Tag: Materi

Perubahan kimia, juga dikenal sebagai reaksi kimia, adalah proses di mana satu atau lebih zat diubah menjadi satu atau lebih zat baru dan berbeda. Dengan kata lain, perubahan kimia adalah reaksi kimia yang melibatkan penataan ulang atom.

Sementara perubahan fisika seringkali dapat dibalik, perubahan kimia biasanya tidak dapat dilakukan, kecuali melalui lebih banyak reaksi kimia. Ketika perubahan kimia terjadi, ada juga perubahan dalam energi sistem. Perubahan kimia yang mengeluarkan panas disebut sebagai reaksi eksotermik. Yang menyerap panas disebut reaksi endoterm.

Contoh Perubahan Kimia

Reaksi kimia apa pun adalah contoh dari perubahan kimia. Contohnya termasuk:

  • Menggabungkan baking soda dan cuka (yang mengeluarkan gelembung gas karbon dioksida)
  • Menggabungkan asam apa pun dengan basa apa pun
  • Memasak telur
  • Membakar lilin
  • Besi berkarat
  • Menambahkan panas ke hidrogen dan oksigen (menghasilkan air)
  • Mencerna makanan
  • Tuang peroksida pada luka

Sebagai perbandingan, setiap perubahan yang tidak membentuk produk baru adalah perubahan fisik daripada perubahan kimia. Contohnya termasuk memecahkan gelas, memecahkan telur, dan mencampur pasir dan air.

Cara Mengenali Perubahan Kimia

Perubahan kimia dapat diidentifikasi dengan melihat ciri berikut:

  • Perubahan Suhu: Karena ada perubahan energi dalam reaksi kimia, sering terjadi perubahan suhu yang dapat diukur.
  • Cahaya: Beberapa reaksi kimia menghasilkan cahaya.
  • Gelembung: Beberapa perubahan kimia menghasilkan gas, yang dapat dilihat sebagai gelembung dalam larutan cair.
  • Pembentukan Endapan: Beberapa reaksi kimia menghasilkan partikel padat yang dapat tetap tersuspensi dalam larutan atau rontok sebagai endapan.
  • Perubahan Warna: Perubahan warna adalah indikator yang baik bahwa reaksi kimia telah terjadi. Reaksi yang melibatkan logam transisi sangat mungkin menghasilkan warna.
  • Perubahan Bau: Suatu reaksi dapat melepaskan bahan kimia yang mudah menguap yang menghasilkan aroma khas.
  • Tidak dapat dipulihkan: Perubahan kimia seringkali sulit atau tidak mungkin untuk dibalik.
  • Perubahan Komposisi: Ketika pembakaran terjadi, misalnya, abu dapat dihasilkan. Saat makanan membusuk, penampilannya tampak berubah.

Penting untuk mengetahui bahwa perubahan kimia dapat terjadi tanpa indikator-indikator ini menjadi jelas bagi pengamat biasa. Misalnya, karat dari besi menghasilkan panas dan perubahan warna, tetapi perubahan itu membutuhkan waktu lama, meskipun prosesnya sedang berlangsung.

Jenis Perubahan Kimia

Kimiawan mengenali tiga kategori perubahan kimia: perubahan kimia anorganik, perubahan kimia organik, dan perubahan biokimia.

Perubahan kimia anorganik adalah reaksi kimia yang umumnya tidak melibatkan unsur karbon. Contoh perubahan anorganik termasuk pencampuran asam dan basa, oksidasi (termasuk pembakaran), dan reaksi redoks.

Perubahan kimia organik adalah yang melibatkan senyawa organik (mengandung karbon dan hidrogen). Contohnya termasuk pemecahan minyak mentah, polimerisasi, metilasi, dan halogenasi.

Perubahan biokimia adalah perubahan kimia organik yang terjadi pada organisme hidup. Reaksi-reaksi ini dikendalikan oleh enzim dan hormon. Contoh perubahan biokimia termasuk fermentasi, siklus Krebs, fiksasi nitrogen, fotosintesis, dan pencernaan.

Ringkasan

Apa ciri-ciri perubahan kimia?Zat baru yang terbentuk dalam perubahan kimia disebabkan adanya perubahan komposisi materi. Perubahan tersebut dapat berupa penggabungan sejumlah zat atau peruraian suatu zat. Berlangsungnya perubahan kimia dapat diketahui dengan ciri-ciri sebagai berikut.

  • (1) Terbentuknya zat baru.
  • (2) Terbentuknya gas
  • (3) Terbentuknya endapan.
  • (4) Terjadinya perubahan warna.
  • (5) Terjadinya perubahan suhu.

Salah satu ciri perubahan kimia adalah terbentuknya zat baru. Sebagaimana dijelaskan pada pembahasan di atas. Selain terbentuknya zat baru, ciri perubahan kimia lainnya adalah terbentuknya gas dan endapan.


Elektron adalah komponen atom yang bermuatan negatif dan stabil. Elektron ada di luar dan mengelilingi inti atom. Setiap elektron membawa satu unit muatan negatif (1,602 x 10^-19 coulomb) dan memiliki massa kecil dibandingkan dengan neutron atau proton. Elektron jauh lebih kecil dari proton atau neutron. Massa elektron adalah 9,10938 x 10^-31 kg. Ini sekitar 1/1836 massa proton.

