Artikel Pendidikan - Zat merupakan materi tunggal dan homogen. Bersifat tunggal artinya hanya satu-satunya zat dan tidak ada zat lain selain zat tersebut. Bersifat homogen artinya sifat di semua bagian zat itu sama baik sifat fisis (wujud, warna, rasa, bau dan sebagainya) maupun sifat kimianya (rumus kimia, kereaktifan dan sebagainya). Zat digolongkan menjadi unsur dan senyawa.
A. Unsur
Alam semesta mengandung zat yang tak terhitung jumlahnya. Zat tersebut tersusun atas zat dasar yang disebut unsur. Unsur merupakan zat tunggal yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat-zat lainnya yang lebih sederhana atau lebih kecil dengan reaksi kimia biasa. Unsur ada yang berfasa padat, cair maupun gas. Manusia telah mengenal paling tidak sejumlah 110 unsur.
Di antara 110 unsur tersebut, terdapat 94 unsur alam, yaitu unsur yang telah tersedia di alam, dan selebihnya merupakan unsur buatan, yakni unsur yang berhasil dibuat oleh manusia. Jumlah keseluruhan unsur relatif tidak berubah, tetapi bukan tidak mungkin jika di masa mendatang, manusia akan berhasil lagi dalam membuat unsur buatan dan akan menambah unsur-unsur yang sudah ada sebelumnya.
Unsur alam yang paling dekat dengan kehidupan manusia di antaranya adalah oksigen, hidrogen, nitrogen, besi, emas, aluminium, tembaga, seng, karbon, belerang, fosfor. Unsur alam umumnya ditemukan dalam bentuk persenyawaan. Misalnya, unsur natrium banyak ditemukan dalam garam dapur, unsur kalsium banyak ditemukan dalam batu kapur. Namun, terdapat juga unsur alam yang tidak dalam bentuk persenyawaan seperti tembaga, seng, perak, emas.
Unsur dikelompokkan menjadi 3 bagian, yaitu unsur logam, nonlogam, dan semilogam. Berikut penjelasannya.
1. Unsur Logam
Secara umum, unsur logam memiliki sifat berwarna putih mengilap, mempunyai titik lebur rendah, dapat menghantarkan arus listrik, dapat ditempa, dan dapat menghantarkan kalor atau panas. Pada umumnya, logam merupakan zat padat, tetapi terdapat satu unsur logam yang berwujud cair, yaitu air raksa. Beberapa unsur logam yang bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari, antara lain seperti berikut.
a) Khrom (Cr): Digunakan untuk bumper mobil, dan campuran dengan baja menjadi stainless steel.
b) Besi (Fe): Merupakan logam yang paling murah, sebagai campuran dengan karbon menghasilkan baja untuk konstruksi bangunan, mobil, dan rel kereta api.
c) Nikel (Ni): Nikel padat sangat tahan terhadap udara dan air pada suhu biasa. Oleh karena itu, nikel digunakan sebagai lapisan pelindung dengan cara disepuh.
d) Tembaga (Cu): Tembaga banyak digunakan pada kabel listrik, perhiasan, dan uang logam. Campuran tembaga dan timah menghasilkan perunggu; campuran tembaga dan seng menghasilkan kuningan.
e) Seng (Zn). Seng dapat digunakan sebagai atap rumah, perkakas rumah tangga, dan pelapis besi untuk mencegah karat.
f) Platina (Pt): Platina digunakan pada knalpot mobil, kontak listrik, dan dalam bidang kedokteran, sebagai pengaman tulang yang patah.
g) Emas (Au): Emas merupakan logam sangat tidak reaktif, dan ditemukan dalam bentuk murni. Emas digunakan sebagai perhiasan dan komponen listrik berkualitas tinggi. Campuran emas dengan perak banyak digunakan sebagai bahan koin.
