BAB I MATERI DAN PERUBAHANNYA Materi adalah material fisik yang menyusun alam, yang biasa diartikan sebagai segala sesuatu yang mempunyai massa dan menempati ruang. Materi merupakan sesuatu yang memiliki masa dan volume serta menempati ruang, benda-benda disekitar kita misalnya meja, mobil, buku, air dan udara juga merupakan materi selain menempati ruang juga mempunyai massa. A. Macam – Macam Wujud Materi Dikenal tiga macam bentuk (wujud) materi, yaitu: a. Zat padat b. Zat cair c. Zat gas Wujud materi yang bisa dialami zat tertentu disebut fase zat. Air adalah jenis materi yang kita kenal. Air biasanya berada dalam fasa padat (es), fasa cair (air), dan fasa gas (uap). 1) Zat Padat Zat padat adalah materi yang mempunyai bentuk dan volume (ruang yang ditempati zat padat, zat cair, dan zat gas) tertentu. Materi dalam wujud padat misalnya: baja, batu dan kapur. Ada dua cara partikel padat bisa tersusun: • Dalam baris – baris teratur yang rapi • Dalam susunan yang tidak tertentu. Zat padat yang partikelnya tersusun dalam baris yang teratur rapi disebut kristal. Contoh umum kristal adalah sebagian besar logam, intan, es, dan kristal garam. Zat padat yang partikelnya tidak tersusun secara teratur disebut amorf. Zat padat amorf biasanya bertekstur mengilat atau elastis. Contoh umumnya zat padat amorf adalah lilin, kaca, karet, dan plastik wujud materi. 2) Zat Cair Zat cair mempunyai volume tertentu dan zat cair akan berbentuk seperti wadah yang ditempatinya karena zat cair digambarkan sebagai zalir (fluida). Zalir adalah zat dengan molekul-molekul yang bergerak bebas saling melewati, sehingga zalir menyesuaikan bentuk wadahnya. Materi dalam wujud cair misalnya: air, minyak goreng, alkohol, bensin, solar, larutan gula, dan air laut wujud materi. 3) Zat Gas Gas adalah wujud materi yang mudah berubah bentuk dan volumenya. Seperti zat cair, gas digambarkan sebagai zalir. Partikel – partikel di dalam gas dengan cepat menyebar mengisi semua ruang yang tersedia. Karena terdapat jarak yang jauh antara partikel-partikel gas, gas bisa dengan mudah dimampatkan untuk mengurangi volumenya. Materi yang tergolong dalam wujud gas, misalnya: udara, gas bumi, gas elpiji, uap air, gas kapur, kapur barus. B. Sifat Materi Berdasarkan kaitannya dengan perubahan materi, sifat-sifat materi dapat dibedakan menjadi: a. Sifat fisika (sifat fisik), yaitu yang berhubungan dengan penampilan fisik yang biasanya dapat diamati dari luar materi. Sifat fisik ini tidak menyebabkan terbentuknya zat lain. Contoh: warna, bau, rasa, titik didih, massa jenis. b. Sifat kimia, yaitu sifat khas yang menjadi identitas dasar materi yang dapat diamati didalam materi tersebut. Sifat kimia ini berhubungan dengan perubahan menjadi zat lain (menyebabkan terbentuknya zat lain). Contoh: keelektronegatifan, kereaktifan, energi ionisasi, energi ikatan. Berdasarkan kaitannya dengan ukuran atau jumlah zat, sifat-sifat materi dapat dibedakan menjadi: a. Sifat ekstrinsik, yaitu sifat yang besarnya bergantung pada jumlah/ukuran materi. Contoh: masa, berat, volume. b. Sifat intrinsik, yaitu sifat yang tidak bergantung pada jumlah/ukuran materi. Contoh: bau, warna , rasa, massa jenis, titik didih, sifat kimia(misalnya: keelektronegatifan, kereaktifan, energi ikatan). C. Perubahan Materi Menurut Einstein massa (m) dapat berubah menjadi energi (E), atau sebaliknya. Persamaan energi menurut Einstein tersebut adalah: E = m . c2 Keterangan: E = energi m = massa c = cepat rambat cahaya (kecepatan cahaya) Energi merupakan penyebab utama terjadinya perubahan materi. Tidak ada yang abadi, kecuali Tuhan Yang Maha Esa, pencipta materi tersebut. Dengan demikian materi di alam ini selalu mengalami perubahan. Perubahan terjadi karena berubahan massanya, berubah volumenya, berubah wujudnya atau berubah menjadi materi lain. Perubahan tersebut sering kali kita lihat, seperti air mendidih menjadi uap, besi berkarat, susu menjadi basi, ledakan mercon, kapur barus menyublim. Sesungguhnya, perubahan materi melibatkan perubahan sifat dari materi itu sendiri. Perubahan sifat ini ada yang hanya melibatkan perubahan sifat fisikanya saja, dan ada juga yang melibatkan perubahan sifat kimianya. Biasanya perubahan sifat kimia suatu materi selalu melibatkan juga perubahan sifat fisiknya. Para ahli kimia mengelompokkan menjadi 2 perubahan yaitu perubahan fisika dan perubahan kimia. 