Materi IPA SMP Kelas 7 | Klasifikasi Zat dan Perubahannya

 Assalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuhuh

Apa kabar kalian hari ini? Semoga kalian tetap dalam keadaan sehat wal a'fiat. Tetap semangat meskipun kalian belajar dari rumah.

Pada pembelajaran daring sebelumnya, kalian sudah belajar tentang Unsur, Senyawa, dan Campuran. Pada hari ini, kalian akan belajar 3 pokok bahasan yaitu:

1.  Larutan Asam, Basa, dan Garam

2.  Pemisahan Campuran

3.  Sifat Fisika dan Sifat Kimia

4.  Perubahan Fisika dan Perubahan Kimia

Simak materi berikut ini, kemudian buat ringkasan materi sebagai penugasan (tugas ini dikumpulkan hari terakhir pelaksanaan tes semester ganjil atau PAS).

1.  Larutan Asam, Basa, dan Garam

Seperti yang telah kamu ketahui sebelumnya, bahwa contoh campuran homogen adalah larutan. Pada dasarnya, larutan yang dikenal dalam kehidupan sehari-hari dapat dikelompokkan menjadi larutan yang bersifat asam, basa, dan garam. Tahukah kamu bahwa sebagian besar bahan makanan dan minuman yang kita konsumsi sehari-hari bersifat asam, basa, atau garam? Pernahkah kamu makan semangkuk baso atau soto yang telah diberi cuka? Bagaimanakah rasanya busa sabun yang tiba-tiba masuk ke dalam mulut ketika kamu mandi? Tentu kamu akan merasakan masam ketika makan baso atau soto yang diberi cuka, dan merasakan pahit saat busa sabun masuk ke mulut. Zat-zat yang rasanya masam dimasukkan ke dalam golongan asam, sedangkan yang rasanya pahit masuk dalam golongan basa. Apa ciri-ciri larutan yang bersifat asam, basa, atau garam? Bagaimana cara menguji suatu larutan itu tergolong asam, basa atau garam? 

a. Asam

Senyawa asam banyak kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Semua senyawa asam  mempunyai rasa masam. Rasa masam ini desebabkan oleh  adanya senyawa yang bersifat asam. Buah-buahan memiliki rasa asam berkat adanya senyawa asam yang dikandungnya. Jeruk mengandung asam sitrat sedangkan anggur mengandung asam tartrat. Air susu yang basi mengandung asam laktat. Selain itu, senyawa asam juga dapat kita temukan dalam lambung dan darah. Dalam lambung terdapat asam klorida yang berperan pada pencernaan makanan serta dalam darah terdapat asam karbonat dan asam phosfat yang berperan pada pengangkutan makanan.

Ciri-ciri asam:

• Rasanya asam (tidak boleh dirasa kecuali dalam makanan).
• Dapat menimbulkan korosif.
• Mengubah kertas lakmus biru menjadi merah.
• Dapat menghantarkan listrik (termasuk larutan elektrolit).
• pH (derajat keasaman) kurang dari 7.

Meskipun asam adalah senyawa yang sangat berguna, tetapi asam juga dapat menimbulkan berbagai kerusakan pada bahan-bahan yang dikenainya karena asam bersifat korosif. Salah satunya adalah peristiwa hujan asam. Hujan asam terjadi bila kadar gas sulfur dioksida (SO2) dan gas nitrogen oksida (NO) di atmosfer sangat tinggi. Gas ini dihasilkan dari pembakaran minyak bumi yang berasal dari gas buang industri dan kendaraan bermotor. Di atmosfer gas ini bereaksi dengan uap air membentuk asam sulfat, asam nitrat dan senyawa asam lainnya. Ketika terjadi hujan, air yang dihasilkan bersifat lebih asam dari keadaan normal. Air hujan inilah yang dikenal dengan hujan asam.  Berikut adalah beberapa dampak yang ditimbulkan oleh hujan asam:

• mungubah pH tanah sehingga kondisinya tidak sesuai dengan tumbuhan dan mengakibatkan pohon-pohon atau tanaman mati.
• dapat menghilangkan unsur-unsur hara dalam tanah sehingga mengurangi kesuburan tanah.
• mengubah pH air sehingga dapat mematikan makhluk hidup di air.
• merusak bangunan, terutama yang terbuat dari batu pualam dan logam.

