MATERI DAN PERUBAHANNYA

BAB 1

MATERI DAN PERUBAHANNYA

Standar Kompetensi :1. Memahami konsep materi dan perubahannya.

Kompetensi Dasar      :

1. 1  Mengelompokkan sifat dan jenis materi.

1. 2  Mengelompokkan perubahan materi

1. 3  Mengelompokkan perubahan materi

Ilmu kimia adalah cabang dari ilmu pengetahuan alam yang mempelajari tentang sifat-sifat materi,struktur materi,komposisi materi,perubahan materi serta perubahan energi yang menyertai perubahan materi.(Ilmu kimia merupakan ilmu tentang materi)

A.     MATERI DAN WUJUDNYA

Perhatikan benda-benda yang ada di sekitarmu,sepertibuku,pensil,meja,kursi,

Baju, paku, air, udara dan sebagainya.Jika kita timbang pasti memiliki massa tertentu.Ruang yang ditempati benda-benda tersebut juga berbeda-beda,bergantung pada jenisnya.Selain memiliki massa dan menempati ruangnya,benda-benda tersebut juga memiliki sifat-sifat diantaranya dapat dilihat, dipegang, dan dirasakan atau dicium baunya.

Segala sesuatu yang memiliki massa,menempati ruang,dapat diraba dan memiliki sifat-sifat tertentu dinamakan zat atau materi.

Massa suatu benda berbeda dengan berat benda itu.Massa sebuah benda lebih menunjukkan jumlah materi yang menyusun benda tersebut.Oleh karenanya massa benda sifatnya tetap di semua tempat.Massa dinyatakan dalam kilogram(Kg).Berat benda adalah gaya yang menyatakan besarnya tarikan gravitasi terhadap benda yang yang bermassa.Oleh karena itu ,berat dari sebuah benda akan berbeda di tempat yang berbeda.Oleh karena berat merupakan gaya, maka satuan berat adalah Newton (N).Dua benda dengan massa yang sama,bila ditimbang di tempat yang memiliki gaya gravitasi sama maka akan memiliki berat yang sama pula.Atas dasar inilah orang sering menganggap massa sama dengan berat.

1.      Wujud materi dan sifat-sifatnya.

Padat	cair	gas
kayu	minyak	oksigen
besi	sirup	Udara
plastik	susu	Karbondioksida
es	air	Uap air

a.       Zat padat dan sifat-sifatnya

Bagaimanakah bentuk uang logam jika dimasukkan ke dalam botol? Bagaimana pula bentuk sebatang kapur jika kita masukkan ke dalam wadah yang lain?

Zat padat tidak memerlukan wadah tapi mempunyai bentuk dan volume yang tetap.Oleh karena itu, jika kita memasukkannya ke dalam suatu wadah maka bentuk dan volumenya tak akan berubah (tetap).Bentuk dan volume zat padat hanya akan berubah bila dipotong atau dihancurkan.

Beberapa zat padat ada yang dapat ditarik dan diregangkan,misalnya karet gelang dan senar( dawai gitar).Beberapa zat padat berupa logam bahkan dapat ditempa untuk kemudian dibentuk menjadi lembaran tipis atau menyerupai benang.

b.      Zat cair dan sifat-sifatnya

Jika kita masukkan zat cair ke dalam suatu wadah,akan kita dapati bentuk zat cair tadi mengikuti wadah yang ditempatinya.Hal ini menunjukkan bahwa bentuk zat cair tidaklah tetap atau selalu berubah-ubah mengikuti wadah  yang ditempatinya.Walaupun demikian,volume zat cair sifatnya selalu tetap tidak bergantung pada wadah.

Jika zat cair ditempatkan dalam wadah yang terbuka,maka bagian yang terbuka dari zat cair tersebut dinamakan permukaan zat cair.Permukaan zat cair umumnya selalu mendatar,walaupun bentuk wadahnya berbeda.Karena zat cair memiliki volume yang tetap, maka zat cair tidak dapat dimampatkan dalam wadah yang lebih kecil.

Selain sifat-sifat yang telah disebutkan di atas, zat cair masih memiliki sifat lainnya, yaitu dapat menyebar(berdifusi).Cobalah kamu teteskan satu tetes tinta berwarna hitam ke dalam segelas air, maka dengan perlahan-lahan warna hitam dari tinta akan menyebar ke seluruh bagian air dalam gelas.

c.       Gas dan sifat-sifatnya

Seperti halnya zat cair, gas tidak mempunyai bentuk yang tetap, tetapi selalu berubah-ubah tergantung pada wadah yang ditempatinya.Di dalam wadahnya,gas tidak akan berada di satu tempat tertentu saja,tetapi akan menyebar( berdifusi) dan mengisi seluruh ruangan.Sebagai contoh,bau minyak wangi atau makanan yang sedang dimasak akan tercium dari tempat yang jauh.Gas juga dapat dimampatkan atau dijejalkan ke dalam ruangan yang lebih kecil.Oleh karena itu volume gas juga akan mengikuti volume wadah yang dimasukinya.

