ZAT DAN PERUBAHANNYA BAHAN AJAR Rizki Amelia, S.Pd JL. Rajawali No.11 SMK NEGERI 2 BLORA
1 KATA PENGANTAR Penulis sangat bersyukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas petunjuk-Nya, penulis berhasil menyusun bahan ajar kelas X PIPAS Bab Zat Dan Perubahannya Semoga bahan ajar ini bermanfaat bagi peserta didik untuk mendapat ilmu yang bermanfaat. Proses penyusunan bahan ajar ini tentu jauh dari kata sempurna, maka penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak Blora, Oktober 2021 Penulis
2 DAFTAR ISI Sampul................................................................................................................1 Kata Pengantar.................................................................................................2 Daftar Isi..........................................................................................................3 Capaian Pembelajaran dan Tujuan Pembelajaran......................................4 Petunjuk Penggunaan BahanAjar ............................................................5 Materi Pembelajaran ......................................................................................6 Daftar Pustaka ……………………………………………………………………………………………
3 CAPAIAN PEMBELAJARAN DAN TUJUAN PEMBELAJARAN No Elemen CP Materi Tujuan Pembelajaran 1. Mendesain prosedur perubahan wujud zat Peserta didik mampu mengidentifikasi sifat dan karakteristik zat dan membedakan perubahan fisika Wujud Zat 1. Setelah menyimak materi dari guru , peserta didik dapat menjelaskan wujud zat dan perubahnnya. 2. Setelah mengamati video, peserta didik dapat menguraikan prosedur kerja cara membuat es krim.
4 Hujan merupakan musim yang sangat dinantikan bagi sebagian orang. Yuk kita kenalan dulu salah satu fenomena alam yang berkaitan dengan materi yang akan kita pelajari di bab ini! Indonesia merupakan salah satu negara beriklim tropis yang memiliki dua musim, yaitu musim hujan dan musim kemarau. Musim hujan biasanya terjadi pada bulan Oktober sampai Maret, sementara musim kemarau terjadi pada bulan April sampai September. Tapi, apakah kalian sudah tahu bagaimana hujan itu tercipta? “Menurut Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG), hujan merupakan bentuk presipitasi atau endapan dari cairan atau zat padat. Hal itu berasal dari kondensasi yang jatuh dari awan menuju permukaan bumi.” Sementara itu, proses terjadinya hujan jika diuraikan secara singkat adalah sebagai berikut: Proses terjadinya hujan ada tiga tahap yang dimulai dari proses penguapan (evaporasi), proses pengembunan (kondensasi) dan mencair (presipitasi). Introduction Gambar : 1. Hujan Sumber : Krjogja Evaporasi Proses ini merupakan penguapan air yang ada di permukaan bumi baik daratan atau perairan. Penguapan tersebut terjadi disebabkan oleh adanya suhu panas dari bumi. Uap air selanjutnya akan menggumpal menjadi awan. Saat suhu menjadi semakin panas, maka semakin banyak air yang akan menguap. Kondensasi Setelah evaporasi atau penguapan air, maka masuk ke dalam tahapan kedua dalam proses terjadinya hujan, yakni kondensasi. Proses ini terjadi saat evaporasi atau uap air naik ke atmosfer yang kemudian mengembun.Proses ini akan menyebabkan terbentuk partikel es karena udara di langit cukup rendah.Setelah itu, partikel-partikel tersebut akan mendekat dan membentuk awan. Presipitasi Ini adalah proses terakhir, yakni mencairnya butiran es di awan yang kemudian turun ke bumi sebagai air hujan. Awan yang sudah terlalu berat umumnya tidak lagi bisa menahan air, sehingga turunlah hujan.
