100 mL air, manakah yang lebih cepat larut? Gula pasir lebih cepat larut daripada gula batu. Hal ini karena gula pasir halus memiliki ukuran partikel yang lebih kecil sehingga memiliki permukaan sentuh yang luas dibandingkan gula batu. Jadi makin kecil ukuran zat terlarut makin besar kelarutan zat tersebut.

2.2     Sifat Kimia

Sifat kimia merupakan sifat yang dihasilkan dari perubahan kimia, antara lain mudah terbakar, mudah busuk, dan korosif. Sifat-sifat ini karakteristik.

a.             Mudah terbakar

Pernahkah kamu menyalakan kembang api? Saat kamu membakar kembang api maka dengan segera akan terjadi nyala warna-warni yang indah. Pada peristiwa ini terjadi perubahan kimia. Pada mulanya kembang api dibuat dari campuran antara kalium nitrat (KNO3) , belerang dan arang kayu. Namun sekarang  kembang api telah dibuat dengan warna-warni, yaitu dari strontium dan litium (warna merah), natrium (warna kuning), barium (warna hijau), dan tembaga (warna biru). Contoh lain yang mudah terbakar adalah fosfor. Fosfor dapat terbakar bila kena udara, membentuk senyawa fosfor oksida. Oleh karena itu fosfor disimpan di dalam air. Fosfor dimanfaatkan untuk membuat korek api.

b.             Mudah busuk

Jika buah dan sayur dibiarkan di udara terbuka maka lama kelamaan buah dan sayur tersebut akan membusuk. Buah dan sayur yang busuk akan menimbulkan bau yang tidak sedap. Proses pembusukan ini karena adanya mikroorganisme.

c.              Korosif

Perkaratan atau korosi merupakan peristiwa rusaknya logam oleh pengaruh lingkungan, yaitu adanya oksigen dan kelembapan. Besi adalah salah satu contoh logam yang mudah berkarat. Pada proses korosi terbentuk zat yang jenisnya baru yaitu karat. Gejala yang tampak pada korosi adalah terjadi perubahan warna. Pada umumnya logam bersifat korosif kecuali emas, platina, dan air raksa.

2.3     Metode-Metode Pemisahan Campuran

Campuran dapat tersusun atas beberapa unsur ataupun senyawa. Komponen-komponen penyusun suatu campuran tersebut dapat dipisahkan berdasarkan sifat fisika zat penyusunnya. Contoh campuran antara lain udara, air laut, dan minyak mentah. Garam dapur yang kamu konsumsi merupakan hasil pemisahan dari campuran air laut. Hal ini karena air laut sebenarnya tersusun atas air, garam, dan beberapa mineral. Emas ditemukan sebagai bijih emas yang bercampur dengan tanah, pasir, dan batuan lain. Oleh karena itu untuk mendapatkan emas murni, perlu dilakukan pemisahan. Tembaga diperoleh dari pemisahan campuran berbagai mineral dan senyawa. Senyawanya ditemukan pada beberapa bijih, misalnya pirit tembaga dan malasit. Metode yang umum dipergunakan untuk memisahkan campuran antara lain filtrasi, dekantasi, sentrifugasi, evaporasi, distilasi, corong pisah, kromatografi, sublimasi, ekstraksi, dan daya tarik magnet. Agar lebih jelas, berikut akan dibahas beberapa metode tersebut.

