Larutan elektrolit sendiri dibagi menjadi dua, b. Larutan Non-elektrolit
yaitu: Yaitu, larutan yang tidak mampu
1. Elektrolit kuat, yaitu larutan yang menghantarkan arus listrik.
sangat mudah menghantar daya/arus Ciri-cirinya:
listrik yang tinggi. • Di dalam air, tidak terionisasi (α = 0), tidak
Ciri-cirinya: mampu menghantarkan arus listrik.
• Di dalam air, terionisasi sempurna • Dalam eksperimen: lampu tidak
(α = 1), daya hantar listrik kuat. menyala dan tidak timbul banyak
gelembung gas.
• D a l a m e k s p e r i m e n : l a m p u
menyala terang dan timbul banyak
gelembung gas. Contoh
Contoh • Senyawa-senyawa kovalen nonpolar,
seperti urea (CO(NH2)2), glukosa
• Asam kuat: HCl, HBr, HI, HNO3, (C6H12O6), benzena (C6H6), eter (C2H6O).
H2SO4, HClO4
C. Sifat Koligatif Larutan
• Basa kuat: NaOH, KOH, RbOH,
Ca(OH)2, Sr(OH)2, dan Ba(OH)2 Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang
hanya ditentukan oleh jumlah partikel zat terlarut,
• Hampir semua garam: NaNO3, bukan oleh jenis zat terlarut. Terdapat empat
CaBr2, NH4Cl, dan lain-lain. macam sifat koligatif, yaitu:
2. Elektrolit lemah, yaitu larutan yang No Sifat Koligatif Rumus Keterangan
sedikit mampu untuk menghantarkan
arus/daya listrik berdaya rendah. 1 Kenaikan titik ∆Tb = Kb x m Kb = tetapan titik
Ciri-cirinya: didih (∆Tb) didih molal pelarut
• Di dalam air, terionisasi sebagian (0
< α < 1), daya hantar listrik lemah. 2 Penurunan titik ∆Tf = Kf x m Kf = tetapan titik
• D a l a m e k s p e r i m e n : l a m p u beku (∆Tf) beku molal pelarut
menyala redup dan timbul sedikit
gelembung gas. 3 Penurunan ∆P = Po x Xt Po = tekanan uap
tekanan uap (∆P) pelarut murni
Contoh
4 Tekanan R = 0,082 L.atm/
• Asam lemah: HF, H2CO3, CH3COOH, osmotik (π) π = M x R x T mol.K
H2S, H3PO4.
T = suhu (K)
• Basa lemah: Fe(OH)3, Al(OH)3,
NH4OH. Untuk larutan elektrolit dikalikan dengan faktor Vant Hoff (i)
elektrolit kuat g i = n (jumlah ion)
• Garam-garam merkuri (Hg+2) elektrolit lemah g i = [1 + (n-1)α]
α = derajat ionisasi
250 m = molalitas
D. Teori Asam-Basa
1. Teori Arrhenius
Asam → zat yang dalam pelarut air melepas
ion H+.
Contoh:
HCl(g) → H+ + Cl–(aq)
(aq)
H2SO4(l) → 2H+(aq) + SO4–2(aq) Basa kuat
Contoh: NaOH, KOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2,
Basa → zat yang dalam pelarut air melepas OH–.
Contoh: Ba(OH)2
NaOH(s) → Na+(aq) + OH–(aq)
Ca(OH)2(s) → Ca+(aq) + 2OH–(aq) [ OH- ] = M x Val
2. Teori Bronsted Lowry Asam lemah
Contoh: HF, H2CO3, H2S, H3PO4, CH3COOH.
Asam → pendonor proton (H+)
Basa → akseptor proton (H+) [ H+ ] = Ka ×M atau [ H+ ] = α x M
Contoh:
HCl + H2O → Cl– + H3O+ Ingat! Ka = α2 x M
asam1 basa1 basa2 asam2
Basa lemah
Pada reaksi ke kanan: HCl memberi H+ Contoh: NH4OH, Mg(OH)2, Al(OH)3, Fe(OH)3
kepada H2O menjadi H3O+.
[ H+ ] = Kb ×M atau [ OH-] = α x M
Pada reaksi ke kiri: H3O+ memberi H+ kepada
Cl– menjadi HCl. Ingat! Kb = α2 x M
3. Teori Lewis 2. pH Larutan Garam
Garam adalah hasil reaksi antara asam
Asam g akseptor pasangan elektron bebas.
Basa g pendonor pasangan elektron bebas. dengan basa.
Contoh: NH3 + BF3 → NH3BF3 • Garam dari reaksi: Basa Kuat + Asam
HF Kuat
Contoh: NaCl, K2SO4
HN BF pH garam = netral (pH = 7)
Sifat hidrolisis = tidak terhidrolisis
HF • Garamdarireaksi:BasaLemah+AsamKuat
Contoh: NH4Cl
NH3 memberi pasangan elektron kepada BF3 pH garam = pH asam (pH < 7)
maka NH3 disebut basa dan BF3 disebut asam.
E. Derajat Keasaman (pH)
Larutan
pH = – log [H+] H+ = Kw × [MG ]
pOH = – log [OH−] Kb
pH + pOH = 14
Air: [H+] = [OH−] = 10–7 g pH = 7 Sifat hidrolisis = terhidrolisis sebagian
Larutan asam: [H+] > 10–7 g pH < 7
Larutan basa: [H+] < 10–7 g pH > 7 • Garam dari reaksi: Basa Kuat + Asam
Lemah
1. pH Larutan Asam dan Basa
Asam kuat Contoh: CH3COONa
Contoh: HNO3, H2SO4, HClO4, HCl, HBr, HI. pH garam = pH basa (pH > 7)
H+ = Kw × [MG ]
Ka
[ H+ ] = M x Val Sifat hidrolisis = terhidrolisis sebagian
251
• Garam dari reaksi: Basa Lemah + Asam Hasil kali kelarutan/konstanta solubility product
Lemah
(Ksp) adalah hasil kali konsentrasi ion-ion elektrolit
Contoh: CH3COONH4
pH garam bersifat: larutaAnxBjye(sn) ugfh dipxaAn+yg(akqa) t+kaynB−kxo(aqe)fisien reaksinya.
s xs ys
- Asam (pH < 7) jika Ka>Kb
- Basa (pH > 7) jika Kb>Ka Ksp = [A+y] . [B-x]y
- Netral (pH = 7) jika Ka=Kb
Ksp = (xs)x . (ys)y
H+ = Kw × Ka Ksp = xxsx . yysy
Kb
Ksp = xxyy (s)x+y
Sifat hidrolisis = terhidrolisis total
3. pH Larutan Buffer/Penyangga Ksp
xxyy
Yaitu, campuran asam lemah dengan s = x+y
garamnya atau basa lemah dengan garamnya.
Fungsi larutan buffer adalah untuk mem
pertahankan nilai pH suatu larutan. Artinya, Meramal Pengendapan
jika larutan ditambah sedikit asam, basa,
atau diencerkan maka pH praktis tidak Untuk reaksi: gf AxBy(s)
berubah. xA+y(aq) + yB−x(aq)
Q = [A+y]x . [ B−x]y
• Asamlemah+garam(basakonjugasinya) Catatan
Contoh: CH3COOH + CH3COONa Jika Q < Ksp : belum jenuh (belum
mengendap)
Larutan buffer yang terbentuk akan JikaQ=Ksp: tepatjenuh(siapmengendap)
bersifat asam Jika Q > Ksp : lewat jenuh (sudah
mengendap)
(pH < 7).
H+ = Ka x mol AL
mol G x val
• Basalemah+garam(asamkonjugasinya) Pengaruh ion sejenis
Contoh: NH4OH + NH4Cl ”Jika suatu elektrolit dilarutkan dalam larutan lain
Larutan buffer yang terbentuk akan yang mengandung ion sejenis maka kelarutannya
(s) akan menjadi lebih kecil”.
bersifat basa
(pH > 7).
H+ = Kb x mol BL s = Ksp
mol G x val
[ ]ion sejenis indeks
F. Kelarutan dan Hasil Kali Hubungan Ksp dengan pH:
Kelarutan
Ksp = 1 OH− x +1
Kelarutan/solubility (s) adalah jumlah (mol atau x
berat) zat maksimal yang dapat larut dalam
sejumlah tertentu pelarut dalam suatu larutan
jenuh.
Satuan: mol/liter (M) atau gram/liter.
252
Bab 8
Reaksi Redoks
& Elektrokimia
A. Konsep Praktis Redoks 2. Bilangan oksidasi pada senyawa
• Jumlahbiloksunsur-unsurbernilai=0
a. Pengertian Reduksi dan Oksidasi
1. Reduksi : reaksi pelepasan oksigen (O). H3PO4 → H+ + (PO4)3–
Oksidasi : reaksi pengikatan oksigen (O). 3 biloks H + biloks P + 4 biloks O = 0
Ca + CuO → CaO + Cu
CuO melepas O menjadi Cu (reduksi). Biloks H = +1 ; O = –2 ; P = +5
Ca mengikat O menjadi CaO (oksidasi).
Senyawa H3PO4= 3 (1) + 5 + [4 x
2. Reduksi : reaksi pengikatan hidrogen (H). (–2)] = 0
Oksidasi : reaksi pelepasan hidrogen (H).
• Biloks H = 1, kecuali pada hidrida
CH3CHO + H2 → CH3CH2OH (reduksi) logam biloks H = –1 (contoh: KH,
CH3CH2OH g CH3CHO + H2 (oksidasi) CaH2).
H2 diikat oleh CH3CHO menjadi
• Biloks O = –2, kecuali pada senyawa
CH3CH2OH (reduksi). peroksida (misal: H2O2) biloks O =
CH3CH2OH melepaskan H2 menjadi –1, senyawa superoksida (misal:
RbO2) biloks O = –, senyawa OF2
CH3CHO (oksidasi). dengan biloks O = +2.
3. Reduksi : reaksi pengikatan elektron. • Biloks F = –1.
Oksidasi : reaksi pelepasan elektron.
• Biloks logam gol IA = +1, IIA = +2,
Cu g Cu2+ + 2e (oksidasi) IIIA = +3.
Cl2 + 2e g 2Cl– (reduksi)
3. Biloks ion sama dengan muatannya
4. Reduksi : reaksi penurunan biloks. Dalam ion Cu+2 → biloks Cu = +2
Oksidasi : reaksi peningkatan biloks.
2Fe + 3O2 g Fe2O3 (oksidasi) Dalam SO4–2→ biloks S = + 4 biloks O = –2
0 0 +3 –2 c. Reduktor-Oksidator
Biloks Fe naik dari 0 menjadi +3 (oksidasi).
Biloks Fe turun dari 0 menjadi –2 (reduksi). Reduktor (pereduksi) → zat yang
menyebabkan zat lain mengalami reduksi,
b. Konsep Bilangan Oksidasi (Biloks/BO) sedangkan dirinya sendiri mengalami oksidasi.
1. Bilangan oksidasi unsur bernilai = 0
Contoh: Cu, Fe, N2, O2, dan sebagainya. Oksidator (pengoksidasi) → zat yang
menyebabkan zat lain mengalami oksidasi,
sedangkan dirinya sendiri mengalami reduksi.
Contoh: F2 + 2Cl− g 2F− + Cl2
Biloks → 0 -1 -1 0
253
F2 : mengalami reduksi (oksidator) 2. Fe2+ + MnO4− → Fe3+ + Mn2+ (asam)
Cl− : mengalami oksidasi (reduktor)
2 7 32
F− : hasil reduksi
Cl2 : hasil oksidasi +1 −5
Agar setara maka reaksi oksidasi (mengalami
B. Menyetarakan Reaksi kenaikan biloks) dikali 5, sedangkan reaksi
Redoks
reduksi (mengalami penurunan biloks) dikali
1. Sehingga reaksinya menjadi:
a. Cara Bilangan Oksidasi 5Fe2+ + MnO4− → 5Fe3+ + Mn2+
1. Tulis reaksi, tentukan yang biloks zat
yang berubah. (∑ unsur O = 4) (∑ unsur O = 0)
2. Samakan jumlah atom kiri dan kanan
(yang mengalami perubahan biloks saja) Suasana asam: tambah H2O pada ruas
yang kurang O, tambah H+ pada ruas lain.
3. Tentukan perubahan biloks dan sama- Sehingga reaksinya menjadi:
kan (kali silang).
5Fe2+ + MnO4− + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
4. Tulis ulang reaksi dengan koefisien
reaksinya. b. Cara Setengah Reaksi
5. Samakan jumlah O dan H kiri dengan 1. Tulislah reaksi oksidasi dan reduksinya
kanan dengan cara: secara terpisah dalam bentuk ion-ion.
Suasana asam: tambah H2O pada ruas 2. Samakan jumlah atom kiri dan kanan
yang kurang O, tambah H+ pada ruas (yang mengalami perubahan biloks
lain. saja).
Suasana basa: tambah H2O pada ruas 3. Samakan jumlah O dan H kiri dengan
yang kelebihan O, tambah OH− pada kanan dengan cara:
ruas lain
Suasana asam: tambah H2O pada ruas
6. Sempurnakan reaksi dan cek. yang kurang O, tambah H+ pada ruas
lain.
Contoh: (basa)
1. MnO4− + SO32− → MnO2 + SO42− Suasana basa: tambah H2O pada ruas
yang kelebihan O, tambah OH− pada
7 4 4 6 ruas lain.
−3 +2
4. Samakan jumlah muatan kiri dan kanan
Agar setara maka reaksi reduksi (mengalami dengan menambahkan elektron.
penurunan biloks) dikali 2, sedangkan reaksi
oksidasi (mengalami kenaikan biloks) dikali 5. Kali silang elektron terlibat dan pakai
3. Sehingga reaksinya menjadi: sebagai koefisien.
6. Jumlahkan
2MnO4− + 3SO32− → 2MnO2 + 3SO42− Contoh:
( ∑ unnssuurrOO==1177) ( ∑ unnssuurrOO==1176)
1. MnO- + SO-2 → MnO2 + SO-2 (basa)
4 3 4
Suasana basa: tambah H2O pada ruas yang Pada reaksi: MnO- → MnO2
kelebihan O (ruas kiri), tambah OH− pada 4
ruas lain (ruas kanan). Sehingga reaksinya Biloks Mn: ruas kiri = 7; ruas kanan = 4
menjadi:
∑ unsur O: ruas kiri = 4 ; ruas kanan = 2
2MnO4− + 3SO32− + H2O → 2MnO2 + 3SO + 2OH− Pada reaksi: SO-2 → SO-2
34
Biloks S: ruas kiri = 4; ruas kanan = 6
∑ unsur O: ruas kiri = 3 ; ruas kanan = 4
254
Berdasarkan langkah nomor 3—5 maka: Contoh:
Zn + Cu2+→ Zn2+ + Cu
MnO- + 2H2O + 3e → MnO2 + 4OH− x2 Cd + Fe2+ →
4 x3
SO-2 + 2OH− → SO-2 + H2O + 2e
3 4
2MnO- + 3SO-2 + H2O → 2MnO2 + 3SO-2 + 2OH− D. Sel Volta atau Galvani
4 3 4
2. Fe2+ + MnO → Fe3+ + Mn2+ (asam) Percobaan elektrokimia pada sel Volta atau
Galvani adalah percobaan untuk mengubah
Pada reaksi: Fe2+ → Fe3+ (asam) energi kimia menjadi energi listrik.
Biloks Fe: ruas kiri = 2; ruas kanan = 3
Elektrode ⇒ KAPAN : Katode g Positif (+),
Pada reaksi: MnO→ Mn2+ (asam) Anode g Negatif (–)
Biloks Mn: ruas kiri = 7; ruas kanan = 2
xunsur O: ruas kiri = 4 ; ruas kanan = 0 Reaksi ⇒ Katode g reduksi,
Berdasarkan langkah nomor 3—5 maka: Anode g oksidasi
Fe2+ → Fe3+ + 1e x5 E sel = Eo katode – Eoanode
MnO- + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O x1 Harga E sel g jika positif (+) maka reaksi
4
berlangsung spontan dan menghasilkan
5Fe2+ + MnO- + 8H+→ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
4 energ i listrik.
