Matematika dan Ilmu Alamiah Dasar

Matematika dan Ilmu Alamiah Dasar 2015
BAB I
PEMBAHASAN
1.1 PENGERTIAN MATERI, SIFAT MATERI, PERUBAHAN
MATERI, DAN KLASIFIKASI MATERI
A. Pengertian Materi
Materi adalah segala sesuatu yang menempati ruang dan mempunyai massa.
Semua benda yang kita temui tersusun oleh materi. Makin besar massa suatu
benda, makin banyak materinya dan begitu juga sebaliknya. Massa adalah jumlah
zat atau materi yang terkandung dalam suatu benda. Suatu materi apapun
bentuknya ada 3 wujud, yaitu padat, cair, dan gas. Pada penelitian terbaru muncul
suatu zat yang disebut plasma.
B. Sifat Materi
Ketiga wujud materi yang sudah kita bahas pada dasarnya memiliki sifat-sifat
tertentu. Secara umum sifat tersebut dapat kita bagi menjadi dua macam, yaitu
sifat kimia dan sifat fisika, lihat Gambar 1.4. Sifat fisika dari sebuah materi
adalah sifat-sifat yang terkait dengan perubahan fisika, yaitu sebuah sifat yang
dapat diamati karena adanya perubahan fisika atau perubahan yang tidak kekal.
Air sebagai zat cair memiliki sifat fisika seperti mendidih pada suhu 1000 C.
Sedangkan logam memiliki titik lebur yang cukup tinggi, misalnya besi melebur
pada suhu 15000 C.
Sifat Kimia dari sebuah materi merupakan sifat-sifat yang dapat diamati
muncul pada saat terjadi perubahan kimia. Untuk lebih mudahnya, kita dapat
mengamati dua buah zat yang berbeda misalnya minyak dan kayu. Jika kita
melakukan pembakaran, maka minyak lebih mudah terbakar dibandingkan kayu,
sehingga mudah tidaknya sebuah zat terbakar merupakan sifat kimia dari zat
tersebut. Beberapa sifat kimia yang lain adalah bagaimana sebuah zat dapat
terurai, seperti Batu kapur yang mudah berubah menjadi kapur tohor yang sering
disebut dengan kapur sirih dan gas karbon dioksida.
Page 1
Matematika dan Ilmu Alamiah Dasar 2015
C. Perubahan Materi
Perubahan materi adalah perubahan sifat suatu zat atau materi menjadi zat
yang lain baik yang menjadi zat baru maupun tidak. Perubahan materi terjadi
dipengaruhi oleh energi baik berupa kalor maupun listrik. Perubahan materi
dibedakan dalam dua macam yaitu perubahan fisika dan perubahan kimia,
perhatikan gambar diatas.
D. Klasifikasi Materi
Para ilmuwan mengklasifikasikan materi menjadi dua kelompok yaitu :
1. zat tunggal (unsur dan senyawa)
2. campuran
Unsur adalah zat tunggal yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat lain
dengan rekasi kimia biasa.
Di alam terdapat 92 jenis unsur alami dan sisanya unsur buatan. Jumlah
keseluruhan di alam kira-kira terdapat 106 unsur.
Unsur dikelompokkan menjadi 3 bagian yaitu :
1. Unsur logam
2. Unsur non Logam
3. Unsur Semi Logam
Senyawa adalah gabungan dari beberapa unsur yang terbentuk melalui rekasi
kimia.
Campuran adalah gabungan beberapa zat dengan perbandingan tidak tetap
tanpa melalui reaksi kimia.
Page 2
Matematika dan Ilmu Alamiah Dasar 2015
1.2 UNSUR DAN SISTEM PERIODIK UNSUR
A. Unsur
Unsur adalah zat murni yang dapat diuraikan lagi menjadi zat lain yang lebih
sederhana dengan reaksi kimia biasa. Penulisan lambang unsur mengikuti aturan
sebagai berikut:
1. Lambang unsur diambil dari singkatan nama unsur. Beberapa lambang
unsur berasal dari bahasa Latin atau Yunani nama unsur tersebut.
Misalnya Fe dari kata ferrum (bahasa latin) sebagai lambang unsur besi.
