MATERI

POKOK BAHASAN :

• Pengertian Materi

• Sifat dan Perubahan Materi

• Klasifikasi Materi

• Hukum-hukum yang Berhubungan dengan Materi

Pendahuluan

Ilmu Kimia

Materi

Energi

Pencarian ilmupengetahuan

terbarukan yang bisamembawa nilaimanfaat bagi

kehidupan manusia

Industri

IT

Lingkungan

Pengertian Materi

Materi

Material fisik yang menyusun alam

Segala sesuatu yang mempunyai massa dan menempati ruang

Sifat dan Perubahan Materi

Sifat Materi

• Tiap materi (misalnya air, gula, garam, perak dan lainnya) memiliki seperangkat sifat atauciri (karakteristik) yang membedakannya dari semua materi lain dan memberinyaidentitas yang unik.

• Sifat Ekstensif : sifat materi yang bergantung pada jumlah dan ukuran zat misalnya volume, massa, dan berat.

• Sifat Intensif : kualitas yang bersifat khas tiap materi, tidak perduli bentuk dan ukuranmateri itu. Misalkan warna, bau, membeku, mencair, melarut, menguap, menyublim, kestabilan dan kereaktifan.

• Sifat Fisika : sifat materi yang dapat diamati tanpa materi itu mengalami perubahan yang kekal, seperti warna, bau, rasa, kekerasan, titik didih, dan titik leleh.

• Sifat Kimia : sifat materi yang dapat diamati di saat materi tersebut mengalami perubahan yang kekal, seperti perubahan warna, kereaktifan, kestabilan, dan lain-lain.

Baik bentuk dan volumenya tidak tetap dan akan mengisi seluruh

ruang yang ditempatinya.

Bentuknya selalu berubah sesuai dengan tempatnya, volume zatcair adalah tetap.

Bentuk dan volumenya tetap, selama tidak ada pengaruh dari luar.

Pengelompokan sifat materi

Padat Cair Gas

Zat berdasarkan wujudnya

Perubahan Materi

• Ciri perubahan fisika :• Perubahan bersifat sementara• Tidak menghasilkan zat baru (partikel penyusun sama)• yang berubah hanya wujud dan ukuran zat (gas menjadi air dan sebaliknya,air menjadi padat

dan sebaliknya)

• Ciri perubahan kimia :• Perubahan bersifat permanen (tidak dapat diubah lagi menjadi zat kimia• Terjadi perubahan susunan zat• Biasanya disertai dengan suatu perubahan yang dapat diamati, yaitu adanya gelembung

gas,terbentuknya endapan,terjadi perubahan warna, terjadi perubahan suhu• Menghasilkan zat baru

Perubahan fisika Perubahan kimia

Es Air Uap air kayu/kertas dibakar berubah menjadi abu

Lilin meleleh Besi berkarat

Pelarutan garam Nasi menjadi basi

Perubahan Fisika, yaitu perubahan

yang tidak menghasilkan materi

baru, yang berubah hanya bentuk dan wujud materi

Perubahan Kimia atau reaksi kimia yaitu perubahan yang menghasilkan materi baru

Gejala Reaksi Kimia

• Terbentuknya endapan

• Terbentuknya gelembung-gelembung gas

• Terjadinya perubahan warna

• Terjadinya perubahan suhu / kalor

Contoh:

• Logam magnesium + asam karbonat, menghasilkan endapanmagnesium karbonat dan gas hydrogen

Mg(s) + H2CO3(aq) → MgCO3(s)

• Larutan tembaga sulfat berwarna biru muda akan berubahwarnanya menjadi biru tua jika ditambahkan larutan amonia

CuSO4(aq) + 4NH3(aq) → Cu(NH3)4SO4(aq)

• Logam natrium + air, menghasilkan gas hidrogen dan panas

Na(s) + H2O(l) → NaOH(aq) + H2(g)

Perubahan Fisika→ Campuran

• air + gula + pewarna merah → sirup

• Sifat air = cair, tak beracun

• Gula = padatan manis

• Pewarna merah = warna merah

• Sirup = cairan merah rasa manis

REAKSI EKSOTERM DAN ENDOTERM

• REAKSI EKSOTERM

• Merupakan reaksi yang membebaskan energi

• Misalnya: pembakarankertas

• Reaksi eksoterm yang sertamerta menyebabkankenaikan suhu

• REAKSI ENDOTERM

• Merupakan reaksi yang menyerap energi.

