Ebook Materi SBMPTN SAINTEK

250 Larutan elektrolit sendiri dibagi menjadi dua, yaitu: 1. Elektrolit kuat, yaitu larutan yang sangat mudah menghantar daya/arus listrik yang tinggi. Ciri-cirinya: • Di dalam air, terionisasi sempurna (α = 1), daya hantar listrik kuat. • D a l a m e ks p e r i m e n : l a m p u menyala terang dan timbul banyak gelembung gas. Contoh • Asam kuat: HCl, HBr, HI, HNO3 , H2 SO4 , HClO4 • Basa kuat: NaOH, KOH, RbOH, Ca(OH)2 , Sr(OH)2 , dan Ba(OH)2 • Hampir semua garam: NaNO3 , CaBr2, NH4 Cl, dan lain-lain. 2. Elektrolit lemah, yaitu larutan yang sedikit mampu untuk menghantarkan arus/daya listrik berdaya rendah. Ciri-cirinya: • Di dalam air, terionisasi sebagian (0 < α < 1), daya hantar listrik lemah. • D a l a m e ks p e r i m e n : l a m p u menyala redup dan timbul sedikit gelembung gas. Contoh • Asam lemah: HF, H2 CO3 , CH3 COOH, H2 S, H3 PO4 . • Basa lemah: Fe(OH)3, Al(OH)3, NH4 OH. • Garam-garam merkuri (Hg+2) b. Larutan Non-elektrolit Ya i t u , l a r u ta n ya n g t i d a k m a m p u menghantarkan arus listrik. Ciri-cirinya: • Di dalam air, tidak terionisasi (α = 0), tidak mampu menghantarkan arus listrik. • Dalam eksperimen: lampu tidak menyala dan tidak timbul banyak gelembung gas. Contoh • Senyawa-senyawa kovalen nonpolar, seperti urea (CO(NH2)2), glukosa (C6 H12O6 ), benzena (C6 H6 ), eter (C2 H6 O). C. Sifat Koligatif Larutan Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang hanya ditentukan oleh jumlah partikel zat terlarut, bukan oleh jenis zat terlarut. Terdapat empat macam sifat koligatif, yaitu: No Sifat Koligatif Rumus Keterangan 1 Kenaikan titik didih (∆Tb ) ∆Tb = Kb x m Kb = tetapan titik didih molal pelarut 2 Penurunan titik beku (∆Tf ) ∆Tf = Kf x m Kf = tetapan titik beku molal pelarut 3 Penurunan tekanan uap (∆P) ∆P = Po x Xt Po = tekanan uap pelarut murni 4 Tekanan osmotik (π) π = M x R x T R = 0,082 L.atm/ mol.K T = suhu (K) Untuk larutan elektrolit dikalikan dengan faktor Vant Hoff (i) elektrolit kuat g i = n (jumlah ion) elektrolit lemah g i = [1 + (n-1)α] α = derajat ionisasi m = molalitas D. Teori Asam-Basa 1. Teori Arrhenius Asam → zat yang dalam pelarut air melepas ion H+ . Contoh: HCl(g) → H+ (aq) + Cl– (aq)

251 H2 SO4(l) → 2H+ (aq) + SO4 –2 (aq) Basa → zat yang dalam pelarut air melepas OH– . Contoh: NaOH(s) → Na+ (aq) + OH– (aq) Ca(OH)2(s) → Ca+ (aq) + 2OH– (aq) 2. Teori Bronsted Lowry Asam → pendonor proton (H+ ) Basa → akseptor proton (H+ ) Contoh: HCl + H2 O → Cl– + H3 O+ asam1 basa1 basa2 asam2 Pada reaksi ke kanan: HCl memberi H+ kepada H2 O menjadi H3 O+ . Pada reaksi ke kiri: H3 O+ memberi H+ kepada Cl– menjadi HCl. 3. Teori Lewis Asam g akseptor pasangan elektron bebas. Basa g pendonor pasangan elektron bebas. Contoh: NH3 + BF3 → NH3 BF3 NH3 memberi pasangan elektron kepada BF3 maka NH3 disebut basa dan BF3 disebut asam. E. Derajat Keasaman (pH) Larutan pH = – log [H+ ] pOH = – log [OH− ] pH + pOH = 14 Air: [H+ ] = [OH− ] = 10–7 g pH = 7 Larutan asam: [H+ ] > 10–7 g pH < 7 Larutan basa: [H+ ] < 10–7 g pH > 7 1. pH Larutan Asam dan Basa Asam kuat Contoh: HNO3 , H2 SO4 , HClO4 , HCl, HBr, HI. [ H+ ] = M x Val Basa kuat Contoh: NaOH, KOH, Ca(OH)2 , Sr(OH)2 , Ba(OH)2 [ OH- ] = M x Val Asam lemah Contoh: HF, H2 CO3 , H2 S, H3 PO4 , CH3 COOH. [ H+ ] = Ka × M atau [ H+ ] = α x M Ingat! Ka = α2 x M Basa lemah Contoh: NH4 OH, Mg(OH)2 , Al(OH)3 , Fe(OH)3 [ H+ ] = Kb × M atau [ OH- ] = α x M Ingat! Kb = α2 x M 2. pH Larutan Garam Garam adalah hasil reaksi antara asam dengan basa. • Garam dari reaksi: Basa Kuat + Asam Kuat Contoh: NaCl, K2 SO4 pH garam = netral (pH = 7) Sifat hidrolisis = tidak terhidrolisis • Garam dari reaksi: Basa Lemah + Asam Kuat Contoh: NH4Cl pH garam = pH asam (pH < 7) H+ = K K w b × [ ] MG Sifat hidrolisis = terhidrolisis sebagian • Garam dari reaksi: Basa Kuat + Asam Lemah Contoh: CH3 COONa pH garam = pH basa (pH > 7) H+ = K K [M ] w a × G Sifat hidrolisis = terhidrolisis sebagian H F H F H F N B Larutan elektrolit sendiri dibagi menjadi dua, yaitu: 1. Elektrolit kuat, yaitu larutan yang sangat mudah menghantar daya/arus listrik yang tinggi. Ciri-cirinya: • Di dalam air, terionisasi sempurna (α = 1), daya hantar listrik kuat. • D a l a m e ks p e r i m e n : l a m p u menyala terang dan timbul banyak gelembung gas. Contoh • Asam kuat: HCl, HBr, HI, HNO3 , H2 SO4 , HClO4 • Basa kuat: NaOH, KOH, RbOH, Ca(OH)2 , Sr(OH)2 , dan Ba(OH)2 • Hampir semua garam: NaNO3 , CaBr2, NH4 Cl, dan lain-lain. 2. Elektrolit lemah, yaitu larutan yang sedikit mampu untuk menghantarkan arus/daya listrik berdaya rendah. Ciri-cirinya: • Di dalam air, terionisasi sebagian (0 < α < 1), daya hantar listrik lemah. • D a l a m e ks p e r i m e n : l a m p u menyala redup dan timbul sedikit gelembung gas. Contoh • Asam lemah: HF, H2 CO3 , CH3 COOH, H2 S, H3 PO4 . • Basa lemah: Fe(OH)3, Al(OH)3, NH4 OH. • Garam-garam merkuri (Hg+2) b. Larutan Non-elektrolit Ya i t u , l a r u ta n ya n g t i d a k m a m p u menghantarkan arus listrik. Ciri-cirinya: • Di dalam air, tidak terionisasi (α = 0), tidak mampu menghantarkan arus listrik. • Dalam eksperimen: lampu tidak menyala dan tidak timbul banyak gelembung gas. Contoh • Senyawa-senyawa kovalen nonpolar, seperti urea (CO(NH2)2), glukosa (C6 H12O6 ), benzena (C6 H6 ), eter (C2 H6 O). C. Sifat Koligatif Larutan Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang hanya ditentukan oleh jumlah partikel zat terlarut, bukan oleh jenis zat terlarut. Terdapat empat macam sifat koligatif, yaitu: No Sifat Koligatif Rumus Keterangan 1 Kenaikan titik didih (∆Tb ) ∆Tb = Kb x m Kb = tetapan titik didih molal pelarut 2 Penurunan titik beku (∆Tf ) ∆Tf = Kf x m Kf = tetapan titik beku molal pelarut 3 Penurunan tekanan uap (∆P) ∆P = Po x Xt Po = tekanan uap pelarut murni 4 Tekanan osmotik (π) π = M x R x T R = 0,082 L.atm/ mol.K T = suhu (K) Untuk larutan elektrolit dikalikan dengan faktor Vant Hoff (i) elektrolit kuat g i = n (jumlah ion) elektrolit lemah g i = [1 + (n-1)α] α = derajat ionisasi m = molalitas D. Teori Asam-Basa 1. Teori Arrhenius Asam → zat yang dalam pelarut air melepas ion H+ . Contoh: HCl(g) → H+ (aq) + Cl– (aq)

252 • Garam dari reaksi: Basa Lemah + Asam Lemah Contoh: CH3 COONH4 pH garam bersifat: - Asam (pH < 7) jika Ka >Kb - Basa (pH > 7) jika Kb >Ka - Netral (pH = 7) jika Ka =Kb H+ = K K K w b × a Sifat hidrolisis = terhidrolisis total 3. pH Larutan Buffer/Penyangga Yaitu, campuran asam lemah dengan garamnya atau basa lemah dengan garamnya. Fungsi larutan buffer adalah untuk mempertahankan nilai pH suatu larutan. Artinya, jika larutan ditambah sedikit asam, basa, atau diencerkan maka pH praktis tidak berubah. • Asam lemah + garam (basa konjugasinya) Contoh: CH3 COOH + CH3 COONa Larutan buffer yang terbentuk akan bersifat asam (pH < 7). H+ = Ka x mol AL mol G x val • Basa lemah + garam (asam konjugasinya) Contoh: NH4 OH + NH4 Cl Larutan buffer yang terbentuk akan bersifat basa (pH > 7). H+ = Kb x mol BL mol G x val F. Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan Kelarutan/solubility (s) adalah jumlah (mol atau berat) zat maksimal yang dapat larut dalam sejumlah tertentu pelarut dalam suatu larutan jenuh. Satuan: mol/liter (M) atau gram/liter. Hasil kali kelarutan/konstanta solubility product (Ksp) adalah hasil kali konsentrasi ion-ion elektrolit larutan jenuh dipangkatkan koefisien reaksinya. Ax By(s) fg xA+y (aq) + yB−x (aq) s xs ys Ksp = [A+y] . [B-x] y Ksp = (xs)x . (ys)y Ksp = xx sx . yy sy Ksp = xx yy (s)x+y s = + Ksp x yx y x y Meramal Pengendapan Untuk reaksi: xA+y (aq) + yB−x (aq) f g AxBy(s) Q = [A+y] x . [ B−x] y Catatan Jika Q < Ksp : belum jenuh (belum mengendap) Jika Q = Ksp : tepat jenuh (siap mengendap) Jika Q > Ksp : lewat jenuh (sudah mengendap) Pengaruh ion sejenis ”Jika suatu elektrolit dilarutkan dalam larutan lain yang mengandung ion sejenis maka kelarutannya (s) akan menjadi lebih kecil”. s = Ksp ion sejenis indeks [ ] Hubungan Ksp dengan pH: Ksp = 1 1 x OH x − +    

253 Reaksi Redoks & Elektrokimia Bab 8 A. Konsep Praktis Redoks a. Pengertian Reduksi dan Oksidasi 1. Reduksi: reaksi pelepasan oksigen (O). Oksidasi : reaksi pengikatan oksigen (O). Ca + CuO → CaO + Cu CuO melepas O menjadi Cu (reduksi). Ca mengikat O menjadi CaO (oksidasi). 2. Reduksi : reaksi pengikatan hidrogen (H). Oksidasi : reaksi pelepasan hidrogen (H). CH3 CHO + H2 → CH3 CH2 OH (reduksi) CH3 CH2 OH g CH3 CHO + H2 (oksidasi) H2 diikat oleh CH3 CHO menjadi CH3 CH2 OH (reduksi). CH3 CH2 OH melepaskan H2 menjadi CH3 CHO (oksidasi). 3. Reduksi: reaksi pengikatan elektron. Oksidasi : reaksi pelepasan elektron. Cu g Cu2+ + 2e (oksidasi) Cl2 + 2e g 2Cl– (reduksi) 4. Reduksi: reaksi penurunan biloks. Oksidasi : reaksi peningkatan biloks. 2Fe + 3O2 g Fe2 O3 (oksidasi) 0 0 +3 –2 Biloks Fe naik dari 0 menjadi +3 (oksidasi). Biloks Fe turun dari 0 menjadi –2 (reduksi). b. Konsep Bilangan Oksidasi (Biloks/BO) 1. Bilangan oksidasi unsur bernilai = 0 Contoh: Cu, Fe, N2 , O2 , dan sebagainya. 2. Bilangan oksidasi pada senyawa • Jumlah biloks unsur-unsur bernilai = 0 H3 PO4 → H+ + (PO4 ) 3– 3 biloks H + biloks P + 4 biloks O = 0 Biloks H = +1 ; O = –2 ; P = +5 Senyawa H3 PO4 = 3 (1) + 5 + [4 x (–2)] = 0 • Biloks H = 1, kecuali pada hidrida logam biloks H = –1 (contoh: KH, CaH2 ). • Biloks O = –2, kecuali pada senyawa peroksida (misal: H2 O2 ) biloks O = –1, senyawa superoksida (misal: RbO2 ) biloks O = –, senyawa OF2 dengan biloks O = +2. • Biloks F = –1. • Biloks logam gol IA = +1, IIA = +2, IIIA = +3. 3. Biloks ion sama dengan muatannya Dalam ion Cu+2 → biloks Cu = +2 Dalam SO4 –2→ biloks S = + 4 biloks O = –2 c. Reduktor-Oksidator Reduktor (pereduksi) → zat yang menyebabkan zat lain mengalami reduksi, sedangkan dirinya sendiri mengalami oksidasi. 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

