PERUBAHAN FISIKA DAN KIMIA

PERUBAHAN BENDA-BENDA

DI SEKITAR KITA

A. Bagaimana Benda-benda Mengalami Perubahan?

Benda-benda yang kita kenal dalam kehidupan sehari-hari seringkali mengalami perubahan. Perubahan tersebut ada yang bersifat langsung dapat diamati, namun ada juga yang memerlukan waktu lama untuk pengamatan. Perubahan benda-benda tersebut dikenal dengan perubahan materi. Contoh perubahan materi yang berlangsung cepat adalah pembakaran kertas. Contoh perubahan materi yang memerlukan waktu yang relatif lama ialah proses berkaratnya besi.

Sifat-sifat benda sangat penting diketahui, untuk membedakan perubahan-perubahan yang terjadi pada benda. Sifat-sifat benda secara garis besar dibedakan menjadi sifat fisika dan sifat kimia, Sifat fisika adalah merupakan sifat yang yang bekaitan dengan keadaan fsik suatu zat. Sifat fsika termasuk didalamnya bentuk, warna, bau, kekerasan, titik didih, titik beku, titik leleh, daya hantar, ukuran partikel dan massa jenis (densitas). Sifat kimia merupakan sifat zat yang berhubungan dengan mudah atau sukarnya zat untuk bereaksi kimia.

Berikut perubahan- perubahan benda, yaitu sebagai berikut:

1.        Perubahan Fisika

Perubahan materi ada yang tidak menghasilkan zat yang jenisnya baru, ada pula yang menghasilkan zat yang baru. Perubahan zat yang tidak disertai dengan terbentuknya zat baru disebut perubahan fisika. Komposisi materi tersebut juga tidak akan berubah. Misalnya, es yang mencair. Baik dalam bentuk padat maupun dalam bentuk cair keduanya tetaplah air, yaitu H₂O. Contoh perubahan fisika antara lain menguap, mengembun, mencair, membeku, menyublim, melarut, serta perubahan bentuk.

Ciri-ciri perubahan Fisika

Ø  Perubahan zat yang hanya akan terjadi pada wujudnya saja, tidak untuk sifatnya

Ø  Zat hasil dari perubahan fisika dapat kembali lagi kebentuk semula

Ø  Sifat yang dimiliki zat sama saat berubah maupun sebelum berubah

Macam-macam perubahan fisika

a.       Perubahan wujud zat

Perubahan wujud zat ini dipengaruhi oleh perubahan suhu/temperatur lingkungan.

Contoh:

- mencair, contohnya: lilin meleleh dan es mencair

- membeku, contohnya: air menjadi es dan cairan logam menjadi beku

- mengembun, contohnya: uap menjadi air dan terjadinya embun di pagi hari

- menguap, contohnya: air yang dipanaskan akan mengalami penguapan

- menyublim, contohnya: kapur barus padat berubah menjadi gas.

b.      Perubahan ukuran suatu zat

Materi dengan ukuran yang besar dapat diperkecil dengan proses mekanik seperti, dipotong, dipecah, digiling, dan lain-lain. Contoh perubahan fisika berupa perubahan wujud zat ini yaitu, beras yang digiling menjadi tepung beras dan biji kopi yang ditumbuk menjadi serbuk kopi.

c.       Perubahan Volume

Perubahan volume ini berupa penyusutan materi karena pendinginan dan ada pemuaian materi karena dipanaskan. Contohnya, terjadi pemuaian kereta api disiang hari karena panas dan mengalami penyusutan disaat dingin.

d.      Perubahan bentuk zat

Perubahan bentuk materi ini dapat terjadi karena diremas, dipukul atau menggunakan alat bantu seperti mesin. Contohnya, kayu yang berasal dari pohon dapat berubah menjadi meja, kursi dan lemari dengan alat seperti pahat, palu dan gergaji. Tanah liat dapat diubah menjadi hiasan seperti vas bunga dan guci.

2.        Perubahan Kimia

Perhatikan, apabila kayu dibakar, apakah kayu sebelum dan setelah dibakar akan menghasilkan zat yang sama?

Kayu sebelum dibakar mengandung serat selulosa, tetapi setelah dibakar berubah menjadi arang atau karbon. Dengan demikian, dari proses pembakaran kayu diperoleh zat baru yang memiliki sifat berbeda dengan zat sebelumnya. Proses pembakaran kayu yang mengakibatkan terbentuknya zat baru merupakan salah satu contoh perubahan kimia.

Contoh lain dari perubahan kimia yang sering terjadi di alam adalah proses perkaratan besi. Besi sebelum berkarat adalah unsur Fe, tetapi besi setelah berkarat berubah menjadi senyawa Fe₂O₃. Dengan demikian, kita dapat mendefnisikan bahwa perubahan kimia adalah perubahan zat yang dapat menghasilkan zat baru dengan sifat kimia yang berbeda dengan zat asalnya. Zat baru yang terbentuk dalam perubahan kimia disebabkan adanya perubahan komposisi materi. Perubahan tersebut dapat berupa penggabungan sejumlah zat atau peruraian suatu zat.