Berikut adalah tabel perbandingan ketiga sifat materi di atas.

 Perbandingan sifat zat padat,cair dan gas

	Padat	Cair	Gas
Bentuk	tetap	Tidak tetap(berubah sesuai dengan bentuk wadah yang ditempatinya)	Tidak tetap(berubah sesuai dengan bentuk wadah yang ditempatinya.
Volume	tetap	tetap	Tidak tetap(bergantung pada wadah yang ditempatinya)
Contoh	Sekeping uang logam sama bentuk dan volumenya di saku baju atau dompet	250 ml air dapat berbentuk seperti gelas,botol, atau wadah lain yang ditempatinya.	Udara dalam balon akan tersebar ke seluruh ruangan,bila balon itu pecah.

2.      Sifat fisika dan sifat kimia

Selain sifat-sifat di atas, dikenal juga sifat intensif dan sifat ekstensif.Sifat intensif adalah sifat zat yang tidak bergantung pada jumlah dan ukurannya. Misalnya: warna, bau,rasa,titik didih, titik leleh,titik beku,kalor jenis dan lain-lain.Sifat ekstensif adalah sifat zat yang bergantung pada jumlah dan ukurannya, misalnya : massa, massa jenis, volume dan lain-lain.Sifat zat dapat pula dibedakan menjadi sifat fisis dan sifat kimia.Untuk mengenali kedua sifat zat tersebut,lakukanlah kegiatan berikut.

a.       Sediakanlah air,bensin,paku,gula, garam dan kawat tembaga.

b.      Amatilah bagaimana warna, bau, bentuk,keras-lunak dan kelenturan semua zat tadi.

Dari Kegiatan di atas,kita akan mengenal sifat-sifat fisis air, bensin, paku dan lain-lain.Selanjutnya untuk mengenali lebih lanjut tentang sifat materi, diskusikanlah pertanyaan-pertanyaan berikut:

·         Apa yang akan terjadi bila paku besi direndam selama beberap hari dalam cuka?

·         Apa yang akan terjadi pada gula pasir bila dibakar atau dipanaskan?

·         Apa yang akan terjadi dengan bensin dan air bila keduanya dicampurkan?

Jawaban dari pertanyaan-pertanyaan di atas, akan memberikan pengertian yang lain tentang sifat materi, yaitu tentang sifat kimia.

Dari kegiatan dan uraian di atas, dapatlah disimpulkan bahwa:

            Sifat fisis adalah sifat materi yang dapat materi yang dapat diamati secara langsung dengan alat indra.

            Sifat kimia adalah sifat materi yang dapat diamati setelah materi tersebut mengalami perubahan.

Dengan demikian, yang tergolong sifat fisis yaitu warna, bentuk, bau, rasa, wujud, berat,berat jenis,kekerasan, kelenturan,titik didih/titik leleh,titik beku/titik lebur,hantaran listrik dan sebagainya, sedangkan yang tergolong sifat kimia yaitu kestabilan (mudah tidaknya zat tersebut berubah), mudah tidaknya zat terbakar, berkarat,beracun,membusuk, dan sebagainya.

Latihan 1.1

1.      Jelaskan apa yang dimaksud dengan materi!

2.      Seorang astronot memiliki massa yang sama di berbagai tempat, sedangkan beratnya berbeda.Jelaskan,mengapa bisa demikian!

3.      Jelaskan kembali perbedaan sifat antara zat padat, zat cair dan gas!

4.      Zat cair dan gas bentuknya tidak tetap, sedangkan zat padat tetap, mengapa demikian? Mengapa pula aroma minyak wangi dapat tercium dari jarak yang cukup jauh?

5.      Sebutkan sifat- sifat zat yang tergolong sifat fisis dan sifat kimia!

6.      Sebutkan sifat-sifat fisis dan kimia yang mungkin dimiliki oleh bensin dan gula pasir!

B.   PERUBAHAN MATERI

1.      Perubahan fisika dan perubahan kimia

Perubahan fisika adalah perubahan materi yang tidak disertai terjadinya zat baru yang sifat dan jenisnya berbeda dari zat semula.Misalnya selembar kertas yang berwarna putih diremas ternyata kertas tidak mengalami perubahan sifat walaupun kertas tersebut diremas,warna kertas tetap putih dan zatnya tetap berupa kertas. Perubahan yang terjadi pada kertas hanyalah perubahan bentuk.