254 F2 : mengalami reduksi (oksidator) Cl− : mengalami oksidasi (reduktor) F− : hasil reduksi Cl2 : hasil oksidasi B. Menyetarakan Reaksi Redoks a. Cara Bilangan Oksidasi 1. Tulis reaksi, tentukan yang biloks zat yang berubah. 2. Samakan jumlah atom kiri dan kanan (yang mengalami perubahan biloks saja) 3. Tentukan perubahan biloks dan samakan (kali silang). 4. Tulis ulang reaksi dengan koefisien reaksinya. 5. Samakan jumlah O dan H kiri dengan kanan dengan cara: Suasana asam: tambah H2 O pada ruas yang kurang O, tambah H+ pada ruas lain. Suasana basa: tambah H2 O pada ruas yang kelebihan O, tambah OH− pada ruas lain 6. Sempurnakan reaksi dan cek. Contoh: 1. MnO4 − + SO3 2− → MnO2 + SO4 2− (basa) 7 4 4 6 Agar setara maka reaksi reduksi (mengalami penurunan biloks) dikali 2, sedangkan reaksi oksidasi (mengalami kenaikan biloks) dikali 3. Sehingga reaksinya menjadi: 2MnO4 − + 3SO3 2− → 2MnO2 + 3SO4 2− ( ∑ unsu unsur O = 17) ( r O = 17 ∑ unsu unsur O = 16) r O = 17 Suasana basa: tambah H2 O pada ruas yang kelebihan O (ruas kiri), tambah OH− pada ruas lain (ruas kanan). Sehingga reaksinya menjadi: 2MnO4 − + 3SO3 2− + H2 O → 2MnO2 + 3SO + 2OH− 2. Fe2+ + MnO4 − → Fe3+ + Mn2+ (asam) 2 7 3 2 Agar setara maka reaksi oksidasi (mengalami kenaikan biloks) dikali 5, sedangkan reaksi reduksi (mengalami penurunan biloks) dikali 1. Sehingga reaksinya menjadi: 5Fe2+ + MnO4 − → 5Fe3+ + Mn2+ (∑ unsur O = 4) (∑ unsur O = 0) Suasana asam: tambah H2 O pada ruas yang kurang O, tambah H+ pada ruas lain. Sehingga reaksinya menjadi: 5Fe2+ + MnO4 − + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2 O b. Cara Setengah Reaksi 1. Tulislah reaksi oksidasi dan reduksinya secara terpisah dalam bentuk ion-ion. 2. Samakan jumlah atom kiri dan kanan (yang mengalami perubahan biloks saja). 3. Samakan jumlah O dan H kiri dengan kanan dengan cara: Suasana asam: tambah H2 O pada ruas yang kurang O, tambah H+ pada ruas lain. Suasana basa: tambah H2 O pada ruas yang kelebihan O, tambah OH− pada ruas lain. 4. Samakan jumlah muatan kiri dan kanan dengan menambahkan elektron. 5. Kali silang elektron terlibat dan pakai sebagai koefisien. 6. Jumlahkan Contoh: 1. MnO4 - + SO3 -2 → MnO2 + SO4 -2 (basa) Pada reaksi: MnO4 - → MnO2 Biloks Mn: ruas kiri = 7; ruas kanan = 4 ∑ unsur O: ruas kiri = 4 ; ruas kanan = 2 Pada reaksi: SO3 -2 → SO4 -2 Biloks S: ruas kiri = 4; ruas kanan = 6 ∑ unsur O: ruas kiri = 3 ; ruas kanan = 4 −3 +2 +1 −5

255 Berdasarkan langkah nomor 3—5 maka: MnO4 - + 2H2 O + 3e → MnO2 + 4OH− x 2 SO3 -2 + 2OH− → SO4 -2 + H2 O + 2e x 3 2MnO4 - + 3SO3 -2 + H2 O → 2MnO2 + 3SO4 -2 + 2OH− 2. Fe2+ + MnO → Fe3+ + Mn2+ (asam) Pada reaksi: Fe2+ → Fe3+ (asam) Biloks Fe: ruas kiri = 2; ruas kanan = 3 Pada reaksi: MnO→ Mn2+ (asam) Biloks Mn: ruas kiri = 7; ruas kanan = 2 xunsur O: ruas kiri = 4 ; ruas kanan = 0 Berdasarkan langkah nomor 3—5 maka: Fe2+ → Fe3+ + 1e x 5 MnO4 - + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2 O x 1 5Fe2+ + MnO4 - + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2 O C. Potensial Reduksi (Eo ) Potensial reduksi (Eo) adalah besarnya potensial listrik yang dihasilkan pada suatu peristiwa penangkapan elektron (reaksi reduksi). Jika potensial reduksi (Eo) suatu unsur semakin besar maka unsur tersebut akan semakin mudah mengalami reaksi reduksi. Sebaliknya, semakin kecil potensial reduksinya maka akan semakin mudah mengalami reaksi oksidasi. Deret Volta: K-Ba-Ca-Na-Mg-Al-Mn-(H2 O)-Zn-Cr-Fe-CdCo-Ni-Sn-Pb-(H)-Sb-Bi-Cu-Hg-Ag-Pt-Au Dari kiri ke kanan harga Eo semakin besar(semakin mudah direduksi). Dari kanan ke kirisemakin mudah dioksidasi (semakin aktif). Unsur logam sebelah kiri dapat mereduksi kation logam sebelah kanan. Contoh: Zn + Cu2+→ Zn2+ + Cu Cd + Fe2+ → D. Sel Volta atau Galvani Percobaan elektrokimia pada sel Volta atau Galvani adalah percobaan untuk mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Elektrode ⇒ KAPAN : Katode g Positif (+), Anode g Negatif (–) Reaksi ⇒ Katode g reduksi, Anode g oksidasi E sel = Eo katode – Eo anode Harga E sel g jika positif (+) maka reaksi berlangsung spontan dan menghasilkan energi listrik. Contoh: Elektrode : tembaga (Eo Cu = 0,34 volt) seng (Eo Zn = – 0,76 volt) Elektrolit : larutan CuSO4 dan ZnSO4 Reaksi sel: Anode (-) : Zn(s) → Zn2+ (aq) + 2e Katode (+) : Cu2+ (aq) + 2e → Cu(s) Zn(s) + Cu2+ (aq) → Zn2+ (aq + Cu(s) Eo sel = Eo Cu – Eo Zn = 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. E. Korosi Korosi (perkaratan logam) adalah suatu reaksi oksidasi terhadap logam oleh oksigen dari udara. Besi yang diperjualbelikan di pasaran bukanlah besi murni, namun dicampur Cu(+) Zn2+ + SO4 -2 (–)Zn V

256 dengan unsur karbon. Biasanya, kadar karbon pada besi tidak merata, ada bagian tertentu yang kadarnya tinggi, namun di bagian lain kadarnya rendah. Proses korosi bisa dianggap sebagai proses elektrokimia, bagian besi dengan kadar karbon rendah akan bertindak sebagai anode, sedangkan bagian yang kadar karbonnya tinggi bertindak sebagai katode. Anode : Fe → Fe2+ + 2e x 2 Katode : O2 + 2H2 O + 4e → 4OH– x 1 2Fe + O2 + 2H2 O → 2Fe(OH)2 2Fe(OH)2 + O2 + H2 O → Fe2 O3 .nH2 O (karat) F. Sel Elektrolisis Kebalikan dari sel Volta/Galvani, sel elektrolisis merupakan proses elektrokimia yang mengubah energi listrik menjadi energi kimia. Elektrode ⇒ KNAP: Katode → kutub Negatif (–) Anode → kutub Positif (+) Reaksi: ⇒ Ka-Red: Katode → reaksi Reduksi; ⇒ An-Oks: Anode → reaksi Oksidasi Reaksi pada Sel Elektrolisis. Di Katode (–) → terjadi reaksi reduksi 1. Elektrolit = leburan → kation apa saja dapat direduksi. 2. Elektrolit = larutan → perhatikan kation. Bila kation berasal dari golongan unsur IA, IIA, Al, Mn tidak dapat direduksi maka yang direduksi air. Reaksinya, yaitu: 2H2 O(l) +2e → H2(g) +2OH− (aq) Sedangkan, untuk kation dari unsur yang lain dapat direduksi menjadi logamnya. Contoh: Zn+2 (aq) + 2e → Zn(s) Cu+2 (aq) + 2e → Cu(s) Di Anode (+) → terjadi reaksi oksidasi • Elektrode = tidak inert (selain Pt, C, Au) g anode dioksidasi. Contoh: Zn(s) → Zn+2(aq) + 2e Cu(s) → Cu+2(aq) + 2e • Elektrode = inert (Pt, C, dan Au) g perhatikan anion terlebih dahulu: Anion = F− ,Cl− , Br− , I− , OH− → teroksidasi Reaksinya: 2Cl− (aq) → Cl2(g) + 2e 4OH− (aq)→ 2H2 O(l) + O2 Anion = oksi (SO4 _2 , NO3 _ , dan seterusnya) → tidak teroksidasi, yang dioksidasi air. Reaksinya: 2H2 O(l) → O2(g) + 4H+ (aq) + 4e G. Hukum Faraday Hukum Faraday I → ”Jumlah zat yang diendapkan atau melarut di elektrode berbanding lurus dengan jumlah arus listrik yang mengalir pada elektrolit.” Hukum Faraday II → ”Jika beberapa larutan dielektrolisis dengan arus listrik yang sama maka massa zat yang dihasilkan berbanding lurus dengan massa ekivalen zat-zat tersebut.” (−) Katode Anode (+) W = e.F atau W = Ar val x i x t 96.500 W1 : W2 = e1 : e2

257 Kimia Unsur Bab 9 A. Gas Mulia (VIIIA) a. Unsur-unsur Gas Mulia dan Sifat-sifatnya Unsur Lambang Helium He 2 4 Neon Ne 10 20 Argon Ar 18 40 Kripton Kr 36 84 Xenon Xe 54 131 Radon Rn 86 222 Sifat-sifat umum: 1. Tak berwarna, tak berbau, tak berasa, sedikit larut dalam air. 2. Konfigurasi elektron stabil sehingga sangat sukar bereaksi. 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. 3. Kestabilan semakin berkurang. 4. Kereaktifan semakin bertambah (He, Ne, Ar belum ditemukan senyawanya. Sedangkan, Kr, Xe, Rn sudah ditemukan dalam bentuk senyawanya). 5. Kelarutan semakin bertambah (He, Ne praktis larut dalam air, sedangkan Ar, Kr, Xe, Rn larut dalam air karena ukuran atomnya semakin besar). b. Cara Memperoleh Gas Mulia 1. He, Ne, Ar, Kr, Xe → destilasi dari udara cair. 2. He → pemisahan dari gas alam 3. Rn dan He → peluruhan unsur radium (Ra) c. Penggunaan Gas Mulia 1. He: - Pengisi balon udara. - Dicampur dengan O2 untuk pernapasan buatan para penyelam. - Sebagai pendingin untuk suhu mendekati 0 K. 2. Ne, Ar, Kr, Xe untuk mengisi lampu tabung, lampu reklame, dan pendingin pada reaktor nuklir. 3. Xe untuk obat bius, sedangkan senyawa Xe dan oksigen (XeO3 dan XeO4) merupakan oksidator kuat. 4. Rn digunakan untuk terapi kanker karena Rn bersifat radioaktif.

258 B. Halogen (VIIA) a. Unsur-unsur Halogen Halogen merupakan unsur pembentuk garam. Unsur-unsur halogen bersifat elektronegatif dan mudah bereaksi dengan unsur elektropositif untuk membentuk senyawa garam. Unsur Wujud dan Warna Sumber Fluor ( 9 F) Gas, kuning muda Fluorspar (CaF2 ), kriolit(Na2 AlF6 ) Klor ( 17Cl) Gas, hijau kekuningan Dari air laut dalam bentuk NaCl, KCl, MgCl, CaCl2 Brom ( 35Br) Cairan, merah kecokelatan Dari air laut dalam bentuk NaBr, KBr, MgBr Iod ( 53 I) Padat, ungu Dari air laut dalam bentuk NaI, KI, MgI2 b. Sifat-sifat Unsur Halogen 1. Sifat-sifat periodik Dari atas ke bawah semakin besar Dari atas ke bawah semakin kecil • Jari-jari atom • Berat jenis • Titik didih • Energi ionisasi • Kelektronegatifan • Sifat oksidator • Kereaktifan 2. Reaksi pendesakan Unsur halogen yang di atas dapat mengoksidasi/mendesak ion halida yang ada di bawahnya: • F2 + KBr → KF + Br • Br2 + NaCl → 3. Cl2 , Br2 , dan I2 dalam air mengalami reaksi disproporsionasi/autoredoks Reaksi autoredoks adalah reaksi redoks dimana terdapat satu unsur yang mengalami reaksi reduksi dan oksidasi sekaligus. Contoh: Cl2 + H2 O → HCl + HClO 4. D a p a t m e m b e n t u k s e n y a w a interhalogen Senyawa interhalogen adalah senyawa antardua unsur halogen Biloks Senyawa +1 ClF, BrCl +3 BrF3 , ICl3 +5 ClF5 , IF5 +7 IF7 , IBr7 c. Cara Pembuatan Halogen 1. Di industri Proses Pembuatan F2 Proses Moissan: Elektrolisis campuran HF dan KHF2 cair. Cl2 Proses Downs : Elektrolisis leburan NaCl Proses Gibbs : Elektrolisis larutan NaCl Proses Deacon : 4HCl + O2 g 2H2 O + 2Cl2 Br2 Mengoksidasi ion bromida yang terdapat dalam air laut dengan klorin. Reaksinya: Cl2(g) + 2Br− (aq) g 2Cl− (aq) + Br2(l) I 2 Mengoksidasi ion iodida yang terdapat dalam air laut dengan klorin. Reaksinya: Cl2(g) + 2I− (aq) g I2(aq) + 2Cl− (l) 2. Di laboratorium • Memanaskan campuran garam halida dan MnO2 dalam suasana asam (X = unsur halogen). Reaksinya: 2NaX + MnO2 + 3H2 SO4 → 2NaHSO4 + MnSO4 + 2H2 O + X2 • Mereaksikan asam halogen pekat dengan KMnO4 (X = unsur halogen): 2KMnO4 + 16HX → 2MnX2 + 2KX + 8H2 O + 5X2 d. Asam Halogen 1. Asam halida : HF, HCl, HBr, HI • Urutan kekuatan asam: HF < HCl < HBr < HI Artinya, di antara asam halogen, HF asam paling lemah, sedangkan HI asam kuat paling kuat. • Urutan titik didih: HCl < HBr < HI < HF (antarmolekul HF terdapat ikatan hidrogen

259 sehingga titik didih HF menjadi paling tinggi). 2. Asam oksihalogen Merupakan senyawa asam halogen yang mengandung unsur oksigen. Cl, Br, I dapat membentuk senyawa asam oksihalogen, namun unsur F tidak bisa. Rumus Biloks X Nama HXO +1 Asam hipohalit HXO2 +3 Asam halit HXO3 +5 Asam halat HXO4 +7 Asam perhalat Contoh: HClO : asam hipoklorit HBrO2 : asam bromit HBrO3 : asam bromat HIO4 : asam periodat Kekuatan asam oksihalogen: • HXO4 > HXO3 > HXO2 > HXO • HClO > HBrO > HIO e. Kegunaan Unsur/Senyawa Halogen 1. CCl2 F2 (gasfreon) → digunakan sebagai zat pendingin pada kulkas dan AC. 2. (C2 F4 ) n (Teflon) → sebagai bahan pelapis panci tahan panas 3. NaCl g garam dapur, penyedap masakan. 4. KCl → digunakan sebagai pupuk bagi tumbuhan. 5. Ca(OCl)2 (kaporit) → desinfektan dan penjernih air. 6. NaBr → digunakan sebagai obat penenang dalam dunia kedokteran. 7. PVC (Poly Vinil Klorida) CH2 CHCl → bahan dasar plastik. C. Oksigen a. Sifat-sifat 1. Banyak ditemukan dalam wujud gas. 2. Merupakan gas tak berwarna, tak berbau, dan tak berasa. 3. Tidak dapat terbakar, namun dibutuhkan dalam proses pembakaran. 4. Kebanyakan dalam bentuk molekul diatomik berikatan rangkap dua (O2 ) dan sedikit dalam bentuk O3 (ozon). 5. Sangatreaktif.Bereaksi dengan senyawa logam maupun nonlogam membentuk senyawa oksida. Oksida Contoh Oksida basa Na2 O, CaO, Fe2 O3 Oksida asam SO3 , N2 O5 , CO2 , P2 O5 Oksida amfoter Al2 O3 , ZnO Oksida indeferen CO, MnO2 Peroksida H2 O2 , Na2 O2 Superoksida KO2 , RbO2 b. Pembuatan Oksigen 1. Di alam → melalui proses fotosintesis pada tumbuhan, yaitu dengan reaksi: 6CO2 + 6H2 O → C6 H12O6 + 6O2(g) 2. Di laboratorium: • Melalui pemanasan oksida logam: 2Ag2 O → 4Ag + O2 • Melalui pemanasan H2 O2 2H2 O2(l) → 2H2 O(l) + O2(g) 3. Di industri: • Elektrolisis air dengan reaksi: 2H2 O(l) → 2H2(l) + O2(g) • Destilasi bertingkat udara cair. c. Penggunaan secara Komersial 1. Pengisi tabung udara pernapasan penyelam, antariksawan, penderita paru-paru/saluran pernapasan. 2. Campuran O2 dengan gas asetilena untuk mengelas logam. 3. Oksigen cair (liquid oxygen = lox) untuk bahan bakar pesawat ruang angkasa. D. Nitrogen a. Sifat-sifat 1. Merupakan unsur gas terbanyak di atmosfer bumi. 2. Tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau.

