Archive for April, 2010

Penyulingan (Distilasi)


Ukuran partikel setiap komponen penyusun campuran sering terlalu kecil untuk dapat disaring. Sebagai contoh, campuran antara garam dapur dan air yang membentuk larutan homogen. Kedua komponen penyusun larutan tersebut tidak dapat dipisahkan dengan cara penyaringan karena ukuran partikel garam dan air terlalu kecil, jauh lebih kecil dari ukuran pori penyaring yang tersedia.

Dengan cara distilasi, komponen zat penyusun campuran yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap terlebih dahulu. Uap ini, kemudian dilewatkan melalui suatu pendingin dan selanjutnya keluar dari pendingin dalam bentuk cairan yang disebut destilat. Komponen yang akan keluar sebagai destilat adalah air murni, sedangkan garam dapur sebagai residunya. Secara ringkas dapat dikatakan bahwa distilasi merupakan cara pemisahan campuran berdasarkan perbedaan titik didih komponen-komponen zat penyusunnya. Proses distilasi digunakan juga untuk memisahkan minyak bumi menjadi sejumlah fraksi minyak bumi, seperti bensin, minyak tanah, solar, aspal, dan lain sebagainya.

Ayo Coba penyaringan


Tujuan

Melakukan pemisahan campuran dengan cara penyaringan

Alat dan bahan

Gelas kimia 250 mL, sedotan limun, larutan air kapur, labu erlenmeyer 250 mL, corong, kertas saring, batang pengaduk, statif, dan klem

Cara kerja

1. Lakukanlah langkah kegiatan Ayo Coba 5.3 sekali lagi.

2. Susunlah alat penyaringan, seperti pada Gambar 5.15.

3. Saring endapan yang terbentuk dengan menggunakan set alat seperti yang tampak pada Gambar 5.15.

Pertanyaan

1. Apakah endapan putih yang terbentuk dapat terpisah sempurna dengan cara penyaringan?

2. Apakah yang menyebabkan endapan yang terbentuk dapat dipisahkan dengan cara penyaringan?

Perubahan Zat


Hasil yang harus kamu capai:

memahami berbagai sifat dalam perubahan fisika

Setelah mempelajari bab ini, kamu harus mampu:

  • membandingkan sifat fisika
  • melakukan pemisahan campuran dengan berbagai cara berdasarkan sifat fisika
  • menyimpulkan perubahan fisika berdasarkan hasil percobaan sederhana;

Setiap unsur maupun senyawa dapat diindentififikasi melalui sifat-sifatnya yang khas. Sifat suatu zat akan memberikan gambaran tentang ciri khas zat tersebut. Di sekeliling kita terdapat miliaran zat yang berbeda satu sama lain. Kamu dapat mengenali seseorang berdasarkan ciri-ciri atau sifat khas dari orang tersebut. Layaknya manusia, zat juga dapat dikenali melalui sifat-sifat khasnya. Para ilmuwan telah berhasil memanfaatkan sifat-sifat khas ini untuk memisahkan suatu campuran berdasarkan perbedaan sifat fisika dari komponen penyusun campuran tersebut.

A. Perubahan Fisika

Seperti telah dijelaskan dalam Bab 2, zat adalah segala sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang. Zat bisa berupa campuran atau zat murni/zat tunggal. Berbeda dengan campuran, setiap zat murni memiliki komposisi tertentu dan serbasama. Segelas sirop merupakan contoh dari zat. Sirop bukan merupakan zat murni melainkan campuran karena setiap sirop dapat memiliki komposisi yang berbeda, berbeda jumlah gulanya, pewarnanya, atau rasanya. Berbeda dengan sirop, di bagian bumi manapun kita menemukan garam, garam akan berbentuk kristal putih, berasa asin, dan mudah larut dalam air. Oleh karena itu, garam dapur merupakan contoh dari zat murni. Suatu zat yang sama akan memiliki sifat-sifat fi sika yang sama. Sifat fi sika adalah kualitas atau keadaan dari suatu zat yang dapat diamati atau diukur tanpa mengubah komposisi zat tersebut. Beberapa contoh sifat fi sika, di antaranya wujud, kelarutan, kekerasan, massa jenis, daya hantar listrik, warna, titik didih, dan titik leleh. Pengetahuan tentang sifat-sifat fi sika suatu zat dapat membantu kita untuk mengidentifi kasi suatu zat yang belum diketahui identitasnya.

