MATERI KULIAH PENGANTAR KIMIA - KIMIA DASAR I

(1)

(2)

PENGERTIAN ILMU KIMIA

Kimia

(dari

bahasa Arab

ءاييميييك

(alkimia= "seni

transformasi" dan

bahasa Yunani

χημεία

khemeia

) adalah

ilmu

yang mempelajari mengenai komposisi dan sifat zat/

materi

(3)

11/05/18

11/05/18 KULIAH KIMIA DASAR I STKIKULIAH KIMIA DASAR I STKI P PGRI SUMENEP http://alkimia.wordpr P PGRI SUMENEP http://alkimia.wordpr ess.com

ess.com

3 3

SEJARAH DAN

PERKEMBANGAN ILMU KIMIA

Akar ilmu kimia dapat dilacak hingga fenomena

pembakaran

.

Api

merupakan kekuatan mistik yang

mengubah suatu zat menjadi zat lain dan

karenanya merupakan perhatian utama umat

manusia. Adalah api yang menuntun manusia pada

penemuan

besi

dan gelas. Setelah

emas

ditemukan

dan menjadi logam berharga, banyak orang yang

tertarik menemukan metode yang dapat merubah

zat lain menjadi emas. Hal ini menciptakan suatu

protosains yang disebut

Alkimia

. Alkimia

dipraktikkan oleh banyak kebudayaan sepanjang

sejarah dan sering mengandung campuran

filsafat

,

(4)

BAPAK KIMIA MODERN

Abu Musa Jabir bin Hay

yan

ditabalkan sebagai

''Bapak Kimia Modern''.

Dalam bidang kimia,

prestasi dan

pencapaiannya terekam

dengan baik lewat

buku-buku yang ditulisnya.

buku yang ditulisnya.

Tak kurang dari 200

(5)

11/05/18

ess.com

5 5

ABU MUSA JABIR AL HAYYAN

Sebanyak 80 judul buku di antaranya mengupas

hasil-hasil eksperimen kimia yang dilakukannya. Buku-buku itu

sungguh amat berpengaruh hingga sekarang. Secara

khusus, ia mendedikasikan sekitar 112 buku lainnya bagi

Barmakid, sang guru, yang juga pembantu atau wazir

Khalifah Harun ar-Rasyid. Buku-buku itu ditulis dalam

bahasa Arab.

Pada abad pertengahan, orang-orang Barat mulai

menerjemahkan karya-karya Jabir itu ke dalam bahasa

Latin, sehingga menjadi rujukan para ahli kimia di Eropa.

Tak kurang dari 70 buku karya Jabir telah

(6)

Salah satu yang terkenal adalah

Kitab al-Zuhra yang diterjemakan

menjadi Book of Venus, serta Kitab

al-Ahjar yang dialihbahasakan

menjadi Book of Stones.

Abu Musa Jabir bin Hayyan

dikenal

dengan nama Geber di

dunia Barat

,

Abu Musa Jabir bin Hayyan

mengembangkan alkimia menjauh

dari filsafat dan mistisisme dan

mengembangkan pendekatan yang

lebih sistematik dan ilmiah.

(7)

11/05/18

11/05/18 KULIAH KIMIA DASAR I STKIKULIAH KIMIA DASAR I STKI P PGRI SUMENEP http://alkimia.wordpr P PGRI SUMENEP http://alkimia.wordpr ess.com ess.com 7 7

AR RAZI

Al-RaziTerlahir di Rayy, Provinsi

Khurasan dekat Teheran tahun

864 M, al-Razi dikenal sebagai

seorang dokter dan ahli kimia

yang hebat. Sejatinya, ilmuwan

Muslim yang dikenal Barat

sebagai Rhazes itu Ia menimba

ilmu dari Ali ibnu Rabban al-Tabari

(808 M) — seorang dokter

sekaligus filosof. Sang gurulah

yang telah melecut minat Rhazes

untuk menekuni dua bidang ilmu

yakni kedokteran dan filsafat.

Hingga kelak, dia menjadi seorang

filosof, dokter dan ahli kimia yang

amat populer di zamannya.

