Category: kimia kelas 1 SMA


baca selengkapnya

baca selengkapnya

baca selengkapnya

baca selengkapnya

baca selengkapnya

Mempelajari tentang teori atom sangatlah penting sebab atom merupakan penyusun materi yang ada di alam semesta. Dengan memahami atom kita dapat mempelajari bagaimana satu atom dengan yang lain berinteraksi, mengetahui sifat-sifat atom, dan sebagainya sehigga kita dapat memanfaatkan aam semesta untuk kepentingan umat manusia.

Nama “atom” berasal dari bahasa Yunani yaitu “atomos” diperkenalkan oleh Democritus yang artinya tidak dapat dibagi lagi atau bagain terkecil dari materi yang tidak dapat dibagi lagi. Konsep atom yang merupakan penyusun materi yang tidak dapat dibagi lagi pertama kali diperkenalkan oleh ahli filsafat Yunani dan India.

Konsep atom yang lebih modern muncul pada abab ke 17 dan 18 dimana saat itu ilmu kimia mulai berkembang. Para ilmuwan mulai menggunakan teknik menimbang untuk mendapatkan pengukuran yang lebih tepat dan menggunakan ilmu fisika untuk mendukung perkembangan teori atom.

Teori Atom Dalton

John Dalton seorang guru berkebangsaan Ingris menggunakan konsep atom untuk menjelaskan mengapa unsur selalu bereaksi dengan perbandingan angka bulat sederhana (selanjutnya lebih dikenal dengan hokum perbandingan berganda) dan mengapa gas lebih mudah larut dalam air dibandingkan yang lain. Dalton menyusun teori atomnya berdasarkan hukum kekekalan massa dan hokum perbandingan tetap. Dimana konsep atomnya adalah sebagai berikut:

* Setiap unsur tersusun dari partikel kecil yang disebut sebagai atom.
* Atom dari unsur yang sama adalah identik dan atom dari unsur yang tidak sama berbeda dalam beberapa hal dasar.
* Senyawa kimia dibentuk dari kombinasi atom. Suatu senyawa selalu memiliki perbandingan jumlah atom dan jenis atom yang sama.
* Reaksi kimia melibatkan reorganisasi atom yaitu berubah bagaimana cara mereka berikatan akan tetapi atom-atom yang terlibat tidak berubah selama reaksi kimia berjalan.

Model atom Dalton ini biasanya disebut sebagai model atom bola billiard dimana warna bola billiard yang berbeda-beda merupakan symbol atom unsur yang berbeda.

modelatomdalton
Teori Atom Thompson

Dengan adanya teori atom yang dikemukakan oleh Dalton maka banyak sekali para ilmuwan yang ingin menyelidiki tentang atom. Mereka penasaran tentang apa itu atom dan apa penyusunnya? Salah satunya adalah J.J Thompson, dia melakukan percobaan dengan menggunakan tabung katoda. Dia menemukan bahwa apabila tabung katoda di beri tegangan tinggi maka suatu “sinar” yang dia sebut sebagai “sinar katoda” akan dihasilkan.

Disebabkan sinar ini muncul pada elektroda negative dan sinar ini enolak kutub negative dari medan listrik yang diaplikasikan ke tabung katoda maka Thompson menyatakan bahwa sinar katoda tersebut tak lain adalah aliran partikel bermuatan negative yang dikemudian hari disebut sebagai electron. Dengan mengganti katoda menggunakan berbagai macam logam maka Thompson tetap menghasilkan jenis sinar yang sama.

Berdasarkan hal ini maka Thompson menyatakan bahwa setiap atom pasti memiliki electron, disebabkan atom bersifat netral maka dalam atom juga harus megandung sejumlah muatan positif. Sehingga dia meyataan bahwa:

“Atom terdiri dari awan bermuatan positif yang terdistribusi sedemikian rupa dengan muatan negative tersebar secara random di dalamnya”

Model atom ini kemudian disebut sebagai “plum pudding model” yang di Indonesai lebih dikenal sebagai model roti kismis.

odelatomthompson
Teori Atom Rutherford

Penemuan electron sebagai salah satu penyusun atom oleh Thompson membuat para ilmuwan pada saat itu semakin bergairah untuk meneliti penyusun atom salah satunya adalah Ernest Rutherford.

Rutherford ingin membuktikan kebenaran teori atom yang dikemukakan oleh Thompson dengan menggunakan sinar radioaktif. Pada saat itu ilmu tentang radioaktif sudah mulai berkembang terutama pada saat ditemukannya uranium yang dapat memancarkan sinar radioaktif.

