Materi Cerdik SBMPTN

3. Hukum I Termodinamika 5. Efisiensi Mesin “Energi kalor mengalir ke dalam sebuah sistem, akan diterima sistem untuk mengubah energi di n Mesin Pemanas Carnot dalamnya dan atau melakukan usaha terhadap Diagram alir: lingkungannya.” Q1 T1 T1 > T2 Q =W + DU h = W Q = banyaknya kalor yang diserap/dilepaskan oleh Q1 sistem. W h = Q1 - Q2 W = usaha yang dilakukan oleh gas terhadap T2 Q1 lingkungan. Q2 h = T1 - T2 DU = perubahan energi-energi dalam sistem. T1 Perubahan Energi-dalam n Mesin Pendingin Carnot Diagram Alir: Untuk gas monoatomik: DU = 3 nRDT T1 > T2 2 Q1 T1 Untuk gas diatomik suhu sedang: DU = 5 nRDT Q2 2 W K = W Q2 T2 Perjanjian untuk tanda Q dan W W= + K = Q2 - Menyerap Q = + melakukan kerja (memuai) Q1 Q2 Sistem K = T1 T2 T2 - Melepas Q = – W=– h = efisiensi mesin pemanas Carnot, dikenakan kerja (memampat) W = usaha yang dilakukan oleh mesin (J), 4. Kapasitas Kalor Gas TQQT1221 = kalor yang diserap dari reservoir suhu tinggi (J), = kalor yang dilepas ke reservoir suhu rendah (J), C = Q = suhu dari reservoir tinggi (K), DT = suhu dari reservoir rendah (K), K = Koefisien performansi mesin pendingin. Kapasitas kalor gagsaspapdaadtaekavnoalunmteetatpetaCpP dan 6. Hukum II Termodinamika Kapasitas kalor CV, n Pernyataan Clausius: hubungan keduanya adalah: “Kalor mengalir secara spontan dari benda CP – CV = nR bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak mengalir secara spontan dalam arah CP = kapasitas kalor gas pada tekanan tetap kebalikannya.” CV = kapasitas kalor gas pada volume tetap n Pernyataan Kelvin–Vlanck: Sehingga berlaku: “Tidak mungkin membangun suatu mesin n Gas monoatomik dan diatomik suhu rendah: yang bekerja dalam satu siklus dengan 3 5 mengambil panas dari suatu benda reservoir 2 2 CV = nR dan CP = nR dan menghasilkan kerja sebesar panas yang diambil.” n Gas diatomik suhu sedang: n Hukum II Termodinamika dinyatakan dalam CV = 5 nR dan CP = 7 nR entropi 2 2 “Total entropi jagad raya tidak berubah n Gas diatomik suhu tinggi: ketika proses reversible terjadi bertambah 7 9 ketika proses ireversibel terjadi.” 2 2 CV = nR dan CP = nR Perubahan Entropi: DS = æèçççQT øö÷÷÷reversibel [email protected] 51

BAB 16 OPTIK DAN ALAT OPTIK A. PEMANTULAN CAHAYA Sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung 1. Hukum Pemantulan Cahaya – Sinar datang, garis normal, sinar pantul ada Sifat bayangan pada satu bidang datar. – Sudut datang (i) = sudut pantul (r). Benda ruang III, nyata, terbalik, diperkecil bayangan ruang II Benda ruang II, nyata, terbalik, diperbesar bayangan ruang III Benda ruang I, maya, tegak diperbesar bayangan ruang IV Hubungan antara ruang benda (Rbenda) dan ruang bayangan (Rbay), yaitu: Rbenda + Rbay = 5 2. Pemantulan Cahaya pada Cermin Datar Cermin Cembung Sifat-sifatnya: Sinar–sinar istimewa pada cermin cembung: – maya, a. sinar datang sejajar sumbu utama, dipantulkan – tegak seperti bendanya, – sama besar dengan bendanya, seolah–olah berasal dari titik fokus, – jarak bayangan ke cermin = jarak benda ke b. sinar datang menuju fokus, dipantulkan cermin, sejajar sumbu utama, – banyaknya bayangan dari dua buah cermin c. sinar datang menuju jari–jari M atau pusat datar diletakkan saling membentuk sudut a: keleng-kungan, dipantulkan melalui M juga. n = 3600 -1 c R IV R II R II R III a B. CERMIN CEKUNG DAN CERMIN CEMBUNG a M 1. Pembentukan Bayangan pada Cermin Cekung dan Cembung b Sifat bayangan: maya, tegak, diperkecil. Cermin Cekung 2. Rumus Pembentukan Bayangan dan Sinar istimewa cermin cekung, yaitu: Perbesaran Bayangan pada Cermin a. sinar datang yang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus Rumus: utama (F), 1 + 1 = 1 = 2 Keterangan: b. sinar datang yang melalui titik fokus utama (F) so si f R fSS oi = jarak benda dari cermin, = jarak bayangan dari cermin, akan dipantulkan sejajar sumbu utama, si hi = jarak fokus dari cermin, c. sinar datang yang melalui titik kelengkungan so ho R = jari–jari, M= = M = perbesaran bayangan, (M) akan dipantulkan melalui M juga. R=2f hhio = tinggi benda, a = tinggi bayangan. cb MF 52 [email protected]

C. PEMBIASAN CAHAYA – Sinar (3) sudut datang = baict,asd. ibiaskan berimpitan permukaan bidang Pembiasan cahaya yaitu peristiwa pembelokkan arah rambatan cahaya karena melewati dua medium yang – Sinar (4) sudut datang > ic, dipantulkan total berbeda kecepatan optiknya. oleh permukaan bidang batas. 1. Hukum Pembiasan Menurut Snellius Jadi syarat terjadinya pemantulan total adalah – Sinar datang, garis normal, dan sinar – Sinar merambat dari rapat ke kurang rapat. bias terletak pada satu bidang datar dan berpotongan pada satu titik. – Sudut datang (i) > sudut kritis (ic). – Sinar datang dari medium kurang rapat ke Sudut kritis atau sudut batas adalah sudut datang medium lebih rapat akan dibiaskan mendekati garis normal. Jika sebaliknya akan dibiaskan yang sudut biasnya adalah indeks bias medium I menjauhi garis normal. nn21 = indeks bias medium II sin(ic ) = n2 = n1 Indeks bias mutlak (n): Indeks bias relatif: 3. Kedalaman Semu n= C n21 = n2 = C2 Rumus: Cn n1 C1 d ' = n2 ´d d’ = kedalaman semu n1 d = kedalaman sesungguhnya C = cepat rambat cahaya pada ruang hampa = 3 × 108 m/s, 4. Pembiasan Cahaya pada Kaca Planparalel Cn1n = cepat rambat cahaya dalam medium. N = indeks bias medium 1. i1 nu C1 = cepat rambat cahaya dalam medium 1. d r1 N nk q1 n1 n2 > n1 i2 q2 n2 n2 = sinq1 = v1 = l1 r2 n1 sinq2 v2 l2 t sin(i1 − r1 ) t = pergeseran sinar cos(r1 ) nvlvnq211211 = sinuddeuktsdbaitaasnmg;uqt2lak= sudut bias t = d d = tebal kaca planparalel = medium I ri11 = sudut datang mula-mula = indeks bias mutlak medium II = sudut bias di dalam kaca = kecepatan cahaya dalam medium I 5. Pembiasan Cahaya pada Prisma = kecepatan cahaya dalam medium II = panjang gelombang cahaya dalam medium I ln12 = panjang gelombang cahaya dalam medium II n1 = indeks bias relatif medium II terhadap medium I 2. Pemantulan Sempurna n Sudut deviasi (D) dirumuskan: D = q1 + q4 - b dan b = q2 + q3 n Sudut deviasi = minimum jika: q2 = q3 dan q1 = q4 n Besar sudut deviasi minimum dapat ditentukan dengan rumus: [email protected] 53

– 1n51 s°i)n 1 (Dm + b) = n2 sin 1 b, untuk (b ≥ R + Jika permukaannya cembung 2 2 - Jika permukaannya cekung ~ Jika permukaannya datar – Dm = èçæçç n2 -1ø÷÷ö÷÷b , untuk (b < 15°) n1 2. Lensa Cekung (Konkaf, Lensa Negatif (–)) Sifat: menyebarkan cahaya (divergen). 6. Pembiasan pada Permukaan Sferik a bc Pembentukan bayangan yang dibentuk oleh Lensa bikonkaf (cekung rangkap (a)), lensa permukaan sferik (lengkung bola) dengan jari-jari plankonkaf (cekung datar(b)), dan lensa konveks- R ditunjukkan pada gambar berikut. konkaf (cekung cembung (c)). h R h’ Sinar-sinar istimewa pada lensa cekung: n2 n2 a. Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah berasal dari fokus pertama. s s’ b. Sinar datang menuju ke fokus kedua dibiaskan sejajar sumbu utama. n1 n2 n2 - n1 c. Sinar datang melalui titik pusat lensa tidak s s' R Hubungan antara s, s’, dan R: + = dibelokkan. (–) Perbesaran: M = h' = n1 ´ s' a h n2 s c F1 snn 12 = indeks bias medium tempat benda berada b O F2 = indeks bias medium tempat pengamatan = jarak benda s’ = jarak bayangan R = jari-jari kelengkungan 3. Lensa Cembung (Konveks, Lensa Positif (+)) Lensa cembung terdiri dari lensa cembung– Perjanjian tanda untuk s, s’ dan R: cembung (bikonveks (a)), lensa cembung datar (plankonveks (b)), lensa cekung cembung (konkaf s (-) = (benda maya) jika letak benda di belakang konveks (c)) permukaan sferik. a bc s’ (-) = (bayangan maya) jika letak bayangan di depan permukaan sferik. Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung: R = (+) jika titik pusat kelengkungan di belakang a. Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan permukaan sferik, (-) jika titik pusat kelengkungan di depan permukaan sferik. melalui titik fokus. Depan permukaan sferik = tempat di mana sinar datang. D. LENSA b. Sinar datang melalui titik pusat lensa tidak dibelokkan. 1. Lensa Tipis c. Sinar datang melalui titik fokus dibiaskan Jarak fokus pada lensa tipis: sejajar sumbu utama. 1 æççèç nL 1÷÷ö÷÷øçæèçç 1 1 ö÷÷ø÷÷ f = jarak fokus lensa tipis depan (+) belakang f nm R1 R2 = - + nnmL== indeks bias lensa tempat b indeks bias medium lensa berada a c R1= jari-jari kelengkungan I O F1 R2= jari-jari kelengkungan II F2 54 [email protected]

4. Metode Penomoran Ruang untuk Lensa b. Cacat mata miopi (rabun jauh) Ruang depan (+) belakang Titik dekat: PP = ± 25 cm dan benda Titik jauh: PR << ~ 3 2 1 4 Ditolong pakai lensa negatif: p = -1P0R0 Ruang M1 F1 bayangan O FII2 MIII2 c. Hipermetropi (rabun dekat) IV I M3 1 Titik dekat: PP > ± 25 cm dan depan (-) belakang Titik jauh: PR = ~ Ruang O IV Di tolong dengan lensa positif: bayangan III 1 II I F21 p = 100 - 100 Ruang M2 F2 sn PP benda 4 Biasanya sn = 25 cm. a. Nomor ruang benda + nomor ruang bayangan 2. Lup (Kaca Pembesar) =5 – Mata berakomodasi maksimum: M = Sn +1 b. Nomor ruang benda < Nomor ruang bayangan f → diperbesar dan kebalikannya Sn – Mata berakomodasi minimum: M = f c. Bayangan di depan lensa → Maya, tegak d. Bayangan di belakang lensa → Nyata, – Pengamatan pada akomodasi x terbalik Bayangan s’ = –x = titik jauh pengamat 5. Rumus Pada Lensa Cekung dan Cembung Perbesaran: Ma = sn + sn f x 1 = 1 + 1 M= si = hi 3. Mikroskop f s0 si so ho n Perbesaran lensa objektif: • f (+) untuk lensa cembung dan f (–) untuk Mob = hob ' = sob ' = fob hob sob sob - fob lensa cekung, • jljeaarrnaaskka.bbeanydanagsao n(+s) iji(k+a) terletak di depan benda, n Perbesaran lensa okuler: • jika berada di belakang – Akomodasi maksimum (s’ok = -sn): 6. Kekuatan Lensa Mok = sn +1 fok 100 P = f P = dioptri (D); f dalam cm – Akomodasi minimum (sok = fok dan s’ok): 7. Lensa Gabungan Mok = sn Jarak fokus lensa gabungan berhimpit fok dirumuskan: n Pembesaran total mikroskop: Mtot = Mob ´ Mok 1 = 1 + 1 + 1 + ... n Jarak antara lensa obyektif dan lensa okuler: fgab f1 f2 f3 d = so¢b + sok 4. Teropong Bintang/Teropong Astronomi E. ALAT-ALAT OPTIK n Tanpa Akomodasi fob fok 1. Mata dan Kaca Mata – Perbesaran anguler: Ma = a. Mata normal fok = jarak fokus lensa obyektif Titik dekat: PP = ± 25 cm dan fob = jarak fokus lensa okuler Titik jauh: PR = ~ (tak hingga) – Panjang teropong dirumuskan: d = fob + fok [email protected] 55

n Akomodasi maksimum fob Ma = s'ob sok sok – Perbesaran anguler: Ma = s’ob = jarak bayangan lensa obyektif fob = jarak fokus lensa objektif sok = jarak benda (bayangan lensa obyektif) ke lensa okuler sfookk = jarak fokus lensa okuler pembalik) ke = jarak benda (bayangan lensa lensa okuler. – Panjang teropong dirumuskan: d = fob + sok n Panjang teropong dirumuskan: d = s’ob + 4fp + sok 5. Teropong Pantul n Pengamatan tanpa akomodasi: Perbesaran anguler: Ma = fob d = fob + 4fp + fok fok fp = jarak fokus lensa pembalik fok = jarak fokus lensa obyektif 7. Teropong Panggung/Teropong Galilei/Teropong fob = jarak fokus lensa okuler Sandiwara 6. Teropong Bumi/Yojana/Teropong Medan n Perbesaran anguler tanpa akomodasi: s'ob n Perbesaran tanpa akomodasi: Ma = fok s'ob fob Ma = fok = fok n Panjang teropong: d = s’ob – fok n Perbesaran akomodasi maksimum: n Perbesaran anguler tanpa akomodasi: Ma = s'ob sok BAB 17 TEORI RELATIVITAS KHUSUS A. TEORI RELATIVITAS EINSTEIN Postulat pertama: Laju peluru C menurut pengamat A “Hukum-hukum fisika dapat dinyatakan dalam adalah: persamaan yang berbentuk sama dalam semua vAC = vAB + vBC kerangka acuan inersial” v AB .vBC 1 + c2 Postulat kedua: “Kelajuan cahaya dalam ruang hampa adalah sama untuk semua pengamat, tidak bergantung pada gerak Catatan: relatif antara pengamat dan sumber cahaya” Jika arah berlawanan laju bertanda negatif (–). Akibat postulat kedua Einstein besaran-besaran fisika nilainya menjadi bersifat relatif bergantung pada kerangka acuan satu dengan lainnya (pembuktian dengan perhitungan transformasi Lorentz). B KECEPATAN RELATIVITAS Kecepatan bersifat relatif yang berdasar teori relativitas khusus dapat digambarkan dengan: 56 [email protected]

A Catatan: VAC v = 0,6c Þ 1-v2 / c2 = 0,8 v = 0,8c Þ 1-v2 / c2 = 0,6 Laju peluru C menurut v = 1 c Þ 1-v2 / c2 = 1 3 2 2 pengamat B adalah: vBC = vAB − vAC C. MOMENTUM dAN ENERGI RELATIVISTIK v AB .v 1 − c2 AC 1. Momentum Relativistik Untuk mempertahankan hukum kekekalan Catatan: momentum linier tetap berlaku dalam relativitas Jika arah berlawanan laju bertanda negatif (–). Einstein, maka momentum relativistik didefinisikan sebagai: 1. Relativitas Panjang p = m.v m0 v 1-v2 c2 Sebuah benda dengan bpilaanjbaenngdLao akan terukur memendek menjadi L dan kerangka pengukur saling bergerak dengan kecepatan relatif v. Maka diberikan persamaan: L =L0 1 − v2 2. Energi Relativistik c2 Menurut Einstein massa adalah bentuk lain dari 2. Relativitas Massa energi, suatu benda saat deniaemrgbi e(ernmearsgsiadmiamo, )m: aka benda tersebut memiliki Sebuah benda dbeilangbaenndpaandjaannkgemraongakkaanpetnegruukkuurr E0 = m0 c2 lebih berat (m), Bila benda bergerak dengan laju v maka massa saling bergerak dengan kecepatan relatif v. Maka bertambah dan energi bertambah, energi total: diberikan persamaan: m= m0 Et = mo c2 = m.c2 1 - v2 1 - v2 c2 c2 3. Dilatasi Waktu Karena dengan bergerak, maka energinya ditambah dengan energi gerak (Ek) maka: Relativitas khusus mengharuskan kita memandang perbedaan selang waktu antara dua kerangka Et = Ek + Eo yang bergerak dengan kecepatan relatif v. Maka diberikan persamaan: 3. Hubungan Energi dan Momentum diberikan: Et2 = Eo2 + p2c2 Dt = Dto 1 - v2 c2 DtO=swealakntug”wyaakntgudyiaanmg terukur oleh “pengukur relatif terhadap pengamat. Dt = selang waktu yang terukur oleh “pengukur waktu” yang bergerak relatif terhadap pengamat. [email protected] 57

BAB 18 RADIASI BENDA HITAM DAN TEORI KUANTUM A. RADIASI KALOR 2. Molekul-molekul memancarkan atau menyerap energi dalam bentuk satuan-satuan diskrit n Energi radiasi: E = e.s.T 4 A.t yang disebut foton atau kuanta. Tiap-tiap foton mempunyai energi sebesar: e : Emisivitas = koefisien emisi, (0 ≥ e ≥ 1) s : Tetapan Stefan–Boltzmann = s = 5,67×10–8 W/m2.K4 E = h. f T : Suhu mutlak benda, (kelvin) Molekul akan memancarkan atau menyerap n Daya Radiasi: P = E energi hanya ketika molekul itu berubah tingkat t energinya. Jika molekul tetap tinggal pada satu tingkat energi tertentu, maka tidak ada energi n Intensitas Radiasi: I= P yang dipancarkan atau diserapnya. Ao D. EFEK FOTOLISTRIK Ao = luasan yang ditembus oleh radiasi kalor (seringnya berupa luasan bola 4p.R2 ). n Benda hitam sempurna memiliki nilai e = 1. B. INTENSITAS RADIASI BENDA HITAM Ketika frekuensi cahaya diubah-ubah maka didapatlah grafik sebagai berikut. Benda hitam pada suhu tertentu akan meradiasikan energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang yang bervariasi. Hubungan antara panjang gelombang pada intensitas maksimum dan saat suhu mutlaknya tertentu diselidiki oleh Wien didapat grafik seperti di bawah: Dari grafik dapat dirumuskan (pergeseran Wien): lm.T = c Tlm== panjang gelombang pada intensitas maksimum (m), suhu mutlak benda (kelvin), Penjelasan Einstein tentang Efek Fotolistrik c = konstanta Wien = 2,989 × 10-3 mK. Menurut Einstein, cahaya merambat dalam bentuk paket-paket energi disebut foton. Foton berperilaku C. TEORI FOTON seperti partikel dan tiap foton mengandung energi sebesar: Menurut Plank: 1. Molekul-molekul yang bergetar akan E = h. f = h c l memancarkan energi diskrit: En = n.h. f Ketika foton cahaya membentur permukaan logam, energi satu foton cahaya ini diserap seluruhnya oleh n = bilangan bulat positif : 1, 2, 3, ..., yang dinamakan sebuah elektron. Bila energi foton sebesar hf ini cukup besar, maka sebagian energi digunakan untuk bilangan kuantum. melepaskan elektron dari ikatannya, dan sisanya f = frekuensi getaran molekul-molekul. h = tetapan Planck, yang besarnya: h = 6,63 × 10–34 Js. 58 [email protected]

dipakai untuk energi kinetik elektron. F. PRODUKSI PASANGAN h. f = h. fo + Ekmax Selain dua peristiwa di atas ada juga peristiwa lain yakni produksi pasangan adalah peristiwa dimana Wo foton lenyap dan menjelma menjadi dua materi saling anti, contoh elektron dan positron, persamaannya: hf = energi foton cahaya yang digunakan, E foton = Emateri Þ h. f = 2moc2 + Ektot hfO = energi foton minimal diperlukan untuk melepaskan elektron = energi ambang = fungsi kerja (ditulis Wo), EKmaks = energi kinetik maksimum fotoelektron. f = frekuensi gelombang foton, h = tetapan Planck, E. EFEK COMPTON mc o = massa diam elektron/positron, = kecepatan cahaya dalam vakum, n Efek Campton adalah peristiwa terhamburnya Ektot = energi kinetik total (kedua materi). sinar-X akibat tumbukan dengan elektron. Panjang Dapat juga proses kebalikan dari produksi pasangan di gelombang sinar-X yang terhambur menjadi lebih mana materi lenyap dan menjelma menjadi foton. besar dari sebelum tumbukan. n Foton (GEM, termasuk cahaya) memiliki sifat Emateri = Efoton sebagai materi, tapi tetap saja foton tidak bermassa dan tidak pula bermuatan, hanya dia memiliki momentum (terkait tumbukkan) besarnya: G. HIPOTESA DE BROGLIE p = h Dari hal di atas De Broglie beranggapan cahaya (foton) l punya sifat sebagai partikel, maka partikel juga harus punya sifat sebagai cahaya (GEM), yang mana partikel n Dari hukum kekekalan momentum serta kekekalan bergerak memiliki panjang gelombang: energi panjang gelombang pada hamburan Compton diperoleh: l = h m.v l'=l + h (1 - cos q) mc l = panjang gelombang de Broglie, l = panjang gelombang foton sebelum tumbukan, m = massa partikel, l’ = panjang gelombang foton setelah tumbukan, h = tetapan Planck, v = kecepatan partikel. m = massa elektron, Dan jika partikel dipercepat oleh suatu beda potensial, c = kecepatan cahaya dalam vakum, maka panjang gelombang diberikan: q = sudut hamburan foton tehadap arah semula. l = h = h mv 2mq(DV ) q = muatan partikel, DV = beda potensial. [email protected] 59