Setiap zat dapat mengalami perubahan tanpa mengalami perubahan komposisinya karena pengaruh faktor tertentu, seperti suhu dan tekanan. Komposisi yang dimaksud adalah jenis partikel terkecil yang menyusun suatu zat. Per ubahan ini dinamakan perubahan fi sika. Jadi, setelah terjadi perubahan fi sika, jenis partikel-partikel penyusun zat adalah sama dengan jenis partikel terkecil zat tersebut sebelum mengalami perubahan fi sika. Sebagai contoh, air bisa berubah wujud dari padat ke cair, kemudian ke gas atau sebaliknya. Namun, dalam setiap bentuk wujudnya (padat, cair, gas), tersusun atas partikel terkecil yang sama (memiliki komposisi yang sama),

Di Kelas VIII kamu akan belajar bahwa air tersusun atas partikel-partikel terkecil yang disebut molekul air. Dari uraian ini, kita dapat mengatakan bahwa perubahan wujud yang terjadi pada setiap zat merupakan contoh dari perubahan fi sika karena tidak disertai oleh pembentukan zat baru.

Contoh lain dari perubahan fi sika adalah berikut ini. Pada suhu kamar, sepotong logam besi memiliki sifat fi sika berwarna hitam dan sangat keras. Namun, jika besi tersebut dipanaskan sampai suhu sekira 900oC, warnanya akan berubah menjadi kemerahan dan mudah ditempa (kekerasannya berkurang atau lebih lunak dibandingkan dalam keadaan dingin). Dalam dua keadaan besi yang berbeda sifat fi sikanya ini, tidak ada perubahan komposisi. Kedua besi yang berbeda sifat fi sikanya tersebut tetap disusun oleh partikel-partikel terkecil yang sama. Di Kelas VIII, kamu akan belajar bahwa partikel terkecil yang menyusun logam besi adalah atom besi. Dari uraian ini, kita dapat mengatakan bahwa perubahan warna atau kekerasan yang tidak disertai oleh perubahan komposisi zat merupakan contoh lain dari perubahan fi sika. Dari dua contoh di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa suatu zat dapat mengalami perubahan karena perubahan kondisi, seperti suhu dan tekanan tanpa harus mengubah komposisinya. Ini adalah perubahan fi sika karena perubahan zat tidak disertai dengan perubahan komposisinya atau tidak disertai pembentukan zat baru. Selain perubahan wujud (seperti Gambar 5.3 dan Gambar 5.4), perubahan warna, dan perubahan kekerasan, perubahan berikut ini termasuk ke dalam perubahan fi sika: perubahan kelarutan, massa jenis, titik didih, titik leleh, dan daya hantar listrik. Perubahan fi sika tidak hanya dapat terjadi pada zat murni/ tunggal, tetapi juga dapat terjadi pada semua zat termasuk campuran. Seperti telah dibahas pada Bab 2, campuran juga mengandung zat (dua macam atau lebih) yang masing- masing tetap mempertahankan sifat-sifatnya termasuk sifat fi sikanya. Suatu zat yang telah mengalami perubahan fi sika memiliki sifat fi sika yang berbeda dengan sifat fi sika zat tersebut sebelum mengalami perubahan. Sebagai contoh, air yang telah mengalami perubahan wujud dari padat ke cair akan memiliki sifat yang berbeda. Dalam keadaan padat, air memiliki sifat fi sika seperti sifat zat padat yang lain, yaitu bentuk fi siknya tidak terpengaruh oleh wadah yang ditempatinya. Sementara dalam keadaan cair, air memiliki sifat fi sika seperti zat cair yang lain, yaitu bentuknya mengikuti bentuk wadah yang ditempatinya. Dalam keadaan padat, air memiliki massa jenis yang lebih rendah dibandingkan dalam keadaan cairnya. Dengan kata lain, untuk setiap ukuran massa yang sama, air dalam keadaan beku membutuhkan ruangan yang lebih besar dibanding dalam keadaan cair.