(8)

KEMUNCULAN ALKIMIAWAN

BARAT

Kemunculan alkimiawan barat dimulai pada abad pertengahan yaitu

sejak kejatuhan Andalusia / Spanyol ke tangan Romawi dan

Perancis, sejak saat itu ilmu kimia berkembang dibarat karena

banyak kitab-kitab kimia dipelajari dan dikembangkan oleh

alkimiawan Barat. Sejak era itu Barat mengalami masa renaissance

atau pencerahan karena banyak sumber-sumber ilmu pengetahuan

yang ditemukan ilmuwan dan kimiawan Islam yang dipelajari dan

diadopsi dalam seluruh kehidupan mereka.

Dan sejak saat itu sejarah kimia dunia dikuasai oleh Barat dan

hampir sedikit sekali bahkan hampir tidak mendengar catatan

alkimiawan Islam yang menjadi rujukan sumber ilmu kimia modern.

Sumber pustaka Kimia SMU sampai S-3 pun semuanya berasal dari

Barat. Padahal sumber rujukan mereka adalah alkimiawan Islam.

Konsep pendidikan-pun berubah mengikuti pola barat yaitu

bersekolah untuk bekerja dan mencari ijazah dan menjadi alat-alat

industri/buruh pabrik bukan mendalami ilmu pengetahuan seperti

alkimiawan Islam terdahulu.

(9)

11/05/18

ess.com

9 9

ALKIMIAWAN BARAT

Alkimiawan barat pertama yang dianggap menerapkan

metode ilmiah

terhadap alkimia dan membedakan kimia dan alkimia

oleh adalah

Robert Boyle

(1627–1691).

Walaupun demikian, kimia seperti yang kita ketahui sekarang

diciptakan oleh

Antoine Lavoisier

dengan

hukum kekekalan massanya

pada tahun 1783.

Penemuan unsur kimia memiliki sejarah yang panjang yang

mencapai puncaknya dengan diciptakannya

tabel periodik

unsur

(10)

Penghargaan Nobel dalam Kimia

yang

diciptakan pada tahun 1901

memberikan gambaran bagus

mengenai penemuan kimia selama 100

tahun terakhir. Pada bagian awal abad

ke-20, sifat subatomik atom

diungkapkan dan ilmu

mekanika kuantum

mulai menjelaskan

sifat fisik ikatan kimia. Pada

pertengahan abad ke-20, kimia telah

berkembang sampai dapat memahami

dan memprediksi aspek-aspek

biologi

yang melebar ke bidang

biokimia

.

PENGHARGAAN NOBEL KIMIA

(11)

11/05/18

ess.com

11 11

INDUSTRI KIMIA

Industri kimia

mewakili suatu aktivitas ekonomi yang penting.

Pada tahun 2004, produsen bahan kimia 50 teratas global

memiliki penjualan mencapai 587 bilyun dolar AS

dengan margin keuntungan 8,1%

dan pengeluaran

(12)

CABANG ILMU KIMIA



Kimia analitik

adalah analisis

adalah

analisis

cuplikan bahan untuk

memperoleh pemahaman tentang

susunan kimia

dan

strukturnya

.



Biokimia

mempelajari

senyawa kimia

,

reaksi kimia

, dan

interaksi

kimia yang terjadi dalam

organisme

hidup.

Biokimia dan kimia organik berhubungan sangat erat,

seperti dalam

kimia medisinal

atau

neurokimia

. Biokimia

juga berhubungan dengan

biologi molekular

,

fisiologi

,

dan

genetika

.



Kimia anorganik

mengkaji sifat-sifat dan reaksi

senyawa anorganik

. Perbedaan antara bidang organik

dan anorganik tidaklah mutlak dan banyak terdapat

tumpang tindih, khususnya dalam bidang

(13)

11/05/18

ess.com

13 13



Kimia organik

mengkaji struktur, sifat, komposisi,

mekanisme, dan

reaksi

senyawa organik

. Suatu

senyawa organik didefinisikan sebagai segala

senyawa yang berdasarkan rantai karbon.



Kimia fisik

mengkaji dasar fisik sistem dan proses

kimia, khususnya energitika dan dinamika sistem dan

proses tersebut. Bidang-bidang penting dalam kajian

ini di antaranya

termodinamika kimia

,

kinetika kimia

,

elektrokimia

,

mekanika statistika

, dan spektroskopi

, dan

spektroskopi

.

