ARTI KIMIA

By On Friday, April 18th, 2014 Categories : Teknologi

ARTI KIMIA – Adalah ilmu mengenai sifat dasar bahan dan perubahan yang dialami bahan itu. Sebagai ilmu mo­dern kimia dianggap dimulai pada akhir abad ke-18, ketika dikemukakan beberapa konsep dasar yang ma­sih berlaku sampai sekarang. Meskipun demikian ma­nusia telah mengubah materi ratusan ribu tahun yang lalu, ketika mulai menggunakan api.
Cabang-cabang Kimia.Tak ada batas yang tajam yang membagi kimia menjadi beberapa cabang. Na­mun cabang ini akan tercermin dari jenis keahlian ki- miawan berikut ini.
Ahli kimia analisis bekerja memisah-misah cam­puran menjadi komponen-komponen, mengidentifi­kasi komponen dan menetapkan kuantitasnya. Berkat peralatan canggih, kadang penetapan kualitatif dan kuantitatif ini dapat dilakukan tanpa memisahkan komponen. Namun pemisahan komponen tetap pen­ting untuk kimia sintesis.
Ahli kimia fisika mempelajari sifat-sifat fisika dari berbagai zat, memperbaiki teori mengenai bangun atom, molekul, dan mekanisme reaksi.
Ahli kimia organik mempelajari senyawa karbon yang mengandung ikatan C—C dan C—H.
Ahli kimia anorganik mempelajari senyawa selain senyawa karbon tersebut di atas, terutama senyawa yang menyangkut logam dan berbagai senyawa ion. Batas kimia organik dan anorganik dewasa ini makin kabur.
Ahli biokimia mempelajari ihwal senyawa yang terdapat dalam atau berasal dari tumbuhan dan hewan.
Insinyur kimia teknik mendisain pabrik bahan ki­mia dan mengelola proses kimia dalam pabrik itu.
Kimia diterapkan dalam teknologi kimia, farmasi, kedokteran, pertanian (ilmu tanah maupun teknologi hasil pertanian), metalurgi, geokimia dan geologi, teknik perminyakan dan teknik lingkungan hidup. Umumnya Fakultas Matematika dan Ilmu Pengeta­huan Alam mempunyai jurusan kimia, yang mengha­silkan sarjana kimia. Sarjana kimia dapat bekerja sebagai guru (pada sekolah lanjutan maupun per­guruan tinggi), dan peneliti (pada laboratorium pene­litian dasar, penelitian terapan, maupun pada laboratorium pengembangan), laboratorium penga­wasan mutu pada berbagai industri, bagian penjualan produk kimia, manajemen produk pada bagian pema­saran obat dan produk serupa, dll. Namun di Indone­sia, tugas-tugas itu juga dijabat oleh sarjana terapan tersebut di atas.
Sejarah Kimia. Sekitar 50 abad yang lalu perada­ban lembah sungai di sebelah timur Laut Tengah telah memahami secara empiris bahan-bahan sehubungan dengan seni teknologis mereka, misalnya masak-me­masak dan peragian, pembuatan tembikar, kaca, zat warna, obat dan penyamakan kulit, serta peleburan lo­gam.
Alkimia mulai pada awal pejradaban Kristen. Mes­kipun alkimiawan menaruh perhatian pada berbagai aspek materi, inti kegiatan adalah pada usaha mengu­bah logam murah menjadi emas dan perak, serta men­cari obat untuk memperpanjang umur. Tujuan ini dicari tetapi tak kunjung diperoleh mula-mula oleh orang Yunani, kemudian orang Arab, dan akhirnya kaum terpelajar Eropah Latin. Meskipun demikian ada beberapa penemuan penting, misalnya proses pe­nyulingan, dan obat-obatan.
latrokimia. Paracelsus mengajarkan bahwa tugas alkimiawan adalah menyiapkan obat, bukan emas. Ajaran ini dominan selama abad ke-16 dan 17. Alki­mia berubah menjadi iatrokimia (iatros Yunani arti- nyaipenyembuh). Ahli iatrokimia menganggap tubuh manusia sebagai sebuah pabrik yang dijalankan pro­ses-proses peragian. Mereka melontarkan banyak se­diaan kimia ke dalam praktek kedokteran. Obat kimia ini banyak ditentang oleh dokter tradisional yang menganggapnya terlalu bersifat racun.