260 3. Merupakan molekul diatomik yang sangat stabil dengan ikatan rangkap tiga. 4. Kurang reaktif. 5. Bereaksi dengan logam dan nonlogam pada suhu tinggi : N2 + 3Mg → Mg3 N2 N2 + O2 → 2NO 6. Dapat mempunyai bilangan oksidasi bervariasi dari −3 hingga +5. b. Pembuatan Nitrogen dan Senyawanya Nitrogen (N2 ) Di industri: penyulingan udara cair Di laboratorium: pemanasan garam amonium (NH4 NO2 ). NH4 NO2(aq)g N2(g) + 2H2 O(l) Amoniak (NH3 ) Di industri: proses Haber N2(g) + 3H2(g) g 2NH3(g) Di laboratorium: Mg3 N2 + 6H2 O g 3Mg(OH)2 + 2NH3 atau NH4 Cl + KOH g KCl + NH3 + H2 O Asam nitrat (HNO3 ) Di industri: proses Ostwald 4NH3 + 5O2 g 4NO + 6H2 O 2NO + O2 g 2NO2 3NO2 + H2 O g 2HNO3 + NO Di laboratorium: dengan mereaksikan NaNO3 + H2 SO4 g NaHSO + HNO3 c. Kegunaan Senyawa Nitrogen Senyawa Kegunaan NH3 Pembuatan pupuk urea N2 H4 (hidrazin) Bahan bakar roket N2 Isi bola lampu N2 O Obat bius NO Gas air mata N2 O3 , HNO2 , NO2 − Antioksidan HNO3 Membuat aquaregia (pelarut emas atau platina) E. Alkali (IA) dan Alkali Tanah (IIA) a. Unsur-unsur Alkali dan Alkali Tanah Unsur Alkali Warna Nyala Sumber 3 7 Li Merah terang Spodumen Li.Al(SiO3 ) 2 11 23 Na Kuning Garam air laut NaCl 19 39K Merah muda Mineral silvit: KCl 85Rb Merah lembayung Fosfat trifilit 55Cs 133 Merah lembayung Fosfat trifilit Unsur Alkali Tanah Warna Nyala Sumber 9 4 Be - Beril: Be3 Al2 (SiO3 ) 6 24 12 Mg Putih Magnesit: MgCO3 20 40Ca Jingga Gips: CaSO4 .2H2 O 88 38 Sr Merah strontianit: SrCO3 56Ba 137 Hijau Barit: BaSO4 b. Sifat Umum Unsur Alkali dan Alkali Tanah Logam Alkali Reaksi dengan oksigen Li, Na, K, Rb, Cs g L2 O (oksida) Na, K, Rb, Cs g L2 O2 (peroksida) K, Rb,Cs g LO2 (superoksida) Reaksi dengan air Berlangsung dengan spontan L + 2H2 O g 2LOH + H2 Sifat basa Semua kuat Unsur terbanyak Na Unsur radioaktif 87 Ba 223 Pembuatan Elektrolisis leburan garamnya Kelarutan garam dalam air Semua larut, kecuali LiF, Li2 CO3 Logam Alkali Tanah Reaksi dengan oksigen Be, Mg,Ca, Sr, Ba g LO (oksida) Sr, Ba g LO2 (peroksida) Reaksi dengan air Reaksinya kurang spontan L + 2H2 O g L(OH)2 + H2 Sifat basa Be(OH)2 amfoter, Mg(OH)2 lemah, yang lain basa kuat. Unsur terbanyak Ca Unsur radioaktif 87 Ra 226

261 Pembuatan Elektrolisis leburan garamnya Kelarutan garam dalam air Kelarutan dalam air semakin kecil c. Sifat Periodik Unsur Alkali dan Alkali Tanah Sifat Dari atas ke bawah Antara IA dan IIA Jari-jari atom Semakin besar IA > IIA Energi ionisasi Semakin kecil IA < IIA Kereaktifan Semakin kuat IA > IIA Sifat reduktor Semakin kuat IA > IIA Sifat logam Semakin kuat IA > IIA Sifat basa Semakin kuat IA > IIA Titik lebur Semakin rendah IA < IIA Reaksi dengan air Semakin kuat IA > IIA d. Kelarutan Senyawa Alkali dan Alkali Tanah 1. Senyawa alkali semua larut dengan baik di dalam air. 2. Unsur alkali tanah yang membentuk ikatan senyawa dengan: • Cl− , Br− , I− , dan NO3 − dapat larut dalam air. • CO3 2− tidak dapat larut dalam air. • OH−dan F− , semakin ke bawah akan semakin mudah larut. • SO4 2− dan CrO4 2−, semakin ke bawah akan semakin sukar larut. e. Kegunaan Unsur Kegunaan Li Li + Al + Mg untuk membuat badan pesawat Untuk membuat baterai litium Li2 CO3 untuk membuat keramik Na NaCl untuk garam dapur NaOH untuk membuat sabun keras NaHCO3 untuk pengembang kue K KCl untuk pupuk KOH untuk membuat sabun lunak KNO3 untuk membuat bahan peledak Rb Untuk membuat sel fotolistrik Cs Untuk membuat sel fotolistrik Untuk katalis reaksi hidrogenasi Be Untuk pembuatan rudal (missile) Untuk pembuatan tabung sinar X Be + Cu untuk pembuatan berbagai peralatan listrik Mg Mg(OH)2 (susu magnesia) untuk antasida (obat mag) MgSO4 (garam inggris) untuk laksatif usus (zat pencahar) Mg + Al + Li (magnalium) untuk badan pesawat terbang Ca CaC2 (kalsium karbida) untuk bahan baku pembuatan gas asetilen CaCl2 untuk zat pengering CaOCl2 (kaporit) untuk desinfektan dan penjernih air CaSO4 (gipsum) untuk penyambung tulang patah Ca(CN)2 untuk racun tikus Sr Untuk membuat kembang api Pembuatan tabung kaca TV berwarna Ba BaSO4 + ZnS untuk pembuatan cat Ra Sumber radioaktif bidang kedokteran

262 Kimia Karbon Bab 10 A. Macam-macam Senyawa Karbon • Karbon merupakan unsur berlambang C, memiliki nomor atom 6, dan terletak pada periode 2. • Elektron valensi dari karbon = 4 (golongan IVA). Karbon bukan unsur elektropositif (unsur yang cenderungmelepaskan elektron valensinya) maupun elektronegatif (unsur yang cenderung menerima elektron), melainkan unsur yang cenderung berikatan kovalen (pemakaian elektron bersama). • Senyawa karbon sangat berlimpah di alam, di antaranya: Kelompok Jenis Gugus Fungsi Rumus Umum Contoh A L I F A T I K Hidrokarbon Alkana −CH2 −CH2 − Cn H2n+2 CH3 −CH2 −CH3 (propana) Alkena −CH=CH− Cn H2n CH3 −CH=CH2 −CH3 2- butena Alkuna −C≡C− Cn H2n-2 CH3 −C≡C−CH3 (2-butuna) Alkadiena −HC=C=CH− Cn H2n-2 CH2 =CH−CH=CH2 1,3-butadiena Halo alkana Alkilhalida R─X CH3 −CH2 −CH2 Cl 1 kloro propana Kelompok Jenis Gugus Fungsi Rumus Umum Contoh A L I F A T I K Turunan air Alkanol/ alkohol R─OH Cn H2n+2O CH3 −CH2 −CH2 ─OH 1-propanol/n-propil alkohol Alkoksi alkana/eter R─O─R’ Cn H2n+2O CH3 −CH2 −O−CH3 metoksi etana/ metil etil eter Karbonil Alkanal/ aldehid R─C─H ║ O Cn H2nO CH3 −CH2 ─ C─H ║ O Propanal/ propionaldehid Alkanon/ Keton R─C─R’ ║ O Cn H2nO CH3 −CH2 ─ C─ CH3 ║ O 2-butanon/etil metil keton Kar boksilat Asam alkanoat/ asam karboksilat R─C─OH ║ O Cn H2nO2 CH3 −CH2 ─ C─ OH ║ O asam propanoat Ester/alkil alkanoat R─C─OH │ OR’ Cn H2nO2 CH3 − CH2 ─C─OCH3 ║ O metil propanoat Senyawa nitrogen Amina R─NH2 Cn H2n+3N CH3 −CH2 −CH2 −NH2 Propil amina Amida R─ C─ NH2 ║ O Cn H2n+1 ON CH3 −CH2 −CH2 −C−NH2 ║ O Butanamida Nitro R─NO2 Cn H2n+1NO2 CH3 −CH2 −CH2 − NO2 Nitropropana Kelompok Jenis Gugus Fungsi Rumus Umum Contoh S I K L I K Homosiklik Alisiklik Sikloalkana CH2 − CH2 │ │ Siklobutana CH2 − CH2 Sikloalkena CH = CH │ │ Siklobutena CH2 − CH2 Aromatik Benzena dan turunannya OH COH Benzena fenol benzaldehid asam benzoat Polisiklik naftalena antrasena fenantrena Heterosiklik N N N N N CH3 Piridin pirimidin nikotin • Senyawa karbon alifatik adalah senyawa hidrokarbon yang rantai C-nya terbuka. Contoh: −CH2 −CH2 −CH2 − • Senyawa siklik adalah senyawa hidrokarbon yang rantai C-nya tertutup atau melingkar.

263 Contoh: fenol HO CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 • Senyawa aromatik adalah senyawa siklik yang mempunyai ikatan rantai C rangkap dan tunggal. Contoh: piridin N CH CH HC HC HC B. Alkana, Alkena, Alkuna Alkana, alkena, atau alkuna merupakan senyawa karbon yang rumus strukturnya membentuk rantai karbon yang panjang. a. Alkana Rumus empirisnya Cn H2n+2 • Alkana merupakan senyawa karbon yang memiliki rantai karbon tunggal. • Unsur karbon pada senyawa alkana mempunyai 4 ikatan, baik ikatan C–H maupun C–C. Contoh: Metana (n = 1): CH4 Etana (n = 2): CH3 −CH3 Propana (n = 3): CH3 −CH2 −CH3 b. Alkena Rumus empirisnya Cn H2n • Alkena merupakan senyawa karbon yang memiliki rantai karbon rangkap dua. • Pada senyawa alkena selalu terdapatminimal satu ikatan rangkap C C. • Pada jumlah unsur karbon (C) yang sama dengan senyawa alkana, unsur hidrogen pada senyawa alkena jumlahnya lebih sedikit. • Contoh: Etena (n = 2): 2 HC CH2 Propena (n = 3): 2 HC CH−CH3 Butena (n = 4): 2 HC CH−CH2 −CH3 c. Alkuna Rumus empirisnya Cn H2n • Alkuna merupakan senyawa karbon yang memiliki rantai karbon rangkap tiga. • Pada senyawa alkena selalu terdapatminimal satu ikatan rangkap C C. • Pada jumlah unsur karbon (C) yang sama dengan senyawa alkana dan alkena, unsur hidrogen pada senyawa alkuna jumlahnya lebih sedikit. • Contoh: Etuna (n = 2): HC CH Propena (n = 3): HC C−CH3 Butena (n = 4): HC C−CH2 −CH3 d. Tatanama 1. Penamaan Tanpa Cabang Jumlah Atom C Alkana Alkena Alkuna 1 Metana - - 2 Etana Etena Etuna 3 Propana Propena Propuna 4 Butana Butena Butuna 5 Pentana Pentena Pentuna 6 Heksana Heksena Heksuna 7 Heptana Heptena Heptuna 8 Oktana Oktena Oktuna 9 Nonana Nonena Nonuna 10 Dekana Dekena Dekuna 2. Terdapat cabang Contoh: CH3 – CH – CH2 – CH2 – CH3 Utama | CH3 Cabang Rantai utama = pentana Cabang = CH3 – = metil Letak cabang = C no.2 Maka, namanya menjadi 2-metil pentana 3. Nama-nama cabang CH3 – = metil C2 H5 – = etil C3 H7 – = propil C4 H9 – = butil C5 H11– = pentil …..dan seterusnya.

264 C. Isomer Isomeradalahsenyawa-senyawayangmempunyai rumus molekul sama, namun rumus strukturnya atau rumus ruang/geometrinya berbeda. Karena itu, isomer dibagi menjadi dua, yaitu: a. Isomer Struktur 1. Isomer kerangka g senyawa-senyawa yang mempunyai rumus molekul sama, namun bentuk rangkanya berbeda. Contoh: CH3 -CH2 -CH2 -CH3 (n-butana) g C4 H10 Dengan CH3 │ CH3 ─CH─CH3 (2-metil propana) g C4 H10 2. Isomer posisi g senyawa-senyawa yang mempunyairumusmolekul dan gugusfungsi sama, namun letak gugusfungsinya berbeda. Contoh: CH3 −CH2 −CH2 −OH (1−propanol) Dengan CH3 −CH(OH)−CH3 (2−propanol) 3. Isomer gugus fungsi g senyawa-senyawa yang mempunyai rumus molekul sama, namun gugus fungsinya berbeda. • Alkohol dengan eter (Cn H2n+2O) CH3 −CH2 −CH2 −OH (1-propanol) Isomer dengan CH3 −CH2 −O−CH3 (metoksi etana) • Aldehid dengan keton (Cn H2nO) CH3 −CH2 −CHO (propanal) Isomer dengan CH3 −CO−CH3 (propanon) • Asam karboksilat dan ester(Cn H2nO2 ) CH3 −CH2 −COOH (asam propanoat) Isomer dengan CH3 −C−OO−CH3 (metil etanoat) • Alkena dan sikloalkana (Cn H2n) CH2 =CH−CH3 (propena) Isomer dengan CH2 ⁄ │ siklopropana CH2 −CH2 • Alkuna dengan alkadiena (Cn H2n-2) CH3 −C≡C−CH3 (2−butuna) Isomer dengan CH2 =CH−CH=CH2 (1,3−butadiena) b. Isomer Ruang 1. Isomer geometri/cis-trans g rumus molekul sama, bentuk geometri beda (cis = sebidang, trans = menyilang). Ciri-ciri rumus bangunnya: a b C = C c d Contoh: CH3 Br C = C Br CH2 CH3 Trans 1,2 dibromo 2 pentena Isomer dengan Br Br C = C CH3 CH2 CH3 Cis 1,2 dibromo 2 pentena 2. Isomer optik g senyawa yang mempunyai rumusmolekulsama, namun sifat optik beda. Ciri-ciri: ada atom C asimetrik, yaitu atom C yang mengikat atom atau gugus yang semuanya beda. q p ─ C ─ d p ≠ q ≠ r ≠ s s 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 a ≠ c b ≠ d