1.             Penyaringan (Filtrasi)

Filtrasi atau penyaringan adalah teknik penyaringan yang dapat digunakan untuk memisahkan campuran yang ukuran partikel zat-zat penyusunnya berbeda. Misalnya, pada pembuatan santan kelapa. Santan kelapa dibuat dengan cara memisahkan campuran santan, air, dan ampas kelapa dengan menggunakan saringan. Dengan menggunakan saringan yang berpori-pori kecil, santan kelapa dapat melewati lubang saringan dan ampas kelapa tertahan dalam saringan. Pernahkah kamu membuat air teh? Untuk mendapatkan air teh maka kamu perlu merendam teh dalam air panas, kemudian gunakan saringan untuk memisahkan teh dengan air tehnya. Nah, agar kamu lebih memahami proses pemisahan dengan cara filtrasi, lakukanlah  kegiatan berikut :

Dapat mengamati butiran-butiran kapur tertahan pada kertas saring (residu). Adapun air dapat melewatinya (filtrat). Kertas saring memiliki pori-pori yang sangat kecil sehingga dapat menahan butiran-butiran kapur tersebut. Dasar dari penyaringan di atas adalah perbedaan ukuran partikel air dengan butiran kapur. Prinsip penyaringan banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya, kamu menggunakan saringan teh agar ampas teh tidak terbawa dalam air teh. Nah, dapatkah kamu menyebutkan contoh penyaringan lainnya dalam kehidupan seharihari? Diskusikanlah dengan teman sekelompokmu, kemudian bacakan hasilnya di depan kelas.

2.       Sentrifugasi

a.       Darah sebelum disentrifugasi, b.      Darah setelah sentrifugasi. c.       Komponen penyusun darah terpisah setelah disentrifugasi.

Suspensi yang partikel-partikelnya sangat halus tidak bisa dipisahkan dengan cara filtrasi. Partikel-partikelnya dapat melewati saringan atau bahkan menutupi lubang pori-pori saringan sehingga cairan tidak dapat lewat. Cara untuk memisahkan suspensi adalah dengan membiarkannya hingga mengendap. Setelah beberapa saat, partikelpartikelnya mengendap sehingga cairannya dapat dituang. Akan tetapi banyak partikel suspense yang terlalu kecil untuk disaring tetapi juga tidak dapat mengendap. Hal ini karena partikel-partikel padatan tersebut dipengaruhi oleh gerakan molekul cairan yang sangat cepat. Suspensi yang sulit dipisahkan ini dapat dipisahkan dengan sentrifugasi. Tabung sebagai wadah suspensi dikunci pada gagang atau rotor untuk mengitari sebuah alat atau mesin pemutar. Batang vertikal di tengahnya diputar dengan motor listrik. Batang itu berputar dengan sangat cepat. Tabung akan mengayun dengan cepat tetapi mulut tabung tetap menghadap ke tengah. Sentrifugasi yang terkecil dapat memutar dengan kecepatan 2.000 putaran/menit (rpm). Sentrifugasi dapat digunakan untuk memisahkan susu menjadi susu krim dan susu skim. Sentrifugasi juga dapat digunakan untuk memisahkan komponenkomponen darah.

3.             Evaporasi (Penguapan)

Pada awal bab telah dijelaskan bahwa garam dapat diperoleh dari air laut dengan proses penguapan atau evaporasi. Untuk  memahami pemisahan campuran dengan proses penguapan lakukanlah kegiatan berikut.

Pada proses penguapan, larutan dipanaskan sampai zat pelarutnya (air) menguap dan meninggalkan zat terlarut (garam). Proses pemisahan dengan cara penguapan ini dapat terjadi karena zat terlarut (garam) memiliki titik didih yang lebih tinggi daripada zat pelarutnya (air).

4.             Distilasi (Penyulingan)

Distilasi atau penyulingan adalah proses pemisahan campuran dengan penguapan yang diikuti pengembunan. Mula-mula campuran yang akan dipisahkan dipanaskan hingga di atas titik didih zat yang akan dipisahkan. Oleh karena zat yang akan dipisahkan memiliki titik didih yang lebih rendah daripada larutan, maka zat tersebut akan menguap terlebih dahulu. Uap yang terbentuk kemudian didinginkan sehingga menjadi cairan. Cairan yang dihasilkan selanjutnya ditampung dalam suatu wadah sebagai distilat.