Eksperimen Rutherford dilakukan dengan menembakkan partikel alfa (?)-yang kemudian diketahui sebagai inti atom Helium bermuatan positif pada lempengan tipis emas. Bila teori atom Thompson benar maka hampis semua berkas sinar alfa ini akan diteruskan dengan sedikit sekali sinar yang akan dibelokkan.

Akan tetapi hasil yang diperoleh Rutherford sungguh diluar prediksinya. Walaupun sebagian besar sinar alfa diteruskan, terdapat sejumlah besar sinar alfa yang dibelokkan dengan sudut yang besar, bahkan terdapat sinar alfa yang dikembalikan lagi tanpa pernah menyentuh detector.

Dengan percobaan ini maka Rutherford menarik kesimpulan tentang teori atomnya:

* Sebagian besar sinar alfa yang menembus pelat tipis emas terjadi disebabkan sebagian besar atom adalah ruang kosong (ruang terbuka).
* Sinar alfa yang dibelokkan dengan sudut besar terjadi karena mendekati inti atom.
* Sinar alfa yang dipantulkan kembali adalah sinar alfa yang menumbuk inti atom

Dengan asumsi ini maka Rutherford mengajukan bahwa atom bukan merupakan benda pejal seperti yang dikemukakan oleh Thompson akan tetapi atom memiliki inti atom yang sangat pejal (massive) dimana berat atom terletak dan electron yang mengitari inti dengan jarak yang cukup besar jika dibandingkan dengan diameter inti atom. Itulah sebabnya mengapa atom sebagian besar adalah ruang kosong. Atau kita bisa mengatakan bahwa ukuran inti atom relative sangat kecil jika dibandingkan dengan keseluruhan atom itu sendiri.

modelatomrutherford

Setelah penemuan Rutherford ini maka para ilmuwan menyadari bahwa atom bukan merupakan zat tunggal akan tetapi dibangun oleh subpartikel atom. Dengan penelitian selanjutnya mereka mengetahui bahwa inti atom bermuatan positif (dimana jumlah muatannya sama dengan nomor atom). Dan penelitian selanjutnya para ilmuwan menemukan bahwa jumlah electron adalah sama dengan nomor atom, dengan demikian atom bermuatan netral (muatan positif = muatan negatifnya).

Sumber gambar:

* http://www.wikipedia.org
* http://www.sxc.hu/
Baca lebih lanjut

Dari postingan saya tentang “perkembangan teori atom bagian I” telah dibahas teori atom dari Dalton, Thomson, dan Rutherford. Model atom Rutherford meyatakan bahwa electron bermuatan negative mengelilingi inti atom pejal yang bermuatan positif. Menurut hokum mekanika klasik bentuk atom yang demikian itu memiliki kelemahan yaitu pada saat electron mengelilingi inti, electron ini akan terus menerus mengeluarkan radiasi elektromagnetik. Dengan demikian electron akan kehilangan energi dan gerakannya akan secara gradual menjadi spiral dan sampai akhirnya electron akan jatuh ke inti. Model atom seperti ini tidak dapat diterima disebabkan dengan teori ini maka semua atom yang ada di alam adalah tidak stabil.

Kekurangan model Rutherford yang lain yaitu ketika electron mulai bergerak spiral menuju inti, gerakan electron akan semakin cepat dan frekuensi emisinnya akan bertambah besar karena orbit electron semakin kecil. Hal ini akan menghasilkan spectrum emisi kontinu, padahal kenyatannya emisi atom yang telah diteliti pada saat itu hanya melibatkan emisi pada frekuensi-frekuensi tertentu (spectrum garis).

Kekurangan ini akhirnya disempurnakan oleh Niels Bohr yang mengajukan model atom sebagai berikut:

* Elektron mengelilingi inti atom dengan lintasan-lintasan tertentu. Lintasan-lintasan ini berjarak tertentu terhadap inti atom dan setiap lintasan memiliki tingkat energi yang tertentu pula.
* Electron tidak kehilangan energi secara kontinu pada saat dia mengelilingi inti atom. Elektron akan mengeluarkan atau meyerap gelombang radiasi dengan frekuensi tertentu. Dimana besarnya energi dinyatakan dalam ?E = hv

Dengan demikian Bohr mengajukan model atom seperti gambar dibawah ini.

model atom bohr

Model atom Bohr merupakan model primitive atom hydrogen. Dan model ini hanya dapat diterapkan pada atom hydrogen dan atom/ion lain yang mirip seperti atom hydrogen seperti atom helium yang terionisasi dan atom litium yang terionisasi dua kali.