5 Amatilah gambar benda dibawah ini ! Zat dan Perubahannya . A. KLASIFIKASI MATERI Materi adalah segala sesuatu yang menempati ruang dan memiliki massa. Semua materi di sekitar kita, termasuk semua makhluk hidup tergolong materi karena menempati ruang dan memiliki massa. Contohnya besi, air, dan udara. materi di alam dapat berupa zat tunggal (murni) dan dapat juga berupa campuran. Zat murni hanya tersusun dari satu jenis zat, dan sering disebut dengan “zat”, sedangkan campuran merupakan materi yang tersusun dari dua atau lebih zat. Materi dapat diklasifikasikan dengan dua cara: a) berdasarkan keadaannya (wujudnya) b) berdasarkan komposisinya. 1. Klasifikasi Materi Berdasarkan Keadaannya (Wujudnya) Materi dapat berada dalam tiga wujud yaitu padat, cair, dan gas yang didasarkan pada cara atom-atom dan molekul-molekul tersusun di dalamnya. Dalam padatan, atom atau molekul terikat erat satu sama lain sehingga menciptakan keadaan yang rigid/ kaku. Setiap atom atau molekul dikurung oleh atom atau melekul tetangganya menyebabkan tidak bisa berpindah. Akibatnya, zat padat memiliki bentuk dan volume tertentu. Contoh padatan berlian, logam dan es. Dalam cairan, atom-atom atau molekul-molekul tidak terikat erat seperti dalam padatan, sehingga atom atau molekul dapat bergerak bebas di sekitarnya. Dalam hal ini, di antara atom atau molekul dalam cairan masih mengalami gaya Tarik menarik tapi tidak sekuat padatan. Cairan memiliki volume yang pasti tetapi bentuknya tidak pasti bergantung pada Pernahkah kamu mengamati benda – benda di sekitarmu seperti benda – benda disamping? Pernahkah kamu berpikir mengapa dalam pembuatan benda – benda tersebut menggunakan jenis bahan yang berbeda? Hal ini bukan tanpa alasan, semua berkaitan dengan sifat masing – masing zat.
6 bentuk wadahnya. Karena fleksibilitasnya, sehingga cairan dapat dituangkan dari satu wadah ke wadah lainnya pada suhu kamar. Contoh air, bensin, dan alcohol. Dalam gas, atom-atom atau molekul-molekul jauh terpisah karena tidak dibatasi sama sekali, berarti antara atom-atom atau molekul-molekul tidak memiliki kekuatan tarikmenarik. Oleh karena itu, zat dalam wujud gas menempati volume yang besar. Gas tidak memiliki bentuk atau volume sendiri tetapi diasumsikan memiliki bentuk dan volume wadahnya. Misalnya oksigen, hydrogen, dan helium pada suhu kamar. Susunan atom atau molekul dalam keadaan padat, cair, dan gas ditunjukkan pada Gambar. 2. Klasifikasi Materi Berdasarkan Komposisinya Materi terbagi menjadi dua kategori besar, yaitu substansi murni dan substansi tidak murni (campuran). Zat murni memiliki sifat yang berbeda dengan zat lainnya. Misal, unsur hidrogen hanya tersusun dari atom-atom hidrogen saja. Unsur oksigen hanya tersusun dari atom-atom oksigen saja. Sifat oksigen dan hidrogen tidak tampak pada zat yang dibentuk dari keduanya, misal air (H2O). Substansi murni terbagi dua, yaitu unsur dan senyawa. Selanjutnya, unsur terbagi menjadi logam, non logam, dan metalloid. Campuran dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu campuran homogen dan campuran heterogen. Campuran dapat dipisahkan menjadi substansi murni dengan cara fisika. Struktur klasifikasi materi disajikan pada Gambar. Gambar 2. Susunan molekul Gambar 3. Klasifikasi Materi