Metalurgi berkembang sejajar dengan iatrokimia. Sejumlah zat kimia baru tersedia oleh ilmu logam ini. Dasar kimia analisis juga diletakkan di sini. beberapa penemuan adalah manufakturing asam mineral, salpe- ter untuk mesiu, tawas untuk mewarnai, kaca, dan ber­bagai aloi.
Kimiawan abad ke-17 dan 18 bersikap lebih realis­tis terhadap identitas zat daripada kimiawan sebelum­nya. Teori flogiston yang populer dalam abad ke-18 pertama kali dilontarkan oleh kimiawan Jerman Jo- hann Joachim Becher dan dikembangkan menjadi suatu sistem kimia yang luas oleh Georg Ernst Stahl, seorang kimiawan Jerman pula. Menurut teori ini, zat yang dapat terbakar mengandung suatu zat yang sangat ringan, yang akan tersingkir bila zat itu terba­kar. Pemanggangan logam dan peleburan bijih logam dengan batu bara dapat diterangkan dengan teori ini. Meskipun tidak semua kimiawan menerima teori ini, teori ini merupakan konsep kimia pemersatu hampir sepanjang abad ke-18 itu.
Kimia pneumatik ialah kimia yang mempelajari udara dan komponen-komponennya. Pada zaman itu gas-gas biasa disebut udara; seperti fixed air (udara terikat) untuk karbon dioksida dan inflammable air (udara dapat dibakar) untuk hidrogen. Oksigen dise­but udara tanpa-flogiston karena arang terbakar lebih baik dalam oksigen daripada dalam udara biasa. Gas lain yang dipelajari antara lain adalah klor, amonia, hidrogen klorida, ketiga oksida nitrogen, belerang dioksida, dan silikon tetrafluorida. Gas-gas ini mudah dideteksi dengan indera.
Penolakan teori flogiston. Kimia modern dianggap diawali oleh karya-karya Antoine Laurent Lavoisier, kimiawan Perancis, yang menentang teori flogiston. Karya itu berkisar pada unsur oksigen, yang oleh La­voisier disimpulkan sebagai salah satu komponen penting udara.
Pada tahun 1787 Lavoisier bersama Claude Ber- thollet, Louisa Bernard Guyton de Morveau, dan An­toine Francois de Fourcroy menerbitkan buku untuk memperbarui tata nama kimia. Tiap zat diberi nama sistematik yang mencerminkan susunan masing-ma­sing. Karya ini menjadi dasar tata nama kimia anorga­nik dewasa ini.
Teknik anal itik dan penemuan unsur baru. Teknik analitik menggunakan hukum Lavoisier sebagai da­sar. Hukum kekekalan materi ini berbunyi: materi tak dapat diciptakan atau dimusnahkan; massa zat-zat yang bereaksi akan sama dengan massa hasil reaksi. Hukum ini termaktub dalam buku Trait e elementaire de chimie karangan Lavosier dalam tahun 1789.
Martin Heinrich Klaproth yang meletakkan dasar analisis gravimetri mengemukakan pedoman: gunakan reagen yang murni, ambil contoh yang tepat, hin­dari kontaminasi oleh alat, dan susun laporan hasil- hasilnya secara lengkap. Dari karya ini ditemukan berbagai unsur, antara lain uranium, zirkonium, dan serium. Demikian pula kimiawan lain menemukan belasan unsur baru.
Dalam abad ke-19 perhatian berkisar pada teori atom, penetapan bobot atom (sekarang disebut massa atom relatif), dan pengembangan kimia organik.
