BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Materi adalah segala
sesuatu yang menempati ruang dan mempunyai massa. Materi sangat
banyak ragamnya. Segala macam benda baik padat, cair maupun gas terdiri dari
materi. Amati benda di sekitar kita, mungkin dapat menyebutkan ratusan jenis
materi. Seperti air, batu, pasir, tanah, udara, oksigen, kayu, besi, emas,
kertas, plastic, dan sebagainya. Setiap benda memiliki massa dan berat. Massa
suatu benda bergantung pada jumlah materi penyusun benda tersebut. Sebagai
ilustrasi, akan lebih sukar mendorong batu yang besar daripada batu kecil.
Sedangkan berat adalah ukuran besarnya gaya gravitasi yang dialami suatu benda.
Benda yang sama akan memiliki berat yang berbeda jika diukur pada tempat yang
memiliki gaya gravitasi benda, seperti di bumi dan di bulan.
BAB II
TEORI
2.1 Materi
Pengertian Materi
Didefinisikan sebagai sesuatu
yang mempunyai masa dan menempati ruang. Materi dapat berwujud padat, cair, dan
gas. Emas, tembaga, besi, garam, air, dan udara adalah contoh-contoh materi
yang kita kenal. Materi yang berwujud padat biasanya memiliki bentuk dan volume
tetap, selama tidak ada pengaruh dari luar misalnya, sebatang emas akan
memiliki bentuk dan volume tetap dimanapun emas itu berada. Materi yang berupa
zat cair dapat berubah-ubah bentuknya, tergantung bentuk tempatnya. Di dalam
botol, air akan mengambil bentuk botol, sedangkan apabila air berada dalam
gelas, maka air akan mengambil bentuk gelas. Walaupun bentuknya dapat berubah,
volume zat cair tetap. Materi yang berupa gas akan mengisi seluruh ruang yang
tersedia, jadi bentuk dan volume gas tidak tetap.
Sifat Materi
Semua materi mempunyai sifat
yang khas. Misalnya, air, gula, dan tembaga, masing-masing mempunyai
seperangkat sifat atau cirri yang membedakannya dari semua zat lain dan
memberinya identitas yang unik. Pada umumnya, sifat materi dapat dibagi dalam 2
macam, yaitu sifat intensif dan sifat ekstensif. Sifat intensif adalah kualitas
yang bersifat khas dari tiap contoh zat, tidak peduli bentuk dan ukuran zat.
Sedangkan sifat ekstentif adalah sifat yang tidak khas dari zat dan tergantung
pada bentuk dan ukuran zat tersebut. Selain itu, sifat-sifat materi dapat pula
digolongkan dalam sifat kimia dan sifat fisika. Sifat kimia adalah kualitas
yang khas dari suatu zat yang menyebabkan zat itu berubah, baik sendirian
maupun berinteraksi dengan zat lai, dan dengan berubah itu membentuk zat yang
berlainan. Dengan kata lain, sifat kimia zat menyatakan interaksi antar
zat-zat. Sifat kimia adalah sifat intensif, mialnya, reaksi suatu zat dengan
oksigen, kelarutan dalam asam, dan sebagainya. Sifat fisika adalah
karakteristik suatu zat yang membedakannya dari zat-zat lain, sehingga dapat
digunakan untuk menerangkan penampilan suatu zat. Contoh sifat fisika adalah
titik didih, rapatan, viskositas, warna, kilap, dan sebagainya.
Perubahan Materi
Perubahan suatu materi dapat dibedakan atas :
1. Perubahan Kimia, yaitu perubahan yang mengakibatkan terbentuknya zat-zat baru. Zat baru hasil perubahan kimia ini biasanya mempunyai sifat kimia yang berbeda dengan perubahan energy yang besar. contohnya ;
- Besi berkarat : sepotong besi yang dibiarkan dalam keadaan lembab dan karena reaksi udara, beberapa waktu kemudian akan timbul karat yang merupakan materi baru hasil reaksi.
- Pembakaran : sehelai kertas yang dibakar akan mengasilkan abu.
2. Perubahan Fisika, yaitu perubahan yang tidak mengakibatkan terbentuknya zat baru, dan hanya mengakibatkan perubahan tasa. Pada perubahan fisika, sifat kimia zat tidak berubah dan biasanya hanya disertai dengan perubahan energi yang kecil. Contoh :
- Penguapan : air yang dipanaskan akan berubah menjadi uap air.