2. Basa

Seperti halnya asam, basa juga banyak kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Para ibu rumah tangga menggunakan abu gosok untuk mencuci piring. Basa dalam abu gosok dapat bereaksi dengan kotoran berupa lemak atau minyak, sehingga menjadi larut. Sedangkan, untuk mencuci piring yang sangat berminyak perlu menggunakan sabun. Sabun dapat melarutkan lemak dan minyak. 

Ciri-ciri basa:

• Licin di kulit 
• Rasanya agak pahit
• Mengubah kertas lakmus merah menjadi biru
• pH (derajat keasaman) kurang dari 7.

Contoh  zat yang mengadung basa: sabun mandi, sabun cuci, sampo, pasta gigi, obat maag, dan pupuk. Dalam penggunaan sehari-hari, larutan asam sering direaksikan dengan larutan basa untuk menghasilkan senyawa netral yang dikenal dengan reaksi netralisasi. Contoh penerapannya adalah dalam pengobatan sakit mag. Para penderita mag selalu minum obat mag berupa magnesium hidroksida atau aluminium hidroksida yang bersifat basa. Sakit mag terjadi karena lambung banyak memproduksi asam klorida (HCl). Untuk mengatasinya, dokter akan memberikan obat mag yang mengandung basa. Basa ini diharapkan akan menetralkan asam tersebut.

3. Garam

Dalam kehidupan sehari-hari kita mengenal garam dapur yang biasa digunakan untuk bumbu masak. Garam dapur merupakan salah contoh dari garam menurut  ilmu kimia. Bagaimana senyawa garam dapat terbentuk? Salah satu cara untuk membentuk senyawa garam adalah melalui reaksi netralisasi. Jika larutan asam dicampurkan dengan larutan basa dalam jumlah yang tepat, akan terbentuk larutan netral. Oleh karena itu, reaksi antara asam dan basa disebut reaksi netralisasi. Dalam reaksi netralisasi, asam dan basa akan membentuk garam dan air.

 

Contoh:

 

4. Indikator Asam Basa

Banyak sekali larutan di sekitar kita, baik yang bersifat asam, basa, maupun netral. Cara menentukan sifat asam dan basa larutan secara tepat yaitu menggunakan indikator. Indikator yang dapat digunakan adalah indikator asam basa. Indikator adalah zat-zat yang menunjukkan indikasi berbeda dalam larutan asam, basa, dan garam. Cara menentukan senyawa bersifat asam, basa, atau netral dapat menggunakan indikator alami dan indikator buatan. 

Berikut adalah beberapa cara menguji sifat larutan.

a. Indikator Alami

Ada banyak bahan di sekitar kita yang dapat berfungsi sebagai indikator asam basa. Berbagai bunga yang berwarna atau tumbuhan, seperti daun, mahkota bunga, kunyit, kulit manggis, dan kubis ungu dapat digunakan sebagai indikator asam basa. Ekstrak atau sari dari bahan-bahan ini dapat menunjukkan warna yang berbeda dalam larutan asam basa. Kulit buah manggis yang berwarna ungu akan berubah menjadi coklat kemerahan jika berada dalam lingkungan asam. Dalam lingkungan basa, ekstrak kulit buah manggis akan berubah warna menjadi warna biru kehitaman. Ekstrak bunga kembang sepatu yang berwarna merah jika diteteskan larutan asam akan tetap merah. Jika diteteskan larutan basa akan berubah warna menjadi kuning kehijauan. Ekstrak kunyit akan berwarna kuning kuning cerah pada larutan asam, dan dalam larutan basa akan memberikan warna jingga. 

 

Gambar 3.6  Macam-macam indikator alami

b. Indikator Buatan

Indikator buatan dapat berupa kertas lakmus, indikator universal, pH meter, indikator berbentuk larutan seperti fenolftelein, bromtimol biru, metil merah, dan metil jingga.

Warna kertas lakmus dalam larutan asam, larutan basa dan larutan bersifat netral berbeda. Ada dua macam kertas lakmus, yaitu lakmus merah dan lakmus biru. Sifat dari masing-masing kertas lakmus tersebut adalah sebagai berikut:

• Lakmus merah dalam larutan asam tetap berwarna merah dan dalam larutan basa berwarna biru.
• Lakmus biru dalam larutan asam berwarna merah dan dalam larutan basa tetap berwarna biru.
• Lakmus merah maupun biru dalam larutan netral tidak berubah warna.