Perubahan kimia adalah perubahan materi yang selalu disertai dengan terbentuknya zat baru.Misalnya kertas yang berwarna putih tadi dibakar kemudian hasil pembakaran diremas,ternyata hasilnya berbeda dari kertas semula,yaitu dihasilkan arang yang berwarna hitam dan akan hancur bila diremas.Jadi,pada proses pembakaran kertas ini dihasilkan zat baru yang sifat dan jenisnya berbeda dari kertas semula.

Perubahan-perubahan fisika dan kimia, seperti yang telah diuraikan di atas, dapat terjadi karena berbagai hal.Beberapa contoh perubahan fifika dan perubahan kimia tersebut diantaranya sebagai berikut.

Contoh-contoh perubahan fisika

a.       Perubahan fisika karena perubahan bentuk:

·         Beras ditumbuk menjadi tepung beras

·         Kayu dibuat meja

·         Kulit binatang dibuat dompet

b.      Perubahan fisika karena perubahan wujud

·         Air mencair menjadi es

·         Kapur barus menyublim menjadi uap

·         Bensin menguap

c.       Perubahan fisika karena hal lain

·         Larutnya gula dalam air

·         Daun menjadi layu

·         Pagar rumah dicat

Contoh-contoh perubahan kimia

a.       Perubahan kimia karena pembakaran:

·         Kayu/kertas dibakar

·         Petasan yang meledak

b.      Perubahan kimia karena peragian :

·         Singkong menjadi tape

·         Kedelai dibuat kecap, tempe, tahu

·         Susu dibuat menjadi keju

·         Tepung dibuat menjadi roti

c.       Perubahan kimia karena hal lain:

·         Besi yang berkarat

·         Kayu yang melapuk

·         Proses fotosintesis

2.      Pemanfaatan perubahan materi

Perubahan fisika dan perubahan kimia yang terjadi pada setiap materi dimanfaatkan orang untuk berbagai keperluan, misalnya dalam bidang industri.Pemanfaatan perubahan fisika dan kimia dalam kehidupan sehari-hari diantaranya sebagai berikut.

a.                                                     Pemanfaatan perubahan fisika

Proses pengolahan gula dari tebu dan garam dari air laut,proses pengolahan bahan bakar minyak dari minyak mentahnya, merupakan proses fisika.

a.                             

b.                            Pemanfaatan perubahan kimia

Proses-proses yang terjadi dalam industri,umumnya memanfaatkan proses-proses kimia.Beberapa di antaranya yaitu proses peragian, pembuatan obat-obatan dari bahan- bahan tradisional, industri tekstil, cat, pupuk dan pestisida, sabun dan detergen dan lain-lain.

3.      Ciri terjadinya reaksi kimia

      Reaksi kimia merupakan istilah lain dari perubahan kimia.Pada reaksi kimia,selalu terjadi perubahan dari zat asal (pereaksi atau reaktan) menjadi zat yang baru (hasil reaksi atau produk).Dalam proses peragian singkong menjadi tape,singkong dan ragi merupakan pereaksinya,sedangakan tape merupakan hasil reaksi. Selain dari terjadinya zat baru,perubahan kimia masih dapat dibedakan dari perubahan fisika berdasarkan ciri yang dapat menyertainya.       

      Ada empat hal yang menjadi ciri atau petunjuk telah berlangsungnya reaksi kimia, yaitu

1.      Terjadinya perubahan warna

      Contoh : Jika kita membakar kertas atau kayu,maka kertas atau kayu sebelum dan sesudah dibakar akan berbeda.

2.      Terjadinya perubahan suhu

            Suatu reaksi kimia dapat terjadi dengan disertai pelepasan atau penyerapan kalor.Pada reaksi kimia yang melepas kalor, suhu zat yang bereaksi akan mengalami kenaikan,sedangkan reaksi kimia yang disertai penyerapan kalor dapat kita ketahui dengan adanya penurunan suhu dari zat yang bereaksi.