- Pembekuan : air yang didinginkan sampai 0oC akan membeku menjadi es. Jadi perubahan materi secara fisika termasuk perubahan tingkat wujud materi, seperti menguap, membeku, melarut, menghablur dan sebagainya.
Klasifikasi Materi
Materi yang ada di sekitar kita berada dalam banyak bentuk yang berbeda-beda sehingga untuk memudahkan kita dalam mempelajarinya perlu dilakukan pengklasifikasian. Materi dapat digolongkan sebagai zat murni dan campuran.
- Zat murni dapat dibedakan lagi menjadi unsur dan senyawa. Unsur adalah zat-zat yang tidak dapat diuraikan oleh perubahan kimia sederhana menjadi dua zat atau lebih. Contoh: emas, perak, tembaga, lutetium, promethium, dan sebagainya. Unsur biasanya dibedakan menjadi unsur logam dan non logam. Emas, tembga, dan perak adalah unsur logam, sedangkan karbon, belerang (sultfur) adalah unsur non logam. Senyawa adalah zat dengan susunan atau komposisi tertentu yang dapat diuraikan oleh proses kimia sederhana menjadi dua zat atau lebih yang berlainan. Garam dapur, natrium klorida (Nace), merupakan contoh senyawaan. Zat berbentuk kristalin putih ini dapat diuraikan menjadi logam aktif mengkilap (natrium) dan suatu gas kuning kehijauan yang bersifat racun (klor). Sifat zat yang diperoleh dengan penguraian suatu senyawa ini berbeda dengan sifat senyawanya. Dewasa ini dikenal lebih dari 106 unsur dan lebih dari 4 juta senyawa.
- Campuran adalah bahan yang mengandung dua zat berlainan atau lebih, dimana sifat masing-masing zat penyusunnya masih ada. Campuran dapat dibedakan dalam 2 macam, yaitu campuran homogen dan campuran heterogen. Pada campuran homogen tiap bagian, komposisinya sama, tidak ada bagian yang dapat dibedakan satu dari yang lain. Contoh campuran homogeny adalah larutan gula dalam air. Pada campuran heterogen, tiap bagian, komposisinya serbaneka. Pada campuran ini terdapat bagian-bagian yang Nampak berlainan. Komponen-komponen pada campuran ini dapat memisahkan diri secara fisis karena perbedaan sifatnya. Contoh campuran heterogen adalah campuran garam dan merica.
2.2 Pengenalan Unsur dan Sistem Periodik Unsur
Unsur-unsur
Zat murni yang dapat diuraikan lagi menjadi zat lain yang lebih sederhana dengan reaksi kimia biasa. Penulisan lambang unsur mengikuti aturan sebagai berikut:
- Lambang unsur diambil dari singkatan nama unsur. Beberapa lambang unsur berasal dari bahasa Latin atau Yunani nama unsur tersebut. Misalnya Fe dari kata ferrum (bahasa latin) sebagai lambang unsur besi.
- Lambang unsur ditulis dengan satu huruf kapital.
- Untuk Unsur yang dilambangkan dengan lebih dengan satu huruf, huruf pertama lambang ditulis dengan huruf kapital dan huruf kedua/ketiga ditulis dengan huruf kecil.
- Unsur-unsur yang memiliki nama dengan huruf pertama sama maka huruf pertama lambang unsur diambil dari huruf pertama nama unsur dan huruf kedua diambil dari huruf lain yang terdapat pada nama unsur tersebut. Misalnya, Rauntuk radium dan Rn untuk radon. Pada suhu kamar (25 C) unsur dapat berwujud Padat, Cair,dan Gas, secara umum unsur terbagi menjadi dua kelompok yaitu:
- Unsur Logam: umumnya unsur logam diberi nama akhiran ium. Umumnya logam ini memiliki titik didih tinggi, mengilap, dapat dibengkokan , dan dapt menghantarkan panas atau arus listrik.
- Unsur Non Logam: umumnya memiliki titik didih rendah, tidak mengkilap,kadang-kadang rapuh tak dapat dibengkokkan dan sukar menghantarkan panas atau arus listrik.