2.  Pemisahan Campuran

Zat-zat di alam umumnya masih tercampur dengan zat-zat lain. Untuk mengambil zat yang diperlukan perlu diadakan pemisahan campuran. Salah satu contoh zat yang sangat bermanfaat, tetapi keadaan masih sering tercampur zat lain, adalah air. Untuk itulah diperlukan pengolahan air yang bertujuan menghasilkan air yang memenuhi standar kesehatan, dengan cara memisahkan air dengan zat-zat yang tercampur di dalamnya. 

Zat di dalam campuran dapat dipisahkan dengan membedakan sifat fisiknya seperti wujud zat, perbedaan ukuran partikel zat, titik leleh zat, titik didih zat, sifat magnetik, kelarutan dan lain-lain. Semakin berbeda sifatnya, semakin mudah zat di dalam campuran dapat dipisahkan. Contoh sederhana yaitu daun teh yang tidak larut di dalam air sehingga kita dapat memisahkannya dengan mudah yaitu dengan cara menyaringnya. Namun, partikel – partikel lainnya di dalam campuran dapat berukuran lebih kecil sehingga dibutuhkan teknik pemisahan dengan cara lain yang lebih rumit seperti kromatografi. 

Ada beberapa metode pemisahan campuran yang akan dibahas pada bab ini yaitu filtrasi, distilasi, sentrifugasi, kromatografi, dan sublimasi.

1. Filtrasi

Filtrasi atau penyaringan merupakan metode pemisahan campuran untuk memisahkan zat padat dari cairannya dengan menggunakan alat berpori (penyaring). Dasar pemisahan metode ini adalah perbedaan ukuran partikel antara pelarut dan zat terlarutnya. Penyaring akan menahan zat padat yang mempunyai ukuran partikel lebih besar dari pori saringan dan meneruskan pelarut. Hasil penyaringan disebut filtrat sedangkan zat sisa yang tertinggal di penyaring disebut residu (ampas).

Contoh dalam kehidupan sehari-hari yang melibatkan proses proses pemisahan campuran dengan cara filtrasi adalah menyaring parutan kelapa agar diperoleh air santan. Air santan tersebut merupakan hasil dari penyaringan yang disebut  filtrat. Sedangkan ampas kelapa yang merupakan hasil dari sisa penyaringan disebut residu.

 

Gambar Pemisahan campuran dengan cara filtrasi

2. Distilasi

Distilasi (penyulingan) merupakan proses pemisahan dengan cara menguapkan suatu zat dari campuran berdasarkan titik didihnya. Zat cair yang dihasilkan disebut destilat, sedangkan sisanya disebut residu. Metode pemisahan campuran dengan teknik destilasi melewati dua proses, yaitu penguapan dan pengembunan. Jika larutan dipanaskan maka zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap, sedangkan yang lebih tinggi tidak ikut menguap. Uap disalurkan ke pipa pengembun (kondensor) dan cairan yang dihasilkan ditampung pada wadah. Contohnya: proses pemurnian alkohol dari pelarutnya (air), pemisahan minyak bumi dengan menggunakan destilasi bertingkat.

                    

Gambar Pemisahan campuran dengan cara destilasi.

3. Sentrifugasi

Sentrifugasi, teknik ini memisahkan materi padat dengan materi yang lebih ringan dengan menggunakan alat sentrifugasi, yaitu alat yang dapat memutar campuran dalam wadah dengan sangat cepat. Zat yang lebih berat lama kelamaan akan turun dan terpisah dari campurannya setelah diputar. 

 

Gambar Alat-alat sentrifugasi

Dengan menggunakan metode sentrifugasi ini kita bisa memisahkan sel-sel darah putih dan juga sel-sel darah merah dari dalam plasma darah. Dengan menggunakan metode sentrifugasi ini maka sel-sel darah akan berkumpul di bagian bawah tabung reaksi dan plasma darah yang berupa cairan itu akan memisahkan diri di bagian atas, hal ini bisa terjadi karena mesin sentrifugasi ini berjalan memanfaatkan gaya sentrifugal untuk bisa mengendapkan campuran sehingga campuran yang lebih rapat itu bisa bergerak menjauh dari sumbu sentrifugal dan bisa membentuk endapan tersendiri.