2. Lambang unsur ditulis dengan satu huruf kapital.
3. Untuk Unsur yang dilambangkan dengan lebih dengan satu huruf, huruf
pertama lambang ditulis dengan huruf kapital dan huruf kedua/ketiga
ditulis dengan huruf kecil.
4. Unsur-unsur yang memiliki nama dengan huruf pertama sama maka huruf
pertama lambang unsur diambil dari huruf pertama nama unsur dan huruf
kedua diambil dari huruf lain yang terdapat pada nama unsur tersebut.
Misalnya, Rauntuk radium dan Rn untuk radon.
Pada suhu kamar (25 C) unsur dapat berwujud Padat, Cair,dan Gas, secara
umum unsur terbagi menjadi dua kelompok yaitu:
1. Unsur Logam: umumnya unsur logam diberi nama akhiran ium. Umumnya
logam ini memiliki titik didih tinggi, mengilap, dapat dibengkokan , dan
dapt menghantarkan panas atau arus listrik
2. Unsur Non Logam: umumnya memiliki titik didih rendah, tidak
mengkilap,kadang-kadang rapuh tak dapat dibengkokkan dan sukar
menghantarkan panas atau arus listrik.
Senyawa adalah zat yang terbentuk dari penggabungan unsur-unsur dengan
pembagian tertentu. Senyawa dihasilkan dari reaksi kimia antara dua unsur atau
lebih melalui reaksi pembentukan. Misalnya, karat besi (hematit) berupa Fe2O3
dihasilkan oleh reaksi besi (Fe) dengan oksigen (O). Senyawa dapat diuraikan
menjadi unsur-unsur pembentuknya melalui reaksi penguraian.
Senyawa mempunyai sifat yang berbeda dengan unsur-unsur pembentuknya.
Senyawa hanya dapt diuraikan menjadi unsur-unsur pembentuknya melalui reaksi
kimia. Pada kondisi yang sama, senyawa dapat memiliki wujud berbeda dengan
unsur-unsur pembentuknya. Sifat fisika dan kimia senyawa berbeda dengan unsurunsur pembentuknya. Misalnya reaksi antara gas hidrogen dan gas oksigen
membentuk senyawa air yang berwujud cair.
Page 3
Matematika dan Ilmu Alamiah Dasar 2015
B. Sistem Periodik Unsur
1. Pengertian Sistem Periodik Unsur
Sistem periodik memperlihatkan pengelompokkan atau susunan unsur-unsur
dengan tujuan mempermudah dalam mempelajari sifat-sifat berbagai unsur yang
berubah secara periodik.
2. Sejarah Perkembangan Sistem Periodik Unsur
Usaha-usaha untuk mengelompokkan unsur-unsur telah dimulai sejak para
ahli menemukan semakin banyaknya unsur di alam. Pengelompokkan unsur-unsur
ini dimaksudkan agar unsur-unsur tersebut mudah dipelajari. Beberapa ahli
mengelompokkan unsur-unsur tersebut berdasarkan penelitian yang dilakukan.
a) Triade Dobereiner
Pada tahun 1829, Johann Dobereiner mengelompokkan unsure
berdasarkan kemiripan sifat ke dalam tiga kelompok yang disebut triade.
Dalam triade, sifat unsur kedua merupakan sifat antara unsur pertama dan
unsur ketiga. Contohnya: suatu triade Li-Na-K terdiri dari Lithium (Li),
Natrium (Na), Kalium (K) yang mempunyai kemiripan sifat. Dia juga
menemukan bahwa massa atom unsur kedua adalah rata-rata massa atom
unsur pertama dan unsur ketiga. Tabel pengelompokkan unsur dapat dilihat
pada Tabel dibawah.
Contohnya: massa atom unsur Na adalah rata-rata massa atom unsur Li
dan massa atom unsur K.
Contoh triade yang lain adalah triade Ca-Sr-Ba, triade Cl-Br-I.