Dalam padatan, elektron adalah sarana utama untuk mengalirkan arus (karena proton lebih besar, biasanya terikat pada inti, dan karenanya lebih sulit untuk bergerak). Dalam cairan, pembawa arus ini lebih sering berupa ion.

Kemungkinan elektron diprediksi oleh Richard Laming (1838-1851), fisikawan Irlandia G. Johnstone Stoney (1874), dan ilmuwan lainnya. Istilah “elektron” pertama kali disarankan oleh Stoney pada tahun 1891, meskipun elektron tidak ditemukan sampai 1897, oleh fisikawan Inggris J.J. Thomson.

Simbol umum untuk elektron adalah e-. Antipartikel elektron, yang membawa muatan listrik positif, disebut positron atau antielektron dan dinotasikan dengan menggunakan simbol β-. Ketika sebuah elektron dan sebuah positron bertabrakan, kedua partikel tersebut dimusnahkan dan sinar gamma dilepaskan.

Fakta Elektron

An electron is a negatively charged unit of matter.

  • Elektron dianggap sebagai jenis partikel elementer karena mereka tidak terdiri dari komponen yang lebih kecil. Mereka adalah jenis partikel milik keluarga lepton dan memiliki massa terkecil dari lepton bermuatan apa pun atau partikel bermuatan lainnya.
  • Dalam mekanika kuantum, elektron dianggap identik satu sama lain karena tidak ada sifat fisik intrinsik yang dapat digunakan untuk membedakannya. Elektron dapat bertukar posisi satu sama lain tanpa menyebabkan perubahan yang dapat diamati dalam suatu sistem.
  • Elektron tertarik pada partikel bermuatan positif, seperti proton.
  • Apakah suatu zat memiliki muatan listrik netto ditentukan oleh keseimbangan antara jumlah elektron dan muatan positif inti atom. Jika ada lebih banyak elektron daripada muatan positif, suatu material dikatakan bermuatan negatif. Jika ada kelebihan proton, objek dianggap bermuatan positif. Jika jumlah elektron dan proton seimbang, suatu material dikatakan netral secara listrik.
  • Elektron dapat hidup bebas dalam ruang hampa. Mereka disebut elektron bebas. Elektron dalam logam berperilaku seolah-olah mereka adalah elektron bebas dan dapat bergerak untuk menghasilkan aliran muatan bersih yang disebut arus listrik. Ketika elektron (atau proton) bergerak, medan magnet dihasilkan.
  • Atom netral memiliki jumlah proton dan elektron yang sama. Ini dapat memiliki jumlah variabel neutron (pembentuk isotop) karena neutron tidak membawa muatan listrik bersih.
  • Elektron memiliki sifat partikel dan gelombang. Mereka dapat terdifraksi, seperti foton, namun dapat saling bertabrakan dan partikel lain, seperti materi lainnya.
  • Teori atom menggambarkan elektron sebagai mengelilingi inti proton / neutron dari atom dalam kulit. Walaupun secara teori dimungkinkan bagi sebuah elektron dapat ditemukan di mana saja dalam sebuah atom, sangat mungkin untuk menemukannya di kulitnya.
  • Sebuah elektron memiliki putaran atau momentum sudut intrinsik 1/2.
  • Para ilmuwan mampu mengisolasi dan menjebak satu elektron dalam perangkat yang disebut perangkap Penning. Dari memeriksa elektron tunggal, peneliti telah menemukan jari-jari elektron terbesar adalah 10^-22 meter. Untuk tujuan paling praktis, elektron diasumsikan sebagai muatan titik, yang merupakan muatan listrik tanpa dimensi fisik.
  • Menurut teori Big Bang alam semesta, foton memiliki energi yang cukup dalam milidetik pertama dari ledakan untuk bereaksi satu sama lain untuk membentuk pasangan elektron-positron. Pasangan ini saling memusnahkan, memancarkan foton. Untuk alasan yang tidak diketahui, ada saatnya ada lebih banyak elektron daripada positron dan lebih banyak proton daripada antiproton. Proton, neutron, dan elektron yang masih hidup mulai bereaksi satu sama lain, membentuk atom.
  • Ikatan kimia adalah hasil transfer atau pembagian elektron antar atom. Elektron digunakan dalam banyak aplikasi juga, seperti tabung vakum, tabung photomultiplier, tabung sinar katoda, sinar partikel untuk penelitian dan pengelasan, dan laser elektron bebas.
  • Kata-kata “elektron” dan “listrik” melacak asal-usul mereka ke Yunani kuno. Kata Yunani kuno untuk ambar adalah elektron. Orang Yunani memperhatikan menggosok bulu dengan amber menyebabkan amber menarik benda-benda kecil. Ini adalah eksperimen yang tercatat paling awal dengan listrik. Ilmuwan Inggris William Gilbert menciptakan istilah “electricus” untuk merujuk pada properti yang menarik ini.