Berlangsungnya perubahan kimia dapat diketahui dengan ciri-ciri sebagai berikut.

- Terbentuknya gas

- Terbentuknya endapan

- Terjadinya perubahan warna

- Terjadinya perubahan suhu.

• Pembentukan Gas

Reaksi kimia bersifat unik. Beberapa reaksi kimia tertentu dapat membentuk gas. Contoh reaksi kimia, yang membentuk gas ialah reaksi logam magnesium (Mg) dengan asam klorida (HCl). Reaksi tersebut dapat ditulis sebagai berikut:

Magnesium + Asam klorida Magnesium klorida + gas hidrogen

Mg(s) + 2HCl(aq) MgCl₂ (aq) + H₂(g)

Gas yang terbentuk dapat kamu lihat dalam wujud gelembung-gelembung kecil. Gas tersebut adalah gas hidrogen. Contoh reaksi pembentukan gas yang lain adalah reaksi elektrolisis air (H₂O) menjadi gas hidrogen (H₂) dan oksigen (O₂).

• Pembentukan Endapan

Reaksi pengendapan adalah reaksi yang menghasilkan suatu senyawa yang berbentuk padatan. Padatan tersebut tidak larut (tidak bercampur secara homogen) dengan cairan di sekitarnya, sehingga disebut endapan. Salah satu contoh reaksi yang dapat membentuk endapan ialah antara barium klorida (BaCl₂) dengan natrium sulfat (Na₂SO₄). Reaksi tersebut berlangsung sebagai berikut:

Barium klorida + Natrium sulfat Barium sulfat + Natrium klorida

Endapan putih BaCl₂(aq) + Na₂SO₄(aq) BaSO₄(s) + 2NaCl(aq)

Contoh reaksi pembentukan endapan yang lain adalah antara timbal nitrat (Pb (NO₃)₂) dengan natrium iodida (NaI) akan menghasilkan endapan timbal iodida yang berwarna kuning.

• Perubahan Warna

Mengapa suatu reaski kimia dapat menghasilkan warna yang berbeda? Ketika suatu reaksi kimia berlangsung, akan terjadi perubahan komposisi dan terbentuk zat baru yang mungkin memiliki warna yang berbeda. Contoh reaksi kimia yang memberikan warna yang khas adalah reaksi antara tembaga sulfat (CuSO₄) dengan air (H₂O). Warna tembaga sufat adalah putih apabila ditambahkan air, warnanya berubah menjadi biru. Warna biru tersebut adalah warna senyawa baru yang terbentuk, yaitu CuSO₄.5H₂O.
• Perubahan suhu

Reaksi kimia disertai perubahan energi. Salah satu bentuk energi yang sering menyertai reaksi kimia adalah energi panas. Dengan demikian, terjadinya perubahan kimia akan ditandai dengan perubahan energi panas, atau aliran kalor dari atau ke lingkungan. Akibatnya suhu hasil reaksi dapat menjadi lebih tinggi atau dapat menjadi lebih rendah daripada suhu pereaksinya.

Perbedaan perubahan fisika dengan perubahan kimia

Tabel 1.1 Perbedaan Perubahan Fisika dan Kimia

No	Perubahan Fisika	Perubahan kimia
1	Tidak terbentuk zat baru	Terbentuk zat baru
2	Komposisi materi tidak berubah	Komposisi materi sebelum dan sesudah reaksi mengalami perubahan
3	Tidak terjadi perubahan warna, bau, rasa, dan tidak terbentuk endapan	Ditandai dengan terbentuknya gas, endapan, perubahan suhu, perubahan warna, perubahan bau, dan perubahan rasa.

Beberapa contoh perubahan materi di alam ditunjukkan pada tabel di bawah ini.
Tabel 1.2 Contoh-contoh Perubahan Materi di Alam

No	Perubahan Fisika	Perubahan Kimia
1	Beras diubah menjadi tepung beras	Singkong menjadi tape
2	Kayu diubah menjadi kursi	Pembakaran kayu
3	Gula dilarutkan dalam air	Makanan berubah menjadi basi
4	Bola lampu listrik menyala	Susu diubah menjadi keju
5	Air berubah menjadi es	Besi berkarat

B. Bagaimana Memisahkan Campuran?

Campuran dapat disusun oleh dua zat atau lebih. Untuk memperoleh zat murni, penyusunnya campuran tersebut harus dipisahkan. Zat-zat dalam campuran tersebut dapat dipisahkan secara fisika. Prinsip pemisahan campuran didasarkan pada perbedaan sifat-sifat fisis zat penyusunnya, seperti wujud zat, ukuran partikel, titik leleh, titik didih, sifat magnetik, kelarutan, dan lain sebagainya.

Metoda pemisahan campuran banyak digunakan dalam kehidupan sehari hari seperti untuk penjernihan air, pemisahan garam, analisis logam berat, dan sebagainya. Beberapa metoda pemisahan campuran yang sering digunakan antara lain penyaringan (filtrasi), kristalisasi, sentrifugasi, sublimasi, kromatografi, dan destilasi.