Litium
(Li)
Kalsium
(Ca)
Klorin
(Cl)
Belerang
(S)
Mangan
(Mn)
Natrium
(Na)
Stronsium
(Sr)
Bromin
(Br)
Selenium
(Se)
Kromium
(Cr)
Kalium
(K)
Barium
(Ba)
Iodin
(I)
Telurium
(Te)
Besi
(Fe)
Tabel Triade
b) Hukum Oktaf Newlands
Pada tahun 1865, John Newlands mengklasifikasikan unsur berdasarkan
kenaikan massa atomnya. Newlands mengamati ada pengulangan secara
teratur keperiodikan sifat unsur. Unsur ke-8 mempunyai sifat mirip dengan
unsur ke-1. Begitu juga unsur ke-9 mirip sifatnya dengan unsur ke-2, dan
seterusnya. Karena kecenderungan pengulangan selalu terjadi pada
Page 4
Matematika dan Ilmu Alamiah Dasar 2015
sekumpulan 8 unsur (seperti yang telah dijelaskan) maka sistem tersebut
disebut Hukum Oktaf.
No
No
No
No
No
No
No
No
H
1
F
8
Cl
15
Co&Ni
22
Br
29
Pd
36
Te
43
Pt&Ir
50
Li
2
Na
9
K
16
Cu
23
Rb
30
Ag
37
Cs
44
Os
51
Be
3
Mg
10
Ca
17
Zn
24
Sr
31
Cd
38
Ba
45
V
52
B
4
Al
11
Cr
18
Y
25
Ce&La
32
U
39
Ta
46
Tl
53
C
5
Si
12
Ti
19
In
26
Zr
33
Sn
40
W
47
Pb
54
N
6
P
13
Mn
20
As
27
Di&Mo
34
Sb
41
Nb
48
Bi
55
O
7
S
14
Fe
21
Se
28
Ro&Ru
35
I
42
Au
49
Th
56
Tabel Unsur Newlands
Kelemahannya adalah Hukum Oktaf Newlands hanya berlaku untuk unsurunsur dengan massa atom yang rendah.
c) Sistem Periodik Meendelev
Sesuai dengan kegemarannya yaitu bermain kartu, ahli kimia dari Rusia,
Dimitri Ivanovich Mendeleev (1869) mengumpulkan informasi sebanyakbanyaknya tentang unsur, kemudian ia menulis pada kartu-kartu. Kartu-kartu
unsur tersebut disusun berdasarkan kenaikan massa atom dan kemiripan sifat.
Kartu-kartu unsur yang sifatnya mirip terletak pada kolom yang sama yang
kemudian disebut golongan. Sedangkan pengulangan sifat menghasilkan baris
yang disebut periode. Alternatif pengelompokkan unsur-unsur lebih ditekankan
pada sifat-sifat unsur tersebut daripada kenaikan massa atom relatifnya, sehingga
ada tempat-tempat kosong dalam tabel periodik tersebut. Tempat kosong inilah
yang oleh Mendeleev diduga akan diisi oleh unsur-unsur dengan sifat-sifat yang
mirip tetapi pada waktu itu unsur tersebut belum ditemukan.
Page 5
Matematika dan Ilmu Alamiah Dasar 2015
Group
Group
Group
Group
Group I
II
III
IV
Group V
VI
Group VII
Group VII
-
-
-
RH4
RH3
RH2
RH
-
hen
R2O
RO
R2O3
RO2
R2O5
RO3
R2H7
RO4
1
H=1
2
Li =7
Be =
9,4
B=
11
C=
12
N =14
O=
16
F = 19
3
Na =
23
Mg =
24
Al =
27,3
Si =
28
P = 31
S=
32
Cl =
35,5
Rei
4
K=
39
Ca =
40
5
(Cu =
53)
Zn =
65
- =
44
- = 68
Ti =
48
- = 72
V = 51
Cr =
52
Mn = 55
As =
75
Se =
78
Br = 80
6
Rb =
85
S=
87
?Yt =
88
Zr =
90
Nb =
94
Mo =
96
- = 100
7
(Ag
=108)
Cd =
112
In =
113
Sn =
118
Sb =
122
T=
125
J = 127
8
Cs =
133
Ba =
137
?Di =
138
?Ce =
140
-
-
-
9
(-)
-
-
-
-
-
-
10
-
-
?Er=
178
?La =
18-
Ta=
182
W=
184
Fe = 56,
Co =59,
Ni = 59,
Cu = 63
Ru =
104, Rh
=104,Pd
= 106,
Ag =108
-–--
Os =
195, Ir
=197,
Pt 198,
Au =
199
-
Page 6
Matematika dan Ilmu Alamiah Dasar 2015
11
12
(Au
=198)
-
Hg =
200
-
Tl =
204
Pb =
207
-
Th =
231
Bi =
208
-
U
=240
-–--
-
Tabel Sistem Periodik Mendelev
Kelebihan sistem periodik Mendeleev adalah dapat meramalkan sifat
unsur yang belum ditemukan pada saat itu dan telah mempunyai tempat yang
kosong, penempatan gas mulia yang baru ditemukan tahun 1890–1900 tidak
menyebabkan perubahan susunan sistem periodik Mendeleev, sedangkan
kekurangannya yaitu adanya penempatan unsur yang tidak sesuai dengan
kenaikan massa atom. Contoh: 127I dan 128Te. Karena sifatnya, Mendeleev
terpaksa menempatkan Te lebih dulu daripada I.
