kimiahijauModul Kimia SMA Negeri 1 Wanasari
Indonesia adalah salah satu negara yangmemiliki satu penduduk terbanyak ke-4karena setiap tahunnya terus mengalamiperningkatan. Banyak dampak daripenduduk yang banyak di suatu negarasalah satunya adalah banyaknya sampahyang dihasilkan menyebabkan Indonesiamemasuki penyumbang sampah plastikterbanyak.Sampah yang disumbang berbagai macammulai dari organik dan anorganik. Sampahsampah yang masih belum terurai jugamenjadi salah satu faktor sampah menjadibanyak. Beragam jenis sampah yangbiasanya kamu temukan di lingkungansekitarmu. Mulai1Tujuan PembelajaranPeserta didik mampu menganalisis danmenyajikan solusi untuk mengurangimasalah pencemaran lingkunganmelalui konsep kimia hijau denganmengolah limbah menjadi produk yangbermanfaat dengan baik.Capaian PembelajaranKimia SMA Fase EMenerapkan konsep kimia dalampengelolaan lingkungan termasukmenjelaskan fenomena pemanasanglobalKIMIA HIJAUlingkunganSumber:https://www.google.co.id/sampah.Gambar 1. sampah di lingkunganyang didominasi sampah anorganikSumber:https://www.google.co.id/sampah.Gambar 2. sampah organik di
2dari sampah organik yang berasal dari sisa-sisa kulit buah dan sayuran,sampah anorganik seperti plastik, kaleng, kertas, kabel hingga air yangtercemar oleh limbah rumah tangga seperti minyak goreng bekas. Tentu sajahal ini mengganggu pemandangan dan akhirnya akan mencemari lingkunganjika tidak dikelola dengan baik. Sampah yang tidak berguna dapat menjadibermanfaat jika diolah ataupun didaur ulang menjadi sesuatu yang bernilaiguna. Sebagai pelajar, apa yang bisa kamu lakukan untuk berpartisipasi secaraaktif dalam mengurangi atau menanggulangi limbah di sekitar lingkunganmu?Kimia SMA Fase EPETA KONSEPGambar 3. Peta Konsep Kimia Hijau (Green Chemistry)Sumber: infostudikimia.blogspot.com
A.PRINSIP-PRINSIP KIMIA HIJAUKimia hijau merupakan cabang ilmu kimia yang mempelajari desainproses dan produk yang aman bagi manusia, tidak menimbulkan polusi dilingkungan, serta membutuhkan bahan dan energi yang minimum sehinggamengurangi limbah yang dihasilkan dan lebih ramah lingkungan. KimiaHijau berfokus pada pencegahan limbah, mengurangi penggunaan zat-zatkimia berbahaya, membuat bahan kimia yang aman termasuk pelarut yangdigunakan sehingga produk yang dihasilkan dapat didegradasi olehlingkungan serta proses sintesisnya menjadi sederhana dan efisien.Kimia hijau bukan hanya terkait dengan penggunaan dan produksibahan kimia yang aman saja. Prinsip kimia hijau dapat Kalian terapkansendiri di rumah. Bahan kimia apa sajayang digunakan di rumah? Bagaimanacara kalian menggunakannya?Bagaimana agar penggunaan bahankimia di rumah dapat memberikankontribusi terhadap prinsip kimiahijau? Menggunakan bahan kimia secukupnya, membuang bahan kimiapada tempatnya, menyimpan bahan kimia dengan cara yang benar,mengganti bahan kimia yang berbahaya dengan bahan alam yang lebihramah lingkungan, serta menggunakan kembali bahan plastik merupakanwujud kontribusi Kalian terhadap prinsip kimia hijau. Prinsip kimia hijausangat memberikan kontribusi terhadap pelestarian lingkungan.Gambar 4. Eco Enzyme dari limbahdapur Sumber:https://www.google.co.id/ecoenzymeUntuk memudahkan pemahaman tentang green chemistry, Paulanastas dari United States Environmental Protection Agency, dan John C.Warner mengembangkan 12 prinsip green chemistry, antara lain:1. Pencegahan limbah (Prevent waste)Ide dasar dari green chemistry adalah mencegah produksi bahan-bahanberbahaya dan polutan daripada memproduksi bahan-bahan tersebutdan nantinya mencari solusi untuk menghilangkannya. Bahan kimia3Kimia SMA Fase E
