laporan kimia materi dan perubahan

ABSTRAK

Dalam percobaan yang berjudul “Materi dan Perubahan” bertujuan untuk membedakan campuran homogen dan heterogen serta perubahan fisika dan perubahan kimia. Prinsip yang digunakan pada percobaan ini adalah apabila penggabungan dua atau lebih zat dimana dalam penggabungan ini zat-zat tersebut mempertahankan identitasnya masing-masing serta kemampuan sifat untuk menghasilkan perubahan. Percobaan ini dilakukan dengan metodologi pemanasan pada 15 mL air suling dan pemanasan pada campuran larutan HCL 0,1 M 1 mL dengan NaOH 0,1 M 3 mL. Kemudian pencampuran antara 10 mL air suling dengan pasir yang kemudian di saring lalu ditambahkan 3 gram garam dapur dan dipanaskan, serta pencampuran antara 3 mL minyak makan dengan 3 mL air suling dan lilin yang dinyalakan. Hasil pengamatan yang didapat pada percobaan ini adalah perbedaan konsentrasi campuran homogen serta heterogen dan perubahan wujud atau konsentrasi pada perubahan  fisika dan perubahan kimia. Kesimpulan yang dapat diambil adalah campuran mempertahankan identitasnya masing-masing sedangkan sifat bisa ditentukan dengan mengubah komposisinya atau tidak.  

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar belakang

Dalam kehidupan kita sehari-hari, kadang kita tidak bisa membedakan bagaimana ciri-ciri dari perubahan kimia dengan perubahan fisika dan campuran homogen dengan campuran heterogen. Kita menganggap bahwa semuanya adalah sama saja, padahal sebenarnya sangat berbeda.

Ketika kita menyalakan sebuah lilin, maka kita akan melihat perubahan setelah 10 menit kemudian, dimana lilin akan meleleh sehingga akan berbeda dari wujud semula, dan warna sumbu yang tadinya putih akan menjadi hitam.

Dari satu kasus ini saja kita sudah bisa membedakan yang mana perubahan fisika dan perubahan kimia. Karena perubahan fisika adalah perubahan yang tidak menghasilkan zat baru dan masih dapat kembali ke bentuk semula. Sedangkan perubahan kimia adalah perubahan yang tidak dapat berubah ke bentuk semula dan menghasilkan zat baru. Itu artinya, lilin yang meleleh tadi merupakan perubahan fisika dan perubahan warna sumbu lilin menjadi hitam merupakan perubahan kimia.

Ketika sesendok gula dilarutkan dalam air, setelah pengadukan yang cukup lama, susunan dari campurannya di seluruh bagian larutan akan sama. Larutan ini adalah campuran homogen. Namun jika pasir dicampurkan dengan serbuk besi, butir pasir dan serbuk besi akan tetap terlihat dan terpisah. Jenis campuran ini, dimana susunannya tidak seragam, disebut campuran heterogen.

1.2. Tujuan Percobaan

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk membedakan campuran homogen dan heterogen serta membedakan perubahan fisika dan perubahan kimia.

1.3. Manfaat Percobaan

Manfaat dari percobaan ini adalah agar dapat membedakan campuran homogen dan heterogen serta membedakan perubahan fisika dan perubahan kimia.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Kimia menekankan pada kajian materi, termasuk komposisi, sifat, struktur, perubahan yang dialaminya, dan hukum yang mengendalikan perubahan tersebut. Materi adalah apapun yang mempunyai massa dan menempati ruang. Setiap benda tidak peduli berapa pun besar atau kecilnya, terdiri atas materi. Sebaliknya cahaya, kalor, dan suara adalah bentuk-bentuk energi. Energi adalah kemampuan untuk menghasilkan perubahan. Bila terjadi perubahan, energi pasti terlibat; dan bila bentuk energi berubah menjadi bentuk lain, ini merupakan bukti bahwa perubahan sedang atau telah terjadi.Campuran adalah penggabungan dua atau lebih zat dimana dalam penggabungan ini zat-zat tersebut mempertahankan identitasnya masing-masing.  Beberapa contoh diantaranya adalah udara, minuman ringan dan susu. Campuran tidak memiliki susunan yang tetap. Jadi, sampel-sampel udara yang diperoleh dari kota-kota yang berbeda bisa berbeda susunannya karena perbedaan ketinggian, pencemaran, dan lain-lain. (Raymond Chang, 2004)