BAB 19 ATOM HIDROGEN A. SPEKTRUM ATOM HIDROGEN 1. Elektron pada atom hidrogen tidak menempati sembarang orbit, tetapi hanya pada salah satu 1. Spektrum garis atom hidrogen mempunyai orbit tertentu yang momentum angulernya sama keteraturan jarak garis-garisnya, semakin ke kiri dengan kelipatan harga, atau: semakin rapat. m.v.r = nçççèæ2hp øö÷÷÷;n = 1,2,3,... 2. Bila elektron bertransisi dari kulit luar ke dalam maka atom akan melepaskan energi berupa foton. Pada lintasan orbit tertentu itu, elektron Analisis terhadap gelombang yang dipancarkan mengelilingi inti tanpa memancarkan energi, atom hidrogen digambarkan dalam bentuk garis- dinamakan orbit stasioner. garis spektrum, yang besarnya diberikan: 1 = R ëêéêê 1 - 1 ûùúúú Berdasarkan postulat ini dapat diturunkan suatu l nB2 nA2 hubungan: Keterangan: Em rn = 5,3 . 10-11.n2 eV) λ = panjang gelombang = - 13,6 (dalam R = tetapan Rydberg (1,0074×107 m-1) n2 nB = kulit yang dituju Em = - 2,174´10-18 (dalam J) 3. Deret-deret spektrum atom hidrogen lainnya n2 adalah: Pada atom lain dengan atom 1 elektron maka 1) Deret Lyman; terletak pada daerah ultra 13,6 (Z2 ) n2 ungu. Em = - (dalam eV) 1 = R ççæèç1 - 1 ö÷÷ø÷;n = 2,3,4,... l n2 Keterangan: 2) Deret Balmer; terletak pada daerah cahaya – n = 1, 2, 3, … tampak. (–) menunjukkan energi total En merupakan energi ikat. 1 Rèççæç212 1 ÷ø÷ö÷;n l = - n2 = 3,4,5,... – Untuk n = 1 3) Deret Paschen; terletak pada daerah infra r1 = 5,3. 10-11 meter, merupakan jari-jari terkecil, disebut jari-jari Bohr merah-1. E1 = –13,6 eV, merupakan energi ikat terbesar, yaitu pada saat elektron berada pada jari-jari 1 = Rèçççæ 1 - 1 ø÷÷÷ö;n = 4,5,6,... Bohr. l 32 n2 – Untuk n = ~ 4) Deret Bracket; terletak pada daerah infra r~ = ~, elektron sangat jauh dari inti E~ = 0, elektron tidak lagi terikat oleh inti merah-2. – Z = nomor atom 1 = Rçççæè 1 - 1 öø÷÷÷;n = 5,6,7,... 2. Bila ada energi radiasi yang dipancarkan atau l 42 n2 diserap oleh atom, energi harus berupa paket- 5) Deret Pfund; terletak pada daerah infra paket energi (foton) yang besarnya sama dengan merah-3. perubahan energi di dalam atom. 1 = Rçèçæç 1 - 1 øö÷÷÷;n = 6,7,8,... h . f = E1 – E2 dengan ketentuan: l 52 n2 –aE– t1o=meEE.n11 e<>rEEg22i;;aweennaeel rraggtiiorrmaadd;iiaaEss2ii hf dipancarkan atom hf diserap atom B. MODEL ATOM BOHR = energi keadaan akhir Model Atom Niels Bohr didasarkan atas dua postulat Namun demikian ada beberapa hal terkait dengan fundamental, yaitu: elektron pada kulit atom. Elektron dapat berpindah dari satu kulit ke kulit 60 [email protected]

lain dengan disertai melepas/menyerap energi Besar DE pada transisi atom bukan Hidrogen dengan ion satu elektron: (DE). – Dari luar ke dalam → melepas DE = negatif. DE = -13,6ççççèæ 1 - 1 ÷ø÷÷÷ö.Z2 eV – Dari dalam ke luar → menyerap DE = positif. nB2 nA2 Besar DE pada transisi atom Hidrogen: DE = -13,6çèçççæ 1 - 1 ÷÷öø÷÷ eV nB2 nA2 BAB 20 FISIKA INTI DAN RADIOAKTIVITAS A. ATOM B. DEFEK MASSA Inti atom disusun oleh nuklida yang didominasi oleh Beberapa proton dan neutron bergabung membentuk inti atom, ternyata massa inti yang terbentuk selalu proton dan netron: A X = Z XA lebih kecil dari jumlah massa pembentuknya, selisih ee e Z massa tersebut disebut defek massa. +++ Inti atom Dm = Z.mp + (A - Z).mn - minti X = lambang atom (unsur, partikel juga) mp: massa proton dan mn: massa neutron Z = nomor atom (jumlah proton) A = nomor massa (jumlah proton + netron) Defek massa inilah yang digunakan sebagai energi pengikat inti, disebut energi ikat inti. Jumlah neutron: N = A – Z Untuk Atom bukan ion Z selain menujukkan jumlah Eikat = Dm.c2 (kgm2/s2 ) proton, juga menujukkan jumlah elektron. Eikat = Dm.(931 MeV) Untuk unsur yang sama ® memiliki Z yang sama meskipun A kadang berbeda (isotop). Contoh: C. RADIOAKTIVITAS Tembaga: 2691Cu , 2693Cu , 2695Cu , dan lainnya. n Kestabilan inti atom ditentukan oleh banyaknya Karbon: 161C , 162C , 164C , dan lainnya. proton (Z) dan netron (N) dalam inti. Syarat nuklida Simbol nomor atom dan nomor massa juga dipakai untuk partikel-partikel: mantap: – Untuk Z≥ 20 , nilai N = 1 – Untuk (20 <Z < 83), Z nilai N  ±1,5 Z Elektron = 0 e Sinar g = 0 g = Gel. Elektro n Nuklida-nuklida yang tidak stabil akan berusaha -1 0 = sinar b magnet untuk menjadi stabil dengan beberapa cara seperti: ( nuklida sebutan A X ) Z – Meluruh, memancarkan partikel beta negatif Positron = 0 e Detron = 12H 1 (inti dari atom detrium 12H ) t(eam=b-1abh0)1hdinagngNa muncul unsur baru dengan Z kurang 1 dari sebelumnya. Triton = 13H – Meluruhkan partikel beta positif (e+ = 1+1dba0)n, hingga ada unsur baru dengan Z kurang Proton = 1 p 1 N tambah 1 dari sebelumnya. Neutron = 01n Neutrino = 00n – Meluruh dengan memancarkan partikel Sinar a = inti He Antineutrino = 00n balefarku(2rHaneg4),2.sehingga Z berkurang 2 dan N = 24He – Selain peluruhan dapat juga proses penang- kapan e dan e+. [email protected] 61

n Proses inti meluruh menuju stabil sering disebut n Ketetapan pada Reaksi Inti Misalkan diberikan reaksi inti seperti di bawah: radioaktivitas yang reaksinya dapat dituliskan: e X a + f Pb ® gY c + hRd + Q(energi) A X A – kqY + q P Z Z – k Pada Reaksi inti (termasuk peluruhan) selalu Zat Unsur Yang berlaku: – Hukum kekekalan nomor atom tersisa baru Diluruhkan Jumlah nomor atom, sebelum reaksi = Yang mana jumlah zat tersisa terhadap waktu dari sesudah reaksi hasil eksperimen dapat digambarkan: e + f = g +h t – Hukum kekekalan nomor massa .çæççè 1 ö÷ø÷÷T12 Jumlah nomor massa, sebelum reaksi = N = No 2 sesudah reaksi a + b = c +d – Hukum kekekalan energi N = jumlah zat sisa (menujuk kuantitas zat: massa, Jumlah energi, sebelum reaksi = sesudah reaksi jumlah partikel, mol, %, bagian), Dengan 1 sma setara 931 MeV, maka: No = jumlah awal (menujuk kuantitas zat: massa, jumlah partikel, mol, 100%, 1 bagian), Q = {(mx + mp) – (my + mR)} × 931MeV t = waktu berjalan, Q > 0 dibebaskan energi (eksotermik) Q < 0 diserap energi (endotermik) T 1 = waktu paruh (saat N = ½ No). – Hukum kekekalan momentum Linier 2 Jumlah momentum linier, sebelum reaksi = sesudah reaksi Untuk tiap-tiap zat radioaktif memiliki waktu mmoommeenntutumm(e(XgYac))++mmoommeennttuumm((fPhRb)d)= paruh sendiri-sendiri yang sering juga dinyatakan – Hukum kekekalan momentum Sudut Jumlah momentum sudut, sebelum reaksi = dengan konstanta peluruhan (l). sesudah reaksi l= ln 2 = 0,693 T 1 T 1 2 2 D. REAKSI INTI Reaksi inti adalah proses perubahan susunan inti atom akibat tumbukan dengan partikel-partikel atau inti lain yang berenergi tinggi dan terbentuklah inti baru yang berbeda dengan inti semula. n Contoh-contoh: a. Reaksi Fusi (terbentuk inti atom yang lebih berat) 2He4 + 7N14 → 8O17 + 1H1 2He4 + 4Be9 → 6C12 + 0n1 b. Reaksi Fisi (terbentuk inti atom-atom lebih ringan) U235 + 0n1 → 54Xe140 + 38Sr94 + 2(0n1) + Energi 92 3Li7 + 1p1 → 2He4 + 2He4 62 [email protected]

Program IPA Kimia BAB 1 MATERI DAN PERUBAHANNYA A. MATERI yaitu pelarut (solven) dan zat terlarut (solute). Ukuran partikel < 1 nanometer (1 nm = 10-9 m). Materi adalah sesuatu yang mempunyai massa, Contoh larutan adalah air gula, air garam. volume, menempati suatu ruang. Contoh: zat padat, 2) Koloid: campuran yang bersifat heterogen cair, dan gas. yang merupakan dispersi dengan zat terdis- persi. Koloid memiliki ukuran 1 nanometer – 1. Klasifikasi Materi 100 nanometer. Contoh: susu, tinta, cat, asap. MATERI 3) Suspensi: campuran yang bersifat heterogen dan memiliki ukuran lebih besar dari 100 Zat Tunggal Campuran nanometer. Contoh: lumpur, pasir di sungai. Unsur Senyawa Larutan Koloid Suspensi 2. Partikel Penyusun Materi a. Zat tunggal: zat yang terdiri dari satu jenis materi. a. Partikel Unsur 1) Unsur: zat tunggal yang paling sederhana dan  Atom = bagian zat yang tidak dapat dibagi tidak dapat diuraikan secara kimia biasa. lagi, contoh: Fe, Na, Ca, K, Ba, dll. – Contoh unsur yang tersusun atas atom  Molekul = bagian zat yang dapat dipisahkan unsur adalah: Fe (Ferum), Na (Natrium), menjadi atom, contoh: O2, H2, N2, F2, Cl2, dll. Ca (Kalsium), Mn (Mangan). Partikel Senyawa b. – Contoh unsur yang tersusun atas Senyawa terdiri atas molekul atau kumpulan 2) Seny(maNwoitlare:okguzelanut)n, tsOuu2nr(gOagdkaaslilgayehan:n)H,g2C(dlH2a(ipdKarlootrgienten).r)u, rNa2i atom-atom yang berbeda, contoh: H2SO4, HCl, H2O. secara kimia menjadi zat-zat yang lebih sederhana. Senyawa tersusun oleh molekul B. TANDA ATOM UNSUR b. CampCseOunr2ya(anKw:arabb.eonCntoudnkitoomkhsa:idtHear2)Oi. y(aanirg),teNrHdi3ri(Aamtaos nleiabki)h, 1. Unsur Logam dari satu jenis materi. Campuran dapat dibagi  Berbentuk padat dalam temperatur ruang, dalam tiga jenis, yaitu: kecuali raksa (cair). 1) Larutan: campuran yang bersifat homogen  Penghantar listrik dan panas yang baik. (serba sama) dan terdiri dari dua komponen,  Contoh: Aluminium (Al), besi (Fe). 2. Unsur Nonlogam  Terdapat dalam tiga fasa, padat, cair, dan gas.  Penghantar panas dan listrik yang buruk.  Contoh: Nitrogen (N), Brom (Br). [email protected] 63

3. Unsur Metaloid, mempunyai beberapa sifat-sifat  Anion (atom bermuatan negatif) logam dan beberapa sifat-sifat nonlogam. Contoh: Arsen (As), Boron (B). Rumus Nama Rumus Nama OH– hidroksida SO42– sulfat fosfit C. PERSENYAWAAN CN– sianida PO33– fosfat F– fluorida PO43– Contoh: 1. Senyawa Biner Unsur Nonlogam-Nonlogam Perhatikan urutan unsur-unsur berikut ini. NaCl = natrium klorida, B – Si – C – Sb – As – P – N – H – Te – Se – S – I – Br – Cl – O – F MCCuug2OCOl=2==tteemmmabbganaggeaas(i(IuII))mookkkssilidodaari,,da, a. Unsur yang tertulis lebih dulu jika bersenyawa NH4OH = amonium hidroksida. dengan unsur yang ditulis berikutnya maka dalam senyawanya juga ditulis lebih dulu. D. MEMISAHKAN CAMPURAN MATERI b. Unsur yang di belakang ditambah akhiran – Untuk memisahkan campuran menjadi materi-materi ida. penyusunnya dapat dilakukan dengan cara: c. Jika pasangan unsur yang bersenyawa dapat 1. Distilasi membentuk lebih dari satu macam senyawa Proses pemisahan campuran yang penyusunnya maka membedakannya dengan menyebut berupa larutan. Contoh: proses pemisahan bensin indeks dalam bahasa Yunani sebagai awalan dengan minyak tanah. (catatan: awalan mono- untuk unsur di depan tidak perlu ditulis). 2. Filtrasi Proses pemisahan campuran yang zat penyusunnya 1 = mono, 2 = di, 3 = tri, 4 = tetra, 5= penta berupa cairan dan padatan dengan menggunakan saringan (filter). Contoh: menyaring pasir dari air Contoh: sungai yang mengandung pasir. P(aCwl3a=lanfosmfoorntorikplaodraidaP, tPidCal5k=pfeorslfuordpiteunlitsa),klNorHid3 a=, 3. Sentrifugasi amoniak (tidak mengikuti aturan b dan c), CO = Proses pemisahan campuran yang zat penyusunnya berupa cairan dan padatan yang knaitrrboognenmmoonnookskisdidaa, ,CNO22O=3 karbon dioksida, NO = merupakan partikel yang sangat kecil dan tersebar = dinitrogen trioksida. merata dalam cairan. Contoh: pemisahan kapur dari cairan suspensi air kapur. 2. Senyawa Biner Unsur Logam-Nonlogam 4. Kristalisasi a. Unsur logam ditulis di depan dengan bahasa Proses untuk mendapatkan padatan dari suatu Indonesia, dan unsur nonlogam ditulis di cairan larutan dengan pemanasan. Contoh: pada belakang dengan akhiran –ida. proses pembuatan garam dari air laut. b. Jumlah muatan unsur logam menjadi indeks 5. Kromatografi unsur nonlogam, demikian sebaliknya jumlah Pemisahan campuran dengan memanfaatkan muatan unsur nonlogam menjadi indeks perbedaan sifat kepolaran zat. Contoh: pemisahan unsur logam. zat warna dalam tinta. c. Jika jumlah muatan unsur logam lebih dari satu maka untuk membedakan jumlahnya dituliskan sebagai angka romawi di belakang unsur logam tersebut. Perhatikan tabel berikut.  Kation (atom bermuatan positif) Rumus Nama Rumus Nama E. KADAR ZAT DALAM CAMPURAN 1. Prosentase Massa Na+ natrium Ni2+ nikel K+ kalium Al3+ aluminium massa komponen massa campuran Mg2+ magnesium Sn2+ timah(II) % massa = × 100 % 64 [email protected]

2. Prosentase Volume Contoh: mencair, membeku, mengembun, menguap, mengkristal, mendesposisi. % volume = volume komponen × 100 % volume campuran 2. Perubahan kimia Ciri-cirinya: 3. Bagian Per Sejuta  terjadi perubahan sifat: ada endapan, suhu berubah, ada gelembung gas, warna bpj massa = massa komponen × 106 berubah, massa campuran  terjadinya perubahan susunan zat,  terbentuknya zat baru dengan sifat yang F. PERUBAHAN MATERI sama sekali berbeda dengan asalnya (permanen), 1. Perubahan fisika  tidak dapat dibalik ke wujud semula. Ciri-cirinya: Contoh: pembusukan, pembakaran, pengerasan  yang berubah hanya sifat fisiknya saja, semen, foto-sintesis, perkaratan, dll.  susunan zat tidak mengalami perubahan tetap,  jenis zat tidak mengalami perubahan tetap,  pada umumnya dapat dibalik ke wujud semula. BAB 2 ATOM DAN SISTEM PERIODIK UNSUR A. STRUKTUR ATOM elektron bermuatan negatif pada orbit tertentu. 1. Perkembangan Model Atom – Elektron beredar pada lintasan dengan tingkat energi tertentu. Perpindahan elektron  Model Atom Dalton disertai penyerapan atau pelepasan energi. – Atom adalah partikel terkecil suatu zat atau – Atom seperti sistem tata surya yaitu inti atom materi, yang tidak dapat dibagi lagi. sebagai matahari dan elektron sebagai planet- – Atom mempunyai sifat yang sama atau identik planet di sekitarnya dalam orbit tertentu. untuk unsur tertentu. – Atom akan berikatan untuk membentuk suatu  Model Atom de Broglie (mekanika gelombang) molekul. – Gerakan materi adalah suatu gerakan gelom- bang. Dengan demikian elektron yang merupa-  Model Atom Thomson kan materi adalah juga gerakan gelombang. – Atom adalah materi pejal bermuatan positif – Elektron tidak mempunyai lintasan tertentu. dikelilingi muatan negatif. Atom mempunyai Elektron menempati jarak-jarak tertentu dari sifat netral. inti atom. – Terkenal dengan model atom roti kismis, – Kedudukan elektron tidak dapat dipastikan, karena bagian pejal bermuatan positif dan hanya merupakan kebolehjadian. elektron (bermuatan negatif) mengelilingi seperti kismis dalam roti. 2. Partikel Dasar Penyusun Atom Letak Partikel Muatan Massa (gr) Penemu  Model Atom Rutherford Inti – Atom adalah inti bermuatan positif dikelilingi proton +1 1,673 x 10–24 Goldstein atom elektron bermuatan negatif. Massa atom terkonsentrasi pada bagian inti (pusat). netron 0 1,675 x 10–24 J. Chadwick Inti – Atom bersifat netral karena jumlah muatan atom positif sama dengan jumlah muatan negatif. elektron –1 9,110 x 10–28 Thomson Kulit  Model Atom Niels Bohr atom – Atom adalah inti bermuatan positif dikelilingi [email protected] 65