2. Unsur Nonlogam
Pada umumnya, unsur nonlogam memiliki sifat tidak mengilap, penghantar arus listrik yang buruk, dan tidak dapat ditempa. Secara umum, nonlogam merupakan penghantar panas yang buruk, tetapi terdapat satu unsur nonlogam yang dapat menghantarkan panas dengan baik, yaitu grafit. Beberapa unsur nonlogam yang bermanfaat dalam kehidupan sehari–hari, antara lain seperti berikut.
a) Fluor (F): Senyawa fluorid yang dicampur dengan pasta gigi berfungsi menguatkan gigi, freon-12 sebagai pendingin kulkas dan AC.
b) Brom (Br): Senyawa brom digunakan sebagai obat penenang saraf, film fotografi, dan bahan campuran zat pemadam kebakaran
c) Yodium (I): Senyawa yodium digunakan sebagai antiseptik luka, tambahan yodium dalam garam dapur, dan sebagai bahan tes amilum (karbohidrat) dalam industri tepung.
3. Unsur Semilogam
Unsur semilogam memiliki sifat antara logam dan nonlogam. Beberapa unsur semilogam yang bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari, antara lain seperti berikut.
a) Silikon (Si): Terdapat di alam terbanyak kedua setelah oksigen, yakni 28% dari kerak bumi. Senyawa silikon banyak digunakan dalam peralatan pemotong dan pengampelasan, untuk semikonduktor, serta bahan untuk membuat gelas dan keramik.
b) Germanium (Ge): Keberadaan germanium di alam sangat sedikit, diperoleh dari batu bara dan batuan seng pekat. Germanium merupakan bahan semikonduktor, yaitu pada suhu rendah berfungsi sebagai isolator, sedangkan pada suhu tinggi, berfungsi sebagai konduktor.
B. Senyawa
Senyawa memiliki sifat yang berbeda dengan unsur-unsur penyusunnya. Senyawa merupakan zat hasil penggabungan dua unsur atau lebih yang dapat diurai menjadi unsur-unsur pembentuknya secara kimia. Peristiwa penggabungan secara kimia sering disebut persenyawaan. Sebagai contoh, air (H2O) dan karbon dioksida (CO2) merupakan zat tunggal. Masing-masing tersusun atas satu jenis bahan. Namun, air dan karbon dioksida tidak termasuk unsur. Mengapa demikian? Air dan karbon dioksida dapat diuraikan menjadi unsur-unsur pembentuknya. Air dapat diuraikan menjadi unsur hidrogen (H) dan oksigen (O) melalui reaksi kimia berikut:
H2O → H2 + ½O2
Karbon dioksida dapat diuraikan menjadi unsur karbon (C) dan oksigen (O) melalui reaksi kimia berikut:
CO2 → C + O2
Untuk dapat memahami pengertian senyawa, perhatikan Gambar dibawah ini
Unsur pembentuk gula pasir terdiri atas karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O). Wujud karbon adalah padatan berwarna hitam. Karbon lebih dikenal dengan arang. Hidrogen dan oksigen adalah gas yang mudah terbakar. Ketiga unsur tersebut dengan reaksi kimia dapat bergabung membentuk gula pasir yang berupa padatan putih yang rasanya manis. Reaksi pembentukan gula pasir adalah sebagai berikut:
2C + 3H2 + ½O2 → C2H5OH
Gula pasir memiliki sifat yang sangat berbeda dengan sifat unsur senyawa pembentuknya (karbon, hidrogen, dan oksigen). Suatu senyawa dari hasil penggabungan unsur-unsur pembentuknya akan memiliki sifat yang berbeda dengan sifat unsur-unsur pembentuknya
Bagaimanakah tata cara penulisan senyawa? Senyawa dituliskan dalam wujud rumus kimia. Rumus kimia adalah zat yang terdiri atas kumpulan lambang-lambang unsur dengan komposisi tertentu. Komposisi tersebut berupa bilangan yang menyatakan jumlah atom penyusunnya (angka indeks). Misal, suatu senyawa terdiri atas atom unsur natrium (Na) dan atom unsur klor (Cl). Jika angka indeks setiap atom unsur adalah 1 dan 1, rumus kimia senyawa yang dibentuk sebagai berikut.
