DASAR-DASAR ILMU KIMIA: P1 PAK201 DASAR-DASAR ILMU KIMIA: Ilmu Kimia, Metode Ilmiah, dan Klasifikasi Zat Oleh: Dr. Parsaoran Siahaan Uraian pokok bahasan ini memberi kompetensi: Menjelaskan (C1-mengingat/C2-memahami) hukum-hukum kimia, rumus kimia, dan persamaan reaksi kimia. Menjelaskan (C1-mengingat/C2-memahami) konsep mol, jenis-jenis konsentrasi, dan stoikiometri. Menjelaskan (C1-mengingat/C2-memahami) tabel periodik unsur berdasarkan nomor atom dan kecenderungan jenis senyawannya. mengklasifikasikan (C2-memahami) jenis-jenis reaksi. menggunakan (C3-menerapkan) konsep mol pada stoikiometri. Kls B: Selasa/07.30-10.00/B203

P1 PAK201 Pendahuluan Metode pembelajaran adalah berbasis masalah, dengan bentuk kuliah Dua masalah yang dipilih: pakan ikan dan sampah plastik yang menjadi sumber masalah. Kls B: Selasa/07.30-10.00/B203

Ilmu Kimia, Metode Ilmiah, dan Klasifikasi Zat P1 PAK201 Ilmu Kimia, Metode Ilmiah, dan Klasifikasi Zat Apa itu Ilmu Kimia? Ikan, pakan ikan dan sampah plastik dapat dilihat, disentuh, dan diukur beratnya secara langsung, tetapi protein, bahkan mikroorganisme tidak dapat dilihat. Senyawa beracun H2S, NH3, dan HNO3 juga tidak dapat dilihat, disentuh dan diukur beratnya secara langsung. Zat yang dapat dilihat disebut pendekatan makroskopik, yang tidak dapat dilihat disebut pendekatan mikroskopik. Kls B: Selasa/07.30-10.00/B203

Ilmu Kimia, Metode Ilmiah, dan Klasifikasi Zat P1 PAK201 Ilmu Kimia, Metode Ilmiah, dan Klasifikasi Zat Metode Ilmiah/Saintifik Analisis zat berukuran mikroskopik seperti protein, H2S, NH3, dan HNO3 memerlukan pemikiran (imajinasi dan teknologi) bagaimana cara mengukurnya. Imajinasi dapat berupa penerapan hukum-hukum kimia bahwa H2S dapat berasal dari protein yang mengandung asam amino sistein. Kesimpulan sementara bahwa H2S berasal dari protein disebut hipotesa. Teknologi adalah berupa alat yang dapat digunakan untuk mengukur kandungan H2S. Kls B: Selasa/07.30-10.00/B203

Ilmu Kimia, Metode Ilmiah, dan Klasifikasi Zat P1 PAK201 Ilmu Kimia, Metode Ilmiah, dan Klasifikasi Zat Metode Ilmiah/Saintifik Interpretasi awal bahwa H2S berasal dari protein disebut hipotesa awal. Hipotesa yang diuji kembali dengan melakukan observasi, representasi, dan interpretasi akan menghasilkan hukum-hukum, dan kemudian menjadi teori. Kls B: Selasa/07.30-10.00/B203

Ilmu Kimia, Metode Ilmiah, dan Klasifikasi Zat P1 PAK201 Ilmu Kimia, Metode Ilmiah, dan Klasifikasi Zat Klasifikasi Zat dan Perubahannya Pakan ikan adalah campuran beberapa zat kimia, salah satunya adalah protein. Plastik juga adalah campuran beberapa zat kimia, diantaranya polimer seperti PE, dan zat warna. Protein dapat terurai menghasilkan H2S dan NH3 adalah perubahan kimia, dan protein disebut mempunyai sifat-sifat kimia. H2S dan NH3 selanjutnya dapat diubah menjadi unsur-unsurnya yaitu H2, S, dan N2. Kls B: Selasa/07.30-10.00/B203

P1 PAK201 Contoh-Contoh Bagaimana anda menerapkan metode saintifik untuk membuktikan kembali hukum gas ideal PV=nRT ? Analisis : Untuk menghasilkan ungkapan matematik PV=nRT maka harus dilakukan observasi perilaku gas. Pada persamaan di atas simbol yang dapat menggambarkan perilaku gas dan dapat diamati atau disebut variabel adalah P [tekanan], V [volume], dan T [temperatur]. Sedangkan n dan R adalah tetapan dan hasil perkaliannya dapat diganti menjadi C, nR=C, C adalah tetapan. Kls B: Selasa/07.30-10.00/B203

Representasi hasil observasi PAK201 Contoh-Contoh Jawaban : Persamaan dapat ditulis sebagai berikut : Untuk memudahkan observasi maka dapat dilakukan percobaan dengan membuat salah satu variabel adalah tetap. Dari ketiga bariabel di atas yang paling mudah dibuat tetap adalah volume gas, yaitu dengan menempatkan gas pada suatu wadah yang volumenya tidak mudah berubah. Misalnya dalam wadah gelas tertutup, tidak pada wadah dari bahan yang elastis seperti plastik atau karet. Jadi yang diamati adalah perubahan tekanan bila temperatur berubah, atau sebaliknya perubahan temperatur bila tekanan berubah. Setelah dilakukan observasi, misalnya perubahan tekanan dengan perubahan temperatur maka dilakukan representasi dengan membuat tabel sebagai berikut : P e r c o b a a n Representasi hasil observasi Kls B: Selasa/07.30-10.00/B203