3. Lambang Atom s = sharp nilai ℓ = 0 XA Keterangan: p = principal nilai ℓ = 1 A = massa atom d = diffuse nilai ℓ = 2 Z X = lambang unsur f = fundamental nilai ℓ =3 Z = nomor atom Untuk n = 1 ℓ = 0 (sharp) Atom Netral = Atom yang tidak bermuatan listrik. Untuk n = 2 ℓ = 0 (sharp); ℓ = 1 (principal)  Proton = elektron = nomor atom Untuk n = 3 ℓ = 0 (sharp); ℓ = 1 (principal); ℓ = 2 (diffuse)  Netron = massa atom – nomor atom Atom bermuatan negatif = anion Untuk n = 4 ℓ = 0 (sharp); ℓ = 1 (principal); Atom yang kelebihan elektron karena masuknya ℓ = 2 (diffuse); ℓ = 3 (fundamental) elektron unsur lain ke dalam atom tersebut. c. Bilangan kuantum magnetik (m)  proton = nomor atom  elektron = nomor atom + muatan Menyatakan orbital tempat elektron berada,  netron = massa atom – nomor atom jenisnya: Atom bermuatan listrik positif = kation Untuk ℓ = 0 m=0 Atom yang kelebihan proton karena berpindahnya Untuk ℓ = 1 elektron. Untuk ℓ = 2 m = –1; m = 0; m = +1  proton = nomor atom  elektron = nomor atom – muatan Untuk ℓ = 3 m = –2; m = –1; m = 0; m = +1; m = +2  netron = massa atom – nomor atom m = –3; m = –2; m = –1; m = 0; m = +1 m = +2; m = +3 Suatu orbital dapat digambarkan sebagai berikut. sp d f 0 –1 0 +1 –2 –1 0 +1 +2 –3 –2 –1 0 +1 +2 +3 4. Nuklida Nuklida adalah inti atom suatu unsur yang mengandung nilai m proton dan netron. d. Bilangan kuantum spin (s) Menyatakan arah elektron dalam orbital.  Isotop Jenisnya: Nuklida yang mempunyai nomor atom sama tetapi + ½ dan – ½ untuk setiap orbital (harga m). massa atomnya berbeda atau jumlah proton sama tetapi jumlah netron berbeda. Contoh: 1 H; 2 H. Isobar 1 1  Untuk menentukan = +1/2 letak elektron maka Nuklida yang mempunyai nomor atom beda tetapi = –1/2 perlu mengikuti aturan-aturan massa atomnya sama. Contoh: 14 C dengan 14 N. tertentu yang sudah 6 7 ditetapkan.  Isoton Nuklida yang mempunyai jumlah netron sama tetapi nomor atom dan massa atomnya berbeda. Contoh: 9 Be dengan 10 B; 13 C dengan 14 N. Aturan Aufbau 4 5 6 7 Elektron-elektron mengisi orbital dari tingkat energi terendah kemudian tingkat energi yang lebih tinggi. B. KONFIGURASI ELEKTRON Konfigurasi elektron adalah suatu susunan mengenai Diagram di bawah ini adalah cara untuk mempermudah penyebaran elektron pada kulit suatu atom. menentukan tingkat energi orbital dari yang terendah ke yang lebih tinggi yaitu: 1. Bilangan Kuantum Bilangan yang menentukan letak keberadaan 1s elektron pada kulit suatu atom. a. Bilangan kuantum utama (n) 2s 2p Menyatakan nomor kulit tempat elektron 3s 3p 3d berada, jenisnya: K (n = 1), L (n = 2), M (n = 3). 4s 4p 4d 4f b. Bilangan kuantum azimuth (ℓ) Menyatakan subkulit tempat elektron berada, 5s 5p 5d 5f jenisnya: 6s 6p 6d 6f 7s 7p 7d 7f 66 [email protected]

Contoh: Untuk subkulit d, terisi elektron setengah penuh Atom Li mempunyai 3 elektron à konfigurasinya: atau penuh ternyata lebih stabil dibandingkan jika 1s2 2s1 menggunakan aturan Aufbau. Atom Fe mempunyai 26 elektron à konfigurasinya: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 C. SISTEM PERIODIK UNSUR Aturan Hund Sistem Periodik Unsur adalah susunan unsur-unsur Elektron-elektron tidak membentuk pasangan berdasarkan kenaikan nomor atom dan kemiripan elektron sebelum masing-masing orbital terisi sebuah sifat-sifat yang dimiliki oleh masing-masing unsur. elektron. Henry G. Moseley Larangan Pauli Menemukan Sistem Periodik Unsur Modern dan Tidak diperbolehkan di dalam atom terdapat elektron menyatakan sifat unsur merupakan sistem periodik dari nomor atomnya di mana nomor atom merupakan yang mempunyai keempat bilangan kuantum yang jumlah proton dan elektron sebuah unsur netral. SPU sama. Modern tersusun atas: 2. Beberapa Hal Penting untuk Diperhatikan dalam Konfigurasi Elektron Cara menuliskan urutan subkulit 1. Golongan Baris vertikal menyatakan unsur-unsur yang a. Subkulit ditulis berdasarkan tingkat energinya, dilaluinya sebagai unsur-unsur yang segolongan. Segolongan berarti mempunyai elektron valensi cToinngtko3ah1tG: aGe:an1liesur2mg2is(23s12uGpba6k)3.usli2t3p46s4sle2 b3idh10 4p1 dari (elektron pada kulit terluar) sama. rendah Golongan = Elektron Valensi subkulit 3d, maka akan terisi elektron lebih dahulu dan ditulis lebih dahulu. Ada dua golongan unsur-unsur dalan SPU: b. Subkulit ditulis berdasarkan urutan kulit utamanya, Golongan Utama (Golongan A) dan Golongan contoh pada Galium: Transisi (Golongan B). Walau31pGuan: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p1 Golongan Elektron Golongan Elektron tingkat energi subkulit 4s lebih rendah Utama Valensi Utama Valensi IA ns1 IB (n-1)d10 ns1 dari subkulit 3d, tetapi penulisannya berdasarkan IIA ns2 IIB (n-1)d10 ns2 urutan kulit utamanya adalah seperti di atas, jadi IIIA ns2 np1 IIIB (n-1)d1 ns2 3d ditulis lebih dahulu. IVA ns2 np2 IVB (n-1)d2 ns2 c. Subkulit ditulis dengan menggunakan konfigurasi VA ns2 np3 VB (n-1)d3 ns2 gas mulia, contoh: VIA ns2 np4 VIB (n-1)d5 ns1 31Ga: [Ar] 4s2 3d10 4p1 atau [Ar] 3d10 4s2 4p1 Gas mulia di sini yang dipakai adalah Argon (Ar) VIIA ns2 np5 VIIB (n-1)d5 ns2 yang mempunyai nomor atom = 18. VIIIA ns2 np6 VIIIB (n-1)d6 ns2 VIIIB (n-1)d7 ns2 VIIIB (n-1)d8 ns2 Aturan Penuh–Setengah Penuh Nama golongan pada golongan utama: Dalam percobaan ternyata ditemukan beberapa pe- Golongan Nama Golongan Nama nyimpangan aturan Aufbau, sebagai contoh adalah Golongan Golongan untuk konfigurasi elektron Kromium (Cr) dan Tembaga I A Alkali V A Nitrogen (Cu): Alkali Oksigen/ II A Tanah VI A Kalkogen  Berdasarkan aturan Aufbau: 4Cr: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4 atau [Ar] 4s2 3d4 III A Boron VII A Halogen  Berdasarkan percobaan menjadi: IV A Karbon VIII A Gas Mulia – 234dC5r:(s1est2e2nsg2a2hpp6 e3ns2u3hpu6n4tsu1k3sdu5baktualuit[dA)r] 4s1 2. Periode – 239dC1u0:(p1es2n2ush2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10 atau [Ar] 4s1 Baris horizontal menyatakan unsur-unsur yang untuk subkulit d) dilaluinya sebagai unsur-unsur yang seperiode. [email protected] 67

Seperiode berarti mempunyai jumlah kulit atom Maksimum di golongan Halogen, gas mulia lebih sama. kecil keelektronegatifannya dibanding Halogen. Periode = Jumlah Kulit 6. Kereaktifan, yaitu kemudahan melakukan reaksi dengan unsur lain. D. SIFAT PERIODIK UNSUR Sifat Unsur segolongan Unsur seperiode (atas-bawah) (kiri-kanan) 1. Jari-jari atom adalah jarak antara inti atom dengan Jari-jari semakin ke bawah semakin ke kanan kulit atom paling luar yang ditempati elektron dan semakin besar semakin kecil diukur ketika atom tersebut berikatan. Potensial semakin kecil semakin besar Ionisasi 2. Potensial ionisasi (energi ionisasi) adalah energi yang Afinitas semakin kecil semakin besar dibutuhkan untuk membebaskan satu elektron suatu Elektron atom pada keadaan gas. Elektro- semakin kecil semakin besar negatifitas semakin besar semakin kecil 3. Afinitas elektron adalah energi yang dibebaskan Kelogaman semakin kecil semakin besar atom netral dalam pengikatan elektron untuk Keasaman semakin besar semakin kecil membentuk ion negatif. Kereaktifan 4. Kelogaman dan keasaman. 5. Elektronegatifitas adalah kecenderungan suatu atom menarik pasangan elektronnya dalam molekul. BAB 3 IKATAN KIMIA A. JENIS-JENIS IKATAN KIMIA nonlogam. Pemakaian bersama elektron dari salah satu unsur. 1. Ikatan Antaratom Sifat-sifat ikatan ion dan kovalen a. Ikatan Ion atau Ikatan Elektrovalen Ikatan atom unsur logam (elektropositif) dengan Ikatan ion Ikatan kovalen atom unsur nonlogam (elektronegatif). Unsur logam memberikan elektronnya pada unsur non Daya hantar listrik kuat. Daya handar listrik kurang. logam. Titik leleh dan titik didih Titik leleh dan titik didih b. Ikatan Kovalen tinggi. rendah. Ikatan atom unsur nonlogam dengan atom unsur nonlogam. Pemakaian bersama elektron dari Pada suhu kamar Pada suhu kamar senyawanya kedua unsur tersebut. senyawanya berfasa padat. berfasa padat, cair, atau gas. c. Ikatan Kovalen Polar Ikatan kovalen di mana pasangan elektron ikatan 2. Ikatan Antarmolekul (PEI) tertarik lebih kuat ke salah satu atom. Pasangan elektron akan tertarik ke atom yang a. Ikatan Van Der Waals memiliki keelektronegatifan lebih besar. Ikatan yang terjadi akibat adanya gabungan gaya London dan gaya tarik antar dipol. d. Ikatan Kovalen Nonpolar  Gaya dispersi (gaya London) Ikatan kovalen dimana pasangan elektron ikatan – Terjadi gaya tarik menarik antara mole- (PEI) tertarik sama kuat ke seluruh atom. kul-molekul nonpolar yang terkena aliran elektron (dipol sesaat) dengan molekul e. Ikatan Kovalen Rangkap nonpolar di sebelahnya yang terpengaruh Ikatan atom unsur nonlogam dengan atom unsur (dipol terimbas) yang berdekatan. nonlogam. Terdapat pemakaian bersama lebih – Gaya tarik antarmolekulnya relatif lemah. dari satu pasang elektron.  GayaCtoanrtikohd:ipHo2,l N2, CH4, dan gas-gas mulia. – Gaya tarik antara molekul-molekul kutub f. Ikatan Kovalen Koordinasi positif dengan kutub negatif. Ikatan atom unsur nonlogam dengan atom unsur 68 [email protected]

– Gaya tarik antar molekulnya lebih kuat C. HIBRIDISASI dari gaya tarik antara molekul dipol Proses pembentukan orbital karena adanya gabungan (peleburan) dua atau lebih orbital atom dalam suatu sesaat-dipol terimbas. satuan atom. Konsep hibridisasi ini terjadi misalnya pPeardhaastieknaynawkoanCfiHgu4.r asi elektron berikut. b. Ikatan Hidrogen 6C : 1s2 2s2 2p2 Terjadi antara atom H dari suatu molekul dengan atom F atau atom O atau atom N pada molekul lain. Ada perbedaan suhu tinggi dan sangat polar di antara molekul-molekulnya. Contoh: HF, H2O, dan NH3. c. Ikatan Logam Ikatan ion logam dengan ion logam dengan bantuan kumpulan elektron sebagai pengikat 1s2 2s2 2p2 atom-atom positif logam. Ikatannya membentuk Peristiwa promosi elektron akan mengubah konfigurasi kristal logam. Contoh: campuran tembaga dengan elektron di atas menjadi: seng membentuk kuningan.  kemudian terbentuk B. BENTUK GEOMETRI MOLEKUL orbital hibrida: s p3 1s2 2s1 2p3 Berbagai kemungkinan bentuk molekul: Hal ini terjadi karena keempat elektron valensi dari karbon harus merupakan elektron tunggal pada tingkat Tipe molekul Bentuk molekul Contoh energi sama untuk membentuk 4 ikatan C – H. Jadi tempat-tempat kosong pada orbital 2s dan 2p masing- AX4 Tetrahedron CH4 masing akan diisi elektron dari hidrogen. NH3 Berbagai kemungkinan lain hibridisasi dan bentuk AX3E Segitiga piramid H2O geometri orbital hibridanya sebagai berikut. PCl5 AX2E2 Planar V SF4 IF3 AX5 Segitiga bipiramid XeF2 Orbital Jumlah SF6 hibrida ikatan AX4E Bidang empat IF5 Bentuk geometrik XeF4 AX3E2 Planar T sp 2 Linear AX2E3 Linear sp2 3 Segitiga datar sama sisi AX6 Oktahedron sp3 4 Tetrahedron AX5E Segiempat piramid sp2d 4 Persegi datar AX4E2 Segiempat planar sp3d 5 Segitiga Bipiramidal Keterangan: sp3d2 6 Oktahedron A = Atom Pusat X = Jumlah pasangan elektron ikatan E = Jumlah pasangan elektron bebas [email protected] 69

BAB 4 KONSEP MOL DAN STOIKIOMETRI A. KONSEP MOL Hukum Proust (Ketetapan Perbandingan): Suatu senyawa perbandingan massa unsur-unsur Mol (n) adalah satuan internasional untuk menyatakan jumlah zat. Mol dapat dirumuskan dengan: penyusunnya selalu tetap. n= massa unsur A atau n = massa molekul AB Hukum Dalton (Perbandingan Berganda) Ar unsur A Mr molekul AB Jika unsur A dan unsur B membentuk lebih dari satu macam senyawa, maka untuk massa unsur A yang Dalam 1 mol zat terdapat 6,02 x 1023 partikel. Jumlah tetap, massa unsur B dalam senyawanya berbanding partikel zat dirumuskan dengan: sebagai bilangan bulat sederhana. Jumlah partikel = n × 6,02 × 1023 2. Hukum-hukum Ilmu Kimia untuk Gas Keterangan: Hukum Gay Lussac (Perbandingan Volume) n = mol 6,02 × 1023 = bilangan Avogadro Volume gas-gas yang bereaksi dengan volume gas- Mr = massa molekul relatif gas hasil reaksi akan berbanding sebagai bilangan Ar = massa atom relatif (koefisien) bulat sederhana jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama.  Pada kondisi standar di mana suhu 0oC dan tekanan Rumus: 1 atm (Standard Temperature and Pressure = STP): koefisien gasA = volume gasA koefisien gasB volume gasB volume gas 1 mol gas = 22,4 liter ⇔ n = 22,4 × 100 % Hukum Avogadro Gas-gas dalam volume sama akan mempunyai jumlah  Pada kondisi bukan standar maka kita gunakan molekul yang sama jika diukur pada suhu dan tekanan Rumus Gas Ideal: yang sama. Dalam 1 mol zat mengandung 6,02 × 1023 PV partikel, yang disebut dengan Bilangan Avogadro. RT PV = nRT ⇔ n = Rumus: Keterangan: mol gasA = volume gasA P = tekanan (atm) R = tetapan 0,08205 atm.L/mol.K mol gasB volume gasB V = volume (liter) T = suhu (kelvin) Hukum Boyle N = mol (Ketetapan Hasil kali tekanan dan volume) Hasil kali tekanan gas dan volume gas akan selalu  Pada kondisi suhu dan tekanan sama (P, T): tetap jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama. Rumus: n gas A = volume gas A n gas B volume gas B PA.VA = PB.VB B. STOIKIOMETRI Hukum Boyle-Gay Lussac Hasil kali tekanan gas dan volume gas akan selalu Stoikiometri mempelajari semua perhitungan kimia secara kuantitatif, tidak terbatas pada unsur saja tetapi tetap jika dibagi suhu mutlak. juga perhitungan senyawa maupun campuran. 1. Hukum-hukum Dasar Ilmu Kimia Rumus: Hukum Lavoisier (Kekekalan Massa) PA VA = PB VB Massa zat sebelum reaksi sama dengan massa zat TA TB setelah reaksi. 70 [email protected]

C. RUMUS EMPIRIS DAN RUMUS MOLEKUL Ar X = % k. X1. Ar X1 +% k. X2. Ar X2 + ... + % k. Xn. Ar Xn 100 % 1. Rumus Empiris Rumus empiris adalah rumus yang paling K = kelimpahan sederhana dalam komposisi suatu senyawa. 2. Massa Molekul Relatif (Mr) 2. Rumus Molekul Rumus molekul adalah kelipatan dari rumus Massa molekul relatif (Mr) atau juga disebut bobot empiris. molekul (BM) suatu senyawa adalah massa satu D. MASSA ATOM RELATIF DAN MASSA MOLEKUL molekul senyawa tersebut dibagi dengan 1 massa RELATIF 12 satu atom isotop karbon 12. Mr senyawa XY = massa satu molekul senyawa XY massa satu atom12C 1. Massa Atom Relatif (Ar) 1 12 Massa atom relatif (Ar) atau juga disebut bobot atom (BA) suatu unsur adalah massa satu atom unsur E. AIR KRISTAL tersebut dibagi dengan 1 massa satu atom isotop Air kristal (hidrat) adalah air yang terikat pada suatu 12 karbon 12. kristal senyawa tertentu dengan perbandingan molekul massa rata - rata atom unsur A Ar unsur A = yang tertentu pula. Air ini dapat dibebaskan melalui 1 massa satu atom unsur 12C 12 pemanasan. Contoh air kristal: CuSO4.5H2O, FeSO4. 7H2O, CaSO4. 2H2O, dsb. Menentukan Massa Atom Relatif dari Isotop-Isotop di Alam Di alam suatu unsur bisa didapatkan dalam 2 jenis atau bahkan lebih isotop, oleh karena itu kita dapat menentukan massa atom relatifnya dengan rumus berikut ini. Untuk n jenis isotop: BAB 5 SISTEM KOLOID A. KOLOID • heterogen • dimensi lebih dari 100 nm Koloid adalah campuran yang berada di antara larutan SUSPENSI • mengendap dan suspensi, terbentuk dari fase terdisperi dan • memisah jika didiamkan pendispersi. Berikut adalah perbedaan larutan, koloid, • dapat dilihat dengan mikroskop biasa dan suspensi: • dapat disaring dengan saringan biasa • homogen B. JENIS-JENIS KOLOID • dimensi kurang dari 1 nm LARUTAN • tersebar merata T P Nama Contoh • tidak memisah jika didiamkan • tidak dapat dilihat dengan mikroskop Cair Gas Aerosol Cair Kabut, awan ultra Padat Gas Aerosol Padat Asap, debu • tidak dapat disaring Gas Cair Busa sabun, krim kocok Cair Cair Buih Susu, santan, minyak ikan KOLOID • heterogen Padat Cair Emulsi Tinta, cat, sol emas • dimensi kurang dari 1 nm – 100 nm Gas Padat Karet busa, batu apung • tersebar merata Cair Padat Sol Mutiara, opal • tidak memisah jika didiamkan Padat Padat Buih Padat Gelas warna, intan • tidak dapat dilihat dengan mikroskop Emulsi Padat Sol Padat ultra • tidak dapat disaring Keterangan: T = Terdispersi dan P = Pendispersi [email protected] 71