1. Perubahan Fisika Perubahan fisika merupakan perubahan materi yang tidak disertai terjadinya zat baru, tidak berubah zat asalnya, hanya terjadi perubahan wujud, perubahan bentuk atau perubahan ukuran. Pada perubahan wujud, wujud dapat dikembalikan ke wujud dan bentuk asalnya. Contoh: jika air dipanaskan akan berubah menjadi uap, sedangkan jika air didinginkan maka air akan membeku menjadi es. Es, air dan uap adalah zat yang sama hanya wujudnya saja yang berbeda. a) Perubahan Fisika Karena Perubahan Wujud I. Benda atau zat padat berubah menjadi benda cair, mencair atau pencairan. Contoh: • Es krim yang berubah menjadi cair terkena suhu panas. • Permen atau coklat yang mencair terkena suhu panas. II. Benda atau zat cair berubah menjadi padat = membeku atau pembekuan. Contoh: • Membuat es kebo dari air sirup dalam plastik. • Membuat agar – agar atau jelly. III. Benda atau zat padat berubah menjadi benda gas = menyublim atau penyubliman atau sublim. Contoh: • Kapur barus yang menyublim menjadi gas berbau wangi. • Biang es didalam kotak es tongtong untuk mendinginkan es. IV. Benda atau zat gas berubah menjadi benda padat = menghablur atau penghabluran atau hablur atau mengkristal atau pengkristalan. Contoh: pembuatan ammonium sulfat dan ammonium nitrat bahan pupuk. V. Benda atau zat gas berubah menjadi benda cair = mengembun atau pengembunan. Contoh: Hujan di malam minggu berasal dari uap awan yang menjadi air. Udara lembab dan dingin di pagi hari membuat embun di pucuk daun. VI. Benda atau zat cair berubah menjadi gas = menguap atau penguapan. Contoh: Air comberan menguap menjadi uap terkena sinar matahari. b) Perubahan Fisika Karena Pelarutan/Pengeringan Contohnya: Nasi diubah menjadi bubur, gula diubah menjadi sirop dan sayuran menjadi layu. d) Contoh Lain Perubahan Fisika Contohnya: Bola lampu listrik menyala cermin memantulkan sinar dan mobil dicat. 2. Perubahan Kimia Perubahan kimia merupakan perubahan zat yang menyebabkan terjadinya satu atau lebih zat yang jenisnya baru. Perubahan kimia selanjutnya disebut reaksi kimia. Contoh : besi berkarat, proses fotosintesis, pembuatan tempe (fermentasi), industri asam sulfat, industri alkohol dan lain-lain. Perubahan kimia dapat terjadi karena beberapa proses yaitu: a) Proses Pembakaran Pada proses pembakaran terjadi reaksi antara zat yang terbakar dengan oksigen dan adanya api. Pada proses pembakaran, zat asal akan berubah menjadi zat baru yang berbeda sifatnya dari zat asal. Contoh proses pembakaran: Kertas dibakar akan berubah menjadi gas, asap, ataupun abu. Bensin terbakar, lilin menyala, petasan meledak. Pada pembakaran sempurna bahan bakar dihasilkan karbondioksida dan uap air. Jadi pada proses pembakaran dihasilkan zat baru, yaitu karbondioksida, uap air, asap dan arang. Pada pembakaran yang tidak sempurna dihasilkan gas beracun yaitu karbon monoksida yang menyebabkan sesak nafas. b) Proses Peragian Proses peragian merupakan proses di mana zat asal yang mengandung karbohidrat/protein dengan bantuan mikroorganisme (ragi/bakteri) akan berubah menjadi zat-zat lain. Contohnya: singkong, beras diubah menjadi tape, kedelai diubah menjadi kecap, tempe tauco, tepung gandum diubah menjadi roti. c) Proses Perusakan Atau Pelapukan Proses perusakan atau pelapukan yaitu keruasakan yang terjadi karena aktivitas mikroba, enzim atau reaksi kimia. Contohnya: makanan menjadi basi, minyak menjadi tengik, pelapukan kayu, buah-buahan membusuk. d) Dari Proses Makhluk Hidup Proses fotosintesis, terjadi dengan adanya klorofil (zat hijau daun). Dengan bantuan sinar matahari tumbuh -tumbuhan mengubah karbondioksida dan air menjadi glukosa dan gas oksigen. Proses pencernaan makanan nasi (karbohidrat) dalam tubuh kita dengan bantuan enzim diubah menjadi glukosa enzim karbohidrat glukosa. Proses pernafasan, terjadi di mana glukosa dari hasil pencernaan dalam tubuh akan dibakar dengan oksigen menghasilkan karbondioksida, air, dan energi. Reaksi: glukosa + oksigen karbondioksida + air + energi C6H12O6 + 6O2 + 6CO2 + 6H2O + energi Bagaimanakah membedakan perubahan kimia dari perubahan fisika selain dengan jalan membuktikan terjadinya zat yang jenisnya baru? Reaksi kimia (perubahan kimia) sering disertai gejala atau tanda-tanda terbentuknya zat baru. Ada empat macam petunjuk yang menandai berlangsungnya suatu reaksi kimia yaitu:  Pembentukan gas  Pembentukan endapan  Perubahan warna  Perubahan suhu Dari uraian tentang perubahan materi di atas, maka kita bisa membedakan antara perubahan fisika dengan perubahan kimia sebagai berikut.  Perubahan fisika - Bersifat sementara - Tidak menyebabkan terbentuknya materi baru - Hanya melibatkan perubahan pada sifat fisika materi.  Perubahan kimia - Bersifat kekal (permanen) - Menyebabkan terbentuknya materi baru - Melibatkan perubahan pada sifat fisika maupun sifat kimia. Latihan 1.1 1. Jelaskan beberapa perbedaan antara perubahan kimia dan perubahan fisis. 2. Kelompokkan perubahan-perubahan materi di bawah ini ke dalam perubahan kimia dan perubahan fisis. a. warna baju memudar b. bola lampu menyala c. minyak menjadi tengik d. beras menjadi tepung e. air menjadi es f. susu menjadi masam g. gula dilarutkan dalam air h. seng dilarutkan dalam asam sulfat i. pembuatan tapei menjadi singkong j. pembuatan gula dari tebu.