Perkembangan teori atom. Sekitar 400 SM Demo- kritus pertama kali melontarkan teori bahwa materi terdiri atas zarah yang disebut atom, artinya ‘tak dapat diiris-iris’. John Dalton memungut teori ini pada awal abad ke-19. Dengan segera ilmuwan seperti Isaac Newton, Robert Boyle, dan Pierre Gassendi menyam­butnya untuk menerangkan sifat fisika materi. Namun teori ini sebenarnya tak banyak artinya untuk mene­rangkan senyawa dan reaksi kimia.
Pada awal abad ke-19 ini para kimiawan juga terta­rik akan afinitas kimia, yakni mengenai gaya ikatan kimia. Diamati adanya unsur dan senyawa yang sa­ngat reaktif, dan ada pula yang tidak. Mengenai stoi- kiometri segera muncul dua teori yang berlawanan. Claude Louis Berthollet (1803) yang bekerja dengan campuran dan aloi mengemukakan bahwa komposisi senyawa beraneka menurut konsentrasi pereaksi. Se­baliknya Joseph Louis Proust berpendapat sebalik­nya, asal pereaksi-pereaksi dimurnikan dulu. Hukum perbandingan yang tetap dari Proust menang dan dia­nut sampai sekarang. Namun dalam zaman modern ini terbukti bahwa Berthollet pun tidak samasekali keli­ru. Dikenal senyawa daltonit yang tunduk pada hu­kum Proust, dan senyawa bertolida yang tidak.
Melengkapi hukum Proust, Dalton mengemukakan hukum perbandingan berganda untuk pasangan unsur yang dapat saling bersenyawa menurut beberapa per­bandingan (misalnya N20, NO, N203, N02, dan N2Os).
Hukum Avogadro. Gay Lussac mengemukakan hu­kum mengenai reaksi gas. Pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas yang bereaksi berbanding me­nurut bilangan bulat sederhana. Ternyata ada hal-hal yang menyimpang. Maka Avogadro mengemukakan hipotesis yang berbunyi: pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas-gas yang sama akan mengandung jumlah molekul yang sama. Sebuah molekul gas da­pat tersusun atas beberapa atom. Keadaan inilah yang menyebabkan hukum Gay Lussac seperti tak berlaku. Contoh: 4NH3 + 502 -> 4NO + 6H20
Metode rapatan-uap Dumas. Dalton melengkapi teori atomnya dengan daftar bobot atom (1803), yang diperbaiki antara lain oleh Beizelius dalam tahun 1814. Dumas mengemukakan suatu metode untuk menetapkan rapatan uap. Relatif terhadap rapatan uap hidrogen, nilai rapatan uap itu menunjukkan bobot molekul.
Perkembangan lain. Dalam abad ke-19 kimia ber­kembang pesat dalam beberapa bidang. Dasar-dasar perlambangan kimia dan Daftar Berkala diletakkan dalam abad ini. Kimia anorganik berkembang lewat pengetahuan mengenai asam. Elektrokimia berkem­bang pesat dengan penyepuhan listrik, penemuan ber­bagai logam, dan yang terpenting ketiga hukum elektrokimia Michael Faraday. Kimia organik ber­kembang dalam bidang karbohidrat, alkaloid, asam lemak, dan sintesis serta analisis organik. Biokimia berkembang dalam bidang peragian, fotosintesis dan pertumbuhan tumbuhan. Kimia Fisika berkembang seirama dengan perkembangan fisika, yakni dalam termodinamika kimia, teori kinetik dan radioaktivitas. Termodinamika kimia membahas banyak mengenai reaksi kesetimbangan, baik asosiasi maupun disosia­si. Misalnya dalam reaksi kesetimbangan (disosiasi – asosiasi) yang peka akan suhu sbb.: NH4CI -> NH3 + HC1
Kimia teoretis berkisar pada masalah valensi, ba­ngunan molekul dan stereokimia. Kimia teknik ber­kembang misalnya dalam hal zat warna sintetik.
