MATERI DAN PENGUKURAN. Abdul Wahid Surhim

Transkripsi

1 MATERI DAN PENGUKURAN Abdul Wahid Surhim

2 SASARAN 1. Meninjau jenis-jenis materi yang berbeda-beda 2. Melihat jenis pengukuran dalam ilmu kimia, ketidakpastian dalam pengukuran dan metode untuk mengubah satuan 3. Memfokuskan pada sifat-sifat fisika tertentu: warna, densitas, kelarutan dalam air dalam rangka untuk mengidentifikasi zat

3 SKEMA KLASIFIKASI MATERI

4 SKEMA KLASIFIKASI MATERI Materi NO Merata seluruhnya? YES Campuran Heterogen Homogen NO Dapat dipisahkan secara fisik? YES Zat murni Camp. homogen (larutan) Unsur NO Dapat diuraikan kedalam zat-zat lain dengan proses kimia? YES Senyawa

5 UNSUR UNSUR adalah jenis materi yang tidak dapat dipecah lagi kedalam dua atau lebih zat murni Ada 115 unsur, yang 91 di antaranya terjadi secara alamiah ARANG: untuk memanggang makanan, terbuat dari hampir karbon murni TEMBAGA: untuk kabel listrik, perhisan, pipa air; termasuk unsur logam SILIKON: lebih dari 60 tahun banyak membuat penasaran, sekarang menjadi bahan dasar industry semikonduktor yang harganya milyaran dollar TIMBAL (lead): bahan yang dapat dibengkokkan; dahulu digunakan sebagai pewarna cat, sambungan pipa ledeng, dan aditif bensin; sekarang dilarang karena bersifat racun

6 AIR RAKSA Termasuk materi yang langka Diketahui sejak 500 SM Kelimpahannya hanya 0,00005% Proses penyiapannya mudah, hanya dengan memanaskan batu sinabar (Figure 1.2) Karena sifatnya unik, maka penggunaannya ekstrem Karena densitasnya besar, maka cairan air raksa digunakan dalam barometer dan manometer Air raksa dilarutkan dengan logam lain membentuk larutan (amalgam) Amalgam perak-air raksa-timah digunakan untuk tambal gigi

7 ALLUMUNIUM Kelimpahannya 7,5% Meski berfaedah tapi perhatian secara kimia terhadapnya lebih sedikit hingga beberapa abad Terjadi dalam bentuk gabungan tanah liat dan batuan yang tidak dapat diekstrak Tahun 1886 dua kimiawan, Charles Hall (AS) dan Paul Herrault (Perancis) bekerja secara mandiri untuk mengekstrasi alumunium dari bijih yang relative langka, bauksit Ada kejadian unik: Kedua kimiawan itu lahir pada tahun yang sama (1863) dan meninggal pun dalam tahun yang sama (1914)

8 SENYAWA o SENYAWA adalah zat murni yang terdiri atas lebih dari satu unsur AIR adalah senyawa yang terdiri atas unsur hydrogen dan oksigen Senyawa metana, asetilen, naftalen terdiri atas unsur karbon dan hydrogen, dalam proporsi yang berbeda o Senyawa memiliki komposisi yang tetap: satu unsur dalam persentase massa yang sama Air murni persis terdiri atas 11,19% hydrogen dan 88,81% oksigen Campuran dapat mengandung variasi komposisi

9 SENYAWA o SENYAWA memiliki sifat yang berbeda dengan unsurunsur yang membentuknya o GARAM yang terdiri atas sodium (Na) dan khlorin (Cl) Garam putih dan padatan yang tidak reaktif Sodium berkilau dan logam yang sangat reaktif Khlorin kuning kehijauhijauan dan berracun

10 PENGURAIAN SENYAWA Metode penguraian ada bermacam-macam Yang paling sederhana adalah dengan MEMANASKAN saja, seperti air-raksa (II) oksida diuraikan dengan memanaskan pada suhu 600 o C Kimiawan Inggris, Joseph Priestly, menemukan oksigen lebih dari 200 tahun lalu saat melakukan eksperimen dengan mengekspos sinar matahari ke sebuah sampel merkuri (II) oksida yang difokuskan pada lensa Uap air-raksa adalah racun mematikan Isaac Newton yang menyuling air-raksa dalam jumlah besar dalam laboratoriumnya, menderita efek ini pada tahun-tahun berikutnya Metode lainnya adalah ELEKTROLISIS