Contoh banan yang mempunyai komposisi tetap dan sifat yang seragam dikatakan berada dalam satu fase. Misalnya, air pada 25^o C dan tekanan 1 atm berada dalam fase tunggal cairan. Semua sifat sama dalam fase cairan. Jika sejumlah kecil garam (NaCL) dimasukkan ke dalam air, garam larut dan contoh masih tetap dalam atu fase tunggal cair. Komposisi dan sifat fase cairan baru ini, yaitu larutan berbeda dengan air murni. Larutan ini adalah campuran karena ia terdiri dari dua bahan. Larutan ini homogen, karena sifat-sifatnya sama di seluruh cairan. Jika sedikit pasir (SO₂) ditambahkan kedalam air pasir mengendap ke dasar cairan dn tetap merupakan padatan tak larut. Campuran air-pasir ini adalah campuran dua-fase (cairan + padatan), atau dikatakan pula sebagai campuran heterogen. Komposisi dan sifat-sifatnya tidak seragam. Komposisi dan sifat-sifat fasa cairan ada pada air murni, sedangkan komposisi dan sifat-sifat fasa cairan ada pada air murni, sedangkan komposisi dan sifat-sifat fase padat terdapat pada pasir. Penambahan minyak ke dalam air juga menghasilkan campuran heterogen karena cairannya tidak memiliki susunan yang konstan.(Ralph H. Petrucci-Suminar,1987)

Sifat yang berkaitan dengan wujud (gas, cair, dan padat) atau kenampakkan sample disebut sifat fisis. Beberapa sifat fisis yang umum dikenal adalah densitas (rapatan), wujud pada suhu kamar, warna, kekerasan, titik leleh, dan titik didih. Sifat fisis suatu sampel biasanya dapat ditentukan tanpa mengubah komposisinya. Banyak sifat fisis dapat ditentukan dan dapat dinyatakan dalam bentuk angka (misalnya titik didih air 100^o C), dan perbandingan sifat-sifat tersebut sering merupakan cara terbaik untuk membedakan suatu zat lainnya.Reaksi kimia adalah perubahan ketika sedikitnya satu zat berubah komposisi dan seperangkat sifatnya. Cara khas ketika suatu zat menjalani reaksi kimia atau gagal menjalani reaksi kimia dinamakan sifat kimia. Contoh kimia adalah flamabilitas (daya nyala), ketahanan karat, reaktivitas, dan biodegradabilitas. Contoh lain dari sifat kimia adalah pengaratan. Pengaratan melibatkan perubahan komposisi (dari besi menjadi besi oksida). Sifat lain yang tercantum sama sekali tidak melibatkan perubahan komposisi besi: yang berarti merupakan sifat fisis. (David E Goldberg, 2008)

Molekul dengan energi kinetik diatas rata-rata dapat mengalahkan gaya tarik dengan molekul di sekitarnya dan lepas dari permukaan cairan ke keadaan gas atau uap. Gejala ini dinamakan penguapan. Kecenderungan suatu cairan untuk menguap meningkat sesuai dengan meningkatnya suhu cairan. Sebaliknya, meningkatnya gaya-gaya intermolekul dalam cairan cenderung menurunkan penguapan.Campuran merupakan gabungan dua atau Iebih zat tanpa perbandingan tertentu.Campuran ada yang berupa campuran homogen dan campuran heterogen. Campuran heterogen merupakan campuran yang masih memiliki batas yang dapat terlihat antara komponen-komponen penyusunnya. Campuran homogen merupakan campuran yang batas antar komponennya tidak terlihat. Campuran homogen dinamakan juga larutan, sedangkan campuran heterogen disebut juga suspense. (Acmad,1988)