265 COOH HO─ C*─H (l-asam laktat) │ CH3 D. Reaksi Senyawa Karbon a. Reaksi Substitusi = Penggantian Ciri-ciri: tidak ada ikatan rangkap • Alkana + halogen g haloalkana + asam halida H3 C−H + Cl−Cl → CH3 Cl + HCl metana klor klorometana asam klorida • Asam karboksilat + basa g garam karboksilat + air CH3 COOH + NaOH → CH3 COONa + H2 O Asam Natrium Natrium air asetat hidroksida asetat b. Reaksi Adisi = Penambahan Ciri: terjadi pemutusan ikatan rangkap • Alkena + H2 → alkana CH2 = CH2 + H−H → CH3 −CH3 etena etana • Alkena + asam halida g haloalkana CH2 −CH=CH2 + HBr → CH3 −CHBr−CH3 (Hk. Markonikov g ”H cenderung terikat pada C ikatan rangkap yang mengikat H lebih banyak.”) c. Reaksi Eliminasi = Pengurangan Ciri: terjadi pembentukan ikatan rangkap • Haloalkana + KOH → alkena CH2 −CH2 −Cl + K−OH → CH2 =CH2 + H2 O + KCl • Etanol H2 SO4 pk, 180o C etena CH2 −CH2 H2 SO4 pk, 180o C CH2 = CH2 + H2 O   H OH d. Reaksi Kondensasi = Penggabungan • CH3 CH2 Cl + CH3 ONa → CH3 CH2 OCH3 + NaCl • CH3 COOH + CH3 OH → CH3 COOCH3 + H2 O E. Uji Senyawa Karbon a. Uji Ikatan Rangkap 1. Brominasi: CH3 −CH=CH2 + Br2→ CH3 −CHBr−CH2 Br Cokelat tidak berwarna 2. Ozonisasi: O ── O │ │ CH3 −CH=CH2 + O3 → CH3 −CH CH2 + H2 1-propena O O ── O │ │ CH3 −CH CH2 + H2 → CH3 −CH2 −OH + CH3 −OH O etanol metanol b. Membedakan Eter, Alkohol, dan Fenol Pembeda Eter Alkohol Fenol Titik didih Rendah Tinggi Agak tinggi Wujud Cair mudah menguap Cair Cair mudah beku Reaksi dengan Na Tidak bereaksi Bereaksi Bereaksi Reaksi dengan PCl3 Tidak bereaksi Bereaksi Bereaksi Reaksi dengan PCl5 Tidak bereaksi Bereaksi Bereaksi Reaksi dengan NaOH Tidak bereaksi Tidak bereaksi Bereaksi c. Membedakan aldehid dan keton 1. Uji reagen Fehling (CuO) Aldehid: Bereaksi menghasilkan endapan merah bata CH3 CHO + 2CuO → CH3 COOH + Cu2 O (merah bata) Keton: Tidak bereaksi 2. Uji reagen Tollens (Ag2 O dalam NH4 OH) Aldehid: Bereaksi menghasilkan endapan cermin perak CH3 CHO + Ag2 O → CH3 COOH + 2Ag(s) (cermin perak) Keton: Tidak bereaksi

266 Polimer dan Biokimia Bab 11 A. Polimer Polimer (makromolekul) adalah molekul raksasa dengan rantai sangat panjang yang terbentuk dari gabungan molekul-molekul sederhana (monomer). Klasifikasi Jenis Pengertian Contoh Berdasarkan sumber Alam Terbentuk secara alami dalam tubuh makhluk hidup. Karet alam (isoprena), amilum, protein, selulosa. Sintetik Hasil sintesis senyawa organik di industri. Teflon, PVC, dakron, nilon Berdasarkan reaksi pembentukan Adisi Penggabungan monomer yang mempunyai ikatan rangkap. PVC, polietena, polipropena, teflon, karet alam Kondensasi Penggabungan monomer dan diikuti dengan pelepasan mole-kul kecil, seperti air. Polietilen glikol, protein, dakron, nilon, bakelit. Berdasarkan jenis monomer Homopolimer Monomer penyusunnya sejenis PVC, PVA, karet alam, polietena Kopolimer Monomer tidak sejenis Nilon, bakelit, dakron Berdasarkan sifat terhadap panas Termoplas Jika dipanaskan menjadi lunak, dapat dicetak lagi menjadi bentuk lain. PVC, polietena, dan polistirena. Termoset Bentuk permanen, dipanaskan tidak menjadi lunak. Plastik amino, fenolat, dan bakelit. Beberapa contoh polimer: POLIMER MONOMER RANTAI POLIMER SIFAT DAN KEGUNAAN POLIMER SINTETIK 1. Polimer Adisi Polivinil klorida/PVC (plastik) Vinil klorida CH2 =CHCl ─ (CH2 ─CHCl)n ─ Keras, kaku, mudah dipotong, sukar terbakar, dipakai untuk pipa paralon dan perabot rumah. Polivinil asetat/PVA CH2 =CHCOOH ─(CH2 ─CH)n ─ │ COOH Dapat menyerap air jauh lebih banyak dari massanya sendiri. Dipakai untuk bahan popok bayi. Polibutadiena/karet sintetik 1, 3 butadiena CH2 =CH─CH=CH2 ─(CH2 ─CH=CH─CH2 )n ─ Kurang elastis dibandingkan dengan karet alam, dipakai untuk campuran karet alam atau karet sintetik lainnya. Neoprena (karet sintetik) Kloroprena CH2 =C─CH=CH2 │ Cl ─(CH2 ─C=CH─CH2 )n ─ │ Cl Tahan terhadap panas, minyak, uap, dan nyala api. Digunakan untuk selang bensin, kemasan barang insulator kawat dan kabel. Polipropena (plastik) Propena ─CH=CH2 │ CH3 ─(CH─CH2 )n ─ │ CH3 Untuk membuat tangki air, badan perahu (boat), dan tali plastik. Teflon/politetrafluoroetana (plastik) Tetrafluoroetana F2 C =CF2 ─ (CF2 ─CF2 )n ─ Sangat keras, tahan panas, dipakai untuk pengganti logam, seperti pengganti wajan dari besi. Polistirena (plastik) Stirena ─C─ C=CH2 ─(CH─CH2 )n ─ Kenyal, sukar dipotong, bisa terbakar, banyak dipakai untuk isolator listrik dan perangkat elektronika.

267 Stirena butadiena rubber/SBR (karet sintetik) 1, 3 butadiena: H2 C=CH─CH=CH2 dengan stirena: ─C─C=CH2 ─CH2 CH=CHCH2 CH2 CH2 ─ Memiliki sifat seperti neoprena. Merupakan karet sintetik yang terbanyak diproduksi. Untuk ban kendaraan. 2. Polimer Kondensasi Nilon Asam adipat HOOC(CH2 ) 4 COOH Heksametilenadiamin H2 N(CH2 ) 6 NH2 O O ║ ║ ─(C(CH2 ) 4 C-N(CH2 ) 6 N) n ─ │ │ H H Kuat, dapat terbakar, untuk bahan tekstil dan untuk tali penguat pada ban. Tetoron/dakron/ Poliester Asam paraftalat HOOC COOH Etanadiol HOCH2 CH2 OH O O ║ ║ -O-C C-OCH2 CH2 -OUntuk bahan tekstil. Bakelit Fenol: OH Formaldehid CH2 O OH ─( CH2 )n ─ Kuat, stabil terhadap panas, kedap air, digunakan untuk lem dan juga komponen listrik. Polimer Alam 1. Polimer Adisi Karet alam/ poliisoprena Isoprena H2 C=C─CH=CH2 │ CH3 ─(H2 C─C=CH─CH2 )n ─ │ CH3 Tahan terhadap oksidasi, sinar matahari, nyala api. Digunakan untuk selang bensin, kemasan barang, isolator kawat dan kabel 2. Polimer Kondensasi Protein Asam amino O ║ NH2 ─CH─C─OH │ R H O H O │ ║ │ ║ ─(H2 N─C─C─N─C─C─O)n ─ │ │ │ R H R Karbohidrat Glukosa C6 H12O6 ─ (C6 H10O5 ─ C6 H10O5 )n ─ B. Biokimia a. Karbohidrat Pengertian dan Sifat Jenis Komposisi Sumber Monosakarida • Unit terkecil karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis lagi. • Berbentuk padat, berwarna putih • Larut dalam air • Bersifat reduktor (gula reduksi) • Rasa: manis (fruktosa > glukosa > galaktosa) Glukosa C6 H12O6 (gugus fungsi: aldehid) Gula merah, buah anggur, madu Galaktosa C6 H12O6 (gugus fungsi: aldehid) Air susu Fruktosa C6 H12O6 (gugus fungsi: keton) Semua buah-buahan dan madu Disakarida • Gabungan dua monosakarida • Dapat dihidrolisis menjadi monosakarida • Berbentuk padat, berwarna putih • Larut dalam air • Tak semanis monosakarida (sukrosa > maltosa > laktosa) Maltosa glukosa + glukosa Kecambah, biji-bijian Laktosa glukosa + galaktosa Air susu Sukrosa glukosa + fruktosa Gula pasir/gula tebu Polisakarida • Polimer dari monosakarida (gabungan banyak glukosa) • Rasanya tawar • Amilum dan glikogen dapat dihidrolisis menjadi glukosa, selulosa tidak bisa Amilum Polimer glukosa dengan ikatan alfa Biji dan umbi tanaman Glikogen Polimer glukosa dengan ikatan alfa jaringan otot hewan dan manusia Selulosa 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 glukosa dalam urine) Terbentuk endapan merah bata Uji Tollens Glukosa, galaktosa, maltosa, laktosa Terbentuk endapan cermin perak Uji Seliwanoff Fruktosa, sukrosa Terbentuk larutan merah Uji Iodium Amilum Terbentuk warna biru/ungu

268 b. Asam Amino dan Protein 1. Asam amino Asam amino adalah senyawa organik yang mengandung gugus karboksil (─COOH) dan amina (─NH2 ). NH2 ─CH─COOH ; R = alkil atau gugus lain │ R Sifat-sifat amino: • Bersifat amfoter (basa atau asam) karena punya gugus asam (─COOH) dan basa (─NH2 ). • Dapat membentuk ion zwiter, yaitu ion yang bermuatan ganda (+) dan (─). R─CH─COO─ │ NH3 + • Larut baik dalam air. • Tidak mudah menguap. Asam amino ada 20 macam, 10 di antaranya disebut asam amino esensial, yaitu asam amino yang tidak dapat dibuat oleh tubuh manusia, namun sangat dibutuhkan tubuh makhluk hidup. Kebutuhan asam amino esensial disuplai dari makanan yang masuk ke dalam tubuh. Contoh: histidin, arginin, valin, lisin, isoleusin, treonin, triptofan, leusin, fenil alanin, metionin. 2. Protein Protein adalah senyawa hasil polimerisasi asam-asam amino yang dihubungkan dengan ikatan peptida. NH2 ─CH─COOH + NH2 ─CH─COOH │ │ R R asam amino asam amino (─NH─CH─CO─NH─CH─CO─)n │ │ R R protein Macam-macam protein berdasarkan fungsinya: Jenis Fungsi Contoh Protein struktur Pembangun struktur jaringan Kolagen, keratin, fibrion Protein nutrien Cadangan makanan Ovalbumin dan kasein Protein pengatur Mengatur reaksi dalam tubuh Hormon Protein transpor Mengikat dan mengangkut O2 ke sel-sel tubuh Hemoglobin Protein kontraktil Menggerakkan otot Aktin dan miosin Enzim Katalis reaksi kimia dalam tubuh Tripsin dan ribonukleasme Protein pelindung (antibodi) Melindungi tubuh dari serangan penyakit Imunoglobin, fibrinogen, dan trombin 3. Uji Asam Amino dan Protein Reaksi Uji Identifikasi Tanda Uji biuret Ikatan peptida Timbul warna larutan ungu Uji xanthoproteat Asam amino yang mengandung gugus fenil (cincin benzena) Timbul warna larutan kuning Uji timbal asetat Uji kandungan belerang di dalam asam amino Timbul endapan hitam Uji millon Ikatan peptida Warna larutan merah c. Lipida (Gliserida) Lipida adalah senyawa ester dari asam lemak dan gliserol. CH2 ─O─CO─R │ C─H─O─CO─R │ CH2 ─O─CO─R Nama Wujud Rantai (R) Sumber Minyak Cair Alkil tidak jenuh Tanaman, unggas, ikan Lemak Padat Alkil jenuh Hewan mamalia Sifat-sifat kimia lipida: 1. Rantai alkil tidak jenuh (ikatan rangkap) mudah mengalami oksidasi sehingga minyak menjadi tengik. Di industri, ikatan rangkap ini biasanya dihidrogenasi (adisi dengan hidrogen) agar menjadi jenuh sehingga minyak cair menjadi padat (margarin). 2. Reaksi hidrolisis lipida. CH2 ─O─CO─R CH2 ─OH │ │ CH─O─CO─R + 3H2 O → CH─OH + 3 RCOOH │ │ CH2 ─O─CO─R CH2 ─OH Lemak Gliserol Asam lemak 3. Reaksi penyabunan (saponifikasi). CH2 ─O─CO─R CH2 ─OH │ │ CH─O─CO─R  +  3NaOH → CH─OH  + 3RCOONa │ │ CH2 ─O─CO─R CH2 ─OH Lemak Gliserol Sabun ikatan peptida

269 Kimia Lingkungan Bab 12 A. Pencemaran Udara a. Komposisi Udara Bersih Gas Prosentase Nitrogen (N2 ) 78,084 % Oksigen (O2 ) 20,948 % Argon (Ar) 0,934 % Karbon dioksida (CO2 ) 0,034 % Neon (Ne) 0,00182 % Helium (He) 0,00052 % Metana (CH4 ) 0,0002 % Kripton (Kr) 0,0001 % b. Partikel-partikel Pencemar Udara Udara tercemar adalah udara yang berubah komposisinya akibat adanya berbagai unsur atau senyawa yang berbahaya, di antaranya: 1. Oksida karbon (CO dan CO2 ) Sumber: asap kendaraan bermotor, asap rokok, dan pembakaran bahan bakar minyak. Efek: CO beracun bagi tubuh karena di dalam tubuh CO akan bereaksi dengan hemoglobin (Hb) dalam darah. Reaksi CO dengan Hb 210 kali lebih kuat dibandingkan dengan O2 dengan Hb. CO2 bersama oksida nitrogen, metana, dan CFC juga dapat menyebabkan efek rumah kaca (global warming). 2. Oksida belerang (SO2 dan SO3 ) Sumber: industri H2 SO4 , pembakaran minyak dan batu bara, oksidasi bijih-bijih sulfida di industri. Efek: SO2 menyebabkan radang paru-paru dan tenggorokan, serta menyebabkan klorosis (kepucatan) daun tanaman. SO3 menyebabkan hujan asam, yang mengakibatkan korosi pada logam-logam dan kerusakan bangunan yang terbuat dari batu pualam. 3. Oksida nitrogen (NO, NO2 , N2 O5 ) Sumber: petir dan asap kendaraan bermotor Efek: oksida-oksida nitrogen menghasilkan fotochemical smog (kabut asap) yang menyebabkan mata perih, sesak napas, dan tanaman layu. NO2 + air g HNO3 menghasilkan hujan asam. 4. Hidrokarbon (CH4 ) Sumber: pembakaran bensin dan minyak bumi. Efek: efek rumah kaca, fotochemical smog, dan anoksia (penyakit kekurangan oksigen) 5. Freon (CF2 Cl2 ) Sumber: pendingin ruangan, lemari es, hair spray, deodoran. Efek: efek rumah kaca dan merusak lapisan ozon. 6. Partikulat Timbal (Pb) Sumber: zat aditif bensin (TEL). Efek: gangguan syaraf pada bayi. Kadmium (Cd) Sumber: industri kimia, tekstil, keramik Efek: penyakit itay-itay byo, merusak ginjal, hati, tulang, dan kelenjar gondok. Merkuri (Hg) Sumber: industri termometer, industri pengolahan bijih emas, perak, dan tembaga. Efek: menyebabkan sendi-sendi kaku, gangguan penglihatan, gangguan mental, dan kematian.