3.      Terbentuknya endapan

Endapan merupakan zat padat yang tidak larut dalam cairan dan terbentuk dari reaksi antara dua larutan.Endapan yang dihasilkan dalam suatu reaksi kimia biasanya memiliki warna tertentu.Warna endapan tidak selalu sama dengan warna zat-zat yang bereaksi dan tidak semua reaksi kimia antara dua larutan dapat menghasilkan endapan.Zat yang sukar larut dalam air biasanya memiliki kecenderungan yang besar untuk membentuk endapan dibandingkan zat yang mudah larut.Beberapa zat kimia yang sukar larut dalam air yaitu AgCl, PbCl₂, PbI₂, PbSO₄, BaSO₄, CaCO₃ dan banyak lagi.Jika dua buah larutan direaksikan dan dari reaksi tersebut dihasilkan zat yang sukar larut dalam air, maka kemungkinan besar zat ini akan mengendap.

4.      Terbentuknya gas

Seperti halnya endapan, pada reaksi kimia juga dapat dihasilkan gas.Gas yang dihasilkan dapat berupa gas hidrogen, oksigen, karbondioksida, atau gas yang lainnya.Terbentuknya gas dari suatu reaksi kimia ditandai dengan adanya gelembung-gelembung gas, adanya bau atau ciri yang lainnya.

                 

Latihan 1.2

1.      Jelaskan kembali perbedaan antara perubahan fisika dengan perubahan kimia!Berikan masing-masing lima contoh perubahan fisika dan perubahan kimia yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari.

2.      Sebutkan beberapa pemanfaatan perubahan fisika dan perubahan kimia dalam kehidupan sehari-hari dan dalam dunia industri!

3.      Sebutkan ciri-ciri yang dapat menandai terjadinya reaksi kimia

C.     KLASIFIKASI MATERI

Telah diketahui bahwa alam ini pada hakikatnya terdiri atas berbagai materi.Banyaknya materi yang terdapat di alam dapat diklasifikasikan berdasarkan wujudnya, yaitu materi padat, cair, dan gas.Selain berdasarkan wujudnya, materi juga dapat diklasifikasikan berdasarkan penyusunnya, menjadi zat tunggal dan campuran.

a.       Zat tunggal

Zat tunggal adalah zat yang mempunyai sifat dan susunan yang sama pada setiap bagiannya (homogen).Contoh zat tunggal yaitu air, gula, garam, urea, logam tembaga, besi, aluminium, emas dan lain-lain.

Zat tunggal disebut juga zat murni.Zat tunggal dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu : unsur dan senyawa.

a.       Unsur

Unsur adalah zat tunggal yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat lain yang lebih sederhana secara kimia.

Sampai saat ini telah dikenal 118 unsur dimana 92 unsur merupakan unsur yang terdapat di alam, sedangkan lainnya merupakan unsur-unsur buatan.Di antara ke-92 unsur yang terdapat di alam.Oksigen merupakan unsur yang paling banyak, yaitu sekitar 21% di udara, 90% dalam air laut, 50% dalam kulit bumi, dan dalam tubuh manusia sendiri terdapat 60%.

Sejumlah unsur memiliki sifat yang berbeda dari unsur lainnya.Berdasarkan sifat logamnya, unsur- unsur tersebut dapat dibedakan menjadi unsur-unsur logam, non logam, dan semi logam.

Ø  Unsur-unsur logam

Adalah unsur- unsur yang memiliki sifat-sifat logam.Contoh unsur logam antara lain emas, perak, tembaga, besi, aluminium, raksa dan banyak lagi.

Beberapa sifat logam yaitu

·         Mengkilap jika digosok atau dipotong

·         Dapat menghantarkan panas dan listrik

·         Dapat ditempa dan diregangkan

·         Umumnya berwujud padat( kecuali raksa)

Ø  Unsur-unsur non logam

Adalah unsur-unsur yang tak memiliki sifat logam.Contoh unsur non logam antara lain oksigen, nitrogen, fosfor,karbon, dan belerang.

Beberapa sifat unsur non logam

·         Umumnya tidak memiliki kilap logam

·         Tidak dapat menghantarkan panas dan listrik

·         Wujudnya dapat berupa padatan, cairan, atau gas

Ø  Unsur-unsur semi logam

Unsur-unsur yang memiliki sifat logam dan non logam.Contoh unsur semi logam antara lain silikon, boron, dan arsen.

                        Latihan 1.3

1.      Jelaskan kembali yang dimaksud unsur!

2.      Sebutkan paling sedikit sepuluh contoh unsur yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari!

3.      Jelaskan kembali perbedaan unsure logam, non logam, dan semi logam!

b.      Senyawa

Air, garam, gula, kapur tohor, karbondioksida,urea, dan alkohol merupakan beberapa zat yang tergolong ke dalam senyawa.

