Hosting Unlimited Indonesia

Klasifikasi Materi

, ,
IPA Kelas 7 Bab 3 - Teguh Sugiyarto

Setiap benda di alam dapat digolongkan jadi tiga wujud, yaitu padat, cair, dan gas. Bagaimanakah benda-benda tersebut terbentuk? Penjelasannya akan di bahas pada materi berikut ini.

A. Unsur

Unsur adalah zat tunggal yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat lain dengan reaksi kimia biasa.

Materi tersusun dari beberapa partikel penyusun. Para ilmuwan mengklasifikasikan zat atau materi menjadi dua kelompok, yaitu: zat tunggal dan campuran. Unsur dan senyawa termasuk dalam golongan zat tunggal. Nah, apa yang dimaksud dengan unsur? Unsur terdiri dari logam dan non logam.

Zat murni memiliki sifat yang membedakan dengan zat lainnya. Misal, unsur hidrogen hanya tersusun dari atom-atom hidrogen saja. Unsur oksigen hanya tersusun dari atom-atom oksigen saja. Sifat oksigen dan hidrogen tidak tampak pada zat yang dibentuk dari keduanya, misal air (H2O).

Di alam terdapat 92 jenis unsur alami, sedangkan selebihnya adalah unsur buatan. Jumlah keseluruhan unsur di alam kira-kira 106 jenis unsur.

Unsur dikelompokkan menjadi tiga (3) bagian, yaitu:

  1. Unsur logam

    Secara umum unsur logam memiliki sifat berwarna putih mengkilap, mempunyai titik lebur rendah, dapat menghantarkan arus listrik, dapat ditempa dan dapat menghantarkan kalor atau panas. Pada umumnya logam merupakan zat padat, namun terdapat satu unsur logam yang berwujud cair yaitu air raksa. Beberapa unsur logam yang bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari, antara lain:

    • Khrom (Cr)
      Digunakan untuk bumper mobil, dan campuran dengan baja menjadi stainless steel.
    • Besi (Fe)
      Merupakan logam yang paling murah, sebagai campuran dengan karbon menghasilkan baja untuk konstruksi bangunan, mobil dan rel kereta api.
    • Nikel (Ni)
      Nikel padat sangat tahan terhadap udara dan air pada suhu biasa, oleh karena itu nikel digunakan sebagai lapisan pelindung dengan cara disepuh.
    • Tembaga (Cu)
      Tembaga banyak digunakan pada kabel listrik, perhiasan, dan uang logam. Campuran tembaga dengan timah menghasilkan perunggu sedangkan campuran tembaga dengan seng menghasilkan kuningan.
    • Seng (Zn)
      Seng dapat digunakan sebagai atap rumah, perkakas rumah tangga, dan pelapis besi untuk mencegah karat.
    • Platina (Pt)
      Platina digunakan pada knalpot mobil, kontak listrik, dan dalam bidang kedokteran sebagai pengaman tulang yang patah.
    • 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 non-logam

    Pada umumnya unsur non-logam memiliki sifat tidak mengkilap, penghantar arus listrik yang buruk, dan tidak dapat ditempa. Secara umum non-logam merupakan penghantar panas yang buruk, namun terdapat satu unsur non-logam yang dapat menghantarkan panas dengan baik yaitu grafit. Beberapa unsur non-logam yang bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari, antara lain:

    • Fluor (F)
      Senyawa fluorid yang dicampur dengan pasta gigi berfungsi menguatkan gigi, freon-12 sebagai pendingin kulkas dan AC.
    • Brom (Br)
      Senyawa brom digunakan sebagai obat penenang saraf, film fotografi, dan bahan campuran zat pemadam kebakaran.
    • Yodium (I)
      Senyawa yodium digunakan sebagai antiseptik luka, tambahan yodium dalam garam dapur, dan sebagai bahan tes amilum (karbohidrat) dalam industri tepung.

  3. Unsur semi logam (metaloid)

    Unsur semi logam memiliki sifat antara logam dan non logam. Beberapa unsur semi logam yang bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari, antara lain:

    • Silikon (Si)
      Terdapat di alam terbanyak kedua setelah oksigen, yakni 28% dari kerak bumi. Senyawa silikon banyak digunakan dalam peralatan pemotong dan pengampelasan, untuk semi konduktor, serta bahan untuk membuat gelas dan keramik.
    • 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 sebagai konduktor.