Angka indeks Na = 1, angka indeks Cl = 1
Maka, rumus kimia senyawa tersebut adalah NaCl (Natrium klorida)
Rumus kimia dapat berupa rumus molekul dan rumus empiris. Rumus molekul adalah rumus kimia yang menyatakan jenis dan jumlah atom yang menyusun zat. Misal, C2H4 (Etena), H2O (air). Rumus empiris adalah rumus kimia yang menyatakan perbandingan terkecil jumlah atom-atom pembentuk senyawa. Misal, rumus kimia C2H4, rumus empiris senyawa tersebut adalah CH2.
Joseph Lonis Proust (1754~1826), seorang ilmuwan dari Prancis, mengemukakan hukum perbandingan tetap atau sering dikenal dengan hukum Proust, yaitu perbandingan berat unsur-unsur penyusun senyawa adalah tetap. Eksperimen yang dilakukan Proust adalah reaksi antara unsur hidrogen dan oksigen sehingga terbentuk air (H2O). Dari percobaan yang dilakukan oleh Proust, ditarik kesimpulan bahwa: (1) Air tersusun dari oksigen dan hidrogen dengan perbandingan massa unsur oksigen banding hidrogen adalah 8 : 1. (2) Jumlah zat sebelum dan sesudah reaksi adalah tetap.
Jika perbandingan antara oksigen dan hidrogen tidak 8 : 1, dalam reaksi, terdapat unsur yang tersisa (oksigen ataupun hidrogen). Hukum kekekalan massa menyatakan bahwa massa zat sebelum reaksi dan sesudah reaksi adalah tetap.
Senyawa-senyawa baru ditemukan dan dipisahkan dari tumbu-tumbuhan. Misal, jeruk diketahui mengandung vitamin C. Setelah dilakukan pemisahan, ternyata jeruk mengandung asam askorbat. Struktur vitamin C ditemukan, dilakukan sintesis untuk membuat vitamin C di laboratorium. Rumus senyawa merupakan gabungan lambang unsur yang menunjukkan jenis unsur pembentuk senyawa dan jumlah atom setiap unsur. Misal, sukrosa memiliki rumus senyawa C12H22O11. Sukrosa tersusun atas 12 atom karbon, 22 atom hidrogen, dan 11 atom oksigen.
Baca Selanjutnya tentang Campuran...
A. Unsur
Alam semesta mengandung zat yang tak terhitung jumlahnya. Zat tersebut tersusun atas zat dasar yang disebut unsur. Unsur merupakan zat tunggal yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat-zat lainnya yang lebih sederhana atau lebih kecil dengan reaksi kimia biasa. Unsur ada yang berfasa padat, cair maupun gas. Manusia telah mengenal paling tidak sejumlah 110 unsur.
Di antara 110 unsur tersebut, terdapat 94 unsur alam, yaitu unsur yang telah tersedia di alam, dan selebihnya merupakan unsur buatan, yakni unsur yang berhasil dibuat oleh manusia. Jumlah keseluruhan unsur relatif tidak berubah, tetapi bukan tidak mungkin jika di masa mendatang, manusia akan berhasil lagi dalam membuat unsur buatan dan akan menambah unsur-unsur yang sudah ada sebelumnya.
Unsur alam yang paling dekat dengan kehidupan manusia di antaranya adalah oksigen, hidrogen, nitrogen, besi, emas, aluminium, tembaga, seng, karbon, belerang, fosfor. Unsur alam umumnya ditemukan dalam bentuk persenyawaan. Misalnya, unsur natrium banyak ditemukan dalam garam dapur, unsur kalsium banyak ditemukan dalam batu kapur. Namun, terdapat juga unsur alam yang tidak dalam bentuk persenyawaan seperti tembaga, seng, perak, emas.
Unsur dikelompokkan menjadi 3 bagian, yaitu unsur logam, nonlogam, dan semilogam. Berikut penjelasannya.