Senyawa-senyawa
Zat yang terbentuk dari penggabungan unsur-unsur dengan pembagian tertentu. Senyawa dihasilkan dari reaksi kimia antara dua unsur atau lebih melalui reaksi pembentukan. Misalnya, karat besi (hematit) berupa Fe2O3 dihasilkan oleh reaksi besi (Fe) dengan oksigen (O). Senyawa dapat diuraikan menjadi unsur-unsur pembentuknya melalui reaksi penguraian. Senyawa mempunyai sifat yang berbeda dengan unsur-unsur pembentuknya. Senyawa hanya dapt diuraikan menjadi unsur-unsur pembentuknya melalui reaksi kimia. Pada kondisi yang sama, senyawa dapat memiliki wujud berbeda dengan unsur-unsur pembentuknya. Sifat fisika dan kimia senyawa berbeda dengan unsur-unsur pembentuknya. Misalnya reaksi antara gas hidrogen dan gas oksigen membentuk senyawa air yang berwujud cair.
Sistem Periodik
Sistem periodik unsur modern yang disebut juga sistem periodik bentuk panjang, terdiri atas 7 periode dan 8 golongan. Periode 1, 2, dan 3 disebut periode pendek karena berisi sedikit unsur, sedangkan periode lainnya disebut periode panjang. Golongan terbagi atas golongan A dan golongan B. Unsur-unsur golongan A disebut golongan utama, sedangkan golongan B disebut golongan transisi. Golongan-golongan B terletak antara golongan IIA dan IIIA. Golongan B mulai terdapat pada periode 4. Dalam sistem periodik unsur yang terbaru, golongan ditandai dengan golongan 1 sampai dengan golongan 18 secara berurutan dari kiri ke kanan. Dengan cara ini, maka unsur transisi terletak pada golongan 3 sampai dengan golongan 12.
Periode
Sistem periodik unsur modern mempunyai 7 periode. Unsur-unsur yang mempunyai jumlah kulit yang sama pada konfigurasi elektronnya, terletak pada periode yang sama.
Nomor Periode = Jumlah Kulit
Golongan
Sistem periodik unsur modern mempunyai 8 golongan utama (A). Unsur-unsur pada sistem periodik modern yang mempunyai electron valensi (elektron kulit terluar) sama pada konfigurasi elektronnya, maka unsur-unsur tersebut terletak pada golongan yang sama . Nomor Golongan = Jumlah Elektron Valensi.
2.3 Energi
Pengertian Energi dan Bentuk Energi
Energi memegang peranan yang sangat penting bagi kehidupan manusia dan kemajuan suatu negara. Seluruh aktivitas kehidupan manusia bisa dilakukan dengan melibatkan penggunaan energi. Pada zaman prasejarah sampai awal zaman sejarah, hanya kayu yang digunakan sebagai sumber energi untuk keperluan memasak dan pemanasan. Sekitar awal abad ke-13 mulai digunakan batubara. Penemuan mesin uap yang menggunakan batubara sebagai sumber energinya pada abad ke-18 membawa perkembangan baru dalam kehidupan manusia. Mesin uap ini mampu menghasilkan energi yang cukup besar untuk menggerakkan mesin-mesin industri sehingga memacu api revolusi industri di Eropa, di mana energi mulai digunakan secara besar-besaran. Pada awal abad ke-19, muncullah minyak bumi yang berperan sebagai sumber energi untuk pemanasan dan penerangan sehingga mulai menggantikan peran batubara. Kemudian, peran minyak bumi pun mulai digantikan oleh energi listrik pada akhir abad ke-19. Energi listrik dihasilkan dari proses pengubahan energi gerak putaran generator. Pada umumnya, sumber energi yang digunakan untuk memutar generator berasal dari minyak bumi, batubara, dan gas alam. Oleh karena energi listrik ini dihasilkan dari proses pengubahan energi lain yang tersedia di alam, energi listrikdisebut juga energi sekunder. Energi listrik terus memegang peranan penting dalam kehidupan manusia sampai saat ini. Pada abad ke-20 ditemukan lagi alternatif sumber energi yang dapat dimanfaatkan oleh manusia, di antaranya energi panas bumi, nuklir, dan surya. Kata energi berasal dari bahasa Yunani, yaitu ergon yang berarti “kerja”. Jadi, energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha. Energi merupakan sesuatu yang sangat penting dalam kehidupan di alam ini, terutama bagi kehidupan manusia, karena segala sesuatu yang kita lakukan memerlukan energi. Energi di alam ini tersedia dalam berbagai bentuk, misalnya energi kimia, energi listrik, energi kalor, dan energi cahaya. Energi akan bermanfaat jika terjadi perubahan bentuk dari suatu bentuk energi ke bentuk lain. Sebagai contoh setrika listrik akan bermanfaat jika terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kalor. Energi baru dapat dirasakan manfaatnya apabila energi tersebut telah berubah bentuk. Contohnya, energi kimia dalam bahan bakar berubah menjadi energi gerak untuk memutar roda. Energi listrik berubah menjadi energi cahaya lampu, menjadi energi kalor pada setrika, rice cooker, magic jar, dan dispenser, serta menjadi energi gerak pada bor, mesin cuci, mixer, dan kipas angin.