C. SIFAT-SIFAT KOLOID Reversibel, bila dikeringkan Tidak reversibel, bila dapat membentuk koloid dikeringkan tidak dapat 1. Efek Tyndall: peristiwa menghamburnya cahaya kembali dengan penambahan bila dipancarkan melalui sistem koloid. pendis-persi seperti semula. membentuk koloid kembali. 2. Gerak Brown: gerakan dari partikel terdispersi Viskositas besar pada dalam sistem koloid yang terjadi karena adanya pendispersi murni, bila lama Viskositas kecil. tumbukan antarpartikel, gerakan ini sifatnya acak didiamkan akan menyerupai dan tidak berhenti. Tekanan permukaan agar-agar. pendispersi tidak 3. Elektroforesis: suatu proses pengamatan migrasi atau berpindahnya partikel-partikel dalam sistem Tekanan permukaan terpengaruh partikel koloid karena pengaruh medan listrik. pendispersi terpengaruh terdispersi. 4. Adsorpsi: proses penyerapan bagian permukaan partikel terdispersi. benda atau ion yang dilakukan sistem koloid sehingga sistem koloid ini mempunyai muatan D. PEMBUATAN SISTEM KOLOID listrik. n Ada dua metode pembuatan sistem koloid 5. Koagulasi: suatu keadaan di mana partikel- partikel koloid membentuk suatu gumpalan yang Larutan Koloid Dispersi Suspensi lebih besar. Penggumpalan ini dikarenakan oleh Kondensasi beberapa faktor, contohnya, karena penambahan zat kimia atau enzim tertentu. 1. Kondensasi Koloid Berdasar Daya Tarik terhadap Air a. Reduksi-oksidasi 1. Koloid Liofil Pada pembuatan sol belerang dengan reaksi: (Yunani: lio = cairan, philia = menyukai) Suatu sistem koloid di mana zat terdispersi b. D2 eHk2oS(mg)p+osSiOsi2(aq) → 3 S (koloid) + 2 H2O(l) mempunyai afinitas (daya tarik) besar terhadap Pada pembuatan sol perak klorida dengan reaksi: medium pendispersinya. Contoh: agar-agar, kanji. AgNO3(aq) + HCl(aq) → AgCl ( koloid ) + HNO3(aq) 2. Koloid Liofob c. Hidrolisis (Yunani: lio = cairan, phobia = membenci) Pada pembuatan sol besi (III) hidroksida dengan Suatu sistem koloid di mana zat terdispersi reaksi: mempunyai afinitas (daya tarik) kecil terhadap FeCl3(aq) + 3 H2O(l) → Fe(OH)3 (koloid) + 3 HCl(aq) medium pendispersinya. Contoh: sol-sol logam. 2. Dispersi Perbedaan Koloid Liofil dan Koloid Liofob a. Mekanik LIOFIL LIOFOB Menggerus butir kasar sampai terbentuk partikel dengan ukuran tertentu (koloid) dan kemudian Stabil pada kondisi zat yang Stabil hanya bila zat yang mencampurkannya dengan media pendispersi terdispersi mempunyai terdispersi mempunyai sambil dilakukan pengadukan. konsentrasi kecil maupun besar. konsentrasi kecil. b. Peptisasi Memecah butir-butir kasar dengan zat pemecah Koagulasi terjadi bila zat Mudah berkoagulasi semacam peptid sampai terbentuk suatu partikel elektrolit yang ditambahkan (mengendap) dalam zat koloid dengan ukuran yang sudah ditentukan, misalnya proses pemecahan protein dengan dalam jumlah banyak. elektrolit. bantuan enzim. Ketika berkoagulasi bentuk Ketika berkoagulasi c. Menggunakan busur Bredig gumpalan seperti gel. bentuk gumpalan seperti Cara ini biasanya dilakukan untuk pembuatan sol-sol logam, dengan membuat logam sebagai Kestabilan tidak terpengaruh mayonaise (granul). elektroda dan kemudian diberi kejutan listrik dialisis. sehingga logam terlepas ke air sebagai media dan Kestabilan terpengaruh kemudian logam tersebut mengalami kondensasi Peristiwa efek Tyndall tidak dialisis. membentuk koloid. terlihat jelas. Peristiwa efek Tyndall terlihat jelas. 72 [email protected]

n Manfaat Koloid dan Kerugian Yang 3. Pengolahan Air Ditimbulkannya Pada pengolahan air bersih juga menggunakan dasar- 1. Dialisis dasar sifat koloid: adsorpsi dan koagulasi. Proses penghilangan ion-ion yang mengganggu – Koagulasi terjadi karena tawas (aluminium sulfat) kestabilan koloid, di mana dalam proses ini sistem koloid dimasukkan dalam suatu kantong dari selaput berfungsi sebagai penggumpal lumpur koloid semipermiabel (selaput yang dapat melewatkan sehingga pada proses selanjutnya lumpur ini akan partikel-partikel kecil tetapi menahan koloid supaya mudah disaring. tidak keluar). – Adsorpsi juga terjadi karena tawas dapat Contoh: Proses dialisis digunakan pada proses cuci membentuk Al(OH)3 yang dapat menyerap darah pada pasien yang mengalami sakit gagal ginjal, (mengadsorpsi) zat-zat pewarna dan pencemar prosesnya sendiri disebut hemodialisis. lainnya. 2. Koloid pelindung 4. Polusi Koloid pelindung dibuat untuk menstabilkan sistem koloid yang perlu dijaga kestabilannya, di mana koloid Polusi, khususnya polusi udara, umumnya dikarenakan pelindung ini akan membungkus partikel zat terdispersi oleh partikel-partikel polutan yang berbentuk koloid, supaya tidak mengelompok. seperti misalnya debu dan asap. Contoh: Gelatin digunakan sebagai koloid pelindung es krim yaitu untuk mencegah pembentukan kristal es. BAB 6 SISTEM LARUTAN A. LARUTAN ELEKTROLIT DAN NONELEKTROLIT massat massat 1000 Mr massap (gram) 1. Larutan Elektrolit m = Mr = × Larutan elektrolit adalah larutan yang zat massap (kilog ram) terlarutnya dapat terionisasi dalam air sehingga dapat menghantarkan arus listrik. Keterangan: m = Molalitas a. Larutan Elektrolit Kuat massat = massa zat terlarut Larutan elektrolit yang terionisasi sempurna. Mmars=samp a=smsaasmsaolpeeklualrruetlatif zat terlarut Memiliki derajat ionisasi (α) = 1. Contoh: HCl, HBr, H2SO4, NaOH, Mg(OH)2. 2. Molaritas b. Larutan Elektrolit Lemah Menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam 1 liter Larutan elektrolit yang terionisasi sebagian. Memiliki derajat ionisasi (α) = 0 <α <1 (1000 mililiter) larutan. Contoh: HF, H3PO4, CH3COOH, NH3, H2S. massat massat 1000 2. Larutan Nonelektrolit Mr volume (mililiter) Larutan nonelektrolit adalah larutan yang zat M = Mr = × terlarutnya tidak dapat terionisasi dalam air volume (liter) sehingga tidak dapat menghantarkan arus listrik. Contoh: CO(NH2)2, C12H22O11, C6H12O6, CH3OH, dll Keterangan: m = Molaritas, B. KONSENTRASI LARUTAN Mr = massa molekul relatif zat terlarut, massat = massa zat terlarut, volume = volume larutan. 1. Molalitas Menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam 1 kg 3. Pada Campuran Zat yang Sejenis (1000 gram) pelarut. Mc. Vc = M1.V1 + M2.V2 + … + Mn.Vn [email protected] 73

Mc = molaritas Vc = volume D. LARUTAN BUFFER campuran campuran M1 = Larutan buffer atau dapar adalah suatu larutan M2 = molaritas zat 1 V1 = volume zat 1 yang dapat mempertahankan pH larutan apabila Mn = molaritas zat 2 V2 = volume zat 2 ditambahkan sedikit asam atau basa. Pada dasarnya molaritas zat n Vn = volume zat n larutan penyangga ini terjadi karena adanya campuran asam lemah dengan basa konjugasinya (dalam garam) 4. Pada Pengenceran Suatu Zat atau campuran basa lemah dengan asam konjugasinya N1. V1 = N2.V2 (dalam garam). N = netralitas = molaritas x valensi E. HIDROLISIS LARUTAN N1 = netralitas zat mula-mula N2 = netralitas zat setelah pengenceran Penguraian larutan yang disebabkan oleh ion H+ dan V1 = volume zat mula-mula OH– yang berasal dari molekul air. Hidrolisis terjadi V2 = volume zat setelah pengenceran pada garam-garam yang mengandung asam lemah dan atau mengandung basa lemah. 5. Fraksi Mol Menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam jumlah mol total larutan atau menyatakan jumlah mol pelarut F. MENGHITUNG pH dalam jumlah mol total larutan. Larutan dengan pH kecil (pH < 7) berarti sifatnya ASAM, sedangkan jika pH-nya besar (pH > 7) berarti bersifat Xt = nt nt np ; Xp = nt np ⇒ Xt + Xp =1 BASA, jadi pH dijadikan acuan untuk menentukan + + np larutan bersifat asam atau basa. Xt = fraksi mol zat terlarut pH = –log [H+] Xp = fraksi mol pelarut pOH = –log [OH–] nt = mol zat terlarut np = mol pelarut pH = 14 – pOH C. TEORI ASAM BASA Untuk mencari [H+] dan [OH–] perhatikan uraian di bawah ini! 1. Svante August Arhenius 1. Asam Kuat + Basa Kuat n Asam adalah suatu senyawa yang apabila n Bila keduanya habis, gunakan rumus: dilarutkan dalam air akan menghasilkan ion pH larutan = 7 (netral) hidrogen (H+) atau ion hidronium (H3O+). Contoh: HCl (aq) → H+ + Cl– n Bila Asam Kuat bersisa, gunakan rumus: n Basa adalah suatu senyawa yang apabila dilarutkan [H+] = Konsentrasi Asam Kuat × Valensi Asam Kuat n Bila Basa Kuat bersisa, gunakan rumus: dalam air akan menghasilkan ion hidroksida (OH–). [OH–] = Konsentrasi Basa Kuat × Valensi Basa Kuat Contoh: NaOH (aq) → Na+ + OH– 2. Johanes Bronsted dan Thomas Lowry (Bronsted- 2. Asam Kuat + Basa Lemah n Bila keduanya habis gunakan rumus Lowry) HIDROLISIS: n Asam adalah zat yang bertindak sebagai pendonor [H+] = Kw × Konsentrasi Kation proton (memberikan proton) pada basa. Kb Asam → Basa Konjugasi + H+ n Bila Asam Kuat bersisa, gunakan rumus: n Basa adalah zat yang bertindak sebagai akseptor proton (menerima proton) dari asam. [H+] = Konsentrasi Asam Kuat × Valensi Asam Kuat Basa + H+ → Asam Konjugasi 3. Gilbert Lewis n Bila Basa Lemah bersisa, gunakan rumus BUFFER: n Asam adalah suatu zat yang bertindak sebagai penerima (akseptor) pasangan elektron. [OH–] = Kb × Konsentrasi Sisa Basa Lemah Konsentrasi Garam n Basa adalah suatu zat yang bertindak sebagai pemberi (donor) pasangan elektron. 74 [email protected]

3. Asam Lemah + Basa Kuat a. Penurunan Tekanan Uap (∆P) n Bila keduanya habis gunakan rumus HIDROLISIS: ∆P = Po – P ∆P = Xt . Po P = Xp . Po [OH–] = Kw × Konsentrasi Anion ∆P = penurunan tekanan uap Ka Po = tekanan uap jenuh pelarut murni P = tekanan uap jenuh larutan n Bila Basa Kuat bersisa, gunakan rumus: Xt = fraksi mol zat terlarut Xp = fraksi mol pelarut [OH–] = Konsentrasi Basa Kuat × Valensi Basa Kuat b. Kenaikan Titik Didih (∆Tb) n Bila Asam Lemah bersisa, gunakan rumus BUFFER: [H+] = Ka × Konsentrasi Sisa Asam Lemah ∆Tb = Tblar – Tbpel ∆Tb = Kb . m Konsentrasi Garam ∆Tb = kenaikan titik didih 4. Asam Lemah + Basa Lemah n Bila keduanya habis gunakan rumus TTKbbblpaerl = titik didih larutan HIDROLISIS: = titik didih pelarut = tetapan titik didih molal pelarut Kw m = molalitas larutan Kb [H+] = × Ka c. Penurunan Titik Beku (∆Tf) n Bila Asam Lemah bersisa, gunakan rumus: ∆Tf = Tfpel – Tflar ∆Tf = Kf . m [H+] = Ka × Konsentrasi Asam Lemah ∆Tf = penurunan titik beku Tfpel = titik beku pelarut n Bila Basa Lemah bersisa, gunakan rumus: Tflar = titik beku larutan [OH–] = Kb × Konsentrasi Basa Lemah Kb = tetapan titik beku molal pelarut M = molalitas larutan G. KELARUTAN DAN HASIL KALI KELARUTAN d. Tekanan Osmotik (π) n Kelarutan (s) adalah banyaknya jumlah mol maksimum zat yang dapat larut dalam suatu π=M.R.T larutan yang bervolume 1 liter. π = tekanan osmotik n Hasil kali kelarutan (Ksp) adalah hasil perkalian M = molaritas larutan konsentrasi ion-ion dalam suatu larutan jenuh R = tetapan gas = 0,08205 zat tersebut. Di mana konsentrasi tersebut T = suhu mutlak = (oC + 273) K dipangkatkan dengan masing-masing koefisiennya. 2. Sifat Koligatif Larutan Elektrolit n Pengaruh ion sejenis Ion sejenis akan memperkecil kelarutan. Contoh larutan elektrolit: eNleakCtlr,oHli2tSOm4a, kCaH3rCuOmOuHs-, KOH, dll. Untuk larutan rumus di atas akan dipengaruhi oleh: H. SIFAT KOLIGATIF LARUTAN i = 1 + (n – 1) α Berdasarkan hukum Raoult, sifat koligatif adalah sifat i = faktor van’t Hoff suatu larutan yang tidak dipengaruhi oleh jenis zat n = jumlah koefisien hasil penguraian senyawa ion tersebut tetapi dipengaruhi oleh konsentrasinya. Sifat α = derajat ionisasi koligatif larutan dapat terjadi karena adanya solut non α untuk asam kuat atau basa kuat = 1 volatil (tidak mudah menguap) pada larutan. Ada 4 macam sifat koligatif larutan yang dibedakan a. Penurunan Tekanan Uap (∆P) dalam 2 kelompok yaitu untuk larutan nonelektrolit dan larutan elektrolit ∆P = Po – P Xt = nt.i ∆P = Xt . Po nt.i + np 1. Sifat Koligatif Larutan Nonelektrolit P = Xp . Po dengan Contoh larutan nonelektrolit: Glukosa (C6H12O6), np Sukrosa (C12H22O11), Urea (CO(NH2)2), dll. Xp = nt.i + np [email protected] 75

∆P = penurunan tekanan uap Diagram Fasa Po = tekanan uap jenuh pelarut murni P = tekanan uap jenuh larutan Diagram fasa menunjukkan hubungan antara Xt = fraksi mol zat terlarut penurunan tekanan uap jenuh, kenaikan titik didih, Xp = fraksi mol pelarut dan penurunan titik beku. Nt = mol zat terlarut Np = mol pelarut 1 atm SR PQ Garis tebal i = faktor van’t Hoff merupakan grafik cair pelarut. b. Kenaikan Titik Didih (∆Tb) Garis putus-putus merupakan grafik ∆Tb = Tblar – Tbpel ∆Tb = Kb . m . i A larutan (pelarut yang mengandung ∆Tb = kenaikan titik didih tekanan padat T solut). Tblar = titik didih larutan gas Tbpel = titik didih pelarut Kb = tetapan titik didih molal pelarut suhu M = molalitas larutan i = faktor van’t Hoff Keterangan: c. Penurunan Titik Beku (∆Tf) Sumbu x : suhu (oC) Sumbu y : tekanan (1 atm) ∆Tf = Tfpel – Tflar ∆Tf = Kf . m . i A : titik kesetimbangan 3 fasa pelarut (R - S) = penurunan titik beku (∆Tf) ∆Tf = penurunan titik beku T : titik kesetimbangan 3 fasa larutan Tfpel = titik beku pelarut Tflar = titik beku larutan P : titik didih pelarut Kb = tetapan titik beku molal pelarut M = molalitas larutan S : titik beku larutan i = faktor van’t Hoff Q : titik didih larutan d. Tekanan Osmotik (π) R : titik beku pelarut π=M.R.T.i (Q - P): kenaikan titik didih π= tekanan osmotik molaritas larutan M= tetapan gas = 0,08205 R= suhu mutlak (oc + 273) K T= faktor van’t Hoff i= 76 [email protected]

BAB 7 LAJU REAKSI A. LAJU REAKSI 2. Luas Permukaan Bidang Sentuh Laju reaksi adalah bertambahnya konsentrasi hasil Semakin luas permukaan bidang sentuhnya maka laju reaksi juga semakin bertambah. Luas permukaan reaksi tiap satuan waktu atau berkurangnya konsentrasi bidang sentuh berbanding lurus dengan laju reaksi. Contoh: Apabila kita melarutkan gula batu yang pereaksi tiap satuan waktu. bermassa 100 gram dan melarutkan gula dalam bentuk serbuk bermassa sama dalam air yang kondisinya Jika ada suatu persamaan aA + bB → cAB, maka; sama maka serbuk gula akan lebih dahulu larut, hal ini dikarenakan luas permukaan sentuh serbuk gula lebih Laju reaksi dapat dikatakan sebagai: besar jika dibandingkan dengan gula batu (padat). n berkurangnya konsentrasi A tiap satuan waktu: VA = −∆[A] ∆t n berkurangnya konsentrasi B tiap satuan waktu: VB = −∆[B] 3. Suhu ∆t Suhu juga berbanding lurus dengan laju reaksi karena bila suhu reaksi dinaikkan maka laju reaksi juga semakin n bertambahnya konsentrasi AB tiap satuan waktu: besar. Umumnya setiap kenaikan suhu sebesar 10oC akan memperbesar laju reaksi dua sampai tiga kali, VAB = +∆[AB] maka berlaku rumus: ∆t T2 −T1 Konsentrasi V2 = (2) 10 .V1 [AB] V1 = laju mula-mula [A] dan atau [B] V2 = laju setelah kenaikan suhu T1 = suhu mula-mula Waktu T2 = suhu akhir Grafik Laju Reaksi Catatan: B. PERSAMAAN LAJU REAKSI Bila besar laju 3 kali semula maka (2) diganti (3). Bila laju diganti waktu maka (2) diganti ( 1 ). 2 V = k. [A]x[B]y 4. Katalisator Adapun persamaan laju reaksi untuk reaksi Katalisator adalah suatu zat yang akan mempercepat aA + bB → cC + dD, adalah: (katalisator positif) atau memperlambat (katalisator negatif = inhibitor) reaksi tetapi zat ini tidak berubah V = laju reaksi [B] = konsentrasi zat B secara tetap. Artinya bila proses reaksi selesai zat ini akan kembali sesuai asalnya. k = konstanta laju reaksi x = orde reaksi zat A Secara grafik dapat digambarkan sebagai berikut: [A] = konsentrasi zat A y = orde reaksi zat B C. FAKTOR-FAKTOR YANG BERPENGARUH PADA LAJU Tanpa REAKSI katalisator 1. Konsentrasi Dengan katalisator Bila konsentrasi bertambah maka laju reaksi akan bertambah. Sehingga konsentrasi berbanding lurus Hasil reaksi dengan laju reaksi. Contoh: Persamaan reaksi: Jalannya reaksi 2SO2 + O2 → 2SO3, saseenmmtaaarmkkiinnolbceeekpsuaal-rtm.koonleskeunltnryaasiuSnOt2udkamneOm2 bmeanktauktuSmOb3ujukagna Catatan: Katalisator akan memperkecil energi aktivasi atau energi pengaktifan yaitu energi minimum yang diperlukan pereaksi untuk melangsungkan proses reaksi. [email protected] 77

