Zat adalah sesuatu yang menempati ruang dan memiliki massa. Berdasarkan wujudnya, zat dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu zat padat, cair dan gas.
Gambar 1. Ilustrasi partikel penyusun zat padat, cair, dan gas
Ciri-ciri setiap wujud zat dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 1. Ciri-ciri Zat Padat, Cair, dan Gas
No. | Ciri-ciri | Padat | Cair | Gas |
1. | Bentuk | Tetap | Berubah sesuai wadanya | Berubah sesuai wadah |
2. | Volume | Tetap | Tetap | Berubah sesuai wadah |
3. | Jarak partikel | Rapat | Renggang | Sangat renggang |
4. | Gerak partikel | Tidak dapat bergerak bebas | Dapat bergerak bebas namun terbatas | Dapat bergerak sangat bebas |
5. | Gaya tarik antarpartikel | Sangat kuat | Lemah | Sangat lemah |
Unsur, Senyawa, dan Campuran
Berdasarkan komposisinya, zat dapat dibedakan menjadi zat dengan substansi murni dan zat dengan substansi tidak murni. Zat dengan substansi murni sering juga disebut zat tunggal atau molekul. Zat dengan substansi murni terbagi menjadi dua yaitu unsur dan senyawa. Sementara zat dengan substansi tidak murni disebut dengan campuran. Perbedaan ketiga jenis zat tersebut dapat dilihat pada tabel.
Tabel 2. Karakteristik Unsur, Senyawa, dan Campuran
No. | Karakteristik | Unsur | Senyawa | Campuran |
1. | Penyusun | Dua atau lebih atom yang sejenis | Dua atau lebih atom yang berbeda jenis | Dua atau lebih unsur/senyawa |
2. | Pemisahan | Tidak dapat dipisahkan secara kimia biasa | Secara kimia | Secara fisika |
3. | Sifat | Sesuai dengan atom penyusunnya | Berbeda dengan sifat zat penyusunnya | Sifat zat penyusun tidak hilang |
4. | Perbandingan penyusun | - | Perbandingan atom penyusunnya selalu tetap | Perbandingan unsur/senyawa penyusunnya tidak tetap |
5. | Ilustrasi |
A. Unsur
Unsur merupakan zat tunggal yang tidak dapat dibagi lagi penyusunnya dengan reaksi kimia biasa. Unsur dibentuk oleh atom-atom (dua atau lebih) yang sejenis. Contoh unsur di antaranya adalah emas, perak, oksigen, tembaga, dan besi. Berdasarkan sifatnya, unsur dapat dibedakan menjadi unsur logam dan unsur nonlogam. Perbedaan sifat keduanya dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 4. Perbedaan Unsur Logam dan Nonlogam
No. | Unsur Logam | Unsur Nonlogam |
1. | Berwarna mengkilap | Berwarna tidak mengkilap |
2. | Berwujud padat (kecuali raksa) | Beragam (padat, cair, gas) |
3. | Penghantar yang baik untuk panas dan listrik | Penghantar yang buruk untuk panas dan listrik |
4. | Memiliki titik didih dan titik lebur tinggi | Memiliki titik didih dan titik lebur yang rendah |
5. | Dapat ditempa | Tidak dapat ditempa dan rapuh |
6. | Dapat di renggangkan | Tidak dapat direnggangkan |
7. | Contoh: besi (Fe), emas (Au), tembanga (Cu) | Contoh: karbon (C), nitrogen (N), silikon (Si), |
B. Senyawa
Senyawa merupakan zat tunggal yang masih bisa dibagi menjadi zat yang lebih sederhana melalui proses kimia. Perbandingan atom penyusun senyawa selalu tetap dan sifat senyawa berbeda dengan sifat-sifat penyusunnya. Misalnya senyawa air (H2O) terdiri dari 2 atom hidrogen (H) dan 1 atom oksigen (O). Artinya perbandingan 2 atom hidogen dan 1 atom oksigen adalah mutlak untuk air. Apabila perbandingan ini diubah dengan menambahkan 1 atom oksigen lagi sehingga menjadi 2 atom hidrogen dan 2 atom oksigen (H2O2), maka zat ini bukan air lagi melainkan zat yang disebut hidrogen peroksida.