d) Sistem Peridoik Modern
Pada tahun 1914, Henry G. Moseley menemukan bahwa urutan unsurunsur dalam sistem periodik sesuai dengan kenaikan nomor atom unsur.
Sistem periodik unsur modern disusun berdasarkan kenaikan nomor atom dan
kemiripan sifat. Moseley berhasil menemukan kesalahan dalam tabel periodik
Mendeleev, yaitu ada unsur yang terbalik letaknya. Penempatan Telurium dan
Iodin yang tidak sesuai dengan kenaikan massa atom relatifnya, ternyata
sesuai dengan kenaikan nomor atom. Sistem periodik modern bisa dikatakan
sebagai penyempurnaan sistem periodik Mendeleev. Tabel Moseley atau yang
dikenal dengan istilah Tabel Sistem Periodik Modern dapat dilihat pada Tabel
dibawah ini.
Jumlah periode dalam sistem periodik ada 7 dan diberi tanda dengan angka:
Periode 1 disebut sebagai periode sangat pendek dan berisi 2 unsur.
Periode 2 disebut sebagai periode pendek dan berisi 8 unsur.
Periode 3 disebut sebagai periode pendek dan berisi 8 unsur.
Periode 4 disebut sebagai periode panjang dan berisi 18 unsur.
Periode 5 disebut sebagai periode panjang dan berisi 18 unsur.
Periode 6 disebut sebagai periode sangat panjang dan berisi 32 unsur, pada
periode ini terdapat unsur Lantanida yaitu unsur nomor 58 sampai nomor
71.
Periode 7 disebut sebagai periode belum lengkap karena mungkin akan
bertambah lagi jumlah unsur yang menempatinya, sampai saat ini berisi 24
unsur. Pada periode ini terdapat deretan unsur yang disebut Aktinida, yaitu
unsur bernomor 90 sampai nomor 103.
Page 7
Matematika dan Ilmu Alamiah Dasar 2015
Tabel Sistem Periodik Modern
1.3
PENGERTIAN
CONTOHNYA.
ENERGI,
MACAM
ENERGI,
DAN
A. Pengertian Energi
Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha (kerja) atau melakukan
suatu perubahan. Energi merupakan bagian dari suatu benda tetapi tidak terikat
pada benda tersebut. Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi dapat
dirubah bentuknya. Energi juga disebut tenaga. Satuan energi menurut Satuan
Internasional (SI) adalah joule (J). Sedangkan satuan energi lain yaitu erg, kalori,
dan kWh. Energi bersifat fleksible, artinya dapat berpindah dan berubah.
Berikut dijelaskan beberapa pengertian energi menurut para ahli.
Menurut Arif Alfatah dan Muji Lestari, energi adalah sesuatu yang dibutuhkan
oleh benda agar benda dapat melakukan usaha. Sedangkan Campbell, Reece dan
Mitchell berpendapat bahwa pengertian energi adalah kemampuan untuk
mengatur ulang suatu materi. Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia, energi
adalah daya atau kekuatan yang diperlukan untuk melakukan berbagai proses
kegiatan.
