Perubahan Fisika dan Kimia

 

A.    Pengertian Materi atau Zat

a.      Materi

Materi adalah segala sesuatu yang memiliki massa, menempati ruang, dan memiliki sifat dapat di lihat, dicium, didengar, dirasaatau diraba (Nugraha, 2008 : 6). Materi adalah sesuatu yang mempunyai massa dan menempati ruang (Anjarsari, 2015 : 9). Sedangkan menurut sukarmin (2004 : 7) materi adalah segala sesuatu yang menempati ruang (mempunyai volume). Segala benda yang ada dialam semesta termasuk kita sendiri merupakan suatu materi. Jadi dapat disimpulkan bahwa materi adalah segala sesuatu yang menempati ruang dan memiliki massa.

 

b.      Sifat-sifat Materi

Setiap materi memiliki sifat tertentu yang khas, yang memudahkannya untuk dikenali dan dibedakan dengan zat lainnya. Sifat umum materi ialah sifat yang sama dengan materi lain dengan satu golongan tertentu. Sifat lainnya adalah sifat khusus yaitu sifat khas yang hanya dimiliki oleh materi tersebut. Secara umum, sifat materi dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu: 

 

1.      Sifat Fisis

Sifat fisis adalah sifat materi yang berhubungan dengan gejala-gejala fisika (Nugraha, 2008 : 6). Suatu materi dapat dilihat dan diukur secara langsung. Sifat fisis suatu materi juga erat hubungannya dengan perubahan fisik.  

Contoh sifat fisis mencakup :  

a)      Wujud atau fase materi (padat, cair dan gas)  

b)      Titik lebur, titik beku, dan titik didih 

c)      Daya hantar panas dan listrik  

d)      Massa jenis, warna, bau dan rasa 

e)      Sifat tertarik atau tidaknya oleh magnet 

 

2.      Sifat Kimia

Sifat kimia adalah sifat materi yang berhubungan dengan gejala-gejala kimia (Nugraha, 2008 : 6). Untuk mengukur dan mengamati sifat kimia hanya dapat dilakukan melalui reaksi.

Contoh sifat kimia mencakup : 

a)Kereaktivan (misalnya mudah/sulit bereaksi, dapat terbakar, melapuk, atau membusuk) 

b)      Rumus kimia 

c)      Susunan ikatan 

d)      Bentuk  molekul 

Contohnya adalah gas hydrogen dapat berubah menjadi air jika direaksikan dengan gas oksigen. Gas oksigen dan hidrogen bereaksi, dihasilkan zat baru yaitu air yang sifatnya berbeda dari sifat zat pembentuknya. Contoh lain yaitu pengaratan besi, pembusukan makanan, dan pembakaran bahan bakar. 

 

B.     Penggolongan Materi

Gambar 1. Ilustrasi susunan partikel zat

(Sumber : Sumarwan, 2013 : 101)

Berdasarkan keadaan fisisnya, materi dapat digolongkan kedalam tiga macam yaitu padat. cair, dan gas. Ciri-ciri dari setiap wujud materi sangat penting untuk dipahami karena merupakan landasan dalam penguasaan konsep dan proses dalam kimia. Salah satu cara mengenali ciri-ciri wujud suatu materi diantaranya dapat dilakukan dengan melihat berdasarkan bentu, volume, kompresibilitas (pemampakan), massa jenis dan kemampuan mengalirnya. Secara mendasar terdapat dua factor yang mempengaruhi wujud suatu materi, yaitu kekuatan gaya antar dan jarak antar molekul. Kedua factor tersebut mempengaruhi struktur fisis wujud zat sehingga berpengaruh pada bentuk, volume, tegangan permukaan, laju penguapan dan daya alir. Sedangkan jarak antar molekul akan mempengaruhi kemampuan pemampatan dan laju bauran (difusi).