BAB 8 TERMOKIMIA A. REAKSI ENDOTERM DAN EKSOTERM 3. Entalpi Pembakaran (Hc) n Reaksi endoterm terjadi jika dalam suatu reaksi Kalor (energi) yang dibutuhkan atau dilepas pada kimia, sistem menyerap kalor dari lingkungan. Grafik Reaksi Endoterm: peristiwa pembakaran 1 mol senyawa atau 1 mol unsur, menjadi senyawa lain dan atau unsur lain. ∆ H = H hasil – H pereaksi, Contoh: Pembakaran 1 mol senyawa C3H8 oleh 5 mol dengan H hasil > H pereaksi Energi nilai ∆ H = + (positif) O 2 menjadi 3 mol OCO2 2 da3nC4Om2 +o4l HH2O2O. aktivasi Hasil reaksi C3H8 + 5 ∆H C. MENGHITUNG ENTALPI pereaksi 1. Berdasarkan Hukum Hess n Reaksi eksoterm terjadi jika dalam suatu reaksi Perubahan entalpi yang terjadi pada suatu reaksi kimia, sistem melepas kalor ke lingkungan. Grafik Reaksi Eksoterm hanya tergantung pada keadaan mula-mula dan keadaaan akhir reaksi, jadi tidak tergantung pada ∆ H = H hasil – H pereaksi, proses reaksinya. dengan H pereaksi > H hasil Energi nilai ∆ H = –(negatif) Jadi: aktivasi ∆H CCCPeO((ssr))s( ag++)m½O+a2½O(agn2O)(n g2y() ga ) m enjad iCCC: OOO22(((ggg))) ∆H = –A kJ/mol pereaksi ∆H = –B kJ/mol Hasil reaksi ∆H = –C kJ/mol CCO(s2)(+g)½ O 2( g)  CO (g) ∆H = –A kJ/mol  C(s)+ O2(g) ∆H = +B kJ/mol CO (g) + ½ O2(g)  CO2(g) ∆H = –C kJ/mol B. ENTALPI DAN JENIS-JENIS ENTALPI Menurut Hukum Hess, pada reaksi di atas Entalpi adalah jumlah energi secara total yang dimiliki berlaku: oleh suatu sistem, energi ini akan selalu tetap jika tidak ada energi lain yang keluar masuk. Satuan entalpi ∆ H reaksi = – A + B – C adalah joule atau kalori, dengan 1 joule = 4,18 kalori. 1. Entalpi Pembentukan (Hf) 2. Berdasarkan Data Entalpi Pembentukan (Hf) Dengan menggunakan rumus: Kalor (energi) yang dibutuhkan atau dilepas pada ∆H = H hasil reaksi – H pereaksi peristiwa pembentukan 1 mol senyawa dari unsur- 3. Berdasarkan Kalorimetri unsur pembentuknya. q = m . c . ∆T Contoh: Pembentukan 1N2mdoanl s1e,n5ymawoal HN2H. 3 dari unsur- unsurnya yaitu 0,5 mol q = kalor reaksi m = massa jenis pereaksi 12 N2+ 3 H2  NH3 c = kalor jenis air 2 ∆T = suhuakhir - suhuawal koefisien 1 (tidak ditulis) menunjukkan 1 mol NH3 4. Berdasarkan Energi Ikatan Energi yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan 2. Entalpi Penguraian (Hd) antar atom tiap mol suatu zat dalam fasa gas. Kalor (energi) yang dibutuhkan atau dilepas pada peristiwa penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur- unsur pembentuknya. uCnosnutornhy:aPeyanigtuur1aimano1l Hm2odlasnen0y,5awmaoHl O2O2.menjadi unsur- H2O  H2 + O1 22 78 [email protected]

Data energi ikatan beberapa molekul (dalam kJ.mol–1) a. Energi Ikatan Rata-rata H – C 415 N – N 163 F–F 155 ∆H = Σ energi pemutusan ikatan F – Cl 253 – Σ energi ikatan pembentukan H – N 390 N – O 201 F – Br 237 Cl – Cl 242 H – F 563 N – F 272 Cl – Br 218 Energi rata-rata yang dibutuhkan untuk Cl – I 208 memutuskan 1 mol senyawa gas menjadi atom- H – Cl 431 N – Cl 200 Br – Br 223 atomnya untuk lebih dari tiga atom dalam Br – I 175 molekulnya. H – Br 366 N – Br 243 O=O 495 b. Energi Atomisasi N=N 418 H – I 298 O – O 146 C=O 799 ∆H atomisasi = Σ energi ikatan C=N 619 H – O 462 O – F 190 C=C 606 S=S 418 Energi yang dibutuhkan untuk memutus molekul H – S 339 O – Cl 203 S=O 323 kompleks dalam 1 mol senyawa menjadi atom- N≡N 944 atom gasnya. H – Si 323 O – I 234 C≡C 839 C≡N 891 C–C 347 O – Si 368 C≡O 1072 C – N 291 S – S 266 C – F 485 S – F 327 C – Cl 328 S – Br 218 C – Br 276 S – Cl 253 C – I 240 I – I 151 C – O 358 C – S 259 C – Si 301 BAB 9 KESETIMBANGAN KIMIA A. KESETIMBANGAN KIMIA B. TETAPAN KESETIMBANGAN Kesetimbangan kimia adalah keadaan yang terjadi jika Tetapan kesetimbangan dapat dinyatakan dalam laju reaksi ke kanan (maju) sama dengan laju reaksi ke Tetapan Kesetimbangan Konsentrasi (Kc) dan Tetapan kiri (balik). Kesetimbangan Tekanan (Kp) adalah perbandingan komposisi hasil reaksi dengan pereaksi pada keadaan Konsentrasi setimbang dalam suhu tertentu. Titik Kesetimbangan Vmaju = Vbalik 1. Tetapan Kesetimbangan Konsentrasi Waktu [A] dan atau [B] Tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi zat, berlaku untuk zat-zat yang berfasa gas dan aqueous Reaksi kesetimbangan kita gunakan lambang  (larutan dengan pelarut air) zat yang berfasa solid (padat) dan liquid (cair) tidak disertakan dalam persamaan 1. Kesetimbangan homogen (hanya satu fasa) tetapan kesetimbangan. Contoh: n Untuk persamaan: 2 SO2(g) + O2 (g)  2 SO3 (g) Fe3+ (aq) + CNS– (aq)  Fe(CNS)2+ (aq) 2 SO2(g) + O2 (g)  2 SO3 (g), Kc = [SO3 ]2 ] [SO2 ]2[O2 2. Kesetimbangan heterogen (lebih dari satu fasa) Contoh: n Untuk persamaan: AgNO3 (aq) + NaCl (aq)  AgCl (s) + NaNO3 (aq) Fe3+ (aq) + SCN– (aq)  Fe(SCN)2+ (aq), [Fe(SCN)2+ ] Kc = [Fe3+ ][SCN− ] [email protected] 79

n Untuk persamaan: Perubahan sistem akibat aksi dari luar = Pergeseran kesetimbangan AgNO3 (aq) + NaCl (aq)  AgCl (s) + NaNO3 (aq), Pergeseran kesetimbangan terjadi karena hal-hal Kc = [NaNO3 ] sebagai berikut. [AgNO3 ][NaCl] 1. Perubahan Konsentrasi Apabila salah satu konsentrasi zat diperbesar n Untuk persamaan; maka kesetimbangan mengalami pergeseran yang berlawanan arah dengan zat tersebut, bila CH3COO– (aq) + H2O (l)  CH3COOH (aq) + OH– (aq), konsentrasi diperkecil maka kesetimbangan akan bergeser ke arahnya. Kc [CH3COOH][OH − ] [CH3COO− ] 2. Perubahan Tekanan = Apabila tekanan dalam sistem kesetimbangan tersebut diperbesar maka kesetimbangan bergeser ke arah zat-zat yang mempunyai koefisien kecil. Apabila tekanan dalam sistem kesetimbangan 2. Tetapan Kesetimbangan Tekanan tersebut diperkecil maka kesetimbangan bergeser ke arah zat-zat yang mempunyai koefisien besar. Tetapan kesetimbangan berdasar tekanan parsial, 3. Perubahan Volume hanya berlaku untuk gas. Untuk persamaan: Apabila volume dalam sistem kesetimbangan tersebut diperbesar maka kesetimbangan bergeser P2 ke arah zat-zat yang mempunyai koefisien besar. SO3 Apabila volume dalam sistem kesetimbangan ( ( ) () )2 SO2(g) + O2 (g)  2 SO3 (g), Kp = tersebut diperkecil maka kesetimbangan bergeser P P2 O2 ke arah zat-zat yang mempunyai koefisien kecil. SO 2 Catatan: Untuk perubahan tekanan dan volume, jika koefisien zat-zat di kiri (pereaksi) dan kanan 3. Hubungan Kc dengan Kp (hasil reaksi) sama maka tidak terjadi pergeseran kesetimbangan Kp = Kc (RT)∆n ∆n = jumlah koefisien kanan – jumlah koefisien kiri 4. Perubahan Suhu Apabila suhu reaksi dinaikkan atau diperbesar 4. Tetapan Kesetimbangan dengan Reaksi yang maka kesetimbangan akan bergeser ke zat-zat yang membutuhkan panas (ENDOTERM). Sebaliknya jika Berkaitan suhu reaksi diturunkan kesetimbangan akan bergeser ke zat-zat yang melepaskan panas (EKSOTERM). Misalkan suatu persamaan: aA + bB  cAB ; Kc = K1, maka  aA + bB; Kc = 1 cAB K1 ½aA + ½bB  ½cAB; Kc = K1½ 2aA + 2bB  2cAB; Kc = K12 2cAB  2aA + 2bB; Kc=  1 2   K1  C. DERAJAT DISOSIASI Derajat disosiasi adalah perbandingan jumlah mol zat yang terurai dengan jumlah mol zat mula-mula. α = jumlah mol zat terurai jumlah mol zat mula-mula D. PERGESERAN KESETIMBANGAN Menurut Le Chatelier Apabila dalam suatu sistem setimbang diberi suatu aksi dari luar maka sistem tersebut akan berubah sedemikian rupa supaya aksi dari luar tersebut berpengaruh sangat kecil terhadap sistem. 80 [email protected]

BAB 10 REDUKSI-OKSIDASI A. PERKEMBANGAN KONSEP REAKSI REDOKS Catatan: Tidak ada perbedaan jumlah atom dari unsur yang mengalami perubahan biloks. 1. Berdasarkan Oksigen 3. Setarakan oksigen dan kemudian hidrogen dengan n Reaksi oksidasi adalah peristiwa pengikatan ketentuan: oksigen oleh suatu unsur atau senyawa, atau Larutan asam bisa dikatakan penambahan kadar oksigen.  Tambahkan 1 atmomoleokkusligeHn2Opaudnaturukasseytaianpg kekurangan 1 Oksidasi = mengikat oksigen kekurangan oksigen tersebut Contoh: 2 Ba + Oa2dala2h BaO n Reaksi reduksi peristiwa pelepasan  Setarakan H dengan menambah ion H+ pada oksigen oleh suatu senyawa, atau bisa ruas yang lain dikatakan pengurangan kadar oksigen. Reduksi : NO3– + 4 H+  NO + 2 H2O Reduksi = melepas oksigen Oksidasi : S2– S Contoh: 2 CuO  2 Cu + O2 4. Setarakan muatan dengan menambahkan elektron 2. Berdasarkan Elektron dengan jum-lah yang sesuai, bila reaksi oksidasi n Reaksi oksidasi adalah peristiwa pelepasan tambahkan elektron di ruas kanan, bila reaksi elektron oleh suatu unsur atau senyawa. Oksidasi = melepas elektron reduksi tambahkan elektron di ruas kiri. Contoh: K  K+ + e Reduksi : NO3– + 4 H+ + 3e  NO + 2 H2O n Reaksi reduksi adalah peristiwa pengikatan elektron oleh suatu unsur atau senyawa. Oksidasi : S2–  S + 2e Reduksi = mengikat elektron Contoh: Br2 + 2e  2 Br– 5. Setarakan jumlah elektron kemudian selesaikan persamaan Reduksi :NO3– + 4 H+ + 3e  NO + 2 H2O (kali 2) Oksidasi :S2–  S + 2 e 3. Berdasarkan Bilangan Oksidasi (kali 3) n Reaksi oksidasi adalah meningkatnya bilangan 2 NS O+ 36–e+ 8 H+ + 3 S2– + 6e  2 NO + 4 H2O + oksidasi. 3 Oksidasi = peningkatan bilangan oksidasi Hasil akhir: 2 NO3– + 8 H+ + 3 S2– 2 NO + 4 H2O n Reaksi reduksi adalah menurunnya bilangan +3S oksidasi. Reduksi = penurunan bilangan oksidasi 2. Metode Bilangan Oksidasi (Reaksi Ion) B. MENYETARAKAN REAKSI REDOKS Contoh untuk suasana basa 1. Metode Setengah Reaksi (Ion Elektron) Setarakan reaksi: MnO4– + C2O42–  MnO2 + CO2 Jawab: Contoh untuk suasana asam 1. Menentukan unsur yang mengalami perubahan Setarakan reaksi: NO3– + S2–  NO + S bilangan oksidasi. Jawab: MnO4– + C2O42–  MnO2 + CO2 +7 +3 +4 +4 1. Tuliskan masing-masing setengah reaksinya Reduksi : NO3–  NO Mn mengalami penurunan biloks dari +7 menjadi +4 (reduksi). C mengalami peningkatan biloks dari Oksidasi : S2– S +3 menjadi +4 (oksidasi). 2. Menyetarakan unsur tersebut dengan koefisien Catatan: yang sesuai. Mn sudah setara C diberi koefisien 2, sehingga: Nitrogen mengalami reduksi  dari +5 menjadi +4. MnO4– + C2O42–  MnO2 + 2 CO2 Sulfur mengalami oksidasi  dari –2 menjadi 0. 2. Setarakan atom unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi [email protected] 81

3. Menentukan peningkatan bilangan oksidasi 5. Menyetarakan muatan dengan menambahkan reduktor dan penurunan bilangan oksidasi OH– (suasana basa). oksidator. Muatan di ruas kiri = –8; muatan di ruas kanan = 0. Jumlah perubahan biloks = jumlah atom × perubahannya Tambahkan 8 OH– di ruas yang muatannya besar yaitu kanan sehingga persamaan menjadi: MnO4– + C2O42–  MnO2 + 2 CO2 +7 +3 +4 +4 2 MnO4– + 3 C2O42–  2 MnO2 + 6 CO2 + 8 OH– 3 2 +6 menjadi +8 6. Menyetarakan atom H dengan menambahkan sTHea2mhOi.nbgaghakapnerHs2aOmdaiarnumaseynajnadgikseektuarraan: gan H+, 4. Menentukan koefisien yang sesuai untuk menyamakan jumlah perubahan bilangan oksidasi. MnO4– + C2O42–  MnO2 + 2 CO2 2 MnO4– + 3 C2O42– + 4 H2O  2 MnO2 + 6 CO2 + 8 OH– +7 +3 +4 +4 3 2 kalikan 3 kalikan 2 Persamaan menjadi: 2 MnO4– + 3 C2O42–  2 MnO2 + 6 CO2 BAB 11 SEL ELEKTROKIMIA DAN ELEKTROLISIS A. SEL ELEKTROKIMIA Adapun urutan potensial elektroda standar reduksi beberapa logam (kecil ke besar) adalah: 1. Sel Galvani (Sel Volta) Li-K-Ba-Ca-Na-Mg-Al-Mn-Zn-Cr-Fe-Cd-Ni-Co-Sn-Pb-(H)-Cu-Hg-Ag-Pt-Au Mengubah: energi kimia  energi listrik. deret Volta Reaksi redoks: Reduksi terjadi di katoda (elektroda positif). Keterangan: Oksidasi terjadi di anoda (elektroda negatif). - Li sampai Pb mudah mengalami oksidasi, umumnya Notasi penulisan sel volta: bersifat reduktor. M MA+ LB+ L - Cu sampai Au mudah mengalami reduksi, umumnya Anoda Katoda bersifat oksidator. - Logam yang berada di sebelah kiri logam lain, M = logam yang mengalami oksidasi MA+ = logam hasil oksidasi dengan kenaikan biloks = A dalam reaksinya akan lebih mudah mengalami L = logam hasil reduksi oksidasi. LB+ = logam yang mengalami reduksi dengan Tips menghafal deret volta: penurunan biloks = B Lihat Kalau Bapak Capek Naik Motorgede n Potensial Elektroda (E) Ali Minta iZin Cari Fera, Cindi, Nia Potensial listrik yang muncul dari suatu elektroda Coklat Simpanan Prabowo Habis dan terjadi apabila elektroda ini dalam keadaan Cukup Hidangkan Agar-agar, Pasta, Anggur setimbang dengan larutan ion-ionnya atau me- nunjukkan beda potensial antara elektroda logam n Potensial Sel = Eo dirumuskan sebagai: dengan elektroda hidrogen yang mempunyai sel potensial elektroda = 0 volt. Bila diukur pada 25oC, 1 atm: E = E – Eo o o sel reduksi oksidasi n Reaksi dikatakan spontan bila nidlaailaEmosel = POSITIF Contoh sel Volta (Galvani) kehidupan sehari-hari: – Sel primer (sel yang tidak dapat diisi kembali): Potensial elektroda = Potensial elektroda standar (Eo) baterai kering, baterai alkalin. – Sel sekunder (sel yang dapat diisi kembali): aki, baterai Ni-Cd. 82 [email protected]