Kimia fisik memiliki banyak tumpang tindih dengan

fisika molekular

(14)



Kimia teori

adalah studi kimia melalui penjabaran teori dasar

(biasanya dalam

matematika

atau

fisika

).



Secara spesifik, penerapan

mekanika kuantum

dalam kimia

disebut

kimia kuantum

.



Sejak akhir

Perang Dunia II

, perkembangan komputer telah

memfasilitasi pengembangan sistematik

kimia komputasi

,

yang merupakan seni pengembangan dan penerapan

program komputer

untuk menyelesaikan permasalahan

kimia.



Kimia nuklir

mengkaji bagaimana partikel subatom

bergabung dan membentuk inti.

Transmutasi

modern adalah

bagian terbesar dari kimia nuklir dan

tabel nuklida

(15)

11/05/18

ess.com

15 15

PERKEMBANGAN ILMU KIMIA

MODERN

Akar sebenarnya kimia modern dapat ditemui di filosofi Yunani kuno dan Islam.

Jalan dari filosofi Yunani kuno ke teori atom modern tidak selalu mulus.

Kimiawan Perancis Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794) menemukan

hukum kekekalan massa dalam reaksi kimia, dan mengungkap peran oksigen

dalam pembakaran.

(16)

Di awal abad ke-19, kimiawan Inggris John Dalton

(1766-1844) melahirkan ulang teori atom Yunani kuno

yang juga terdapat dalam literatur Alkimiawan Islam.

Bahkan setelah kelahirannya kembali ini, tidak semua

ilmuwan menerima teori atom.

Tidak sampai awal abad 20 teori atom, akhirnya

dibuktikan sebagai fakta, bukan hanya hipotesis. Hal

ini dicapai dengan percobaan yang terampil oleh

kimiawan Perancis Jean Baptiste Perrin (1870-1942).

Jadi, perlu waktu yang cukup panjang untuk

(17)

11/05/18

ess.com

17 17

PENGERTIAN MATERI

Materi

adalah setiap objek atau bahan yang membutuhkan

ruang

, yang

jumlahnya diukur oleh suatu sifat yang disebut

massa

. Materi tersusun

atas

atom

dan

molekul

, yang dapat berupa

unsur

ataupun

senyawa

.

Materi umumnya dapat dijumpai dalam empat

fase

berbeda, yaitu

padat

,

(18)

Komponen-komponen materi

a. Atom

Dunia Kimia berdasarkan teori atom, satuan terkecil

materi adalah atom. Materi didefinisikan sebagai

kumpulan atom. Atom adalah komponen terkecil unsur

yang tidak akan mengalami perubahan dalam reaksi

Kimia. Semua atom terdiri atas komponen yang sama,

sebuah inti dan electron. Diameter inti sekitar 10

–15

-10

–14

m, yakni sekitar 1/10.000 besarnya atom. Lebih dari 99 %

massa atom terkonsentrasi di inti. Inti terdiri atas

(19)

11/05/18

ess.com

19 19

b. Molekul

Komponen independen netral terkecil materi disebut

molekul. Molekul monoatomik terdiri satu atom (misalnya,

Ne).

Molekul poliatomik terdiri lebih banyak atom (misalnya,

CO2). Jenis ikatan antar atom dalam molekul poliatomik

disebut ikatan kovalen.

c. Ion

Atom atau kelompok atom yang memiliki muatan

listrik disebut ion. Kation adalah ion yang

memiliki muatan positif, anion memiliki muatan

negatif.

Tarikan listrik akan timbul antara kation

dan anion. Dalam

(20)

REAKSI KIMIA

Reaksi kimia

adalah suatu proses alam antara zat-zat

kimia (reaktan) yang selalu menghasilkan

senyawa kimia

.

Senyawa ataupun senyawa-senyawa awal yang terlibat

dalam reaksi disebut sebagai

reaktan

.

Reaksi kimia biasanya dikarakterisasikan dengan

perubahan kimiawi

, dan akan menghasilkan satu atau

lebih

produk

yang biasanya memiliki ciri-ciri yang

berbeda dari reaktan.