7 B. SIFAT MATERI Semua zat yang terdapat di alam memiliki sifat dan karakteristik tersendiri. Hal ini menjadikan zat tersebut memiliki ciri dan identitas yang khas. Sifat – sifat benda secara garis besar dibedakan menjadi dua, yaitu sifat fisika dan sifat kimia. Sifat – sifat yang dimiliki suatu benda mulai dari wujud zat, warna zat, bentuk zat, bahkan bau zat yang dimiliki merupakan ciri khusus sebuah zat. Bagaimana sifat zat tersebut dapat kita ketahui? Untuk mengetahui mari kita cermati rangkuman berikut! SIFAT FISIKA : Sifat fisika adalah sifat yang menggambarkan ciri khas suatu zat yang dapat diukur dan diamati tanpa a. Wujud zat Jenis zat berdasarkan wujudnya ada zat padat, cair dan gas. Zat padat , cair dan gas memiliki sifat yang berbeda – beda dikarenakan perbedaan dari partikel penyusun setiap zat. Zat padat, memiliki partikel – partikel yang menempati posisi tetap, gaya tarik – menarik kuat, dan gerak partikel hanya berupa getaran Zat cair, memiliki jarak antar partikel tetap dan agak berjauhan, gaya tarik menarik antar partikel tetap dan agak berjauhan, gaya tarik menarik antar partikel lemah, gerak partikel lebih lincah dan partikel dapat berpindah tempat. Zat gas, memiliki jarak partikel berubah – ubah hampir tidak ada gaya tarik menarik, gerakan partikel sangat bebas. b. Warna Warna merupakan sifat fisika yang dapat diamati secara langsung. Warna satu benda adalah ciri tersendiri yang membedakan atara satu zat dengan zat lain. Contoh : air berwarna transparan, karbon berwarna hitam, alumunium berwarna perak, dan emas berwarna kuning keemasan. c. Kelarutan Air merupakan zat pelarut untuk zat – zat tertentu. Tidak semua benda dapat larut dalam zat pelarut. Contoh : garam bersifat mudah larut dalam air , sedangkan pasir tidak dapat larut dalam dalam air.
8 d. Daya hantar listrik Daya hantar listrik berkaitan dengan kemampuan benda menghantarkan listrik. Benda yang mudah menghantarkan listrik disebut konduktor , Contoh : benda logam ( besi, tembaga) Sedangkan benda yang sukar menghantarkan arus listrik disebut isolator, contoh ( karet dan kayu) ya hantar listrik pada suatu zat dapat diamati dari gejala yang ditimbulkan. Contoh : seutas tembaga dihubungkan dengan baterai dan lampu, maka lampu bisa menyala. Apabila kawat tembaga diganti isolator seperti plastic atau kayu, lampu tidak akan menyala. e. Kemagnetan f. Titik didih dan titik lebur Titik didih adalah suhu dimana suatu benda mendidih. Ada benda yang mudah mendidih ada pula yang sukar mendidih. Benda yang mudah mendidih mengindikasikan benda tersebut memiliki titik didih yang rendah, dan sebaliknya benda dengan titik didih yang tinggi menunjukka benda tersebut sukar mendidih jika dipanaskan. Contoh titik didih yang tinggi menunjukkan benda tersebut sukar mendidih jika dipanaskan. Contoh: titik didih air 1000C, titik didih alcohol 78 0C, tembaga mendidih di suhu 1.187 0C. Titik lebur / titik leleh adalah suhu dimana zat padat melebur / meleleh. Titik lebur suatu zat bisa berubah – ubah dipengaruhi tekanan udara dan ketidakmurnian zat. Bila tekanan udara luar berubah – ubah maka titik lebur zat juga mengalami perubahan. Pernyataan tersebut ditunjukkan dengan: pada tekanan udara lebih dari 76 cmHg es Kemagnetan berkaitan dengan sifat benda dapat atau tidak tertarik oleh magnet. Jenis benda berdasarkan sifat kemagnetan dibedakan menjadi benda magnetic dan benda non magnetic. Perbedaan sifat magnetic zat bisa digunakan untuk memisahkan suatu zat dalam campuran. Contoh: pemisahan campuran antara serbuk besi dan pasir. Pemisahan campuran tidak bisa dilakukan dengan penyaringan atau pengayakan. Cara lebih udah adalah mendekatkan magnet pada campuran itu. Benda magnetic adalah benda yang dapat ditarik oleh magnet Benda non magnetic adalah benda yang tidak dapat ditarik oleh magnet