Contoh:
C. Potensial Reduksi (Eo) Elektrode : tembaga (EoCu = 0,34 volt)
Potensial reduksi (Eo) adalah besarnya seng (EoZn = – 0,76 volt)
potensial listrik yang dihasilkan pada suatu
peristiwa penangkapan elektron (reaksi Elektrolit : larutan CuSO4 dan ZnSO4
reduksi).
V
Jika potensial reduksi (Eo) suatu unsur Cu(+) (–)Zn
semakin besar maka unsur tersebut
akan semakin mudah mengalami reaksi
reduksi. Sebaliknya, semakin kecil potensial
reduksinya maka akan semakin mudah Zn2+ + SO-42
mengalami reaksi oksidasi.
Reaksi sel:
Deret Volta: Anode (-) : Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e
Katode (+) : Cu2+(aq) + 2e → Cu(s)
K-Ba-Ca-Na-Mg-Al-Mn-(H2O)-Zn-Cr-Fe-Cd-
Co-Ni-Sn-Pb-(H)-Sb-Bi-Cu-Hg-Ag-Pt-Au Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq + Cu(s)
Eosel = EoCu – EoZn
Dari kiri ke kanan harga Eo semakin = 0,34 – (– 0,76 ) = 1,1 volt
Notasi sel : Zn(s)Zn2+(aq)Cu2+(aq)Cu(s)
Contoh sel volta yang lain: batere dan aki.
besar (semakin mudah direduksi). Dari E. Korosi
kanan ke kiri semakin mudah dioksidasi Korosi (perkaratan logam) adalah suatu
(semakin aktif). Unsur logam sebelah reaksi oksidasi terhadap logam oleh oksigen
dari udara.
kiri dapat mereduksi kation logam
Besi yang diperjualbelikan di pasaran
sebelah kanan. bukanlah besi murni, namun dicampur
255
dengan unsur karbon. Biasanya, kadar Reaksinya, yaitu:
karbon pada besi tidak merata, ada bagian 2H2O(l) +2e → H2(g) +2OH−(aq)
tertentu yang kadarnya tinggi, namun di Sedangkan, untuk kation dari unsur yang lain
bagian lain kadarnya rendah.
dapat direduksi menjadi logamnya.
Proses korosi bisa dianggap sebagai proses Contoh:
elektrokimia, bagian besi dengan kadar Zn+2(aq) + 2e → Zn(s)
karbon rendah akan bertindak sebagai Cu+2(aq) + 2e → Cu(s)
anode, sedangkan bagian yang kadar
karbonnya tinggi bertindak sebagai katode. Di Anode (+) → terjadi reaksi oksidasi
Anode : Fe → Fe2+ + 2e x2 • Elektrode = tidak inert (selain Pt, C, Au) g
Katode : O2 + 2H2O + 4e → 4OH– anode dioksidasi.
x1
Contoh:
2Fe + O2 + 2H2O → 2Fe(OH)2 Zn(s) → Zn+2(aq) + 2e
Cu(s) → Cu+2(aq) + 2e
2Fe(OH)2 + O2 + H2O → Fe2O3.nH2O
(karat) • Elektrode = inert (Pt, C, dan Au) g perhatikan
anion terlebih dahulu:
F. Sel Elektrolisis
Anion = F−, Cl−, Br−, I−, OH− → teroksidasi
Reaksinya:
2Cl−(aq) → Cl2(g) + 2e
4OH−(aq)→ 2H2O(l) + O2
Anode (+) (−) Katode Anion = oksi (SO_42, NO3_, dan seterusnya) → tidak
Kebalikan dari sel Volta/Galvani, sel teroksidasi, yang dioksidasi air. Reaksinya:
elektrolisis merupakan proses elektrokimia 2H2O(l) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e
yang mengubah energi listrik menjadi energi
kimia. G. Hukum Faraday
Elektrode ⇒ KNAP: Hukum Faraday I → ”Jumlah zat yang diendapkan
Katode → kutub Negatif (–) atau melarut di elektrode berbanding lurus
Anode → kutub Positif (+)
dengan jumlah arus listrik yang mengalir pada
Reaksi:
elektrolit.”
⇒ Ka-Red: Katode → reaksi Reduksi;
⇒ An-Oks: Anode → reaksi Oksidasi W = e.F atau W = Ar x i x t
Reaksi pada Sel Elektrolisis. val 96.500
Di Katode (–) → terjadi reaksi reduksi Hukum Faraday II → ”Jika beberapa larutan
dielektrolisis dengan arus listrik yang sama maka
1. Elektrolit = leburan → kation apa saja dapat massa zat yang dihasilkan berbanding lurus
direduksi. dengan massa ekivalen zat-zat tersebut.”
2. Elektrolit = larutan → perhatikan kation. W1 : W2 = e1 : e2
Bila kation berasal dari golongan unsur IA,
IIA, Al, Mn tidak dapat direduksi maka yang
direduksi air.
256
Bab 9
Kimia Unsur
A. Gas Mulia (VIIIA) 3. Kestabilan semakin berkurang.
4. Kereaktifan semakin bertambah (He,
a. Unsur-unsur Gas Mulia dan Sifat-sifatnya
Ne, Ar belum ditemukan senyawanya.
Unsur Lambang Sedangkan, Kr, Xe, Rn sudah ditemukan
dalam bentuk senyawanya).
Helium 4He 5. Kelarutan semakin bertambah (He, Ne
praktis larut dalam air, sedangkan Ar,
2 Kr, Xe, Rn larut dalam air karena ukuran
atomnya semakin besar).
Neon 20Ne
b. Cara Memperoleh Gas Mulia
10 1. He, Ne, Ar, Kr, Xe → destilasi dari udara
cair.
Argon 40Ar 2. He → pemisahan dari gas alam
3. Rn dan He → peluruhan unsur radium
18 (Ra)
Kripton 84Kr c. Penggunaan Gas Mulia
1. He:
36 - Pengisi balon udara.
- Dicampur dengan O2 untuk per-
Xenon 131Xe napasan buatan para penyelam.
54 - Sebagai pendingin untuk suhu
mendekati 0 K.
Radon 222Rn 2. Ne, Ar, Kr, Xe untuk mengisi lampu
86 tabung, lampu reklame, dan pendingin
pada reaktor nuklir.
Sifat-sifat umum: 3. Xe untuk obat bius, sedangkan senyawa
Xe dan oksigen (XeO3 dan XeO4)
1. Tak berwarna, tak berbau, tak berasa, merupakan oksidator kuat.
sedikit larut dalam air. 4. Rn digunakan untuk terapi kanker
karena Rn bersifat radioaktif.
2. Konfigurasi elektron stabil sehingga
sangat sukar bereaksi. 257
3. Energi ionisasi sangat tinggi.
4. Di alam selalu dalam keadaan bebas
(gas monoatomik).
5. Semua gas mulia terdapat di atmosfer,
kecuali Radon (Rn) yang merupakan
unsur radioaktif yang terdapat pada
rongga batuan uranium.
6. Gas mulia di alam paling banyak adalah
He, sedangkan paling sedikit adalah Rn
karena merupakan unsur radioaktif.
Unsur gas alam dari atas ke bawah:
1. Jari-jari atom semakin besar.
2. Energi ionisasi semakin kecil.
B. Halogen (VIIA) Biloks Senyawa
+1 ClF, BrCl
a. Unsur-unsur Halogen +3 BrF3, ICl3
+5 ClF5, IF5
Halogen merupakan unsur pembentuk +7 IF7, IBr7
garam. Unsur-unsur halogen bersifat
elektronegatif dan mudah bereaksi dengan c. Cara Pembuatan Halogen
unsur elektropositif untuk membentuk
senyawa garam. 1. Di industri
Wujud dan Proses Pembuatan
Warna
Unsur Sumber F2 Proses Moissan: Elektrolisis campuran
Fluor Gas, kuning muda HF dan KHF2 cair.
(9F) Gas, hijau kFrluioolrits(pNaar2(AClaF6F)2),
Klor kekuningan Dari air laut dalam Cl2 Proses Downs : Elektrolisis leburan
(17Cl) Cairan, merah bentuk NaCl, KCl, NaCl
kecokelatan MgCl, CaCl2 Proses Gibbs : Elektrolisis larutan
Brom Padat, ungu Dari air laut dalam NaCl
(35Br) bentuk NaBr, KBr, Proses Deacon : 4HCl + O2 g 2H2O +
MgBr 2Cl2
Iod Dari air laut dalam
(53 I) bentuk NaI, KI, MgI2 Br2 Mengoksidasi ion bromida yang
terdapat dalam air laut dengan klorin.
Reaksinya:
Cl2(g) + 2Br−(aq) g 2Cl−(aq) + Br2(l)
b. Sifat-sifat Unsur Halogen I2 Mengoksidasi ion iodida yang
terdapat dalam air laut dengan klorin.
Reaksinya:
1. Sifat-sifat periodik Cl2(g) + 2I−(aq) g I2(aq) + 2Cl−(l)
Dari atas ke bawah Dari atas ke bawah 2. Di laboratorium
semakin besar semakin kecil • Memanaskan campuran garam
halida dan MnO2 dalam suasana
• Jari-jari atom • Energi ionisasi asam (X = unsur halogen).
• Berat jenis • Kelektronegatifan Reaksinya:
• Titik didih • Sifat oksidator
• Kereaktifan 2NaX + MnO2 + 3H2SO4 → 2NaHSO4
+ MnSO4 + 2H2O + X2
2. Reaksi pendesakan
• Mereaksikan asam halogen pekat
Unsur halogen yang di atas dapat dengan KMnO4 (X = unsur halogen):
mengoksidasi/mendesak ion halida
yang ada di bawahnya: 2KMnO4 + 16HX → 2MnX2 + 2KX +
• F2 + KBr → KF + Br 8H2O + 5X2
• Br2 + NaCl →
d. Asam Halogen
3. Cl2, Br2, dan I2 dalam air mengalami
reaksi disproporsionasi/autoredoks 1. Asam halida : HF, HCl, HBr, HI
Reaksi autoredoks adalah reaksi redoks • Urutan kekuatan asam:
dimanaterdapatsatuunsuryangmengalami HF < HCl < HBr < HI
reaksi reduksi dan oksidasi sekaligus. Artinya, di antara asam halogen,
Contoh: HF asam paling lemah, sedangkan
Cl2 + H2O → HCl + HClO HI asam kuat paling kuat.
4. D a p a t m e m b e n t u k s e n y a w a
• Urutan titik didih:
interhalogen HCl < HBr < HI < HF (antarmolekul
Senyawa interhalogen adalah senyawa
HF terdapat ikatan hidrogen
antardua unsur halogen
258
sehingga titik didih HF menjadi 4. Kebanyakan dalam bentuk molekul
paling tinggi). diatomik berikatan rangkap dua (O2)
dan sedikit dalam bentuk O3 (ozon).
2. Asam oksihalogen
5. Sangat reaktif. Bereaksi dengan senyawa
Merupakan senyawa asam halogen yang logam maupun nonlogam membentuk
mengandung unsur oksigen. Cl, Br, I dapat senyawa oksida.
membentuk senyawa asam oksihalogen,
namun unsur F tidak bisa. Oksida Contoh
Oksida basa Na2O, CaO, Fe2O3
Rumus Biloks X Nama Oksida asam SO3, N2O5, CO2, P2O5
Oksida amfoter Al2O3, ZnO
HXO +1 Asam hipohalit Oksida indeferen CO, MnO2
Peroksida H2O2, Na2O2
HXO2 +3 Asam halit Superoksida KO2, RbO2
HXO3 +5 Asam halat
HXO4 +7 Asam perhalat
Contoh: b. Pembuatan Oksigen
HClO : asam hipoklorit
HBrO2 : asam bromit 1. Di alam → melalui proses fotosintesis
HBrO3 : asam bromat pada tumbuhan, yaitu dengan reaksi:
HIO4 : asam periodat
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2(g)
Kekuatan asam oksihalogen: 2. Di laboratorium:
• HXO4> HXO3 > HXO2 > HXO
• HClO > HBrO > HIO • Melalui pemanasan oksida logam:
2Ag2O → 4Ag + O2
e. Kegunaan Unsur/Senyawa Halogen • Melalui pemanasan H2O2
1. CCl2F2 (gas freon) → digunakan sebagai 2H2O2(l) → 2H2O(l) + O2(g)
zat pendingin pada kulkas dan AC. 3. Di industri:
2. (C2F4)n (Teflon) → sebagai bahan pelapis • Elektrolisis air dengan reaksi:
panci tahan panas 2H2O(l) → 2H2(l) + O2(g)
3. NaCl g garam dapur, penyedap masakan. • Destilasi bertingkat udara cair.
4. KCl → digunakan sebagai pupuk bagi
tumbuhan. c. Penggunaan secara Komersial
5. Ca(OCl)2 (kaporit) → desinfektan dan
penjernih air. 1. Pengisi tabung udara pernapasan
6. NaBr → digunakan sebagai obat penyelam, antariksawan, penderita
penenang dalam dunia kedokteran. paru-paru/saluran pernapasan.
7. PVC (Poly Vinil Klorida) CH2CHCl →
bahan dasar plastik. 2. Campuran O2 dengan gas asetilena
untuk mengelas logam.
3. Oksigen cair (liquid oxygen = lox) untuk
bahan bakar pesawat ruang angkasa.
C. Oksigen D. Nitrogen
a. Sifat-sifat a. Sifat-sifat
1. Banyak ditemukan dalam wujud gas. 1. Merupakan unsur gas terbanyak di at-
2. Merupakan gas tak berwarna, tak mosfer bumi.
berbau, dan tak berasa. 2. Tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak
3. Tidak dapat terbakar, namun dibutuhkan berbau.
dalam proses pembakaran.
259
3. Merupakan molekul diatomik yang sa K39 Merah muda Mineral silvit: KCl
Merah Fosfat trifilit
ngat stabil dengan ikatan rangkap tiga. 19 Fosfat trifilit
lembayung
4. Kurang reaktif. 85Rb Merah
13535 Cs
5. Bereaksi dengan logam dan nonlogam lembayung
pada suhu tinggi : N2 + 3Mg → Mg3N2
N2 + O2 → 2NO Unsur Warna Sumber
Alkali Tanah Nyala
6. Dapat mempunyai bilangan oksidasi Beril: Be3Al2(SiO3)6
94 Be - Magnesit: MgCO3
bervariasi dari −3 hingga +5. 2142 Mg Putih Gips: CaSO4.2H2O
2400Ca Jingga strontianit: SrCO3
b. Pembuatan Nitrogen dan Senyawanya 8388 Sr Merah Barit: BaSO4
15367 Ba Hijau
Nitrogen Di industri: penyulingan udara cair
(N2) Di laboratorium: pemanasan garam b. Sifat Umum Unsur Alkali dan Alkali Tanah
amonium (NH4NO2).