Garam dapur diperoleh melalui proses penguapan air laut. Penguapan merupakan salah satu cara memisahkan campuran atau suatu metode pemisahan. Metode pemisahan .bertujuan untuk mendapatkan zat murni atau beberapa zat murni dari suatu campuran. Berdasarkan tahap proses pemisahan, metode pemisahan dapat dibedakan menjadi dua golongan, yaitu metode pemisahan sederhana dan metode pemisahan kompleks. Metode pemisahan sederhana adalah metode yang menggunakan cara satu tahap. Proses ini terbatas untuk memisahkan campuran atau larutan yang relatif sederhana. Metode pemisahan kompleks memerlukan beberapa tahapan kerja, diantaranya penambahan bahan tertentu ,pengaturan proses mekanik alat, dan reaksi-reaksi kimia yang diperlukan. Metode ini biasanya menggabungkan dua atau lebih metode sederhana. Contohnya, pengolahan bijih dari pertambangan memerlukan proses pemisahan kompleks.Larutan suatu zat dapat dipisahkan dari campurannya karena mempunyai perbedaan sifat. Menurut Johari Beberapa dasar pemisahan campuran antara lain sebagai berikut :

1. Ukuran partikel

Bila ukuran partikel zat yang akan dipisahkan berbeda dengan zat pencampur maka campuran dapat dipisahkan dengan metode filtrasi (penyaringan). Jika partikel zat hasil lebih kecil daripada zat pencampurnya, maka dapat dipilih penyaring atau media berpori yang sesuai dengan ukuran partikel zat yang diinginkan. Partikel zat yang lebih kecil akan melewati penyaring dan zat pencampurnya akan tertinggal pada penyaring.

2. Titik didih

Bila antara zat yang ingin dipisahkan dari zat pencampur memiliki titik didih yang jauh berbeda dapat dipisahkan dengan metode destilasi. Apabila titik didih zat yang ingin dipisahkan lebih rendah daripada zat pencampur, maka pada saat campuran dipanaskan antara suhu didih zat tersebut dan di bawah suhu didih zat pencampur, zat tersebut akan lebih cepat menguap, sedangkan zat pencampur tetap dalam keadaan cair dan sedikit menguap ketika titik didihnya terlewati. Proses pemisahan dengan dasar perbedaan titik didih ini bila dilakukan dengan kontrol suhu yang ketat akan dapat memisahkan suatu zat dari campurannya dengan baik, karena suhu selalu dikontrol untuk tidak melewati titik didih campuran.

3. Pengendapan

Suatu zat akan memiliki kecepatan mengendap yang berbeda dalam suatu campuran atau larutan tertentu. Zat-zat dengan berat jenis yng lebih besar daripada pelarutnya akan segera mengendap. Jika dalam suatu campuran mengandung satu atau beberapa zat dengan kecepatan pengendapan yang berbeda dan kita hanya menginginkan salah satu zat, maka dapat dipisahkan dengan metode sedimentasi atau sentrifugasi.

Jenis-jenis /metode pemisahan adalah sebagai berikut:

a. Filtrasi

Filtrasi, yakni proses penyingkiran padatan dari cairan, adalah metoda pemurnian cairan dan larutan yang paling mendasar. Filtrasi tidak hanya digunakan dalam skala kecil di laboratorium tetapi juga di skala besar di unit pemurnian air. Kertas saring dan saringan digunakan untuk menyingkirkan padatan dari cairan atau larutan. Dengan mengatur ukuran mesh, ukuran partikel yang disingkirkan dapat dipilih.