           

Gambar  Hasil sentrifugasi darah

4. Kromatografi

Kromatografi, adalah teknik pemisahan campuran yang didasarkan pada cepat lambatnya aliran suatu zat pada permukaan suatu media penyerap seperti kertas kromatografi. Semakin larut suatu zat warna pada pelarutnya maka zat warna tersebut sulit terserap pada kertas kromatografi, akibatnya ia akan bergerak lebih cepat di atas kertas. Sebaliknya, zat yang kurang terlarut akan mudah diserap kertas sehingga pergerakannya lambat. Campuran yang berupa cairan dapat dipisahkan menjadi komponen-komponen penyusunnya dengan cara ini. Kamu dapat mengetahui bahwa cairan tinta yang tampaknya seperti hanya satu warna saja, jika diuji secara kromatografi akan tampak tersusun atas dua atau lebih komponen zat yang ditunjukkan oleh timbulnya warna yang berbeda.

            

Gambar Pemisahan campuran dengan kromatografi

5. Sublimasi

Sublimasi adalah proses pemisahan campuran yang dapat digunakan untuk memisahkan komponen yang dapat menyublim dari campurannya yang tidak dapat menyublim. Masih ingatkah kamu zat yang dapat menyublim jika dipanaskan?  Contoh benda yang dapat mengalami sublimasi adalah kapur barus (kamper), iodin, dan amonium klorida. Misalnya, jika kapur barus tercampur dengan zat pengotor seperti pasir, kapur barus dapat dipisahkan dari pasir dengan metode sublimasi.  Campuran kapur barus dengan pasir dipanaskan dengan panas api kecil sehingga kapur barus akan menyublim menjadi gas, sedangkan pasir tidak. Uap kapur barus akan segera mengkristal ketika didinginkan. Dengan demikian kapur barus murni dapat diperoleh kembali. Proses sublimasi dapat juga digunakan untuk memisahkan iodin dari zat pengotornya.

            

 

Gambar Sublimasi kapur barus

3.  Sifat Fisika dan Sifat Kimia

 

Setiap benda yang ada di sekitar kita merupakan materi. Materi ini memiliki ciri – ciri atau sifat tertentu yang sama atau berbeda dengan materi lainnya. Ciri-ciri atau sifat ini nantinya dapat kita gunakan sebagai dasar untuk mengidentifikasi dan mengelompokkan materi-materi tersebut ke dalam satu golongan sehingga mudah dipelajari. Kita biasanya mengelompokkan benda berdasarkan perbedaan wujudnya. Akan tetapi kita juga dapat membedakan benda berdasarkan sifat fisika maupun sifat kimianya. Dengan mengetahui sifat-sifat benda ini, kita dapat memanfaatkannya untuk keperluan hidup sehari-hari.  Pada sub bab ini, kita akan mempelajari lebih lanjut tentang sifat fisika dan sifat kimia zat.

 

a.  Sifat Fisika

Sifat fisika adalah sifat yang berkaitan dengan penampilan dan keadaan fisik suatu zat. Sifat fisika zat dapat dibedakan menjadi dua, yaitu sifat intensif dan sifat ekstensif. Sifat intensif adalah sifat fisik suatu zat yang tidak bergantung pada ukuran atau massa zat. Yang termasuk ke dalam sifat intensif adalah warna, wujud zat, kelarutan, titik didih , titik lebur dan massa jenis. Sedangkan sifat ekstensif adalah sifat suatu zat yang bergantung pada ukuran dan massa zat. Yang termasuk sifat ekstensif adalah massa, volume, panjang, lebar, dan  ketebalan.

1)  Wujud zat

 Tiga macam wujud zat yang kita kenal adalah : padat, cair dan gas. Zat tersebut dapat berubah dari satu wujud ke wujud lain. Beberapa peristiwa perubahan wujud yang kita kenal, yaitu: menguap, mengembun, mencair, membeku, meyublim, dan mengkristal.

2) Warna

 Setiap benda memiliki warna yang berbeda-beda. Warna merupakan sifat fisika yang dapat kamu amati secara langsung. Warna yang dimiliki suatu benda merupakan ciri tersendiri yang membedakan antara zat satu dengan zat lain.

3)  Titik didih dan titik lebur

 Titik didih merupakan suhu dimana suatu zat mulai mendidih. Sedangkan titik lebur merupakan suhu dimana suatu zat  mulai melebur. Contoh: titik didih air pada tekanan udara normal (76 cmHg) adalah 100^oC, sedangkan bensin kurang lebih 80^oC.

4)  Massa jenis

 Massa jenis suatu zat adalah perbandingan antara massa suatu benda dengan volumenya. Massa jenis dapat dihitung dengan rumus berikut.