• Misalnya : fotosintesis

Atom dan Molekul

• Atom adalah unsur yang merupakan bagian yang terkecil dari suatu zat.

• Atom merupakan bagian terkecil dari unsur.

• Setiap unsur terdiri dari sejenis atom, artinya bahwa atom-atom unsuryang sama mempunyai sifat yang sama. Oleh sebab itu, atom unsur diberilambang yang sama dengan lambang unsurnya.

• Jadi, atom nitrogen diberi lambang N dan atom karbon dengan lambang C.

• Atom unsur yang satu berbeda dengan atom unsur yang lainnya.Perbedaan itu dapat diibaratkan bahwa butir-butir jagung tidak samadengan butir-butir beras.

Atom dan Molekul

• Molekul adalah gabungan dari atom-atom unsur yang berbeda.

• Atom-atom memiliki kecenderungan stabil dengan cara mengikatatom lain yang sama atau tidak sama.

• Molekul yang terdiri dari atom-atom yang sama kita sebut molekulunsur, sedangkan yang terdiri dari atom-atom yang berbeda disebutmolekul senyawa.

• Contoh: molekul unsur : molekul O2, molekul H2, molekul N2,molekul Cl2.

• molekul senyawa : molekul air (H2O); molekul gula (C6H12O6);molekul garam dapur NaCl

Klasifikasi Materi

Unsur

• Unsur adalah zat tunggal yang tidakdapat lagi diuraikan ke dalam bentukyang lebih sederhana melalui reaksikimia.

• Contoh unsur adalah semua logam(termasuk besi, emas, tembaga, dst.),nitrogen, oksigen, dst.

• Unsur ada yang berwujud padat, cair,dan ada yang berwujud gas. Manusiakini telah mengenal paling tidak, ada110 unsur. Di antara 110 unsur, ada 94unsur alam (unsur yang telah tersediadi alam), dan selebihnya berupa unsurbuatan

Senyawa

• Senyawa adalah zatyang terbentuk olehdua atau lebih unsuryang berbeda dandapat dipisahkansecara proses kimia.

• This figure shows

electrolysis of water to

form hydrogen and

oxygen.

Campuran

• Campuran adalah gabungan dua atau lebih zat murni tanpa melaluireaksi kimia dan dapat dipisahkan secara fisis.

• Contoh Campuran :• Udara

• Tanah

• Air laut

Karakteristik campuran

• Komposisi zat-zat murni dalam campuran adalah tidak tetap

contoh: komposisi gula dalam sirop beda→ rasa beda.

• Sifat zat-zat murni dalam campurannya adalah sama dengan sifatasalnya

contoh : sifat manis sirop (air & gula) masih berasa.

• Zat-zat murni dalam campuran dapat dipisahkan secara fisis

contoh : campuran besi belerang dapat dipisah pakai magnet

Jenis Campuran

1. Larutan• adalah campuran homogen yang terdiri dari dua atau lebih zat. Zat yang jumlahnya lebih

sedikit di dalam larutan disebut (zat) terlarut atau solut, sedangkan zat yang jumlahnya lebihbanyak daripada zat-zat lain dalam larutandisebut pelarut atau solven.

• Contoh : udara, air gula, air hujan, air cuka, dsb.

2. Suspensi• adalah suatu campuran fluida yang mengandung partikel padat. Atau dengan kata lain

campuran heterogen dari zat cair dan zat padat yang dilarutkan dalam zat cair tersebut.• Contoh : air lumpur, pasir dengan air, dsb.

3. Koloid• adalah suatu campuran zat heterogen antara dua zat atau lebih di mana partikel-partikel zat

yang berukuran koloid tersebar merata dalam zat lain. Ukuran koloid berkisar antara 1-100nm

• Contoh: kabut, air susu, cat, kecap, dsb.