11 CAMPURAN Campuran mengandung dua atau lebih zat yang digabungkan dengan cara yang sedemikian rupa sehingga masing-masing zatnya masih memiliki identitas kimianya Tembaga sulfat diaduk dengan garam, keduanya tidak berreaksi satu sama lainnya Ada dua jenis campuran: HOMOGEN HETEROGEN

12 CAMPURAN HOMOGEN DAN HETEROGEN

13 METODE PENGURAIAN CAMPURAN FILTRASI DISTILASI KHROMATOGRAFI bagi yang lebih kompleks GLC (gas-liquid chromatography)

14 DISTILASI

15 CHROMATOGRAPHY

16 SATUAN PENGUKURAN Ada dua macam satuan pengukuran yang biasa dipakai SI Metrik Akan tetapi, satuan Inggris juga sering digunakan

17

18 UNITS OF MEASUREMENTS

19 UNITS OF MEASUREMENTS

20 KETIDAKPASTIAN DALAM PENGUKURAN

21 DERAJAT SIGNIFIKANSI ATAU ANGKA PENTING (SIGNIFICANT FIGURES) Angka 83.4 memiliki 3 dijit Ketiga dijitnya signifikan Angka 8 dan 3 adalah dijit pasti, sedangkan angka 4 adalah dijit tidak pasti Seperti tertulis, angka ini memiliki ketidakpastian ± 0.1 atau kesalahannya 1 bagian dari 834

22 DIJIT TERAKHIR Jadi, kuantitas yang terukur ditulis dengan cara demikian bahwa dijit terakhir saja yang tidak pasti Semua dijit, termasuk yang tidak pasti disebut ANGKA PENTING atau derajat signifikansi (significant figures)

23 PANDUAN 1. Dijit bukan nol selalu penting: 457 cm (3 angka penting); 2.5 g (2 angka penting) 2. Nol yang terletak di antara dijit bukan nol selalu penting: 1005 kg (4 angka penting); 1.03 cm (3 angka penting) 3. Nol pada awal angka tidak pernah penting, hanya menunjukkan posisi titik desimal: point 0.02 g (satu angka penting); cm (2 angka penting) 4. Nol yang jatuh pada akhir sebuah angka atau setelah titik desimal selalu penting: g (3 angka penting); 3.0 cm (2 angka penting) 5. Saat suatu angka diakhir dengan nol tapi tidak mengandung titik desimal, nol bisa penting bisa tidak: 130 cm (2 or 3 angka penting); 10,300 g (3, 4, or 5 angka penting)

24 MENGHINDARI AMBIGUITAS Penulisan menggunakan bentuk eksponensial (scientific) Contoh: 700 dengan angka pastinya 3, maka ditulis 7.00 x 10 2 Tidak ada lagi ambiguitas karena nol setelah titik desimal SELALU penting Jika hanya 2 angka pastinya, ditulis: 7.0 x 10 2 (jika hanya 1 angka penting?) Notasi saintifik cocok untuk menyatakan jumlah angka penting yang tepat

25 ANGKA EKSTREM Berguna juga melaporkan angka yang secara ekstrem sangat besar dan sangat kecil Sangat tidak umum kalau harus menuliskan semua nol pada angka 1.91 x ( )

26 PERHITUNGAN Dalam perhitungan yang melibatkan harga hasil pengukuran, jawaban akhirnya tidak boleh melebihi angka penting Presisi hasilnya dibatasi oleh presisi pengukuran yang digunakan untuk memperoleh hasil tersebut Contoh: Kubus dengan sisi 1.35 cm hasil perhitungannya cm 3

27 APA ARTINYA? 1.35 berarti tidak pastinya 1 bagian dari 135 Kalau kita melaporkan dengan 7 angka penting artinya tidak pastinya 1 bagian dari dua juta Oleh karena itu, perlu ada aturannya