1. Unsur Logam
Secara umum, unsur logam memiliki sifat berwarna putih mengilap, mempunyai titik lebur rendah, dapat menghantarkan arus listrik, dapat ditempa, dan dapat menghantarkan kalor atau panas. Pada umumnya, logam merupakan zat padat, tetapi terdapat satu unsur logam yang berwujud cair, yaitu air raksa. Beberapa unsur logam yang bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari, antara lain seperti berikut.
a) Khrom (Cr): Digunakan untuk bumper mobil, dan campuran dengan baja menjadi stainless steel.
b) Besi (Fe): Merupakan logam yang paling murah, sebagai campuran dengan karbon menghasilkan baja untuk konstruksi bangunan, mobil, dan rel kereta api.
c) Nikel (Ni): Nikel padat sangat tahan terhadap udara dan air pada suhu biasa. Oleh karena itu, nikel digunakan sebagai lapisan pelindung dengan cara disepuh.
d) Tembaga (Cu): Tembaga banyak digunakan pada kabel listrik, perhiasan, dan uang logam. Campuran tembaga dan timah menghasilkan perunggu; campuran tembaga dan seng menghasilkan kuningan.
e) Seng (Zn). Seng dapat digunakan sebagai atap rumah, perkakas rumah tangga, dan pelapis besi untuk mencegah karat.
f) Platina (Pt): Platina digunakan pada knalpot mobil, kontak listrik, dan dalam bidang kedokteran, sebagai pengaman tulang yang patah.
g) Emas (Au): Emas merupakan logam sangat tidak reaktif, dan ditemukan dalam bentuk murni. Emas digunakan sebagai perhiasan dan komponen listrik berkualitas tinggi. Campuran emas dengan perak banyak digunakan sebagai bahan koin.
2. Unsur Nonlogam
Pada umumnya, unsur nonlogam memiliki sifat tidak mengilap, penghantar arus listrik yang buruk, dan tidak dapat ditempa. Secara umum, nonlogam merupakan penghantar panas yang buruk, tetapi terdapat satu unsur nonlogam yang dapat menghantarkan panas dengan baik, yaitu grafit. Beberapa unsur nonlogam yang bermanfaat dalam kehidupan sehari–hari, antara lain seperti berikut.
a) Fluor (F): Senyawa fluorid yang dicampur dengan pasta gigi berfungsi menguatkan gigi, freon-12 sebagai pendingin kulkas dan AC.
b) Brom (Br): Senyawa brom digunakan sebagai obat penenang saraf, film fotografi, dan bahan campuran zat pemadam kebakaran
c) Yodium (I): Senyawa yodium digunakan sebagai antiseptik luka, tambahan yodium dalam garam dapur, dan sebagai bahan tes amilum (karbohidrat) dalam industri tepung.
3. Unsur Semilogam
Unsur semilogam memiliki sifat antara logam dan nonlogam. Beberapa unsur semilogam yang bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari, antara lain seperti berikut.
a) Silikon (Si): Terdapat di alam terbanyak kedua setelah oksigen, yakni 28% dari kerak bumi. Senyawa silikon banyak digunakan dalam peralatan pemotong dan pengampelasan, untuk semikonduktor, serta bahan untuk membuat gelas dan keramik.
b) Germanium (Ge): Keberadaan germanium di alam sangat sedikit, diperoleh dari batu bara dan batuan seng pekat. Germanium merupakan bahan semikonduktor, yaitu pada suhu rendah berfungsi sebagai isolator, sedangkan pada suhu tinggi, berfungsi sebagai konduktor.
