Jumat, 15 Desember 2017
A. Konsep Benda dan Sifatnya
Zat adalah segala sesuatu yang mempunyai massa, volume dan menempati ruang, yang terdapat di alam semesta. Zat lazim juga disebut materi atau benda. Massa adalah besaran yang menyatakan kuantitas atau banyaknya penyusun zat. Satuan massa adalah kilogram massa atau gram massa, yang diberi lambang kg dan g. Volume adalah besaran yang menyatakan besar ruang yang menempati zat. Satuan volume adalah liter atau mililiter, dan diberi lambang I atau MI
Memiliki massa karena dapat ditimbang, dan menempati ruang berarti berada pada tempat tertentu. Sebagai contoh adalah air. Air merupakan benda yang dapat kita lihat, kita rasakan, memiliki massa, dan selalu berada dalam ruang tertentu (seperti air di laut, air dalam botol, dll).
Dalam setiap benda(zat) yang terdapat dibumi dan sekitarnya dipengaruhi oleh gaya tarik bumi(gaya gravitasi). Besaran yang menyatakan gaya gravitasi terhadap suatu benda (zat) disebut berat. Satuan berat adalah kilogram gaya atau gram gaya, yang diberi lambang kgf atau gf. Gaya gravitasi terdapat suatu benda (zat) di tempat yang berlainan ternyata berbeda. Jadi berat suatu benda (zat) dapat berubah, sedangkan massa benda (zat) tetap.
Ayo Menonton!
Ayo Menonton!
Setiap benda memiliki wujud, dapat mengalami perubahan wujud, dan dapat dijadikan bahan dasar pembuatan barang. Perubahan wujud terdiri dari dua jenis yaitu:
1. Perubahan fisika (perubahan zat yang tidak disertai dengan terbentuknya zat baru, seperti air menjadi es)
2. Perubahan kimia (perubahan zat yang disertai dengan terbenruknya zat baru, seperti kayu yang dibakar menjadi arang atau abu)
Berdasarkan wujudnya, maka benda terbagi atas benda padat, cair, dan gas. Perubahan wujud benda meliputi; perubahan wujud padat menjadi cair (mencair), cair menjadi padat (membeku), cair menjadi gas (menguap), gas menjadi cair (mengembun), padat menjadi gas (menyublin).
1. Mencair
Mencair dikenal juga dengan meleleh atau melebur. Contohnya, seorang tukang yang mencairkan timah, mencairkan kaca, atau mencairkan besi. Pada benda padat tersebut diberikan energi atau panas. Tentunya, energi panas yang diserap benda (zat) tersebut bertambah besar, jarak partikel masing-masing benda (zat) akan semakin renggang sehingga gerakan partikelnya semakin cepat. Jika pemanasan diteruskan sampai suhu tertentu, partikel menjadi bergerak dan tidak teratur, bebas bergerak, dan wujud padat akan berubah menjadi wujud cair. Perubahn wujud dari benda (zat) padat menjadi benda (zat) cair dinamakan meleleh atau mencair.
2. Membeku
Apa yang terjadi jika zat cair didinginkan, artinya energinya berkurang? Pada saat didinginkan, sebenarnya energinya berkurang karena dilepaskan oleh zat cair itu. Akibatnya gerakan partikelnya makin lambat. Jika suhu terus menerus diturunkan, partikel akan kehilangan energinya sehingga makin lambat dan gerak antarpartikelnya semakin mendekat. Pada suhu tertentu, partikel kehilangan energinya, sehingga gerakannya hanya bergetar di tempat, dan merapat satu sama lain. Wujud benda (zat) berubah dari cair menjadi padat. Perubaha susunan dan gerakan partikel ini dinamaknmembeku.
3. Mengembun
Selain mendidih, meleleh, dan membeku ada beberapa perubahan wujud yang lain, yaitu menyembun dan menyublin. Embun merupakan benda (zat) cair yang berasal dari gas. Jika uap didinginkan maka gerakan partikelnya menjadi lambat dan saling mendekat, seperti keadaan partikel zat cair. Perubahan gas menjadi benda (zat) cair tersebut dinamakan mengembun.
4. Menyublim
Sebagai contoh kamper diletakkan di lemari pakaian, maka makin lama ukuran kamper tersebut makin kecil dan lemari akan menjadi harum wangi kamper. Apa yang terjadi dengan kamper tersebut? Kamper yang merupakan benda (zat) padat berubah menjadi gas. Perubahan benda (zat) padat menjadi gas dinamakan menyublin atau sublimasi.[5]
Selain itu, setiap benda mempunyai manfaat yang tak terbatas dan dapat dijadikan bahan dasar pembuatan barang, contohnya logam, plastik, kayu, karet, kertas, dan kaca.
