MATERI DAN PENGUKURAN. Abdul Wahid Surhim

(1)

(2)

SASARAN

1. Meninjau jenis-jenis materi yang berbeda-beda

2. Melihat jenis pengukuran dalam ilmu kimia,

ketidakpastian dalam pengukuran dan metode untuk

mengubah satuan

3. Memfokuskan pada sifat-sifat fisika tertentu: warna,

densitas, kelarutan dalam air dalam rangka untuk

(3)

(4)

SKEMA KLASIFIKASI MATERI

Materi Merata seluruhnya? Campuran Heterogen Homogen Dapat dipisahkan secara fisik? Camp. homogen (larutan) Zat murni Dapat diuraikan kedalam zat-zat lain dengan proses kimia?

Unsur _Senyawa YES YES YES NO NO NO

(5)

UNSUR

 UNSUR adalah jenis materi yang tidak dapat dipecah lagi kedalam dua atau lebih zat murni

 Ada 115 unsur, yang 91 di antaranya terjadi secara alamiah

 ARANG: untuk memanggang makanan, terbuat dari hampir karbon murni

 TEMBAGA: untuk kabel listrik, perhisan, pipa air; termasuk unsur logam

 SILIKON: lebih dari 60 tahun banyak membuat penasaran, sekarang

menjadi bahan dasar industry semikonduktor yang harganya milyaran dollar

 TIMBAL (lead): bahan yang dapat dibengkokkan; dahulu digunakan sebagai pewarna cat, sambungan pipa ledeng, dan aditif bensin; sekarang dilarang karena bersifat racun

(6)

AIR RAKSA

• Termasuk materi yang langka

• Diketahui sejak 500 SM

• Kelimpahannya hanya 0,00005%

• Proses penyiapannya mudah, hanya dengan memanaskan batu sinabar (Figure 1.2)

• Karena sifatnya unik, maka penggunaannya ekstrem

• Karena densitasnya besar, maka cairan air raksa digunakan dalam barometer dan manometer

• Air raksa dilarutkan dengan logam lain membentuk larutan (amalgam)

(7)

ALLUMUNIUM

Kelimpahannya 7,5%

Meski berfaedah tapi perhatian secara kimia terhadapnya lebih sedikit hingga beberapa abad

Terjadi dalam bentuk gabungan tanah liat dan batuan yang tidak dapat diekstrak

Tahun 1886 dua kimiawan, Charles Hall (AS) dan Paul Herrault (Perancis) bekerja secara mandiri untuk mengekstrasi alumunium dari bijih yang

relative langka, bauksit

Ada kejadian unik: Kedua kimiawan itu lahir pada tahun yang sama (1863) dan meninggal pun dalam tahun yang sama (1914)

(8)

SENYAWA

o

SENYAWA adalah zat murni yang terdiri atas lebih dari satu

unsur

• AIR adalah senyawa yang terdiri atas unsur hydrogen dan oksigen

• Senyawa metana, asetilen, naftalen terdiri atas unsur karbon dan hydrogen, dalam proporsi yang berbeda

o

Senyawa memiliki komposisi yang tetap: satu unsur dalam

persentase massa yang sama

• Air murni persis terdiri atas 11,19% hydrogen dan 88,81% oksigen

(9)

SENYAWA

o

SENYAWA memiliki sifat yang berbeda dengan

unsur-unsur yang membentuknya

o

GARAM yang terdiri atas sodium (Na) dan khlorin (Cl)

• Garam putih dan padatan yang tidak reaktif

• Sodium berkilau dan logam yang sangat reaktif

• Khlorin kuning kehijau-hijauan dan berracun

(10)

PENGURAIAN SENYAWA



Metode penguraian ada bermacam-macam



Yang paling sederhana adalah dengan MEMANASKAN saja, seperti

air-raksa (II) oksida diuraikan dengan memanaskan pada suhu 600

o

_C

 Kimiawan Inggris, Joseph Priestly, menemukan oksigen lebih dari 200 tahun lalu saat melakukan eksperimen dengan mengekspos sinar matahari ke sebuah sampel merkuri (II) oksida yang difokuskan pada lensa