yang menjadi bahan mentah suatu produk diharapkan tidakmenghasilkan limbah yang berbahaya.2. Mendesain bahan-bahan kimia dan produk yang aman (Design safer chemicalsand products)Dalam penerapannya, green chemistry berusaha membuat bahan kimia yangsepenuhnya sedikit atau bahkan tidak berbahaya sama sekali. Sintesis bahankimia tidak hanya didasarkan pada kebutuhan akan bahan tersebut yangnantinya akan menjadi suatu produk tertentu namun harusmempertimbangkan dampak limbah bahan tersebut bagi manusia danlingkungan nantinya. Dengan mengetahui apa sebenarnya yang membuatsuatu senyawa berbahaya maka ilmuwan dapat merancang suatu senyawayang tidak berbahaya. Sifat beracun dari suatu senyawa disebabkan olehstruktur molekulnya sehingga untuk menghilangkan sifat berbahaya tersebutdapat dilakukan dengan mengubah struktur molekulnya.3. Mendesain sintesis kimia yang tidak berbahaya (Design less hazardouschemical syntheses)Dalam merancang proses sintesis bahan kimia yang tidak berbahaya bagimanusia dan lingkungan, seorang ilmuwan harus mengetahui karakteristikdari senyawa yang akan dibuat sehingga dapat menentukan kondisi reaksiyang aman selama proses sintesisnya.4. Menggunakan bahan produksi yang dapat diperbaharui (Use renewable feedstock)Dalam membuat produk, digunakan bahan mentah yang dapat diperbaharui,biasanya berasal dari pertanian seperti tumbuh-tumbuhan dan limbahpertanian, daripada menggunakan bahan-bahan yang membutuhkan waktuyang lama untuk memperbaharuinya (biasanya terbuat dari bahan bakar fosilseperti petroleum, gas alam, atau batu bara). Contoh pemakaian bahan yangdapat diperbaharui adalah selulosa dan hemiselulosa yang berasal daribiomassa, yang nantinya dapat dipecah menjadi gula untuk kemudiandifermentasi menjadi bahan- bahan kimia lain seperti etanol, asam organik,glikol dan aldehid.4Kimia SMA Fase E
Limbah dapat dikurangi bila dalam proses produksi digunakan katalis.Katalis digunakan dalam jumlah sedikit dan tidak akan tercampur denganproduk sehingga dapat digunakan kembali untuk reaksi berikutnya. Hal inilebih baik daripada penggunaan pereaksi tertentu yang hanya bisadigunakan sekali dan akan keluar sebagai limbah berbahaya pada akhirproduksi.6. Menghindari turunan senyawa kimia (Avoid chemical derivatives)Dalam penerapan green chemistry, harus dihindari sebisa mungkinpemakaian gugus pelindung atau modifikasi sementara dalam suatu reaksi.Senyawa turunan yang berasal dari pereaksi tambahan akan menghasilkanlimbah berbahaya.7. Memaksimalkan produk (Maximized atom economy)Green chemistry berusaha merancang suatu produksi yang akanmenghasilkan produk dengan persentase sebanyak mungkin sehingga sedikitatau bahkan tidak ada limbah yang dihasilkan dari proses tersebut.8. Menggunakan pelarut dan kondisi reaksi yang aman (Use safersolvents and reaction condition) Menghindari pemakaian pelarut, agenpemisah, dan bahan kimia tambahan lainnya dalam suatu proses produksi.Jika memang dibutuhkan bahan kimia, maka gunakanlah bahan kimia yangtidak berbahaya. Jika