Walaupun model atom Bohr memiliki kekurangan, namun karena kesederhanaan dan beberapa perhitungan pada sistem tertentu adalah benar maka sampai sekarang model atom Bohr masih diajarkan. Hal penting dari model atom Bohr adalah aplikasi hukum mekanika klasik pada electron yang bergerak mengelilingi inti dapat diterapkan dengan batasan-batasan hokum kuantum. Seperti momentum angular (L) dinyatakan sebagai bilangan bulat dikalikan dengan suatu unit yang sudah tertentu pula:
L = n.h/2?

Dengan “n” disebut sebagai bilangan kuantum utama. Dengan nilai n terkecil adalah 1 Bohr menghitung bahwa lintasan terkecil electron adalah sekitar 0.0529 nm yang dikenal sebagai “jari-jari Bohr”. Dengan menggunakan persamaan momentum engular diatas Bohr juga mampu menghitung besarnya energi yang ada di setiap lintasan electron pada atom hydrogen atau atom/ion seperti hydrogen.

Jumlah electron dalam setiap lintasan dinyatakan dalam persamaan
2n2

dimana n adalah nomor kulit/lintasan atom. Untuk kulit pertama kita biasanya menyebut sebagai kulit K, L untuk kedua, M untuk ulit ketiga dan seterusnya. Baca lebih lanjut

Mempelajari ilmu kimia kita tidak luput dari apa yang disebut sebagai reaksi kimia. Dalam reaksi kimia yang berperan adalah spesies-spesies reaktan yang saling bertumbukkan satu sama lain untuk membentuk produk. Sejumlah tertentu reaktan saja terdapat jutaan bahkan triliunan molekul reaktan, contohnya dalam satu gram gas H2 terdapat sekitar 3×1023 molekul hidrogen, bisahkah anda membayangkan jika gas ini direaksikan dengan 1 gram gas oksigen yang mengandung sekitar 2×1022 sudah berapa jutaan triliun gas H2O yang akan dihasilkan.

Perhitungan kuantitatif antara zat yang bereaksi dengan produk yang dihasilkan memegang peranan yang penting dalam perhitungan rekasi, disebabkan ukuran atom/molekul sangatlah kecil dan tidaklah mungkin kita mengambil sejumlah tertentu atom atau molekul secara manual secara tepat maka kimiawan memerlukan suatu satuan tertentu untuk mendefinisikan jumlah atom atau molekul ini.

Untuk itulah diperkenankannya suatu satuan yang disebut sebagai “mol”.

“ Mol merupakan satuan yang menyatakan jumlah unit dalam suatu substansi yang setara dengan jumlah atom karbon dalam 12 gram karbon 12C murni”

Jumlah unit disini dapat berupa atom, molekul, ion, elektron, proton, radikal, waktu, kuanta, bahkan kelereng, bola, biji kacang hijau atau apapun yang ada di dunia ini. Kimiawan telah menghitung dengan seksama bahwa 12 gram atom karbon 12C murni memiliki jumlah atom karbon sebanyak 6,022.1023×1023. Jumlah sebanyak 6,022.1023×1023 ini disebut sebagai bilangan Avogadro (N).

Jadi “ 1 mol apapun yang ada di dunia ini jumlahnya adalah 6,022.1023, baik itu atom, elektro, molekul, biji kelereng, biji beras, lidi, atau bahkan buah apel”.

Artinya:

  • 1 mol tembaga memiliki 6,022.1023 atom tembaga
  • 1 mol N2 memiliki 6,022.1023 molekul N2
  • 1 mol elektron memiliki jumlah 6,022.1023 elektron
  • 1 mol biji jagung jumlahnya 6,022.1023 biji
  • 1 mol detik jumlahnya 6,022.1023 detik
  • 1 mol buah jeruk memiliki jumlah kelereng sebanyak 6,022.1023 buah

Bagaimana cara kita menghitung mol? Rumus dasar menghitung jumlah mol adalah dengan membagi masa zat dalam satuan gr dengan masa molekul relatifnya (Ar atau Mr). Apabila diketahui jumlah spesiesnya maka kamu tinggal membaginya dengan bilangan Avogadro, atau bila diketahui volumenya untuk gas pada keadaaan STP (standard Temperature Pressure) maka setiap 1 mol gas volumenya adalah 22,4 liter (perhatikan gambar diatas).