Para ilmuwan mengklasifikasi materi tujuannya agar lebih mudah dipelajari dan disusun secara sistematis. Ketika kamu mengumpulkan sekelompok benda berdasarkan sifatnya, langkah-langkah yang dapat dilakukan untuk Mengklasifikasikan Materi adalah sebagai berikut.

  1. • Mengamati karakteristik benda tersebut.
  2. • Mencatat persamaan dan perbedaan sifat benda masing–masing.
  3. • Memasukkan benda-benda yang memiliki persamaan sifat ke dalam satu kelompok.
  4. • Memberi nama yang sesuai pada setiap kelompok benda tersebut.

Apa itu materi?

Kimiawan mempelajari struktur, sifat fisik, dan sifat kimia zat material. Ini terdiri dari materi, yang merupakan apa pun yang menempati ruang dan memiliki massa. Emas dan iridium adalah materi, seperti halnya kacang tanah, manusia, dan prangko. Asap, kabut, dan gas tertawa adalah materi. Namun, energi, cahaya, dan suara bukan materi; ide dan emosi juga bukan materi.

Wujud materi

Dalam kondisi normal, ada tiga kondisi materi yang berbeda: padatan, cairan, dan gas. Padatan relatif kaku dan memiliki bentuk dan volume yang tetap. Batu, misalnya, adalah benda padat. Sebaliknya, cairan memiliki volume yang tetap tetapi mengalir untuk mengasumsikan bentuk wadahnya, seperti minuman dalam kaleng. Gas, seperti udara dalam ban mobil, tidak memiliki bentuk tetap atau volume tetap dan mengembang untuk sepenuhnya mengisi wadah mereka. Sedangkan volume gas sangat tergantung pada suhu dan tekanannya (jumlah gaya yang diberikan pada area tertentu), volume cairan dan padatan sebenarnya tidak tergantung pada suhu dan tekanan. Materi seringkali dapat berubah dari satu kondisi fisik ke kondisi fisik lainnya dalam proses yang disebut perubahan fisik. Misalnya, air cair dapat dipanaskan untuk membentuk gas yang disebut uap, atau uap dapat didinginkan untuk membentuk air cair. Namun, perubahan keadaan seperti itu tidak mempengaruhi komposisi bahan kimia.wujud zat

Gambar 1.2.1 : Tiga keadaan Materi. Padatan memiliki bentuk dan volume yang ditentukan. Cairan memiliki volume yang tetap tetapi mengalir untuk mengambil bentuk wadahnya. Gas sepenuhnya mengisi wadahnya, berapa pun volumenya.

Klasifikasi materi

Campuran dan zat Murni

Zat kimia murni adalah segala hal yang memiliki komposisi bahan kimia dan sifat karakteristik yang tetap. Oksigen, misalnya, adalah zat kimia murni yang merupakan gas tidak berwarna dan tidak berbau pada suhu 25 ° C.

Sangat sedikit sampel materi yang terdiri dari zat-zat murni; sebaliknya, sebagian besar adalah campuran, yang merupakan kombinasi dari dua atau lebih zat murni dalam proporsi variabel di mana masing-masing zat mempertahankan identitasnya. Udara, air ledeng, susu, keju biru, roti, dan kotoran semuanya campuran.

Jika semua bagian dari bahan berada dalam keadaan yang sama, tidak memiliki batas yang terlihat, dan seragam di seluruh, maka bahan tersebut homogen. Contoh campuran homogen adalah udara yang kita hirup dan air keran yang kita minum. Campuran homogen juga disebut larutan. Jadi udara adalah larutan dari nitrogen, oksigen, uap air, karbon dioksida, dan beberapa gas lainnya; air keran adalah solusi sejumlah kecil beberapa zat dalam air.

Komposisi spesifik dari kedua larutan ini tidak tetap, tetapi tergantung pada sumber dan lokasi; misalnya, komposisi air ledeng di Bandung, tidak sama dengan komposisi air ledeng di BJakarta. Meskipun sebagian besar larutan yang kita temui adalah cairan, larutan juga dapat menjadi padat. Zat abu-abu yang masih digunakan oleh beberapa dokter gigi untuk mengisi rongga gigi adalah larutan padat kompleks yang mengandung 50% merkuri dan 50% bubuk yang sebagian besar mengandung perak, timah, dan tembaga, dengan sedikit seng dan merkuri. Larutan padat dua atau lebih logam umumnya disebut paduan.

Jika komposisi bahan tidak sepenuhnya seragam, maka ia bersifat heterogen (mis., Adonan kue cokelat, keju biru, dan kotoran). Campuran yang tampak homogen sering ditemukan heterogen setelah pemeriksaan mikroskopis. Susu, misalnya, tampak homogen, tetapi ketika diperiksa di bawah mikroskop, susu itu jelas terdiri dari butiran kecil lemak dan protein yang tersebar dalam air.