No	Zat Padat	Zat Cair	Zat Gas
1.	Mempunyai bentuk dan volume tertentu	Bentuk tidak tetap bergantung wadahnya, volume tertentu	Tidak mempunyai bentuk dan volume tertentu, bergantung tempatnya
2.	Jarak antarpartikel sangat rapat	Jarak antrpartikel agak renggang	Jarak antarpartikel sangat renggang
3.	Partikel-partikelnya tidak dapat bergerak bebas	Partikel-partikelnya dapat bergerak bebas	Partikel-partikelnya dapat bergerak sangat bebas

Tabel 1. Perbedaan wujud zat

(Sumber : Anon, 2014 : 5)

a.      Wujud Padat

 

Gambar 2. Model partikel zat padat

(Sumber : Sumarwan, 2013 : 101)

Zat padat ialah zat atau benda yang mempunyai bentuk dan volume yang tetap Partikel- partikel penyusunnya tersusunrapat atau berdekatan satu sama lain. Zat padat memiliki gaya tarik menarik sangat kuat dan tidak bias bergerak bebas. Berdasarkan gambaran diatas, ciri dan sifat padatan dapat digambarkan sebagai berikut:

1)      Zat padat mempunyai bentuk tetap

2)      Zat padat mempunyai volume tetap

3)      Zat padat tidak dapat dimampatkan

4)      Zat padat umumnya mempunyai massa jenis yang besar

5)      Zat padat tidak mengalir

Contoh zat padat antara lain kelereng, balok kayu, batu, genteng, tembok, besi dan lain sebagainya.

 

b.      Wujud Cair

 

Gambar 3. Model partikel zat cair

(Sumber : Sumarwan, 2013 : 102)

Zat cair ialah suatu zat atau benda yang mempunyai volume yang tetap tetapi bentuknya berubah-ubah sesuai dengan tempat (wadah). Pada cairan gaya interaksi diantara molekulnya cukup kuat untuk mempertahankan pelepasan diri dari kerumunannya, tetapi tidak begitu kuat jika dibandingkan dengan padatan. Sehingga gaya tersebut tidak cukup kuat untuk mempertahankan molekul agar diam pada posisi tertentu, sehingga mengakibatkan susunan molekulnya tidak beraturan, letaknya agak renggang serta dapat bergetak bebas berpindah- pindah tempat. Akibatnya cairan memiliki volume tetap, tetapi bentuknya mengikuti ruang yang dihuninya. Berdasarkan gambaran diatas maka secara sederhana ciri dan sifat cairan dapat digambarkan sebagai berikut:

1)      Bentuk zat cair mengikuti wadahnya

2)      Volume zat cair memiliki volume tetap

3)      Zat cair sulit untuk dimampatkan

4)      Zat cair memiliki massa jenis sedang

5)      Zat cair dapat mengalir

Contoh zat cair; bensin dalam botol, teh dalam gelas, air minum dalam ceret dan lain sebagainya.

 

c.       Wujud Gas

 

Gambar 4. Model partikel zat gas

(Sumber : Sumarwan, 2013 : 102)

Zat gas ialah suatu zat atau benda yang mempunyai volume dan bentuk yang selalu berubah-ubah sesuai dengan tempat (wadahnya) Molekul gas terdiri dari dua atom atau lebih, misalnya gas CO2. Suatu materi yang sangat mengesankan dari materi yang berwujud gas adalah kompresibilitas atau kemampuan pemampatannya tinggi, karena sifat ini tidak dimiliki oleh materi lain. Disamping itu, sifat khas dari wujud gas adalah sangat dipengaruhi oleh tekanan, sehingga gas secara spontan akan menghuni ruang yang kerapatan udaranya lebih rendah dari kerapatan gas itu sendiri. Selain itu volume gas bisa berubah karena perubahan suhu misalkan, sejumlah gas tertentu dalam suatu silinder jika dinaikkan suhunya maka volume gas akan bertambah mengikuti kekuatan tekanan. Berdasarkan gambaran diatas secara sederhana ciri dan sifat gas dapat digambarkan sebagai berikut:

1)      Bentuk gas mengikuti bentuk wadahnya

2)      Volume gas sangat tergantung pada tempatnya

3)      Kompresibilitas atau pemempatan gas mudah dimampatkan

4)      Massa jenis gas lebih kecil dibanding zat cair atau zat padat

5)      Gas dapat mengalir

 Contoh: balon, ban sepeda, botol kosong dan lain sebagainya.

