Penggolongan Materi Kimia

Materi yang terdapat di alam sangat beragam jenisnya. Setiap materi mempunyai sifat-sifat khas yang berbeda antara satu materi dengan materi lainnya. Pengelompokan materi dapat didasarkan pada wujud, jenis ikatan, daya hantar listrik, komposisi kimia dan lain sebagainya. Hal ini menunjukan bahwa selain terdapat perbedaan, materi juga memiliki kesamaan.

Berdasarkan wujudnya, materi dibedakan menjadi tiga golongan yaitu :

# zat padat 

# zat cair

# zat gas

Sebagian besar materi di bumi, berada dalam tiga wujud tersebut walaupun ada wujud yang lain tetapi dalam jumlah yang kecil. Misalnya plasma. Susunan partikel zat padat, zat cair dan zat gas ditunjukan pada Gambar.

Gambar Susunan partikel zat padat, zat cair dan zat gas

Materi yang berwujud padat, cair dan gas digolongkan lagi menjadi dua golongan yaitu zat tunggal dan campuran.

1.  ZAT TUNGGAL

Zat tunggal (zat murni) yaitu materi yang memiliki susunan homogen dan menunjukan sifat kimia yang sama. Yang termasuk zat tunggal yaitu unsur dan senyawa.

A. UNSUR

Unsur yaitu zat tunggal yang terbentuk dari atom-atom yang sejenis. Unsur-unsur kimia yang telah ditemukan ditulis menjadi suatu tabel yang disebut tabel periodik unsur atau sistem periodik unsur. Dari 118 unsur yang telah diketahui, 90 unsur terdapat secara alami di alam, selebihnya merupakan unsur buatan manusia dan sebagian besarnya bersifat radioaktif. Unsur-unsur ini, diduga akan terus bertambah seiring berjalannya waktu dan perkembangan zaman.

Untuk membedakan antara satu unsur dengan unsur lainnya maka setiap unsur memiliki nama tersendiri.

Nama-nama unsur, ada yang didasarkan pada warna misalnya klorin (choloros = hijau), sifat khusus misalnya fosfor (phosfhorus = bercahaya), sifat khusus misalnya aluminium (alum = pahit) dan ada pula dari nama ilmuan misalnya mendelevium (Dimitri Mendeleev).

Selain itu ada yang didasarkan pada nama tempat misalnya amerisium (Amerika) dan polonium (Polandia).

Pada awalnya, para ahli kimia, khususnya John Dalton, menggunakan lambang tertentu untuk menunjukan suatu unsur, misalnya bulan sabit untuk perak suatu lingkaran untuk oksigen, Gambar.

Gambar Lambang beberapa unsur yang digunakan oleh John Dalton

Lambang-lambang di atas, kini tidak digunakan lagi. Pada tahun 1813 Jons Jacob Berzelius (1779-1884) rekan Dalton mengusulkan pemberian lambang berupa huruf untuk masing-masing unsur, yakni sebagai berikut.

1) Unsur yang dilambangkan dengan satu huruf, maka harus digunakan huruf kapital.
Contoh :
- Oksigen lambangnya :  O
- Hidrogen lambangnya :  H
- Nitrogen lambangnya :  N
- Karbon lambangnya :  C

2) Unsur yang dilambangkan lebih dari satu huruf, maka huruf pertama menggunakan huruf kapital dan huruf berikutnya menggunakan huruf kecil.
Contoh :
- Seng lambangnya :  Zn
- Emas lambangnya :  Au
- Tembaga lambangnya :  Cu
- Ununbium lambangnya :  Uub

B. SENYAWA

Senyawa yaitu zat tunggal yang terbentuk dari beberapa unsur (minimal 2 unsur) melalui reaksi kimia. Unsur-unsur penyusun senyawa dapat berupa unsur yang sama dan dapat pula dari unsur yang berbeda.

Salah satu ciri khas senyawa yaitu memiliki rumus kimia. Rumus kimia yaitu rumus yang menyatakan jenis dan jumlah atom penyusun suatu senyawa. Jenis atom ditunjukan menggunakan lambang unsur, sedangkan jumlah atom ditunjukan menggunakan angka indeks pada rumus kimia. 