Komponen campuran heterogen biasanya dapat dipisahkan dengan cara sederhana. Campuran padat-cair seperti pasir dalam air atau daun teh dalam teh mudah dipisahkan dengan penyaringan, yang terdiri dari melewatkan campuran melalui penghalang, seperti saringan, dengan lubang atau pori-pori yang lebih kecil dari partikel padat. Pada prinsipnya, campuran dua padatan atau lebih, seperti gula dan garam, dapat dipisahkan dengan inspeksi dan penyortiran mikroskopis. Namun, operasi yang lebih kompleks biasanya diperlukan, seperti ketika memisahkan nugget emas dari kerikil sungai dengan mendulang. Bahan padat pertama disaring dari air sungai; maka padatan dipisahkan dengan inspeksi. Jika emas tertanam dalam batuan, mungkin harus diisolasi menggunakan metode kimia.

Gambar 1.2.2 : Campuran Heterogen. Di bawah mikroskop, susu murni sebenarnya adalah campuran heterogen yang terdiri dari gumpalan lemak dan protein yang tersebar dalam air.

Campuran (larutan) homogen dapat dipisahkan menjadi zat-zat komponennya dengan proses fisik yang bergantung pada perbedaan dalam beberapa sifat fisik, seperti perbedaan dalam titik didihnya. Dua metode pemisahan ini adalah distilasi dan kristalisasi. Distilasi memanfaatkan perbedaan volatilitas, ukuran seberapa mudah suatu zat dikonversi menjadi gas pada suhu tertentu. Alat distilasi sederhana untuk memisahkan campuran zat, paling tidak salah satunya adalah cairan. Komponen yang paling mudah menguap mendidih terlebih dahulu dan dikondensasi kembali menjadi cairan dalam kondensor berpendingin air, dari mana ia mengalir ke dalam labu penerima. Jika larutan garam dan air disuling, misalnya, komponen yang lebih mudah menguap, air murni, terkumpul dalam labu penerima, sedangkan garam tetap dalam labu destilasi.

Campuran dua atau lebih cairan dengan titik didih yang berbeda dapat dipisahkan dengan alat distilasi yang lebih kompleks. Salah satu contoh adalah penyulingan minyak mentah menjadi berbagai produk yang bermanfaat: bahan bakar penerbangan, bensin, minyak tanah, bahan bakar diesel, dan minyak pelumas (dalam urutan perkiraan penurunan volatilitas). Contoh lain adalah penyulingan alkohol seperti brendi atau wiski. (Prosedur yang relatif sederhana ini menyebabkan lebih dari beberapa sakit kepala bagi otoritas federal pada 1920-an selama era Larangan, ketika masih ilegal berkembang biak di daerah terpencil di Amerika Serikat!)

Kristalisasi memisahkan campuran berdasarkan perbedaan kelarutan, ukuran seberapa banyak zat padat tetap terlarut dalam jumlah tertentu dari cairan yang ditentukan. Sebagian besar zat lebih mudah larut pada suhu yang lebih tinggi, sehingga campuran dua atau lebih zat dapat dilarutkan pada suhu tinggi dan kemudian dibiarkan dingin perlahan. Atau, cairan, yang disebut pelarut, dapat dibiarkan menguap. Dalam kedua kasus, zat terlarut yang paling larut, yang paling tidak mungkin tetap dalam larutan, biasanya membentuk kristal terlebih dahulu, dan kristal ini dapat dihilangkan dari larutan yang tersisa dengan penyaringan.

Unsur dan senyawa

Sebagian besar campuran dapat dipisahkan menjadi zat murni, yang dapat berupa unsur atau senyawa. Unsur, seperti logam natrium , adalah zat yang tidak dapat dipecah menjadi yang lebih sederhana dengan perubahan kimia; suatu senyawa, seperti natrium klorida kristalin, mengandung dua atau lebih unsur dan memiliki sifat kimia dan fisika yang biasanya berbeda dari unsur-unsur yang dikomposisikan. Dengan hanya beberapa pengecualian, senyawa tertentu memiliki komposisi unsur yang sama (unsur yang sama dalam proporsi yang sama) terlepas dari sumber atau riwayatnya. Komposisi kimiawi suatu zat diubah dalam proses yang disebut perubahan kimia. Konversi dua atau lebih elemen, seperti natrium dan klorin, menjadi senyawa kimia, natrium klorida, adalah contoh perubahan kimia, yang sering disebut reaksi kimia. Saat ini, sekitar 118 unsur diketahui, tetapi jutaan senyawa kimia telah disiapkan dari 118 unsur ini. Unsur-unsur yang dikenal tercantum dalam tabel periodik.

Secara umum, proses kimia terbalik memecah senyawa menjadi unsur-unsurnya. Sebagai contoh, air (suatu senyawa) dapat didekomposisi menjadi hidrogen dan oksigen (kedua elemen) melalui proses yang disebut elektrolisis. Dalam elektrolisis, listrik menyediakan energi yang dibutuhkan untuk memisahkan suatu senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya (Gambar 1.2.5 ). Teknik serupa digunakan pada skala luas untuk mendapatkan aluminium murni, suatu unsur, dari bijihnya, yang merupakan campuran senyawa. Karena banyak energi diperlukan untuk elektrolisis, biaya listrik sejauh ini merupakan biaya terbesar yang dikeluarkan dalam pembuatan aluminium murni. Dengan demikian, daur ulang aluminium hemat biaya dan ramah lingkungan.


Materi adalah zat yang memiliki kelembaman dan menempati ruang fisik. Menurut fisika modern, materi terdiri dari berbagai jenis partikel, masing-masing dengan massa dan ukuran.