(21)

11/05/18

ess.com

21 21



Isomerisasi

, yang mana senyawa kimia menjalani penataan ulang

struktur tanpa perubahan pada komposisi atomnya



Kombinasi langsung

atau

sintesis

, yang mana dua atau lebih

unsur atau senyawa kimia bersatu membentuk produk kompleks:

N

2

+ 3

H

2

→ 2

NH

3



Dekomposisi kimiawi

atau analisis, yang mana suatu senyawa

diurai menjadi senyawa yang lebih kecil:

2

H

2O

→ 2 H

2

+

O

2

:

.

Jenis-jenis reaksi

(22)



Penggantian tunggal

atau

substitusi

,

dikarakterisasikan oleh suatu unsur digantikan

oleh unsur lain yang lebih reaktif:

2

Na

(s) + 2

HCl(aq)

→ 2

NaCl

(aq) + H

2

(g)



Metatesis

atau

Reaksi penggantian ganda

,

(23)

11/05/18

ess.com

23 23



Reaksi

asam basa

, secara luas merupakan reaksi antara

asam

dengan

basa

. Ia memiliki berbagai definisi tergantung pada konsep asam basa

yang digunakan. Beberapa definisi yang paling umum adalah:



Definisi

Arrhenius

: asam berdisosiasi dalam air melepaskan ion

H

3

O+; basa berdisosiasi dalam air melepaskan ion OH-.



Definisi

Brønsted-Lowry

: Asam adalah pendonor proton (H+)

donors; basa adalah penerima (akseptor) proton. Melingkupi

definisi Arrhenius.



Definisi

Lewis

: Asam adalah akseptor pasangan elektron; basa

adalah pendonor pasangan elektron. Definisi ini melingkupi

definisi Brønsted-Lowry.



Reaksi redoks

, yang mana terjadi perubahan pada

bilangan oksidasi

atom senyawa yang bereaksi. Reaksi ini dapat diinterpretasikan

sebagai transfer elektron. Contoh reaksi redoks adalah:

2 S

2

O

32

−(aq) + I

2

(aq) → S

4

O

62

−(aq) + 2 I−(aq)

(24)



Pembakaran

, adalah sejenis reaksi redoks yang mana

bahan-bahan yang dapat terbakar bergabung dengan

unsur-unsur oksidator, biasanya oksigen, untuk

menghasilkan panas dan membentuk produk yang

teroksidasi. Istilah pembakaran biasanya digunakan untuk

merujuk hanya pada oksidasi skala besar pada

keseluruhan molekul. Oksidasi terkontrol hanya pada satu

gugus fungsi tunggal tidak termasuk dalam proses

pembakaran.

C

10

H

8

+ 12 O

2

→ 10 CO

2

+ 4 H

2

O



Disproporsionasi

, dengan satu reaktan membentuk dua

jenis produk yang berbeda hanya pada keadaan

oksidasinya.

2 Sn

2

+ → Sn + Sn

4

+



Reaksi organik

, melingkupi berbagai jenis reaksi yang

melibatkan

senyawa-senyawa

yang memiliki karbon

sebagai unsur utamanya.

(25)

11/05/18

ess.com

25 25

HUKUM KEKEKALAN MASSA

Hukum kekekalan massa atau dikenal juga sebagai

hukum

Lomonosov

-

Lavoisier

adalah suatu hukum

yang menyatakan

massa

dari suatu

sistem tertutup

(26)

Contoh hukum kekekalan massa

Hukum kekekalan massa dapat terlihat pada

reaksi pembentukan

hidrogen

dan

oksigen

dari

air

. Bila hidrogen dan oksigen dibentuk dari 36

g

air, maka bila reaksi berlangsung hingga

seluruh air habis, akan diperoleh massa

campuran produk hidrogen dan oksigen

sebesar 36

g

. Bila reaksi masih menyisakan air,

maka massa campuran hidrogen, oksigen dan

air yang tidak bereaksi tetap sebesar 36 g.

(27)

11/05/18

ess.com

27 27

Sejarah Hukum Kekekalan

Massa

Hukum kekekalan massa diformulasikan oleh Antoine

Lavoisier pada tahun 1789. Oleh karena hasilnya ini, ia

sering disebut sebagai bapak kimia modern versi barat .