270 Nikel (Ni) Sumber: batu bara, bahan bakar diesel, dan rokok. Efek: kanker paru-paru c. Kasus-kasus Pencemaran Udara Kasus Pencemar Efek rumah kaca (green house effect) CO2 , N2 O, CH4 , CCl2 F2 (freon) Kabut fotokimia (photochemical smog) Oksida nitrogen, hidrokarbon, O3 (ozon) Hujan asam SO2 , SO3 , NO2 Lubang ozon NO, CCl2 F2 (freon) B. Pencemaran Air Sumber Pencemar Efek Limbah pertanian Pupuk Menyuburkan ganggang dan eceng gondok Pestisida Meracuni ekosistem Sampah pertanian Berbau dan menghalangi aliran air Limbah rumah tangga Sampah plastik Sukar terdegradasi Sampah organik Menimbulkan bau dan sumber kuman Limbah detergen Sukar terdegradasi dan mengandung pospat yang menyuburkan ganggang Limbah industri (logam berat) Asam/ basa Menaikkan/ menurunkan pH Pb Cd Hg Mengganggu sistem syaraf janin dan bayi Penyakit itay itay byo Penyakit teluk minamata Beberapa istilah tentang pencemaran air: 1. Dissolved Oxygen (DO)/oksigen terlarut → jumlah oksigen yang terlarut dalam air. Semakin banyak oksigen yang terlarut maka semakin tinggi harga DO dan semakin bagus kualitas air. 2. Biochemical Oxygen Demand (BOD) → banyaknya oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk menguraikan zat-zat pencemar yang terdapat dalam air. BOD semakin tinggi maka kualitas air semakin rendah. 3. Air sadah → air yang mengandung kation Ca2+ dan Mg2+. Air sadah menyebabkan air tidak dapat berbuih ketika dicampur dengan sabun. Hal ini disebabkan karena terjadi reaksi: Ca2+ + 2C17H35COONa → (C17H35COO)2 Ca(s) + 2Na+ Kesadahan air ada dua, yaitu: Kesadahan sementara → air mengandung anion HCO3 – . Cara mengatasi: • Dipanaskan sehingga terjadi reaksi seperti berikut: Ca(HCO3 ) 2 → CaCO3(s) + CO2 + H2 O • Ditambah CaO atau Ca(OH)2 sehingga terjadi reaksi sebagai berikut: Ca(HCO3 ) 2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3 + 2H2 O Kesadahan tetap → mengandung anion selain HCO3 – ,misalnya Cl– dan SO4 2-. Cara mengatasi kesadahan tetap adalah dengan ditambah Na2 CO3 yang menghasilkan reaksi sebagai berikut: CaCl2 + Na2 CO3 → CaCO3(s) + 2NaCl C. Pencemaran Tanah • Penggunaan pupuk atau pestisida yang berlebihan • Limbah radioaktif • Sampah yang tak bisa diuraikan oleh mikroba, seperti plastik dan karet • Zat-zat pencemar udara dapat larut bersama air hujan dan mencemari tanah.

271 Kimia Lingkungan Bab 13 A. Pengertian • Dalam sistem larutan, suatu zat disebarkan/ dilarutkan ke dalam pelarut membentuk campuran homogen, dimana partikel-partikel zat terlarut bercampur sempurna dengan pelarut sehingga tidak terlihat adanya perbedaan antara zat terlarut dan pelarut. • Sedangkan dalam sistem suspensi, zat yang disebarkan/dilarutkan ke dalam pelarut membentuk campuran heterogen, dimana partikel-partikelzatterlarut bercampur tidak sempurna sehingga masih terlihat adanya perbedaan antara zat terlarut dan pelarut. • Dengan cara yang mirip, partikel koloid disebarkan/didispersikan ke dalam suatu medium sehingga menghasilkan sistem koloid. • Koloid merupakan suatu keadaan materi yang memiliki ukuran di antara ukuran partikel larutan dan suspensi. • Perbedaan antara larutan, koloid, dan suspensi dapat dilihat pada tabel di bawah. Sifat Larutan Koloid Suspensi Ukuran < 1 nm 1—1.000 nm > 1.000 nm Homogenitas Homogen Homogen Heterogen Bentuk dispersi Dispersi molekular Dispersi padatan Dispersi padatan Cara pengamatan Tidak dapat diamati Dapat diamati dengan mikroskop ultra Dapat diamati dengan mikroskop biasa Cara pemisahan Tidak dapat disaring Dapat disaring dengan kertas saring ultra Dapat disaring dengan kertas saring biasa B. Pengelompokan Koloid Komponen koloid dibagi menjadi dua, yaitu: 1. Fase terdispersi, yaitu zat yang didispersikan ke dalam zat lain. 2. Fase pendipersi, yaitu zat yang digunakan untuk mendispersikan fase dispersi. Berdasarkan fasa zat terdispersi dan medium pendispersi, koloid dapat diklasifikasikan sebagai berikut: Zat terdispersi Medium pendispersi Jenis Koloid Contoh Gas Cair busa/ buih Krim kocok, busa bir, busa sabun, busa sampo Gas Padat busa padat Batu apung, karet busa (spons), stirofoam Cair Gas aerosol cair Kabut, awan Cair Cair Emulsi Susu, pelembab, mayones, es krim, darah Cair Padat Emulsi padat Keju (dispersi lemak mentega dalam kasein), mentega, jeli, gelatin Padat Gas Aerosol padat Asap, debu Padat Cair Sol Cat, pati dalam air, tinta Padat Padat Sol padat Berbagai aliase, intan hitam kaca rubi (emas dalam kaca), batu opal C. Sifat-sifat Koloid Sistem koloid memiliki sifat-sifat khas yang membedakan dengan larutan sejati. Sifat-sifat koloid, di antaranya: a. Gerak Brown • Merupakan gerak zig-zag partikel koloid karena adanya tumbukan antarpartikel koloid.

272 • Semakinkecilukuranpartikelmaka gerak partikel koloid akan semakin cepat. b. Efek Tyndall • Merupakan peristiwa penghamburan cahaya oleh partikel-partikel koloid ke segala arah. • Contoh efek Tyndall yang terjadi di lingkungan dalam kehidupan seharihari, yaitu: 1. Di daerah yang berdebu, cahaya kendaraan bermotor terlihat berhamburan ke segala arah. 2. Terjadinya penghamburan cahaya proyektor pada gedung bioskop karena adanya debu di dalam gedung. 3. Warna cahaya sinar matahari yang akan terbenam tampak berwarna merah, hal ini terjadi karena cahaya matahari mengalami difraksi oleh partikel-partikel koloid di atmosfer. c. Mempunyai Muatan Koloid Bagian permukaan koloid mempunyai kemampuan untuk menarik atom-atom (molekul/ion)sehinggamenyebabkan permukaan partikel koloid mempunyai muatan. Kemampuan permukaan partikel koloid untuk menyerap molekul/ion disebut adsorbsi. D. Koloid Liofil dan Liofob Koloid yang medium pendispersi cairan dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu: a. Koloid Liofil • Yaitu, koloid yang bagian permukaan partikelterdispersinya mampu menarik medium pendispersinya sebagai akibat dari adanya gaya Van Der Waals atau ikatan hidrogen. • Jika medium pendispersinya berupa air maka koloid liofil disebut koloid hidrofil. • Koloid liofilmerupakan koloid yang suka air karena jika medium pendispersinya air, permukaan partikel koloid akan mengadsorbsinya. b. Koloid Liofob • Yaitu, koloid yang partikel-partikel terdispersinya tidak mampu menarik medium pendispersinya. • Jika medium pendispersinya berupa air maka koloid liofob disebut koloid hidrofob. • Koloid liofob disebut juga sebagai koloid yang tidak suka air karena jika medium pendespersinya air maka permukaan partikel koloid tidak akan mengadsorbsinya. Perbedaan hidrofil dan hidrofob: Sol Hidrofil Sol Hidrofob Efek Tyndall lemah Efek Tyndall lebih jelas Mengadsorbsi medium berupa air Tidak mengadsorbsi medium berupa air Visikositas koloid lebih besar daripada mediumnya Visikositas hampir sama Tidak mudah digumpalkan dengan penambahan elektrolit Mudah menggumpal dengan penambahan elektrolit Stabil Kurang stabil Terdiri atas zat organik Zat anorganik E. Pembuatan Koloid a. Cara Kondensasi Yaitu, pembuatan koloid dengan cara penggabungan partikel-partikel larutan sejati menjadipartikelyanglebihbesar(partikelkoloid). Pembuatan koloid dengan cara kondensasi, misalnya dengan: 1. Reaksi redoks Contoh: Pembuatan sol belerang Reaksi: 2H2 S(g) + SO2(aq) → 2H2 O(l) + 3S 2. Hidrolisis (reaksi dengan air) Contoh: pembuatan sol Fe(OH)3 , yaitu ke dalam air mendidih dimasukkan larutan FeCI3 maka akan terbentuk sol Fe(OH)3 . Reaksi: FeCI2(g) + 3H2 O(l)→ Fe(OH)3 (koloid) + 3HCl(aq) 3. Dekomposisi rangkap Contoh: Sol As 2S 3 d i b u at d e n ga n mencampurkan larutan 3H2 AsO3 encer dengan larutan H2 S encer. Reaksi: 3H2 AsO3(aq) + 3H2 S(aq)→As2 S3(aq) (koloid)+ 6H2 O(l)

273 4. Penggantian pelarut Contoh: Jika larutan jenuh AgNO3 dicampur dengan asam klorida maka akan terbentuk suatu gel. Reaksi: AgNO3(aq) + HCl(aq)→AgCl (koloid) +HNO3(aq) b. Cara Dispersi Dispersi merupakan pemecahan partikelpartikel kasar menjadi partikel koloid secara mekanik, peptisasi atau loncatan dengan bunga api listrik, dan Busur Bredig. 1. Cara mekanik, yaitu cara penggerusan atau penggilingan butiran-butiran kasar sampai tingkat kehalusan tertentu. Contoh: sol belerang dibuat dengan cara menggerus serbuk belerang bersamasama gula pasir, kemudian mencampurkan serbuk halus tersebut dengan air. 2. Cara peptisasi, yaitu pembuatan koloid dari butir-butir kasar dengan bantuan zat pemeptisasi (pemecah) Contoh: Endapan Al(OH)3 oleh AICI3 . 3. Cara Busur Bredig, yaitu cara pembuatan koloid jenis sol logam. Dua kawat logam yang berfungsi sebagai elektroda dicelupkan ke dalam air, kemudian kedua ujung kawat diberi loncatan listrik. F. Kestabilan Koloid Koloidmerupakan sistemdispersi yang relatif kurang stabil dibandingkan dengan larutan. Produk-produk komersil yang dibuat dalam bentuk sistem koloid, kondisi koloidnya biasanya harus dalam bentuk yang stabil. Contoh produk komersil yang produknya termasuk dalam sistem koloid, yaitu minyak rambut,bedak cair,obat-obatan, dan lain-lain. Ada beberapa cara untuk membuat sistem dispersi koloid menjadi stabil, di antaranya: a. Menghilangkan Muatan Koloid • Salah satu yang membuat koloid tidak stabil adalah terjadinya gumpalan atau koagulasi dari sistem dipersi koloid. • Penggumpalandalamsistemkoloiddapat dicegah dengan cara menghilangkan muatan dari koloid tersebut. • Proses penghilangan muatan koloid dapat dilakukan dengan proses dialisis. Contoh: Proses cuci darah dalam dunia kesehatan. Proses cuci darah yang biasanya sering dilakukan di rumah sakit, umumnya menggunakan alat pencuci darah yang disebut Haemodialisis. Proses yang terjadi pada alat ini, yaitu darah kotor dari pasien dilewatkan dalam pipa-pipa yang terbuat dari membran semipermiabel. Selama darah mengalir, ke dalam pipa tersebut dialiri cairan (plasma darah) sebagai pencuci darah. Aliran plasma darah akan membawa ion-ion dalam darah kotor sehingga darah menjadi bersih kembali. b. Penambahan Stabilator Koloid • Penambahan suatu zat yang berfungsi sebagai stabilator ke dalam suatu sistem koloid dapat meningkatkan kestabilan koloid. Zat stabilator dalam sistem koloid ada dua, yaitu emulgator dan koloid pelindung. • Emulgator adalah zat yang ditambahkan ke dalam suatu emulsi (koloid cair dalam cair atau cair dalam padat), yang bertujuan untuk menjaga agar campuran tersebut tidak terpisah. Contoh: penambahan sabun ke dalam campuran minyak dan air, penambahan amonia dalam pembuatan emulsi pada kertas film. • Koloid pelindung merupakan koloid yang ditambahkan ke dalam sistem koloid agar menjadi stabil. Contoh: penambahan gelatin pada pembuatan es krim yang berfungsi agar es krim tidak mudah meleleh dan tetap kenyal.

274 Sifat Koligatif Larutan Bab 14 Sifat koligatif merupakan sifat fisik larutan yang hanya bergantung pada konsentrasi (jumlah partikel) zat terlarut, dan bukan pada jenisnya. Sifat-sifat fisik, di antaranya: 1. Penurunan tekanan uap 2. Kenaikan titik didih 3. Penurunan titik beku 4. Tekanan osmosis A. Penurunan Tekanan Uap • Tekanan uap menunjukkan kecenderungan suatu molekul untuk berubah menjadi fase uap. ”Semakin besar tekanan uap dari suatu larutan maka semakin mudah molekul dari larutan tersebut berubah menjadi fase uap”. • Setiap molekul dari suatu larutan memiliki titik uap tertentu, dimana setiap molekul dari zat tersebut berubah menjadi molekul uap. • Apabila ke dalam suatu larutan murni dimasukkan suatu zat terlarut maka titik uap suatu zat tersebut akan berubah. • Zat terlarut dibedakan menjadi dua, yaitu: 1. Zat terlarut volatil, yaitu zat terlarut yang mudah menguap. Zat terlarut volatil memiliki gaya tarik-menarik antarmolekulnya lemah sehingga mudah menguap. 2. Zat terlarut non-volatil, yaitu zat terlarut yang tidak mudah menguap. Gaya tarikmenarik antarmolekulnya kuat sehingga sulit untuk menguap. • Jika zat terlarut nonvolatil ditambahkan ke dalam pelarut murni maka akan menghalangi molekul-molekul pelarut untuk menguap, akibatnya tekanan uap dari larutan menurun. Tekanan uap pelarut murni = P° Tekanan uap larutan = P Po > P Selisih dari kedua nilai tersebut dinyatakan sebagai: DP = P° – P DP = xzat . P° (xzat = fraksi mol zat terlarut) Semakin besar xzat terlarut maka semakin kecil P dan semakin besar DP. Semakin kecil xzat (atau semakin besar fraksi pelarut) maka semakin besar P. P = xpel . p° (xpel = fraksi pelarut) B. Kenaikan Titik Didih • Tekanan uap berkaitan dengan titik didih. Jika tekanan uap semakin turun maka molekul sulit untuk menguap, atau dibutuhkan energi lebih tinggi untuk bisa menguap sehingga titik didihnya lebih tinggi. Jadi, penurunan tekanan uap menyebabkan kenaikan titik didih. Jika titik didih pelarut murni = Tb °, dan titik didih larutan = Tb maka:

275 Tb > Tb ° Selisih antara Tb dan Tb ° disebut dengan DTb , dan nilainya bergantung pada kemolalan zat terlarut. DTb = Tb – Tb ° DTb = Kb × m Kb = konstanta kenaikan titik didih Nilai Kb hanya bergantung pada jenis pelarut. C. Penurunan Titik Beku • Penambahan zat terlarut nonvolatil juga memengaruhi titk beku, yaitu menjadikan titik beku semakin rendah. • Jika Tf ° adalah titik beku pelarut murni dan Tf adalah titik beku larutan maka: DTf = Tf ° – Tf Sebagaimana DTf , nilai DTf juga bergantung pada kemolalan zat terlarut. DTf = Kf × m D. Tekanan Osmosis • Apa yang terjadi jika dua buah larutan dengan konsentrasi yang berbeda ditempatkan dalam wadah yang dipisahkan dengan membran semi-permeabel? • Kedua larutan akan cenderung untuk bercampur sehingga konsentrasi keduanya menjadi sama. Namun, jika hanya molekul pelarut yang dapat melewati membran semipermeabel maka molekul pelarutlah yang akan bergerak dari larutan dengan konsentrasi rendah (encer) menuju larutan dengan konsentrasi tinggi (pekat). Aliran pelarut tersebut mengencerkan larutan pekat dan memekatkan larutan encer sehingga lama-kelamaan konsentrasi keduanya sama. Peristiwa ini disebut osmosis. • Untuk menghentikan proses osmosis, dibutuhkan sebuah tekanan, yang disebut dengan tekanan osmosis. Besarnya tekanan osmosis bergantung pada temperatur dan kemolaran larutan. p = M.R.T p = tekanan osmosis (atm) M = kemolaran larutan (mol L–1) R = tetapan gas = 0,082 L atm mol–1 K–1 T = temperatur (K) • Apabila dua larutan memiliki tekanan osmosis sama maka dikatakan dua larutan tersebut disebut larutan isotonik Namun, salah satu larutan memiliki tekanan osmosis lebih tinggi maka larutan larutan yang memiliki tekanan osmosis lebih tinggi dikatakan bersifat hipertonik, sedangkan larutan yang tekanan osmosisnya lebih rendah, dikatakan hipotonik. E. Sifat Koligatif untuk Larutan Elektrolit • Pada konsentrasi yang sama, larutan elektrolit mempunyai jumlah partikel yang lebih besar dibandingkan dengan larutan nonelektrolit. Perbandingan antara harga sifat koligatif yang terukur dari suatu larutan elektrolit dengan larutan nonelektrolit disebut faktor Van’t Hoff (i). • Di dalam larutan elektrolit diperhitungkan jumlah ion (n) dan derajat ionisasi (a). • Hubungan derajat ionisasi (a) dengan harga (i) dapat dirumuskan sebagai berikut: α = Jumlah zat mengion jumlah mula - mula i = 1 + (n – 1) a

276 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 . Po A . i DP = XA . Po A . [1 + (n – 1)a] 4. Tekanan osmotik (p) p = M.R.T.i p = M.R.T.[1 + (n – 1)a]

277 FISIKA

278 Besaran dan Satuan Bab 1 A. Pengertian Besaran Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan nilai. B. Besaran Menurut Penyusunnya a. Besaran Pokok Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak tersusun dari besaran lain. Besaran pokok terdiri atas TUJUH besaran. Tujuh besaran pokok dan satuannya berdasarkan sistem satuan internasional (SI) sebagaimana yang tertera pada tabel berikut. Besaran Pokok Satuan (SI) Dimensi Massa kilogram (kg) (M) Panjang meter (m) (L) Waktu sekon (s) (T) Kuat arus ampere (A) (I) Suhu kelvin (K) (θ) Intensitas cahaya candela (Cd) (J) Jumlah zat mol (mol) (N) Sistem satuan internasional (SI) artinya sistem satuan yang paling banyak digunakan di seluruh dunia, yang berlaku secara internasional. b. Besaran Turunan Besaran turunan adalah besaran-besaran yang diturunkan dari besaran pokok. Contoh dari besaran turunan adalah luas suatu daerah persegi panjang. Luas sama dengan panjang dikali lebar, dimana panjang dan lebar keduanya merupakan besaran pokok panjang. Perhatikan tabel besaran turunan, satuan, dan dimensi di bawah ini. Besaran Turunan Satuan Dimensi Massa jenis (ρ) kg.m-3 ML-3 Gaya (F) kg.m.s-2 MLT-2 Usaha (W) kg.m2 .s-2 ML2 T-2 Tekanan (P) kg.m-1.s-2 ML-1T-2 Daya kg.m2 .s-3 ML2 T-3 Momentum kg.m.s-1 MLT-1 Luas (A) m2 L2 C. Besaran Menurut Arah Dan Nilainya a. Besaran Skalar Besaran SKALAR adalah besaran yang HANYA memiliki NILAI. Contoh besaran skalar adalah massa, panjang, waktu, energi, usaha, suhu, kelajuan, jarak, dan lain-lain. b. Besaran Vektor Besaran VEKTOR adalah besaran yang memiliki NILAI dan ARAH. Contohnya adalah gaya, berat, kuat arus, kecepatan, percepatan, perpindahan, posisi, dan lainlain.

279 1. Penjumlahan 2 vektor yang sejajar dan searah Contoh: Diketahui 2 buah vektor a dan b mengarah ke kanan. Panjang a adalah 4 cm dan b adalah 5 cm. Tentukan resultan vektor tersebut? Jawab: a b Maka, resultan vektor (R) (penjumlahan vektor a dan b) digambarkan sebagai berikut: a b R Jadi, resultan vektor R adalah: R = a + b = 4 + 5 = 9 cm ke kanan 2. Pengurangan dua vektor yang sejajar dan berlawanan arah. Contoh: Diketahui 2 buah vektor a dan b. Panjang a adalah 8 cm dan b adalah 5 cm. Tentukan resultan vektor tersebut? Jawab: a b Maka, resultan vektor (R) digambarkan sebagai berikut: a b R Jadi, nilai resultan vektor R adalah: R = a – b = 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: Maka, resultan vektor R digambarkan sebagai berikut: Sedangkan, nilai resultan vektor R dirumuskan dengan: 2 2 R a b 2 a b Cos = + +⋅⋅⋅ θ D. Satuan Satuan adalah ukuran dari suatu besaran yang digunakan untuk mengukur. Jenis-jenis satuan, yaitu: a. Satuan Baku Satuan baku adalah satuan yang telah diakui dan disepakati pemakaiannya secara internasional atau disebut dengan satuan internasional (SI). Contoh: meter, kilogram, detik, dan lain-lain. Satuan baku yang berlaku secara internasional disebut satuan internasional (SI). Satuan SI ada dua macam, yaitu: 1. Sistem MKS (Meter Kilogram Sekon) 2. Sistem CGS (Centimeter Gram Second) b. Satuan Tidak Baku Satuan tidak baku adalah satuan yang tidak diakui secara internasional dan hanya digunakan pada suatu wilayah tertentu. Contoh: depa, hasta, kaki, lengan, langkah. E. Angka Penting a. Aturan Angka Penting 1. Semua angka bukan nol adalah angka penting. Contoh: • 1234 (empat angka penting) • 23,457 (lima angka penting) a b a b

280 2. Angka nol yang terletak di antara angka bukan nol adalah angka penting. Contoh: • 203 (tiga angka penting) • 1203,76 (enam angka penting) 3. Angka nol yang terletak di sebelah kanan angka bukan nol adalah angka penting, kecuali ada penjelasan lain. Contoh: • 7000 (empat angka penting) • 34050000 (lima angka penting) (tanda garis bawah di angka kelima menunjukkan batas angka penting) 4. Angka nol yang terletak di sebelah kiri angka bukan nol adalah bukan angka penting. Contoh: • 0,007 (satu angka penting) • 0, 348 (tiga angka penting) b. Aturan Pembulatan 1. Angka yang lebih besar dari 5 dibulatkan ke atas. Contoh: 3,637 dibulatkan menjadi 3,64 (karena 7 lebih besar dari 5). 2. Angka yang lebih kecil dari 5 dibulatkan ke bawah. Contoh: 51,73 dibulatkan menjadi 51,7 (karena 3 lebih kecil dari 5) 3. Angka yang tepat sama dengan 5 diatur sebagai berikut: • Dibulatkan ke atas jika angka sebelumnya adalah ganjil. Contoh: 67,35 dibulatkan menjadi 67,4 (karena 3 angka ganjil). • Dibulatkan ke bawah jika angka sebelumnya adalah genap. Contoh: 38,45 dibulatkan menjadi 38,4 (karena 4 angka genap). F. Pengukuran Pengukuran adalah kegiatan membandingkan nilai besaran yang diukur dengan besaran sejenis yang ditetapkan sebagai satuan. Berikut beberapa contoh alat ukur: a. Alat Ukur Panjang 1. Meteran kelos (ketelitian sampai 1 cm) 2. Penggaris (ketelitian sampai 0,1 cm atau 1 mm) 3. Jangka sorong (ketelitian sampai 0,01 cm atau 0,1 mm) Skala nonius Skala utama Benda Berimpit Cara membaca jangka sorong: Skala utama : 2,1 cm Skala nonius : 0,04 cm Hasil pengukuran : 2,14 cm 4. Mikrometer sekrup (ketelitian sampai 0,01 mm) Skala nonius Skala utama Benda Berimpit Cara membaca mikrometer sekrup: Skala utama : 3,5 mm Skala nonius : 0,36 mm Hasil pengukuran : 3,86 mm Mikrometer sekrup digunakan untuk mengukur diameter benda bulat dan plat yang sangat tipis. b. Alat Ukur Massa Contoh alat ukur massa adalah: 1. Neraca digital (ketelitian sampai 0,001 gr) 2. Neraca O’Hauss (ketelitian sampai 0,01 gr) 3. Neraca sama lengan (ketelitian sampai 0,001 gr) + +

281 Gerak Bab 2 A. Persamaan Gerak a. Vektor Posisi r x i yj zk = ++ • Vektor perpindahan Jika suatu benda berpindah dari posisi r1 ke r2 maka vektor perpindahannya dapat dituliskan sebagai berikut: ∆r = 2 1 r r − ∆r = (x x i y y j z zk 21 21 21 − +− +− ) ( ) ( ) • Besar perpindahan ∆r = 222 ∆ +∆ +∆ xyz ∆r = ( ) ( ) ( ) 222 21 21 21 xx yy zz − +− +− b. Vektor Kecepatan xyz v v i v j vk =++ • Nilai kecepatan v = vx + v + v 2 y 2 z 2 • Kecepatan rata-rata v = r t ∆ ∆ = 2 1 2 1 r r t t − − x v = x t ∆ ∆ = 2 1 2 1 x x t t − − c. Vektor Percepatan a a i a j ak =++ xyz • Nilai percepatan a = 222 aaa xyz + + • Percepatan rata-rata = v t ∆ ∆ = 2 1 2 1 v v t t − − ax = x v t ∆ ∆ = x2 x1 2 1 v v t t − − Keterangan: x : nilai vektor posisi r di sumbu x y : nilai vektor posisi r di sumbu y z : nilai vektor posisi r di sumbu z i, j, dan k masing-masing adalah vektor satuan di sumbu x, y, dan z. B. Hubungan Antara Posisi, Kecepatan, dan Percepatan Hubungan antara persamaan kecepatan sesaat dan percepatan sesaat dari persamaan posisi sebagai berikut: Misalnya, suatu persamaan posisi di sumbu x adalah: n x at bt c = ⋅ + ⋅+ dengan a, b, dan c adalah konstanta, t adalah variabel waktu, dan n adalah nilai pangkat. Maka, kecepatan sesaat pada sumbu X adalah: vx = dx dt = n 1 ant b − ⋅⋅ + Sedangkan, percepatan sesaat pada sumbu X: ax = 2 2 d x dt = dvx dt = n 2 a n (n 1) t − ⋅⋅ − ⋅

282 Keterangan: dx dt dibaca “turunan persamaan posisi x terhadap waktu t”. 2 2 d x dt dibaca “turunan kedua dari persamaan posisi x terhadap waktu t”. Mencari kecepatan dan posisi dari persamaan percepatan. Misal: diketahui persamaan percepatan di sumbu x adalah: a pt q x = ⋅+ dengan p dan q adalah konstanta dan t adalah variabel maka persamaan kecepatan pada sumbu X adalah: vx = 0x x v a dt + ∫ Sedangkan, persamaan posisi di sumbu X adalah: x = 0 x x v dt + ∫ Keterangan: V0x: kecepatan mula-mula di sumbu X x0 : posisi mula-mula di sumbu X ∫a dt x dibaca “integral dari persamaan ax terhadap waktu t”. x v dt ∫ dibaca “integral dari persamaan vx terhadap waktu t”. C. Dinamika Gerak Lurus a. Gerak Lurus Beraturan (GLB) Gerak lurus beraturan adalah gerak benda mengikuti lintasan lurus dengan KECEPATAN TETAP per satuan waktu. Karena kecepatannya tetap maka nilai PERCEPATAN BENDA adalah NOL. (v = tetap dan a = 0). Rumus jarak: S vt = ⋅ b. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak benda mengikuti lintasan lurus dengan KECEPATAN BERUBAH setiap pertambahan waktu dan PERCEPATAN TETAP (v = berubah dan a = tetap). Ingat Rumus-rumus GLBB: 1. S = 2 0 1 v t at 2 ⋅ + 2. vt = 0 v at + ⋅ 3. 2 t v = 2 0 v 2aS +⋅⋅ 4. S = t 0 v v t 2 + Keterangan: S : jarak (m) a : percepatan (m/s2 ) vt : kecepatan sesaat pada waktu t (m/s) v0 : kecepatan awal (m/s) t : waktu (s) D. Perpaduan Gerak (Gerak Parabola) Gerak parabola adalah resultan perpindahan suatu benda yang SERENTAK melakukan GLB pada arah HORIZONTAL (sumbu X) dan GLBB pada arah VERTIKAL (sumbu Y). a. Pada Sumbu X (GLB) • Kecepatan sesaat tx 0x 0 v v v Cos = =⋅ α hmaks Xmaks V0x V0 Vt Vt Vx Vty Vty Vtx Vtx Vty = 0 V0y h a

283 • Jarak tempuh sesaat 0 x v Cos t = ⋅ α⋅ Keterangan: vtx: kecepatan sesaat pada sumbu X (m/s) x : jarak tempuh pada sumbu X saat waktu t (m) • Pada saat jarak horizontal terjauh: Jarak horizontal terjauh adalah: xmaks = 2 0 v sin2 g α Sedangkan, waktu tempuh untuk mencapai ke jarak terjauh adalah: tx maks = 2 v sin 0 g ⋅⋅α b. Pada Sumbu Y (GLBB) • Kecepatan awal di sumbu y v0y = v0 sin a • Kecepatan sesaat vy = v0 sin a – g.t • Ketinggian sesaat 2 0 1 h v sin t g t 2 = ⋅ ⋅− ⋅ α Keterangan: Voy : kecepatan awal pada sumbu Y (m/s) Vty : kecepatan sesaat pada sumbu Y (m/s) h : ketinggian saat waktu t (m) g : percepatan gravitasi (10 m/s2 ) • Pada saat ketinggian maksimum Padasaatketinggianmaksimumvy=0.Ketinggian maksimum dapat dirumuskan dengan: Hmaks = 2 2 0 v sin 2g α Sedangkan, waktu tempuh untuk mencapai ketinggian maksimum adalah: Hmaks t = 0 v sin g α E. Gerak vertikal ke atas Gerak vertikal ke atas adalah gerak benda yang dilempar DENGAN KECEPATAN AWAL (v0 ) membentuk lintasan lurus ke atas. • Ketinggian maksimum yang dicapai adalah: 2 0 maks v h 2 g = ⋅ • Waktu tempuh untuk mencapai ketinggian maksimum: 0 maks v t g = F. Gerak jatuh bebas Gerak jatuh bebas adalah gerak benda yang dilepas dari ketinggian tertentu di atas tanah TANPA KECEPATAN AWAL (v0 = 0). • Waktu yang dibutuhkan benda ketika menyentuh tanah: 2 h t g ⋅ = • Kecepatan benda jatuh bebas ketika menyentuh tanah: v 2gh = ⋅⋅ G. Gerak Melingkar Beraturan (GMB) Gerak Melingkar Beraturan (GMB) adalah gerak benda pada lintasan melingkar dengan KECEPATAN SUDUT TETAP (ω) dan PERCEPATAN SUDUTNYA NOL (a). (ω = tetap dan a = 0) Rumus GMB: θ =ω⋅ t H. Gerak Melingkar Berubah Beraturan Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB) adalah gerak benda pada lintasan melingkar dengan KECEPATAN SUDUT BERUBAH-UBAH dan PERCEPATAN SUDUT TETAP. ( α = tetap)