Selanjutnya air memiliki sifat yang berbeda dengan sifat penyusunnya. Hidrogen adalah gas yang mudah terbakar dan oksigen adalah gas yang diperlukan dalam proses pembakaran. Namun air yang tersusun dari hidrogen dan oksigen malah tidak dapat terbakar dan tidak dapat melangsungkan pembakaran. Beberapa contoh senyawa dan penyusunnya dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 5. Contoh Senyawa dalam Kehidupan Sehari-hari
No. | Nama Senyawa | Penyusun | Rumus Kimia |
1. | Garam dapur | Natrium + Klorin | NaCl |
2. | Gula pasir | Karbon + Hidrogen + Oksigen | C11H22O11 |
3. | Urea | Karbon + Oksigen + Nitrogen + Hidrogen | CO(NH2)2 |
4. | Asam sulfat | Hidrogen + Belerang + Oksigen | H2SO4 |
Berdasarkan sifatnya, senyawa dapat dibedakan menjadi 3 (tiga) yaitu:
a) Asam
Senyawa asam memiliki sifat sebagai berikut:
- Memiliki rasa asam
- Dalam air menghasilkan ion H+
- Memerahkan kertas lakmus
- Memiliki pH < 7
- Bersifat korosif (merusak benda lain dengan reaksi kimia)
- Beberapa senyawa asam di antaranya dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 6. Contoh Asam
Nama Asam | Rumus Kimia | Terdapat pada |
Asam klorida | HCl | Asam lambung |
Asam asetat | CH3COOH | Cuka |
Asam karbonat | H2CO3 | Minuman soda |
Asam askorbat | C6H8O6 | Buah jeruk |
b.) Basa
Senyawa basa memiliki sifat sebagai berikut:
- Memiliki rasa pahit
- Dalam air menghasilkan ion OH-
- Membirukan lakmus
- Memiliki pH > 7
- Terasa licin seperti sabun
- Beberapa senyawa basa di antaranya dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 7. Contoh Basa
Nama Basa | Rumus Kimia | Terdapat pada |
Natrium hidroksida | NaOH | Sabun |
Magnesium hidroksida | Mg(OH)2 | Obat maag |
Alumunium hidroksida | Al(OH)3 | Deodoran |
Kasium hidroksida | Ca(OH)2 | Plester |
c.) Garam
Garam adalah senyawa yang terbentuk dari reaksi antara asam dengan basa. Secara sederhana dituliskan dengan reaksi sebagai berikut.
Asam + Basa -> Garam + Air
Contohnya: Asam klorida + Natrium hidroksida -> Natrium klorida + air
HCl + NaOH -> NaCl + H2O
Untuk menguji senyawa asam dan basa kita menggunakan indikator asam-basa. Indikator asam-basa adalah suatu bahan atau zat yang akan berubah warnanya apabila bereaksi dengan asam atau basa. Perubahan warna indikator asam-basa dapat kita lihat pada tabel berikut ini.
Tabel 8. Perubahan Warna Indikator Asam-Basa
| Jenis indikator | Bahan indikator | Warna awal | Warna setelah bereaksi | |
Asam | Basa | |||
| Indikator alami | Kunyit | Jingga | Kuning | Merah |
Kol ungu | Ungu | Merah muda | Hijau | |
Mawar merah | Merah muda | Merah muda | Hijau | |
Bunga sepatu | Merah tua | Merah | Kuning | |
Bayam merah | Merah | Merah muda | Kuning | |
Indikator buatan | Fenolftalein | Tidak berwarna | Tidak berwarna | Merah |
Metil jingga | Kuning | Merah | Kuning | |
Lakmus merah | Merah | Merah | Biru | |
Lakmus biru | Biru | Merah | Biru | |
C. Campuran
Campuran merupakan perpaduan dua atau lebih unsur/senyawa dengan perbandingan yang tidak tetap dan tidak kehilangan sifat-sifat penyusunnya. Contohnya campuran gula pasir dengan air. Sifat gula yang sebelum dan sesudah dicampur air tetap terasa manis dan sifat air sebelum dan sesudah bercampur gula tetap dapat digunakan untuk memadamkan api. Perbandingan campuran gula dengan air tidak memiliki ketetapan, campuran dapat berupa 1 sendok gula dengan 2 gelas air atau 5 sendok gula dengan 1 gelas air.