Selain konsep di atas, beberapa kesalahan konsep yang biasa muncul pada pembelajaran benda dan sifatnya adalah:
· Gas tidak termasuk benda karena tidak dapat terlihat
· Gas tidak mempunyai massa
· Cairan yang kental memiliki berat jenis yang lebih besar daripada air
· Udara dan oksigen adalah sama
Susunan benda padat, benda cair, dan benda gas
Benda padat ada yang bersifat keras dan kaku, serta ada yang bersifat rapuh. Bentuknya tidak mengikuti wadahnya, dapat berupa lempengan, butiran, dan serbuk. Benda padat tersusun dari zat-zat yang rapat sehingga benntuknya sangat keras.
Benda cair ada yang bersifat kental, dan ada yang bersifat encer. Ada yang tidak mudah menguap, dan ada yang mudah menguap. Ada yang berbau, dan ada yang tidak berbau. Bentuknya selalu mengikuti wadahnya. Benda cair tersusun dari zat-zat yang agak renggang sehingga mudah dipisahkan.
Benda gas yang mudah menguap, ada yang berbau dan ada yang tidak berbau. Benda gas tersusun dari zat-zat yang sangat renggang sehingga mudah bergerak.
Sifat-sifat Wujud Benda
Benda Padat
Benda padat mempunyai sifat besar dan bentuknya selalu tetap. Bentuknya tidak mengikuti bentuk wadahnya dan dapat dikenali berdasarkan ciri khasnya, yaitu: bentuk, warna, bentuk permukaan benda dan kemudahan untuk diubah bentuknya. Benda padat dapat berupa batu, kayu, buku, koin, dan sebagainya.
Benda Cair
Benda cair mempunyai sifat bentuk yang selalu berubah-ubah sesuai dengan bentuk wadahnya, sedangkan besarnya tetap. Contohnya: air, minyak tanak, oli, bensin, spritus, tinta, dan lain-lain. Sifat permukaan air yang selalu rata dimanfaatkan oleh para tukang bangunan dalam memastikan bhwa ketinggian tembok dalam suatu bangunan telah benar-benar rata. Alat khusus yang biasa digunakan untuk mengukur rata atau tidaknya tembok tersebut dinamakan dengan waterpass.
Sifat air yang selanjutnya, yaitu bergerak ke segala arah dari tempat yang tinggi ke tempat yang rendah. Air akan terus bergerak mencari tempat yang paling rendah. Contoh nyata dilingkunganmu adalah air sungai. Air sungai berasal dari mata air yang terletak di pegunungan. Air tersebut akan mengalir terus menelusuri lembah. Akhirnya, air sungai sampai di laut, tempat yang paling rendah. Air juga memiliki sifat kapilaritas, yakni dapat naik melalui pipa-pipa kecil, seperti diserapnya air oleh tanaman. Selain itu, air juga dapat menekan ke segala arah.
Benda Gas
Benda gas mempunyai sifat benda isi dan bentuk yang selalu berubah-ubah. Contohnya uap air, minyak wangi, uap bensin, uap spritus, gas oksigen, gas karbon dioksida, dan lain-lain. Benda gas sangat berperan penting bagi kehidupan kita sehari-hari. Contohnya: oksigen untuk bernafas, gas alam untuk bahan bakar.
Perubahan Wujud Benda
Para ahli kimia mengklasifikasikan perubahan-perubahan benda (zat) dalam dua golongan, yaitu:
1. Perubahan Fisika
Perubahan fisika adalah perubahan pada zat yang tidak disertai dengan terjadinya zat baru yang lain jenisnya. Contoh perubahan fisika ialah pentuk perubahan (beras dijadikan tepung beras) dan peristiwa pelarutan benda (zat) ( pembuatan sirup dari gula dan air).[6]
Sifat-sifat fisika, yaitu sebagai berikut:
a. Wjujud bneda (zat), yaitu padat, cair, dan gas.
b. Massa. Massa zat dapat diukur dengan menggunakan timbangan atau neraca.
c. Volume. Volume dapat diukur dengan gelas ukur atau volumetrik.
d. Massa jenis. Massa jenis suatu zat dapat diketahui apabila kita membagi massa dengan volume dari zat tersebut.
e. Kelarutan. Kelarutan adalah kemampuan suatu zat untuk dapat melarut.
f. Titik didih, titik leleh, dan titik beku. Makin tinggi titik didih suatu zat, semakin sulit zat tersebut untuk mendidih dan menguap.
g. Kekerasan atau mekanis. Kekerasan adalah sifat ketahanan suatu zat terhadap gesekan dan tempaan.
h. Daya hantar listrik adalah kemampuan menghantar arus listrik.
i. Kemagnetan. Kemagnetan adalah sifat suatu zat yang dapat ditarik atau tidak dapat ditarik oleh magnet.
j. Warna. Warna merupakan sifat paling mudah dilihat.