Contoh lain adalah garam dapur, dalam wujud padat garam dapur tidak dapat menghantarkan arus listrik, sebaliknya dalam wujud cairnya garam dapur dapat meng- hantarkan arus listrik. Suatu zat yang telah mengalami perubahan fi sika dapat kembali ke kualitas atau keadaan asalnya bila kondisinya (misalnya suhu dan tekanan) diubah lagi ke kondisi asal. Sepotong logam besi yang telah berubah warna menjadi kemerahan dan relatif lunak akibat suhu yang tinggi, akan kembali memiliki warna hitam dan keras bila logam tersebut didinginkan kembali. Adanya sifat fi sika besi seperti ini dimanfaatkan oleh para pandai besi untuk membuat berbagai peralatan bertani dan dapur yang terbuat dari besi. Mereka menempanya dalam keadaan besi masih pijar, seperti pada Gambar 5.5 sehingga didapatkan bentuk-bentuk yang di- harapkan, kemudian setelah terbentuk dibiarkan menjadi dingin kembali.

Rangkuman dan Refleksi wujud zat

Rangkuman

• Setiap zat memiliki wujud. Wujud zat dapat berbentuk padat, cair, dan gas.

• Wujud suatu zat ditentukan oleh partikel- partikel penyusunnya.

• Setiap zat memiliki massa jenis yang di- pengaruhi oleh suhu.

• Pemanasan membuat zat akan memuai sehingga massa jenis zat akan berkurang.

• Besar massa jenis ditentukan sesuai per- samaan berikut.

= ρ =m V

• Khusus pada zat berwujud gas, massa jenisnya juga dipengaruhi oleh tekanan.

• Besar pertambahan panjang pada pe- muaian zat padat dirumuskan sebagai berikut.

Dl = l0ΔT

• Naik turunnya suhu suatu zat berhubungan erat dengan kalor yang diterima atau dilepaskan zat tersebut.

• Pada perubahan wujud, kalor yang dilepas atau diterima tidak menyebabkan perubahan suhu.

Refleksi

Selamat, kamu telah selesai mempelajari Bab Wujud Zat dan Perubahannya.Menarik, bukan?Segala bentuk di alam ini memiliki wujud dan tidak selalu tetap.Ada bermacam- macam penyebabnya. Salah satunya adalah kalor yang akan kamu pelajari pada Bab 4. Setelah mempelajari bab ini, kamu tentu belum berpuas diri. Mungkin masih banyak

pertanyaan dan materi yang belum terpahami.

Nah, untuk itu coba kalian baca literatur lain, seperti buku, koran, majalah, atau membuka situs internet yang berkaitan dengan topik bab ini. Diskusikan temuanmu dengan teman- teman belajarmu.Jika ada yang tidak di- mengerti, jangan sungkan bertanya kepada gurumu.

4. Penerapan Prinsip Pemuaian

Konsep pemuaian banyak digunakan dalam bidang teknologi.Beberapa di antaranya adalah sebagai berikut.

a. Bimetal

Sesuai dengan namanya “bimetal” yang berarti dua metal (bahan logam), bimetal terbuat dari dua bahan yang koefi sien muai panjangnya berbeda. Oleh karena itu, ketika dipanaskan pemuaiannya tidak sama. Akibatnya, bimetal akan melengkung ke arah muai panjang yang kecil. Bahan yang biasa digunakannya adalah baja dan aluminium. Bimetal digunakan pada setrika listrik dan rice cooker (penanak nasi) untuk memutus dan menyambungkan arus listrik ketika alat tersebut mencapai suhu tertentu.

b. Pengelingan

Menyambung dua pelat logam menggunakan paku keling disebut pengelingan. Pengelingan dilakukan dengan cara memanaskan paku keling sampai berpijar. Setelah dimasukkan pada lubang, kedua pelat akan disatukan. Pada keadaan tersebut paku keling dipukul-pukul sampai rata kemudian didinginkan. Ketika dingin, paku keling akan menyusut dan menarik kedua pelat logam hingga bersatu.

c. Pemasangan Roda pada Ban Baja Lokomotif

Konsep pemuaian juga digunakan untuk memasangkan as roda pada ban baja lokomotif. As roda lokomotif memiliki ukuran agak lebih besar dari lubang ban baja sehingga pada keadaan biasa as roda tidak dapat dimasukkan ke dalam ban baja.Untuk dapat memasukkannya, ban baja dipanaskan hingga memuai dan lubang roda membesar. Akibatnya, as roda dapat dimasukkan pada ban baja. Selanjutnya, pen- dinginan dilakukan sehingga ban baja akan menjepit as roda dengan kuat.

d. Pemasangan Sambungan Rel Kereta Api

Jika kamu perhatikan sambungan rel kereta api, ternyata antara dua rel terdapat celah. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari terjadinya pemuaian rel ketika siang hari. Akibat pemuaian ini banyak rel yang menjadi melengkung disebabkan sambungannya terlalu rapat.