Amoniak NH4NO2(aq)g N2(g) + 2H2O(l) Logam Alkali
(NH3)
Di industri: proses Haber
N2(g) + 3H2(g) g 2NH3(g) Reaksi dengan Li, Na, K, Rb, Cs g L2O (oksida)
oksigen Na, K, Rb, Cs g L2O2 (peroksida)
Di laboratorium: K, Rb,Cs g LO2 (superoksida)
Mg3N2 + 6H2O g 3Mg(OH)2 + 2NH3 atau
NH4Cl + KOH g KCl + NH3 + H2O
Asam Di industri: proses Ostwald Reaksi dengan Berlangsung dengan spontan
nitrat air L + 2H2O g 2LOH + H2
(HNO3) 4NH3 + 5O2 g 4NO + 6H2O Semua kuat
2NO + O2 g 2NO2 Sifat basa Na
3NO2 + H2O g 2HNO3 + NO Unsur
Di laboratorium: dengan mereaksikan terbanyak
NaNO3 + H2SO4 g NaHSO + HNO3
c. Kegunaan Senyawa Nitrogen
Senyawa Kegunaan Unsur 223 Ba
NH3 Pembuatan pupuk urea radioaktif 87
N2H4 (hidrazin) Bahan bakar roket
N2 Isi bola lampu Pembuatan Elektrolisis leburan garamnya
N2O Obat bius
NO Gas air mata Kelarutan Semua larut, kecuali LiF, Li2CO3
N2O3, HNO2, NO2− Antioksidan garam dalam
Membuat aquaregia (pelarut air
HNO3 emas atau platina)
Reaksi Logam Alkali Tanah
dengan Be, Mg,Ca, Sr, Ba g LO (oksida)
oksigen Sr, Ba g LO2 (peroksida)
E. Alkali (IA) dan Alkali Tanah Reaksi Reaksinya kurang spontan
(IIA) dengan air L + 2H2O g L(OH)2 + H2
Byaen(OgHla)i2nabmafsoatekru, aMt.g(OH)2 lemah,
a. Unsur-unsur Alkali dan Alkali Tanah Sifat basa
Unsur Ca
Unsur Warna Nyala Sumber terbanyak
Alkali Unsur
radioaktif
7 Li Merah terang Spodumen Li.Al(SiO3)2 226 Ra
3 87
23 Na Kuning Garam air laut NaCl
11
260
Pembuatan Elektrolisis leburan garamnya Rb Untuk membuat sel fotolistrik
Kelarutan
garam dalam Kelarutan dalam air semakin kecil Cs Untuk membuat sel fotolistrik
air Untuk katalis reaksi hidrogenasi
c. Sifat Periodik Unsur Alkali dan Alkali Tanah Untuk pembuatan rudal (missile)
Be Untuk pembuatan tabung sinar X
Be + Cu untuk pembuatan berbagai
Dari atas ke Antara IA
Sifat bawah dan IIA peralatan listrik
IA > IIA
Jari-jari atom Semakin besar IA < IIA Mg(OH)2 (susu magnesia) untuk
Energi ionisasi Semakin kecil IA > IIA antasida (obat mag)
Kereaktifan Semakin kuat IA > IIA
Sifat reduktor Semakin kuat IA > IIA Mg MgSO4 (garam inggris) untuk laksatif
Sifat logam Semakin kuat IA > IIA usus (zat pencahar)
Sifat basa Semakin kuat IA < IIA
Titik lebur Semakin rendah Mg + Al + Li (magnalium) untuk badan
Reaksi IA > IIA
dengan air Semakin kuat pesawat terbang
CaC2 (kalsium karbida) untuk bahan
baku pembuatan gas asetilen
CaCl2 untuk zat pengering
d. Kelarutan Senyawa Alkali dan Alkali Tanah Ca CaOCl2 (kaporit) untuk desinfektan dan
penjernih air
1. Senyawa alkali semua larut dengan baik
di dalam air. CaSO4 (gipsum) untuk penyambung
tulang patah
2. Unsur alkali tanah yang membentuk
ikatan senyawa dengan: Ca(CN)2 untuk racun tikus
• Cl−, Br−, I−, dan NO3− dapat larut
dalam air. Sr Untuk membuat kembang api
• CO32− tidak dapat larut dalam air. Pembuatan tabung kaca TV berwarna
• OH−dan F−, semakin ke bawah akan
semakin mudah larut. Ba BaSO4 + ZnS untuk pembuatan cat
• SO42− dan CrO42−, semakin ke bawah Ra Sumber radioaktif bidang kedokteran
akan semakin sukar larut.
e. Kegunaan
Unsur Kegunaan
Li + Al + Mg untuk membuat badan
Li pesawat
Untuk membuat baterai litium
Li2CO3 untuk membuat keramik
NaCl untuk garam dapur
Na NaOH untuk membuat sabun keras
NaHCO3 untuk pengembang kue
KCl untuk pupuk
K KOH untuk membuat sabun lunak
KNO3 untuk membuat bahan peledak
261
Bab 10
Kimia Karbon
A. Macam-macam Senyawa Alkanon/ R─C─R’ CnH2nO CH3 −CH2 ─ C─
Karbon Keton ║ CH3
O
║
O
2-butanon/etil metil
keton
• Karbon merupakan unsur berlambang C, Kar - Asam R─C─OH CnH2nO2 CH3−CH2─ C─ OH
memiliki nomor atom 6, dan terletak pada boksilat alkanoat/ ║ ║
periode 2. asam O O
karboksilat
asam propanoat
• Elektron valensi dari karbon = 4 (golongan Ester/alkil R─C─OH CnH2nO2 CH3 −
IVA). Karbon bukan unsur elektropositif alkanoat │ CnH2n+3N CH2─C─OCH3
(unsur yang cenderung melepaskan elektron OR’ CnH2n+1 ON
valensinya) maupun elektronegatif (unsur Senyawa Amina CnH2n+1NO2 ║
yang cenderung menerima elektron), nitrogen R─NH2 O
melainkan unsur yang cenderung berikatan
kovalen (pemakaian elektron bersama). Amida R─ C─ NH2 metil propanoat
║ CH3 −CH2 −CH2
Nitro O −NH2
Propil amina
R─NO2 CH3 −CH2 −CH2
−C−NH2
• Senyawa karbon sangat berlimpah di alam,
di antaranya: ║
O
Butanamida
CH3−CH2−CH2−
NO2
Nitropropana
Kelompok Jenis Gugus Rumus Contoh
Fungsi Umum
Kelompok Jenis Gugus Fungsi Rumus Contoh Sikloalkana CH2 − CH2 Siklobutana
Alkana Umum ││ Siklobutena
CH2 − CH2
CH3 −CH2 −CH3 Alisiklik
−CH2−CH2− CnH2n+2 (propana) Siklo- CH = CH
Homo- alkena ││
A CH3 −CH=CH2 −CH3 siklik CH2 − CH2
Alkena −CH=CH− CnH2n 2- butena
L S
Hidro I Aromatik Benzena dan turunannya
I karbon K
F CH3 −C≡C−CH3 L
Alkuna −C≡C− CnH2n-2 (2-butuna) I OH COH
A K
T CH2 =CH−CH=CH2 Polisiklik Benzena fenol benzaldehid asam
1,3-butadiena benzoat
I Alkadiena −HC=C=CH− CnH2n-2
K
Halo Alkilhalida R─X CH3 −CH2 −CH2Cl
alkana 1 kloro propana
Gugus Rumus naftalena antrasena fenantrena
Fungsi Umum
Kelompok Jenis Contoh
CnH2n+2O
Turunan Alkanol/ CH3 −CH2 −CH2 Hetero- N N N
alkohol ─OH siklik N
A air R─OH 1-propanol/n-propil pirimidin N CH3
L Alkoksi alkohol Piridin nikotin
I alkana/eter R─O─R’
F CnH2n+2O CH3 −CH2 −O−CH3 • Senyawa karbon alifatik adalah senyawa
A Alkanal/ R─C─H hidrokarbon yang rantai C-nya terbuka.
T aldehid ║ metoksi etana/
I O metil etil eter Contoh: −CH2 −CH2 −CH2−
K Karbonil
CnH2nO CH3 −CH2 ─ C─H • Senyawa siklik adalah senyawa hidrokarbon
║ yang rantai C-nya tertutup atau melingkar.
O
Propanal/
propionaldehid
262
Contoh: fenol CH2 CH2 • Alkuna merupakan senyawa karbon yang
HO CH2 memiliki rantai karbon rangkap tiga.
CH2 CH2 • Pada senyawa alkena selalu terdapat minimal
satu ikatan rangkap C C.
• Senyawa aromatik adalah senyawa siklik
• Pada jumlah unsur karbon (C) yang sama
yang mempunyai ikatan rantai C rangkap dan dengan senyawa alkana dan alkena, unsur
hidrogen pada senyawa alkuna jumlahnya
tunggal. lebih sedikit.
Contoh: piridin HC CH • Contoh:
HC N Etuna (n = 2): HC CH
HC CH Propena (n = 3): HC C−CH3
Butena (n = 4): HC C−CH2−CH3
B. Alkana, Alkena, Alkuna
d. Tatanama
Alkana, alkena, atau alkuna merupakan senyawa
karbon yang rumus strukturnya membentuk 1. Penamaan Tanpa Cabang
rantai karbon yang panjang.
a. Alkana
Rumus empirisnya Jumlah
Atom C
CnH2n+2 Alkana Alkena Alkuna
1
• Alkana merupakan senyawa karbon yang 2 Metana - -
memiliki rantai karbon tunggal. 3 Etana Etena Etuna
4 Propana Propena Propuna
• Unsur karbon pada senyawa alkana 5 Butana Butena Butuna
mempunyai 4 ikatan, baik ikatan C–H 6 Pentana Pentena Pentuna
maupun C–C. 7 Heksana Heksena Heksuna
8 Heptana Heptena Heptuna
Contoh: 9 Oktana Oktena Oktuna
Metana (n = 1): CH4 10 Nonana Nonena Nonuna
Etana (n = 2): CH3−CH3 Dekana Dekena Dekuna
Propana (n = 3): CH3−CH2−CH3
b. Alkena
Rumus empirisnya 2. Terdapat cabang
CnH2n Contoh:
• Alkena merupakan senyawa karbon yang CH3 – CH – CH2 – CH2 – CH3 Utama
memiliki rantai karbon rangkap dua. |
CH3 Cabang
• Pada senyawa alkena selalu terdapat minimal
satu ikatan rangkap C C. Rantai utama = pentana
Cabang = CH3 – = metil
• Pada jumlah unsur karbon (C) yang sama Letak cabang = C no.2
dengan senyawa alkana, unsur hidrogen pada Maka, namanya menjadi 2-metil pentana
senyawa alkena jumlahnya lebih sedikit.
3. Nama-nama cabang
• Contoh: CH3– = metil
Etena (n = 2): 2HC CH2 C2H5– = etil
Propena (n = 3): 2HC CH−CH3 C3H7– = propil
Butena (n = 4): 2HC CH−CH2−CH3 C4H9– = butil
c. Alkuna C5H11– = pentil …..dan seterusnya.
Rumus empirisnya
CnH2n
263
C. Isomer CH3−C≡C−CH3 (2−butuna)
Isomer dengan
Isomer adalah senyawa-senyawa yang mempunyai CH2=CH−CH=CH2 (1,3−butadiena)
rumus molekul sama, namun rumus strukturnya
atau rumus ruang/geometrinya berbeda. Karena b. Isomer Ruang
itu, isomer dibagi menjadi dua, yaitu:
1. Isomer geometri/cis-trans g rumus molekul
a. Isomer Struktur sama, bentuk geometri beda (cis = sebidang,
trans = menyilang).
1. Isomer kerangka g senyawa-senyawa yang
mempunyai rumus molekul sama, namun Ciri-ciri rumus bangunnya:
bentuk rangkanya berbeda. Contoh:
a b
CH3-CH2-CH2-CH3 (n-butana) g C4H10
Dengan C = C d
CH3 c
│ Contoh:
CH3─CH─CH3 (2-metil propana) g C4H10
2. Isomer posisi g senyawa-senyawa yang CH3 Br a≠ c
C = C b≠d
mempunyai rumus molekul dan gugus fungsi
sama, namun letak gugus fungsinya berbeda. Br CH2CH3
Contoh: Trans 1,2 dibromo 2 pentena
CH3−CH2−CH2−OH (1−propanol)
Dengan Isomer dengan
CH3−CH(OH)−CH3 (2−propanol)
3. Isomer gugus fungsi g senyawa-senyawa Br Br
yang mempunyai rumus molekul sama, C = C
namun gugus fungsinya berbeda.
• Alkohol dengan eter (CnH2n+2O) CH3 CH2CH3
CH3−CH2−CH2−OH (1-propanol)
Cis 1,2 dibromo 2 pentena
Isomer dengan
CH3−CH2−O−CH3 (metoksi etana) 2. Isomer optik g senyawa yang mempunyai
• Aldehid dengan keton (CnH2nO)
CH3−CH2−CHO (propanal) rumus molekul sama, namun sifat optik beda.
Isomer dengan Ciri-ciri: ada atom C asimetrik, yaitu atom
CH3−CO−CH3 (propanon)
• Asam karboksilat dan ester (CnH2nO2) C yang mengikat atom atau gugus yang
CH3−CH2−COOH (asam propanoat)
semuanya beda.
Isomer dengan
CH3−C−OO−CH3 (metil etanoat) q
• Alkena dan sikloalkana (CnH2n)
CH2 =CH−CH3 (propena)
Isomer dengan
CH2 p ─ C ─ d p ≠ q ≠ r ≠ s
⁄ │ siklopropana
CH2−CH2
• Alkuna dengan alkadiena (CnH2n-2)
s
264
Isomeri berdasar arah putar bidang cahaya
terpolarisasi:
• Dekstro (d): memutar ke kanan
• Levo (l): memutar ke kiri
Contoh:
COOH
H─C*─OH (d-asam laktat)
CH3
Isomer dengan
COOH E. Uji Senyawa Karbon
HO─ C*─H (l-asam laktat) a. Uji Ikatan Rangkap
│
1. Brominasi:
CH3
CH3−CH=CH2 + Br2 → CH3−CHBr−CH2Br
D. Reaksi Senyawa Karbon Cokelat tidak berwarna
2. Ozonisasi:
O ── O
a. Reaksi Substitusi = Penggantian │ │
Ciri-ciri: tidak ada ikatan rangkap CH3−CH=CH2 + O3 → CH3−CH CH2 + H2
1-propena
• Alkana + halogen g haloalkana + asam halida
H3C−H + Cl−Cl → CH3Cl + HCl O
O ── O
│ │
metana klor klorometana asam klorida CH3−CH CH2 + H2 → CH3−CH2−OH + CH3−OH
• Asam karboksilat + basa g garam karboksilat + O etanol metanol
air b. Membedakan Eter, Alkohol, dan Fenol
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O Pembeda Eter Alkohol Fenol
Titik didih Tinggi Agak
Asam Natrium Natrium air Rendah Cair tinggi
asetat hidroksida asetat Wujud Cair Bereaksi Cair
b. Reaksi Adisi = Penambahan mudah Bereaksi mudah
Ciri: terjadi pemutusan ikatan rangkap Reaksi menguap Bereaksi beku
dengan Na Tidak Tidak Bereaksi
• Alkena + H2 → alkana Reaksi bereaksi bereaksi
CH2 = CH2 + H−H → CH3−CH3 dengan PCl3 Tidak Bereaksi
Reaksi bereaksi
etena etana dengan PCl5 Tidak Bereaksi
• Alkena + asam halida g haloalkana Reaksi bereaksi
CH2−CH=CH2 + HBr → CH3−CHBr−CH3 dengan Bereaksi
(Hk. Markonikov g ”H cenderung terikat pada C NaOH Tidak
bereaksi
ikatan rangkap yang mengikat H lebih banyak.”)
c. Reaksi Eliminasi = Pengurangan c. Membedakan aldehid dan keton
Ciri: terjadi pembentukan ikatan rangkap
1. Uji reagen Fehling (CuO)
• Haloalkana + KOH → alkena
CH2−CH2−Cl + K−OH → CH2=CH2 + H2O + KCl Aldehid: Bereaksi menghasilkan endapan
• Etanol H2SO4 pk, 180oC etena merah bata
CH2−CH2 H2SO4 pk, 180oC CH2 = CH2 + H2O
CH3CHO + 2CuO → CH3COOH + Cu2O
(merah bata)
H OH
Keton: Tidak bereaksi
d. Reaksi Kondensasi = Penggabungan
2. Uji reagen Tollens (Ag2O dalam NH4OH)
• CH3CH2Cl + CH3ONa → CH3CH2OCH3 + NaCl Aldehid: Bereaksi menghasilkan endapan
• CH3COOH + CH3OH → CH3COOCH3 + H2O
cermin perak
CH3CHO + Ag2O → CH3COOH + 2Ag(s)
(cermin perak)
Keton: Tidak bereaksi
265
Bab 11
Polimer dan Biokimia
A. Polimer
Polimer (makromolekul) adalah molekul raksasa dengan rantai sangat panjang yang terbentuk dari
gabungan molekul-molekul sederhana (monomer).