2. Sel Elektrolisis Bila Anion golongan VII A (Halida) maka Mengubah: energi listrik  energi kimia. akan teroksidasi: Reaksi redoks: Reduksi terjadi di katoda (elektroda negatif). 2 F– ( aq )  F2 ( g ) + 2e Oksidasi terjadi di anoda (elektroda positif). 2 Cl– ( aq )  Cl2 ( g ) + 2e 2 Br– ( aq ) IneIBr2rt(2 ( g ) + 2e a. Elektrolisis Larutan 2 I– ( aq ) g ) + 2e Bila larutan dialiri arus listrik maka berlaku ketentuan berikut ini. – Anoda Tak n Reaksi di katoda (elektroda –) Anoda tersebut akan teroksidasi: Bila kation logam-logam golongan I A, golongan II A, Al, dan Mn, maka yang tereduksi L(s)  Lm+ (aq) + me adalah air (H2O): 2 H2O (l) + 2e  H2(g) + 2 OH– (aq) b. Elektrolisis Leburan (Lelehan) Bila kation H+ maka akan tereduksi: Apabila suatu lelehan dialiri listrik maka di katoda terjadi reduksi kation dan di anoda terjadi oksidasi 2 H+ (aq) + 2e  H2(g) anion. Bila kation logam lain selain tersebut di atas, maka logam tersebut akan tereduksi: B. HUKUM FARADAY Lm+ (aq) + me  L(s) Hukum Faraday 1 n Reaksi di anoda (elektroda +) Massa zat yang dibebaskan pada reaksi elektrolisis – Anoda Inert (tidak reaktif seperti Pt, Au, C) sebanding dengan jumlah arus listrik dikalikan dengan Bila anion sisa asam atau garam oksi steerpoekrstiidaSsOi a42d–a, laNhOa3ir–,(Hd2Oll,): maka yang waktu elektrolisis. 2 H2O (l)  O2(g) + 4 H+ (aq) + 4e Bila anion OH– maka akan teroksidasi: massa = i . t . me i = kuat arus 96500 t = waktu 4 OH– (aq)  O2 (g) + 2 H2O (l) +4e me = massa ekuivalen Hukum Faraday 2 Massa zat yang dibebaskan pada reaksi elektrolisis sebanding dengan massa ekivalen zat tersebut. m1 me1 m2 = me2 BAB 12 KIMIA LINGKUNGAN Kimia Lingkungan adalah bagian dari ilmu kimia yang daripada O2; menyebabkan keracunan sampai mempelajari atau mengkaji reaksi-reaksi kimia di alam kematian. serta hubungannya dengan makhluk hidup. 2) Karbon Dioksida (CO2) A. PENCEMARAN Menyebabkan pemanasan global yang ber- akibat mencairkan es di kutub sehingga me- 1. Pencemaran Udara nyebabkan kenaikan permukaan laut. Dapat terjadi jika udara di lingkungan sekitar kita mengandung zat-zat kimia yang mempunyai nilai di b. Oksida Belerang atas ambang batas yang diperkenankan. MOkesnidyaebbaeblekraannghaudjaanlahasSaOm2 dyaannSgO3m. erusak tum- Pencemaran udara dapat disebabkan oleh: buhan dan menimbulkan korosi; menyebabkan a. Oksida Karbon sakit bila terhisap melalui pernafasan dan dapat merusak jaringan tubuh. 1) Karbon Monoksida (CO) Menyebabkan sesak nafas, nyeri di dada; c. Oksida Nitrogen menyebabkan oksigen berkurang karena hemoglobin lebih mudah mengikat CO 1) Nitrogen Monoksida (NO) Sebagai katalisator dalam penguraian ozon. [email protected] 83

2) Nitrogen Dipoakrsuid-paa(rNuO2) Kerugian yang ditimbulkan oleh air sadah: Merusak – Dalam rumah tangga kerugiannya berupa dan menyebabkan pemborosan sabun karena sabun tidak akan gangguan pernafasan yang bersifat kronis; berbusa jika ion Ca2+ dan ion Mg2+ tidak diendapkan terlebih dulu. sebagai katalisator dalam penguraian ozon; – Timbul kerak pada alat memasak atau ketel sehingga terjadi pendidihan dengan waktu campurannya dengan NO menyebabkan asap yang lebih lama mengakibatkan pemborosan bahan bakar. kabut. – Menyebabkan penyumbatan pada pipa air dan juga pipa pada radiator. 3) DMiennityreobgaebnkManokneonkasiikdaan(Nsu2hOu) bumi. – Jika dikonsumsi maka akan menyebabkan d. Timbal penumpukan logam-logam tersebut dalam tubuh kita sehingga kesehatan kita terancam. Bersifat racun dan menyebabkan kerusakan otak dan kelumpuhan. 3. Pencemaran Tanah 2. Pencemaran Air Penyebab terjadinya pencemaran tanah a. Limbah Plastik Penyebab terjadinya pencemaran air: a. Raksa Umumnya plastik tidak dapat dibiodegradasi (di- urai oleh mikroorganisme dalam tanah) sehingga Raksa adalah unsur logam yang pada suhu ruang akan menjadi pencemar dalam tanah. berwujud cair dan sifatnya sangat reaktif. Logam b. Limbah Pertanian ini dapat menjadi zat pencemar apabila berada Limbah ini ada apabila zat-zat kimia dalam pupuk dalam air, hal ini disebabkan karena wujudnya cair buatan terlalu banyak terdapat dalam tanah, sehingga dapat bercampur dengan air dan susah sehingga tanah tidak menjadi subur tetapi justru untuk dipisahkan walaupun mempunyai massa rusak. jenis berbeda dengan air. c. Limbah Logam Seperti halnya palstik logam pun tidak dapat b. Air Sadah diuraikan oleh mikroorganisme sehingga dalam Air sadah adalah air yang mengandung ion kalsium jumlah yang berlebihan akan menyebabkan ter- (Ca2+) dan atau ion magnesium (Mg2+). jadinya pencemaran tanah. 1) Air sadah sementara Air sadah sementara adalah air yang mengandung garam hidrokarbonat seperti: Ca(HCO3)2 dan atau Mg(HCO3)2. Air sadah sementara dapat dihilangkan kesadahannya dengan cara memanaskan air tersebut sehingga garam karbonatnya B. ZAT ADITIF mengendap, mereaksikan larutan yang mengandung (CCaa((OHHC)O2)3.)2 atau Mg(HCO3)2 1. Pewarna dengan kapur Nama Warna Jenis Pewarna untuk 2) Air sadah tetap Klorofil Hijau alami selai, agar-agar Karamel Coklat-Hitam alami produk kalengan Air sadah sementara adalah air yang me- Anato Jingga alami minyak,keju Beta-Karoten Kuning alami keju daAntgaiaranunsaadMtduaganuChglm2t)g.eeatnargapamnddsauupnlafgattgd(aiChraailSmaOn4gkkalatoanruidkeaMs(agCdSaaOCh4l-)2 Eritrosin Merah buatan saus, produk kalengan annya dengan cara:  Mereaksikan dengan soda Na2CO3 2. Pemanis denandapkaanpurgaCraa(mOH)k2a, rbsuopnaayta terbentuk dan atau Nama Jenis Pemanis untuk Gula tebu (sukrosa) alami hidroksida. minuman dan makanan sehari-hari  Proses Zeolit Gula buah (fruktosa) alami minuman dan makanan Dengan natrium zeolit (suatu silikat) maka sehari-hari kedudukan natrium akan digantikan ion Pemanis susu (laktosa) alami Susu alami kalsium dan ion magnesium menjadi magnesium atau kalsium zeolit. 84 [email protected]

Sakarin buatan Permen 4. Antioksidan buatan Minuman ringan Siklamat buatan Selai, agar-agar Nama Kegunaan buatan Permen karet Sorbitol buatan Permen karet Asam askorbat daging kalengan, ikan kalengan, buah kalengan Silitol BHA (butilhidroksianol) lemak dan minyak Maltitol BHT (butilhidroktoluen) margarin dan mentega 3. Pengawet Jenis Pengawet untuk 5. Penguat/Penyedap alami daging, ikan Nama alami buah-buahan Mononatrium glutamat (Monosodium glutamate = Garam alami acar MSG). Contoh: vetsin. Gula buatan roti, keju Cuka buatan saos, kecap minuman ringan 6. Pembuat Rasa dan Aroma Asam propanoat (botolan) Asam benzoat buatan daging olahan, keju olahan IUPAC Trivial Aroma dan rasa buatan daging kalengan , ikan kalengan Etil etanoat Etil asetat apel Natrium nitrat Etil butanoat Etil butirat nanas Natrium nitrit Oktil etanoat Oktil asetat jeruk Butil metanoat Butil format raspberri Etil metanoat Etil format rum Amil butanoat Amil butirat pisang BAB 13 KIMIA UNSUR Berikut adalah pengelompokan unsur-unsur n Mudah bereaksi dengan air kecuali Be. Sedangkan berdasarkan golongannya. Mg bereaksi dengan air panas. Reaksi dengan air menghasilkan gas hidrogen dan membentuk basa. A. GOLONGAN IA DAN IIA 2Na(s) + 2 H2O(l)  2 NaOH(aq) + H2(g) Golongan IA (Alkali) Golongan IIA (Alkali tanah) n Logam alkali sifat kelogamannya lebih kuat 3Li 4 Be dibanding sifat logam alkali tanah. Dalam satu 11Na 12Mg golongan, baik alkali maupun alkali tanah makin 19K 20Ca ke bawah makin kuat sifat logamnya. 37Rb 38Sr n Warna tes nyala unsur alkali dan alkali tanah: 55Cs 56Ba 87Fr 88Ra Unsur Warna Natrium Kuning Kalium Ungu Kalsium Merah Sifat-sifat logam alkali dan alkali tanah: Stronsium Merah tua n Logam alkali dan memiliki elektron valensi 1, yaitu Barium Hijau pucat nS1. Logam alkali tanah memiliki elektron valensi 2, yaitu nS2. B. UNSUR GOLONGAN VIIA (HALOGEN) n Merupakan logam yang reaktif. n Ditemukan di alam dalam bentuk senyawa. 9F n Bersifat reduktor kuat. 17Cl n Energi ionisasi rendah. Sehingga mudah mele- 35Br paskan elektron. 53I 85At – Logam alkali: X  X+ + e – Logam alkali tanah: X  X2+ + 2e [email protected] 85

n Unsur halogen memiliki elektron valensi 7, yaitu n Bersifat logam, maka sering disebut logam transisi. n Bersifat logam, maka mempunyai bilangan oksidasi ns2 np5. positif dan pada umumnya lebih dari satu. n Merupakan unsur non logam yang sangat reaktif n Banyak di antaranya dapat membentuk senyawa karena mudah menangkap elektron: kompleks. n Pada umumnya senyawanya berwarna. n Ditemukan di alXam2 + 2e–  2X– senyawa. n Beberapa di antaranya dapat digunakan sebagai dalam bentuk katalisator. n PbAaet drwamuesjruuuhdpucaakkiara,nmdaaunrnIsF2u2bredrarwanduiCjoulk2dabptieaf rdwayatu.njugd gas, Br2 n memiliki umur pendek sehingga jarang ditemukan. E. UNSUR–UNSUR DI ALAM n Merupakan oksidator kuat, makin ke bawah Logam Mineral Rumus oksidator makin lemah. n Kekelektronegatifan makin ke bawah makin Besi Hematit Fe2O3 Nikel Magnetit Fe3O4 lemah. Siderit Pirit FeCO3 n Jari-jari atom makin ke bawah makin besar. Limonit FeS2 Pentlandit Fe2O3.H2O C. UNSUR GAS MULIA VIIIA (GAS MULIA) (FeNi)S 2He Alumunium garnerit H2(NiMg)SiO4.2H2O Timah Bauksit Al2O3×2H2O 10Ne Tembaga Kasiterit SnO2 Natrium Kalkopirit CuFeS2 18Ar Sendawa chili NaNO3 Dalam air laut NaCl 36Kr Magnesium Magnesit MgCO3 54Xe Garam Inggris MgSO4.7H2O Karnalit KCl.MgCl2.6H2O 86Rn Dolomit MgCO3.CaCO3 n Unsur-unsur gas mulia mengandung 8 elektron Dalam air laut MgCl2 pada kulit terluarnya kecuali He mengandung 2 n Proses Pengolahan Logam elektron. n Energi ionisasinya sangat tinggi, akibatnya unsur- Nama Proses Logam unsur gas mulia sukar bereaksi dengan unsur- unsur lainnya. Down Magnesium n Pada tabel dapat dilihat bahwa titik leleh dan titik Tanur tinggi Besi didihnya sangat rendah, namun baik titik leleh maupun titik didih makin ke bawah makin tinggi, sesuai dengan makin besarnya massa atom gas mulia. n Molekul gas mulia monoatomik. D. UNSUR PERIODE III (TRANSISI) Hall-Heroult Aluminium Unsur Sc Ti V Cr Mn n Proses Industri Pembuatan Konfigurasi 3d1 3d2 3d3 3d5 3d5 Nama Proses Amonia (NH3) Elekt.val 4s2 4s2 4s2 4s1 4s2 Asam sulfat (H2SO4) Haber-Bosch Asam sulfat (H2SO4) Unsur Fe Co Ni Cu Kontak (Katalis V2O5) Konfigurasi 3d6 3d7 3d8 3d10 Bilik timbal (Katalis uap Elekt.val 4s2 4s2 4s2 4s2 NO dan NO2) 86 [email protected]

BAB 14 KIMIA ORGANIK A. KLASIFIKASI SENYAWA ORGANIK Kedudukan atom karbon dalam senyawa karbon CH3 Berdasarkan susunan atom-atom dalam molekulnya, senyawa organik dibagi menjadi 2 golongan, yaitu CH3 C CH2 CH2 CH CH3 sebagai berikut. CH3 CH3 1. SENYAWA ALIFATIK C tpseerrikmsuienerdr=e=raa=ttooammtoCmCyyCaannygganmmgeemnngegiinkkgaaittktasiagttaduuaaatotoamtmoCmClalCainilnaààinà((CCH(HC)3H) 2) C Senyawa afiatik adalah senyawa organik yang C mempunyai rantai atom karbon (C) terbuka. Contoh: Alkana, Alkena, Alkuna, turunan Alkana C kuartener = atom C yang mengikat empat atom Cà(C) a. Senyawa Alifatik Jenuh Tata Nama Alkana 1. Untuk rantai C terpanjang dan tidak bercabang Senyawa alifatik jenuh adalah senyawa organik nama alkana sesuai jumlah C tersebut dan diberi rantai terbuka yang tidak mempunyai ikatan awalan n (normal). CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 = n-heksana rangkap atau tidak dapat mengikat atom H lagi. 2. Untuk rantai C terpanjang dan bercabang beri 1) ALKANA nama alkana sesuai jumlah C tersebut, tentukan atom C yang tidak terletak pada rantai terpanjang Alkana adalah senyawa organik yang bersifat sebagai alkil. jenuhatauhanyamempunyaiikatantunggaldengan rumus umum: n = jumlah atom karbon (C) CnH2n + 2 2n + 2 = jumlah atom hidrogen (H) Sifat-sifat Alkana: CH3 CH2 CH2 CH CH2 CH3 – Senyawa nonpolar tidak larut dalam air. – Mempunyai massa jenis kurang dari satu. CH3 rantai utama: – Pada suhu dan tekanan normal empat suku jumlah c = 6 (heksana) pertama alkana berwujud gas, suku-5 sampai 17 cair, dan suku 18 ke atas padat. cabang: jumlah C – Alkana mengalami oksidasi. – Alkana dengan unsur halogen maka atom H = 1 (Metil) akan tersubstitusi dengan halogen tersebut serta terbentuk hidrogen halogenida. 3. Beri nomor rantai terpanjang dan usahakan atom – Makin banyak atom C, titik didihnya semakin tinggi. C yang mengikat alkil di nomor terkecil. – Bila jumlah C sama, maka yang bercabang sedikit, mempunyai titik didih tinggi. 1 23 4 56 CH3 CH2 CH CH2 CH2 CH3 CH3 3- metil heksana 4. Apabila dari kiri dan dari kanan atom C-nya mengikat alkil di nomor yang sama utamakan atom C yang mengikat lebih dari satu alkil terlebih dahulu. Beberapa senyawa alkana: 5. Alkil tidak sejenis ditulis namanya sesuai urutan Atom C Rumus Molekul Nama abjad, sedang yang sejenis dikumpulkan dan beri 1 CH4 Metana 2 C2H6 Etana awalan sesuai jumlah alkil tersebut; di- untuk 2, 3 C3H8 Propana 4 C4H10 Butana tri- untuk 3 dan tetra- untuk 4. 5 C5H12 Pentana 6 C6H14 Heksana CH3 metil 7 C7H16 Heptana 8 C8H18 Oktana 123 4 5 67 9 C9H20 Nonana CH3 CH CH2 CH2 CH2 C CH3 10 C10H22 Dekana CH3 CH2 CH3 heptana CH2 metil metil etil 4-etil-2,2,6-trimetil heksana [email protected] 87

2) GUGUS ALKIL Tata Nama Alkena Gugus alkil adalah gugus yang terbentuk karena salah satu atom hidrogen dalam alkana 1. Rantai terpanjang mengandung ikatan digantikan oleh unsur atau senyawa lain, rumus umumnya: rangkap dan ikatan rangkap di nomor terkecil CnH2n + 1 dan diberi nomor. CH3 CH CH CH2 CH3 atau 2-pentena CH3 CH2 CH CH CH3 Beberapa senyawa alkil: 2. Untuk menentukan cabang-cabang aturannya Atom C Rumus Molekul Nama seperti pada alkana. 1 CH3 – 2 C2H5 – metil 543 2 1 3 C3H7 – CH3 CH2 CH CH CH3 4 C4H9 – etil 5 C5H11 – propil CH3 butil 2-metil-2-pentena amil 2) ALKUNA Alkuna adalah senyawa organik yang bersifat b. Senyawa Alifatik Tidak Jenuh tak jenuh mempunyai ikatan rangkap tiga, dan Senyawa alifatik tidak jenuh adalah senyawa mempunyai rumus umum: organik rantai terbuka yang mempunyai ikatan rangkap sehingga pada reaksi adisi ikatan itu dapat CnH2n – 2 berubah menjadi ikatan tunggal dan mengikat atom H. Contoh: Alkena, Alkuna, Alkadiena. Sifat-sifat Alkuna: – Dibanding alkana, alkuna lebih kurang reaktif. 1) ALKENA – Sama seperti alkena, alkuna mengalami reaksi Alkena adalah senyawa organik yang bersifat tak jenuh mempunyai ikatan rangkap dua, dan adisi. mempunyai rumus umum: Beberapa senyawa alkuna: CnH2n Atom C Rumus Molekul Nama 1- - Sifat-sifat Alkena: 2 C2H2 Etuna – Alkena mempunyai sifat yang hampir sama dengan alkana. 3 C3H4 Propuna – Alkena dapat mengalami polimerisasi. – Karena mempunyai ikatan rangkap, alkena 4 C4H6 Butuna dapat mengalami adisi bukan substitusi seperti alkana. 5 C5H8 Pentuna – Dibandingkan dengan alkana, alkena lebih mudah larut dalam air. 6 C6H10 Heksuna – Mudah terbakar. 7 C7H12 Heptuna 8 C8H14 Oktuna 9 C9H16 Nonuna 10 C10H18 Dekuna Beberapa senyawa alkena: Tata Nama Alkuna Atom C Rumus Molekul 1. Rantai terpanjang mengandung ikatan rang- 1- Nama kap dan ikatan rangkap di nomor terkecil dan - 2 C2H4 diberi nomor, sama seperti pada alkena. 3 C3H6 Etena 4 C4H8 Propena 5 C5H10 Butena CH C CH2 CH2 CH2 CH3 6 C6H12 Pentena 7 C7H14 Heksena 1-heksuna 8 C8H16 Heptena 9 C9H18 Oktena 2. Untuk menentukan cabang-cabang aturannya 10 C10H20 Nonena seperti pada alkana dan alkena, jelasnya per- Dekena hatikan contoh-contoh berikut. 1 23 4 5 CH C CH2 CH CH2 CH3 6CH3 4-metil-1-heksuna 88 [email protected]