Sedangkan ciri-ciri yang menyertai perubahan fisika antara lain sebagai berikut:
a. Perubahan wujud, berlangsung melalui peleburan, membeku, menguap, mengembun, dan menyublim.
Contoh: air membeku, es mencair, lilin meleleh.
b. Perubahan ukuran
Contoh ; serbuk kopi berasal dari biji kopi yang dihaluskan, tepung terigu berasal dari biji gandum yang dihaluskan, dan lain-lain.
c. Perubahan volume
Contoh: sepotong logam memuai dan menyusut karena pengaruh panas atau kalor.
d. Perubahan bentuk
Contoh: emas ditempa menjadi perhiasan emas atau baja ditempa menjadi alat-alat perkakas.
e. Perubahan bentuk energi
Contoh: filamen pada lampu pijar menghasilkan energi cahaya dan panas ketika dialiri arus listrik.[7]
2. Perubahan Kimia
Perubahan kimia adalah perubahan pada benda (zat) yang menyebabkan terjadinya satu atau lebih zat baru yang lain jenisnya. Contoh perubahan kimia ialah pembakaran, pernafasanm proses asimilasi oleh tumbuhan hijau, peragian, pelapukan kayu, dan pembusukan makanan.[8]
Adapun ciri-ciri yang menyertai perubahan kimia antara lain sebagai berikut:
a. Perubahan warna
Contoh: gula pasir merupakan kristal berwarna putih, tetapi setelah dibakar menjadi karbon atau arang berubah warna menjadi hitam.
b. Perubahan rasa
Contoh: gula pasir terasa manis, setelah dibakar menjadi arang berasa pahit.
c. Perubahan suhu
Contoh: batu kapur yang dimasukkan ke dalam air akan menimbulkan panas.
d. Menghasilkan gas
Contoh: batu karbit atau batu kapur yang dimasukkan ke dalam air, akan menghasilkan panas dan gelembung-gelembung gas.
e. Perubahan energi
Contoh: kayu dibakar akan menghasilkam panas dan cahaya.[9]
Dalam kehidupan sehari-hari, banyak dijumpai benda-benda yang mengalami perubahan wujud benda. Perubahan wujud benda ini merupakan fakta. Beberapa contoh fakta menganai benda dan sifatnya antara lain:
· Paku besi sangat keras dan sulit dibengkokkan, tetapi paku besi yang berkarat tidak terlalu keras dan mudah dibengkokkan
· Kawat tembaga tidak mudah meleleh bila dipanaskan, tetapi kawat solder mudah meleleh bila dipanaskan
· Kapur tulis yang dibiarkan pada udara terbuka tidak dapat menguap, tetapi kapur barus yang dibiarkan pada udara terbuka akan habis menguap
· Air yang disimpan pada udara terbuka tidak mudah menguap, tetapi alkohol yang dibiarkan pada udara terbuka mudah menguap
· Es akan mencair bilamana dibiarkan pada udara terbuka
· Kantongan plastik yang dibakar akan meleleh
· Alkohol yang dibiarkan terbuka akan menguap
· Larutan gula yang dipanaskan hingga kering akan mengkristal
· Buah yang disimpan lama akan membusuk
Ada beberapa hal yang menyebabkan terjadinya perubahan wujud pada benda:
· Perubahan wujud benda dapat diamati dari perubahan bentuk, warna, bau, dan wujud benda
· Perubahan wujud benda dapat terjadi karena dibakar, dipanaskan, atau dibiarkan terbuka
· Benda yang dibakar dapat mengalami perubahn bentuk, warna, dan bau. Misalnya plastik yang dibakar.
· Benda dapat berubah wujud jika diletakkan di udara terbuka. Misalnya es meleleh menjadi air, bensin akan menguap.
· Perubahan wujud benda dapat juga disebabkan oleh pelapukan, rkaratan, dan pembusukan. Perubahan wujud benda ini berlangsung lebih lambat dibandingkan perubahan wujud benda pada poin 2, 3, dan 4 di atas.