P1 PAK201 Contoh-Contoh Bila harga C1 ≈ C2 ≈ C3 ≈ C4 ≈ C5 ≈ C6 maka dapat disimpulkan bahwa perilaku gas dapat digambarkan dengan suatu persamaan matematik PV=nRT. Bila percobaan yang sama diulang lagi dan memberikan hasil yang sama maka inilah yang disebut dengan hukum gas ideal. Sedangkan bila harga C1 ≠ C2 ≠ C3 ≠ C4 ≠ C5 ≠ C6 maka dapat disimpulkan bahwa perilaku gas tidak dapat digambarkan dengan suatu persamaan matematik PV=nRT. Bila percobaan yang sama diulang lagi dan memberikan hasil yang sama maka inilah yang disebut dengan hukum gas tidak ideal seperti persamaan Van der Waals di bawah ini [akan dijelaskan pada pokok bahasan-4]. Kls B: Selasa/07.30-10.00/B203

P1 PAK201 Contoh-Contoh Klasifikasikan pernyataan berikut apakah kuantitatif atau kualitatif dan berikan alasannya. [a] Jarak matahari dari bumi kira-kira 93 juta mil, [b] Kerapatan es lebih kecil dari air, [c] Rasa mentega lebih baik dari pada margarina. Analisis : Observasi kualitatif adalah observasi umum tentang sistem, dan observasi kuantitatif terdiri dari bilangan-bilangan yang diperoleh dari berbagai pengukuran sistem. Jawaban : [a] Kuantitatif, alasan : besarnya telah dinyatakan dalam bilangan, [b] Kualitatif, alasan : harganya belum dinyatakan dalam bilangan, [c] Kualitatif, alasan : harganya belum dinyatakan dalam bilangan. Kls B: Selasa/07.30-10.00/B203

P1 PAK201 Contoh-Contoh Klasifikasikan pernyataan berikut apakah suatu hipotesa, hukum atau teori. [a]Kontribusi Beethoven pada musik akan lebih besar jika dia telah menikah, [b] Daun musin gugur cenderung menuju permukaan bumi karena gaya tarik menarik antara daun dan bumi, [c] Semua "matter [zat]" tersusun dari partikel sangat kecil yang disebut atom. Analisis : Pernyataan singkat kecenderungan dan generalisasi fakta-fakta hasil percobaan, atau pernyataan singkat verbal atau matematik hubungan antara fenomena yang selalu sama pada kondisi sama disebut hukum. Penjelasan tentatif [sementara] terhadap satu set observasi suatu masalah yang dapat diuji lagi dengan percobaan-percobaan disebut hipotesa. Jika hipotesa tidak terbantah dengan percobaan-percobaan ulangan maka akan berkembang menjadi teori. Jadi teori adalah penjelasan perilaku alam yang telah diuji. Jawaban : [a] Hipotesa, alasan : keadaan menikah mungkin berlaku untuk orang lain, tetapi untuk Beethoven harus diuji dulu, [b] Hukum, alasan : gaya tarik menarik sudah terbukti tetapi belum untuk semua musim., [c] Teori, alasan : telah diuji untuk semua zat. Kls B: Selasa/07.30-10.00/B203

P1 PAK201 Contoh-Contoh Apakah pernyataan berikut sifat fisik atau kimia ? [a] gas oksigen mendorong terjadinya pembakaran, [b] Pemupukan membantu meningkatkan produksi pertanian, [c] Air mendidih dibawah 100oC di atas permukaan gunung, [d] Timah hitam atau plumbum lebih rapat dari pada aluminium, [e] Gula rasanya manis. Analisis : Sifat fisik yaitu sifat yang dapat diukur dan amati tanpa perubahan komposisi atau identitas zat, sifat kimia adalah menyatakan kecenderungan zat tersebut mengalami reaksi kimia. Jawaban : [a] Sifat kimia, alasan : terjadi perubahan identitas pada zat yang dibakar, [b] sifat kimia, alasan : terjadi perubahan I dentitas dari keadaan tidak berbuah menjadi berbuah, [c] sifat fisik, alasan : air tidak mengalami perubahan identitas, [d] sifat fisik, alasan : tidak terjadi perubahan identitas pada timah hitam, [e] sifat fisik, alasan : tidak ada proses perubahan identitas pada gula. Kls B: Selasa/07.30-10.00/B203

Rangkuman Pendahuluan: PAK201 Rangkuman Pendahuluan: Pada metode saintifik pengumpulan informasi dilakukan dengan observasi dan pengukuran. Pada prosesnya, hipotesa, hukum dan teori senantiasa diuji. Belajar ilmu kimia terdiri atas tiga tahap : observasi, representasi, dan interpretasi. Observasi adalah pengukuran dunia makroskopik, representasi adalah pernyataan hasil observasi dalam simbol dan persamaan sebagai alat komunikasi. Interpretasi adalah berdasarkan skala atom dan molekul atau dunia mikroskopik. "Substances (zat)" memiliki sifat fisik khas yang dapat diobservasi tanpa perubahan identitas zat, dan sifat kimia khas yang bila didemonstrasikan disertai dengan perubahan identitas zat. "Substances (zat)" paling sederhana dalam ilmu kimia adalah unsur, sedangkan senyawa terbentuk dari kombinasi atom-atom unsur berbeda. Uraian di atas belum menjelaskan stoikiometri, perbandingan atom-atom dalam molekul, dan mengapa geometri 3-dimensi demikian. Sub bab berikutnya akan membahas tentang bagian terkecil zat murni (unsur dan senyawa) yaitu atom, molekul, ion, dan hukum yang mengatur. Kls B: Selasa/07.30-10.00/B203