Klasifikasi Jenis Pengertian Contoh
Berdasarkan Alam Terbentuk secara alami dalam tubuh makhluk hidup. Karet alam (isoprena), amilum, protein, selulosa.
sumber Sintetik Hasil sintesis senyawa organik di industri. Teflon, PVC, dakron, nilon
Berdasarkan Adisi Penggabungan monomer yang mempunyai ikatan PVC, polietena, polipropena, teflon, karet alam
reaksi rangkap.
pembentukan Kondensasi Penggabungan monomer dan diikuti dengan Polietilen glikol, protein, dakron, nilon, bakelit.
pelepasan mole-kul kecil, seperti air. PVC, PVA, karet alam, polietena
Berdasarkan Nilon, bakelit, dakron
jenis Homopolimer Monomer penyusunnya sejenis PVC, polietena, dan polistirena.
monomer Kopolimer Monomer tidak sejenis Plastik amino, fenolat, dan bakelit.
Berdasarkan Termoplas Jika dipanaskan menjadi lunak, dapat dicetak lagi
sifat terhadap menjadi bentuk lain.
panas Bentuk permanen, dipanaskan tidak menjadi lunak.
Termoset
Beberapa contoh polimer:
POLIMER MONOMER RANTAI POLIMER SIFAT DAN KEGUNAAN
POLIMER SINTETIK
1. Polimer Adisi Vinil klorida ─ (CH2─CHCl)n─ Keras, kaku, mudah dipotong, sukar terbakar, dipakai untuk pipa
Polivinil CH2=CHCl paralon dan perabot rumah.
klorida/PVC (plastik) ─(CH2─CH)n─ Dapat menyerap air jauh lebih banyak dari massanya sendiri.
Polivinil asetat/PVA CH2=CHCOOH │ Dipakai untuk bahan popok bayi.
COOH
Polibutadiena/karet 1, 3 butadiena Kurang elastis dibandingkan dengan karet alam, dipakai untuk
sintetik CH2=CH─CH=CH2 ─(CH2─CH=CH─CH2)n─ campuran karet alam atau karet sintetik lainnya.
Neoprena Tahan terhadap panas, minyak, uap, dan nyala api. Digunakan
(karet sintetik) Kloroprena ─(CH2 ─C=CH─CH2)n─ untuk selang bensin, kemasan barang insulator kawat dan
CH2 =C─CH=CH2 │ kabel.
Polipropena (plastik) Cl
│
Teflon/poli- Cl ─(CH─CH2)n─ Untuk membuat tangki air, badan perahu (boat), dan tali
tetrafluoroetana │ plastik.
(plastik) Propena CH3
Polistirena (plastik) ─CH=CH2 Sangat keras, tahan panas, dipakai untuk pengganti logam, seperti
─ (CF2─CF2)n─ pengganti wajan dari besi.
│ Kenyal, sukar dipotong, bisa terbakar, banyak dipakai untuk
CH3 ─(CH─CH2)n─ isolator listrik dan perangkat elektronika.
Tetrafluoroetana
F2C =CF2
Stirena
─C─ C=CH2
266
Stirena butadiena 1, 3 butadiena: ─CH2CH=CHCH2CH2CH2─ Memiliki sifat seperti neoprena. Merupakan karet sintetik yang
rubber/SBR Hde2nCg=aCn H─CH=CH2 terbanyak diproduksi. Untuk ban kendaraan.
(karet sintetik) stirena:
─C─C=CH2
2. Polimer Kondensasi OO
Nilon Asam adipat ║║ Kuat, dapat terbakar, untuk bahan tekstil dan untuk tali penguat
HOOC(CH2)4COOH pada ban.
Heksametilenadiamin ─(C(CH2)4C-N(CH2)6N)
H2N(CH2)6NH2 n─ Untuk bahan tekstil.
Tetoron/dakron/ Asam paraftalat ││
Poliester HOOC COOH
Etanadiol HH
HOCH2CH2OH OO
Fenol: OH ║║
-O-C C-O-
CH2CH2-O-
Bakelit OH Kuat, stabil terhadap panas, kedap air, digunakan untuk lem dan
─( CH2)n─ juga komponen listrik.
Formaldehid CH2O Polimer Alam
1. Polimer Adisi
Karet alam/ Isoprena ─(H2C─C=CH─CH2)n─ Tahan terhadap oksidasi, sinar matahari, nyala api. Digunakan
poliisoprena H2C=C─CH=CH2 │ untuk selang bensin, kemasan barang, isolator kawat dan kabel
│
2. Polimer Kondensasi CH3 CH3
Asam amino
H O HO
O │ ║ │║
─(H2N─C─C─N─C─C─O)n─
Protein ║ │ ││
NH2─CH─C─OH R HR
│ ─ (C6H10O5 ─ C6H10O5)n─
Karbohidrat R
Glukosa
C6H12O6
B. Biokimia
a. Karbohidrat
Pengertian dan Sifat Jenis Komposisi Sumber
Glukosa (gugus fCu6nHg1s2Oi: 6aldehid) Gula merah, buah anggur,
• Unit terkecil karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis (gugus fCu6nHg1s2Oi: 6aldehid) madu
lagi. Galaktosa (gugusCfu6Hn1g2sOi:6 keton) Air susu
Mono- • Berbentuk padat, berwarna putih Fruktosa glukosa + glukosa Semua buah-buahan dan madu
sakarida • Larut dalam air Maltosa
Laktosa glukosa + galaktosa Kecambah, biji-bijian
• Bersifat reduktor (gula reduksi) Sukrosa Air susu
• Rasa: manis (fruktosa > glukosa > galaktosa)
Amilum
Disa- • Gabungan dua monosakarida glukosa + fruktosa Gula pasir/gula tebu
karida • Dapat dihidrolisis menjadi monosakarida Glikogen
• Berbentuk padat, berwarna putih Selulosa
• Larut dalam air
• Tak semanis monosakarida (sukrosa > maltosa > laktosa)
• Polimer dari monosakarida (gabungan banyak glukosa) Polimer glukosa dengan Biji dan umbi tanaman
• Rasanya tawar ikatan alfa
Polisa- • Amilum dan glikogen dapat dihidrolisis menjadi glukosa,
karida Polimer glukosa dengan jaringan otot hewan dan
selulosa tidak bisa ikatan alfa manusia
Polimer glukosa dengan
ikatan beta Serat bagian dalam tumbuhan
Reaksi Uji Karbohidrat
Uji Reaksi Identifikasi Tanda
Uji Fehling Glukosa, galaktosa, maltosa, laktosa, glikogen Terbentuk endapan merah bata
Uji Benedict Glukosa, galaktosa, maltosa, laktosa (banyak digunakan untuk uji kandungan Terbentuk endapan merah bata
Uji Tollens glukosa dalam urine) Terbentuk endapan cermin perak
Uji Seliwanoff Glukosa, galaktosa, maltosa, laktosa Terbentuk larutan merah
Uji Iodium Fruktosa, sukrosa Terbentuk warna biru/ungu
Amilum
267
b. Asam Amino dan Protein Protein kontraktil Menggerakkan otot Aktin dan miosin
1. Asam amino
Asam amino adalah senyawa organik yang Enzim Katalis reaksi kimia Tripsin dan
dalam tubuh ribonukleasme
mengandung gugus karboksil (─COOH) dan Imunoglobin,
amina (─NH2). Protein pelindung Melindungi tubuh fibrinogen, dan
(antibodi) dari serangan trombin
NH2─CH─COOH ; R = alkil atau gugus lain penyakit
│
R 3. Uji Asam Amino dan Protein
Sifat-sifat amino: Reaksi Uji Identifikasi Tanda
• Bersifat amfoter (basa atau asam) Uji biuret Ikatan peptida Timbul warna
karena punya gugus asam (─COOH) dan Uji Asam amino yang larutan ungu
basa (─NH2). xantho- mengandung gugus Timbul warna
• Dapat membentuk ion zwiter, yaitu ion proteat fenil (cincin benzena) larutan kuning
yang bermuatan ganda (+) dan (─). Uji timbal Uji kandungan
asetat belerang di dalam Timbul endapan
R─CH─COO─ Uji millon asam amino hitam
│ Ikatan peptida Warna larutan merah
NH +
c. Lipida (Gliserida)
3
Lipida adalah senyawa ester dari asam lemak
• Larut baik dalam air.
• Tidak mudah menguap. dan gliserol.
Asam amino ada 20 macam, 10 di antaranya
disebut asam amino esensial, yaitu asam amino CH2─O─CO─R
yang tidak dapat dibuat oleh tubuh manusia, │
namun sangat dibutuhkan tubuh makhluk C─H─O─CO─R
hidup. Kebutuhan asam amino esensial disuplai │
dari makanan yang masuk ke dalam tubuh. CH2─O─CO─R
Contoh: histidin, arginin, valin, lisin, isoleusin,
treonin, triptofan, leusin, fenil alanin, metionin. Nama Wujud Rantai (R) Sumber
Minyak Cair Alkil tidak jenuh Tanaman, unggas, ikan
Lemak Padat Alkil jenuh Hewan mamalia
2. Protein Sifat-sifat kimia lipida:
1. Rantai alkil tidak jenuh (ikatan rangkap)
Protein adalah senyawa hasil polim erisasi
mudah mengalami oksidasi sehingga minyak
asam-asam amino yang dihubungkan dengan menjadi tengik. Di industri, ikatan rangkap
ini biasanya dihidrogenasi (adisi dengan
ikatan peptida. hidrogen) agar menjadi jenuh sehingga
minyak cair menjadi padat (margarin).
NH2 ─CH─COOH + NH2─CH─COOH
││ 2. Reaksi hidrolisis lipida.
RR CH2─O─CO─R CH2─OH
│ │
asam amino asam amino
CH─O─CO─R + 3H2O → CH─OH + 3 RCOOH
(─NH─CH─CO─NH─CH─CO─)n │ │
││
CH2─O─CO─R CH2─OH
RR
protein ikatan peptida Lemak Gliserol Asam
Macam-macamproteinberdasarkanfungsinya: lemak
Jenis Fungsi Contoh 3. Reaksi penyabunan (saponifikasi).
Protein struktur Pembangun struktur Kolagen, keratin, CH2─O─CO─R CH2─OH
Protein nutrien jaringan fibrion │ │
Protein pengatur Ovalbumin dan
Cadangan makanan kasein CH─O─CO─R + 3NaOH → CH─OH + 3RCOONa
Protein transpor Hormon
Mengatur reaksi │ │
dalam tubuh Hemoglobin
CH2─O─CO─R CH2─OH
Mengikat dan
mengangkut O2 ke Lemak Gliserol Sabun
sel-sel tubuh
268
Bab 12
Kimia Lingkungan
A. Pencemaran Udara SO3 menyebabkan hujan asam, yang
mengakibatkan korosi pada logam-logam
a. Komposisi Udara Bersih dan kerusakan bangunan yang terbuat dari
batu pualam.
Gas Prosentase
Nitrogen (N2) 78,084 % 3. Oksida nitrogen (NO, NO2, N2O5)
Oksigen (O2) 20,948 % Sumber: petir dan asap kendaraan bermotor
Argon (Ar) 0,934 %
0,034 % Efek: oksida-oksida nitrogen menghasilkan
Karbon dioksida (CO2) 0,00182 % fotochemical smog (kabut asap) yang
Neon (Ne) 0,00052 % menyebabkan mata perih, sesak napas, dan
0,0002 % tanaman layu.
Helium (He) 0,0001 %
NO2 + air g HNO3 menghasilkan hujan asam.
Metana (CH4) 4. Hidrokarbon (CH4)
Kripton (Kr) Sumber: pembakaran bensin dan minyak bumi.
Efek: efek rumah kaca, fotochemical smog,
b. Partikel-partikel Pencemar Udara
Udara tercemar adalah udara yang berubah dan anoksia (penyakit kekurangan oksigen)
5. Freon (CF2Cl2)
komposisinya akibat adanya berbagai unsur Sumber: pendingin ruangan, lemari es, hair
atau senyawa yang berbahaya, di antaranya:
1. Oksida karbon (CO dan CO2) spray, deodoran.
Sumber: asap kendaraan bermotor, asap Efek: efekrumahkacadanmerusaklapisanozon.
rokok, dan pembakaran bahan bakar minyak. 6. Partikulat
Efek: CO beracun bagi tubuh karena di dalam Timbal (Pb)
tubuh CO akan bereaksi dengan hemoglobin Sumber: zat aditif bensin (TEL).
(Hb) dalam darah. Reaksi CO dengan Hb 210 kali Efek: gangguan syaraf pada bayi.
lebih kuat dibandingkan dengan O2 dengan Hb. Kadmium (Cd)
CO2 bersama oksida nitrogen, metana, dan Sumber: industri kimia, tekstil, keramik
CFC juga dapat menyebabkan efek rumah Efek: penyakit itay-itay byo, merusak ginjal,
kaca (global warming).
hati, tulang, dan kelenjar gondok.
2. Oksida belerang (SO2 dan SO3) Merkuri (Hg)
Sumber: industri H2SO4, pembakaran minyak dan Sumber: industri termometer, industri
batu bara, oksidasi bijih-bijih sulfida di industri. pengolahan bijih emas, perak, dan tembaga.
Efek: menyebabkan sendi-sendi kaku,
Efek: SO2 menyebabkan radang paru-paru
dan tenggorokan, serta menyeb abkan gangguan penglihatan, gangguan mental,
klorosis (kepucatan) daun tanaman. dan kematian.
269
Nikel (Ni) 2. Biochemical Oxygen Demand (BOD) →
Sumber:batubara,bahanbakardiesel, danrokok. banyaknya oksigen yang dibutuhkan oleh
Efek: kanker paru-paru mikroorganisme untuk menguraikan zat-zat
c. Kasus-kasus Pencemaran Udara pencemar yang terdapat dalam air. BOD
semakin tinggi maka kualitas air semakin
Kasus Pencemar rendah.
Efek rumah kaca C(fOre2o, Nn)2O, CH4, CCl2F2 3. Air sadah → air yang mengandung kation
(green house Ca2+ dan Mg2+. Air sadah menyebabkan air
effect) Oksida nitrogen, tidak dapat berbuih ketika dicampur dengan
hidrokarbon, sabun. Hal ini disebabkan karena terjadi
Kabut fotokimia O3(ozon) reaksi:
(photochemical SO2, SO3, NO2
smog) NO, CCl2F2 (freon) Ca2+ + 2C17H35COONa →
Hujan asam (C17H35COO)2Ca(s) + 2Na+
Lubang ozon
Kesadahan air ada dua, yaitu:
B. Pencemaran Air
Kesadahan sementara → air mengandung
Sumber Pencemar Efek anion HCO3–.
Limbah Pupuk Menyuburkan ganggang
pertanian dan eceng gondok Cara mengatasi:
Pestisida Meracuni ekosistem
Limbah Sampah Berbau dan • Dipanaskan sehingga terjadi reaksi seperti
rumah pertanian menghalangi aliran air berikut:
tangga Sampah
plastik Sukar terdegradasi Ca(HCO3)2→ CaCO3(s) + CO2 + H2O
Limbah Sampah • Ditambah CaO atau Ca(OH)2 sehingga terjadi
industri organik Menimbulkan bau dan
(logam Limbah sumber kuman reaksi sebagai berikut:
berat) detergen Sukar terdegradasi dan
mengandung pospat Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3 + 2H2O
Asam/ basa yang menyuburkan
ganggang Kesadahan tetap → mengand ung anion
Pb Menaikkan/ selain HCO3–, misalnya Cl– dan SO42-.
