WUJUD ZAT A. Tiga Wujud Zat Di sekitar kita terdapat berbagai benda seperti air, besi, kayu. Alkohol, udara yang kita hirup, atau gas helium yang digunakan untuk mengisi gas helium. Benda-benda tersebut kita kelompokkan menjadi tiga wujud zat, yaitu: 1. Zat padat, contohnya besi dan kayu 2. Zat cair, contohnya air dan alcohol 3. Gas, contohnya heliun dan oksigen Benda-benda tersebut dapat mengalami perubahan wujud. Berdasarkan perubahan sifat zat perubahan zat dapat diklasifikasikan mejadi: 1. Melebur : Perubahan wujud zat padat menjadi zat cair 2. Membeku : Perubahan wujud zat cair menjadi zat padat 3. Menguap : Perubahan wujud zat cair menjadi gas 4. Mengembun : Perubahan wujud zat gas menjadi cair 5. Menyublin : Perubahan wujud zat padat menjadi gas 6. Mendeposisi : Perubahan wujud gas menjadi zat padat (mengkristal) Perubahan wujud zat dapat digambarkan dalam diagram sebagai berikut: Zat padat Zat cair Zat gas Keterangan: 1. Mencair 2. Membeku 3. Menguap 4. Mengembun 5. Mendeposisi
6. Menyublin B. Pengertian Zat Apabila kita menimbang sebuah balon yang sudah ditiup dengan balon yang belum ditiup tentu akan berbeda massanya. Udara adalah salah satu contoh zat, sehingga dapat dikatakan bahwa udara adalah menempati ruang. Setelah salah satu balon ditiup, balon menjadi tidak seimbang. Hal ini menunjukkan bahwa udara memiliki massa. Jadi dapat disimpulkan bahwa zat adalah sesuatu yang menempati ruang dan massa. C. Sifat Zat Zat padat, zat cair dan gas memilki sifat yang berbeda. Untuk memahami hal itu, marilah kita amati benda-benda di sekitar. 1. Zat padat Untuk mengetahui lebih lanjut tentang sifat zat padat maka marilah lakukan eksperimen berikut: Letakan sebuah penghapus di atas meja, amati bentuk dan volume penghapus tersebut, kemudian pindahkan penghapus tersebut ke dalam bejana, amati lagi bentuk dan volumenya. Buatlah kesimpulan dari eksperimen sederhana tersebut. Dari pengamatan tersebut, penghapus yang diletakkan di atas meja bentuknya tetap seperti penghapus yang dimasukkan ke dalam wadah, sedangkan volume penghapus tetap dimanapun dia berada. Penghapus sendiri adalah zat padat. Jadi dapat kita simpulkan bahwa zat padat bentuk dan volumenya selalu sama. 2. Zat Cair Lakukan demo berikut: a. Siapkan beberapa wadah, misalnya mangkuk, piring, gelas, dan toples b. Isilah gelas dengan air sampai penuh c. Tuangkan air ke dalam gelas tersebut ke wadah yang lain misalnya ke toples, piring, mangkok dan kemudian tuangkan kembali ke dalam wadah yang semula. Perhatikan apakah bentuk air berbeda-beda ketika berada dalam gelas, piring, tples dan mangkok?bagaimana volume air, apakah berubah? Berdasarkan percobaan tersebut dapat diketahui bahwa bentuk air ketika berada dalam gelas, seperti gelas; ketika dalam piring ternyata bentuknya seperti
piring;ketika dalam mangkok bentuknya seperti mangkok. Meskipun bentuknya berubah tetapi volumenya tetap. Jadi dapat disimpulkan bahwa: Sifat zat cair adalah bentuknya sesuai wadah yang ditempatinya dan volumenya tetap. 3. Gas Pada saat iar dipanaskan sampai100 o C, akan terbentuk uap air. Uap air merupakan gas. Dengan demikian terjadi perubahan wujud dari zat cair menjadi gas. Jika uap tersebut ditampung, uap air akan mengisi seluruh wadah atau bentuknya seperti wadah yang ditempatinya. Volune uap air tersebut juga berubah dan mengisi seluruh ruangan yang ada. Jadi, dapat disimpulkan bahwa: Sifat gas adalah bentuk dan volumenya selalu berubah sesuai yang ditempatinya. D. Teori Partikel Pernahkah kamu membuat teh manis? Ketika kamu mencampur satu sendok pasir Dengan satu gelas air teh, kemudian diaduk, teh tersebut akan menjadi manis, partikelpartikel gula menyebar ke seluruh