Macam-macam Energi dan Contohnya
1. Energi Panas (sering disebut kalor)
Pemberian panas kepada suatu benda dapat menyebabkan kenaikan suhu benda itu ataupun bahkan terkadang dapat menyebabkan perubahan bentuk, perubahan ukuran, atau perubahan volume benda itu sendiri. Pada waktu merebus air, energi panasa (misalnya, yang berasal dari kayu bakar atau minyak tanah) diberikan kepada air, sehingga suhu air naik. Jika pemberian energi panas diteruskan sampai suhu air mencapai titik didihnya, maka air akan menguap dan berubah bentuk menjadi uap air.
2. Energi Mekanik
Energi mekanik dapat dibedakan atas dua pengertian yaitu : energi potensial dan energi kinetic :
- Energi potensial (energi tempat) contoh energi yang tersimpan dalam air yang dibendung pada sebuah waduk yang bersifat tidak aktif.
- Energi kinetik (tenaga gerak) contoh bila waduk dibendung tersebut dibuka, air akan mengalir dengan deras, sehingga energi air menjadi aktif. Biasanya energy kinetik ini digunakan untuk pembangkit listrik dengan teknologi turbin.
3. Energi Magnetik
Energi magnetik dapat dipahami dengan mengamati gejala yang timbul ketika dua batang magnet yang kutub-kutubnya saling didekatkan satu dengan yang lain. Setiap magnet mempunyai dua macam kutub, yaitu kutub magnet utara dan selatan. Jika dua batang magnet kutub-kutubnya yang senama (u – u/s – s) saling didekatkan maka kedua magnet akan saling tolak-menolak, sebaliknya, kedua magnet akan saling tarik-menarik apabila yang saling berdekatan adalah kedua kutub tidak senama (u-s). Kedua kutub magnet memiliki kemampuan untuk saling melakukan gerakan. kemampuan itu adalah energi yang tersimpan di dalam magnet dan energi inilah yang disebut sebagai Energi magnetik. Semakin besar energi magnetik yang dimiliki oleh suatu magnet, semakin besar pula gaya yang ditimbulkan oleh magnet itu.
4. Energi Listrik
Benda-benda di ala mini mengandung muatan listik yang terjadi sebagai akibat gesekan benda-benda tersebut. Saat udara kering pada beberapa benda dapat terjadi penimbunan muatan listik.. Berdasarkan teori terbaru tentang listrik, yaitu teori elektron, benda netral adalah benda yang tidak bermuatan listrik karena jumlah muatan positifnya sama dengan muatan negatif. Benda bermuatan negatif apabila ada pengurangan elektron. Alexander Volta pada th 1800, berhasil membuat sel listrik dengan menggunakan lengan-lempengan seng dan tembaga yang disusun sejajar dan disisipi kertas sebagai separator. Susuna semacam itu disebut elektroda. Eletroda yang bermuatan positif disebut anoda dan yang bermuatan negatif disebut katoda. Elektroda-elektroda tersebut dimasukkan kedalam larutan garam yang disebut elektrolit. Aliran listrik timbul karena ada perbedaan potensial dalam sel listrik. Energi listrik ditimbulkan melalui bermacam-macam cara. Contoh :
- Sungai, waduk atau air terjun yang memiliki energi kinetik.
- Angin yang dipakai untuk menggerakkan kincir angin.
- Accu (energi kimia. d. Uap yang dapat memutar generator listrik.