Contoh partikel materi yang paling dikenal adalah elektron, proton, dan neutron. Kombinasi partikel-partikel ini membentuk atom. Ada lebih dari 100 jenis atom, masing-masing jenis merupakan unsur kimia yang unik. Kombinasi atom membentuk molekul. Atom dan / atau molekul dapat bergabung bersama untuk membentuk suatu senyawa.

Materi dapat ada di beberapa keadaan, juga disebut fase. Tiga keadaan paling umum dikenal sebagai padat, cair dan gas. Satu unsur atau senyawa materi mungkin ada di lebih dari satu dari tiga keadaan, tergantung pada suhu dan tekanan. Keadaan materi yang kurang dikenal termasuk plasma, busa dan kondensat Bose-Einstein. Keadaan ini terjadi dalam kondisi khusus.

Berbagai jenis materi dapat bergabung untuk membentuk zat yang mungkin tidak menyerupai bahan asli apa pun. Misalnya, hidrogen (unsur gas) dan oksigen (unsur gas lainnya) bergabung membentuk air (senyawa cair pada suhu kamar). Proses kombinasi tersebut disebut reaksi kimia. Reaksi kimia melibatkan interaksi antara elektron-atom atom, tetapi tidak mempengaruhi inti atom.

Apa itu materi?

Kimiawan mempelajari struktur, sifat fisik, dan sifat kimia zat material. Ini terdiri dari materi, yang merupakan apa pun yang menempati ruang dan memiliki massa. Emas dan iridium adalah contoh materi, seperti halnya kacang tanah, manusia, dan prangko. Asap, kabut, dan gas tertawa adalah contoh lain materi. Namun, energi, cahaya, dan suara bukan materi; ide dan emosi juga bukan materi.

Wujud materi

Dalam kondisi normal, ada tiga kondisi materi yang berbeda: padatan, cairan, dan gas. Padatan relatif kaku dan memiliki bentuk dan volume yang tetap. Batu, misalnya, adalah benda padat. Sebaliknya, cairan memiliki volume yang tetap tetapi mengalir untuk mengasumsikan bentuk wadahnya, seperti minuman dalam kaleng. Gas, seperti udara dalam ban mobil, tidak memiliki bentuk tetap atau volume tetap dan mengembang untuk sepenuhnya mengisi wadah mereka. Sedangkan volume gas sangat tergantung pada suhu dan tekanannya (jumlah gaya yang diberikan pada area tertentu), volume cairan dan padatan sebenarnya tidak tergantung pada suhu dan tekanan. Materi seringkali dapat berubah dari satu kondisi fisik ke kondisi fisik lainnya dalam proses yang disebut perubahan fisik. Misalnya, air cair dapat dipanaskan untuk membentuk gas yang disebut uap, atau uap dapat didinginkan untuk membentuk air cair. Namun, perubahan keadaan seperti itu tidak mempengaruhi komposisi bahan kimia.wujud zat

Gambar 1.2.1 : Tiga keadaan Materi. Padatan memiliki bentuk dan volume yang ditentukan. Cairan memiliki volume yang tetap tetapi mengalir untuk mengambil bentuk wadahnya. Gas sepenuhnya mengisi wadahnya, berapa pun volumenya.

Klasifikasi materi

Campuran dan zat Murni

Zat kimia murni adalah segala hal yang memiliki komposisi bahan kimia dan sifat karakteristik yang tetap. Oksigen, misalnya, adalah zat kimia murni yang merupakan gas tidak berwarna dan tidak berbau pada suhu 25 ° C.

Sangat sedikit sampel materi yang terdiri dari zat-zat murni; sebaliknya, sebagian besar adalah campuran, yang merupakan kombinasi dari dua atau lebih zat murni dalam proporsi variabel di mana masing-masing zat mempertahankan identitasnya. Udara, air ledeng, susu, keju biru, roti, dan kotoran semuanya campuran.

Jika semua bagian dari bahan berada dalam keadaan yang sama, tidak memiliki batas yang terlihat, dan seragam di seluruh, maka bahan tersebut homogen. Contoh campuran homogen adalah udara yang kita hirup dan air keran yang kita minum. Campuran homogen juga disebut larutan. Jadi udara adalah larutan dari nitrogen, oksigen, uap air, karbon dioksida, dan beberapa gas lainnya; air keran adalah solusi sejumlah kecil beberapa zat dalam air.

Komposisi spesifik dari kedua larutan ini tidak tetap, tetapi tergantung pada sumber dan lokasi; misalnya, komposisi air ledeng di Bandung, tidak sama dengan komposisi air ledeng di BJakarta. Meskipun sebagian besar larutan yang kita temui adalah cairan, larutan juga dapat menjadi padat. Zat abu-abu yang masih digunakan oleh beberapa dokter gigi untuk mengisi rongga gigi adalah larutan padat kompleks yang mengandung 50% merkuri dan 50% bubuk yang sebagian besar mengandung perak, timah, dan tembaga, dengan sedikit seng dan merkuri. Larutan padat dua atau lebih logam umumnya disebut paduan.