bagian air teh. Banyaknya pertikel gula pasir dalam bentuk cair sama dengan banyaknya partikel dalam bentuk zat padat. Ha ini menunjukkan bahwa jarak antarpartikel pada zat cair cenderung lebih besar daripada jarak antarpartikel pada zat padat. Dengan demikian, perubahan jarak antarpartikel inilah yang menyebabkan terjadinya perubahan wujud. Berikut ini adalah sifat antar partikel dari zat padat, cair dan gas. Partikel pada SOLID : mempunyai jarak antar partikel yang sangat dekat dan gerak partikelnya terbatas pada tempatnya. Jarak yang berdekatan itu akan mengakibatkan gaya ikat antar partikel sangat kuat, sehingga volume dan bentuk zat padat tetap. Partikel pada LIQUID : Jarak antar partikel agak jauh dan geraknya lebih bebas daripada partikel benda benda padat. Gaya ikat antar partikel masih mampu untuk mengikat partikel sehingga tidak lepas dari kelompoknya. Itulah sebabnya volume zat cair tetap meskipun bentuknya selalu berubah mengikuti wadahnya. Partikel pada GAS : jarak antar partikel berjauhan dan geraknya tidak teratur. Itulah sebabnya volume dan bentuk gas selalu berubah sesuai dengan bentuk dan ruangannya.
E. Tegangan Permukaan Mari kita amati seekor nyamuk yang buat terapung di permukaan air sebagai benda yang mengalami tegangan permukaan. Tegangan permukaan disebabkan oleh interaksi molekul-molekul zat cair dipermukaan zat cair. Di bagian dalam cairan sebuah molekul dikelilingi oleh molekul lain disekitarnya, tetapi di permukaan cairan tidak ada molekul lain dibagian atas molekul cairan itu. Hal ini menyebabkan timbulnya gaya pemulih yang menarik molekul apabila molekul itu dinaikan menjauhi permukaan, oleh molekul yang ada di bagian bawah permukaan cairan. Sebaliknya jika molekul di permukaan cairan ditekan, dalam hal ini diberi nyamuk, molekul bagian bawah permukaan akan memberikan gaya pemulih yang arahnya ke atas, sehingga gaya pemulih ke atas ini dapat menopang seekor nyamuk tetap di permukaan air tanpa tenggelam. Gambar 1. Gambar seekor nyamuk yang berada di atas permukaan air tidak akan jatuh Gaya ke atas untuk menopang nyamuk agar tidak tenggelam merupakan perkalian koefisien tegangan permukaan dengan dua kali panjang nyamuk. Panjang nyamuk disini adalah permukaan yang bersentuhan dengan zat cair.gaya yang diperlukan untuk mengangkat jarum adalah gaya ke atas dijumlah gaya berat jarum (mg).
F. Adhesi, kohesi dan gejala kapilaritas Gambar 2. Meniskus air menyebabkan peristiwa kapilaritas Kapilaritas disebabkan oleh interaksi molekul-molekul di dalam zat cair. Di dalam zat cair molekul-molekulnya dapat mengalami gaya adhesi dan kohesi. Gaya kohesi adalah tarik-menarik antara molekul-molekul di dalam suatu zat cair sedangkan gaya adhesi adalah tarik menarik antara molekul dengan molekul lain yang tidak sejenis, yaitu bahan wadah di mana zat cair berada. Apabila adhesi lebih besar dari kohesi seperti pada air dengan permukaan gelas, air akan berinteraksi kuat dengan permukaan gelas sehingga air membasahi kaca dan juga permukaan atas cairan akan melengkung (cekung). Keadaan ini dapat menyebabkan cairan dapat naik ke atas oleh tegangan permukaan yang arahnya keatas sampai batas keseimbangan gaya ke atas dengan gaya berat cairan tercapai. Jadi air dapat naik keatas dalam suatu pipa kecil yang biasa disebut pipa kapiler. Inilah yang terjadi pada saat air naik dari tanah ke atas melalui tembok. Gambar 3. Salah satu fenomena terjadinya gejala kapilaritas
air dapat merembes ke atas melalui retakan tembok sehingga membasahi tembok. Satu contoh kapilaritas. Gejala alam kapilaritas ini memungkinkan kita menghitung tinggi kenaikan air dalam suatu pipa kapiler berbentuk silinder/tabung dengan jari-jari r.