 Uap air-raksa adalah racun mematikan

 Isaac Newton yang menyuling air-raksa dalam jumlah besar dalam laboratoriumnya, menderita efek ini pada tahun-tahun berikutnya

(11)

CAMPURAN



Campuran mengandung dua atau lebih zat yang digabungkan

dengan cara yang sedemikian rupa sehingga masing-masing

zatnya masih memiliki identitas kimianya

• Tembaga sulfat diaduk dengan garam, keduanya tidak berreaksi satu sama lainnya



Ada dua jenis campuran:

 HOMOGEN

(12)

(13)

METODE PENGURAIAN CAMPURAN



FILTRASI



DISTILASI



KHROMATOGRAFI  bagi yang lebih kompleks

(14)

(15)

(16)

SATUAN PENGUKURAN

Ada dua macam satuan pengukuran yang

biasa dipakai



SI



Metrik

Akan tetapi, satuan Inggris juga sering

digunakan

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

DERAJAT SIGNIFIKANSI ATAU ANGKA PENTING (

SIGNIFICANT FIGURES

)

Angka 83.4 memiliki 3 dijit

Ketiga dijitnya signifikan

Angka 8 dan 3 adalah “dijit pasti”, sedangkan

angka 4 adalah “dijit tidak pasti”

Seperti tertulis, angka ini memiliki ketidakpastian ±

0.1 atau kesalahannya 1 bagian dari 834

(22)

DIJIT TERAKHIR

Jadi, kuantitas yang terukur ditulis dengan

cara demikian bahwa dijit terakhir saja yang

tidak pasti

Semua dijit, termasuk yang tidak pasti disebut

ANGKA PENTING atau derajat signifikansi

(23)

PANDUAN

1. Dijit bukan nol selalu penting: –457 cm (3 angka penting); 2.5 g (2 angka penting)

2. Nol yang terletak di antara dijit bukan nol selalu penting:–1005 kg (4 angka penting); 1.03 cm (3 angka penting)

3. Nol pada awal angka tidak pernah penting, hanya menunjukkan posisi titik desimal: point–0.02 g (satu angka penting); 0.0026 cm (2 angka penting)

4. Nol yang jatuh pada akhir sebuah angka atau setelah titik desimal selalu penting:–0.0200 g (3 angka penting); 3.0 cm (2 angka penting)

5. Saat suatu angka diakhir dengan nol tapi tidak mengandung titik desimal, nol bisa penting bisa tidak: –130 cm (2 or 3 angka penting); 10,300 g (3, 4, or 5 angka penting)

(24)

MENGHINDARI AMBIGUITAS

Penulisan menggunakan bentuk eksponensial (scientific)

Contoh: 700 dengan angka pastinya 3, maka ditulis 7.00 x 10

2

Tidak ada lagi ambiguitas karena nol setelah titik desimal SELALU

penting

Jika hanya 2 angka pastinya, ditulis: 7.0 x 10

2

_{(jika hanya 1}

angka penting?)

Notasi saintifik cocok untuk menyatakan jumlah angka penting

yang tepat

(25)

ANGKA EKSTREM

Berguna juga melaporkan angka yang secara

ekstrem sangat besar dan sangat kecil

Sangat tidak umum kalau harus menuliskan

semua nol pada angka

1.91 x 10

-24

(26)

PERHITUNGAN

Dalam perhitungan yang melibatkan harga hasil

pengukuran, jawaban akhirnya tidak boleh melebihi

angka penting

Presisi hasilnya dibatasi oleh presisi pengukuran

yang digunakan untuk memperoleh hasil tersebut

Contoh: Kubus dengan sisi

1.35 cm hasil

perhitungannya 2.460375 cm

3

(27)

APA ARTINYA?