- Tenaga diesel. f. Tenaga nuklir.
5. Energi Kimia
Energi yang diperoleh melalui suatu proses kimia. Energi yang dimiliki ma¬nusia dapat diperoleh dari makanan yang dimakan melalui proses kimia. Jika kedua macam atom-atom karbon dan atom oksigen tersebut dapat bereaksi, akan terbentuk molekul baru yaitu karbondioksida. bergabungnya kedua atom tersebut memerlukan energi. kalori tersebut dikenal sebagai energi kimia. bila kedua atom yang telah tergabung dipisahkan, maka akan mele¬paskan energi. energi yang terbebas disebut energi eksoterm pada reaksi korek api, juga dihasilkan energi panas yang melalui suatu proses kimia.
6. Energi Bunyi
Ialah energi getaran, contoh : Meledaknya suatu bom menimbulkan getaran yang hebat dan energi getarannya mampu merobohkan bangunan ataupun memecahkan kaca-kaca yang tebal.
7. Energi Cahaya atau Cahaya Energi
Cahaya terutama cahaya matahari banyak diperlu¬kan terutama oleh tumbuhan yang berhijau daun. tumbuhan itu membutuhkan energi cahaya untuk mengadakan proses foto¬sintesis. Dengan kemajuan teknologi, saat ini dapat juga digunakan energi dari sinar yang dikenal dengan nama sinar laser. yang dimaksud dengan sinar laser ialah sinar pada suatu gelombang yang sama dan yang amat kuat. Sinar laser banyak sekali digunakan dan meliputi banyak bidang, misalnya dalam bidang industri besar digunakan dalam pembuatan senjata laser yang dapat menembus baja yang tebalnya 2 cm dan lain-lainnya.
8. Energi Nuklir
Energi nuklir didapatkan apabila suatu atom pecah menjadi atom yang lain, dan pecahnya atom tersebut disertai pembebasan energi. Inti atom mengandung proton dan neutron yang terikat satu sama lain. Proton bermuatan positif sedangkan neutron tidak bermuatan. Disekeliling inti bergerak elektron yang bermuatan negatif. Proton dan neutron terikat kuat oleh timbunan tenaga ikat. Tenaga ikat tersebut sangat kuat sehingga untuk melepaskannya harus digunakan tenaga yang sangat besar. Enrico Fermi secara kebetulan berhasil memecah inti atom dan menghasilkan tenaga yang luar biasa besarnya dalam bentuk radiasi. Tenaga yang sangat kuat tersebut merupakan kumpulan energi yang disebut energy nuklir.
BAB III
ANALISIS
Materi disebut juga zat adalah sesuatu yang memiliki massa, volume dan sifat-sifat. Menurut wujudnya materi dikelompokkan menjadi tiga yaitu : padat, cair dan gas. Materi yang tergolong dalam wujud gas, misalnya : udara, gas bumi, gas elpiji, uap air, gas kapur, kapur barus. Materi dalam wujud cair misalnya : air, minyak goreng, alkohol, bensin, solar, larutan gula, air laut. Materi dalam wujud padat misalnya : baja, batu dan kapur.
Materi dapat mengalami perubahan jika dipengaruhi oleh energi kalor, listrik atau kimia perubahan materi dibedakan dalam dua macam yaitu perubahan fisika dan perubahan kimia.
Energi merupakan sesuatu yang sangat penting dalam kehidupan di alam ini, terutama bagi kehidupan manusia, karena segala sesuatu yang kita lakukan memerlukan energi. Energi di alam ini tersedia dalam berbagai bentuk, misalnya energi kimia, energi listrik, energi kalor, dan energi cahaya. Energi akan bermanfaat jika terjadi perubahan bentuk dari suatu bentuk energi ke bentuk lain. Sebagai contoh setrika listrik akan bermanfaat jika terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kalor. Energi baru dapat dirasakan manfaatnya apabila energi tersebut telah berubah bentuk. Contohnya, energi kimia dalam bahan bakar berubah menjadi energi gerak untuk memutar roda. Energi listrik berubah menjadi energi cahaya lampu, menjadi energi kalor pada setrika, rice cooker, magic jar, dan dispenser, serta menjadi energi gerak pada bor, mesin cuci, mixer, dan kipas angin.
BAB IV
REFERENSI