Sebelumnya, Mikhail Lomonosov (1748) juga telah

mengajukan ide yang serupa dan telah membuktikannya

dalam eksperimen. Hukum kekekalan massa menjadi

kunci penting dalam merubah alkemi menjadi kimia

modern. Ketika ilmuwan memahami bahwa senyawa

tidak pernah hilang ketika diukur, mereka mulai

melakukan studi kuantitatif transformasi senyawa. Studi

ini membawa kepada ide bahwa semua proses dan

(28)

Kekekalan massa vs.

penyimpangan

Ketika energi seperti panas atau cahaya diijinkan masuk ke dalam atau

keluar dari sistem, asumsi hukum kekekalan massa tetap dapat digunakan.

Hal ini disebabkan massa yang berubah karena adanya perubahan energi

sangatlah sedikit. Sebagai contoh adalah perubahan yang terjadi pada

peristiwa meledaknya TNT. Satu gram TNT akan melepaskan 4,16 kJ

energi ketika diledakkan. Namun demikian, energi yang terdapat dalam

satu gram TNT adalah sebesar 90 TJ (kira-kira 20 miliar kali lebih banyak).

Dari contoh ini dapat terlihat bahwa massa yang akan hilang karena

(29)

11/05/18

11/05/18 KULIAH KIMIA DASAR I STKIKULIAH KIMIA DASAR I STKI P PGRI SUMENEP http://alkimia.wordpr P PGRI SUMENEP http://alkimia.wordpr ess.com ess.com 29 29

Penyimpangan

Penyimpangan hukum kekekalan massa dapat terjadi

pada sistem terbuka dengan proses yang melibatkan

perubahan energi yang sangat signifikan seperti reaksi

nuklir. Salah satu contoh reaksi nuklir yang dapat diamati

adalah reaksi pelepasan energi dalam jumlah besar pada

bintang. Hubungan antara massa dan energi yang

berubah dijelaskan oleh Albert Einstein dengan

persamaan E = m.c2. E merupakan jumlah energi yang

terlibat, m merupakan jumlah massa yang terlibat dan c

merupakan konstanta kecepatan cahaya. Namun, perlu

diperhatikan bahwa pada sistem tertutup, karena energi

tidak keluar dari sistem, massa dari sistem tidak akan

berubah.

(30)

TANTANGAN ILMU KIMIA

Saat ini ilmu kimia berada dalam persimpangan

jalan untuk menyelesaikan solusi dan permasalahan

perdaban dunia. Karena Industrialisasi yang tidak

tertata menjadi boomerang bagi kelangsungan

hidup manusia karena menjadi sumber utama

pemanasan global/ global warming. Dan masih

banyak permasalahan yang lainnnya. Bagaimana

ilmu kimia menjadi solusi dalam hal

(31)

11/05/18

ess.com

31 31

Bagi masyarakat Sumenep dan Madura belajar kimia adalah

mutlak dan sangat penting karena era Industrialisasi pasca

Suramadu akan segera dimulai. Pemetaan daerah Madura tentang

kawasan industri sudah ada, bukan hanya itu perusahan

perusahaan asing juga siap mengeksplorasi minyak dan gas bumi

dari pulau madura yang kaya akan emas hitam ini. Selain sumber

daya gas dan minyak bumi masih banyak lagi yang lain seperti

phospat, calsium carbonat, emas, asphalt, air minum dan bahan

kimia yang lain selain garam yang sudah dieksplorasi sejak dulu

oleh karena itu jangan malas untuk belajar ilmu kimia sudah

saatnya pemuda Madura berpadu dengan ilmu pengetahuan dan

teknologi karena hanya dengan ilmu pengetahun dan teknologi

semua permasalahan dapat teratasi. Selamat Kuliah ! Selamat

Belajar ! Semangat untuk kebaikan bersama !

(32)

Daftar Pustaka



Pengatar Kimia, Yashito Takeuchi, diterjemahkan

dari versi Bahasa Inggrisnya oleh Ismunandar

Reproduced by permission of Iwanami Shoten,

Publishers, Tokyo



Wikipedia, Ensiklopedia Bebas Berbahasa

Indonesia



Peralatan Laboratorium Warisan Peradaban Islam,

(33)

11/05/18

ess.com