Cd menurunkan pH
Hg Mengganggu sistem Cara mengatasi kesadahan tetap adalah
syaraf janin dan bayi dengan ditambah Na2CO3yang menghasilkan
Penyakit itay itay byo reaksi sebagai berikut:
Penyakit teluk
minamata CaCl2 + Na2CO3→ CaCO3(s) + 2NaCl
Beberapa istilah tentang pencemaran air: C. Pencemaran Tanah
1. Dissolved Oxygen (DO)/oksigen terlarut → • Penggunaan pupuk atau pestisida yang
jumlah oksigen yang terlarut dalam air. berlebihan
Semakin banyak oksigen yang terlarut maka • Limbah radioaktif
semakin tinggi harga DO dan semakin bagus
kualitas air. • Sampah yang tak bisa diuraikan oleh
mikroba, seperti plastik dan karet
• Zat-zat pencemar udara dapat larut bersama
air hujan dan mencemari tanah.
270
Bab 13
Kimia Lingkungan
A. Pengertian B. Pengelompokan Koloid
• Dalam sistem larutan, suatu zat disebarkan/ Komponen koloid dibagi menjadi dua, yaitu:
dilarutkan ke dalam pelarut membentuk 1. Fase terdispersi, yaitu zat yang didispersikan
campuran homogen, dimana partikel-partikel
zat terlarut bercampur sempurna dengan ke dalam zat lain.
pelarut sehingga tidak terlihat adanya 2. Fase pendipersi, yaitu zat yang digunakan
perbedaan antara zat terlarut dan pelarut.
untuk mendispersikan fase dispersi.
• Sedangkan dalam sistem suspensi, zat yang Berdasarkan fasa zat terdispersi dan medium
disebarkan/dilarutkan ke dalam pelarut pendispersi, koloid dapat diklasifikasikan sebagai
membentuk campuran heterogen, dimana berikut:
partikel-partikel zat terlarut bercampur tidak
sempurna sehingga masih terlihat adanya Zat ter- Medium Jenis Contoh
perbedaan antara zat terlarut dan pelarut. dispersi pendispersi Koloid
busa/ Krim kocok, busa bir, busa
• Dengan cara yang mirip, partikel koloid Gas Cair buih sabun, busa sampo
disebarkan/didispersikan ke dalam suatu Gas Padat busa Batu apung, karet busa
medium sehingga menghasilkan sistem koloid. Cair Gas padat (spons), stirofoam
Cair Cair aerosol
• Koloid merupakan suatu keadaan materi yang Kabut, awan
memiliki ukuran di antara ukuran partikel Cair Padat cair
larutan dan suspensi. Emulsi Susu, pelembab, mayones,
Padat Gas es krim, darah
• Perbedaan antara larutan, koloid, dan Padat Cair Emulsi Keju (dispersi lemak mente-
suspensi dapat dilihat pada tabel di bawah. Padat Padat padat ga dalam kasein), mentega,
Aerosol jeli, gelatin
Sifat Larutan Koloid Suspensi padat
Ukuran > 1.000 nm Asap, debu
Homoge- Sol
nitas Heterogen Cat, pati dalam air, tinta
Bentuk Sol padat Berbagai aliase, intan hitam
dispersi Dispersi pa- kaca rubi (emas dalam
< 1 nm 1—1.000 nm datan kaca), batu opal
Cara Dapat dia-
penga Homogen Homogen mati dengan C. Sifat-sifat Koloid
matan mikroskop
Dispersi Dispersi biasa Sistem koloid memiliki sifat-sifat khas yang
Cara molekular padatan
pemi Tidak Dapat dia- Dapat disaring membedakan dengan larutan sejati. Sifat-sifat
sahan dapat mati dengan dengan kertas
diamati mikroskop saring biasa koloid, di antaranya:
ultra
Tidak Dapat disa a. Gerak Brown
dapat ring dengan
disaring kertas saring • Merupakan gerak zig-zag partikel koloid
ultra
karena adanya tumbukan antarpartikel
koloid. 271
• Semakin kecil ukuran partikel maka gerak b. Koloid Liofob
partikel koloid akan semakin cepat. • Yaitu, koloid yang partikel-partikel
terdispersinya tidak mampu menarik
b. Efek Tyndall medium pendispersinya.
• Merupakan peristiwa penghamburan • Jika medium pendispersinya berupa air
cahaya oleh partikel-partikel koloid ke makakoloid liofob disebutkoloid hidrofob.
segala arah. • Koloid liofob disebut juga sebagai
• Contoh efek Tyndall yang terjadi di koloid yang tidak suka air karena jika
lingkungan dalam kehidupan sehari- medium pendespersinya air maka
hari, yaitu: permukaan partikel koloid tidak akan
1. Di daerah yang berdebu, cahaya mengadsorbsinya.
kendaraan bermotor terlihat
berhamburan ke segala arah. Perbedaan hidrofil dan hidrofob:
2. Terjadinya penghamburan cahaya
proyektor pada gedung bioskop Sol Hidrofil Sol Hidrofob
karena adanya debu di dalam gedung. Efek Tyndall lemah Efek Tyndall lebih jelas
3. Warna cahaya sinar matahari yang Mengadsorbsi medium
akan terbenam tampak berwarna Tidak mengadsorbsi
merah, hal ini terjadi karena cahaya berupa air medium berupa air
matahari mengalami difraksi oleh Visikositas koloid lebih besar
partikel-partikel koloid di atmosfer. Visikositas hampir sama
daripada mediumnya
c. Mempunyai Muatan Koloid Tidak mudah digumpalkan Mudah menggumpal
Bagian permukaan koloid mempunyai dengan penambahan
dengan penambahan
kemampuan untuk menarik atom-atom elektrolit elektrolit
(molekul/ion) sehingga menyebabkan permu Stabil Kurang stabil
kaan partikel koloid mempunyai muatan. Zat anorganik
Kemampuan permukaan partikel koloid untuk Terdiri atas zat organik
menyerap molekul/ion disebut adsorbsi.
E. Pembuatan Koloid
D. Koloid Liofil dan Liofob
a. Cara Kondensasi
Koloid yang medium pendispersi cairan dapat Yaitu, pembuatan koloid dengan cara
dikelompokkan menjadi dua, yaitu:
penggabungan partikel-partikel larutan sejati
a. Koloid Liofil menjadi partikel yang lebih besar (partikel koloid).
• Yaitu, koloid yang bagian permukaan Pembuatan koloid dengan cara kondensasi,
partikel terdispersinya mampu menarik misalnya dengan:
medium pendispersinya sebagai akibat
dari adanya gaya Van Der Waals atau 1. Reaksi redoks
ikatan hidrogen. Contoh: Pembuatan sol belerang
• Jika medium pendispersinya berupa air Reaksi: 2H2S(g) + SO2(aq) → 2H2O(l) + 3S
maka koloid liofil disebut koloid hidrofil.
2. Hidrolisis (reaksi dengan air)
• Koloid liofil merupakan koloid yang suka Contoh: pembuatan sol Fe(OH)3, yaitu ke
air karena jika medium pendispersinya
air, permukaan partikel koloid akan dalam air mendidih dimasukkan larutan FeCI3
mengadsorbsinya. maka akan terbentuk sol Fe(OH)3.
Reaksi: FeCI2(g)+ 3H2O(l) → Fe(OH)3(koloid) + 3HCl(aq)
272
3. Dekomposisi rangkap
Contoh: Sol As2S3 dibuat dengan
mencampurkan larutan 3H2AsO3 encer
dengan larutan H2S encer.
Reaksi: 3H2AsO3(aq)+3H2S(aq)→As2S3(aq)(koloid)+6H2O(l)
4. Penggantian pelarut • Penggumpalandalamsistemkoloiddapat
Contoh: Jika larutan jenuh AgNO3 dicampur dicegah dengan cara menghilangkan
muatan dari koloid tersebut.
dengan asam klorida maka akan terbentuk
suatu gel. • Proses penghilangan muatan koloid
Reaksi: AgNO3(aq)+ HCl(aq) → AgCl(koloid) + HNO3(aq) dapat dilakukan dengan proses dialisis.
b. Cara Dispersi Contoh:
Dispersi merupakan pemecahan partikel- Proses cuci darah dalam dunia
partikel kasar menjadi partikel koloid secara kesehatan.
mekanik, peptisasi atau loncatan dengan Proses cuci darah yang biasanya sering
bunga api listrik, dan Busur Bredig.
1. Cara mekanik, yaitu cara penggerusan dilakukan di rumah sakit, umumnya
menggunakan alat pencuci darah
atau penggilingan butiran-butiran kasar yang disebut Haemodialisis. Proses
sampai tingkat kehalusan tertentu. yang terjadi pada alat ini, yaitu darah
Contoh: sol belerang dibuat dengan cara kotor dari pasien dilewatkan dalam
menggerus serbuk belerang bersama- pipa-pipa yang terbuat dari membran
sama gula pasir, kemudian mencampurkan semipermiabel. Selama darah mengalir,
serbuk halus tersebut dengan air. ke dalam pipa tersebut dialiri cairan
2. Cara peptisasi, yaitu pembuatan koloid (plasma darah) sebagai pencuci darah.
dari butir-butir kasar dengan bantuan Aliran plasma darah akan membawa
zat pemeptisasi (pemecah) ion-ion dalam darah kotor sehingga
Contoh: Endapan Al(OH)3 oleh AICI3. darah menjadi bersih kembali.
3. Cara Busur Bredig, yaitu cara pembuatan
koloid jenis sol logam. b. Penambahan Stabilator Koloid
Dua kawat logam yang berfungsi
sebagai elektroda dicelupkan ke dalam • Penambahan suatu zat yang berfungsi
air, kemudian kedua ujung kawat diberi sebagai stabilator ke dalam suatu sistem
loncatan listrik. koloid dapat meningkatkan kestabilan
koloid. Zat stabilator dalam sistem
F. Kestabilan Koloid koloid ada dua, yaitu emulgator dan
koloid pelindung.
Koloid merupakan sistem dispersi yang relatif
kurang stabil dibandingkan dengan larutan. • Emulgator adalah zat yang ditambahkan
Produk-produk komersil yang dibuat dalam ke dalam suatu emulsi (koloid cair
bentuk sistem koloid, kondisi koloidnya dalam cair atau cair dalam padat),
biasanya harus dalam bentuk yang stabil. yang bertujuan untuk menjaga agar
campuran tersebut tidak terpisah.
Contoh produk komersil yang produknya
termasuk dalam sistem koloid, yaitu minyak Contoh: penambahan sabun ke dalam
rambut, bedak cair, obat-obatan, dan lain-lain. campuran minyak dan air, penambahan
amonia dalam pembuatan emulsi pada
Ada beberapa cara untuk membuat sistem kertas film.
dispersi koloid menjadi stabil, di antaranya:
• Koloid pelindung merupakan koloid
a. Menghilangkan Muatan Koloid yang ditambahkan ke dalam sistem
• Salah satu yang membuat koloid tidak koloid agar menjadi stabil.
stabil adalah terjadinya gumpalan atau
koagulasi dari sistem dipersi koloid. Contoh: penambahan gelatin pada
pembuatan es krim yang berfungsi agar
es krim tidak mudah meleleh dan tetap
kenyal.
273
Bab 14
Sifat Koligatif Larutan
Sifat koligatif merupakan sifat fisik larutan yang • Jika zat terlarut nonvolatil ditambahkan ke
hanya bergantung pada konsentrasi (jumlah dalam pelarut murni maka akan menghalangi
partikel) zat terlarut, dan bukan pada jenisnya. molekul-molekul pelarut untuk menguap,
Sifat-sifat fisik, di antaranya: akibatnya tekanan uap dari larutan menurun.
1. Penurunan tekanan uap
2. Kenaikan titik didih Tekanan uap pelarut murni = P°
3. Penurunan titik beku Tekanan uap larutan = P
4. Tekanan osmosis
Po > P
A. Penurunan Tekanan Uap
Selisih dari kedua nilai tersebut dinyatakan
• Tekanan uap menunjukkan kecenderungan sebagai:
suatu molekul untuk berubah menjadi fase DP = P° – P
uap. ”Semakin besar tekanan uap dari suatu DP = xzat . P°
larutan maka semakin mudah molekul dari
larutan tersebut berubah menjadi fase uap”. (xzat = fraksi mol zat terlarut)
Semakin besar xzat terlarut maka semakin
• Setiap molekul dari suatu larutan memiliki
titik uap tertentu, dimana setiap molekul dari kecil P dan semakin besar DP.
zat tersebut berubah menjadi molekul uap. Semakin kecil xzat (atau semakin besar fraksi
• Apabila ke dalam suatu larutan murni pelarut) maka semakin besar P.
dimasukkan suatu zat terlarut maka titik uap
suatu zat tersebut akan berubah. P = xpel . p° (xpel = fraksi pelarut)
• Zat terlarut dibedakan menjadi dua, yaitu: B. Kenaikan Titik Didih
1. Zat terlarut volatil, yaitu zat terlarut
yang mudah menguap. Zat terlarut • Tekanan uap berkaitan dengan titik didih. Jika
volatil memiliki gaya tarik-menarik tekanan uap semakin turun maka molekul
antarmolekulnya lemah sehingga sulit untuk menguap, atau dibutuhkan energi
mudah menguap. lebih tinggi untuk bisa menguap sehingga titik
didihnya lebih tinggi.
2. Zat terlarut non-volatil, yaitu zat terlarut
yang tidak mudah menguap. Gaya tarik- Jadi, penurunan tekanan uap menyebabkan
menarik antarmolekulnya kuat sehingga kenaikan titik didih.
sulit untuk menguap.
Jika titik didih pelarut murni = Tb°, dan
274 titik didih larutan = Tb maka:
Tb > Tb° lama-kelamaan konsentrasi keduanya sama.
Peristiwa ini disebut osmosis.
Selisih antara Tb dan Tb° disebut dengan DTb,
dan nilainya bergantung pada kemolalan zat • Untuk menghentikan proses osmosis,
terlarut. dibutuhkan sebuah tekanan, yang disebut
DTb = Tb – Tb° dengan tekanan osmosis. Besarnya tekanan
osmosis bergantung pada temperatur dan
DTb = Kb × m kemolaran larutan.
Kb = konstanta kenaikan titik didih p = M.R.T
Nilai Kb hanya bergantung pada jenis pelarut.
p = tekanan osmosis (atm)
C. Penurunan Titik Beku M = kemolaran larutan (mol L–1)
R = tetapan gas = 0,082 L atm mol–1 K–1
• Penambahan zat terlarut nonvolatil juga T = temperatur (K)
memengaruhi titk beku, yaitu menjadikan
titik beku semakin rendah. • Apabila dua larutan memiliki tekanan
osmosis sama maka dikatakan dua larutan
• Jika Tf° adalah titik beku pelarut murni dan Tf tersebut disebut larutan isotonik
adalah titik beku larutan maka:
Namun, salah satu larutan memiliki tekanan
DTf = Tf° – Tf osmosis lebih tinggi maka larutan larutan
Sebagaimana DTf, nilai DTf juga bergantung yang memiliki tekanan osmosis lebih tinggi
dikatakan bersifat hipertonik, sedangkan
pada kemolalan zat terlarut. larutan yang tekanan osmosisnya lebih
DTf = Kf × m rendah, dikatakan hipotonik.
D. Tekanan Osmosis E. Sifat Koligatif untuk
• Apa yang terjadi jika dua buah larutan dengan Larutan Elektrolit
konsentrasi yang berbeda ditempatkan • Pada konsentrasi yang sama, larutan elektrolit
mempunyai jumlah partikel yang lebih besar
dalam wadah yang dipisahkan dengan dibandingkan dengan larutan nonelektrolit.