dibutuhkan pelarut, maka air adalah medium yang baikdan pelarut yang ramah lingkungan, tidak menyebabkan kabut asap ataupunmerusak ozon.9. Meningkatkan efisiensi energi (Increase energy efficiency)Menghasilkan reaksi kimia pada temperatur dan tekanan yang memungkinkansehingga akan mengurangi konsumsi energi selama proses produksi.10. Mendesain bahan-bahan kimia dan produk yang dapat terdegradasisetelah digunakan (Design chemicals and products to degrade afteruse)Merancang bahan kimia dan produk yang dapat didegradasi setelahdikonsumsi sehingga tidak terakumulasi dan mencemari lingkungan.5BAHAN AJARKimia HijauKimia SMA Fase E5. Penggunaan katalis (Use catalyst, not stoichiometric reagents)
B.PENERAPAN KIMIA HIJAU DI LINGKUNGAN11. Analisis waktu bertahan untuk mencegah polusi (Analyze in realtime to prevent pollution) Metode analitik dibutuhkan untuk mengetahuiberapa lama waktu yang dibutuhkan lingkungan untuk dapat mendegradasibahan-bahan kimia atau produk yang dihasilkan sehingga tidak berbahayabagi manusia.12. Meminimalisir potensi kecelakaan (Minimize the potential foraccident) Merancang wujud bahan kimia yang akan dihasilkan (gas, cair ataupadat) dan mengatur kondisi reaksi untuk meminimalkan terjadinyakecelakaan seperti ledakan atau kebakaran yang dihasilkan ke lingkungan.Kecelakaan yang terjadi di Bhopal, India pada tahun 184 dimana 40 ton metilisosianat (MIC) terlepas saat tank pembawanya overheating, menyebabkan15.000 orang meninggal dan ratusan ribu orang terluka.Penerapan kimia hijau di lingkungan atau dalam skala industridiharapkan dapat menanggulangi perubahan iklim global, kekuranganenergi, sumber daya alam yang kian menipis, kekurangan pangan dan airbersih, serta lingkungan kita yang semakin terpolusi.Penerapan kimia hijau yang dapat kita lakukan adalah sebagai berikut:1. Menggunakan Cat Ramah LingkunganSenyawa organik yang mudah menguap atau volatile organic compounds(VOC) biasa diidentifikasi sebagai bau sesuatu yang baru dicat, bersifatberbahaya bagi kesehatan dan lingkungan. Sejak dulu ada cat yang larut dalamair berbentuk bubuk, tetapi tidak mudah didapat. Perusahan cat di Inggrisberhasil membuat cat yang sedikit sekali atau tidak mengandung VOC tetapitetap menarik, misalnya cat yang berbasis pelarut dari tanaman yang tidakberbau, mudah dibersihkan, dan berdaya tutup yang baik. Cat-cat yangdiiklankan di Indonesia juga sudah mulai memperhatikan keamanan terhadapkesehatan dan lingkungan.6Kimia SMA Fase E
72. Menggunakan Plastik Ramah LingkunganSudah ada produk-produk plastik yang berbahan dasar gula dari tanaman hasilpertanian yang terbarukan, seperti jagung, kentang, dan gula dari buah bit,untuk mulai menggantikan plastik yang berasal dari 182 Peran MST dalammendukung Urban Lifestyle yang Berkualitas petroleum. Beberapaperusahaan di negara maju telah menghasilkan produk-produk plastik yangramah lingkungan. Sebagai contoh, perusahaan di Amerika yang memasarkanpolimer PLA dari tumbuhan yang berasal dari jagung, digunakan dalamkemasan makanan dan minuman. Perusahaan ini juga berhasil membuat seratyang berasal dari jagung dinamakan Ingeo dan digunakan untuk membuatselimut serta hasil tekstil lain. Pabrik yang memakai polimer PLA sebagaibahan dasarnya juga mengintegrasikan prinsip-prinsip kimia hijau termasukdalam memilih zat warna untuk