 

C.    Perbedaan Perubahan Fisika dengan Perubahan Kimia

1.      Sifat Fisika

Sifat fisika adalah segala aspek dari suatu objek atau zat yang dapat diukur atau dipersepsikan tanpa merubah identitasnya. Sifat fisika dapat berupa sifat intensif atau ekstensif. Sifat intensif tidak tergantung pada ukuran dan jumlah materi pada objek, sedangkan sifat ekstensif bergantung pada hal tersebut. Sebagai tambahan, suatu sifat dapat pula berupa isotropik jika nilainya tidak tergantung arah pengamatan atau anisotropik jika sebaliknya.

 

2.      Sifat Kimia

Sifat kimia umumnya merujuk pada sifat suatu materi pada kondisi ambien atau sekitar, yaitu pada suhu kamar, tekanan atmosfer, dan atmosfer beroksigen). Sifat ini terutama timbul pada reaksi kimia dan hanya dapat diamati dengan mengubah identitas kimiawi suatu zat. Sifat kimia dapat digunakan untuk menyusun klasifikasi kimia. Sifat kimia biasanya digunakan untuk menyatakan, antara lain:

a)      Elektronegativitas

b)      Potensial ionisasi

c)      Jenis ikatan kimia yang dibentuk (logam, ion, dan kovalen)

 

1)      Perubahan Fisika

Definisi perubahan fisika adalah perubahan zat yang tidak menyebabkan terjadinya perubahan susunan kimia pada zat tersebut. Jadi, susunan persenyawaan atom-atomnya tetap. Perubahan zat yang bersifat sementara, seperti perubahan wujud, bentuk atau ukuran. Yang dimaksud perubahan sementara adalah, bahwa zat tersebut akan kembali ke wujudnya semula bila zat tersebut diberi perlakuan sebaliknya. Perubahan ini tidak menghasilkan zat baru. Beberapa contoh perubahan fisika:

a)      Peristiwa Perubahan Fisika karena Perubahan Wujud

Peristiwa perubahan fisika yang mengakibatkan perubahan wujud dapat terjadi karena pengaruh pelepasan kalor dan penerimaan kalor. Materi yang telah mengalami perubahan fisika karena perubahanwujud dapat dikembalikan pada wujud semula. Contoh perubahan fisika karena perubahan wujud, antara lain:

1.      Es yang berwujud padat jika dibiarkan di tempat terbuka akan berubah wujud menjadi air.

2.      Air jika dipanaskan akan berubah wujud menjadi uap.

3.      Embun terjadi karena uap air di udara melepaskan panas dan menjadi air.

4.      Kapur barus jika dibiarkan di tempat terbuka akan menyublim menjadi gas

 

b)      Peristiwa Perubahan Fisika karena Perubahan Bentuk

 Perubahan materi dari kayu menjadi kursi termasuk perubahan fisika Tukang kayu mengubah kayu menjadi kursi dan meja. Hal ini karena kayu hanya mengalami perubahan bentuk saja, sedangkan sifatnya tidak berubah. Contoh lain adalah perubahan materi dari aluminium menjadi teko, sendok, dan panci. Hal ini termasuk perubahan fisika karena aluminium hanya mengalami perubahan bentuk saja, sedangkan sifatnya tidak berubah.

c)      Peristiwa Perubahan Fisika karena Perubahan Ukuran

Contohnya biji kopi digiling menjadi serbuk kopi dan batu dipecah-pecah. Sifat kopi tidak berubah, yang berubah hanya ukurannya. Demikian juga denga batu yang dipecah-pecah.

 

d)      Peristiwa Perubahan Fisika karena Perubahan Volume

Contohnya raksa atau alkohol dalam termometer memuai jika menyentuh permukaan yang panas sehingga dapat digunakan sebagai pengukur suhu. Sifat raksa dan alkohol tidak berubah meskipun mengalami pemuaian.

 

e)      Peristiwa Perubahan Fisika karena Pelarutan

Perubahan fisika karena pelarutan dapat dilihat saat pembuatan air teh atau kopi. Serbuk kopi yang dicampur dengan air panas akan larut. Wujud serbuk kopi akan berubah, namun tetap dapat kembali menjadi serbuk kopi apabila dilakukan pemisahan.