Perb andingan antara harga sifat koligatif yang
membran semi-permeabel? terukur dari suatu larutan elektrolit dengan
larutan nonelektrolit disebut faktor Van’t
• Kedua larutan akan cenderung untuk Hoff (i).
bercampur sehingga konsentrasi keduanya
menjadi sama. Namun, jika hanya molekul • Di dalam larutan elektrolit diperhitungkan
pelarut yang dapat melewati membran jumlah ion (n) dan derajat ionisasi (a).
semipermeabel maka molekul pelarutlah
yang akan bergerak dari larutan dengan • Hubungan derajat ionisasi (a) dengan harga
konsentrasi rendah (encer) menuju larutan (i) dapat dirumuskan sebagai berikut:
dengan konsentrasi tinggi (pekat). Aliran
pelarut tersebut mengencerkan larutan pekat Jumlah zat mengion
dan memekatkan larutan encer sehingga α=
jumlah mula - mula
i = 1 + (n – 1) a
275
Rumus sifat koligatif pada larutan
elektrolit:
1. Penurunan titik beku (DTf )
DTf = m . Kf . i
DTf = m . Kf . [1 + (n – 1)a]
2. Kenaikan titik didih (DTb)
DTb = m . Kb . i
DTb = m . Kb . [1 + (n – 1)a]
3. Penurunan tekanan uap (DP)
DP = XA . PoA . i
DP = XA . PoA . [1 + (n – 1)a]
4. Tekanan osmotik (p)
p = M.R.T.i
p = M.R.T.[1 + (n – 1)a]
276
FISIKA
277
Bab 1
Besaran dan Satuan
A. Pengertian Besaran Contoh dari besaran turunan adalah
luas suatu daerah persegi panjang. Luas
Besaran adalah segala sesuatu yang dapat sama dengan panjang dikali lebar, dimana
diukur dan dinyatakan dengan nilai. panjang dan lebar keduanya merupakan
besaran pokok panjang.
B. Besaran Menurut
Penyusunnya Perhatikan tabel besaran turunan, satuan,
dan dimensi di bawah ini.
a. Besaran Pokok Besaran Turunan Satuan Dimensi
Besaran pokok adalah besaran yang Massa jenis (ρ) kg.m-3 ML-3
satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu Gaya (F) kg.m.s-2 MLT-2
dan tidak tersusun dari besaran lain. Usaha (W) kg.m2.s-2 ML2 T-2
Tekanan (P) kg.m-1.s-2 ML-1T-2
Besaran pokok terdiri atas TUJUH besaran. Daya kg.m2.s-3 ML2 T-3
Tujuh besaran pokok dan satuannya Momentum kg.m.s-1 MLT-1
berdasarkan sistem satuan internasional Luas (A) m2 L2
(SI) sebagaimana yang tertera pada tabel
berikut.
Besaran Pokok Satuan (SI) Dimensi
Massa kilogram (kg) (M) C. Besaran Menurut Arah Dan
Panjang meter (m) (L)
Waktu sekon (s) (T) Nilainya
Kuat arus ampere (A) (I)
Suhu kelvin (K) (θ) a. Besaran Skalar
Intensitas cahaya candela (Cd) (J) Besaran SKALAR adalah besaran yang
Jumlah zat mol (mol) (N)
HANYA memiliki NILAI. Contoh besaran
Sistem satuan internasional (SI) artinya skalar adalah massa, panjang, waktu,
sistem satuan yang paling banyak digunakan energi, usaha, suhu, kelajuan, jarak, dan
di seluruh dunia, yang berlaku secara lain-lain.
internasional.
b. Besaran Vektor
b. Besaran Turunan Besaran VEKTOR adalah besaran yang
Besaran turunan adalah besaran-besaran memiliki NILAI dan ARAH. Contohnya
yang diturunkan dari besaran pokok. adalah gaya, berat, kuat arus, kecepatan,
percepatan, perpindahan, posisi, dan lain-
lain.
278
1. Penjumlahan 2 vektor yang sejajar dan
a
searah
b
Contoh:
Maka, resultan vektor R digambarkan
Diketahui 2 buah vektor a dan b sebagai berikut:
mengarah ke kanan. Panjang a adalah
a
4 cm dan b adalah 5 cm. Tentukan
b
resultan vektor tersebut?
Sedangkan, nilai resultan vektor R
Jawab: dirumuskan dengan:
a
R = a2 + b2 + 2 ⋅ a ⋅ b ⋅ Cosθ
b
D. Satuan
Maka, resultan vektor (R) (penjumlahan
vektor a dan b) digambarkan sebagai Satuan adalah ukuran dari suatu besaran yang
berikut: digunakan untuk mengukur. Jenis-jenis satuan,
yaitu:
ab a. Satuan Baku
Satuan baku adalah satuan yang telah
R
diakui dan disepakati pemakaiannya secara
Jadi, resultan vektor R adalah: internasional atau disebut dengan satuan
internasional (SI).
R = a + b = 4 + 5 = 9 cm ke kanan Contoh: meter, kilogram, detik, dan lain-lain.
Satuan baku yang berlaku secara
2. Pengurangan dua vektor yang sejajar internasional disebut satuan internasional
(SI). Satuan SI ada dua macam, yaitu:
dan berlawanan arah. 1. Sistem MKS (Meter Kilogram Sekon)
2. Sistem CGS (Centimeter Gram Second)
Contoh:
b. Satuan Tidak Baku
Diketahui 2 buah vektor a dan b. Satuan tidak baku adalah satuan yang
Panjang a adalah 8 cm dan b adalah 5 tidak diakui secara internasional dan hanya
digunakan pada suatu wilayah tertentu.
cm. Tentukan resultan vektor tersebut? Contoh: depa, hasta, kaki, lengan, langkah.
Jawab: a E. Angka Penting
b a. Aturan Angka Penting
1. Semua angka bukan nol adalah angka
Maka, resultan vektor (R) digambarkan
penting. Contoh:
sebagai berikut: • 1234 (empat angka penting)
• 23,457 (lima angka penting)
a 279
R b
JRa d=i,an–ilabi resultan vektor R adalah:
=8–5= 3 cm ke kanan
3. Penjumlahan vektor untuk 2 buah
vektor yang membentuk sudut q
Misalkan:
Diketahui dua buah vektor a dan b
membentuk sudut θ seperti pada
gambar di bawah ini:
2. Angka nol yang terletak di antara angka a. Alat Ukur Panjang
bukan nol adalah angka penting. Contoh:
• 203 (tiga angka penting) 1. Meteran kelos (ketelitian sampai 1 cm)
• 1203,76 (enam angka penting) 2. Penggaris (ketelitian sampai 0,1 cm atau 1 mm)
3. Jangka sorong (ketelitian sampai 0,01 cm
3. Angka nol yang terletak di sebelah kanan
angka bukan nol adalah angka penting, atau 0,1 mm)
kecuali ada penjelasan lain. Contoh:
• 7000 (empat angka penting) Skala nonius
• 34050000 (lima angka penting)
(tanda garis bawah di angka kelima Skala utama
menunjukkan batas angka penting) Berimpit
4. Angka nol yang terletak di sebelah kiri angka Benda
bukan nol adalah bukan angka penting.
Contoh: Cara membaca jangka sorong:
• 0,007 (satu angka penting)
• 0, 348 (tiga angka penting) Skala utama : 2,1 cm
b. Aturan Pembulatan Skala nonius : 0,04 cm +
Hasil pengukuran : 2,14 cm
1. Angka yang lebih besar dari 5 dibulatkan ke
atas. 4. Mikrometer sekrup (ketelitian sampai 0,01
mm)
Contoh: 3,637 dibulatkan menjadi 3,64
(karena 7 lebih besar dari 5). Benda Berimpit
Skala nonius
2. Angka yang lebih kecil dari 5 dibulatkan ke
bawah. Skala utama
Contoh: 51,73 dibulatkan menjadi 51,7 Cara membaca mikrometer sekrup:
(karena 3 lebih kecil dari 5)
Skala utama : 3,5 mm
3. Angka yang tepat sama dengan 5 diatur
sebagai berikut: Skala nonius : 0,36 mm +
Hasil pengukuran : 3,86 mm
• Dibulatkankeatasjikaangkasebelumnya
adalah ganjil. Contoh: 67,35 dibulatkan Mikrometer sekrup digunakan untuk
menjadi 67,4 (karena 3 angka ganjil). mengukur diameter benda bulat dan plat
yang sangat tipis.
• Dibulatkan ke bawah jika angka
sebelumnya adalah genap. Contoh: b. Alat Ukur Massa
38,45 dibulatkan menjadi 38,4 (karena
4 angka genap). Contoh alat ukur massa adalah:
1. Neraca digital (ketelitian sampai 0,001 gr)
F. Pengukuran 2. Neraca O’Hauss (ketelitian sampai 0,01 gr)
3. Neraca sama lengan (ketelitian sampai 0,001
Pengukuran adalah kegiatan membandingkan
nilai besaran yang diukur dengan besaran sejenis gr)
yang ditetapkan sebagai satuan.
Berikut beberapa contoh alat ukur:
280
Bab 2
Gerak
A. Persamaan Gerak • Percepatan rata-rata
a. Vektor Posisi
= ∆v = v2 − v1
r = x i + yj + zk
∆t t2 − t1
ax = ∆v x = vx2 − vx1
∆t
• Vektor perpindahan t2 − t1
Jika suatu benda berpindah dari posisi Keterangan:
r1 ke r2 maka vektor perpindahannya x : nilai vektor posisi r di sumbu x
dapat dituliskan sebagai berikut: y : nilai vektor posisi r di sumbu y
z : nilai vektor posisi r di sumbu z
∆r = r2 − r1
∆r = i, j, dan k masing-masing adalah vektor
(x2 − x1) i + (y2 − y1) j + (z2 − z1)k
satuan di sumbu x, y, dan z.
• Besar perpindahan B. Hubungan Antara Posisi,
∆r = ∆x2 + ∆y2 + ∆z2 Kecepatan, dan Percepatan
∆r = ( x2 − )x1 2 + ( y2 − )y1 2 + (z2 − )z1 2 Hubungan antara persamaan kecepatan sesaat
dan percepatan sesaat dari persamaan posisi
b. Vektor Kecepatan sebagai berikut:
Misalnya, suatu persamaan posisi di sumbu x
adalah:
v = vx i + vy j + vzk
x = a ⋅ tn + b ⋅ t + c
• Nilai kecepatan
dengan a, b, dan c adalah konstanta, t adalah
v = vx2 + vy2 + vz2 variabel waktu, dan n adalah nilai pangkat.
• Kecepatan rata-rata Maka, kecepatan sesaat pada sumbu X adalah:
∆r = r2 − r1
v = t2 − t1
∆t
v x = ∆x = x2 − x1 vx = dx = a ⋅ n ⋅ tn−1
∆t dt
t2 − t1 +b
c. Vektor Percepatan
Sedangkan, percepatan sesaat pada sumbu X:
a = ax i + ay j + azk
ax = d2x = dv x = a ⋅ n ⋅ (n − 1) ⋅ tn−2
• Nilai percepatan dt2 dt
=a ax2 + ay2 + az2
281
Keterangan: b. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
dx dibaca “turunan persamaan posisi x Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak
benda mengikuti lintasan lurus dengan
dt KECEPATAN BERUBAH setiap pertambahan
terhadap waktu t”. waktu dan PERCEPATAN TETAP (v = berubah
dan a = tetap).
d2x dibaca “turunan kedua dari persamaan
dt2
posisi x terhadap waktu t”.
Mencari kecepatan dan posisi dari Ingat
persamaan percepatan.
Misal: diketahui persamaan percepatan di Rumus-rumus GLBB:
sumbu x adalah:
ax = p ⋅ t + q 1. S= 1 at2
2
dengan p dan q adalah konstanta dan t v0 ⋅ t +
adalah variabel maka persamaan kecepatan
pada sumbu X adalah: 2. vt = v0 + a ⋅ t
3. v 2 = v 2 + 2 ⋅ a ⋅ S
t 0
∫vx = v0x + ax dt 4. S = vt + v0 t
Sedangkan, persamaan posisi di sumbu X 2
adalah:
Keterangan:
∫x = x0 + vx dt S : jarak (m)
a : percepatan (m/s2)
Keterangan: vt : kecepatan sesaat pada waktu t (m/s)
V0x : kecepatan mula-mula di sumbu X v0 : kecepatan awal (m/s)
x0 : posisi mula-mula di sumbu X t : waktu (s)
∫ ax dt dibaca “integral dari persamaan ax D. Perpaduan Gerak
terhadap waktu t”.
∫ vx dt dibaca “integral dari persamaan vx (Gerak Parabola)
terhadap waktu t”.
Gerak parabola adalah resultan perpindahan
C. Dinamika Gerak Lurus suatu benda yang SERENTAK melakukan
GLB pada arah HORIZONTAL (sumbu X) dan
a. Gerak Lurus Beraturan (GLB) GLBB pada arah VERTIKAL (sumbu Y).
Gerak lurus beraturan adalah gerak Vty = 0 Vx
benda mengikuti lintasan lurus dengan
KECEPATAN TETAP per satuan waktu. Vty Vt
Karena kecepatannya tetap maka nilai
PERCEPATAN BENDA adalah NOL. (v = Vtx Vtx
tetap dan a = 0). Vty Vt
V0y hmaks
Rumus jarak: V0
h
a V0x
Xmaks
S = v⋅t a. Pada Sumbu X (GLB)
• Kecepatan sesaat
vtx = v0x = v0 ⋅ Cosα
282
• Jarak tempuh sesaat • Ketinggian maksimum yang dicapai
adalah:
x = v0 ⋅ Cosα ⋅ t
hmaks = v 2
Keterangan: 0
vtx: kecepatan sesaat pada sumbu X (m/s)
x : jaraktempuhpadasumbuXsaatwaktut(m) 2⋅g
• Pada saat jarak horizontal terjauh:
Jarak horizontal terjauh adalah: • Waktu tempuh untuk mencapai
ketinggian maksimum:
v02 sin 2α tmaks = v0
g g
xmaks =
Sedangkan, waktu tempuh untuk F. Gerak jatuh bebas
mencapai ke jarak terjauh adalah:
Gerak jatuh bebas adalah gerak benda yang
tx maks = 2 ⋅ v0 ⋅ sinα dilepas dari ketinggian tertentu di atas
g tanah TANPA KECEPATAN AWAL (v0 = 0).
b. Pada Sumbu Y (GLBB) • Waktu yang dibutuhkan benda ketika
menyentuh tanah:
• Kecepatan awal di sumbu y
v0y = v0 sin a t = 2⋅h
g
• Kecepatan sesaat
vy = v0 sin a – g.t • Kecepatan benda jatuh bebas ketika
menyentuh tanah:
• Ketinggian sesaat
h = v0 ⋅ sinα ⋅ t − 1 g ⋅ t2 v = 2⋅g⋅h
2
Keterangan: G. Gerak Melingkar Beraturan
(GMB)
VVtoyy :: kecepatan awal pada sumbu Y (m/s)
kecepatan sesaat pada sumbu Y (m/s) Gerak Melingkar Beraturan (GMB) adalah
gerak benda pada lintasan melingkar dengan
h : ketinggian saat waktu t (m) KECEPATAN SUDUT TETAP (ω) dan PERCEPATAN
SUDUTNYA NOL (a). (ω = tetap dan a = 0)
g : percepatan gravitasi (10 m/s2)
Rumus GMB: θ = ω ⋅ t
• Pada saat ketinggian maksimum
Padasaatketinggianmaksimumvy=0.Ketinggian
maksimum dapat dirumuskan dengan:
Hmaks = v02 sin2 α
2g
Sedangkan, waktu tempuh untuk mencapai H. Gerak Melingkar Berubah
ketinggian maksimum adalah: Beraturan
=tHmaks v0 sinα Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB)
g adalah gerak benda pada lintasan melingkar
dengan KECEPATAN SUDUT BERUBAH-UBAH dan
E. Gerak vertikal ke atas PERCEPATAN SUDUT TETAP. ( α = tetap)
Gerak vertikal ke atas adalah gerak benda yang
dilempar DENGAN KECEPATAN AWAL (v0) mem
bentuk lintasan lurus ke atas.