Jika komposisi bahan tidak sepenuhnya seragam, maka ia bersifat heterogen (mis., Adonan kue cokelat, keju biru, dan kotoran). Campuran yang tampak homogen sering ditemukan heterogen setelah pemeriksaan mikroskopis. Susu, misalnya, tampak homogen, tetapi ketika diperiksa di bawah mikroskop, susu itu jelas terdiri dari butiran kecil lemak dan protein yang tersebar dalam air.

Komponen campuran heterogen biasanya dapat dipisahkan dengan cara sederhana. Campuran padat-cair seperti pasir dalam air atau daun teh dalam teh mudah dipisahkan dengan penyaringan, yang terdiri dari melewatkan campuran melalui penghalang, seperti saringan, dengan lubang atau pori-pori yang lebih kecil dari partikel padat. Pada prinsipnya, campuran dua padatan atau lebih, seperti gula dan garam, dapat dipisahkan dengan inspeksi dan penyortiran mikroskopis. Namun, operasi yang lebih kompleks biasanya diperlukan, seperti ketika memisahkan nugget emas dari kerikil sungai dengan mendulang. Bahan padat pertama disaring dari air sungai; maka padatan dipisahkan dengan inspeksi. Jika emas tertanam dalam batuan, mungkin harus diisolasi menggunakan metode kimia.

Gambar 1.2.2 : Campuran Heterogen. Di bawah mikroskop, susu murni sebenarnya adalah campuran heterogen yang terdiri dari gumpalan lemak dan protein yang tersebar dalam air.

Campuran (larutan) homogen dapat dipisahkan menjadi zat-zat komponennya dengan proses fisik yang bergantung pada perbedaan dalam beberapa sifat fisik, seperti perbedaan dalam titik didihnya. Dua metode pemisahan ini adalah distilasi dan kristalisasi. Distilasi memanfaatkan perbedaan volatilitas, ukuran seberapa mudah suatu zat dikonversi menjadi gas pada suhu tertentu. Alat distilasi sederhana untuk memisahkan campuran zat, paling tidak salah satunya adalah cairan. Komponen yang paling mudah menguap mendidih terlebih dahulu dan dikondensasi kembali menjadi cairan dalam kondensor berpendingin air, dari mana ia mengalir ke dalam labu penerima. Jika larutan garam dan air disuling, misalnya, komponen yang lebih mudah menguap, air murni, terkumpul dalam labu penerima, sedangkan garam tetap dalam labu destilasi.

Campuran dua atau lebih cairan dengan titik didih yang berbeda dapat dipisahkan dengan alat distilasi yang lebih kompleks. Salah satu contoh adalah penyulingan minyak mentah menjadi berbagai produk yang bermanfaat: bahan bakar penerbangan, bensin, minyak tanah, bahan bakar diesel, dan minyak pelumas (dalam urutan perkiraan penurunan volatilitas). Contoh lain adalah penyulingan alkohol seperti brendi atau wiski. (Prosedur yang relatif sederhana ini menyebabkan lebih dari beberapa sakit kepala bagi otoritas federal pada 1920-an selama era Larangan, ketika masih ilegal berkembang biak di daerah terpencil di Amerika Serikat!)

Kristalisasi memisahkan campuran berdasarkan perbedaan kelarutan, ukuran seberapa banyak zat padat tetap terlarut dalam jumlah tertentu dari cairan yang ditentukan. Sebagian besar zat lebih mudah larut pada suhu yang lebih tinggi, sehingga campuran dua atau lebih zat dapat dilarutkan pada suhu tinggi dan kemudian dibiarkan dingin perlahan. Atau, cairan, yang disebut pelarut, dapat dibiarkan menguap. Dalam kedua kasus, zat terlarut yang paling larut, yang paling tidak mungkin tetap dalam larutan, biasanya membentuk kristal terlebih dahulu, dan kristal ini dapat dihilangkan dari larutan yang tersisa dengan penyaringan.

Unsur dan senyawa

Sebagian besar campuran dapat dipisahkan menjadi zat murni, yang dapat berupa unsur atau senyawa. Unsur, seperti logam natrium , adalah zat yang tidak dapat dipecah menjadi yang lebih sederhana dengan perubahan kimia; suatu senyawa, seperti natrium klorida kristalin, mengandung dua atau lebih unsur dan memiliki sifat kimia dan fisika yang biasanya berbeda dari unsur-unsur yang dikomposisikan. Dengan hanya beberapa pengecualian, senyawa tertentu memiliki komposisi unsur yang sama (unsur yang sama dalam proporsi yang sama) terlepas dari sumber atau riwayatnya. Komposisi kimiawi suatu zat diubah dalam proses yang disebut perubahan kimia. Konversi dua atau lebih elemen, seperti natrium dan klorin, menjadi senyawa kimia, natrium klorida, adalah contoh perubahan kimia, yang sering disebut reaksi kimia. Saat ini, sekitar 118 unsur diketahui, tetapi jutaan senyawa kimia telah disiapkan dari 118 unsur ini. Unsur-unsur yang dikenal tercantum dalam tabel periodik.