Prinsip penyulingan digunakan di industri minyak untuk memisahkan bensin, minyak tanah, dan solar dari minyak mentah. Hal ini dapat dilakukan karena komponen-komponen minyak bumi mempunyai titik didih yang berbeda-beda. Oleh karena dalam campuran (minyak mentah) terdapat lebih dari satu komponen yang akan dipisahkan maka harus dilakukan distilasi bertingkat atau biasa disebut distilasi fraksionasi.

5.       Sublimasi

Proses pemisahan kapur barus dari pasir dengan cara sublimasi.

Sublimasi adalah proses pemisahan campuran yang dapat digunakan untuk memisahkan komponen yang dapat menyublim dari campurannya yang tidak dapat menyublim. Masih ingatkah kamu zat yang dapat menyublim jika dipanaskan? Kapur barus merupakan zat yang dapat menyublim jika dipanaskan. Nah, jika kapur barus ini bercampur dengan zat pengotor seperti pasir, untuk memisahkan kapur barus dengan zat pengotor dapat dilakukan dengan proses sublimasi. Ketika campuran kapur barus dan pasir dipanaskan, kapur barus akan menguap sedangkan pasir tidak. Uap kapur barus akan segera mengkristal ketika menemui daerah yang cukup dingin. Dengan demikian kapur barus murni dapat diperoleh kembali. Nah, dapatkah kamu menyebutkan contoh proses pemisahan campuran dengan cara sublimasi? Proses sublimasi dapat juga digunakan untuk memisahkan iodin dari zat pengotornya.

2.4     Proses Pengolahan Air

Berapa banyak air yang kamu buang dalam sehari? Tentu tak terhitung jumlahnya. Padahal, saat ini krisis air bersih mulai melanda negara kita. Hal ini disebabkan penjarahan hutan secara besar-besaran sehingga menyebabkan turunnya debit air bersih yang mengalir ke sungai. Dalam kondisi seperti itu, pencemaran air semakin hebat yang diakibatkan limbah rumah tangga dan industri. Jika kamu mengamati sungai-sungai di sekelilingmu, hanya sedikit sungai yang masih mengalirkan air bersih. Umumnya sungai mengalirkan air kotor berwarna kecokelatan. Beban lingkungan yang semakin berat akibat pencemaran air dan udara membuat kualitas air semakin buruk. Namun, di sisi lain, kebutuhan masyarakat akan air semakin meningkat akibat peningkatan jumlah penduduk. Fenomena tersebut tentunya memerlukan konsep pengelolaan sumber daya air yang terpadu dengan mempertimbangkan keseimbangan air. Air pada dasarnya merupakan sumber daya alam yang dapat diperbaharui dan merupakan sumber daya yang sangat penting dalam kehidupan makhluk hidup di dunia ini. Air minum harus memenuhi persyaratan-persyaratan dari segi fisik, kimia, maupun biologi.

1.             Kualitas dari segi fisik yaitu tidak berwarna, tidak berbau, jernih, dan tidak berasa.

2.             Kualitas dari segi kimia yaitu air tidak mengandung zat-zat kimia yang beracun dan bebas dari garam-garam mineral.

3.             Kualitas dari segi biologi yaitu air harus terbebas dari organisme hidup penyebab penyakit.

Proses pengolahan air untuk menghasilkan air bersih.

Di negara kita, pengolahan air bersih dilakukan oleh PDAM. Tahukah kamu bahwa sumber air leding dari PDAM yang bersih dan bening sebenarnya berasal dari air sungai yang berwarna cokelat, kotor, dan berbau? Perhatikan proses pengolahan air pada gambar di atas. Mula-mula, air dari sungai, danau, atau air tanah dipompakan ke dalam bak prasedimentasi. Pada tahap ini dilakukan penyimpanan air dan mengendapkan lumpur atau padatan yang terbawa. Setelah itu, air dialirkan ke dalam bak penyaring untuk memisahkan lumpur yang lebih halus dan zat pengotor yang lebih kecil. Air bersih yang diperoleh dari hasil saringan, selanjutnya diberi kaporit (senyawa kimia yang mengandung klorin) untuk membunuh bakteri penyebab penyakit. Air yang telah memenuhi standar bersih, kemudian dialirkan ke dalam bak penampungan untuk disalurkan ke pemukiman, kantorkantor, dan pabrik (konsumen). Lakukan kegiatan berikut untuk mendapatkan air bersih dengan cara sederhana.