Kimia abad ke-20 ditandai oleh perkembangan pe­sat dalam berbagai cabang. Metode dan teknik dalam kimia analisis, demikian pula perkembangan dalam fisika, matematika dan ilmu komputer, sangat mem­bantu perkembangan kimia ini.
Biokimia mula-mula maju dalam bentuk studi hor­mon dan vitamin. Setelah tersedia perunut radioaktif, biokimia maju dengan pesat dalam memahami pera­gian, metabolisme intermediar, fotosintesis, peranan enzim, dan akhirnya genetika biokimiawi.
Asam-asam nukleat pertama kali diisolasi dalam tahun 1869 oleh Friedrich Miescher. Namun peranan­nya dalam biologi baru terbukti dalam tahun 1944, ke­tika O.T. Avery, C.M. McLeod, dan M. McCarty memperagakan bahwa dalam bakteri, informasi keba­kaan diteruskan lewat asam deoksiribonukleat. Dalam tahun 1953 Francis Crick dan James Watson mempe­ragakan bahwa molekul DNA tersusun dari dua untai nukleotida yang saling melekat membentuk spiral rangkap. Lekatan ini terdiri atas sejumlah ikatan hi­drogen yang relatif lemah. Oleh karena itu kedua un­taian ini dapat saling melepaskan diri dan ma­sing-masing membentuk DNA baru. Dugaan Crick-Watson ini selanjutnya dibuktikan benar oleh ekspe­rimen para ahli
Kimia analisis ditandai dengan perkembangan ber­bagai teknik pemisahan dan identifikasi.
Ultrasentrifuge memperbedakan suspensi koloidal menurut laju pengendapan. Dari data ini ditarik ba­nyak kesimpulan mengenai bobot molekul dan kehomogenan bahan makromolekular.
Elektroforesis menghasilkan data yang serupa de­ngan ultrasentrifuge, untuk makromolekul yang ber­muatan listrik.
Kromatografi dirintis oleh Mikhail Tswett, ahli biologi Rusia, ketika dalam tahun 1903 ia mencoba memisahkan pigmen nabati lewat kolom adsorben.
Pemanfaatan cahaya dalam analisis, misalnya da­lam kolorimetri, spektroskopi, kristalografi sinar-X,’ banyak membantu. Metode lain yang erat ber­hubungan adalah spektrometri-massa dan resonans magnetik nuklir.
Radiokimia. Studi mengenai unsur radioaktif me­narik banyak perhatian kimiawan. Ditemukan bahwa sinar-alfa adalah pancaran inti helium-4. Juga ditemu­kan bahwa meluruhnya suatu unsur radioaktif meng­hasilkan unsur lain, sehingga cita-cita alkimia untuk membuat emas dari unsur murahan pada prinsipnya dapat terlaksana, meskipun proses itu jauh lebih ma­hal daripada harga emas.
Radioaktivitas sekaligus menolak teori atom Dal­ton, karena ternyata atom dapat meluruh. Rutherford melontarkan model atom: inti positif dikitari elektron. Model ini diperbaiki oleh Bohr agar konsisten dengan teori elektrodinamika klasik. Setelah karya Moseley (1913) yang menghubungkan frekuensi sinar-X dan bobot atom logam-logam yang digunakan sebagai antikatode dalam tabung sinar-X itu, orang memper­baiki Daftar Berkala. Nomor atom tidak lagi meng­ikuti bobot atom, melainkan mencerminkan banyak­nya proton di dalam inti. Partikel yang menyebabkan penyimpangan adalah neutron, yang akhirnya dibuk­tikan adanya oleh James Chadwick (1932). Maka siaplah radiokimia dan kimia nuklir untuk mempela­jari reaksi nuklir dengan lengkap.

ARTI KIMIA | ok-review | 4.5