9 akan melebur di bawah suhu 00C. sedangkan dengan penambahan ketidakmurnian zat, titik lebur zat akan menurun. Garam yang dicampur dengan es batu bisa menurunkan suhu es hingga di bawah 00 C. peristiwa ini bisa digunakan untuk mendinginkan air menjadi es pada pembuatan es krim. Turunnya suhu disebabkan garam menurunkan titik lebur es. SIFAT KIMIA Sifat kimia adalah sifat yang menunjukkan reaksi kimia antar zat yang menimbulkan terjadinya pembentukan zat baru. zat baru yang terbentuk tersebut tidak dapat kembali ke keadaan semula melalui cara sederhana. Contoh : mudah terbakar, berkarat, mudah meledak dan beracun. a. Mudah terbakar Sifat kimia mudah terbakar adalah sifat mudah atau sulitnya suatu zat terbakar, kita bisa menggunakan bahan tersebut secara aman. Contoh : Bensin dan kertas b. Mudah membusuk Sifat kimia membusuk terjadi akibat reaksi kimia. Pada makanan atau minuman bisa terjadi reaksi kimia yang mengakibatkan makanan dan minuman membusuk dan berubah rasa menjadi asam. Penyebab pembusukan Pada masakan atau makanan adalah mikroorganisme berupa ragi, jamur atau bakteri. Pembusukan makanan menyebabkan rusaknya nilai gizi, tekstur dan rasa makanan. Sehingga tidak layak dikonsumsi karena berbahaya bagi kesehatan. Contoh : nasi dibiarkan berhari – hari akan bereaksi dengan udara atau susu dibiarkan berhari – hari akan basi dan berubah rasa. c. Mudah berkarat Sifat kimia mudah berkarat atau korosi terjadi karena reaksi antara logam dan oksigen pada suatu benda. Benda berkarat sebab terjadi reaksi yang menghasilkan zat jenis baru. karat atau korosi adalah hasil reaksi oksidasi suatu logam. Benda dapat digolongkan menjadi benda yang mudah berkarat dan benda yang tidak dapat berkarat. Benda yang mudah berkarat contohnya: besi dan seng Benda yang tidak mudah berkarat contohnya: plastic dan kaca. d. Mudah meledak Sifat kimia mudah meledak terjadi karena interaksi zat dengan oksigen di alam. Ledakan adalah peningkatan dalam volume dan pengeluaran energi dengan cara berbahaya, biasanya dengan pengeluaran suhu tinggi dan menghasilkan gas. Contoh : magnesium, hydrogen dan natrium. e. Beracun Beberapa zat memiliki sifat racun (toksik) seperti insektisida, pestisida, fungisida, herbisida dan rodentia. Zat beracun digunakan manusia untuk membasmi hama (tikus atau
10 serangga). Bahan kimia adalah bahan kimia yang dalam jumlah kecil bisa menimbulkan keracunan pada manusia. Umumnya zat – zat beracun masuk lewat pernafasan atau kulit lalu beredar ke seluruh tubuh organ – organ tertentu. C. PERUBAHAN MATERI 1.Perubahan Fisika Pada peristiwa lilin tadi, perubahan yag terjadi pada batang lilin merupakan perubahan fisika. Hal ini karena saat batang lilin terkena panas batang lilin tersebut tidak menghasilkan zat baru, adapun cairan yang terbentuk masih berupa lilin, namun wujudnya telah berubah menjadi cair . lilin cair ini jika dibiarkan lama – lama karena suhunya turun, akan dapat kembali menjadi lilin padat lagi. Inilah yang menjadi salah satu ciri dari perubahan fisika. Perubahan tidak menghasilkan zat jenis baru dan bisa kembali ke wujud asal sebelum mengalami perubahan. Perubahan fisika adalah perubahan zat yang tidak disertai dengan terbentuknya zat jenis baru Pada perubahan fisika hanya bentuk fisik atau wujud zat yang berubah meskipun bentuk fisik dan wujud zat berubah, tetapi sifat – sifat fisika zat tetap. Perubahan fisika terjadi karena beberapa keadaan, beberapa