b. Adsorpsi

Tidak mudah menyingkirkan partikel yang sangat sedikit dengan filtrasi sebab partikel semacam ini akan cenderung menyumbat penyaringnya. Dalam kasus semacam ini direkomendasikan penggunaan penyaring yang secara selektif mengadsorbsi sejumlah kecil pengotor. Bantuan penyaring apapun akan bisa digunakan bila saringannya berpori, hidrofob atau solvofob dan memiliki kisi yang kaku. Celit, keramik diatom dan tanah liat teraktivasi sering digunakan. Karbon teraktivasi memiliki luas permukaan yang besar dan dapat mengadsorbsi banyak senyawa organik dan sering digunakan untuk menyingkirkan zat yang berbau (dalam banyak kasus senyawa organik) dari udara atau air. Silika gel dapat mengadsorbsi air dan digunakan meluas sebagai desikan.

c. Rekristalisasi

Sebagai metoda pemurnian padatan, rekristalisasi memiliki sejarah yang panjang seperti distilasi. Walaupun beberapa metoda yang lebih rumit telah dikenalkan, rekristalisasi adalah metoda yang paling penting untuk pemurnian sebab kemudahannya (tidak perlu alat khusus) dan karena keefektifannya. Ke depannya rekristalisasi akan tetap metoda standar untuk memurnikan padatan.

Metoda ini sederhana, material padayan ini terlarut dalam pelarut yang cocok pada suhu tinggi (pada atau dekat titik didih pelarutnya) untuk mendapatkan larutan jenuh atau dekat jenuh. Ketika larutan panas pelahan didinginkan, kristal akan mengendap karena kelarutan padatan biasanya menurun bila suhu diturunkan. Diharapkan bahwa pengotor tidak akan mengkristal karena konsentrasinya dalam larutan tidak terlalu tinggi untuk mencapai jenuh.

d. Distilasi

Distilasi adalah seni memisahkan dan pemurnian dengan menggunakan perbedaan titik didih. Distilasi memiliki sejarah yang panjang dan asal distilasi dapat ditemukan di zaman kuno untuk mendapatkan ekstrak tumbuhan yang diperkirakan dapat merupakan sumber kehidupan. Teknik distilasi ditingkatkan ketika kondenser (pendingin) diperkenalkan. Gin dan whisky, dengan konsentrasi alkohol yang tinggi.

e. Ekstraksi

Ekstraksi adalah teknik yang sering digunakan bila senyawa organik (sebagian besar hidrofob) dilarutkan atau didispersikan dalam air. Pelarut yang tepat (cukup untuk melarutkan senyawa organik; seharusnya tidak hidrofob) ditambahkan pada fasa larutan dalam airnya, campuran kemudian diaduk dengan baik sehingga senyawa organik diekstraksi dengan baik. Lapisan organik dan air akan dapat dipisahkan dengan corong pisah, dan senyawa organik dapat diambil ulang dari lapisan organik dengan menyingkirkan pelarutnya. Pelarut yang paling sering digunakan adalah dietil eter C₂H₅OC₂H₅, yang memiliki titik didih rendah (sehingga mudah disingkirkan) dan dapat melarutkan berbagai senyawa organik. Ekstraksi bermanfaat untuk memisahkan campuran senyawa dengan berbagai sifat kimia yang berbeda.

f. Kromatografi

Kromatografi adalah cara pemisahan berdasarkan perbedaan kecepatan perambatan pelarut pada suatu lapisan zat tertentu. Dasar pemisahan metode ini adalah kelarutan dalam pelarut tertentu, daya absorpsi oleh bahan penyerap, dan volatilitas (daya penguapan). Contoh proses kromatografi sederhana adalah kromatografi kertas untuk memisahkan tinta. (David E Goldberg, 2008) 

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1. Alat dan Bahan

              Alat yang digunakan pada percobaan ini adalah gelas ukur 250 mL, cawan penguap, lampu spiritus, corong, tabung reaksi, gelas kimia, tungku kaki tiga dan perangkatnya, kaca arloji, penggaris.

              Bahan yang dibutuhkan pada percobaan ini adalah minyak kelapa, garam dapur, pasir, kertas saring, NaOH, aquades.