Pelapukan
Pelapukan adalah proses suatu benda menjadi lapuk atau menurun kualitasnya. Pelapukan dapat disebabkan oleh berbagai cara, yaitu biologi, fisika, dan kimia. Pelapukan biologi disebabkan oleh kegiatan makhluk hidup terutama hewan kecil dan tumbuhan. Hewan kecil dapat melapukkan kayu adalah ngengat dan rayap. Hewan kecil ini memakan kayu sehingga kayu menjadi keropos dan hancur. Tumbuhan yang dapat melapukkan batuan adalah lumut. Akar lumut mampu masuk ke dalam celah-celah kecil batu dan tembok. Pelapukan fisika disebabkan oleh faktor alam seperti angin, air, dan sinar matahari. Benda-benda yang ada di udara terbuka lebih mudah rusak. Benda itu diterpa angin, hujan, dan sinar matahari. Akibatnya mengalami perubahan suhu yang besar sehingga mudah lapuk. Pelapukan kimia disebabkan oleh zat-zat kimia seperti zat pencemaran pada hujan asam. Hujan asam terjadi karena air hujan tercemar dengan zat-zat kimia yang mengandung asam. Akibatnya dapat melapukkan batu-batuan yang berupa patung atau tugu.
Perkaratan
Perkaratan terjadi karena reaksi logam dengan air dan udara. Perkaratan besi mudah terjadi jika besi diletakkan di tempat lembab. Besi mengalami perubahan warna. Lama-kelamaan bagian yang berkarat semakin kasar sehinngga mudah rapuh dan hancur.
Pembusukan
Pembusukan terjadi karena adanya kegiatan jamur dan bakteri. Jamur dan bakteri dapat megurai makanan sebagai makanannya. Akibatnya, jamur dan bakteri berkembang biak di dalam makanan tersebut. Secara umum pembusukan merugikan, tetapi ada pula yang menguntungkan. Misalnya, pupuk yang tebuat dari sisa tumbuhan dan kotoran hewan yang mengalami pembusukan.
Melindungi Benda dari Perubahan
Untuk mencagah pelapukan dan perkaratan, benda diberi bahan kimia tertentu. Misalnya kayu direndam atau dicat dengan bahan anti rayap dan jamur. Patung batu dicat dengan bahan antizat asam. Perkaratan pada logam dapat dicegah dengan pencampuran bahan logam dengan bahan lain. Misalnya baja tahan karat (stainless steel) mengandung kromium dan nikel yang membuat baja semakin kuat dan tahan karat.
Untuk mencegah pembusukan, bahan makanan diawetkan dengan cara dikeringkan, diasinkan, dimaniskan, dibeku, atau diasapkan. Pengawetan dapat juga dilakukan dengan bahan kimia tertentu yangg disebut bahan pengawet makanan.
Sifat Bahan dan Kegunaanya
Selain memiliki wujud, benda juga terbuat dari bahan-bahan tertentu yang disesuaikan dengan kegunaannya. Dalam menggunaka suatu bahan, kita harus mengetahui sifat-sifat bahan yang akan digunakan agar sesuai dengan pemanfaatannya. Sifat pada bahan akan mempengaruhi fungsi suatu benda. Berikut ini akan dijelaskan penggunaan bahan berdasarkan sifat dan jenisnya.
Logam
Logam merupakan bahan yang keras, kuat, tahan panas, dan dapat menghantarkan panas dengan baik. Biasanya, bahan logan digunakan untuk benda-benda yang berkaitan dengan proses pemanasan dan bahan dasar untuk mebuat benda-benda yang kuat. Logam baik juga digunakan sebagai bahan untuk menahan dan memperkokoh suatu benda atau bangunan. Logam merupakan bahan yang sangat keras dan sulit dibentuk. Agar dapat dibentuk, logam harus dilebur pada suhu yang sangat tinggi. Setelah dilebur, logam akan berwujud cair dan mudah untuk dibentuk. Jenis-jenis logam yang biasa digunakan dalam kehidupan sehari-hari, antara lain besi, aluminium, dan tembaga sebagaimana terlihat pada gambar 8.1
Gambar 8.1 contoh jenis-jenis logam antara lain: a) aluminium, b) besi, dan c) tembaga
Besi biasanya digunakan untuk membuat tiang atau ragka beton karena sifatnya yang sangat kuat. Aluminium biasa digunakan untuk bahan dasar alat-alat rumah tangga. Aluminium bersifat tahan karat dan dapat menghantarkan panas dengan baik. Adapun tembaga banyak digunakan untuk bahan dasar pembuatan kabel listrik bagian dalam kabel berwarna kekuningan terbuat dari tembaga. Tembaga dapat menghantarkan panas dan arus listrik dengan baik (konduktor).