 

2)      Perubahan Kimia

Perubahan kimia adalah perubahan materi yang menghasilkan zat yang jenisnya baru. Perubahan kimia disebut juga reaksi kimia. Contoh reaksi kimia yang terjadi secara alamiah adalah perkaratan, pembusukan, respirasi, metabolisme dalam sel, dan reaksi fotosintesis. Adapun reaksi kimia buatan misalnya pembakaran minyak dan reaksi-reaksi kimia di laboratorium atau pada proses industri. Semua reaksi kimia menghasilkan zat yang sifat dan jenisnya baru. Berlangsungnya reaksi kimia ditandai dengan beberapa hal, di antaranya terbentuknya gas, endapan, dan perubahan warna. Pada perubahan kimia, sangat sulit untuk mendapatkan kembali materi semula (bersifat irreversibel). Beberapa contoh perubahan kimia:

 

a)      Pembusukan

Banyak peristiwa-peristiwa di alam yang merupakan perubahan kimia Proses terjadinya minyak bumi merupakan peristiwa perubahan kimia yang terjadi selama jutaan tahun. Minyak bumi berasal dari jasad-jasad makhluk hidup yang disebut dengan plankton. Oleh karena tekanan dan suhu yang tinggi maka plankton-plankton tersebut akan berubah menjadi materi baru yang disebut dengan istilah minyak bumi. Proses pembusukan sampah yang ada di sekitar kalian juga termasuk perubahan kimia. Peristiwa perubahan bahan organik menjadi materi lain yang busuk dinamakan dengan istilah pembusukan. Sehingga proses pembusukan merupakan salah satu peristiwa perubahan kimia yang sering kita jumpai. Salah satu tanda perubahan kimia adalah terbentuknya materi yang jenisnya baru, sehingga sampah yang telah lama akan menjadi busuk, karena terbentuknya materi baru seperti biogas yang merupakan salah satu gas bakar, amoniak (terdapat dalam tempe yang sudah busuk), gas hidrogen sulfida (banyak terdapat dalam telur busuk), dan sebagainya. Unsur utama yang terlibat dalam peristiwa pembusukan adalah hidrogen, sehingga dalam pembusukan kandungan unsur hidrogen selalu bertambah.

 

b)      Pembakaran

Pembakaran merupakan peristiwa perubahan kimia, Pembakaran membutuhkan adanya gas oksigen. Proses pembakaran sering diumpai, misalnya pembakaran sampah di kebun atau peristiwa terjadinya kebakaran hutan oleh orang-orang yang tidak bertanggung jawab. Ibu-ibu yang menanak atau merebus air dengan menggunakan kayu, arang, atau gas. Pembakaran makanan seperti sate, ayam bakar, dan sebagainya. Dalam peristiwa pembakaran pasti terjadi perubahan materi.

 

c)      Oksidasi

Oksidasi merupakan peristiwa bereaksinya suatu materi dengan oksigen (dalam pelajaran yang lebih lanjut pengertian oksidasi akan berkembang). Pembakaran merupakan salah satu peristiwa oksidasi, karena dalam pembakaran materi bereaksi dengan gas oksigen. Besi yang mula-mula utuh lama-lama berkarat dan rusak. Hal ini karena besi bereaksi dengan oksigen dan air. Peristiwa teroksidasinya besi sering disebut dengan perkaratan. Beberapa peristiwa oksidasi yang sering kita alami misalnya: perkaratan logam, peristiwa hilangnya warna oleh bahan pemutih, peristiwa pernapasan dalam tubuh kalian, berubahnya ketela menjadi tape yang mengandung alkohol sehingga terasa enak dan manis, dan masih banyak peristiwa lain.

 

d)      ReduksiReduksi merupakan kebalikan dari peristiwa oksidasi. Peristiwa reduksi merupakan peristiwa bereaksinya suatu zat dengan hidrogen (dalam pelajaran yang lebih lanjut pengertian reduksi akan berkembang). Peristiwa reduksi terjadi di daerah yang tidak banyak mengandung oksigen dan sinar matahari, misalnya: pembusukan makanan dalam tubuh, tumbuhnya bakteri dalam makanan yang tidak tertutup rapat, dan sebagainya.

 

Perubahan Fisika	Perubahan Kimia
·         Tidak terbentuk zat yang jenisnya baru ·         Reversibel ·         Tidak terjadi reaksi kimia	·         Terbentuk zat yang jenisnya baru ·         Irreversible ·         Terjadi reaksi kimia ditandai dengan pembentukan gas, endapan, warna, dan perubahan energi

Tabel 2. Perbedaan perubahan fisika dan kimia

(Sumber : Anon, 2014 : 10)