1. Filtrasi (Penyaringan)

Salah satu metoda pemisahan yang paling sederhana adalah dengan menggunakan metoda fltrasi (penyaringan). Filtrasi atau penyaringan merupakan metode pemisahan untuk memisahkan zat padat dari cairannya dengan menggunakan alat berpori (penyaring). Dasar pemisahan metode ini adalah perbedaan ukuran partikel lebih besar dari pori saringan dan meneruskan pelarut. Proses filtrasi yang dilakukan adalah bahan harus dibuat dalam bentuk larutan atau berwujud cair kemudian disaring. Hasil penyaringan disebut filtrat sedangkan sisa yang tertinggal dipenyaring disebut residu (ampas). Metode ini dimanfaatkan untuk membersihkan air dari sampah pada pengolahan air, menjernihkan preparat kimia di laboratorium, menghilangkan pirogen. (pengotor) pada air suntik injeksi dan obat-obat injeksi, dan membersihkan sirup dari kotoran yang ada pada gula. Penyaringan di laboratorium dapat menggunakan kertas saring dan penyaring buchner. Penyaring buchner adalah penyaring yang terbuat dari bahan kaca yang kuat dilengkapi dengan alat penghisap.

                                    Penyaringan dengan kertas saring (www.omiimo.com)

2. Sentrifugasi

Metode jenis ini sering dilakukan sebagai pengganti filtrasi jika partikel padatan sangat halus dan jumlah campurannya lebih sedikit. Metode sentrifugasi digunakan secara luas untuk memisahkan sel-sel darah dan sel-sel darah putih dari plasma darah. Dalam hal ini, padatan adalah sel-sel darah yang akan mengumpul didasar tabung reaksi, sedangkan plasma darah berupa cairan berada di bagian atas.

3.    Kristalisasi

Kristalisasi merupakan metode pemisahan untuk memperoleh zat padat yang terlarut dalam suatu larutan. Dasar metode ini adalah kelarutan bahan dalam suatu pelarut dan perbedaan titik beku. Kristalisasi ada dua cara yaitu kristalisasi penguapan dan kristalisasi pendinginan.

Contoh proses kristalisasi dalam kehidupan sehari-hari adalah pembuatan garam dapur dai air laut. Mula-mula air laut ditampung dalam suatu tambak, kemudian dengan bantuan sinar matahari dibiarkan menguap. Setelah proses penguapan, dhasilkan garam dalam bentuk kasar dan masih bercampur dengan pengotornya, sehingga untuk mendapatkan garam yang bersih diperlukan proses rekristalisasi (pengkristalan kembali).

4.    Destilasi (Penyulingan)

Destilasi merupakan metode pemisahan untuk memperoleh suatu bahan yang berwujud cair yang terkotori oleh zat padat atau bahan lain yang mempunyai titik didih yang berbeda. Pemisahan campuran dengan cara destilasi (penyulingan) banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari maupun dalam kegiatan industri. Pemisahan campuran dengan cara penyulingan digunakan untuk memisahkan suatu zat cair dari campurannya. Prinsip kerjanya didasarkan pada perbedaan titik didih dari zat cair yang bercampur sehingga saat menguap, setiap zat akan terpisah. Proses pemisahan yang dilakukan adalah bahan campuran dipanaskan pada suhu diantara titik didih bahan yang diinginkan. Pelarut bahan yang diinginkan akan menguap, uap dilewatkan pada tabung pengembun (kondensor). Uap yang mencair ditampung dalam wadah. Bahan hasil pada proses ini disebut destilat, sedangkan sisanya disebut residu.

5. Kromatografi

Metode pemisahan dengan cara kromatografi digunakan secara luas dalam berbagai kegiatan, di antaranya untuk memisahkan berbagai zat warna dan tes urine untuk seseorang yang dicurigai menggunakan obat terlarang atau seorang atlet yang dicurigai menggunakan doping. Pemisahan campuran dengan cara kromatograf pada umumnya digunakan untuk mengidentifkasi suatu zat yang berada dalam suatu campuran. Prinsip kerjanya didasarkan pada perbedaan kecepatan merambat antara partikel-partikel zat yang bercampur dalam suatu medium diam ketika dialiri suatu medium gerak.

Contoh untuk mengidentifkasi kandungan zat tertentu dalam suatu bahan makanan, mengidentifkasi hasil pertanian yang tercemar oleh pestisida, dan masih banyak lagi penggunaan pemisahan campuran dalam kehidupan sehari-hari.

                                                 Kromatografi (www.imageslidesharecdn.com)

6. Sublimasi

Sublimasi merupakan metode pemisahan campuran dengan menguapkan zat padat tanpa melalui fase cair terlebih dahulu sehingga kotoran yang tidak menyublim akan tertinggal. Prinsip kerja metode pemisahan campuran dengan cara sublimasi adalah didasarkan pada campuran zat yang memiliki satu zat yang dapat menyublim (perubahan wujud padat ke wujud gas), sedangkan zat yang lainnya tidak dapat menyublim. Contohnya, campuran iodin dengan garam dapat dipisahkan dengan cara sublimasi.

Sublimasi (www.omiimo.com)