    4. Seorang ahli kimia yang bernama Dmitri Mendleev (1834 - 1907) mengajukan susunan tabel sistem periodik unsur-unsur. Bagaimanakah nama dan lambang unsur dituliskan? Banyaknya unsur yang terdapat di alam cukup menyulitkan kita untuk mengingat-ingat nama unsur. Oleh karena itu, diperlukan suatu tata cara untuk memudahkan kita mengingat nama unsur tersebut.

    Jons Jacob Berzelius (1779 - 1848), memperkenalkan tata cara penulisan nama dan lambang unsur, yaitu:

    1. Setiap unsur dilambangkan dengan satu huruf yang diambil dari huruf awal nama unsur tersebut.
    2. Lambang unsur ditulis dengan huruf kapital.
    3. Untuk unsur yang memiliki huruf awal sama, maka penulisan nama dibedakan dengan cara menambah satu huruf di belakangnya dan ditulis dengan huruf kecil.

    Contoh: Unsur Karbon ditulis C, oksigen ditulis O, Aluminium ditulis Al, Kalsium ditulis Ca.

Tabel 1: Unsur dan lambang unsur

No. Nama Unsur Lambang   No. Nama Unsur Lambang
1 Aktinium Ac   54 Osmium Os
2 Alumunium Al   55 Oksigen O
3 Amerisium Am   56 Paladium Pd
4 Antimonium Sb   57 Fosforum P
5 Argon Ar   58 Plutonium Pu
6 Arsen As   59 Polonium Po
7 Astatin At   60 Litium Li
8 Aurum Au   61 Magnesium Mg
9 Barium Ba   62 Lutetium Lu
10 Berilium Be   63 Mangan Mn
11 Berkelium Bk   64 Molibdenum Mo
12 Bismut Bi   65 Meitnerium Mt
13 Bohrium Bh   66 Neon Ne
14 Boron B   67 Neodimium Nd
15 Bromin Br   68 Nikel Ni
16 Gadolinium Gd   69 Mendelevium Md
17 Disprosium Dy   70 Hidrargirum Hg
18 Dudnium Db   71 Neptunium Np
19 Einstenium Es   72 Kalium K
20 Erbium Er   73 Praseodimium Pr
21 Europium Eu   74 Prometium Pm
22 Fermium Fm   75 Protaktinium Pa
23 Fluorium F   76 Radium Ra
24 Fransium Fr   77 Radon Rn
25 Galium Ga   78 Renium Re
26 Germanium Ge   79 Rhodium Rh
27 Kadmium Cd   80 Rutenium Ru
28 Kalifornium Cf   81 Rutherfordium Rf
29 Kalsium Ca   82 Rubidium Rb
30 Karbon C   83 Samarium Sm
31 Klorin Cl   84 Skandium Sc
32 Kobalt Co   85 Seoborgium Sg
33 Krom Cr   86 Selenium Se
34 Kurium Cm   87 Zink Zn
35 Serium Ce   88 Tittan Ti
36 Sesium Cs   89 Wolfram W
37 Tembaga Cu   90 Uranium U
38 Hafnium Hf   91 Vanadium V
39 Hassium Hs   92 Xenon Xe
40 Helium He   93 Iterbium Yb
41 Holmium Ho   94 Itrium Y
42 Hidrogen H   95 Zirkonium Zr
43 Indium In   96 Silikon Si
44 Iodin I   97 Natrium Na
45 Iridium Ir   98 Perak Ag
46 Kripton Kr   99 Stronsium Sr
47 Besi Fe   100 Teknesium Tc
48 Lannmum La   101 Terbium Tb
49 Lawrensium Lr   102 Telurium Te
50 Plumbum Pb   103 Timah Sn
51 Platina Pt   104 Belerang S
52 Niobium Nb   105 Tantalum Ta
53 Nitrogen N   106 Talium Tl

B. Senyawa

Senyawa adalah gabungan dari beberapa unsur yang terbentuk melalui reaksi kimia.