Bagaimana usaha yang dapat dilakukan untuk mendapatkan air bersih? Di negara kita, pengolahan air bersih dilakukan oleh PDAM. Tahukah kamu bahwa sumber air leding dari PDAM yang bersih dan bening sebenarnya berasal dari air sungai yang berwarna cokelat, kotor, dan berbau? Perhatikan proses pengolahan air pada Gambar di atas. Mula-mula, air dari sungai, danau, atau air tanah dipompakan ke dalam bak prasedimentasi. Pada tahap ini dilakukan penyimpanan air dan mengendapkan lumpur atau padatan yang terbawa. Setelah itu, air dialirkan ke dalam bak penyaring untuk memisahkan lumpur yang lebih halus dan zat pengotor yang lebih kecil. Air bersih yang diperoleh dari hasil saringan, selanjutnya diberi kaporit (senyawa kimia yang mengandung klorin) untuk membunuh bakteri penyebab penyakit. Air yang telah memenuhi standar bersih, kemudian dialirkan ke dalam bak penampungan untuk disalurkan ke pemukiman, kantorkantor, dan pabrik (konsumen). Lakukan kegiatan berikut untuk mendapatkan air bersih dengan cara sederhana.

Banyak zat yang menyebabkan air menjadi tidak jernih atau keruh. Oleh karena itu perlu dilakukan penjernihan air, karena kejernihan termasuk salah satu standar kualitas fisik air minum. Berikut ini cara sederhana untuk menjernihkan air. 

1.             Pengendapan
Pengendapan dapat dilakukan dengan mengendapkan air dalam bak penampungan yang bersih dan bila kotor dikuras.

2.             Penyaringan/filtrasi
Air yang terlalu keruh karena adanya partikel tertentu tidak dapat dijernihkan hanya dengan pengendapan, tetapi perlu penyaringan. Penyaringan dilakukan secara bertahap dengan melalui saringan pasir halus, pasir kasar, dan batu gamping. Air mula-mula dilewatkan dalam pasir halus kemudian dilewatkan pasir kasar dan selanjutnya dalam batu gamping, sehingga akan didapatkan air yang lebih jernih dan bersih.

3.             Koagulasi
Terkadang ditemukan air masih keruh meskipun sudah dilakukan pengendapan dan penyaringan. Hal ini karena ukuran partikel penyebab keruh sangat kecil atau seukuran partikel koloid sehingga tidak dapat mengendap. Untuk mengendapkan partikel ini maka ditambahkan zat kimia yang berfungsi sebagai pengendap atau koagulan misalnya tawas atau aluminium sulfat (Al₂(SO₄)₃⋅ 18 H₂O)

2.5     Perubahan Materi

Perubahan materi merupakan kajian yang cukup penting di dalam ilmu kimia. Perubahan dapat diketahui dari perbedaan keadaan awal dan keadaan akhir materi setelah mengalami perubahan. Keadaan yang dimaksud meliputi sifat-sifat maupun strukturnya. Materi dapat dikenali berdasarkan sifat-sifat fisika maupun sifat-sifat kimianya. Yang termasuk sifat-sifat fisika antara lain wujud, warna, titik leleh, titik didih, dan kelarutan. Sifat-sifat kimia materi didasarkan pada kemampuannya dalam melakukan perubahan atau reaksi kimia. Misalnya, bensin lebih mudah terbakar daripada minyak tanah. Sehubungan dengan hal tersebut terdapat dua jenis perubahan materi, yaitu perubahan fisika dan perubahan kimia. Hal yang perlu digarisbawahi adalah perubahan fisika dapat menghasilkan perubahan wujud materi, tetapi tidak menghasilkan materi baru. Adapun perubahan kimia, menghasilkan materi baru. Nah, agar kamu lebih memahami perubahan fisika dan perubahan kimia pelajarila  uraian berikut dengan baik.