283
Ingat I. Hubungan Gerak Lurus dan
Gerak Melingkar
Rumus GMBB: Gerak Lurus Gerak Melingkar
s = jarak
1. q= ω0 ⋅ t + 1 α ⋅ t2 v = kecepatan q = sudut jarak
2 a = percepatan w = kecepatan sudut
a = percepatan sudut
2. ωt = ω0 + a . t
3. ωt2 = ω02 + 2 . a . q
4. q = ωt + ω0 ⋅ t Hubungannya: 1. S = q . R
2 2. v = w . R
3. a = a . R
Keterangan:
q : jarak sudut (rad) Keterangan:
w0 : kecepatan sudut awal (rad/s) R : jari-jari lingkaran (m)
wt : kecepatan sudut sesaat (rad/s) q : sudut (rad)
a : percepatan sudut (rad/s2) w : kecepatan sudut (rad/s)
t : waktu (s) a : percepatan sudut (rad/s2)
284
Bab 3
Hukum Newton, Gaya,
Usaha, dan Energi
A. Hukum Newton Tentang B. Konsep Gaya
Gerak
Gaya adalah kekuatan yang dapat menimbulkan
a. Hukum I Newton perubahan pada benda. Misalnya, perubahan
Hukum I Newton berbunyi: posisi atau perubahan bentuk.
“Jika resultan gaya yang bekerja pada a. Gaya Berat (W)
benda bernilai nol maka benda yang diam Gaya berat adalah gaya yang timbul karena
GAYA TARIK BUMI terhadap benda.
akan terus diam dan benda yang bergerak
Rumus:
lurus dengan kecepatan tetap akan tetap
W =m⋅g
bergerak dengan kecepatan tetap.”
Hukum I Newton dirumuskan dengan: Keterangan:
∑F = 0 W : berat benda (N)
b. Hukum II Newton m : massa benda (kg)
Hukum II Newton berbunyi:
g : percepatan gravitasi (m/s2)
“Percepatan adalah perbandingan antara Arah gaya berat selalu menuju ke pusat
bumi (ke bawah). Perhatikan gambar di
resultan gaya yang bekerja pada benda bawah ini.
dengan massanya.”
Hukum II Newton dirumuskan dengan:
∑F = m⋅a WW
c. Hukum III Newton b. Gaya Normal (N)
Hukum III Newton berbunyi: Gaya normal adalah gaya yang timbul
“Gaya reaksi akan timbul akibat gaya aksi karena adanya dua permukaan pada benda
yang bersentuhan.
yang dikenakan pada suatu benda yang Arah GAYA NORMAL selalu TEGAK LURUS
terhadap BIDANG SENTUH.
besarnya sama dan arahnya berlawanan.” Perhatikan gambar di bawah ini.
Hukum III Newton dirumuskan dengan:
(A) (B)
Faksi = –Freaksi N
Keterangan: N
w sin q w cosq
∑F : resultan gaya (N) qw
m : massa (kg)
a : percepatan (m/s2) w
285
Gaya ini tidak memiliki rumus yang pasti, Jadi, besarnya gaya gesek (f) pada benda
adalah gaya gesek kinetis, rumusnya:
disesuaikan dengan gaya yang bekerja pada
f = fk = µk ⋅ N
benda tersebut.
Keterangan:
Besarnya gaya normal adalah: f : gaya gesek (N)
fs maks : gaya gesek statis maksimum (N)
Gambar (A): fk : gaya gesek kinetis (N)
µs : koefisien gesekan statis
∑Fy = 0 µk : koefisien gesekan kinetis
N : gaya normal (N)
N – W = 0
N = W = m . g
Gambar (B):
∑Fy = 0
N – W . cosθ = 0
N = W . cosθ
= m . g . cosθ
c. Gaya Gesek (f) C. Energi
Gaya gesek adalah gaya yang terjadi akibat a. Energi Kinetik
PERSENTUHA NantaraBENDAdanPERMUKAAN Energi kinetik adalah energi yang dimiliki
KASAR. Arah gaya gesek selalu berlawanan oleh benda yang sedang bergerak.
dengan kecenderungan gerak benda. Rumus:
N EEkk == 1 mm ⋅.vv22
arah gaya F 2
f Keterangan:
Ek : energi kinetik (Joule)
W m : massa benda (kg)
v : kecepatan benda (m/s)
Pada gambar di atas ketika benda dikenakan
gaya sebesar F maka akan timbul gaya gesek b. Energi Potensial Gravitasi
sebesar f. Sehingga ada dua keadaan yang
terjadi pada benda, yaitu:
1. Benda TETAP DIAM Energi potensial gravitasi adalah energi
Benda akan TETAP DIAM, jika gaya F yang dimiliki benda karena posisinya
yang kita berikan masih KURANG atau
SAMA DENGAN GAYA GESEK STATIS terhadap titik acuan tertentu.
MAKSIMUMNYA (fs maks).
Rumus:
F ≤ fs maks Ep = m . g . h
F ≤ µs ⋅N Keterangan:
Ep : energi potensial (J)
Jadi, besarnya gaya gesek (f) adalah g : percepatan gravitasi bumi (10 m/s2)
sama dengan gaya yang yang diberikan h : ketinggian benda relatif terhadap acuan (m)
pada benda, yaitu F.
f=F D. Usaha
2. Benda BERGERAK F
Benda akan BERGERAK, jika gaya F yang ∑s
diberikan bernilai LEBIH BESAR dari gaya
GAYAGESEKSTATISMAKSIMUMNYA(fsmaks). W = F⋅S
F > fs maks
F > µs ⋅N
286
Keterangan: Rumus:
W : usaha (J)
S : perpindahan benda (m) W = DEk + DEp
1
Syarat : ∑F harus segaris dengan S 2 (Vv2222−–vV12 12) m . g (h2 h1)
( ) f . S = m ⋅ + . –
a. Usaha Sebagai Perubahan Energi Kinetik Keterangan:
Jika benda bergerak mengalami perubahan f : gaya gesek (N)
DEk : perubahan energi kinetik (J)
kecepatan maka timbul usaha yang besarnya DEp : perubahan energi potensial (J)
sama dengan perubahan energi kinetiknya.
F m v1 v2
s E. Hukum Kekekalan Energi
Mekanik
W = DEk = DEk2 – Ek1 Jika sebuah benda bergerak dan tidak ada
1 gaya gesek yang terjadi maka berlaku hukum
2 (Vv2222−–vV12 12) kekekalan energi mekanik.
( )
F.S= m ⋅
b. Usaha Sebagai Perubahan Energi Potensial Em = Em2
Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2
Jika benda mengalami perubahan posisi
ketinggiannya dari suatu titik acuan maka m ⋅ g ⋅ h1 + 1 m ⋅ v12 = m ⋅ g ⋅ h2 + 1 m ⋅ v 2
timbul usaha yang besarnya sama dengan 2 2 2
perubahan energi potensialnya.
W = DEp = Ep2 – Ep1 F. Daya
W = m . g . (h2 – h1)
c. Usaha Sebagai Perubahan Energi Mekanik Daya adalah usaha persatuan waktu.
Rumus:
Energi MEKANIK adalah energi total yang
dimiliki benda, yaitu ENERGI POTENSIAL P= W = F⋅v
DITAMBAH DENGAN ENERGI KINETIK. t
V Keterangan:
P : daya (watt)
Em = Ep + Ek 1 ⋅ m.v2 F W : usaha (J)
Em = m .mg⋅.gh⋅ h++ V h2 t : waktu (s)
2 F : gaya (N)
v : kecepatan (m/s)
h1 F
Jika suatu benda naik atau turun dari
permukaan yang kasar sehingga kecepatan
dan ketinggiannya berubah (seperti gambar
berikut) maka usaha yang dilakukan benda
sama dengan perubahan energi mekanik.
1 s
f v1
h1 kasar
2
h2 v2
287
Bab 4
Momentum, Implus,
danTumbukan
A. Momentum tumbukan kedua benda berpisah.
Pada tumbukan lenting sempurna berlaku:
Momentum adalah hasil kali antara MASSA
BENDA yang BERGERAK dan KECEPATAN 1. Hukum kekekalan ENERGI KINETIK
GERAKNYA. Momentum termasuk dalam
besaran vektor yang arahnya sama dengan Ek awal = Ek akhir
arah gerak benda.
2. Hukum kekekalan MOMENTUM
Rumus:
pawal = p akhir
p =m⋅v
3. Koefisien restitusi (e) bernilai 1
Keterangan: e = −∆v′ = −(v2′ − v1′) =1
p : momentum (kg.m/s) ∆v v2 − v1
m : massa (kg)
v : kecepatan benda (m/s) b. Tumbukan Lenting Sebagian
B. Impuls Pada tumbukan lenting sebagian ada
sebagian energi kinetik berubah menjadi
Impuls adalah PERUBAHAN MOMENTUM bentuk energi lain sehingga energi kinetik
sebuah benda atau HASIL KALI GAYA yang total setelah tumbukan menjadi lebih
BEKERJA pada suatu benda dan LAMANYA kecil daripada energi kinetik total sebelum
GAYA ITU BEKERJA. tumbukan.
Rumus: Pada tumbukan lenting sebagian berlaku:
1. Hukum kekekalan momentum
∫I = ∆p = F ⋅ dt
pawal = pakhir
Keterangan:
I : impuls (N.s) 2. Koefisien restitusi (e) bernilai lebih dari
Dp : perubahan momentum (p2 – p1) 0 sampai kurang dari 1
F : gaya (N)
t : waktu (s)
C. Tumbukan e = −∆v′ = −(v2′ − v1′)
a. Tumbukan Lenting Sempurna ∆v v2 − v1
Pada tumbukan lenting sempurna tidak dimana 0 < e < 1
terjadi perubahan bentuk energi. Setelah
288
c. Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali 2. Koefisien restitusi (e) bernilai 0 sehingga:
Pada tumbukan tidak lenting sama sekali, v′1 = v′2
energi kinetik setelah tumbukan lebih kecil Keterangan:
daripada energi kinetik sebelum tumbukan. v1′ : kecepatan akhir benda 1
SETELAH TUMBUKAN, KEDUA BENDA v2′ : kecepatan akhir benda 2
BERGERAK BERSAMA-SAMA (menempel). v1 : kecepatan awal benda 1
Pada tumbukan tidak lenting sama sekali v2 : kecepatan awal benda 2
berlaku:
1. Hukum kekekalan momentum
pawal = pakhir
289
Bab 5
Gerak Rotasi
A. Momen Inersia 3. Batang silinder, poros melalui titik tengah
Momen inersia pada gerak rotasi adalah I = 1 M ⋅ L2
kelembaman benda (kemampuan benda 12
mempertahankan posisinya) pada saat bergerak
melingkar. Nilai momen inersia benda tergantung konstanta inersia, k = 1
pada bentuk benda dan letak porosnya.
12
a. Momen Inersia pada Benda Titik
4. Batang silinder, poros melalui ujung
R1 R2 I = 1 M ⋅ L2
3
M1 M2
konstanta inersia, k = 1
∑ I = m ⋅R2 3
I = m1 ⋅ R12 + m2 ⋅ R22 + m3 ⋅ R32 + ..... 5. Silinder pejal, poros melalui pusat
Keterangan:
I : momen inersia (kg.m2) I = 1 M ⋅R2
m1 : massa benda 1 (kg) 2
R1 : jarak pusat massa m1 dengan poros putar k = 1
konstanta inersia,
(m) 2
b. Momen Inersia pada Benda yang Kontinu
Rumus momen inersia pada berbagai benda: 6. Silinder tebal berongga, poros melalui pusat
1. Pelat segi empat tipis, poros di sepanjang sisi b.
( )I =1M⋅
I = 1 M ⋅ a2 2 R12 + R22
3
R2 konstanta inersia, k = 1
konstanta inersia, k = 1 2R1
3
7. Silinder tipis berongga, poros melalui pusat
2. Pelat segi empat tipis, poros melalui titik pusat
I = M ⋅R2
I = 1 M ⋅ (a2 + b2 ) konstanta inersia, k = 1
12
1 8. Bola pejal, poros melalui pusat
konstanta inersia, k = 12
I = 2 M ⋅R2
5
konstanta inersia, k = 2
5
290
9. Bola berongga, poros melalui pusat Untuk sistem lebih dari satu gaya, gunakan rumus:
I = 2 M ⋅R2 ∑ ∑τ = r⊥ ⋅F
3 k = 2 C. Hukum II Newton pada gerak
3 rotasi
konstanta inersia,
Jika percepatan anguler bernilai konstan (α =
Keterangan: konstan) maka berlaku hukum II Newton.
M : massa benda (kg)
L : panjang batang silinder (m) t=I.α
R : jari-jari dari sumbu putar (m)
Pada hukum II Newton berlaku rumus-rumus
c. Momen Inersia pada Batang Silinder yang gerak melingkar berubah beraturan (GMBB).
Diputar pada Jarak d dari Pusat Massa Keterangan:
t : torsi (N.m)
d I : momen inersia (kg.m2)
L α : percepatan anguler (rad/s)
I = 1 M ⋅ L2 + M ⋅ d2 D. Beberapa nilai percepatan
12 sistem katrol
Keterangan: Ma a = (m2 − m1) ⋅ g
d : jarak poros putar dari pusat massa (m) m1 m2
B. Momen Gaya (Torsi) m1 + m2 + 1 M
2
Momen gaya adalah ukuran besar kecilnya efek M ( )a =
putar sebuah gaya terhadap suatu benda. m2 − m1 ⋅ sinθ ⋅ g
a
Syarat r ⊥ F atau r ⊥ F seperti pada gambar di m1 m2 m1 + m2 + 1M
bawah ini. 2
licin
F q
τc = F ⋅ r N M a = (m2 − µk ⋅ m1) ⋅ g
a
C f 1
r Kasar m2 2
W
m1 + m2 + M
Untuk gaya yang tidak lurus lengan, gunakan MM
rumus:
F a a = (m2 − m1) ⋅ g
m1 + m2 + M
τc = r ⋅ F ⋅ sinθ m1 m2
C Keterangan:
r a : percepatan sistem (m/s2)
m : massa katrol (kg)
Keterangan: g : percepatan gravitasi bumi (10 m/s2)
τc : torsi di titik C (Nm) mk : koefisien gesekan kinetis
F : gaya (N)
r : jarak gaya F dari titik C (m)
291
E. Energi kinetik G. Usaha Gerak Rotasi
a. Energi Kinetik Translasi atau Gerak Lurus
W = τ⋅θ
EkT = 1 ⋅m⋅ v2 Keterangan:
2
b. Energi Kinetik Rotasi W : usaha (J)
t : momen torsi (N.m)
EkR = 1 ⋅I ⋅ ω2 q : sudut yang disapu benda (rad)
2
c. Energi Kinetik Total Benda Menggelinding H. Momentum Anguler
Pada BENDA yang bergerak Momentum anguler dirumuskan dengan:
MENGGELINDING, benda tersebut
melakukan gerak TRANSLASI dan ROTASI. L =I⋅ω
Jadi, energi total yang dimiliki benda Keterangan:
menggelinding adalah energi kinetik L : momentum anguler (kg.m2/s)
translasi dan energi kinetik rotasi. I : inersia benda (kg.m2)
w : kecepatan anguler (rad/s)
Rotasi
Translasi I. Hukum kekekalan momentum
anguler
Menggelinding
=Ek total EkT + EkR =Lawal Lakhir
1
( ) = 2 ⋅m⋅ v2 I1 ⋅ ω1 + I2 ⋅ ω2 = I1 ⋅ ω1′ + I2 ⋅ ω2′
Ek total 1+ k
Keterangan: Keterangan:
I : momen inersia I1 : momen inersia benda 1
w : kecepatan sudut (rad/s) I2 : momen inersia benda 2
m : massa benda (kg) w' : kecepatan anguler setelah tumbukan
k : konstanta inersia
F. Benda Menggelinding J. Kekekalan Momentum
Menuruni atau Menaiki Anguler untuk benda yang
Bidang Miring Berputar dengan Mengubah
Jari-jari
hh ω′ = R 2 ⋅ ω
R′
v Kasar Kasar
v
v = 2⋅g⋅h Keterangan:
k +1 w' : kecepatan sudut akhir (rad/s)
R : jari-jari akhir
Keterangan:
k : konstanta inersia
292
Bab 6
Fluida
Fluida adalah semua zat yang dapat mengalir. 1 N/m2 = 1 pascal (Pa)
Contohnya: zat cair (air, minyak) dan gas. 1 N = 105 dyne
Dalam bab ini akan dipelajari tentang fluida 1 atm = 105 Pa
statis dan fluida dinamis. 1 atm = 76 cmHg
c. Tekanan Hidrostatis
A. Fluida Statis Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang
Fluida statis adalah zat yang berada dalam dialami benda saat di dalam fluida karena
keadaan diam (tidak bergerak). adanya gaya gravitasi.