Senyawa memiliki sifat yang berbeda dengan unsur-unsur penyusunnya. Misal, dua atom hidrogen dengan satu atom oksigen dapat bergabung membentuk molekul air (H2O). Hidrogen adalah gas yang sangat ringan dan mudah terbakar, sedangkan oksigen adalah gas yang terdapat di udara yang sangat diperlukan tubuh kita untuk pembakaran. Tampak jelas bahwa sifat air berbeda dengan sifat hidrogen dan oksigen. Contoh lain senyawa adalah garam dapur (NaCl). Garam dapur disusun oleh unsur natrium dan unsur klor. Natrium memiliki sifat logam yang ringan, sedangkan klor adalah suatu gas beracun. Dua unsur tersebut digabung membentuk garam dapur berupa mineral yang sangat dibutuhkan oleh tubuh kita.

Senyawa termasuk zat tunggal yang tersusun dari beberapa unsur dengan perbandingan massa tetap. Di alam ini terdapat kurang lebih 10 juta senyawa. Air (H2O) merupakan senyawa paling banyak terdapat di alam.

Bagaimanakah tata cara penulisan senyawa? Senyawa dituliskan dalam wujud rumus kimia. Rumus kimia adalah zat yang terdiri dari kumpulan lambang-lambang unsur dengan komposisi tertentu. Komposisi tersebut berupa bilangan yang menyatakan jumlah atom penyusunnya (angka indeks). Misal, suatu senyawa terdiri dari atom unsur natrium (Na) dan atom unsur klor (Cl). Jika angka indeks masing-masing atom unsur adalah 1 dan 1, maka rumus kimia senyawa yang dibentuk sebagai berikut:

Angka indeks Na = 1, angka indeks Cl = 1,
Jadi 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, maka rumus empiris senyawa tersebut adalah CH2. Joseph Lonis Proust (1754 - 1826) seorang ilmuwan dari Perancis 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 dengan hidrogen tidak 8 : 1, maka 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 tumbuh–tumbuhan. Misal, jeruk diketahui mengandung vitamin C, setelah dilakukan pemisahan ternyata jeruk mengandung asam askorbat. Struktur vitamin C ditemukan, maka dilakukan sintesis untuk membuat vitamin C di laboratorium. Rumus senyawa merupakan gabungan lambang unsur yang menunjukkan jenis unsur pembentuk senyawa dan jumlah atom masing-masing unsur. Misal, sukrosa memiliki rumus senyawa C12H22O11. Sukrosa tersusun dari 12 atom karbon, 22 atom hidrogen, dan 11 atom oksigen.

Tabel 2: Beberapa contoh senyawa

No. Senyawa Rumus Manfaat
1 Asam asetat CH3COOH Cuka makan
2 Amoniak NH3 Pupuk
3 Asam askorbat C6H8O6 Vitamin C
4 Kalsium karbonat CaCO3 Bahan bangunan
5 Soda kue NaHCO3 Membuat roti
6 Karbon dioksida CO2 Penyegar minuman
7 Aspirin C9H8O4 Mengurangi rasa sakit
8 Magnesium hidroksida Mg(OH)2 Obat penawar asam
9 Asam klorida HCl Pembersih lantai
10 Natrium klorida NaCl Garam dapur
11 Natrium hidroksida NaOH Pengering
12 Sukrosa C12H22O11 Pemanis
13 Asam sulfat H2SO4 Pengisi aki
14 Urea CO(NH2)2 Pupuk

C. Campuran

Campuran adalah gabungan beberapa zat dengan perbandingan tidak tetap tanpa melalui reaksi kimia.

Dalam kehidupan sehari-hari banyak kita jumpai campuran. Misal, air sungai, tanah, udara, makanan, minuman, larutan garam, larutan gula, dan lain-lain. Sifat asli zat pembentuk campuran ada yang masih dapat dibedakan satu sama lain, ada pula yang tidak dapat dibedakan. Di dalam udara tercampur beberapa unsur yang berupa gas, antara lain nitrogen, oksigen, karbon dioksida, dan gas-gas lain. Udara segar yang kita hirup mengandung oksigen yang lebih banyak daripada udara yang tercemar. Dalam udara juga tersusun dari beberapa senyawa, antara lain asap dan debu.

Bagaimanakah membedakan senyawa dan campuran? Perhatikan tabel 3 di bawah ini!