Kayu
Kayu merupakan bahan yang sangat kuat, namun mudah dibentuk. Kayu adalah bahan yang berasal dari tumbuhan berkayu, seperti pohon damar, pohon jati, dan pohon cendana. Kayu dapat dibentuk dengan cara digergaji atau diukir. Berdasarkan sifatnya yang kuat dan kokoh, kayu banyak digunakan sebagai bahan untuk penyangga, seperti untuk tiang penyangga atap rumahmu. Selain itu, kayu juga digunakan untuk membuat alat-alat rumah tangga seperti kursi atau lemari. Akan tetapi, kekuatan kayu tidak sekuat logam. Apabila terlalu sering berada di tempat basah, kayu akan cepat lapuk sehingga tidak dapat digunakan sebagaimana mestinya. Selain memiliki sifat-sifat tersebut, kayu juga memilki sifat penghantar panas yang jelek. Oleh karena itu, kayu juga dapat digunakan sebagai pegangan atau gagang alat-alat memasak. Di samping itu, kayu mempunyai sifat mudah terbakar. Di daerah perdesaan, kayu masih banyak digunakan sebagai bahan bakar. Oleh karena itu, kamu harus selalu berhati-hati. Jangan pernah mendekatkan kompor atau lilin yang menyala dengan dinding yang terbuat dari kayu karena dapat mengakibatkan kebakaran.
Plastik
Lihatlah sekelilingmu, banyak sekali benda yang tebuat dari plastik. Contohnya, kantong plastik, ember, bahkan mainan anak-anak banyak yang terbuat dari plastik. Plastik merupakan bahan yang terbuat dari minyak mentah dan diolah secara kimiawi. Plastik memiliki beberapa sifat, antara lain tidak dapat tembus air dan mudah dibentuk. Berdasarkan sifatnya yang tidak dapat ditembus air, plastik banyak digunakan sebagai bahan untuk membuat berbagai jenis wadah, antara lain, ember, gelas plastik, dan kantong plastik. Plastik juga, dapat digunakan untuk membuat bahan pembuat payung dan jas hujan. Berdasarkan sifatnya yang mudah dibentuk dibentuk dan dicetak, plastik dimanfaatkan sebagai bahan dasar berbagai jenis alat dan mainan anak-anak.
Karet
Karet merupakan bahan yang berasal dari getah pohon karet. Karet memiliki sifat yang lentur, elastis, dan tidak dapat ditembus air. Tahukah kamu benda-benda apa saja yang terbuat dari karet? Pernahkah kamu memperhatikan tutup botol minuman ringan? Lihatlah dibalik tutup botol tersebut. Pada tutup botol tersebut, terdapat lapisan karet yang menempel. Apakah fungsi lapisan karet tersebut? Lapisan karet itu berfungsi sebagai pelindung untuk mencagah kebocoran pada tutup botol. Berdasarkan sifat karet yang elastis dan lentur, karet dimanfaatkan sebagai bahan dasar suatu alat atau benda. Beberapa jenis benda yang memanfaatkan sifat dari karet tersebut antara lain ban kendaraan, balon, dan sandal/sepatu. Ketiga benda tersebut merupakan contoh benda yang terbuat dari karet. Karet digunakan sebagai bahan dasar pembuatan alat-alat yang berfungsi untuk melindungi dan meredam benturan. Contohnya pada mainan bom-bom kart. Di sekeliling mainan bom-bom kart, terdapat bantalan yang terbuat dari karet. Bantalan karet itu dapat menahan benturan yang keras dan melindungi mainan tersebut agar tidak cepat rusak. Apakah kamu dapat menyebutkan benda lain yang terbuat dari karet? Selain tersusun dari logam, kabel juga tersusun dari karet. Bagian luar yang berwarna hitam terbuat dari karet. Penggunaan tersebut bertujuan melindungi kita dari arus listrik yang mengalir di sepanjang logam. Jadi, karet bersifat tidak menghantarkan arus listrik atauisolator.
Kaca
Kaca adalah salah satu benda penting yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Banyak sekali benda yang terbuat dari kaca. Jendela, cermin, botol, lensa, dan layat televisi terbuat dari kaca. Kaca berbentuk padat. Akan tetapi, bentuk kaca dapat diubah asal dipanaskan. Kaca terbuat dari pasir silika yang dicampur dengan abu soda dan batu kapur. Melalui pemanasan, ketiga bahan tersebut dicampur dan dijadikan kaca yang kita kenal sekarang