Secara umum, proses kimia terbalik memecah senyawa menjadi unsur-unsurnya. Sebagai contoh, air (suatu senyawa) dapat didekomposisi menjadi hidrogen dan oksigen (kedua elemen) melalui proses yang disebut elektrolisis. Dalam elektrolisis, listrik menyediakan energi yang dibutuhkan untuk memisahkan suatu senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya (Gambar 1.2.5 ). Teknik serupa digunakan pada skala luas untuk mendapatkan aluminium murni, suatu unsur, dari bijihnya, yang merupakan campuran senyawa. Karena banyak energi diperlukan untuk elektrolisis, biaya listrik sejauh ini merupakan biaya terbesar yang dikeluarkan dalam pembuatan aluminium murni. Dengan demikian, daur ulang aluminium hemat biaya dan ramah lingkungan.

Hubungan Materi dan energi

Dalam beberapa situasi, materi diubah menjadi energi oleh reaksi atom, juga dikenal sebagai reaksi nuklir. Jenis reaksi ini pada dasarnya berbeda dari reaksi kimia karena melibatkan perubahan inti atom. Contoh paling umum dari reaksi atom adalah fusi hidrogen yang terjadi di dalam matahari. Tekanan besar di dalam matahari, dan di dalam bintang-bintang lain, memaksa atom-atom hidrogen bersama untuk membentuk atom-atom helium. Dalam proses ini, beberapa massa diubah menjadi energi sesuai dengan formula

E = mc^2

di mana E adalah energi dalam joule, m adalah massa dalam kilogram, dan c adalah kecepatan cahaya, yaitu sekitar 2,99792 x 10^8 meter per detik dalam ruang hampa udara.

Dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan telah mengkonfirmasi keberadaan zat yang disebut antimateri. Elektron memiliki kembar antipartikel yang disebut positron, dengan massa yang sama tetapi muatan listriknya berlawanan. Demikian pula, proton memiliki kembar antimateri yang disebut antiproton, dan neutron memiliki kembar antimateri yang disebut antineutron. Jika suatu partikel materi bertemu dengan anti partikelnya, keduanya dikonversi seluruhnya menjadi energi sesuai dengan rumus di atas, di mana m adalah massa gabungan partikel dan anti partikel tersebut. Sejumlah kecil antimateri telah diisolasi dalam kondisi laboratorium, tetapi belum ada yang berhasil menciptakan masalah materi / reaksi antimateri yang terkendali, atau bahkan reaksi tak terkendali dengan ukuran signifikan.


Saat Anda membakar sesuatu di atas kompor, dapur akan berbau asap. Namun, beberapa menit kemudian, seluruh tempat Anda akan mencium bau makanan yang terbakar. Itu karena atom-atom makanan yang terbakar menyebar ke seluruh rumah Anda. Difusi adalah proses di mana atom-atom dari satu bahan dipindahkan ke bahan lain melalui gerakan atom acak. Dalam difusi, atom cenderung menyebar secara merata, seperti ketika asap bergerak dari konsentrasi tinggi di dapur ke konsentrasi yang lebih rendah di seluruh rumah Anda. Laju difusi tergantung pada beberapa faktor.

Difusi

Faktor yang mempengaruhi laju difusi adalah:

Suhu

Dari semua faktor yang mempengaruhi laju difusi, suhu adalah yang paling penting. Suhu memiliki efek terbesar pada laju difusi dan merupakan faktor termudah untuk berubah. Meningkatkan suhu akan meningkatkan laju difusi dengan menambahkan energi ke setiap partikel. Ini karena partikel-partikel dengan lebih banyak energi memantul satu sama lain lebih sering dan menyebar merata ke seluruh volume material. Demikian pula, menurunkan suhu akan menurunkan laju difusi dengan menurunkan energi setiap partikel.

Perbedaan Konsentrasi

Tingkat difusi tergantung pada perbedaan antara konsentrasi di seluruh bahan inang, dengan perbedaan konsentrasi yang lebih tinggi menghasilkan laju difusi yang lebih tinggi. Misalnya, difusi melalui dinding tipis atau membran akan terjadi dengan cepat jika ada konsentrasi gas yang tinggi di satu sisi dan tidak ada gas di sisi lain dinding. Jika sudah ada jumlah gas yang hampir sama di kedua sisi, difusi akan jauh lebih lambat.

Jarak Difusi

Tingkat difusi berbanding terbalik dengan jarak di mana material tersebut berdifusi. Artinya, jarak yang lebih kecil menghasilkan laju difusi yang lebih cepat dan jarak yang lebih besar menghasilkan laju difusi yang lebih lambat. Ini masuk akal, karena gas berdifusi melalui dinding tipis lebih cepat daripada yang berdifusi melalui dinding tebal.

Bahan Penyebaran dan Inang

Tingkat difusi juga tergantung pada material yang difusi dan material yang difusi. Pada suhu tertentu, semua partikel memiliki energi rata-rata yang sama. Ini berarti bahwa atom yang lebih ringan, seperti hidrogen, karbon, oksigen dan nitrogen bergerak lebih cepat dan lebih mobile daripada atom yang lebih besar seperti tembaga atau besi. Bahan yang terbuat dari atom yang lebih ringan ini berdifusi lebih cepat dari bahan yang lebih berat.