1.35 berarti tidak pastinya 1 bagian dari

135 Kalau kita melaporkan dengan 7 angka

penting artinya tidak pastinya 1 bagian dari

dua juta

(28)

ATURAN PERHITUNGAN

Mengalikan atau membagi angka pengukuran,

maka hasilnya harus memiliki angka pasti yang

paling kecil

Penambahan atau pengurangan maka jawabannya

hanya memiliki banyak tempat di sebelah kanan

titik desimal sebanyak angka pengukuran yang

jumlah posisinya paling kecil

(29)

ANALISIS DIMENSI

Menyelesaikan persoalan kimia memerlukan

manipulasi angka dan satuan yang berhubungan

dengan hati-hati

Contoh: Berapa volume

5.25-gram sample dari

sebuah cairan dengan densitas 1.23 g/mL?

Densitas cairan dapat digunakan sebagai FAKTOR

KONVERSI

(30)

SIFAT-SIFAT FISIKA



Sifat fisika yang sangat berguna

1. Titik leleh

2. Titik didih

3. Densitas

4. Kelarutan (solubility)

(31)

(32)

Acidic solution An aqueous solution with a pH less than 7

Celsius degree (°C) Unit of temperature based on there being 100° between the freezing and boiling points of water Centi- Metric prefix indicating a multiple of 10–2

Chemical property Property of a substance that is observed during a chemical reaction Compound(s) Substance containing more than one element

Conversion factor A ratio, numerically equal to 1, by which a quantity can be converted from one set of units to another

Density The ratio of the mass of a substance to its volume

Element A substance whose atoms are all chemically the same, containing a definite number of protons Extensive property A property of a substance which depends upon the amount of sample; volume is an extensive

property

Filtration A process for separating a solid-liquid mixture by passing it through a barrier with fine pores, such as filter paper

Halogen An element of Group Heterogeneous Non-uniform composition Homogeneous Uniform in composition

Infrared radiation Light having a wavelength greater than about 700 nm

Intensive property A property of a substance which is independent of the amount of sample; density is an intensive property

Kilo- The prefix indicating a multiple of 1000 Liter A unit of volume; 1 L = 1000 cm3

(33)

Mass An extensive property reflecting the amount of matter in a sample. See also Amount.

Melting point The temperature at which the solid and liquid phases of a substance are in equilibrium with each other

Metric system A measuring system where all units of a particular type (e.g., volume) are related to one another by powers of ten

Milli- The prefix on a metric unit indicating a multiple of 10–3

Mixture Two or more substances combined so that each substance retains its chemical identity Nano- The prefix on a metric unit indicating a multiple of 10–9

Physical property A property such as melting point or density which can be determined without changing the chemical identity of a substance

Saturated solution A solution in equilibrium with undissolved solute Significant figure A meaningful digit in a measured quantity

Solution A homogeneous mixture containing a solvent and one or more solutes Solvent A substance, usually a liquid, which is the major component of a solution

Supersaturated solution A solution containing more solute than allowed at equilibrium; unstable to addition of solute

Symbol A one- or two-letter abbreviation for the name of an element Ultraviolet radiation Light with a wavelength less than 400 nm but greater than 10 nm

(34)

(35)

(36)

LATIHAN

1. Klasifikasikan berikut ini sebagai unsur,

senyawa atau campuran

a)

Emas

b)

Susu

c)

Gula

(37)

LATIHAN

2. Klasifikasikan berikut ini sebagai larutan

atau campuran heterogen

a)

Anggur (wine)

b)

Bensin

(38)

LATIHAN

3. Bagaimana Anda memisahkan kedalam

komponennya yang berbeda

a)

Campuran gas yang mudah menguap dari

propana, butana dan isopropana?

b)

Larutan spiritus yang dibuat dari isopropil

alkohol dan air?

(39)

LATIHAN

4. Berapa angka penting angka-angka berikut

ini?

a)

0.136 m

b)

0.0001050 g

c)

2.700 x 10

3

_nm

d)

6 x 10

-4

_L

e)

56003 cm

3

(40)