284 Ingat Rumus GMBB: 1. q = 2 0 1 t t 2 ω ⋅ + α⋅ 2. ωt = ω0 + a . t 3. ωt 2 = ω0 2 + 2 . a . q 4. q = t 0 t 2   ω +ω ⋅     Keterangan: q : jarak sudut (rad) w0 : kecepatan sudut awal (rad/s) wt : kecepatan sudut sesaat (rad/s) a : percepatan sudut (rad/s2 ) t : waktu (s) I. Hubungan Gerak Lurus dan Gerak Melingkar Gerak Lurus Gerak Melingkar s = jarak q = sudut jarak v = kecepatan w = kecepatan sudut a = percepatan a = percepatan sudut Hubungannya: 1. S = q . R 2. v = w . R 3. a = a . R Keterangan: R : jari-jari lingkaran (m) q : sudut (rad) w: kecepatan sudut (rad/s) a : percepatan sudut (rad/s2 )

285 Hukum Newton, Gaya, Usaha, dan Energi Bab 3 A. Hukum Newton Tentang Gerak a. Hukum I Newton Hukum I Newton berbunyi: “Jika resultan gaya yang bekerja pada benda bernilai nol maka benda yang diam akan terus diam dan benda yang bergerak lurus dengan kecepatan tetap akan tetap bergerak dengan kecepatan tetap.” Hukum I Newton dirumuskan dengan: ∑F 0 = b. Hukum II Newton Hukum II Newton berbunyi: “Percepatan adalah perbandingan antara resultan gaya yang bekerja pada benda dengan massanya.” Hukum II Newton dirumuskan dengan: ∑F ma = ⋅ c. Hukum III Newton Hukum III Newton berbunyi: “Gaya reaksi akan timbul akibat gaya aksi yang dikenakan pada suatu benda yang besarnya sama dan arahnya berlawanan.” Hukum III Newton dirumuskan dengan: Faksi = –Freaksi Keterangan: ∑F : resultan gaya (N) m : massa (kg) a : percepatan (m/s2 ) B. Konsep Gaya Gaya adalah kekuatan yang dapat menimbulkan perubahan pada benda. Misalnya, perubahan posisi atau perubahan bentuk. a. Gaya Berat (W) Gaya berat adalah gaya yang timbul karena GAYA TARIK BUMI terhadap benda. Rumus: W mg = ⋅ Keterangan: W : berat benda (N) m : massa benda (kg) g : percepatan gravitasi (m/s2 ) Arah gaya berat selalu menuju ke pusat bumi (ke bawah). Perhatikan gambar di bawah ini. b. Gaya Normal (N) Gaya normal adalah gaya yang timbul karena adanya dua permukaan pada benda yang bersentuhan. Arah GAYA NORMAL selalu TEGAK LURUS terhadap BIDANG SENTUH. Perhatikan gambar di bawah ini. W W (A) (B) N w N w sin q w w cosq q

286 Gaya ini tidak memiliki rumus yang pasti, disesuaikan dengan gaya yang bekerja pada benda tersebut. Besarnya gaya normal adalah: Gambar (A): F ∑ y = 0 N – W= 0 N = W = m . g Gambar (B): F ∑ y = 0 N – W . cosθ = 0 N = W . cosθ = m . g . cosθ c. Gaya Gesek (f) Gaya gesek adalah gaya yang terjadi akibat PERSENTUHAN antara BENDA dan PERMUKAAN KASAR. Arah gaya gesek selalu berlawanan dengan kecenderungan gerak benda. Pada gambar di atas ketika benda dikenakan gaya sebesar F maka akan timbul gaya gesek sebesar f. Sehingga ada dua keadaan yang terjadi pada benda, yaitu: 1. Benda TETAP DIAM Benda akan TETAP DIAM, jika gaya F yang kita berikan masih KURANG atau SAMA DENGAN GAYA GESEK STATIS MAKSIMUMNYA (fs maks). s maks s F f F N ≤ ≤µ ⋅ Jadi, besarnya gaya gesek (f) adalah sama dengan gaya yang yang diberikan pada benda, yaitu F. f = F 2. Benda BERGERAK Benda akan BERGERAK, jika gaya F yang diberikan bernilai LEBIH BESAR dari gaya GAYA GESEK STATIS MAKSIMUMNYA (fs maks). s maks s F f F N > >µ ⋅ Jadi, besarnya gaya gesek (f) pada benda adalah gaya gesek kinetis, rumusnya: k k ff N = =µ ⋅ Keterangan: f : gaya gesek (N) f s maks : gaya gesek statismaksimum(N) f k : gaya gesek kinetis (N) µs : koefisien gesekan statis µk : koefisien gesekan kinetis N : gaya normal (N) C. Energi a. Energi Kinetik Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda yang sedang bergerak. Rumus: Ek = 1 2 E = mv k 2 m . v ⋅ 2 Keterangan: Ek : energi kinetik (Joule) m : massa benda (kg) v : kecepatan benda (m/s) b. Energi Potensial Gravitasi Energi potensial gravitasi adalah energi yang dimiliki benda karena posisinya terhadap titik acuan tertentu. Rumus: Ep = m . g . h Keterangan: Ep : energi potensial (J) g : percepatan gravitasi bumi (10 m/s2 ) h : ketinggianbenda relatifterhadapacuan(m) D. Usaha s F W FS = ⋅ ∑ W N F arah gaya f

287 Keterangan: W : usaha (J) S : perpindahan benda (m) Syarat : ∑F harus segaris dengan S a. Usaha Sebagai Perubahan Energi Kinetik Jika benda bergerak mengalami perubahan kecepatanmaka timbul usaha yang besarnya sama dengan perubahan energi kinetiknya. W = DEk = DEk2 – Ek1 F . S = ( ) 2 2 2 1 1 mv v 2 ⋅ − (V2 2 – V1 2 ) b. Usaha Sebagai Perubahan Energi Potensial Jika benda mengalami perubahan posisi ketinggiannya dari suatu titik acuan maka timbul usaha yang besarnya sama dengan perubahan energi potensialnya. W = DEp = Ep2 – Ep1 W = m . g . (h2 – h1 ) c. Usaha Sebagai Perubahan Energi Mekanik Energi MEKANIK adalah energi total yang dimiliki benda, yaitu ENERGI POTENSIAL DITAMBAH DENGAN ENERGI KINETIK. Em = Ep + Ek Em = m . g . h + 1 2 m g h m.v 2 ⋅⋅+ ⋅ 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. Rumus: W = DEk + DEp f . S = ( ) 2 2 2 1 1 mv v 2 ⋅ − (V2 2 – V1 2 ) + m . g . (h2 – h1 ) Keterangan: f : gaya gesek (N) DEk : perubahan energi kinetik (J) DEp : perubahan energi potensial (J) E. Hukum Kekekalan Energi Mekanik Jika sebuah benda bergerak dan tidak ada gaya gesek yang terjadi maka berlaku hukum kekekalan energi mekanik. Em = Em2 Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2 2 1 1 1 mgh mv 2 ⋅⋅ + ⋅ = 2 2 2 1 mgh mv 2 ⋅⋅ + ⋅ F. Daya Daya adalah usaha persatuan waktu. Rumus: P = W F v t = ⋅ Keterangan: P : daya (watt) W : usaha (J) t : waktu (s) F : gaya (N) v : kecepatan (m/s) F F V V h2 h1 s F v1 v2 m h1 h2 f kasar s 1 2 v1 v2

288 Momentum, Implus, danTumbukan Bab 4 A. Momentum Momentum adalah hasil kali antara MASSA BENDA yang BERGERAK dan KECEPATAN GERAKNYA. Momentum termasuk dalam besaran vektor yang arahnya sama dengan arah gerak benda. Rumus: p mv = ⋅ Keterangan: p : momentum (kg.m/s) m : massa (kg) v : kecepatan benda (m/s) B. Impuls Impuls adalah PERUBAHAN MOMENTUM sebuah benda atau HASIL KALI GAYA yang BEKERJA pada suatu benda dan LAMANYA GAYA ITU BEKERJA. Rumus: I = ∆p = F dt ⋅ ∫ Keterangan: I : impuls (N.s) Dp : perubahan momentum (p2 – p1 ) F : gaya (N) t : waktu (s) C. Tumbukan a. Tumbukan Lenting Sempurna Pada tumbukan lenting sempurna tidak terjadi perubahan bentuk energi. Setelah tumbukan kedua benda berpisah. Pada tumbukan lenting sempurna berlaku: 1. Hukum kekekalan ENERGI KINETIK Ek awal = Ek akhir 2. Hukum kekekalan MOMENTUM pawal = p akhir 3. Koefisien restitusi (e) bernilai 1 e = v v −∆ ′ ∆ = ( 2 1 ) 2 1 v v v v − ′− ′ − =1 b. Tumbukan Lenting Sebagian Pada tumbukan lenting sebagian ada sebagian energi kinetik berubah menjadi bentuk energi lain sehingga energi kinetik total setelah tumbukan menjadi lebih kecil daripada energi kinetik total sebelum tumbukan. Pada tumbukan lenting sebagian berlaku: 1. Hukum kekekalan momentum p p awal akhir = 2. Koefisien restitusi (e) bernilai lebih dari 0 sampai kurang dari 1 e = v v −∆ ′ ∆ = ( 2 1 ) 2 1 v v v v − ′− ′ − dimana 0 < e < 1

289 c. Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali Pada tumbukan tidak lenting sama sekali, energi kinetik setelah tumbukan lebih kecil daripada energi kinetik sebelum tumbukan. SETELAH TUMBUKAN, KEDUA BENDA BERGERAK BERSAMA-SAMA (menempel). Pada tumbukan tidak lenting sama sekali berlaku: 1. Hukum kekekalan momentum p p awal akhir = 2. Koefisienrestitusi(e)bernilai0sehingga: 1 2 v v ′= ′ Keterangan: 1 v ′ : kecepatan akhir benda 1 2 v ′ : kecepatan akhir benda 2 v1 : kecepatan awal benda 1 v2 : kecepatan awal benda 2

290 Gerak Rotasi Bab 5 A. Momen Inersia Momen inersia pada gerak rotasi adalah kelembaman benda (kemampuan benda mempertahankan posisinya) pada saat bergerak melingkar. Nilai momen inersia benda tergantung pada bentuk benda dan letak porosnya. a. Momen Inersia pada Benda Titik M1 M2 R1 R2 I = 2 ∑m R⋅ I = 222 m R m R m R ..... 11 2 2 3 3 ⋅+⋅+⋅+ Keterangan: I : momen inersia (kg.m2 ) m1 : massa benda 1 (kg) R1 : jarak pusat massa m1 dengan poros putar (m) b. Momen Inersia pada Benda yang Kontinu Rumus momen inersia pada berbagai benda: 1. Pelatsegi empat tipis, poros disepanjang sisi b. 1 2 I Ma 3 = ⋅ konstanta inersia, k = 1 3 2. Pelatsegi empattipis,porosmelaluititikpusat 1 2 2 I M (a b ) 12 = ⋅+ konstanta inersia, k = 1 12 3. Batang silinder, poros melalui titik tengah 1 2 I ML 12 = ⋅ konstanta inersia, k = 1 12 4. Batang silinder, poros melalui ujung 1 2 I ML 3 = ⋅ konstanta inersia, k = 1 3 5. Silinder pejal, poros melalui pusat 1 2 I MR 2 = ⋅ konstanta inersia, k = 1 2 6. Silindertebal berongga, poros melalui pusat R2 R1 ( ) 2 2 1 2 1 I MR R 2 =⋅+ konstanta inersia, k = 1 2 7. Silinder tipis berongga, poros melalui pusat 2 I MR = ⋅ konstanta inersia, k = 1 8. Bola pejal, poros melalui pusat 2 2 I MR 5 = ⋅ konstanta inersia, k = 2 5

291 9. Bola berongga, poros melalui pusat 2 2 I MR 3 = ⋅ konstanta inersia, k = 2 3 Keterangan: M : massa benda (kg) L : panjang batang silinder (m) R : jari-jari dari sumbu putar (m) c. Momen Inersia pada Batang Silinder yang Diputar pada Jarak d dari Pusat Massa d L 1 2 2 I ML Md 12 = ⋅+⋅ Keterangan: d : jarak poros putar dari pusat massa (m) B. Momen Gaya (Torsi) Momen gaya adalah ukuran besar kecilnya efek putar sebuah gaya terhadap suatu benda. Syarat r F ⊥ atau r F ⊥ seperti pada gambar di bawah ini. F r C Untuk gaya yang tidak lurus lengan, gunakan rumus: F r C Keterangan: c τ : torsi di titik C (Nm) F : gaya (N) r : jarak gaya F dari titik C (m) Untuk sistem lebih darisatu gaya, gunakan rumus: r F ⊥ ∑ ∑τ= ⋅ C. Hukum II Newton pada gerak rotasi Jika percepatan anguler bernilai konstan (α = konstan) maka berlaku hukum II Newton. t = I . α Pada hukum II Newton berlaku rumus-rumus gerak melingkar berubah beraturan (GMBB). Keterangan: t : torsi (N.m) I : momen inersia (kg.m2 ) α : percepatan anguler (rad/s) D. Beberapa nilai percepatan sistem katrol M a m1 m2 m2 M a licin q m1 a = ( 2 1) 1 2 mmg 1 mm M 2 − ⋅ + + a = ( 2 1 ) 1 2 m m sin g 1 mm M 2 − ⋅ θ⋅ + + m2 m1 M M a m2 M N W a f Kasar a = ( 2 k1) 1 2 m mg 1 mm M 2 −µ ⋅ ⋅ + + a = ( 2 1) 1 2 mmg mmM − ⋅ + + Keterangan: a : percepatan sistem (m/s2 ) m : massa katrol (kg) g : percepatan gravitasi bumi (10 m/s2 ) mk : koefisien gesekan kinetis τ= ⋅ c F r c τ=⋅ ⋅ θ r F sin