3.2. Konstanta Fisik dan Tinjauan Keamanan

No.	Bahan	Berat Molekul	Titik Didih	Titik Leleh	Tinjauan Keamanan
1	Minyak Kelapa	144,21 g/mol	215°C	63-64°C	Aman
2	Garam Dapur(NaCl)	58,44 g/mol	1465°C	801°C	Dapat menghantar arus listrik
3	Pasir	60,08 g/mol	2230°C	1600-1725°C	Aman
4	NaOH	39,997 g/mol	1390°C	318 °C	Tidak mudah terbakar
5	Aquadest	18 g/mol	100°C	0°C	Aman
6	HCl	36,47 g/mol	110°C	-27,32°C		10-25% iritan >25% korosif

Tabel Pengamatan

No.	Data yang Diamati	Hasil Pengamatan
1.	Perubahan yang terjadi pada lilin yang menyala	-   Api menyebabkan lilin meleleh -   Lilin semakin pendek -   Termasuk perubahan fisika.
2.	Perubahan yang terjadi pada spatula baja yang dipanaskan	-   Muncul asap -   Termasuk perubahan fisika.
3.	Perubahan yang terjadi pada potongan lilin yang dipanaskan pada sendok (saat masih panas sampai dingin)	-   Potongan lilin meleleh -   Lilin kembali mengeras setelah dingin -   Termasuk perubahan fisika.
4.	Perubahan yang terjadi pada serbuk belerang yang dipanaskan pada sendok	-   Tercium bau tidak sedap -   Serbuk belerang berubah menjadi gas -   Termasuk perubahan kimia.
5.	Perubahan yang terjadi pada gula pasir yang dipanaskan pada sendok	-  Gula mencair -  Tercium bau hangus -  Warna berubah menjadi cokelat tua -  Termasuk perubahan kimia.
6.	Perubahan yang terjadi pada pita magnesium yang dibakar dalam nyala api spiritus	-  Muncul pijar dengan nyala sangat terang -  Pita magnesium berubah menjadi abu -  Termasuk perubahan kimia.
7.	Perubahan yang terjadi saat potongan pita magnesium dimasukkan ke dalam  larutan HCl 1 M	-  Muncul buih -  Warna HCl menjadi agak putih -  Suhu meningkat -  Potongan pita magnesium lama-kelamaan menghilang -  Termasuk perubahan kimia.
8.	Perubahan yang terjadi setelah pencampuran antara larutan KI dan larutan Pb(NO3)2	-  Warna larutan berubah menjadi kuning pekat -  Terdapat endapan -  Termasuk perubahan kimia.

F.       Analisis Data

Berdasarkan tabel pengamatan dari tujuh kegiatan yang telah dilakukan pada praktikum perubahan fisika dan perubahan kimia, dapat dijabarkan sebagai berikut.

Kegiatan 1 termasuk perubahan fisika karena tidak menghasilkan zat baru dari lilin yang menyala. Lilin hanya berubah bentuk dari batang yang semula panjang menjadi pendek karena meleleh.

Kegiatan 2 termasuk perubahan fisika karena tidak menghasilkan zat baru dari spatula yang dibakar pada nyala lilin. Muncul asap saat spatula dibakar, tetapi tidak menimbulkan perubahan pada spatula.

Kegiatan 3 termasuk perubahan fisika karena tidak menghasilkan zat baru dari potongan lilin yang dipanaskan pada sendok. Perubahan bersifat sementara karena potongan lilin yang meleleh kembali mengeras menjadi lilin setelah dingin.

Kegiatan 4 termasuk perubahan kimia karena menghasilkan zat baru dari serbuk belerang yang dipanaskan pada sendok. Setelah dipanaskan beberapa saat, serbuk belerang sedikit demi sedikit menghilang dan berubah menjadi gas. Gas tersebut memiliki bau yang tidak sedap

Kegiatan 5 termasuk perubahan kimia karena menghasilkan zat baru dari gula pasir yang dipanaskan pada sendok. Lama-kelamaan gula meleleh, warnanya berubah menjadi cokelat tua, dan tercium bau hangus.