Keterangan:

ρ  = massa jenis benda (satuannya kg/m³ atau g/cm³)

m = massa benda (kg atau gram)

V = volume benda (m³ atau cm³)

Walaupun massa dan volume adalah sifat ekstensif, tetapi massa jenis merupakan sifat intensif. Hal ini disebabkan karena perbandingan massa dan volume zat akan selalu tetap, berapapun ukuran dan jumlah dari zat tersebut. Contoh, massa jenis air adalah 1 g/cm³. Sesendok air, sepanci air, ataupun satu bak air massa jenisnya selalu tetap yaitu 1 g/cm³. Jika kamu menemukan suatu cairan, setelah diukur massa jenisnya ternyata diperoleh hasil 1 g/cm³, kemungkinan besar zat tersebut adalah air. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa massa jenis suatu zat menunjukkan ciri zat itu.

5)  Kelarutan

Kelarutan ialah ukuran mudah tidaknya suatu zat larut dalam pelarutnya. Kelarutan suatu zat dalam pelarut tertentu merupakan sifat fisika. Air merupakan pelarut yang sering digunakan. Tidak semua zat mudah larut dalam air. Misalnya, gula mudah larut dalam air, sedangkan kopi tidak dapat larut dalam air.

6)  Sifat Kimia

Sifat kimia suatu benda adalah sifat yang berkaitan dengan  mudah atau sukarnya suatu zat untuk bereaksi secara kimia.

Beberapa contoh sifat kimia yang dimiliki benda, yaitu mudah terbakar, mudah berkarat, mudah busuk dan asam, mudah meledak,  dan beracun. Semua sifat kimia suatu zat berkaitan dengan perubahan kimia yang mungkin terjadi.

4.   Perubahan Fisika dan Perubahan Kimia

Para ahli mengelompokkan segala macam perubahan yang ada di alam semesta ini menjadi dua macam, yaitu perubahan fisika dan perubahan kimia.

a.  Perubahan Fisika

Perubahan fisika adalah perubahan pada zat yang tidak menimbulkan zat baru. Contohnya beras yang ditumbuk menjadi tepung. Perubahan dari beras menjadi tepung adalah perubahan fisika karena hanya menunjukkan bentuk dan ukuran yang berubah, tetapi sifat molekul zat pada beras dan tepung tetap sama. Peristiwa perubahan wujud zat, antara lain : menguap, mengembun, mencair, membeku, menyublim, mengkristal merupakan perubahan fisika karena pada saat berubah wujud tidak terbentuk zat baru dan  komposisi zat tersebut juga tidak akan berubah. Misalnya air yang berubah wujud menjadi padat (es). Baik dalam wujud cair maupun padat keduanya tetaplah air yaitu senyawa H₂O.

 

Gambar Contoh perubahan fisika

 

Terdapat beberapa ciri pada perubahan fisika, yaitu:

• Yang berubah adalah wujud zat atau ukuran zat.
• Perubahan bersifat sementara, dapat diubah lagi menjadi bentuk semula.
• Tidak menimbulkan zat baru, partikel penyusunnya sama.

b.  Perubahan Kimia

 Perubahan kimia adalah perubahan  yang disertai terbentuknya zat baru. Perubahan kimia dikenal pula sebagai reaksi kimia. Misalnya pada saat membakar kertas. Setelah kertas tersebut habis terbakar akan terdapat abu yang diperoleh akibat proses pembakaran. Kertas sebelum dibakar memiliki sifat yang berbeda dengan kertas sesudah dibakar.

Contoh perubahan kimia yang lain, yaitu terjadinya karat pada besi dan nyala kembang api. Besi yang berkarat sangat sulit dikembalikan seperti sebelum berkarat. Begitu pula kembang api, setelah menyala tidak dapat dikembalikan seperti bentuk semula.

 

     

       Gambar Contoh perubahan kimia

 

Terdapat beberapa ciri pada perubahan fisika, yaitu:   

• Yang berubah adalah susunan zat
• Perubahan bersifat tetap, tidak d apat lagi menjadi zat semula
• Menghasilkan zat baru, partikel penyusunnya berbeda.

    Berlangsungnya perubahan kimia dapat diketahui dengan ciri-ciri sebagai berikut.

• terbentuknya gas
• terbentuknya endapan
• terjadinya perubahan warna
• terjadinya perubahan suhu