3) ALKADIENA Pembuatan Alkanol Alkadiena adalah senyawa organik yang bersifat tak jenuh mempunyai 2 buah ikatan 1. Alkil Halida + Basa à Alkanol + Senyawa rangkap dua. Contoh penamaan alkadiena: CH2 C CH CH2 CH3 Halida 1, 2-pentadiena Contoh: CHH2O3CàH2CAl l+kaKnOoHl à CH3CH2OH + KCl 2. Alkena + 4) ALKADIUNA Alkadiuna adalah senyawa organik yang Contoh: CH3CH2 ═ CH2 + H2O à CH3CH(OH) bersifat tak jenuh mempunyai 3 buah ikatan 3. CReHd3 uksi Aldehida rangkap dua. Contoh penamaan alkadiena: CH2 C CH2 C CH Contoh: KCe2Hto5nCHO + H2 à C2H5CH2OH 4. Reduksi 1, 4-pentadiuna Contoh: C2H5COC2H5 + H2 à C2H5CH(OH)C2H5 Tata Nama Alkanol 1. Rantai utama adalah rantai terpanjang yang mengandung gugus OH. GUGUS FUNGSI 2. Gugus OH harus di nomor terkecil. Gusus fungsi adalah gugus pengganti yang menentukan Contoh: sifat senyawa karbon. CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 1-pentanol OH Homolog Rumus Gugus Fungsi IUPAC Trivial Macam-macam Alkanol/Alkohol Alkanol Alkohol R — OH — OH 1. Alkohol Primer Alkil Eter R — OR’ —O— Gugus hidroksi diikat oleh atom C yang Alkanoat mengikat satu atom C lain, atau gugus hidroksi Alkanal Aldehid R — CHO — CHO diikat oleh atom C primer. Alkanon Keton R — COR’ — CO — Contoh: 1-butanol Asam Asam R — COOH — COOH CH3 CH2 CH2 CH2 C mengikat 1 OH dan Alkanoat Karboksilat OH 1 C lain Alkil Ester R — COOR’ — COO — 2. Alkohol Sekunder Alkanoat Gugus hidroksi diikat oleh atom C yang mengikat dua atom C lain, atau gugus hidroksi Alkil Amina Amina R — NH2 — NH2 diikat oleh atom C sekunder. Contoh: 2-butanol 1. ALKANOL CH3 CH2 CH CH3 C mengikat 1 OH dan Sifat-sifat Alkanol: OH 2 C lain 1. Metanol, Etanol, dan Propanol dapat ter- 3. Alkohol Tersier campur dengan air. Gugus hidroksi diikat oleh atom C yang 2. Semakin tinggi massa molekul relatifnya maka mengikat tiga atom C lain, atau gugus hidroksi diikat oleh atom C tersier. titik leleh dan titik didihnya semakin tinggi. Contoh: 2-metil-2-propanol 3. Bersifat sebagai basa Lewis. CH3 4. Bereaksi dengan Natrium membentuk Natrium CH3 C CH3 alkanolat (Natrium alkoksida) à untuk mem- bedakan alkanol dengan alkoksi alkana. OH C mengikat 1 OH dan 5. Bereaksi dengan asam alkanoat membentuk 3 C lain alkil alkanoat. 6. Dapat dioksidasi dengan ketentuan sebagai 2. ALKOKSI ALKANA berikut: - Alkanol Primer dioksidasi menjadi Alkanal Sifat-sifat Alkoksi Alkana: 1. Beraroma sedap dan sukar larut dalam air. selanjutnya dioksidasi lagi menjadi Asam 2. Mudah menguap dan mudah terbakar uapnya. Alkanoat. - Alkanol Sekunder dioksidasi menjadi Alkanon. - Alkanol Tersier tidak dapat dioksidasi. [email protected] 89

3. Titik didih lebih rendah dibanding alkohol 2. Alkilester asam formiat dengan pereaksi Grignard dalam jumlah C sama. Contoh: CHOOCH3 + C2H5MgI → CHOC2H5 + CH3OMgI 4. Tidak bereaksi dengan Natrium untuk Tata Nama Akanal: membedakan-nya dengan alkohol. Gugus CHO selalu dihitung sebagai nomor 1. Contoh: 5. Dapat terurai menjadi hidrogen halida. CH3 6. Bereaksi dengan hidrogen halida membentuk alkohol. Contoh: CH3OCH3 + HBr à CH3OH + CH3Br. Pembuatan Alkoksi Alkana: CH3 CH CH2 C H 1. Sintesis Williamson Natrium alkanolat + Alkilhalida à Alkoksi O 3-metil butanal Alkana + Natriumhalida Contoh: CH3CH2ONa + CH3I → CH3CH2OCH3 + 4. ALKANON NaI Sifat-sifat Alkanon: 2. Alkanol + Asam Sulfat pekat (dalam Suhu 1. Berbau segar dan larut dalam air untuk suku- 130oC) suku rendah. Contoh: 2. Untuk suku-suku tengah tidak larut dalam air C(Ct22aHHh55aSOpOH23O+) HH2+SOC24H→5OCH2H→5SOC23HO5HOC+2HH25O+ (tahap 1) H2SO4 walaupun merupakan zat cair. 3. Suku-suku tinggi berbentuk padatan. Tata Nama Alkoksi Alkana: 4. Dapat diadisi. 1. Jika gugus alkil berbeda maka yang C-nya 5. Hanya dapat berpolimerisasi kondensasi. kecil sebagai alkoksi. 6. Bereaksi dengan halogen juga dengan PX5 (X = halogen). 2. Gugus alkoksi di nomor terkecil. 7. Tidak dapat dioksidasi. Contoh: Pembuatan Alkanon CH3 CH CH2 CH O CH3 Dengan Oksidasi Alkanol Sekunder CH3 CH2 gugus metoksi di nomor 3 Contoh: bukan di nomor 4 CH3 CCHH33CCOH2COHH3 CH3 oksidasi→ CH3C(OH)2CH3 − H2O→ 5-metil-3-metoksi heksana 3. ALKANAL Tata Nama Alkanon: Sifat-sifat Alkanal 1. Rantai terpanjang dengan gugus karbonil CO 1. Pada suhu ruang metanal berbau tidak sedap. adalah rantai utama. 2. Semakin banyak atom C-nya semakin berbau 2. Gugus CO harus di nomor terkecil. wangi. Contoh: O 3. Reduktor untuk pereaksi Tollens dan Fehling CH3 CH2 CH2 C CH3 2-pentanon (membedakannya dengan Alkanon). 4. Karena mempunyai ikatan rangkap maka alkanal dapat diadisi. 5. ASAM ALKANOAT 5. Dapat mengalami polimerisasi adisi dan Sifat-sifat Asam Alkanoat: 1. Suku rendah zat cair encer, suku tengah zat kondensasi. cair kental, dan suku tinggi padat. 6. Bereaksi dengan halogen juga dengan PX5 (X = 2. Makin banyak atom C makin tinggi titik halogen). lelehnya. 7. Bila dioksidasi akan membentuk asam 3. Semua merupakan asam lemah. 4. Bereaksi dengan alkanol membentuk alkil alkanoat. alkanoat (esterifikasi). Pembuatan Alkanal: 5. Reaksi substitusi OH dalam gugus COOH 1. Oksidasi alkanol Primer Contoh: dengan halogen. 6. Asam formiat dapat melepuhkan kulit. CH3CH2OH oksidasi → CH3CH(OH)2 − H2O→ CH3CHO 90 [email protected]

7. Bereaksi dengan basa membentuk 7. AMINA garam. Sifat-sifat Amina: Pembuatan Asam Alkanoat 1. Dua suku pertama berwujud gas pada suhu 1. Hidrolisis alkil alkanoat Contoh: C2H5COOC2H5 + H2O à C2H5COOH + ruang, suku-suku tengah berwujud cair pada suhu ruang, dan suku-suku tinggi berbentuk C2H5OH padatan. 2. Larut dalam air terutama yang berwujud gas 2. Oksidasi alkanol primer dan cair. Contoh: 3. Berbau menyengat seperti amoniak maka amina dapat dikatakan sebagai turunan CH3CH2OH oksidasi→ CH3CH(OH)2 − H2O→ amoniak bukan turunan alkana. CH3CHO Pembuatan Amina: 1. Alkil sianida dengan gas Hidrogen Contoh: CH3CN + 2 H2 → CH3CH2NH2 Tata Nama Asam Alkanoat: Gugus COOH selalu sebagai nomor satu, seperti 2. Metode Hoffman halnya gugus alkanal. Alkil klorida + amoniak dalam air atau alkohol Contoh: Contoh: C2H5Cl + NH3 à C2H5NH2 + HCl àC2H5NH2.HCl CH3 CH3 C CH2 C OH C3H7 O Tata Nama Amina: 1. Amina Primer asam 3,3-dimetilheksanoat CH3 CH2 CH CH2 CH3 6. ALKIL ALKANOAT NH2 Sifat-sifat alkil alkanoat: 1. Alkil alkanoat suku rendah terdapat dalam 3-amino-pentana/sekunder amil amina 2. Amina Sekunder buah-buahan dan umumnya berwujud cair. 2. Alkil alkanoat suku tinggi terdapat dalam CH3 CH2 NH CH2 CH3 dietil amina minyak (cair) dan lemak (padat). 3. Amina Tersier 3. Dapat dihidrolisis menjadi alkanol dan asam CH3 CH2 N CH3 alkanoat. 4. Tidak bereaksi dengan natrium. CH3 6. Dengan basa dapat terbentuk sabun etil-dimetil-amina dalam reaksi yang disebut SAFONIFIKASI ISOMER (penyabunan). Isomer adalah senyawa-senyawa dengan rumus Pembuatan Alkil Alkanoat: molekul sama tetapi strukturnya berbeda. Esterifikasi yaitu reaksi Asam Alkanoat dengan Alkanol. 1. ISOMER KERANGKA Contoh: Rumus molekul dan gugus fungsi sama, tetapi C3H7COOH + C2H5OH à C3H7COOC2H5 + H2O rantai induk berbeda strukturnya. Contoh: Tata Nama Alkil Alkanoat: R CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 n-heksana R CO Berisomer fungsi dengan: alkanoat O alkil Gugus alkilnya selalu berikatan dengan O CH3 CH3 CH CH2 CH2 CH3 Contoh: OC2H5 isoheksana CH3 CH2 CH2 C O 2. ISOMER POSISI etil butanoat Rumus molekul dan gugus fungsi sama, tetapi [email protected] 91

posisi gugus fungsinya berbeda. 1-pentanol Contoh: Contoh: H CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 OH CH3 C* CH2 CH2 CH3 Berisomer posisi dengan: OH 1-pentanol OH 2-pentanol CH3 CH2 CH2 CH CH3 C*= C asimetris mengikat CH3, H, OH, dan C3H7. 3. ISOMER FUNGSIONAL (ISOMER GUGUS FUNGSI) 2. SENYAWA SIKLIK Rumus molekul sama tetapi gugus fungsionalnya Senyawa siklik adalah senyawa organik yang mempunyai rantai atom karbon (C) tertutup (melingkar). Contoh: berbeda. Benzena, Naftalena, Antrasena, turunan Benzena. Senyawa-senyawa yang berisomer fungsional: – Alkanol (Alkohol) dengan Alkoksi Alkana (Eter) 1. BENZENA Contoh: Benzena adalah suatu senyawa organik aromatis, yang CH3 CH2 CH2 OH propanol mempunyai 6 atom karbon dan 3 ikatan rangkap yang Berisomer fungsional dengan: berselang-seling (berkonjugasi) dan siklik (seperti CH3 O CH2 CCHH33 metoksi etana lingkaran). Simbol Strukturnya – Alkanal (Aldehid) dengan Alkanon (Keton) H Contoh: C CH3 CH2 CH2 CH2 COH HC CH Berisomer fungsional dengan: OH pentanal HC CH 3-pentanon C H CH3 CH2 C CH2 CH3 Sifat-sifat Benzena: – Asam Alkanoat (Asam Karboksilat) dengan Alkil 1. Bersifat nonpolar. 2. Larut dalam pelarut organik seperti eter. Alkanoat (Ester) 3. Sifat adisi tidak menonjol. Contoh: 4. Atom H dalam Benzena dapat digantikan oleh klor CH3 CH2 CH2 CH2 COOH asam pentanoat Berisomer fungsional dengan: metil butanoat atau Brom dengan katalisator tertentu. OH 5. Jika direaksikan adkeanngadniscuabmstpituursainoHleNhON3Od2a.n H2SO4 maka 1 atom H CH3 CH2 CH2 C OCH3 Reaksi Benzena: 4. ISOMER GEOMETRIS a. Adisi Rumus molekul dan rumus struktur sama, tetapi Cirinya adanya perubahan ikatan rangkap menjadi berbeda susunan ruang atomnya dalam molekul ikatan tunggal. Adisi dilakukan oleh H2 atau Cl2 yang dibentuknya. pada suhu dan tekanan tinggi. Contoh: CH3 Berisomer CH3 H Contoh: HC 2 CH3 C H H2C CH2 geometris CC HC C Siklo C dengan: H2C CH2 Heksana CH C HH H trans 2-butenaCH3 HC + 3H2 cis 2-butena CH C 5. ISOMER OPTIS H H2 Isomer yang terjadi terutama pada atom C b. Substitusi asimetris (atom C terikat pada 4 gugus berbeda). Cirinya tidak ada perubahan ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal atau sebaliknya. Sustitusi benzena dibedakan menjadi: 92 [email protected]

– Monosubstitusi Sumber: Hasil ekstraksi ter batubara. Kegunaan: Penggantian satu atom hidrogen pada - Dalam industri pewarna. - Kamfer atau kapur barus adalah merupakan benzena dengan atom atau senyawa gugus naftalena yang berguna sebagai pewangi pakaian yang lain. Rumus umum monosubstitusi: dan mengusir hewan perusak pakaian. - Digunakan sebagai resin. C6H5A H A A = pengganti atom HC C hidrogen 3. ANTRASENA H HH C C CC HC CH HC C C CH C HC C C CH H C CC – Disubstitusi H HH Penggantian dua atom hidrogen pada Sifat-sifat Antrasena: benzena dengan atom atau senyawa gugus 1. Padatan kristal. yang lain. Ada tiga macam disubstitusi: 2. Tidak mempunyai warna. Sumber: Hasil penyulingan ter batubara. A Kegunaan: Dalam industri pewarna. AA A B. BIOKIMIA AA Biokimia adalah cabang ilmu kimia untuk mempelajari peristiwa kimia (reaksi kimia) yang terjadi dalam tubuh orto meta para makhluk (organisme) hidup. Senyawa kimia yang termasuk biokimia adalah senyawa-senyawa yang – Trisubstitusi mengandung atau tersusun oleh unsur-unsur seperti: Penggantian tiga atom hidrogen pada benzena Karbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N), dengan atom atau senyawa gugus yang lain. Belerang (S), Fosfor (P), dan beberapa unsur lain dalam Ada tiga macam Trisubstitusi: jumlah yang kecil. Nutrisi yang diperlukan dalam tubuh: A A AA A A AA A asimetris simetris vasinal 2. NAFTALENA Nutrisi Fungsi Sumber Naftalena adalah suatu senyawa organik aromatis, Karbo- Sumber energi. Nasi, kentang, gandum, yang mempunyai 10 atom karbon dan 5 ikatan rangkap hidrat umbi-umbian. yang berselang-seling (berkonjugasi) dan siklik (seperti Lemak Sumber energi, lingkaran). cadangan makanan. Mentega, margarine, Strukturnya: Protein minyak Pertumbuhan dan HH perbaikan jaringan, Daging, ikan, telur, kacang- CC pengontrol reaksi kacangan, tahu, tempe, HC C CH kimia dalam tubuh. susu. HC C CH Garam Beraneka peran Daging, sayuran. mineral khusus. CC HH Vitamin Pembentukan organ, Buah-buahan, sayuran. Sifat-sifat Naftalena: Air meningkatkan Air minum 1. Padatan kristal berwarna putih. daya tahan tubuh, 2. Bau tajam menyengat (bau kapur barus). memaksimalkan 3. Mudah terbakar. fungsi panca indera. 4. Tidak larut dalam air. Pelarut, penghantar, 5. Larut dalam pelarut organik. reaksi hidrolisis. 1. KARBOHIDRAT Rumus ukmarubmoh:idCrn(aHt 2Oju)gma terdapat gugus fungsional Dalam [email protected] 93

antara lain: gugus hidroksil dan sebuah gugus aldehida Fehling, Tollens, dan Benedict dan disebut atau keton. sebagai gula pereduksi. Jenis-jenis Karbohidrat b) Sukrosa Hidrolisis 1 mol sukrosa akan membentuk 1 a. Berdasarkan hidrolisis dibagi menjadi: mol glukosa dan 1 mol fruktosa. 1) Monosakarida: karbohidrat yang tidak dapat C12H22O11 + H2O à C6H12O6 + C6H12O6 terhidrolisis lagi menjadi satuan yang lebih kecil. Sukrosa Glukosa Fruktosa Glukosa Komposisi Terdapat dalam Reaksi hidrolisis berlangsung dalam suasana Fruktosa Buah-buahan asam, dengan bantuan ini sering disebut Galaktosa C6H12O6 Buah-buahan, madu sebagai proses inversi dan hasilnya adalah C6H12O6 Tidak ditemukan secara alami gula invert. C6H12O6 Jenis monosakarida berdasarkan jumlah atom C: c) Laktosa Hidrolisis 1 mol laktosa akan membentuk 1 Jml C Nama Rumus Contoh mol glukosa dan 1 mol galaktosa. 2 Diosa C2(H2O)2 Monohidroksiasetaldehida 3 Triosa C3(H2O)3 Dihiroksiketon C12H22O11 + H2O à C6H12O6 + C6H12O6 Gliseraldehida Laktosa Glukosa Galaktosa 4 Tetrosa C4(H2O)4 Trihidroksibutanal Seperti halnya maltosa, laktosa mempunyai Trihidroksibutanon gugus aldehid bebas sehingga dapat bereaksi Ribulosa, Deoksiribosa, 5 Pentosa C5(H2O)5 Ribosa, Milosa dengan reagen Fehling, Tollens, dan Benedict 6 Heksosa C6(H2O)6 Glukosa, Manosa, dan disebut gula pereduksi. Galaktosa, Fruktosa, Jenis monosakarida berdasarkan gugus 3) Polisakarida: karbohidrat yang bila dihidrolisis akan menjadi beberapa monosakarida. fungsinya: Komposisi Terdapat dalam w Aldosa: monosakarida yang mempunyai Glikogen Polimer Glukosa Simpanan energi hewan gugus fungsi aldehid (alkanal). Pati Kanji Polimer Glukosa Simpanan energi tumbuhan w Ketosa: monosakarida yang mempunyai Selulosa Polimer Glukosa Serat tumbuhan gugus fungsi keton (alkanon). Polisakarida terbentuk dari polimerisasi senyawa- 2) Disakarida: karbohidrat yang bila dihidrolisis akan senyawa monosakarida, dengan rumus umum: menjadi 2 monosakarida. R(Ce6aHk1s0Oi p5)anda Polisakarida: Komposisi Terdapat dalam Maltosa Glukosa + Glukosa Kecambah biji-bijian dalam Reduksi: Fehling, Tes air Tollens, Benedict Iodium Sukrosa Glukosa + Fruktosa Gula tebu, gula bit Polisakarida Koloid negatif biru Laktosa Glukosa + Galaktosa Susu Amilum Koloid positif violet Glikogen Koloid negatif putih Disakarida dibentuk oleh 2 mol monosakarida Selulosa heksosa: RCounmtuoshn:yGal:uCko6Hsa12O+6F+ruCk6tHo1s2aO→6 àSuCk12rHos22aO+11a+irH2O b. Berdasarkan daya reduksi terhadap pereaksi Fehling, Tollens, atau Benedict dibagi menjadi Reaksi pada Disakarida: 1) Gula terbuka Disakarida dalam Reduksi: Fehling, Optik-aktif Karbohidrat yang mereduksi reagen Fehling, air Tollens, Benedict Tollens, atau Benedict. Maltosa larut positif dekstro 2) Gula tertutup Karbohidrat yang tidak mereduksi reagen Fehling, Sukrosa larut negatif dekstro Tollens, atau Benedict. Laktosa koloid positif dekstro a) Maltosa Hidrolisis 1 mol maltosa akan membentuk 2 mol glukosa. 2. ASAM AMINO C12H22O11 + H2O à C6H12O6 + C6H12O6 Asam amino adalah monomer dari protein, yaitu asam Maltosa Glukosa Glukosa karboksilat yang mempunyai gugus amina (NH2) pada atom C ke-2, rumus umumnya: Maltosa mempunyai gugus aldehid bebas sehingga dapat bereaksi dengan reagen 94 [email protected]