Gula akan terurai menghasilkan arang(karbon) dan uap air bila dibakar.Air akan terurai menjadi gas hidrogen dan gas oksigen bila ke dalamnya ditambahkan sedikit asam kemudian dialirkan arus listrik.Gula, air, karbon, oksigen, dan hidrogen merupakan lima zat yang memiliki sifat yang berbeda satu sama lain.Gula berwarna putih dan rasanya manis,Air berwujud cair, tak berwarna dan dapat memadamkan api.Gas hidrogen merupakan gas yang mudah terbakar, sedangkan gas oksigen diperlukan dalam pembakaran.Karbon adalah zat berwarna hitam yang dihasilkan dari pembakaran.Jadi dapat disimpulkan:

Senyawa adalah zat tunggal yang masih dapat diuraikan lagi menjadi zat lain yang lebih sederhana secara kimia.

Senyawa dapat terbentuk dari unsur-unsur melalui reaksi kimia dengan perbandingan tertentu.Dalam senyawa, sifat-sifat unsur pembentuknya sudah tidak tampak lagi.

Perbandingan sifat unsur dan senyawa

Unsur	Senyawa
§ Zat tunggal	§ Zat tunggal
§ Terdiri atas satu komponen	§ Terdiri atas dua komponen atau lebih
§ Tidak dapat diuraikan lagi	§ Masih dapat diuraikan

Latihan 1.4

1.      Jelaskan kembali yang dimaksud dengan senyawa!

b.      Sebutkan paling sedikit sepuluh contoh zat tunggal yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari!

c.       Golongkan zat tunggal pada nomor 2 di atas ke dalam unsur dan senyawa!

d.      Sebutkan persamaan dan perbedaan antara unsur dan senyawa!

2.      Campuran

Materi-materi yang terdapat di alam ini umumnya berbentuk campuran,Sebagai contoh, udara,air laut, sirop, tanah, lem, makanan, kuningan, perunggu dan masih banyak lagi yang lainnya.Istilah campuran ini merujuk pada sesuatu yang dicampurkan.Dalam suatu campuran, terdapat lebih dari satu zat.Dua zat atau lebih yang saling dicampurkan satu sama lain tanpa mereaksikannya akan membentuk suatu campuran.Jadi campuran terbentuk dari gabungan berbagai macam zat dengan komosisi yang tidak tetap (sembarang)

Contoh : Udara merupakan campuran dari berbagai macam gas seperti nitrogen, oksigen, uap air, karbondioksida, dan lain-lain dengan perbandingan massa tiap gas yang bervariasi.

Berdasarkan sifatnya,campuran dapat dibedakan menjadi campuran homogen dan campuran heterogen.

Campuran homogen atau disebut juga larutan adalah campuran yang tiap bagiannya atau komposisinya serba sama.Walaupun sifat-sifat zat yang dicampurkan tidak hilang,tetapi kita tidak dapat membedakan lagi komponen-komponen larutan tersebut dengan jelas.Beberapa contoh campuran homogen yaitu udara (campuran gas-gas), larutan cuka (air dan cuka murni),larutan alkohol (air dan alkohol murni), baja( campuran besi dan logam lain), perunggu( tembaga dan timah), kuningan(tembaga dan seng) dan lain-lain

Campuran heterogen adalah campuran yang tiap bagian atau komposisinya serba aneka (berbeda).Pada campuran ini, komponen-komponen zat yang saling dicampurkan masih dapat dibedakan dengan jelas.Beberapa contoh campuran heterogen yaitu campuran air dengan pasir, air dengan minyak,campuran serbuk besi dengan serbuk belerang dan lain-lain.

Latihan 1.5

1.                                                                        Jekaskan kembali perbedaan antara campuran homogen dan campuran heterogen!

2.      Sebutkan beberapa contoh campuran homogen dan heterogen yang banyak terdapat dalam kehidupan sehari-hari.

Perbedaan senyawa dan campuran

Senyawa	campuran
1. Terbentuk melalui reaksi kimia	1. Terbentuk bukan melalui reaksi kimia
2. Perbandingan komponen penyusunnya bersifat tetap dan tertentu.	2. Perbandingan komponen penyusunnya tidak tetap dan dapat bervariasi
3.Sifat komponen pembentuknya sudah tidak tampak lagi.	3. Sifat komponen pembentuknya masih ada
4. Dapat dipisahkan kembali menjadi komponen pembentuknya melalui cara kimia	4. Dapat dipisahkan kembali menjadi komponen pembentuknya melalui cara fisis

Latihan 1.6

1.      Sebutkan kembali,masing-masing lima contoh materi yang tergolong unsure,senyawa,campuran homogen dan campuran heterogen!

2.      Jelaskan kembali perbedaan antara unsure,senyawa dan campuran!