Terdapat dua kategori energi yaitu energi potensial dan energi kinetik.
Terdapat banyak macam energi diantaranya energi mekanik, listrik,
Page 8
Matematika dan Ilmu Alamiah Dasar 2015
elektromagnetik, kimia, panas, nuklir, angin, dll. Sebagian besar energi tersebut
harus dirubah supaya dapat digunakan.
B. Macam-Macam Energi
Bentuk-bentuk energi sangat beragam, di antaranya:
1. Energi Kimia
Perhatikan sebuah senter yang ada di rumahmu atau yang ada di laboratorium
sekolah, kemudian nyalakan. Mengapa lampu senter bisa menyala? Lampu senter
bisa menyala karena ada sumber energi yaitu batu baterai. Batu baterai memiliki
energi kimia. Dalam kehidupan sehari-hari sumber energi kimia antara lain:
makanan, bahan bakar minyak, kayu bakar, dan aki. Jadi, energi kimia adalah
energi yang tersimpan dalam senyawa-senyawa kimia.
2. Energi Kinetik
Perhatikan ketika sebuah bola yang ditendang mengenai kaca, maka kaca akan
pecah. Mengapa demikian? Bola yang bergerak memiliki energi kinetik sehingga
mampu memecahkan kaca. Jadi, energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh
benda yang bergerak. Contohnya mobil yang bergerak, angin yang berhembus,
dan baling-baling kipas angin yang bergerak.
3. Energi Listrik
Energi listrik timbul dan perpindahan muatan-muatan listrik. Listrik
merupakan salah satu bentuk energi yang paling banyak digunakan. Misalnya,
listrik untuk peralatan rumah tangga (magic jar, setrika, kompor listrik), peralatan
elektronik, dan lampu penerangan.
4. Energi Kalor
Energi listrik dapat diubah menjadi energi kalor/panas. Misalnya pada setrika
listrik, kompor listrik, solder listrik, dan alat pengering rambut (hair dryer).
5. Energi Cahaya
Perhatikan ruangan kamu malam hari. Tanpa cahaya lampu, ruangan akan
gelap. Tanpa cahaya kita tidak bisa melihat apapun. Kita bisa melihat karena ada
sumber cahaya atau benda memantulkan cahaya ke mata kita. Selain itu, cahaya
juga dibutuhkan oleh tumbuhan. Sumber energi cahaya antara lain: cahaya
Matahari dan cahaya lampu.
6. Energi Otot
Energi otot adalah energi yang dihasilkan oleh otot tubuh. Manusia dan
hewan bisa menggerakkan organ tubuhnya untuk melakukan aktivitas karena
memiliki energi otot.
Page 9
Matematika dan Ilmu Alamiah Dasar 2015
7. Energi Bunyi
Energi bunyi adalah energi yang dihasilkan oleh getaran benda. Contohnya,
bunyi bel listrik, bunyi orang berbicara, dan bunyi alat-alat musik.
Adanya bunyi memungkinkan kita dapat menikmati suara musik yang
merdu, karena energi bunyi mampu menggetarkan gendang telinga sehingga
bunyi bisa terdengar. Bunyi memiliki energi, buktinya bunyi halilintar bisa
memecahkan kaca jendela.
8. Energi Nuklir
Energi nuklir terjadi karena adanya reaksi fisi atau reaksi fusi dalam atom dan
unsur radioaktif seperti uranium. Energi nuklir bisa dimanfaatkan untuk sumber
energi pada Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir.
9. Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena letak atau
kedudukannya. Semua benda yang berada di atas permukaan Bumi memiliki
energi potensial karena adanyagravitasi Bumi. Contohnya, buah mangga di
pohonnya.
C. Contoh Energi
1. Timbangan pegas di dapur rumah Anda adalah contoh Energi Potensial
Sebuah pegas yang sedang duduk dengan sendirinya pada meja dapur tidak
menunjukkan energi potensialnya. Tapi begitu pegas yang melingkar kita tarik
sampai ketitik maksimumnya, saat itu pegas memiliki energi potensial. Hal yang
sama berlaku juga untuk busur dan anak panah. Ketika duduk diam, busur tidak
menunjukkan energi potensialnya, tetapi segera setelah pemanah menarik busur
ke belakang, baru kemudian menunjukkan energi potensial.