292 E. Energi kinetik a. Energi Kinetik Translasi atau Gerak Lurus 2 kT 1 E mv 2 =⋅⋅ b. Energi Kinetik Rotasi 2 kR 1 E I 2 = ⋅ ⋅ω c. Energi Kinetik Total Benda Menggelinding Pada BENDA yang bergerak MENGGELINDING, benda tersebut melakukan gerak TRANSLASI dan ROTASI. Jadi, energi total yang dimiliki benda menggelinding adalah energi kinetik translasi dan energi kinetik rotasi. Menggelinding Translasi Rotasi Ek total =E E kT kR + Ek total = ( ) 1 2 mv 1 k 2 ⋅⋅ + Keterangan: I : momen inersia w : kecepatan sudut (rad/s) m : massa benda (kg) k : konstanta inersia F. Benda Menggelinding Menuruni atau Menaiki Bidang Miring v Kasar v h h Kasar 2gh v k 1 ⋅ ⋅ = + Keterangan: k : konstanta inersia G. Usaha Gerak Rotasi W =τ⋅θ Keterangan: W : usaha (J) t : momen torsi (N.m) q : sudut yang disapu benda (rad) H. Momentum Anguler Momentum anguler dirumuskan dengan: L I = ⋅ω Keterangan: L : momentum anguler (kg.m2 /s) I : inersia benda (kg.m2 ) w : kecepatan anguler (rad/s) I. Hukum kekekalan momentum anguler Lawal = Lakhir 112 2 I I ⋅ω + ⋅ω = 11 2 2 I I ⋅ω′+ ⋅ω ′ Keterangan: I 1 : momen inersia benda 1 I 2 : momen inersia benda 2 w' : kecepatan anguler setelah tumbukan J. Kekekalan Momentum Anguler untuk benda yang Berputar dengan Mengubah Jari-jari 2 R R   ω′ = ⋅ ω    ′ Keterangan: w' : kecepatan sudut akhir (rad/s) R : jari-jari akhir

293 Fluida Bab 6 Fluida adalah semua zat yang dapat mengalir. Contohnya: zat cair (air, minyak) dan gas. Dalam bab ini akan dipelajari tentang fluida statis dan fluida dinamis. A. Fluida Statis Fluida statis adalah zat yang berada dalam keadaan diam (tidak bergerak). a. Massa Jenis Massa jenis adalah ukuran kerapatan suatu benda. Semakin besar massa jenis benda maka benda tersebut semakin rapat. Rumus: m V ρ = Keterangan: ρ : massa jenis benda (kg/m3 ) m : massa benda (kg) V : volume (m3 ) b. Tekanan Tekanan adalah hasil bagi antara gaya dengan luas penampang. Rumus: F P 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: 1 N/m2 = 1 pascal (Pa) 1 N = 105 dyne 1 atm = 105 Pa 1 atm = 76 cmHg c. Tekanan Hidrostatis Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang dialami benda saat di dalam fluida karena adanya gaya gravitasi. Rumus: h P gh h =ρ⋅ ⋅ Keterangan: Ph :tekanan hidrostatis (Pa) ρ :massa jenis fluida (kg/m3 ) g : percepatan gravitasi (10 m/s2 ) h : kedalaman benda dari permukaan fluida (m) Hukum pokok hidrostatis Hukum pokok hidrostatis berbunyi: ‘‘Semua titik yang terletak pada suatu bidang datar di dalam zat cair yang sejenis memiliki tekanan yang sama.’’ PhA =PhB ρ⋅ ⋅ 1 1 g h = ρ⋅ ⋅ 2 2 g h ρ ⋅ 1 1 h = ρ ⋅ 2 2 h h2 B h1 A ρ1 ρ2

294 Ingat M e n g u k u r b e s a r n y a kedalaman (h) harus dihitung dari PERMUKAAN ZAT CAIR (dari atas) BUKAN dari bawah. Berdasarkan persamaan di atas: • MAKIN DALAM letak suatu BENDA di dalam zat cair maka TEKANAN HIDROSTATIS yang diperoleh akan MAKIN BESAR. • MAKIN BESAR MASSA JENIS suatu zat cair maka MAKIN BESAR pula TEKANAN HIDROSTATIS yang dihasilkan. d. Tekanan Mutlak Tekanan mutlak adalah tekanan total yang dialami oleh benda. PP P = + o h Keterangan: P : tekanan mutlak (Pa) Po: tekanan udara luar (Pa) Ph: tekanan hidrostatis (Pa) e. Hukum Pascal Hukum Pascal berbunyi: “Tekanan yang diberikan kepada fluida di dalam ruangan tertutup diteruskan sama besar ke segala arah.” Penerapan hukum Pascal pada bejana berhubungan: 1 2 1 2 F F A A = 2 1 1 2 2 d F F d   = ⋅       Keterangan: F1 : gaya pada A1 (N) F2 : gaya pada A2 (N) A1 : luas permukaan bidang 1 (m2 ) A2 : luas permukaan bidang 2 (m2 ) d1 : diameter permukaan bidang 1 d2 : diameter permukaan bidang 2 Prinsip hukum Pascal ini diterapkan pada alat-alat, misalnya dongkrak hidrolik, pompa hidrolik, mesin hidrolik pengangkat mobil, dan rem hidrolik mobil. f. Hukum Archimedes Hukum Archimedes berbunyi: “Benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas sebesar berat zat cair yang dipindahkan oleh benda yang tercelup tersebut.” benda F W A benda Vtc } volume zat cair yang dipindahkan Besarnya gaya ke atas tersebut dirumuskan: F gV A f tc =ρ ⋅ ⋅ Keterangan: FA : gaya tekan ke atas/gaya Archimedes (N) ρf :massa jenis fluida/zat cair (kg/m3 ) Vtc: volume zat cair yang dipindahkan atau volume benda yang tercelup di dalam zat cair (m3 ) Akibat gaya tekan ke atas ini, benda memiliki tiga posisi jika dimasukkan ke dalam suatu zat cair, yaitu: 1. Terapung Ciri-ciri benda terapung, yaitu: • Massa jenis benda lebih kecil dibandingkan dengan massa jenis zat cair (r benda < r zat cair). • Berat benda sama dengan gaya ke atas (Wbenda= FA). F W A = tc b f b V V ρ= ρ F1 F2 A1 A2 FA W

295 Keterangan: ρb : massa jenis benda (kg/m3 ) Vtc : volume benda yang tercelup (m3 ) Vb : volume benda total (m3 ) W : berat benda (N) 2. Melayang • Massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair (r benda = r zat cair). • Berat benda sama dengan gaya ke atas (Wbenda= FA). F W A = f b f b V V ρ= ρ Keterangan: ρb : massa jenis benda (kg/m3 ) V : volume benda (m3 ) Vb : volume benda total (m3 ) W : berat benda (N) 3. Tenggelam Ciri-ciri benda tenggelam, yaitu: • Massa jenis benda lebih besar dibandingkan dengan massa jenis zat cair (r benda > r zat cair). • Berat benda lebih besar daripada gaya ke atas (W benda > FA). WF N = + A Keterangan: N : gaya normal (N) Penerapan hukum Archimedes antara lain adalah kapal laut, kapal selam, galangan kapal, jembatan fonton, galangan kapal, balon udara, dan hydrometer. Berat Semu/Berat Benda di Dalam Fluida Berat semu benda di dalam fluida adalah selisih antara berat benda di udara dengan gaya angkat yang terjadi pada benda. WWF f uA = − Keterangan: FA : gaya angkat/Archimedes (N) Wf : berat semu benda (N) Wu : berat benda di udara (N) B. Tegangan Permukaan Zat Cair Tegangan permukaan zat cair adalah kecenderungan zat cair untuk meregang (menjadi tegang) sehingga permukaannya seperti ditutupi oleh suatu lapisan elastis. Tegangan permukaan ini yang mengakibatkan serangga tertentu, seperti nyamuk atau laba-laba dapat berjalan di atas air dan jarum atau silet dapat mengapung di permukaan air. F d γ = Jika permukaan benda yang bersentuhan ada pada 2 sisinya, seperti kawat atau jarum maka d = 2L, Keterangan: L : panjang kawat atau jarum(m) F : gaya yang bekerja pada permukaan zat cair (N) a. Kapilaritas • Kapilaritas adalah peristiwa naik turunnya fluida yang berada di dalam pipa kapiler (pipa dengan diameter yang sangat kecil). • KOHESI adalah gaya tarik-menarik antarmolekul SEJENIS. • ADHESI adalah gaya tarik-menarik antarmolekul TAK SEJENIS. Ingat Untuk mengingat dengan mudah: Ko = Sejenis A = TIDAK sejenis W FA FA W N

296 Air Raksa Penjelasan pada gambar di atas, yaitu: • Air memiliki gaya adesif lebih besar daripada gaya kohesifnya. Akibatnya, permukaan air akan naik jika berada pada pipa kapiler. • Berbeda dengan air, raksa memiliki gaya kohesif lebih besar daripada gaya adesifnya. Akibatnya, permukaan raksa akan turun jika berada pada pipa kapiler. Ketinggian/kedalaman fluida pada pipa kapiler dirumuskan: h = 2 . . cos . . r f γ θ ρ g Keterangan: h : ketinggian fluida pada pipa kapiler (m) g : tegangan permukaan (N/m) q : sudut kontak ρf : massa jenis fluida (kg/m3 ) g : percepatan gravitasi (10 m/s2 ) r : jari-jari pipa kapiler (m) b. Gaya Gesekan Fluida (Gaya Stokes) Gaya stokes adalah gaya gesekan pada fluida akibat kekentalan zat tersebut. Semakin kental fluida maka semakin besar gaya stokes yang dihasilkan. Rumus: Fs = 6p . r . h . v Keterangan: Fs : gaya stokes/gaya gesek fluida (N) r : jari-jari (m) h : viskositas fluida (N.s/m2 ) v : kecepatan fluida (m/s) Jika sebuah kelereng dicelupkan ke dalam fluida kental maka terdapat gaya apung (FA) dan gaya stokes (Fs ) yang melawan gaya beratnya (W). c. Kecepatan Terminal Kecepatan terminal adalah kecepatan maksimum tetap yang dapat dimiliki oleh suatu benda yang berada pada fluida kental. Jika bendanya adalah sebuah bola pejal maka kecepatan terminalnya dirumuskan: ( ) 2 T b f 2r g v 9 ⋅ = ρ −ρ η Keterangan: vT : kecepatan terminal (m/s) r : jari-jari bola (m) h : koefisien viskositas (kg/ms) rb : massa jenis benda (kg/m3 ) rf : massa jenis fluida (kg/m3 ) C. Fluida Dinamis Fluida dinamis adalah fluida yang mengalir (bergerak). a. Debit Fluida (Laju Alir) Debit fluida adalah volume fluida yang mengalir setiap detik. Debit fluida dirumuskan: V Q Av t = =⋅ Keterangan: Q: debit fluida (m3 /s) V : volume fluida (m3 ) t : selang waktu (s) A : luas permukaan (m2 ) v : kecepatan fluida (m/s) b. Persamaan Kontinuitas v2 v1 A2 A1

297 Jika dianggap tidak terdapat gesekan pada pipa maka debit fluida yang mengalir pada pipa akan tetap. Q1 = Q2 = Q3 = ..... = konstan A1 v1 = A2 v2 = A3 v3 = .... = konstan c. Asas Bernoulli Asas Bernoulli menyatakan bahwa: “Pada pipa mendatar, tekanan fluida paling besar terdapat pada bagian yang kelajuan alirannya paling kecil. Sebaliknya, tekanan fluida paling kecil terdapat pada bagian yang kelajuan alirannya paling besar.” v2 v1 P1 P2 Menurut asas Bernoulli, kecepatan fluida pada penampang 1 lebih kecil daripada kecepatan fluida pada penampang 2 (v1 < v2 ) maka tekanan penampang 1 lebih besar daripada tekanan penampang 2 (P1 > P2 ). d. Persamaan Bernoulli h1 P1 v1 v2 P2 h2 1 2 P v g h konstan 2 + ρ +ρ⋅ ⋅ = 2 2 1 11 1 1 2 2 2 2 2 1 1 P v gh P v gh 2 2 + ρ +ρ = + ρ +ρ Keterangan: P : tekanan (P) h : ketinggian (m) ρ : massa jenis fluida (kg/m3 ) v : kecepatan fluida (m/s) Penerapan Persamaan Bernaulli 1. Pada Tabung Bocor Jika sebuah tabung yang berlubang berisi air maka kecepatan air keluar dari tabung dan jarak jatuhnya dari kaki tabung adalah: h1 v x h2 Keterangan: g : percepatan gravitasi (m/s2 ) h1 : jarak lubang dari permukaan air (m) h2 : jarak lubang dari dasar bejana (m) 2. Venturimeter Venturimeter adalah alat untuk mengukur kecepatan gerak fluida cair. Dengan alat venturimeter maka dapat dengan mudah kita ketahui perbedaan tekanan antara pipa penampang 1 dan 2, yaitu: h v1 v2 P P 1 2 − = ρ⋅ ⋅ g h atau P P 1 2 − = ( ) 2 2 2 1 1 v v 2 ρ⋅ − Untuk mencari kecepatan v1 dan v2 dapat digunakan rumus: v1 = 2 1 2 2gh A 1 A ⋅ ⋅     −   2 2 1 2gh A 1 A ⋅ ⋅   −     v2 = 1 2 x 2 h .h = 1 v 2.g.h =

298 3. Sayap pesawat terbang v1 v2 P2 P1 KECEPATANALIRAN udara DI ATAS sayap (v1 ) LEBIH BESAR DARIPADA kecepatan aliran udara DI BAWAH sayap (v2 ). Akibatnya, TEKANAN udara DI BAWAH sayap (P2 ) LEBIH BESAR DARIPADA tekanan udara DI ATAS sayap (P1 ). Perbedaan tekanan ini menghasilkan gaya angkat pesawat sebesar: F2 – F1 = (P2 – P1 ).A Rumus GAYA ANGKAT PESAWAT adalah: ( ) 2 2 21 1 2 1 F F v v .A 2 − =ρ − Jadi, agar pesawat dapat terangkat, gaya angkat pesawat harus lebih besar daripada berat pesawat (F2 – F1 > mg). Keterangan: P2 – P1 : perbedaan tekanan (N/m2 ) r : massa jenis udara(kg/m3 ) v1 2 – v2 2 : perbedaan kecepatan fluida(m/s)

299 Suhu dan Kalor Bab 7 A. Suhu Suhu adalah ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda. Untuk mengukur besarnya suhu digunakan alat yang dinamakan termometer. a. Konversi Satuan Termometer TXba X TX Y TYba TY X Xbb Xba Xbb T T T T − − = Y Ybb Yba Ybb T T T T − − Keterangan: TX : suhu tertentu pada termometer X TX bb: suhu batas bawah/terendah pada termometer X TX ba: suhu batas atas/tertinggi pada termometer X TY : suhu tertentu pada termometer Y Ty bb: suhu batas bawah/terendah pada termometer Y Ty b : suhu batas atas/tertinggi pada termometer Y b. Konversi Satuan Celsius, Reamur, Fahrenheit, dan Kelvin 100o Titik didihCelsius Reamur Fahrenheit Kelvin Titik beku C R F K 80o 212o 373 0o 0o 32o 273 C R F 32 K 273 100 80 180 100 − − == = c. Pemuaian Pemuaian adalah peristiwa BERTAMBAHNYA PANJANG, LUAS, atau VOLUME suatu BENDA sebagai akibat dari SUHUnya NAIK. 1. Pemuaian Panjang Dl = lo . a . DT It –Io = Io . a . (Tt –To ) Keterangan: Dl : pertambahan panjang (meter) l o : panjang mula-mula (meter) l t : panjang akhir (meter) a : koefisien muai panjang (/°C) DT : perubahan suhu (o C) To : suhu awal (°C) Tt : suhu akhir (°C) 2. Pemuaian Luas DA = Ao . b . DT At –Ao = Ao . b . (Tt –To )