Berdasarkan komponen penyusunnya, campuran dibedakan menjadi campuran homogen dan campuran heterogen. Pada campuran homogen, komponen penyusunnya bercampur dengan sempurna dan tidak dapat dibedakan lagi sehingga bila terkena cahaya tidak menghamburkannya. Sedangkan pada campuran heterogen, komponen penyusunnya masih dapat dibedakan dan bila terkena cahaya akan menghamburkannya.
Campuran terbagi menjadi :
a) Campuran Homogen
Campuran Homogen
Campuran homogen disebut juga larutan. Ciri-cirinya yaitu:
- Terdiri dari zat pelarut dan zat terlarut
- Zat pelarut dan terlarut tersebar merata disetiap bagian
- Tidak ada bidang batas antara pelarut dan terlarut
- Tidak dapat dipisahkan dengan kertas saring
Contoh larutan di antaranya adalah larutan garam dapur, larutan alkohol, larutan oralit, dan larutan minum terkarbonasi.
b) Campuran Heterogen
Campuran heterogen dibedakan menjadi 2 (dua) berdasarkan sifatnya, yaitu koloid dan suspensi. Koloid merupakan campuran heterogen yang stabil sehingga tidak akan terbentuk endapan, sedangkan suspensi adalah campuran heterogen yang tidak stabil sehingga akan terbentuk endapan. Contoh koloid di antaranya adalah susu, santan, tinta, dan cat. Contoh suspensi di antaranya adalah campuran air dengan lempung, campuran air dengan kapur, dan campuran air dengan kopi.
Untuk memisahkan zat-zat penyusun campuran dapat dilakukan dengan memperhatikan sifat masing-masing zat penyusun campuran tersebut. Pemisahan dapat menggunakan prinsip perbedaan titik didih, perbedaan ukuran partikel, dan perbedaan-perbedaan lainnya.
Beberapa cara pemisahan campuran adalah sebagai berikut
- Ekstraksi (penyarian), yaitu pemisahan campuran dengan cara mengambil ekstrak (sari pati) atau zat yang diingankan dari suatu campuran. Teknik ini dapat dilakukan dengan cara melarutkan zat yang diinginkan ke pelarut yang sesuai. Contohnya adalah pemisahan klorofil pada daun dengan cara merendam ke dalam alkohol atau mengekstrak kandungan obat pada tanaman dengan merebusnya dalam air.
- Filtrasi (penyaringan), yaitu pemisahan campuran dengan cara menyaring campuran sesuai dengan ukuran partikel zat penyusun campuran. Penyaring yang digunakan disesuaikan dengan ukuran partikel yang ingin dilewatkan melalui saringan dan partikel yang tidak ingin lewatkan. Hasil penyaringan disebut filtrat sedangkan sisa penyaringan disebut residu (ampas).
Gambar 3. Proses filtrasi
- Kristalisasi (pengkristalan), yaitu pemisahan campuran dengan memanfaatkan sifat penyusun campuran yang dapat memadat menjadi kristal. Ada dua jenis kristalisasi yaitu kristalisasi penguapan dan kristalisasi pendinginan. Kristalisasi penguapan dilakukan dengan menguapkan campuran sampai pelarut campuran menguap seluruhnya dan meninggalkan zat terlarut yang berikutnya akan memadat. Contohnya adalah pada proses pembuatan garam. Sedangkan kristalisasi pendinginan dilakukan dengan memanfaatkan perbedaan titik beku zat penyusun campuran. Campuran akan didinginkan, zat yang memiliki titik beku tertinggi akan membeku terlebih dahulu, selanjutnya dilakukan penyaringan.