Perbedaan antara Campuran dan Senyawa

Pemisahan Campuran

Prinsip Pemisahan Campuran :

• Berdasarkan sifat fisikaoUkuranoBerat jenis, suhu o Fase (padat, cair, gas)oKelistrikan, sifat magnet

• Berdasarkan sifat kimiaoKepolaranoAfinitas molekul

Pemisahan Campuran

• Berdasarkan penyusunan materinya, campuran dapat dipisahkandengan cara:

oPemisahan padat-padat

oPemisahan padat-cair larutan

oPemisahan padat-cair suspensi

oPemisahan beberapa zat padat

oPemisahan zat cair yang tidak saling melarutkan

oPemisahan zat cair dari larutannya

Pemisahan Campuran

Pemisahan campuran berdasarkan metodenya :

• Filtrasi (Penyaringan)

Suatu proses pemisahan zat-zat (campuran) yang mempunyaikelarutan yang berbeda.

• Kristalisasi

Pemisahan zat campuran untuk memperoleh zat padat yang larutdalam cairan.

• Destilasi

Suatu proses pemisahan suatu campuran yang terdiri dari cairandengan cairan yang memiliki titik didih yang berbeda

Pemisahan Campuran

• Ekstraksi

Proses pemisahan suatu campuran dengan cara melarutkan suatu zat kedalam campuran dengan pelarut yang sesuai.

• Adsorpsi

Penarikan suatu zat oleh zat lain, sampai zat yang ditarik menempel pada permukaan zat penariknya. Zat penarik (penyerap) yang biasa digunakan adalah karbon aktif.

• Kromatografi

Pemisahan suatu zat berdasarkan perbedaan kecepatan zat terlarut yang bergerak bersama-sama dengan pelarutnya pada permukaan benda penyerap. Kromatografi biasanya untuk pemisahan zat-zat berwarna.

Pemisahan Campuran

• Pemisahan padat padat

Pemisahan Campuran

• Pemisahan padat-cair larutan

Pemisahan Campuran

• Pemisahan padat-cair suspensi

Pemisahan Campuran

• Pemisahan berbagai zat padat

Pemisahan Campuran

• Pemisahan zat cair yang tidak saling melarutkan

Pemisahan Campuran

• Pemisahan zat cair dari larutannya

Hukum-hukum yang Berhubungan dengan Materi

• Hukum kekekala massa (Lavoiser)

• Hukum perbandingan tetap (Proust)

• Hukum perbandingan berganda (Dalton)

• Hukum-hukum gas ideal 1. Boyle

2. Gay Lusac

3. Avogadro

Hukum Kekekalan Massa

• Kimiawan Perancis Antoine Lavoisier, melakukan percobaan

2HgO → 2Hg + O2

• “Dalam setiap proses kimia, kuantitas materi sebelum dan sesudahreaksi selalu sama”.

Hukum Perbandingan Tetap

• Kimiawan Perancis, Joseph Proust

• “dalam suatu senyawa kimia, proporsi berdasarmassa dari unsurunsur penyusunnya adalah tetap tidak bergantung pada asal-usulsenyawa tersebut atau cara pembuatannya”

Hukum Perbandingan Tetap

• Keuntungan: bila diketahui massa suatu senyawa salah satu unsurpembentuk senyawa maka massa unsur lainnya dapat diketahui.

Hukum Perbandingan berganda

• Ilmuwan Inggris, John Dalton, mempopulerkanteori atom (sebelumnya telah diperkenalkan oleh Democritus 640 SM)

• “bila dua unsur membentuk sederet senyawa, massa-massa dari satuunsur yang bergabung dengan massa yang tertentu dari unsurlainnya merupakan nisbah dari bilangan bulat terhadap satu denganyang lainnya”

Hukum Perbandingan berganda

Teori materi atom Dalton:

1. Materi terdiri atas atom yang tidak dapat dibagi lagi

2. Semua atom dari unsur kimia tertentu mempunyai massa yang samabegitupula semua sifat lainnya

3. Unsur kimia lain akan memiliki jenis atom yang berbeda terutama massaatomnya yang berbeda

4. Atom tidak dapat dihancurkan dan identitasnya selalu tetap selamareaksi kimia

5. Suatu senyawa terbentuk dari unsur-unsurnya melalui penggabunganatom yang tidak sejenis dengan nisbah jumlah keseluruhan yang kecil

Contoh:

• Bila unsur Nitrogen den oksigen disenyawakan dapat terbentuk;NO →massa N : O = 14 : 16 = 7 : 8NO2 →massa N : O = 14 : 32 = 7 : 16