R CH COOH – Berdasar fungsi: Protein Fungsi Contoh Kulit, tulang, gigi, NH2 Struktur Proteksi, penyangga, rambut,bulu, pergerakan kuku, otot, Contoh: kepompong Asam 2 amino propionat (alanin): CH3 CH COOH Enzim Katalisator biologis Semua jenis enzim Sifat-sifat asam amino: NH2 Hormon dalam tubuh Pengaturan fungsi – Bersifat amfoter, yaitu: Transport tubuh insulin Sebagai pembawa sifat asam gugus —COOH, Pertahanan Pergerakan senyawa hemoglobin Racun antar dan atau intra sebagai pembawa sifat basa gugus —NH2. sel antibodi – Bersifat optis aktif kecuali glisin. Mempertahankan Bisa ular dan bisa – Dalam air membentuk zwitter ion (ion ber- diri laba-laba mutan positif-negatif), seperti glisin dalam air Penyerangan membentuk CH2NH3+COO–. Kontraktil Sistem kontraksi otot aktin, miosin Jenis asam amino: Reaksi identifikasi protein a. Asam amino essensial Tidak dapat disintesis tubuh. Contoh: isoleusin, No Pereaksi Reaksi Warna lisin, valin, treonin, triptofan, histidin. merah b. Asam amino nonessensial Dapat disintesis tubuh. Contoh: glisin, alanin, 1 Biuret Protein + NaOH + CuSO4 atau ungu serin, sistein, tirosin, sistin, arginin, asam glutamat, norleusin. 2 Xantoprotein Protein + HNO3 kuning merah 3 Millon Protein + Millon 3. PROTEIN Catatan: Millon = larutan merkuro dalam asam nitrat Senyawa organik yang terdiri dari unsur-unsur C, H, 4. LIPIDA Sifat-sifat lipida: O, N, S, P dan mempunyai massa molekul relatif besar – Tidak larut dalam air dan bersifat nonpolar. – Berfungsi sebagai transportasi vitamin A, D, K. (makromolekul). – Berfungsi sebagai cadangan makanan. Sifat-Sifat protein: Tiga golongan lipida yang terpenting: a. Lemak berasal dari asam lemak + gliserol – Amfoter, mempunyai gugus —COOH (asam) dan Lemak Jenuh (padat): – —DaNpHat2 (basa). - Terbentuk dari asam lemak jenuh dan terhidrolisis. gliserol. – Dapat digumpalkan, jika gumpalan tersebut tidak - Berbentuk padat pada suhu kamar. - Banyak terdapat pada hewan. kembali larut dinamakan denaturasi protein. Contoh: gliseril-tristearat; gliseril-tripalmitat Penggolongan protein: Lemak tak jenuh (minyak): – Berdasar ikatan peptida: - Terbentuk dari asam lemak tak jenuh dan a. Protein Dipeptida à jumlah monomernya = gliserol. 2 dan ikatan peptida = 1 - Berbentuk cair pada suhu kamar. - Banyak terdapat pada tumbuhan. b. Protein Tripeptida à jumlah monomernya = Contoh: gliseril-trioleat; gliseril-trilinoleat 3 dan ikatan peptida = 2 b. Fosfolipid berasal dari asam lemak + asam fosfat + gliserol c. Protein Polipeptida à jumlah monomernya > c. Steroid merupakan Siklo hidrokarbon 3 dan ikatan peptida > 2 – Berdasar hasil hidrolisis: a. Protein Sederhana à hasil hidrolisisnya hanya membentuk asam α amino. b. Protein Majemuk à hasil hidrolisisnya mem- bentuk asam α amino dan senyawa lain selain asam α amino. [email protected] 95

5. ASAM NUKLEAT c. Beberapa Jenis Polimer Penting Lain w DNA = Deoxyribo Nucleic Acid (Asam Deoksiribo Monomer Polimer Polimerisasi Terdapat Nukleat) polimetilmetakrilat adisi dalam Basa yang terdapat dalam DNA: Adenin, Guanin, metil poliakrilonitril adisi metakrilat bakelit kondensasi kaca Sitosin, Thimin. pesawat, w RNA = Ribo Nucleic Acid ( Asam Ribo Nukleat ) akrilonitril dakron kondensasi lampu Basa yang terdapat dalam RNA: Adenin, Guanin, mobil/motor fenol dan urea formaldehid kondensasi karpet Sitosin, Urasil. metanal melamin kondensasi alat listrik, C. POLIMER etilen kursi glikol dan Polimer adalah bahan kimia yang berupa plastik, serat, asam pita karet, dan lainnya yang berguna dalam kehidupan kita terftalat rekaman sehari-hari maupun dalam kegiatan industri. urea dan lem kayu 1. Pembentukan Polimer/Polimerisasi alkanal a. Secara Adisi perangkat Pembentukan polimer secara adisi dapat terjadi melamin makan dan dan minum dari monomer-monomer berikatan rangkap. alkanal b. Secara Kondensasi Pembentuan polimer secara kondensasi ditandai dengan pelepasan molekul H2O atau molekul sederhana lain. 2. Macam-macam Polimer a. Polimer Alami Monomer Polimer Polimerisasi Terdapat dalam ulat sutera, wol biri-biri C6H12O6 amilum kondensasi gandum, kentang C6H12O6 selulosa kondensasi serat kayu asam amino protein kondensasi gen, kromosom karet gelang, ban nukleotida DNA kondensasi isoprena karet alami adisi b. Polimer Buatan/Sintetik Monomer Polimer Polimerisasi Terdapat dalam 1,6-diaminheksana nilon kondensasi benang, kaus, dan asam adipat bahan pakaian 1,2-etanadiol poliester kondensasi benang, dan benzena 1,2 kaus, bahan dikarboksilat polistiren adisi pakaian,dll stirena PVC adisi berbagai jenis vinil klorida polietilen adisi mainan etilen / etena teflon adisi pipa, isolasi tetrafluoroetilen ember, gayung, botol minum panci atau penggorengan anti lengket 96 [email protected]

Program IPA Matematika BAB 1 HAKEKAT BIOLOGI DAN ASAL-USUL KEHIDUPAN A. HAKEKAT KEHIDUPAN manfaat yang jelas baik bagi ilmu itu sendiri maupun bagi manusia. Biologi berasal dari kata bios (hidup) dan logos (ilmu) sehingga biologi merupakan ilmu yang mempelajari 2. Metode Ilmiah kehidupan. Cabang ilmu biologi antara lain: 1. Morfologi, yaitu ilmu yang mempelajari penampil- Merupakan suatu cara penyelesaian permasalahan melalui tahapan-tahapan tertentu. an fisik makhluk hidup. Langkah-langkah pemecahan masalah dengan metode 2. Anatomi, yaitu ilmu yang mempelajari struktur ilmiah yaitu sebagai berikut. 1. Melakukan observasi. tubuh makhluk hidup. 2. Merumuskan masalah. 3. Botani, yaitu ilmu yang mempelajari tumbuhan. 3. Mengumpulkan data untuk memecahkan masalah 4. Zoologi, yaitu ilmu yang mempelajari hewan. 4. Mengajukan hipotesis 5. Mikrobiologi, yaitu ilmu yang mempelajari mikro- 5. Pengujian hipotesis dengan melakukan eksperimen/ organisme. percobaan. 6. Mikologi, yaitu ilmu yang mempelajari jamur. 6. Menarik kesimpulan. 7. Ekologi, yaitu ilmu yang mempelajari hubungan 7. Menguji kesimpulan dengan melakukan percobaan makhluk hidup dengan lingkungan. yang sama kembali, apabila didapatkan hasil 8. Genetika, yaitu ilmu yang mempelajari pewarisan konstan, maka hasil percobaan tersebut menjadi sebuah teori. sifat makhluk hidup. 9. Taksonomi, yaitu ilmu yang mempelajari tentang 3. MANFAAT BIOLOGI klasifikasi makhluk hidup. - Biologi memberikan manfaat bagi manusia untuk 10. Evolusi, yaitu ilmu yang mempelajari membantu mengenal dirinya sebagai manusia dan lingkungan sekitar serta membantu memecahkan perkembangan dan kekerabatan makhluk hidup. permasalahan-permasalahan yang berkaitan de- ngan sumber makanan baru, sumber sandang dan 1. Aspek-aspek Ilmu Biologi papan, obat-obatan, bibit unggul pertanian. Biologi sebagai ilmu memiliki 3 aspek keilmuan. - Manfaat biologi untuk ilmu itu sendiri, yaitu a. Aspek Ontologi (obyek keilmuan): obyek yang biologi berperan sebagai ilmu dasar (basic science) yang mendasari ilmu-ilmu lain seperti kedokteran, dipelajari Biologi adalah makhluk hidup dan hal- farmasi, dan sebagainya. hal yang berkaitan dengannya. b. Aspekmetodologi(caramempelajari): pembelajar- an Biologi yang benar yaitu menggunakan langkah- langkah khusus yang disebut metode ilmiah. c. Aspek Aksiologi (manfaat ilmu): Biologi memiliki [email protected] 97

B. ASAL-USUL KEHIDUPAN di dalamnya. Fenomena tersebut berlawanan dengan teori abiogenesis, karena belatung 1. Evolusi Kimiawi yang terdapat di dalam botol berpenutup kasa dan tak berpenutup berasal dari telur Haldane dan Oparin pada tahun 1920-an membuat lalat yang hinggap di atasnya. postulat bahwa kondisi bumi primitif mendukung • Lazaro Spalanzani (1729-1799) Melakukan percobaan seperti Redi akan terjadinya reaksi kimia untuk mensintesis senyawa tetapi bahan yang digunakan bukan daging melainkan kaldu yang dimasukkan ke dalam organik dari senyawa anorganik yang terdapat pada botol. Perlakuan yang diberikan yaitu kaldu yang dipanaskan dengan botol berpenutup lautan purbakala. dan tidak. Pada kaldu yang dipanaskan dengan botol tak berpenutup, setelah beberapa hari Kemudian pada tahun 1953 Stanley Miller dan H.Urey kemudian diamati dengan mikroskop, tampak mikrobia di dalamnya berkembang pesat, menguji hipotesis Oparin-Haldane dengan melakukan sedangkan pada kaldu yang dipanaskan dalam botol tertutup tampak tidak mengandung percobaan menggunakan labu air (sebagai laut mikrobia setelah didiamkan beberapa hari kemudian. Spallanzani menyimpulkan bahwa primitif) dan NaHtm3 o(gsfaesr-gbausaytaanngydainygaktienridpirairadaprei nHe2lOiti, kehidupan hanya mungkin setelah ada H2, CH4, dan kehidupan sebelumnya, jadi mikroorganisme tersebut telah ada dan tersebar di udara 1950-an, banyak terdapat di atmosfer purba). Kilatan sehingga dapat mengkontaminasi dan tumbuh berkembang dalam air kaldu pada listrik juga dibuat untuk meniru kilat pada masa purba. botol tak berpenutup. Memasang kondensor, sehingga uap menjadi embun • Louis Pasteur (1822-1895) Pasteur melakukan percobaan menyempurna- Membuat hujan buatan, sehingga terjadi sirkulasi pada kan percobaan Spallanzani dengan merebus kaldu pada botol dengan penutup gabus rapat peralatan tersebut. Setelah satu minggu, Miller dan kemudian ditembus oleh pipa dengan bentuk leher angsa. Pipa berbentuk leher angsa Urey menganalisis isi larutan, ternyata berisi bahan tersebut bertujuan agar udara tetap masuk ke dalam botol, akan tetapi mikroorganisme organik seperti beberapa asam amino sebagai bahan pengkontaminan tertahan pada bagian leher botol, sehingga tidak mengkontaminasi kaldu. penyusun protein pada organisme. Hipotesis Oparin- Setelah diamati beberapa hari, tampak tidak terjadi pertumbuhan mikroorganisme di Haldane terbukti. dalamnya (kaldu jernih). Setelah itu labu tersebut dimiringkan hingga air kaldu 2. Evolusi Biologi menyentuh bagian ujung pipa berbentuk leher angsa. Setelah didiamkan beberapa Merupakan proses evolusi dari supramolekul seperti waktu, air kaldu menjadi keruh, busuk dan membran sel, ribosom, kromatin, mikrotubulus men- banyak mengandung mikroorganisme. jadi sel prokariotik (sel belum memiliki membran inti/ nukleoplasma) kemudian berkembang menjadi sel Berdasarkan percobaan-percobaan yang dilakukan eukariotik yang memiliki membran inti sel dan organel- Redi, Spallanzani, dan Pasteur maka teori abiogenesis organel. Berdasarkan cara mendapatkan makanannya, tumbang dan muncullah teori biogenesis “Omne vivum perjalanan evolusi makhluk hidup adalah heterotrof, ex ovo, omne ovum ex vivo” (setiap makhluk hidup autotrof-hederotrof. berasal dari telur, setiap telur berasal dari makhluk hidup). 3. Teori-teori Asal Usul Kehidupan a. Teori Abiogenesis (Generatio spontanea) Teori ini dikemukakan oleh Aristoteles, seorang ahli filsafat dan ilmu pengetahuan Yunani kuno. Teori tersebut mengemukakan bahwa makhluk hidup pada mulanya berasal dari benda tak hidup. b. Teori Biogenesis • Fransesco Redi (1626-1697) Melakukan percobaan dengan 3 botol yang masing-masing berisi daging. Perlakuan yang diberikan pada botol pertama, yaitu ditutup rapat, botol kedua ditutup dengan kain kasa, dan ketiga dibiarkan terbuka. Hasilnya: setelah beberapa hari kemudian, pada botol tertutup rapat tidak ditemukan belatung, botol yang ditutup kasa ditemukan beberapa belatung, dan botol yang dibiarkan terbuka membusuk dengan banyak belatung 98 [email protected]

BAB 2 KEANEKARAGAMAN HAYATI DAN SISTEM KLASIFIKASI A. KEANEKARAGAMAN HAYATI - Carolus Linnaeus adalah seorang tokoh klasi- fikasi yang mengemukakan bahwa unit dasar 1. Manfaat Keanekaragaman dalam klasifikasi adalah spesies. a. Mengetahui ciri-ciri spesies. b. Mengetahui manfaat-manfaat spesies bagi - Penamaan spesies dilakukan Linnaeus meng- manusia. gunakan tata penamaan ganda (Binomial c. Mengetahui hubungan kekerabatan makhluk nomenclature) sesuai dengan kode inter- hidup yang beragam. nasional yang benar. d. Mengetahui sifat ketergantungan antara makhluk hidup. - Nama bagian depan menunjukkan genus, sedangkan nama bagian belakang sebagai 2. Macam-macam Keanekaragaman penunjuk spesies. Terkadang terdapat a. Keanekaragaman tingkat gen. penamaan dengan tiga kata. Kata ketiga Menimbulakan variasi genetik antarindividu tersebut dapat berarti menunjukkan varietas. dalam satu spesies/jenis. Contoh: padi (IR64, Contoh: Oryza sativa var.IR64. rojolele, cisadane, membramo, mentikwangi, super toy, merah putih, dan sebagainya). Contoh penamaan: b. Keanekaragaman tingkat spesies. Hibiscus rosasinensis L Menimbulkan perbedaan bentuk, penampak- Hibiscus rosasinensis merupakan nama spesies, an antara satu spesies dengan yang lain. sedangkan huruf L dibelakang nama spesies Contoh: macan, harimau, kucing, ikan lele, menunjukkan nama penemu. gurameh. c. Keanekaragaman tingkat ekosistem. 2. Urutan Takson dalam Klasifikasi Disebabkan oleh perbedaan komponen abiotik dan biotik penyusun ekosistem. Klasifikasi hewan: Klasifikasi tumbuhan: Contoh: ekosistem waduk sempor, rawa jombor, danau Toba, sawah, hutan tropis. Kingdom Kingdom B. KLASIFIKASI MAKHLUK HIDUP Filum Divisio - Klasifikasi merupakan upaya untuk mengelompok- Kelas Kelas kan makhluk hidup secara sistematis berdasarkan persamaan dan perbedaan sifat yang dimiliki. Ordo Ordo - Ilmu yang mempelajari klasifikasi adalah ilmu Familia Familia taksonomi. Genus Genus - Metode penamaan obyek studi dalam klasifikasi disebut nomenclature. Spesies Spesies 1. Tahap-tahap Klasifikasi 3. Perkembangan Sistem Klasifikasi 1. Identifikasi Identifikasi makhluk hidup yang memiliki 1. Sistem 2 kingdom (oleh Aristoteles sampai persamaan, perbedaan ciri satu dengan yang pertengahan tahun 1800). lain baik morfologi, anatomi, fisiologi maupun kromosomnya. Organisme dibedakan menjadi dua kelompok 2. Pemberian nama besar yaitu: Plantae dan Animalia Dilakukan setelah terbentuk kelompok- kelompok makhluk hidup berdasarkan 2. Sitem 3 kingdom (oleh E. Haeckel (1866)). persamaan ciri. Kemudian setelah diberikan Pembagian ini berdasarkan cara makhluk nama, dilakukan penyusunan klasifikasi. memperoleh nutrien: • Plantae (fotosintesis) • Protista (sebagai deterotrof/mengurai dan menyerap) • Animalia (sebagai organisme heterotrof yang menelan makanan dalam bentuk padat) 3. E. Chatton (1937) Kelompok Eukariota dan Prokariota. 4. Sistem 5 kingdom (oleh R. H. Whittaker (1969)). [email protected] 99

Monera (bakteri dan ganggang hijau biru), 3. Domaian Eukaria Protista (Protozoa dan ganggang), Fungi Terdiri dari empat dunia yaitu dunia animalia, (jamur), Plantae (Bryophyta, Pterydophyta, dan Spermatophyta), dan Animalia plantae, fungi dan dunia protista. 5. Sistem 6 kingdom (oleh Solomon (1999- 4. Manfaat Klasifikasi 2002)). Klasifikasi pada makhluk hidup mempunyai banyak Bakteria, Arkhaea, Protista, Fungi, Animalia, manfaat, di antaranya sebagai berikut. dan Plantae. a. Memudahkan untuk mengenal mahkluk Dalam sistem klasifikasi terbaru, makhluk hidup hidup. dikelompokkan ke dalam 3 domaian yaitu sebagai b. Memudahkan untuk mempelajari mahkluk berikut. 1. Domain Bakteria hidup. Terdiri atas satu dunia yaitu dunia bakteria. c. Mengetahui adanya hubungan kekerabatan 2. Domain Arkhaea Terdiri atas satu dunia yaitu dunia arkhaea. antara mahkluk hidup. BAB 3 VIRUS DAN MONERA A. VIRUS 2. Peranan Virus dalam Kehidupan Manusia Virus merupakan agensia penginfeksi nonseluler a. Virus yang merugikan yang sangat kecil (20 - 300 nm). Virus pada awalnya 1) Virus penyebab penyakit pada tumbuhan ditemukan oleh A. Meyer seorang ilmuan Jerman Tobacco mosaic Virus (TMV) yaitu penyakit yang mengamati mosaik pada daun tembakau yang bercak-bercak kuning pada tembakau, Beet menyebabkan daun berbintik. Virus memiliki informasi Yellow Virus (BYV) yang dapat menyebabkan genetik (DNA atau RNA saja). Informasi genetik tersebut penyakit pada tanaman aster, juga virus CVPD diselubungi oleh protein disebut kapsid yang tersusun pada jeruk. oleh kapsomer. Virus tidak memiliki protoplasma. Virus 2) Virus penyebab penyakit pada hewan memiliki bentuk bervariasi seperti bulat, oval, bentuk Rhabdovirus yaitu virus penyebab rebies T, dan bentuk batang. Virus dapat berkembang biak pada anjing, Polyma yaitu virus penyebab dengan cara duplikasi. tumor pada hewan, NCD (New Castle Disease) penyebab penyakit tetelo pada ayam. 1. Daur Hidup Virus 3) Virus penyebab penyakit pada manusia HIV (Human Imunodediency Virus) penyebab Daur hidup virus ada dua macam, yaitu fase litik dan penyakit AIDS, Virus Dengue penyebab lisogenik. penyakit demam berdarah, Paramyxovirus penyebab penyakit campak. a. Litik - Adsorbsi (penempelan) b. Peranan virus yang menguntungkan - Penetrasi Kemampuan virus untuk menginfeksi bakteri - Penggabungan (sebagai bakteriofag) dimanfaatkan dalam teknik - Pembelahan rekayasa genetika untuk menghasilkan produk yang bermanfaat bagi kesejahteraan manusia. b. Lisogenik Selain itu, beberapa virus tertentu yang telah - Adsorbsi dilemahkan dapat dijadikan sebagai vaksin. - Penetrasi - Replikasi (penggandaan) B. MONERA - Perakitan - Fase Litik Monera meliputi semua bakteri dan Cyanophyta (alga hijau biru). 100 [email protected]