Rumus:
a. Massa Jenis
h
Massa jenis adalah ukuran kerapatan suatu
benda. Semakin besar massa jenis benda Ph = ρ ⋅ g ⋅ h
maka benda tersebut semakin rapat.
Keterangan:
Rumus: Ph : tekanan hidrostatis (Pa)
ρ :massa jenis fluida (kg/m3)
ρ= m g : percepatan gravitasi (10 m/s2)
V h : kedalaman benda dari permukaan
fluida (m)
Keterangan: Hukum pokok hidrostatis
Hukum pokok hidrostatis berbunyi:
ρ : massa jenis benda (kg/m3) ‘‘Semua titik yang terletak pada suatu bidang
m : massa benda (kg) datar di dalam zat cair yang sejenis memiliki
tekanan yang sama.’’
V : volume (m3) PhA = PhB
ρ1 ⋅ g ⋅ h1 = ρ2 ⋅ g ⋅ h2
b. Tekanan ρ1 ⋅ h1 = ρ2 ⋅ h2
Tekanan adalah hasil bagi antara gaya
h2 ρ2
dengan luas penampang. ρ1 h1
Rumus: AB
P= F 293
A
Keterangan:
P : tekanan (pascal/Pa)
F : gaya (N)
A : luas permukaan bidang sentuh (m2)
Satuan tekanan (P) adalah N/m2 atau pascal
(Pa), dyne/cm2, atmosfer (atm). Hitungan
konversinya, yaitu:
Ingat A1 : luas permukaan bidang 1 (m2)
A2 : luas permukaan bidang 2 (m2)
Mengukur besarnya d1 : diameter permukaan bidang 1
kedalaman (h) harus dihitung d2 : diameter permukaan bidang 2
dari PERMUKAAN ZAT CAIR
(dari atas) BUKAN dari Prinsip hukum Pascal ini diterapkan pada
bawah. alat-alat, misalnya dongkrak hidrolik,
pompa hidrolik, mesin hidrolik pengangkat
Berdasarkan persamaan di atas: mobil, dan rem hidrolik mobil.
• MAKIN DALAM letak suatu BENDA di dalam
f. Hukum Archimedes
zat cair maka TEKANAN HIDROSTATIS yang Hukum Archimedes berbunyi:
diperoleh akan MAKIN BESAR. “Benda yang tercelup sebagian atau
• MAKIN BESAR MASSA JENIS suatu zat
cair maka MAKIN BESAR pula TEKANAN seluruhnya ke dalam zat cair akan
HIDROSTATIS yang dihasilkan. mengalami gaya ke atas sebesar berat zat
cair yang dipindahkan oleh benda yang
d. Tekanan Mutlak tercelup tersebut.”
Tekanan mutlak adalah tekanan total yang benda
dialami oleh benda.
Vtc FA } volume zat
Wbenda
cair yang
dipindahkan
P = Po + Ph Besarnya gaya ke atas tersebut dirumuskan:
Keterangan: FA = ρf ⋅ g ⋅ Vtc
P : tekanan mutlak (Pa)
Po : tekanan udara luar (Pa) Keterangan:
Ph : tekanan hidrostatis (Pa) FA : gaya tekan ke atas/gaya Archimedes (N)
ρf : massa jenis fluida/zat cair (kg/m3)
e. Hukum Pascal Vtc : volume zat cair yang dipindahkan atau
Hukum Pascal berbunyi:
volume benda yang tercelup di dalam zat
“Tekanan yang diberikan kepada fluida di cair (m3)
dalam ruangan tertutup diteruskan sama Akibat gaya tekan ke atas ini, benda memiliki
tiga posisi jika dimasukkan ke dalam suatu
besar ke segala arah.” zat cair, yaitu:
Penerapan hukum Pascal pada bejana
1. Terapung
berhubungan:
Ciri-ciri benda terapung, yaitu:
F1 A2 F1 = F2 • Massa jenis benda lebih kecil dibandingkan
A1 A2
dengan massa jenis zat cair (r benda < r zat cair).
• Berat benda sama dengan gaya ke atas
A1 F2 F1 = d1 2 ⋅ F2
d2 (Wbenda= FA).
Keterangan:
F1 : gaya pada A1 (N) FA = W ρf FA
F2 : gaya pada A2 (N) ρb = Vtc W
Vb
294
Keterangan: Keterangan:
ρb : massa jenis benda (kg/m3) FA : gaya angkat/Archimedes (N)
Vtc : volume benda yang tercelup (m3) Wf : berat semu benda (N)
Vb : volume benda total (m3) Wu : berat benda di udara (N)
W : berat benda (N)
B. Tegangan Permukaan Zat
2. Melayang
Cair
• Massa jenis benda sama dengan massa
jenis zat cair (r benda = r zat cair). Tegangan permukaan zat cair adalah
kecenderungan zat cair untuk meregang
• Berat benda sama dengan gaya ke atas (menjadi tegang) sehingga permukaannya
(Wbenda= FA). seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastis.
FA = W Tegangan permukaan ini yang
mengakibatkan serangga tertentu, seperti
ρb = Vf ρf nyamuk atau laba-laba dapat berjalan
Vb di atas air dan jarum atau silet dapat
FA W mengapung di permukaan air.
Keterangan: γ=F
d
ρb: massa jenis benda (kg/m3)
V : volume benda (m3) Jika permukaan benda yang bersentuhan
ada pada 2 sisinya, seperti kawat atau jarum
Vb : volume benda total (m3) maka d = 2L,
W : berat benda (N)
Keterangan:
3. Tenggelam L : panjang kawat atau jarum(m)
F : gaya yang bekerja pada permukaan
Ciri-ciri benda tenggelam, yaitu: zat cair (N)
• Massa jenis benda lebih besar a. Kapilaritas
dibandingkan dengan massa jenis zat • Kapilaritas adalah peristiwa naik
cair (r benda > r zat cair). turunnya fluida yang berada di dalam
pipa kapiler (pipa dengan diameter yang
• Berat benda lebih besar daripada gaya sangat kecil).
ke atas (W benda > FA). • KOHESI adalah gaya tarik-menarik
antarmolekul SEJENIS.
W = FA + N N FA • ADHESI adalah gaya tarik-menarik
W antarmolekul TAK SEJENIS.
Keterangan:
N : gaya normal (N)
Penerapan hukum Archimedes antara lain Ingat
adalah kapal laut, kapal selam, galangan
kapal, jembatan fonton, galangan kapal, Untuk mengingat dengan
balon udara, dan hydrometer. mudah:
Ko = Sejenis
Berat Semu/Berat Benda di Dalam Fluida A = TIDAK sejenis
Berat semu benda di dalam fluida adalah
selisih antara berat benda di udara dengan
gaya angkat yang terjadi pada benda.
Wf = Wu − FA
295
Jika sebuah kelereng dicelupkan ke dalam
fluida kental maka terdapat gaya apung (FA)
Air Raksa dan gaya stokes (Fs) yang melawan gaya
beratnya (W).
Penjelasan pada gambar di atas, yaitu:
• Air memiliki gaya adesif lebih besar daripada c. Kecepatan Terminal
Kecepatan terminal adalah kecepatan
gaya kohesifnya. Akibatnya, permukaan air
akan naik jika berada pada pipa kapiler. maksimum tetap yang dapat dimiliki oleh
• Berbeda dengan air, raksa memiliki gaya suatu benda yang berada pada fluida kental.
kohesif lebih besar daripada gaya adesifnya. Jika bendanya adalah sebuah bola pejal
Akibatnya, permukaan raksa akan turun jika maka kec epatan terminalnya dirumuskan:
berada pada pipa kapiler.
vT = 2 (r2 ⋅ g ρb − ρf )
Ketinggian/kedalaman fluida pada pipa 9
kapiler dirumuskan: η
h = 2. γ . cos θ Keterangan:
ρf . g .r vT : kecepatan terminal (m/s)
r : jari-jari bola (m)
h : koefisien viskositas (kg/ms)
Keterangan: rb : massa jenis benda (kg/m3)
h : ketinggian fluida pada pipa kapiler (m) rf : massa jenis fluida (kg/m3)
g : tegangan permukaan (N/m)
q : sudut kontak C. Fluida Dinamis
ρf : massa jenis fluida (kg/m3)
g : percepatan gravitasi (10 m/s2) Fluida dinamis adalah fluida yang mengalir
r : jari-jari pipa kapiler (m) (bergerak).
b. Gaya Gesekan Fluida (Gaya Stokes) a. Debit Fluida (Laju Alir)
Debit fluida adalah volume fluida yang
Gaya stokes adalah gaya gesekan pada fluida
akibat kekentalan zat tersebut. Semakin mengalir setiap detik. Debit fluida
kental fluida maka semakin besar gaya dirumuskan:
stokes yang dihasilkan.
Q= V = A⋅v
Rumus: t
Keterangan:
Fs = 6p . r . h . v Q : debit fluida (m3/s)
Keterangan: V : volume fluida (m3)
Fs : gaya stokes/gaya gesek fluida (N)
r : jari-jari (m) t : selang waktu (s)
h : viskositas fluida (N.s/m2)
v : kecepatan fluida (m/s) A : luas permukaan (m2)
v : kecepatan fluida (m/s)
b. Persamaan Kontinuitas
v1 v2
A1 A2
296
Jika dianggap tidak terdapat gesekan pada Penerapan Persamaan Bernaulli
pipa maka debit fluida yang mengalir pada 1. Pada Tabung Bocor
pipa akan tetap. Jika sebuah tabung yang berlubang berisi air
Q1 = Q2 = Q3 = ..... = konstan maka kecepatan air keluar dari tabung dan
A1 v1 = A2 v2 = A3 v3 = .... = konstan jarak jatuhnya dari kaki tabung adalah:
c . Asas Bernoulli
Asas Bernoulli menyatakan bahwa: x = 2 h1.h2
“Pada pipa mendatar, tekanan fluida paling h1 v = 2.g.h1
besar terdapat pada bagian yang kelajuan
alirannya paling kecil. Sebaliknya, tekanan v
fluida paling kecil terdapat pada bagian
yang kelajuan alirannya paling besar.” h2
v1 v2
P1 P2 x
Keterangan:
g : percepatan gravitasi (m/s2)
h1 : jarak lubang dari permukaan air (m)
h2 : jarak lubang dari dasar bejana (m)
Menurut asas Bernoulli, kecepatan fluida 2. Venturimeter
pada penampang 1 lebih kecil daripada
kecepatan fluida pada penampang 2 (v1 < Venturimeter adalah alat untuk mengukur
v2) maka tekanan penampang 1 lebih besar kecepatan gerak fluida cair.
daripada tekanan penampang 2 (P1 > P2).
Dengan alat venturimeter maka dapat dengan
d. Persamaan Bernoulli mudah kita ketahui perbedaan tekanan antara
pipa penampang 1 dan 2, yaitu:
v2 h
P2 v1 v2
v1 h2 P1 − P2 = ρ ⋅ g ⋅ h atau
P1 P1 − P2 =
( ) 1ρ⋅ v 2 − v12
h1 2 2
P + 1 ρv2 + ρ ⋅ g ⋅ h = konstan Untuk mencari kecepatan v1 dan v2 dapat
2 digunakan rumus:
P1 + 1 ρ1 v12 + ρ1 g h1 = P2 + 1 ρ2 v 2 + ρ2 g h2 2⋅g⋅h
2 2 2
v1 =
Keterangan: A1 2 − 1
v2 = A2
P : tekanan (P)
h : ketinggian (m)
ρ : massa jenis fluida (kg/m3) 2⋅g⋅h
v : kecepatan fluida (m/s)
1− A2 2
A1
297
3. Sayap pesawat terbang Rumus GAYA ANGKAT PESAWAT adalah:
P1 v1 ( )F2−F1= 1 ρ v12 − v 2 .A
P2 v2 2 2
Jadi, agar pesawat dapat terangkat, gaya
angkat pesawat harus lebih besar daripada
KECEPATAN ALIRAN udara DI ATAS sayap (v1) berat pesawat (F2 – F1 > mg).
LEBIH BESAR DARIPADA kecepatan aliran
udara DI BAWAH sayap (v2). Akibatnya, Keterangan:
TEKANAN udara DI BAWAH sayap (P2) LEBIH P2 – P1 : perbedaan tekanan (N/m2)
BESAR DARIPADA tekanan udara DI ATAS
sayap (P1). r : massa jenis udara(kg/m3)
Perbedaan tekanan ini menghasilkan gaya v12 – v22 : perbedaan kecepatan fluida(m/s)
angkat pesawat sebesar:
F2 – F1 = (P2 – P1).A
298
Bab 7
Suhu dan Kalor
A. Suhu Titik didih100o 80o 212o 373
Suhu adalah ukuran derajat panas atau dinginnya Celsius
suatu benda. Untuk mengukur besarnya suhu Reamur
digunakan alat yang dinamakan termometer. Fahrenheit
Kelvin
a. Konversi Satuan Termometer
C RFK
TXba X Y Titik beku0o 0o 32o 273
TYba
C = R = F − 32 = K − 273
100 80 180 100
TX TY c. Pemuaian
Pemuaian adalah peristiwa BERTAMBAHNYA
PANJANG, LUAS, atau VOLUME suatu
BENDA sebagai akibat dari SUHUnya NAIK.
TX − TXbb = TY − TYbb 1. Pemuaian Panjang
TXba − TXbb TYba − TYbb
Keterangan: Dl = lo . a . DT
TX : suhu tertentu pada termometer X It–Io = Io . a . (Tt–To)
TX bb: suhu batas bawah/terendah pada
Keterangan:
termometer X
TX ba: suhubatasatas/tertinggipadatermometer Dl : pertambahan panjang (meter)
X lo : panjang mula-mula (meter)
TY : suhu tertentu pada termometer Y lt : panjang akhir (meter)
Ty bb: suhu batas bawah/terendah pada a : koefisien muai panjang (/°C)
termometer Y DT : perubahan suhu (oC)
Ty b : suhu batas atas/tertinggi pada
To : suhu awal (°C)
termometer Y Tt : suhu akhir (°C)
b. Konversi Satuan Celsius, Reamur, 2. Pemuaian Luas
Fahrenheit, dan Kelvin
DA = Ao . b . DT
At–Ao = Ao . b . (Tt–To)
299
The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.
Wangsit Soshum 2020
Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search