• Untuk massa Nitrogen yang sama banyaknya maka perbandinganmassa Oksigen pada senyawa NO : NO2 = 8 :16 = 1 : 2

Hukum Gas Ideal

• Untuk gas ideal berlaku persamaan :

PV = nRTdimana:P = tekanan gas (atmosfir) →→ 1 atm = 1,01 x 105 Pa (Pa = N/m2)V = volume gas (liter)n = mol gas →m/ArR = tetapan gas universal = 8.314 J/(mol·K) = 0,082 L atm/mol K

• R= 8314 J/kmol K apabila tekanan dalam Pa atau N/m2, volume dalam m3, danjumlah mol dalam kmol

• R= 0,082 L atm/mol K apabila tekanan dalam atm, volume dalam liter, dan jumlahmol dalam mol

T = suhu mutlak (Kelvin)

Perubahan-perubahan dari P, V dan T dari keadaan 1 ke keadaan 2 dengankondisi-kondisi tertentu dicerminkan dengan hukum-hukum berikut:

• HUKUM BOYLE

“Tekanan gas akan berbanding terbalik dengan volumenya pada ruangantertutup.”

Hukum ini diturunkan dari persamaan keadaan gas ideal dengan

n1 = n2 dan T1 = T2; sehingga diperoleh : P1 V1 = P2 V2

Contoh:Berapa tekanan dari 0.5 mol O2 dengan volume 10 liter jika padatemperatur tersebut 0.5 mol NH3 mempunyai volume 5 liter den tekanan 2 atmosfir ?

Jawab:

P1 V1 = P2 V2

2.5 = P2 . 10 → P2 = 1 atmosfir

• HUKUM GAY-LUSSAC

"Volume gas-gas yang bereaksi dan volume gas-gas hasil reaksi bila padasuhu dan tekanan yang sama, akan berbanding sebagai bilangan bulat dansederhana".

Jadi untuk: P1 = P2 dan T1 = T2 berlaku : V1 / V2 = n1 / n2

Contoh:

Hitunglah massa dari 10 liter gas nitrogen (N2) jika pada kondisi tersebut 1liter gas hidrogen (H2) massanya 0.1 g. Diketahui: Ar untuk H = 1 dan N = 14

Jawab:

V1/V2 = n1/n2

10/1 = (x/28) / (0.1/2)

x = 14 gram Jadi massa gas nitrogen = 14 gram

• HUKUM BOYLE-GAY LUSSAC

Hukum ini merupakan perluasan hukum terdahulu dan diturukan dengankeadaan harga n = n2 sehingga diperoleh persamaan:

P1 . (V1 / T1) = P2 . (V2 / T2)

• HUKUM AVOGADRO

"Pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang volumenya sama

mengandung jumlah mol yang sama. Dari pernyataan ini ditentukan bahwa

pada keadaan STP (0oC, 1 atm),

- 1 mol setiap gas volumenya 22.4 liter→ volume molar gas.

- 1 mol zat mengandung 6,02 x 1023 partikel→ Bilangan Avogadro (NA)

- Menghitung banyaknya partikel (N)= mol x NA

Contoh:

Berapa volume 8.5 gram amoniak (NH3) pada suhu 27o C dan tekanan1 atm ? (Ar: H = 1 ; N = 14)

Jawab :

n = 8.5/17 = 0.5 mol

Volume NH3 (STP) = 0.5 x 22.4 = 11,2 L

Berdasarkan Hukum Boyle-Gay Lussac

P1 . (V1 / T1) = P2 . (V2 / T2)

1 . (11.2/273) = 1 . (V2/273 + 27)

V2 = 12.31 L

Soal :

• Gas dalam ruang tertutup memiliki volum 2 liter pada tekanan 10 atmdan suhu 67o C. Gas dipanaskan pada tekanan tetap sehingga suhunyamenjadi 97o C. Berapakah volum gas sekarang?

• Sebanyak 2 L gas oksigen bersuhu 27o C pada tekanan 1 atm (105 Pa) berada di dalam tabung. Jika konstata gas umum R = 8,314 J/mol.Kdan banyaknya partikel dalam 1 mol gas 6,02 x 1023 partikel, makabanyak partikel gas oksigen dalam tabung tersebut adalah?