2. Energi Potensial Kimia
Energi potensial dapat diambil dari bentuk energi kimia, seperti ketika baterai
sudah terisi tapi tidak atau belum digunakan, bahan peledak atau kembang api
sebelum mereka diaktifkan oleh mereka. Bensin yang belum dinyalakan, baik oleh
sumber api eksternal atau dalam sistem mekanis karena busi, akan menunjukkan
energi potensial.
3. Potensi Energi di Alam
Tanaman dapat menunjukkan energi potensial kimia ketika mereka tidak
bersentuhan langsung dengan sinar matahari dan oleh karena itu tidak
menghasilkan gula melalui fotosintesis. Gaya yang disebabkan oleh air sering
menunjukkan energi potensial, seperti ketika geyser hendak meletus atau ketika
bendungan menahan air. Air sungai dapat menunjukkan energi potensial ketika
mereka mencapai tepi air terjun dan belum jatuh.
Page 10
Matematika dan Ilmu Alamiah Dasar 2015
4. Energi Potensial di halaman depan
Energi potensial ada di sekitar kita saat kita menjalani tugas kehidupan kita
sehari-hari. Di rumah, bola lampu yang tidak menyala memiliki energi potensial,
sementara televisi yang tidak aktif juga memilikinya. Oven yang tidak diaktifkan
akan menampilkan energi potensial termalnya. Sel surya pada atap atau pengisian
perangkat yang tidak menyerap sinar matahari memiliki energi potensial cahaya.
Page 11
Matematika dan Ilmu Alamiah Dasar 2015
BAB III
PENUTUP
1.1 KESIMPULAN
Materi adalah segala sesuatu yang menempati ruang dan mempunyai
massa. Semua benda yang kita temui tersusun oleh materi. Makin besar massa
suatu benda, makin banyak materinya dan begitu juga sebaliknya.
Sifat fisika dari sebuah materi adalah sifat-sifat yang terkait dengan
perubahan fisika, yaitu sebuah sifat yang dapat diamati karena adanya perubahan
fisika atau perubahan yang tidak kekal.
Sifat Kimia dari sebuah materi merupakan sifat-sifat yang dapat diamati
muncul pada saat terjadi perubahan kimia.
Perubahan materi adalah perubahan sifat suatu zat atau materi menjadi zat
yang lain baik yang menjadi zat baru maupun tidak. Perubahan materi terjadi
dipengaruhi oleh energi baik berupa kalor maupun listrik.
Para ilmuwan mengklasifikasikan materi menjadi dua kelompok yaitu :
1. zat tunggal (unsur dan senyawa)
2. campuran
Unsur adalah zat murni yang dapat diuraikan lagi menjadi zat lain yang lebih
sederhana dengan reaksi kimia biasa. Penulisan lambang unsur mengikuti aturan
yang telah ditetapkan.
Sistem periodik memperlihatkan pengelompokkan atau susunan unsur-unsur
dengan tujuan mempermudah dalam mempelajari sifat-sifat berbagai unsur yang
berubah secara periodik.
Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha (kerja) atau melakukan
suatu perubahan. Energi merupakan bagian dari suatu benda tetapi tidak terikat
pada benda tersebut. Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi dapat
dirubah bentuknya. Energi juga disebut tenaga. Satuan energi menurut Satuan
Internasional (SI) adalah joule (J)
Macam-macam energi adalah sebagai berikut :
a. Energi Kimia
b. Energi Kinetik
c. Energi Listrik
d. Energi Kalor
e. Energi Cahaya
f. Energi Otot
g. Energi Bunyi
h. Energi Nuklir
i. Energi Potensial.
Page 12
Matematika dan Ilmu Alamiah Dasar 2015
DAFTAR PUSTAKA
1. http://budisma.net/2014/09/contoh-energi-potensial-dalam-kehidupansehari-hari.html
2. http://hedisasrawan.blogspot.com/2014/07/pengertian-energi-artikellengkap.html
3.
Page 13