B. Senyawa
Senyawa memiliki sifat yang berbeda dengan unsur-unsur penyusunnya. Senyawa merupakan zat hasil penggabungan dua unsur atau lebih yang dapat diurai menjadi unsur-unsur pembentuknya secara kimia. Peristiwa penggabungan secara kimia sering disebut persenyawaan. Sebagai contoh, air (H2O) dan karbon dioksida (CO2) merupakan zat tunggal. Masing-masing tersusun atas satu jenis bahan. Namun, air dan karbon dioksida tidak termasuk unsur. Mengapa demikian? Air dan karbon dioksida dapat diuraikan menjadi unsur-unsur pembentuknya. Air dapat diuraikan menjadi unsur hidrogen (H) dan oksigen (O) melalui reaksi kimia berikut:
H2O → H2 + ½O2
Karbon dioksida dapat diuraikan menjadi unsur karbon (C) dan oksigen (O) melalui reaksi kimia berikut:
CO2 → C + O2
Untuk dapat memahami pengertian senyawa, perhatikan Gambar dibawah ini
Gambar: Unsur pembentuk gula pasir, yaitu karbon, hidrogen, dan oksigen
Unsur pembentuk gula pasir terdiri atas karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O). Wujud karbon adalah padatan berwarna hitam. Karbon lebih dikenal dengan arang. Hidrogen dan oksigen adalah gas yang mudah terbakar. Ketiga unsur tersebut dengan reaksi kimia dapat bergabung membentuk gula pasir yang berupa padatan putih yang rasanya manis. Reaksi pembentukan gula pasir adalah sebagai berikut:
2C + 3H2 + ½O2 → C2H5OH
Gula pasir memiliki sifat yang sangat berbeda dengan sifat unsur senyawa pembentuknya (karbon, hidrogen, dan oksigen). Suatu senyawa dari hasil penggabungan unsur-unsur pembentuknya akan memiliki sifat yang berbeda dengan sifat unsur-unsur pembentuknya
Bagaimanakah tata cara penulisan senyawa? Senyawa dituliskan dalam wujud rumus kimia. Rumus kimia adalah zat yang terdiri atas kumpulan lambang-lambang unsur dengan komposisi tertentu. Komposisi tersebut berupa bilangan yang menyatakan jumlah atom penyusunnya (angka indeks). Misal, suatu senyawa terdiri atas atom unsur natrium (Na) dan atom unsur klor (Cl). Jika angka indeks setiap atom unsur adalah 1 dan 1, rumus kimia senyawa yang dibentuk sebagai berikut.
Angka indeks Na = 1, angka indeks Cl = 1
Maka, rumus kimia senyawa tersebut adalah NaCl (Natrium klorida)
Rumus kimia dapat berupa rumus molekul dan rumus empiris. Rumus molekul adalah rumus kimia yang menyatakan jenis dan jumlah atom yang menyusun zat. Misal, C2H4 (Etena), H2O (air). Rumus empiris adalah rumus kimia yang menyatakan perbandingan terkecil jumlah atom-atom pembentuk senyawa. Misal, rumus kimia C2H4, rumus empiris senyawa tersebut adalah CH2.
Joseph Lonis Proust (1754~1826), seorang ilmuwan dari Prancis, mengemukakan hukum perbandingan tetap atau sering dikenal dengan hukum Proust, yaitu perbandingan berat unsur-unsur penyusun senyawa adalah tetap. Eksperimen yang dilakukan Proust adalah reaksi antara unsur hidrogen dan oksigen sehingga terbentuk air (H2O). Dari percobaan yang dilakukan oleh Proust, ditarik kesimpulan bahwa: (1) Air tersusun dari oksigen dan hidrogen dengan perbandingan massa unsur oksigen banding hidrogen adalah 8 : 1. (2) Jumlah zat sebelum dan sesudah reaksi adalah tetap.
Jika perbandingan antara oksigen dan hidrogen tidak 8 : 1, dalam reaksi, terdapat unsur yang tersisa (oksigen ataupun hidrogen). Hukum kekekalan massa menyatakan bahwa massa zat sebelum reaksi dan sesudah reaksi adalah tetap.
Senyawa-senyawa baru ditemukan dan dipisahkan dari tumbu-tumbuhan. Misal, jeruk diketahui mengandung vitamin C. Setelah dilakukan pemisahan, ternyata jeruk mengandung asam askorbat. Struktur vitamin C ditemukan, dilakukan sintesis untuk membuat vitamin C di laboratorium. Rumus senyawa merupakan gabungan lambang unsur yang menunjukkan jenis unsur pembentuk senyawa dan jumlah atom setiap unsur. Misal, sukrosa memiliki rumus senyawa C12H22O11. Sukrosa tersusun atas 12 atom karbon, 22 atom hidrogen, dan 11 atom oksigen.
Baca Selanjutnya tentang Campuran...