Soal Penguasaan Materi pengukuran


Kerjakanlah di buku latihanmu.

1. Mengapa alat-alat yang terbuat dari gelas di laboratorium kebanyakan terbuat dari bahan kaca pyrex?

2. Perhatikan Tabel 3.5 tentang koefi sien muai volume beberapa zat cair. Jika kitamemanaskan keempat bahan tersebut dengan volume mula-mula yang sama pada suhu di atas 4oC, zat cair manakah yang lebih banyak bertambah volumenya?

3. Jika kita memanaskan air yang memenuhi suatu wadah, sebagian air ada yang tumpahketika mendidih. Membuktikan apakah itu?Jelaskan.

praktikum 1. Pemuaian Zat padat


Ayo Coba 3.5

Tujuan

Mengamati Pemuaian Zat Padat

Alat dan bahan

Alat musschenbroek, beberapa batang logam, pembakar spiritus, dan korek api

Cara kerja

1. Sediakan alat musschenbroek, beberapa batang logam yang berbeda (misalnya aluminium, tembaga, dan besi), dan pem- bakar spiritus atau pembakar bunsen.

2. Aturlah alat tersebut agar kedudukan ketiga jarum me nun- jukkan skala yang sama.

3. Panaskan ketiga batang logam tersebut beberapa menit dengan pembakar spiritus. Perhatikan jarum penunjuk dari ke tiga logam tersebut.Apakah yang terjadi?

Pertanyaan

1. Ketika ketiga logam tersebut dipanaskan, apakah jarumnya bergerak? Menunjukkan apakah pergerakan jarum tersebut?

2. Apakah penyimpangan jarum dari ketiga logam tersebut sama? Apakah artinya?

3. Jika pemanasan kamu teruskan, apakah akibatnya terhadap pe nambah an panjang zat tersebut?

4. Berilah kesimpulan hasil kegiatan Ayo Coba 3.5.

2. Pemuaian Zat Cair

Ayo Coba 3.6

Tujuan

Mengamati pemuaian pada zat cair

Alat dan bahan

Labu erlenmeyer, zat cair (misalnya air, minyak goreng, dan alkohol), pipa kapiler, dan sumbat karet

Cara kerja

1. Sediakan labu erlenmeyer, zat cair (misalnya air, minyak goreng, dan alkohol), pipa kapiler, dan sumbat karet.

2. Masukkan air, minyak goreng, dan alkohol di dalam labu

erlenmeyeryang disertai pipa yang sudah dipasangkan melalui sumbat karet. Masukkan ketiga labu tersebut pada air yang mendidih..

3. Amati setiap zat cair pada ketiga pipa tersebut.

Pertanyaan

1. Apakah yang terjadi pada zat cair dalam pipa?

2. Menunjukkan apakah naiknya zat cair pada pipa?

3. Apakah naiknya zat cair pada ketiga pipa sama tinggi?

4. Berilah kesimpulan dari kegiatan di atas.

3. Pemuaian Gas

Ayo Coba 3.7

Tujuan

Mengamati pemuaian gas

Alat dan bahan

Labu erlenmeyer, sumbat karet, pipa kaca, pembakar spiritus, dan gelas kimia

Cara kerja

1. Sediakan labu erlenmeyer, sumbat karet, pipa kaca, pembakar spiritus, dan gelas kimia.

2. Susunlah alat dan bahan .Susunan tersebut menyerupai sebuah alat yang disebut dilatometer, yaitu suatu alat untuk membuktikan pemuaian pada gas.

3. Panaskan gelas erlenmeyer. Perhatikan yang terjadi pada zat cair dalam pipa dan dalam gelas kimia.

Pertanyaan

1. Ketika udara di dalam labu erlermeyer dipanaskan, apakah yang terjadi pada air di dalam gelas kimia? 2. Menunjukkan apakah terjadinya gelembung pada zat cair di dalam gelas kimia?

3. Berilah kesimpulan dari kegiatan ini.

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.