28 ATURAN PERHITUNGAN Mengalikan atau membagi angka pengukuran, maka hasilnya harus memiliki angka pasti yang paling kecil Penambahan atau pengurangan maka jawabannya hanya memiliki banyak tempat di sebelah kanan titik desimal sebanyak angka pengukuran yang jumlah posisinya paling kecil

29 ANALISIS DIMENSI Menyelesaikan persoalan kimia memerlukan manipulasi angka dan satuan yang berhubungan dengan hati-hati Contoh: Berapa volume 5.25-gram sample dari sebuah cairan dengan densitas 1.23 g/ml? Densitas cairan dapat digunakan sebagai FAKTOR KONVERSI

30 SIFAT-SIFAT FISIKA Sifat fisika yang sangat berguna 1. Titik leleh 2. Titik didih 3. Densitas 4. Kelarutan (solubility) 5. Warna; spectrum absorpsi

31

32 GLOSSARY Acidic solution An aqueous solution with a ph less than 7 Celsius degree ( C) Unit of temperature based on there being 100 between the freezing and boiling points of water Centi- Metric prefix indicating a multiple of 10 2 Chemical property Property of a substance that is observed during a chemical reaction Compound(s) Substance containing more than one element Conversion factor A ratio, numerically equal to 1, by which a quantity can be converted from one set of units to another Density The ratio of the mass of a substance to its volume Element A substance whose atoms are all chemically the same, containing a definite number of protons Extensive property A property of a substance which depends upon the amount of sample; volume is an extensive property Filtration A process for separating a solid-liquid mixture by passing it through a barrier with fine pores, such as filter paper Halogen An element of Group Heterogeneous Non-uniform composition Homogeneous Uniform in composition Infrared radiation Light having a wavelength greater than about 700 nm Intensive property A property of a substance which is independent of the amount of sample; density is an intensive property Kilo- The prefix indicating a multiple of 1000 Liter A unit of volume; 1 L = 1000 cm 3

33 Mass An extensive property reflecting the amount of matter in a sample. See also Amount. Melting point The temperature at which the solid and liquid phases of a substance are in equilibrium with each other Metric system A measuring system where all units of a particular type (e.g., volume) are related to one another by powers of ten Milli- The prefix on a metric unit indicating a multiple of 10 3 Mixture Two or more substances combined so that each substance retains its chemical identity Nano- The prefix on a metric unit indicating a multiple of 10 9 Physical property A property such as melting point or density which can be determined without changing the chemical identity of a substance Saturated solution A solution in equilibrium with undissolved solute Significant figure A meaningful digit in a measured quantity Solution A homogeneous mixture containing a solvent and one or more solutes Solvent A substance, usually a liquid, which is the major component of a solution Supersaturated solution A solution containing more solute than allowed at equilibrium; unstable to addition of solute Symbol A one- or two-letter abbreviation for the name of an element Ultraviolet radiation Light with a wavelength less than 400 nm but greater than 10 nm Unsaturated solution A solution that contains less solute than the equilibrium (saturated) value

34

35

36 LATIHAN 1. Klasifikasikan berikut ini sebagai unsur, senyawa atau campuran a) Emas b) Susu c) Gula d) Saus tomat

37 LATIHAN 2. Klasifikasikan berikut ini sebagai larutan atau campuran heterogen a) Anggur (wine) b) Bensin c) Adonan untuk kue coklat

38 LATIHAN 3. Bagaimana Anda memisahkan kedalam komponennya yang berbeda a) Campuran gas yang mudah menguap dari propana, butana dan isopropana? b) Larutan spiritus yang dibuat dari isopropil alkohol dan air?

39 LATIHAN 4. Berapa angka penting angka-angka berikut ini? a) m b) g c) x 10 3 nm d) 6 x 10-4 L e) cm 3

40 LATIHAN 5. Bulatkan angka-angka berikut ini kedalam angka penting yang disebutkan di dalam kurung a) g (4 angka penting) b) cm (5 angka penting) c) kg (2 angka penting) d) 345 m (2 angka penting)