produk-produk mereka. Di Amerika Serikat,terdapat perusahaan yang mengganti bahan penguat karpet yang biasanyaterdiri atas aspal, polivinil klorida (PVC), dan poliuretan, dengan resinpoliolefin, yang berasal dari tanaman dan lebih rendah toksisitasnya. Karpetjenis ini memiliki daya rekat yang tinggi dan tidak mudah menyusut. Saat inikarpet yang ramah lingkungan ini telah digunakan untuk bangunan rumah,sekolah, rumah sakit, dan kantor. Saat ini sudah ada Pedoman PemanfaatanBiomaterial Berkelanjutan (Sustainable Biomaterials Guidelines) yangmemberi arahan untuk pendekatan komprehensif terhadap siklus produksi,pemanfaatan dan pengolahan limbah untuk praktik pertanian sampai dengandaur ulang dan pembuatan pupuk. Pedoman tersebut memberi saranbagaimana mengolah limbah tumbuhan seperti kayu, rumput kering, tanaman,dan berbagai bahan mentah pertanian untuk dimanfaatkan kembali. Pedomantersebut sesuai dengan prinsip kimia hijau yang ke tujuh yaitu memanfaatkanbahan baku pertanian yang dapat didaur ulang, seperti yang digambarkan padaGambar 4. Prinsip ini mendasari usaha para ahli kimia untuk memanfaatkanmaterial yang dapat diperbaharui, seperti bahan bakar biogas dan pakanternak, menghemat penggunaan energi,Kimia SMA Fase E
8dan memproduksi zat-zat kimia yang ramah lingkungan pada pengolahanbahan makanan.3. Menggunakan energi alternatif sebagai pengganti sumber daya alam yangtidak dapat diperbaharui Energi terbarukan atau energi alternatif adalahsumber daya yang melimpah, energi ini bisa terus diperbaharui. Sumberenergi ini dianggap lebih ramah lingkungan daripada energi fosil. Energi fosilmasih menjadi tumpuan utama sejumlah negara di dunia, termasuk Indonesia.Sebenarnya, Indonesia bisa memanfaatkan beberapa sumber energiterbarukan atau energi alternatif karena dianugerahi dengan kekayaan alambegitu melimpah.Tetapi pengelolaannya belum berjalan maksimal. Meski demikian, pemerintahIndonesia telah berkomitmen untuk beralih dari energi fosil ke energiterbarukan. Contoh energi alternatif yang sudah mulai digunakan di Indonesiaadalah biogas, biodiesel, biofuel, dan lainnya.4. Menerapkan 4R (Replace, Reduce, Reuse, Recycle)Banyak hal yang dapat kita lakukan di dalam rumah untuk menyelamatkanlingkungan salah satunya ialah dengan menerapkan prinsip 4R. 4R yaknimeliputi (Replace, Reduce, Reuse, Recycle). Dalam garis besar prinsip 4Rmerupakan prinsip yang digunakan untuk mengelola dan juga mengurangisampah. Sampah sudah menjadi hal yang biasa dalam aktivitas manusia,sebab setiap kegiatan yang dilakukan sudah pasti menghasilkan sampah, baikitu sampah organik maupun non-organik.a) ReplaceReplace merupakan teknik mengganti penggunaan produk ke bahan yangramah lingkungan. Salah satu hal yang paling mudah dilakukan adalahdengan mengganti kantong plastik belanjaan dengan tas berbahan kainyang dapat digunakan kembali. Selain itu, tidak menggunakan styrofoamsaat membeli makan, namun gunakan tempat makanan yang dapat dicuci.Selain itu juga dapat dengan mengubah botol minuman menjadi botolyang bisa dimanfaat kanKimia SMA Fase E