Tabel 3: Perbedaan campuran dengan senyawa

No. Campuran Senyawa
1 Terbentuk tanpa melalui reaksi kimia Terbentuk melalui reaksi kimia
2 Perbandingan massa unsur dan senyawa tidak tetap Perbandingan massa unsur tetap
3 Tersusun dari beberapa unsur atau beberapa senyawa Tersusun dari beberapa unsur saja
4 Sifat komponen penyusun campuran sesuai dengan sifat masing-masing Sifat komponen penyusun senyawa berbeda dengan aslinya
5 Melalui proses fisika komponen penyusun campuran dapat dipisahkan Melalui proses kimia komponen penyusun senyawa dapat dipisahkan

Campuran dikelompokkan menjadi dua bagian, yaitu:

1. Campuran homogen

Campuran antara dua zat atau lebih yang partikel-partikel penyusun tidak dapat dibedakan lagi disebut campuran homogen. Campuran homogen sering disebut dengan larutan. Contoh campuran homogen antara lain campuran air dengan gula dinamakan larutan gula, campuran air dengan garam dinamakan larutan garam. Ukuran partikel dalam larutan memiliki diameter sekitar 0,000000001 m, dan tidak dapat dilihat dengan mikroskop. Beberapa contoh campuran homogen di atas adalah campuran antar zat cair. Adakah campuran antar logam sehingga terbentuk campuran homogen? Terdapat campuran antara logam dengan logam lain sehingga terbentuk campuran homogen. Misal, stainless steel banyak digunakan untuk keperluan alat-alat kesehatan dan rumah tangga. Stainless steel merupakan campuran logam besi, krom, dan nikel.

Pencampuran logam dilakukan dengan melelehkan logam-logam tersebut. Campuran logam satu dengan logam lain dinamakan paduan logam. Emas murni merupakan logam yang lunak, mudah dibengkokkan. Agar emas menjadi keras sehingga sulit untuk dibengkokkan, maka emas murni tersebut dicampur dengan logam lain yaitu tembaga.

2. Campuran heterogen

Campuran antara dua macam zat atau lebih yang partikel-partikel penyusunnya masih dapat dibedakan satu sama lainnya disebut campuran heterogen. Contoh campuran heterogen antara lain tanah, air sungai, makanan, minuman, air laut, adonan kue, adonan beton cor, dan lain-lain. Pada campuran heterogen dinding pembatas antar zat masih dapat dilihat, misal campuran air dengan minyak, campuran besi dan pasir, campuran serbuk besi dan air, dan lain-lain.

Campuran heterogen dikelompokkan menjadi dua bagian, yaitu:

  • Koloid
    Partikel-partikel pada koloid hanya dapat dilihat dengan mikroskop ultra. Ukuran partikel antara 0,5m - 1mm. Contoh koloid: susu, asap, kabut, agar-agar.
  • Suspensi
    Partikel-partikel pada suspensi hanya dapat dilihat dengan mikroskop biasa. Ukuran partikel antara lebih besar dari 0,3 m. Contoh suspensi: minyak dengan air, air keruh, dan air kapur.

Rangkuman

  1. Unsur adalah zat tunggal yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat lain dengan reaksi kimia biasa.
  2. Di alam terdapat 92 jenis unsur alami, sedangkan selebihnya adalah unsur buatan.
  3. Jons Jacob Berzelius (1779 - 1848), memperkenalkan tata cara penulisan nama dan lambang unsur, yaitu:
    • Setiap unsur dilambangkan dengan satu huruf yang diambil dari huruf awal nama unsur tersebut.
    • Lambang unsur ditulis dengan huruf kapital.
    • Untuk unsur yang memiliki huruf awal sama, maka penulisan nama dibedakan dengan cara menambah satu huruf di belakangnya dan ditulis dengan huruf kecil.
    • Senyawa adalah gabungan dari beberapa unsur yang terbentuk melalui reaksi kimia.
  4. Campuran adalah gabungan beberapa zat dengan perbandingan tidak tetap, tanpa melalui reaksi kimia.
  5. Campuran antara dua zat atau lebih yang partikel-partikel penyusun tidak dapat dibedakan lagi disebut campuran homogen. Campuran homogen sering disebut dengan larutan. Campuran antara dua macam zat atau lebih yang partikel-partikel penyusunnya masih dapat dibedakan satu sama lainnya disebut campuran heterogen.