1.             Pengertian Perubahan Materi

Pada kehidupan sehari-hari kamu selalu melihat peristiwa perubahan materi, baik secara alami maupun dengan disengaja. Peristiwa perubahan materi secara alami, misalnya peristiwa pembusukan makanan atau perkaratan besi. Peristiwa perubahan materi dengan disengaja, misalnya kertas yang dibakar atau lilin yang dibakar.

Perubahan Fisika

Kita telah mengetahui bahwa es yang mencair tidak menghasilkan zat yang baru. Es dan air tersusun atas senyawa yang sama, yaitu H2O. Perbedaan antara es dan air hanya terlihat dari wujudnya saja. Es merupakan air yang berwujud zat padat, sedangkan air berwujud zat cair. Dapatkah kamu menyebutkan contoh perubahan fisika lainnya? Pada Gambar 4.10 kamu dapat mengamati proses peleburan besi. Batang besi yang dipanaskan dengan suhu tinggi akan berubah menjadi besi cair. Cairan besi yang sudah meleleh itu dimasukkan dalam cetakan. Setelah itu, dibiarkan menjadi dingin hingga  terbentuk padat kembali. Pada proses peleburan besi, antara besi sebelum dileburkan  dengan besi yang sudah menjadi cair masih memiliki sifat yang sama atau hanya mengalami perubahan wujud saja. Perubahan materi pada besi yang dileburkan dapat dikatakan sebagai perubahan fisika. Pada perubahan fisika memungkinkan kita mendapatkan kembali materi semula.

Perubahan Kimia

Kayu yang dibakar merupakan contoh perubahan kimia.

Ketika kita membuat api unggun dengan membakar kayu kering, maka akan dihasilkan abu, asap, dan gas. Sama halnya seperti pada kertas yang dibakar, kayu dan abu merupakan dua jenis zat yang sama sekali berbeda. Zat-zat hasil pembakaran tersebut tidak dapat dikembalikan lagi menjadi kayu. Oleh karena kayu yang dibakar menghasilkan zat baru yang sifatnya berbeda dengan zat asalnya, kayu yang dibakar merupakan contoh peristiwa perubahan kimia. Jadi perubahan kimia adalah perubahan materi yang menghasilkan zat yang jenisnya baru. Perubahan kimia disebut juga reaksi kimia. Dalam kehidupan sehari-hari, banyak reaksi kimia yang terjadi secara alamiah atau yang dibuat manusia. Nah, dapatkah kamu menyebutkan contoh reaksi kimia yang terjadi secara alamiah? Contoh reaksi kimia yang terjadi secara alamiah adalah perkaratan, pembusukan, respirasi, metabolisme dalam sel, dan reaksi fotosintesis. Adapun reaksi kimia buatan misalnya pembakaran minyak dan reaksi-reaksi kimia di laboratorium atau pada proses industri. Semua reaksi kimia menghasilkan zat yang sifat dan jenisnya baru. Berlangsungnya reaksi kimia ditandai dengan beberapa hal, di antaranya terbentuknya gas, endapan, dan perubahan warna. Pada perubahan kimia, sangat sulit untuk mendapatkan kembali materi semula (bersifat irreversibel). Perbedaan antara perubahan fisika dan perubahan kimia ditunjukkan pada Tabel berikut ini.