Osmosis

Osmosis adalah pergerakan air dari daerah konsentrasi terlarut tinggi melalui membran semi permeabel ke area konsentrasi terlarut rendah untuk menyamakan konsentrasi terlarut di kedua sisi.

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Tingkat Osmosis yaitu:

  • Temperatur – Semakin tinggi suhunya, semakin cepat pergerakan molekul air melintasi membran semi permeabel.
  • Area Permukaan – Semakin besar luas permukaan, semakin banyak ruang bagi molekul untuk bergerak dengan mudah; semakin kecil area, semakin terbatas pergerakan molekul dan semakin lambat pergerakannya.
  • Perbedaan Potensial Air – Semakin tinggi perbedaan dalam potensial air, semakin cepat osmosis; karena molekul air yang lebih rendah berada di wilayah konsentrasi rendah, lebih banyak molekul air dari wilayah konsentrasi tinggi dapat masuk lebih cepat dan lebih mudah.
  • Tekanan – Semakin banyak tekanan, semakin cepat molekul akan bergerak karena mereka didorong lebih cepat pada konsentrasi rendah.
  • Gradien konsentrasi – Pergerakan osmosis dipengaruhi oleh gradien konsentrasi; semakin rendah konsentrasi zat terlarut dalam pelarut, semakin cepat osmosis akan terjadi dalam pelarut itu.
  • Terang dan gelap – Mereka juga merupakan faktor osmosis; karena semakin terang cahayanya, semakin cepat osmosis terjadi.


Siklus hidup katak terdiri dari tiga tahap: telur, larva, dan dewasa. Saat katak tumbuh, ia bergerak melalui tahap-tahap ini dalam proses yang dikenal sebagai metamorfosis. Katak bukan satu-satunya hewan yang mengalami metamorfosis; sebagian besar amfibi lain juga ubur-ubur mengalami perubahan luar biasa sepanjang siklus hidupnya, seperti halnya banyak spesies invertebrata. Selama metamorfosis, dua hormon, prolaktin dan tiroksin, mengendalikan transformasi dari telur menjadi larva menjadi dewasa.

Kawin

Musim kawin untuk katak biasanya terjadi selama musim semi di daerah beriklim sedang dan selama musim hujan di daerah beriklim tropis. Ketika katak jantan siap untuk berkembang biak, mereka sering menggunakan panggilan serak nyaring untuk menarik pasangan. Jantan menghasilkan panggilan ini dengan mengisi kantung vokal dengan udara dan menggerakkan udara bolak-balik untuk membuat suara seperti kicauan.

Saat kawin, katak jantan memegangi punggung betina, menggenggam kaki depannya di pinggang atau lehernya. Tangkapan ini disebut sebagai amplexus; tujuannya adalah untuk memastikan bahwa jantan berada dalam posisi optimal untuk membuahi sel telur betina saat ia meletakkannya.

Tahap 1: Telur

Banyak spesies bertelur di air yang tenang di antara tumbuh-tumbuhan, di mana telur-telur itu dapat berkembang dengan aman. Katak betina bertelur banyak dalam massa yang cenderung menggumpal bersama dalam kelompok yang dikenal sebagai spawn. Saat dia menyimpan telur, pria melepaskan sperma ke telur dan membuahinya.

Pada banyak spesies katak, orang dewasa meninggalkan telur untuk berkembang tanpa perawatan lebih lanjut. Tetapi dalam beberapa spesies, orang tua tetap dengan telur untuk merawat mereka saat mereka berkembang. Ketika telur yang dibuahi matang, kuning telur di setiap telur membelah menjadi lebih banyak dan lebih banyak sel dan mulai mengambil bentuk kecebong, larva katak. Dalam satu hingga tiga minggu, telur siap menetas, dan kecebong kecil terlepas.

Tahap 2: Kecebong (Larva)

Berudu, larva katak, memiliki insang dasar, mulut, dan ekor panjang. Untuk minggu pertama atau kedua setelah berudu menetas, bergerak sangat sedikit. Selama masa ini, berudu menyerap sisa kuning telur yang tersisa, yang menyediakan makanan yang sangat dibutuhkan. Setelah menyerap kuning telur, kecebong cukup kuat untuk berenang sendiri.

Kebanyakan berudu memakan alga dan tumbuh-tumbuhan lainnya, sehingga mereka dianggap herbivora. Mereka menyaring bahan dari air saat mereka berenang atau merobek bit bahan tanaman. Saat kecebong terus tumbuh, ia mulai mengembangkan anggota belakang. Tubuhnya memanjang dan makanannya tumbuh lebih kuat, bergeser ke materi tanaman yang lebih besar dan bahkan serangga. Kemudian dalam perkembangannya, anggota tubuh depan tumbuh dan ekor menyusut. Bentuk kulit di atas insang.

Tahap 3: Dewasa

Pada usia sekitar 12 minggu, insang dan ekor kecebong telah sepenuhnya diserap ke dalam tubuh, yang berarti bahwa katak telah mencapai tahap dewasa dari siklus hidupnya. Sekarang siap untuk menjelajah ke lahan kering dan, pada waktunya, mengulangi siklus hidup.