diantaranya adalah sebagai berikut : a. Perubahan Fisika Karena Perubahan Wujud Perubahan fisika karena perubahan wujud disebabkan oleh adanya pengaruh kalor. Semua perubahan benda yang berkaitan dengan perubahan wujud termasuk perubahan fisika. Mulai dari membeku, melebur, menguap, mengembun, mengkristal dan seposisi. Saat melihat lilin, apa yang kamu pikirkan? Pembakaran? Atau perubahan ? Saat kalian melihat lilin tersebut, kalian sudah melihat adanya perubahan pada lilin yang menyala tersebut. Perubahan yang dimaksud bisa dikategorikan menjadi dua, yaitu : perubahan fisika dan perubahan kimia. Saat kita menyalakan lilin ada dua peristiwa yang menunjukkan perubahan zat, Pertama perubahan yang terjadi pada batang lilin yang terkena panas, Perubahan yang terjadi pada batang lilin merupakan perubahan fisika dan yang kedua perubahan pada sumbu lilin yang dibakar merupakan perubahan kimia. Mengapa demikian? Apa yang membedakan perubahan fisika dan perubahan kimia? Mari kita cari tahu bersama dengan menyimak penjelasan berikut
11 Pada perubahan fisika yang diakibatkan perubahan wujud, wujud zat bisa dikembalikan ke wujud semula. Contoh : es yang dibiarkan di suhu ruang semakin lama akan mencair, jika air hasil lelehan es ini didinginkan lagi dapat menjadi padat kembali. b. Perubahan Fisika Karena Pelarutan Proses pelarutan merupakan peristiwa melarutkan zat ke dalam suatu pelarut. Pelarut universal yang umumnya digunakan adalah air. Contohnya: pelarutan gula, pelarutan sirup dan pelarutan gas karbon dioksida pada pembuatan soda. Umumnya setiap proses pelarutan termasuk sebagai perubahan fisika, tetapi terdapat beberapa proses melarutkan yang tidak dapat digolongkan dalam perubahan fisika. Contohnya : melarutkan besi dalam pelarut kimia seperti larutan asam, proses ini tidak dapat disebut sebagai pelarut besi dan juga bukan termasuk perubahan fisika, melainkan perubahan kimia. c. Perubahan Fisika Karena Perubahan Bentuk Selain perubahan wujud, suatu materi dapat dikatakan mengalami perubahan fisika jika mengalami perubahan bentuk. Perubahan bentuk terjadi jika dilakukan pengolahan pada suatu bahan baku sehingga menghasilkan suatu benda baru, tetapi bukan jenis zat baru. Contoh perubahan bentuk adalah : a) Beras ditumbuk menjadi tepung b) Besi ditempa menjadi pisau c) Kayu dibentuk menjadi meja kursi d) Benang dipintal menjadi kain Gambar 4. Perubahan Wujud
12 2.Perubahan kimia Pada peristiwa lilin yang dibakar tadi, perubahan yang terjadi pada sumbu lilin yang dibakar termasuk dalam perubahan kimia. Jika kita amati saat sumbu lilin dibakar, maka akan timbul asap yang berasal dari proses pembakaran. Selain itu sumbu lilin lama – lama akan menjadi memendek dan berwarna hitam, karena sumbu lilin berubah menjadi abu. Asap dan abu hasil dari pembakaran sumbu lilin ini adalah zat baru yang terbentuk dari proses pembakaran sumbu lilin. Karena menghasilkan zat jenis baru, maka perubahan pada sumbu lilin termasuk perubahan kimia. Berlangsungnya perubahan kimia dapat diketahui dari ciri – ciri sebagai berikut : a) Terbentuknya zat baru b) Terbentuknya gas c) Terbentuknya endapan d) Terjadinya perubahan warna e) Terjadinya perubahan suhu Perubahan kimia disekitar kita bisa disebabkan oleh beberapa keadaan, diantaranya adalah sebagai berikut : a. Perubahan kimia karena pembakaran Jenis bahan yang mengandung karbon seperti senyawa organic dan senyawa hidrokarbon merupakan senyawa yang mudah mengalami reaksi pembakaran. Contoh senyawa organic : Selulosa (Kayu), amilum, lemak, gula dan protein Contoh senyawa hidrokarbon : plastic, aspal, plastisin, bensin, solar, LPG dan LNG. Dalam pembakaran, bahan tersebut bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan gas karbon dioksida dan uap air serta melepaskan sejumlah energi panas. Contoh reaksi pembakaran etanol : C2H5OH + 3O2 2CO2 + 3H2O b. Perubahan Kimia Karena Korosi / Perkaratan Peristiwa oksidasi lainnya dalah korosi/ perkaratan. Pada proses ini, logam akan bereaksi dengan oksigen (Oksidasi) dan air. Reaksi Oksidasi adalah reaksi persenyawaan logam dengan oksigen. Pada logam yang telah mengalami perkaratan, akan timbul zat baru yaitu karat yang berwarna coklat. Perubahan kimia adalah perubahan zat yang disertai dengan terbentuknya zat jenis baru / Reaksi Kimia Gambar 5. Besi Berkarat
13 c. Perubahan Kimia Karena Pembusukan Pembusukan merupakan peristiwa perombakan dekomposisi senyawa organic oleh bakteri pembusuk fusarium. Bakteri ini mereaksikan senyawa sulfat dan senyawa laktat dan mengubahnya menjadi senyawa sulfida, ammonia dan karbon dioksida. Senyawa – senyawa ini merupakan penyebab bau tidak sedap. d. Perubahan kimia karena Fermentasi Fermentasi merupakan peristiwa perombakan dekomposisi senyawa organic oleh mikroorganisme fermentasi seperti ragi / yeast (saccharomyces sp) dan jamur fermentasi (Aspergillus sp). Perombakan ini akan menghasilkan senyawa alcohol, ester, karbon dioksida dan zat antimikroba sehingga menekan bau tidak sedap menjadi aroma khas bahan fermentasi. Contoh : fermentasi pada pembuatan tape , pembuatan cuka apel dari sari apel yang kaya akan gula (C6H12O6). Gula diubah menjadi asam cuka (asam asetat / CH3COOH). Asam asetat diketahui sebagai minuman kaya manfaat dan perisa masam pada makanan (seperti bakso, acar dan soto) e. Perubahan kimia karena Fotosintesis Fotosintesis adalah proses pembentukan makanan berupa gula (glukosa) yang dilakukan oleh tumbuhan berklorofil dengan melibatkan air, karbon dioksida dan cahaya matahari. Persamaannya : f. Perubahan kimia karena netralisasi Reaksi netralisasi antara asam dan basa akan menghasilkan senyawa garam yang bersifat netral. Contohnya: penggunaan obat antasida untuk mengatasi sakit magh yang disebabkan oleh peningkatan produkasi asam lambung. Dalam pengobatan ini, asam lambung akan dinetralkan oleh obat antasida yang mengandung senyawa basa magnesium hidroksida dan alumunium hidroksida. g. Perubahan kimia karena pencampuran zat Pencampuran zat yang dapat menghasilkan zat baru termasuk dalam jenis reaksi kimia. Contohnya : penambahan soda kue/ natrium bikarbonat (NaHCO3) pada adonan kue yang menghasilkan gas karbon dioksida pada akhir reaksi. Adanya gas ini mengakibatkan kue mengembang dan tidak bantat. Dari penjelasan perubahan fisika dan perubahan kimia diatas dapat disimpulkan perbedaan antara perubahan fisika dan perubahan kimia dapat dilihat pada tabel berikut ini : Perubahan fisika Perubahan kimia Tidak terbentuk zat jenis baru Terbentuk zat jenis baru Sifat zat sebelum dan sesudah perubahan masih tetap / sama Sifat zat sebelum dan sesudah perubahan berbeda Dapat kembali ke wujud semula (pada perubahan wujud) Tidak dapat kembali ke wujud semula Terjadi tanpa disertai reaksi kimia Terjadi melalui reaksi kimia 6H2O + 6CO2 cahaya matahari C6H12O6 (glukosa) + 6O2
14 DAFTAR PUSTAKA Hari, B.S.2019. Mengenal Sifat Kimia Dan Fisika Zat. Bandung: penerbit Duta Hartati Dwi, DKK.2022.Proyek IPAS Ilmu Pengetahuan Alam dan Sosial. Semarang: penerbit erlangga