Perubahan Fisika	Perubahan Kimia
• Tidak terbentuk zat yang jenisnya baru. • Reversibel. • Tidak terjadi reaksi kimia.	• Terbentuk zat yang jenis-nya baru. • Irreversibel. • Terjadi reaksi kimia, ditandai dengan pembentukan gas, endapan, warna, dan perubahan energi.

2.             Manfaat Perubahan Materi

Perubahan fisika berperan penting dalam industri obatobatan atau farmasi, yaitu dalam proses ekstrasi zat-zat aktif yang terkandung dalam bahan alam. Zat-zat aktif ini berguna untuk bahan baku obat. Senyawa yang terkandung dalam dedaunan atau akar-akaran dikeluarkan menggunakan pelarut tertentu dalam alat khusus. Menyeduh kopi dengan air panas, merupakan ekstraksi kafein dari kopi agar larut dalam air. Kafein bersifat larut dalam air panas. Seperti halnya perubahan fisika, perubahan kimia pun banyak manfaatnya. Hampir semua industri yang memproduksi bahan baku menggunakan prinsip-prinsip perubahan kimia atau reaksi kimia. Dalam industri plastik, zat-zat organik yang bersumber dari gas alam dan minyak bumi diubah melalui reaksi dan proses kimia menjadi plastik, misalnya polietilen (PE), polipropilen (PP), dan polivinilklorida (PVC). Hampir semua industri, mulai dari yang berteknologi sederhana (misalnya industri tahu) hingga yang berteknologi tinggi (misalnya pembuatan pesawat terbang) menerapkan prinsip-prinsip perubahan fisika dan perubahan kimia. Perubahan kimia dan perubahan fisika terkadang terjadi secara bersamaan, misalnya pada pembakaran lilin. Lilin terbakar menghasilkan nyala dan asap hitam (karbon). Hal ini menunjukkan terjadinya reaksi kimia. Di sisi lain, terjadi pula perubahan fisika yaitu lilin meleleh menjadi cair.

2.6     Reaksi Kimia

Apakah yang dimaksud dengan reaksi kimia? Reaksi kimia adalah peristiwa perubahan kimia dari zat-zat yang bereaksi (reaktan) menjadi zat-zat hasil reaksi (produk). Pada reaksi kimia selalu dihasilkan zat-zat yang baru dengan sifat-sifat yang baru. Reaksi kimia dituliskan dengan menggunakan lambang unsur. Marilah kita lihat bagaimana cara menyatakan suatu reaksi dengan menggunakan lambang. Perhatikan reaksi merkuri oksida yang menghasilkan merkuri dan oksigen berikut.

HgO → Hg + O2

Ahli kimia akan menerjemahkan lambang-lambang di atas sebagai berikut. “Molekul HgO yang terdiri dari satu atom merkuri (Hg) ditambah satu atom oksigen (O), menghasilkan (→) satu molekul yang terdiri dari satu atom merkuri (Hg) ditambah satu molekul yang terdiri dari dua atom oksigen (O2)”.Gabungan lambang yang menunjukkan suatu reaksi kimia dinamakan persamaan kimia. Zat yang bereaksi di sebelah kiri anak panah disebut pereaksi. Sedangkan zat di sebelah kanan anak panah disebut hasil reaksi. Jadi, HgO pada persamaan kimia di atas adalah pereaksi. Hg dan O2 adalah hasil reaksi. Hukum konservasi materi menyatakan bahwa dalam reaksi kimia biasa tidak ada materi yang hilang meskipun mungkin berubah. Jumlah atom dalam pereaksi harus tetap sama dengan yang dihasilkan, betapa pun atom-atom itu berubah untuk membentuk pola molekul yang baru. Apabila suatu persamaan memenuhi syarat-syarat itu, dapat dikatakan persamaan itu setimbang. Bagaimana dengan persamaan HgO → Hg + O₂? Untuk mengimbangkan persamaan, kita tambahkan angka 2 sebelum HgO dan angka 2 lagi sebelum Hg. 2HgO berarti dua molekul yang masing-masing terdiri dari satu atom merkuri dan satu atom oksigen. Persamaan itu sekarang menjadi:

2 HgO → 2 Hg + O₂

Dengan kata lain, dua molekul merkuri oksida (HgO) yang masing-masing terdiri dari satu atom merkuri dan satu atom oksigen menghasilkan dua molekul merkuri yang masingmasing terdiri dari satu atom merkuri ditambah satu molekul oksigen, yang terdiri dari dua atom oksigen. Persamaan ini sekarang telah setimbang, di sebelah kiri ada dua atom merkuri dan dua atom oksigen, demikian juga di sebelah kanan. Perhatikan bahwa dalam hasil reaksi ditulis 2 Hg, bukan Hg₂. Hal ini karena molekul merkuri hanya terdiri dari satu atom merkuri. Kalau angka 2 kita tuliskan di bawah, berarti kita mengatakan bahwa molekul itu mengandung dua atom dan ini keliru. Ingat bahwa dalam menyeimbangkan persamaan kita tidak boleh mengganti molekul. Kita hanya boleh mengubah jumlah molekul.

1.      Ciri-Ciri Reaksi Kimia

Ketika terjadi reaksi kimia, terdapat perubahan-perubahan yang dapat kita amati. Perhatikan ciri-ciri reaksi kimia berikut.

a.       Reaksi Kimia dapat Menimbulkan Perubahan Warna

b.      Reaksi Kimia dapat Membentuk Endapan

c.       Reaksi Kimia dapat Menimbulkan Perubahan Suhu

d. Reaksi Kimia dapat Menimbulkan Gas.

RANGKUMAN

1. Materi didefinisikan segala sesutu yang mempunyai massa, menempati ruang, dan memiliki sifat seperti dapat dilihat, dicium,diraba, didengar atau dirasa.
2. Sifat fisika materi meliputi: wujud, rasa bau, warna, bentuk dan tetapan fisika.
3. Sifat kimia materi meliputi: kereaktifan (kemudahan bereaksi; mudah terbakar), rumus kimia, struktur ikatan.
4. Perubahan fisika merupakan perubahan yang hanya melibatkan perubahan sifat fisika materi, berifat sementara dan tidak menghasilkan zat baru.
5. Perubahan kimia merupakan perubahan materi yang melibatkan pada sifat fisika maupun sifat kimia materi, perubahan yang menghasilkan zat baru yang sifatnya kekal.
6. Materi yang ada di alam dapat diklasifikasikan menjadi unsur, senyawa dan campuran
7. Unsur adalah zat tunggal yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat yang lebih sederhana dengan reaksi kimia biasa.
8. Senyawa adalah zat tunggal yang dapat diuraikan secara kimia menjadi zat yang lebih sederhana yang berbeda sifatnya dengan zat asal.
9. Campuran adalah gabungan dari dua atau lebih zat dengan komposisi yang tidak tetap dan sifat zat yang bergabung tidak berubah.
10. Campuran ada dua bentuk: Campuran homogen yaitu campuran yang serba sama sedangkan campuran heterogen adalah campuran yang serbaneka.
11. Kadar zat menyatakan banyaknya zat itu dalam sejumlah campurannya.
12.  Kadar zat dapat dinyatakan dalam satuan persen dan bpj

 

LATIHAN SOAL 

1. Apa yang dimaksud dengan materi/zat ?
2. Mengapa materi dapat berubah dari wujud yang satu ke wujud yang lainnya?
3. Sebutkan 5 macam perubahan wujud beserta contohnya!
4. Apa bedanya sifat fisika dan sifat kimia?
5. Apa bedanya perubahan kimia dengan perubahan fisika? Berikan masing-masing 2 contoh!
6. Mengapa materi dapat mengalami perubahan kimia? Jelaskan!