secara berulang, misalnya saja botol yang terbuat dari materialaluminium.b) ReduceReduce merupakan teknik mengurangi sampahdengan memaksimalkan penggunaan barang. Hal ini dapat dilakukandengan cara membeli produk kemasan isi ulang, menggunakan kertasbolak- balik, atau membeli produk dalam kemasan besar sekaligus. Agartidak menghasilkan banyak sampah kita dapat meminimalisir pemakaianbenda yang dapat menghasilkan sampah dalam sekali pakai. Misalnyadengan pada saat berbelanja, sebaiknya membawa tas belanja sendirisehingga tidak perlu lagi menggunakan kantong plastik. Jangan seringsering membeli minuman kemasan botol. Kalau minuman sudah habis,botolnya hanya menambah sampah dan masih banyak lagi cara lainnya.c) ReuseReuse merupakan teknik memanfaatkan barang bekas untuk digunakankembali. Botol-botol plastik dapat digunakan kembali untuk wadahsesuatu, bekas kaleng dipakai untuk menjadi pot tanaman, tempat pensil,dan lain sebagainya agar lebih indah dapat dicat sesuai keinginan anda.Apabila kita memanfaatkan benda- benda yang tidak digunakan kembali,dengan otomatis sampah pun akan berkurang.d) RecycleRecycle merupakan teknik pengurangan sampah dengan cara mendaurulang. Sehingga kita harus dapat membedakan yang mana yang termasuksampah organik atau anorganik. Dibutuhkan kreativitas yang lebih untukmenerapkan teknik Recycle ini, bahkan beberapa diantaranyamembutuhkan teknologi khusus, contohnya, beberapa plastik isi ulangpembersih lantai dirangkai untuk dijadikan tas dan dompet cantik ataumengolah botol plastik untuk dijadikan biji plastik. Untuk mendaur ulangsampah-sampah anorganik dapat dengan cara mengumpulkan barangbarang seperti botil plastik bekas minuman, majalah, kertas atau punkaleng-kaleng bekas minuman.9BAHAN AJARKimia HijauKimia SMA Fase E
secara berulang, misalnya saja botol yang terbuat dari materialaluminium.b) ReduceReduce merupakan teknik mengurangi sampahdengan memaksimalkan penggunaan barang. Hal ini dapat dilakukandengan cara membeli produk kemasan isi ulang, menggunakan kertasbolak- balik, atau membeli produk dalam kemasan besar sekaligus. Agartidak menghasilkan banyak sampah kita dapat meminimalisir pemakaianbenda yang dapat menghasilkan sampah dalam sekali pakai. Misalnyadengan pada saat berbelanja, sebaiknya membawa tas belanja sendirisehingga tidak perlu lagi menggunakan kantong plastik. Jangan seringsering membeli minuman kemasan botol. Kalau minuman sudah habis,botolnya hanya menambah sampah dan masih banyak lagi cara lainnya.c) ReuseReuse merupakan teknik memanfaatkan barang bekas untuk digunakankembali. Botol-botol plastik dapat digunakan kembali untuk wadahsesuatu, bekas kaleng dipakai untuk menjadi pot tanaman, tempat pensil,dan lain sebagainya agar lebih indah dapat dicat sesuai keinginan anda.Apabila kita memanfaatkan benda- benda yang tidak digunakan kembali,dengan otomatis sampah pun akan berkurang.d) RecycleRecycle merupakan teknik pengurangan sampah dengan cara mendaurulang. Sehingga kita harus dapat membedakan yang mana yang termasuksampah organik atau anorganik. Dibutuhkan kreativitas yang lebih untukmenerapkan teknik Recycle ini, bahkan beberapa diantaranyamembutuhkan teknologi khusus, contohnya, beberapa plastik isi ulangpembersih lantai dirangkai untuk dijadikan tas dan dompet cantik ataumengolah botol plastik untuk dijadikan biji plastik. Untuk mendaur ulangsampah-sampah anorganik dapat dengan cara mengumpulkan barangbarang seperti botil plastik bekas minuman, majalah, kertas atau punkaleng-kaleng bekas minuman.9BAHAN AJARKimia HijauKimia SMA Fase E