PPM atau nama kerennya “Part per Million” jika dibahasa Indonesiakan akan menjadi “Bagian per Sejuta Bagian” adalah satuan konsentrasi yang sering dipergunakan dalam di cabang Kimia Analisa. Satuan ini sering digunakan untuk menunjukkan kandungan suatu senyawa dalam suatu larutan misalnya kandungan garam dalam air laut, kandungan polutan dalam sungai, atau biasanya kandungan yodium dalam garam juga dinyatakan dalam ppm.

Seperti halnya namanya yaitu ppm, maka konsentrasinya merupakan perbandingan antara berapa bagian senyawa dalam satu juta bagian suatu sistem. Sama halnya denngan “prosentase” yang menunjukan bagian per seratus. Jadi rumus ppm adalah sebagai berikut;

ppm = jumlah bagian spesies / satu juta bagian sistem dimana spesies itu berada

Atau lebih gampangnya ppm adalah satuan konsentrasi yang dinyatakan dalam satuan mg/Kg, Kenapa? karena 1 Kg = 1.000.000 mg betul kan? Untuk satuan yang sering dipergunakan dalam larutan adalah mg/L, dengan ketentuan pelarutnya adalah air sebab dengan densitas air 1 g/mL maka 1 liter air memiliki masa 1 Kg betul kan? jadi satuannya akan kembali ke mg/Kg.

Contoh, kandungan Pb dalam air sungai adalah 20 ppm artinya dalam setiap Kg air sungai terdapat 20 mg Pb. Kandungan karbon dalam baja adalah 5 ppm artinya dalam 1 Kg baja terdapat 5 mg karbon. Air minum mengandung yodium sebesar 15 ppm, bisa diartikan bahwa setiap liter minum tersebut terdapat 5 mg yodium.

Jadi mudah bukan untuk memahami ppm?

Mempelajari kimia memang tidak luput dari persamaan kimia beserta perhitungan kuantitatifnya yaitu stoikiometri. Umumnya semua bab yang kita pelajari dalam ilmu kimia contohnya kesetimbangan, kecepatan reaksi, larutan, asam basa, dan sebagainya menggunakan dasar stoikiometri dalam setiap penyelesaian perhitungannya.

Menyelesaikan soal-soal stoikiometri sangatlah mudah, diperlukan ketrampilan dan latihan yang rutin, namun secara garis besar kita dapat membuat kerangka dasar bagaimana kita bisa menyelesaikan soal stoikiometri tersebut dengan cepat.

Berikut adalah tips bagaimana kita bisa menyelesaikan soal stoikiometri dengan mudah.

1. Tulis dan setarakan persamaan reaksinya

Umumnya soal-soal stoikiometri melibatkan reaksi kimia. Anda wajib menulis dan sekaligus menyetarakan reaksi kimianya dengan benar. Kesalahan dalam menulis reaksi kimia berakibat fatal pada perhitungan selanjutnya. Jadi menyetarakan reaksi adalah hal yang amat-amat-amat PENTING!

2. Ubah salah satu unit dalam satuan mol

Dalam setiap soal stoikiometri selalu ada spesies yang bisa dirubah dalam satuan mol. Rumus mol adalah masa dibagi Mr atau Ar, akan tetapi mol dapat dicari dengan cara lain, bila diketahui jumlah molekul maka anda bisa mencarinya dengan membagi dengan bilangan Avogadro. Bila diketahui volume pada STP maka mol dicari dengan membagi volume dengan 22,4 bila diketahui konsentrasi larutan dan volumenya maka mol harus dicari dengan mengkalikan konsentrasi dan volumenya. Anda harus jeli untuk melihat spesies mana yang bisa dirubah dalam satuan mol

3. Cari mol spesies yang ditanyakan dengan menggunakan persamaan reaksi

Anda tahu maksud saya kan? Apabila mol satu spesies sudah ketemu (pada langkah2 ) maka kita dapat mencari mol spesies yang lain dengan menggunakan koefisien reaksi. Yup, betul dengan membandingkan koefisien reaksi maka kita dapat mencari mol spesies yang lain.

4. Ubah spesies yang ditanyakan sesuai dengan satuan yang diinginkan soal

Apabila mol spesies yang ditanyakan sudah diketahui maka kita dapat mengkonversi ke dalam satuan yang di inginkan soal misalnya ke satuan massa, volume, konsentrasi, dan sebagainya.

Nah cukup mudah kan?

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.