Gambar 4. Pembuatan garam dari air laut
- Sublimasi (penyubliman), yaitu pemisahan campuran dengan memanfaatkan proses penyubliman zat penyusun campuran. Dengan demikian, teknik ini hanya dilakukan pada bahan yang dapat menyublim (perubahan wujud padat menjadi gas atau sebaliknya). Contohnya pada proses pemurnian kamfer dari zat pengotornya. Dilakukan dengan memanaskan padatan kamfer sampai menjadi uap dan menampung uapnya untuk didinginkan sehingga memadat. Pengotor pada kamfer akan tertinggal karena tidak bisa menyublim.
- Destilasi (penyulingan), yaitu pemisahan campuran dengan memanfaatkan perbedaan titik didih yang cukup jauh. Campuran akan dipanaskan sehingga menguap. Zat yang memiliki titik didih yang rendah akan menguap lebih dulu, hasil penguapan kemudian didinginkan agar menjadi zat cair yang selanjutnya ditampung dalam wadah penampungan. Contohnya dapat dilakukan untuk memisahkan alkohol dengan air. Alkohol lebih dahulu menguap dari pada air ketika dipanaskan. Selanjutnya uap alkohol didinginkan agar menjadi cair dan disimpan dalam wadahnya.
- Sentrifugasi (pemutaran), yaitu pemisahan campuran dengan cara memutar campuran dalam suatu wadah. Dengan adanya gaya sentrifugal saat benda bergerak melingkar maka zat yang memiliki massa jenis yang besar akan mengendap di dasar wadah. Contohnya pemisahan sel darah merah.
- Kromatografi (pemisahan warna), yaitu pemisahan campuran dengan memanfaatkan perbedaan kecepatan merambat suatu zat dengan pelarutnya. Contohya pemisahan warna pada tinta.
Gambar 8. Proses kromatografi
Sifat Fisika dan Sifat Kimia Zat
Setiap zat memiliki sifat tertentu. Sifat-sifat inilah yang membedakan zat yang satu dengan yang lainnya. Sifat zat dapat dibedakan menjadi dua yaitu sifat fisika dan sifat kimia.
A. Sifat Fisika
Sifat fisika adalah sifat yang berhubungan dengan kemampuan fisika zat tersebut. Sifat fisika zat yaitu:
- Warna
- Bau
- Rasa
- Kerapatan (density)
- Kelarutan
- Kekerasan
- Kemagnetan
- Titik didih
- Titik beku
- Titik lebur
- Daya hantar listrik
- Daya hantar panas
B. Sifat Kimia
Sifat kimia adalah sifat yang berhubungan dengan kemampuan melakukan reaksi kimia dari zat tersebut. Sifat kimia zat yaitu:
- Mudah tidaknya terbakar
- Mudah tidaknya bereaksi dengan zat lain
- Mudah tidaknya korosif
Perubahan Fisika dan Kimia Zat
Berdasarkan hasil perubahan, perubahan zat dapat dibedakan menjadi dua, yaitu perubahan fisika dan perubahan kimia. Pada perubahan fisika tidak dihasilkan zat baru, sedangkan pada perubahan kimia dihasilkan zat baru.
a) Perubahan Fisika
Ciri-ciri perubahan fisika di antaranya adalah:
- Tidak terbentuk zat baru
- Terjadi perubahan bentuk
- Dapat kembali ke bentuk semula
Contohnya: - beras menjadi tepung
- perubahan wujud benda
b) Perubahan Kimia
Ciri-ciri perubahan kimia di antaranya adalah:
- Terbentuk zat baru
- Terjadi reaksi kimia
- Tidak dapat kembali ke bentuk semula
Contohnya: - kayu menjadi arang
- ketan menjadi tapai