Kegiatan 6 termasuk perubahan kimia karena menghasilkan zat baru dari pita magnesium yang dibakar dalam nyala api spiritus. Pita magnesium berubah menjadi abu setelah berpijar dengan sangat terang saat dibakar.

Kegiatan 7 termasuk perubahan kimia karena menghasilkan zat baru dari potongan pita magnesium dimasukkan ke dalam  larutan HCl 1 M. Muncul buih ketika pita magnesium dimasukkan ke dalam larutan HCl dan warna menjadi agak putih (keruh). Suhu dalam tabung reaksi meningkat, tabung reaksi panas ketika dipegang. Lama-kelamaan potongan pita magnesium menghilang karena larut dalam HCl.

G.      Pembahasan

Hal yang pertama dilakukan yaitu menyalakan lilin dan mengamati perubahan yang terjadi. Selanjutnya membakar spatula baja ke dalam nyala api selama beberapa detik dan mengamati spatula itu.

Langkah ketiga yaitu memasukkan potongan lilin ke dalam sendok yang dipanaskan dan mengamati perubahan yang terjadi sampai sendok dan isinya menjadi dingin. Langkah keempat yaitu memanaskan gula pasir di dalam sendok dan mengamati perubahan yang terjadi. Langkah kelima yaitu memanaskan serbuk belerang di dalam sendok dan mengamati perubahan yang terjadi.

Langkah kelima yaitu mengambil pita magnesium sepanjang 5 cm dan membakar salah satu ujungnya hingga berpijar. Selanjutnya mengamati perubahan setelah pijarnya padam. Langkah keenam yaitu memasukkan potong kecil pita magnesium ke dalam  tabung reaksi yang telah diisi larutan HCl 1 M dan mengamati perubahan yang terjadi. Langkah ketujuh yaitu mencampurkan larutan KI dan Pb(NO₃)₂ serta mengamati reaksi yang terjadi.

    Kesimpulan

Perubahan fisika adalah perubahan yang bersifat sementara. Kegiatan yang termasuk perubahan fisika antara lain:

-     Perubahan pada lilin yang menyala.

-     Perubahan pada spatula baja yang dipanaskan.

-     Perubahan pada potongan lilin yang dipanaskan pada sendok.

Ciri-ciri perubahan fisika yaitu tidak menghasilkan zat baru. Bau, suhu, wujud, dan warna materi tidak berubah serta tidak menghasilkan endapan.

Perubahan kimia adalah perubahan yang melibatkan sifat materi secara kekal. Kegiatan yang termasuk Perubahan Kimia:

-     Perubahan pada serbuk belerang yang dipanaskan pada sendok.

-     Perubahan pada gula pasir yang dipanaskan pada sendok.

-     Perubahan pada pita magnesium yang dibakar dalam nyala api spiritus.

-     Perubahan pada potongan pita magnesium dimasukkan ke dalam larutan HCl 1 M.

-     Perubahan yang terjadi setelah pencampuran antara larutan KI dan larutan Pb(NO₃)₂.

Ciri-ciri perubahan kimia, yaitu: mengalami perubahan warna, menghasilkan bau (gas), membentuk endapaan, mengalami perubahan suhu, dan menghasilkan zat baru.

DAFTAR PUSTAKA

Raymond Chang, 2004. Praktikum Kimia .Cahaya.Bogor.

Ralph H. Petrucci-Suminar,1987.Kimia-kimia Dasar.Yudhistira.Yogyakarta.

David E Goldberg, 2008.Bahas Tuntas Kimia dasar.Pustaka widyatama.Jakarta.

Acmad,1988.Kimia Dasar.Erlangga.Jakarta.

David E Goldberg, 2008.Fisika Kimia. Yudhistira.bandung.