Contoh

Rumus kimia gula tebu : 

   C12H22O11

12,  22,  dan  11    disebut angka indeks.

Rumus tersebut menunjukkan bahwa satu molekul sukrosa (gula tebu) tersusun dari :
# 12 atom C (karbon)
# 22 atom H (hidrogen)
# 11 atom O (oksigen)

Contoh Soal
Tentukan jenis dan jumlah atom unsur yang terdapat dalam  2 molekul sukrosa (C12H22O11).

Penyelesaian

Jenis atom penyusun sukrosa adalah C, H, dan O
Jumlah atom penyusun sukrosa:
Atom C = 2 x 12 = 24 atom
Atom H = 2 x 22 = 44 atom
Atom O = 2 x 11 = 22 atom

Perlu diperhatikan bahwa senyawa memiliki sifat yang sangat berbeda dengan unsur-unsur penyusunnya.

Untuk memperjelas hal ini perhatikan dua contoh berikut.

# Air (H2O) tersusun dari unsur hidrogen dan oksigen. Air memiliki sifat yang sangat berbeda dengan unsur hidrogen (H2) dan oksigen (O2).

Air merupakan pelarut universal dan diperlukan oleh semua makluk hidup di Bumi. 

Hidrogen adalah gas yang paling ringan dan sangat mudah terbakar.

Oksigen adalah salah satu gas di udara yang sangat diperlukan tubuh pada proses respirasi (pernapasan).

# Garam dapur (NaCl) tersusun dari natrium dan klor. Garam dapur memiliki sifat yang berbeda dengan unsur natrium (Na) dan klor (Cl2).

Garam dapur merupakan mineral yang sangat dibutuhkan oleh tubuh walaupun dalam jumlah kecil. Natrium merupakan logam yang ringan dan bereaksi keras dengan air. Klor adalah gas kekuningan yang sangat beracun.

2. CAMPURAN

Campuran yaitu materi yang tersusun dari satu atau lebih zat tunggal yang masih mempunyai sifat asalnya. “Masih mempunyai sifat asal” artinya zat-zat penyusun campuran tidak berubah karena dalam campuran tidak terjadi reaksi kimia. Misalnya udara merupakan campuran dari berbagai macam gas seperti gas nitrogen, oksigen, karbon dioksida, uap air dan gas lainnya. Gas-gas tersebut masing-masing menunjukan sifat yang berbeda walaupun semuanya berada dalam satu tempat. Oksigen dibutuhkan oleh manusia untuk proses pernapasan sedangkan karbondioksida merupakan gas yang beracun, jika dihirup dalam jumlah tertentu dapat menyebabkan kematian. 

Tanah, makanan, minuman, sungai, udara, larutan garam, larutan gula, kopi, dan kopi susu merupakan contoh campuran yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari.

Untuk menghindari terjadinya kekeliruan perhatikan perbedaan antara senyawa dan campuran berikut.

1) Komponenen-komponen penyusun senyawa terbentuk melalui reaksi kimia, sedangkan campuran tidak terjadi reaksi kimia.

2) Senyawa tersusun dari ion dan molekul sedangkan campuran dapat tersusun dari campuran unsur dan senyawa.

3) Sifat komponen penyusun senyawa berbeda dengan sifat aslinya, sedangkan sifat komponen penyusun campuran sesuai dengan sifat aslinya.

4) Hanya melalui reaksi kimia komponen penyusun senyawa dapat dipisahkan, sedangkan campuran melalui proses fisika komponen penyusunnya sudah dapat dipisahkan.

Secara makroskopis campuran ada yang dapat dibedakan namun ada yang tidak dapat dibedakan walaupun dengan bantuan mikroskop. Dari hal tersebut maka campuran dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu campuran homogen dan campuran heterogen.

2.1. CAMPURAN HOMOGEN

Campuran homogen yaitu campuran antara dua zat atau lebih yang partikel-partikel penyusun tidak dapat dibedakan lagi. Campuran homogen disebut juga larutan. Campuran homogen berupa cair, gas dan padat.

Ketika gula dilarutkan di dalam air pada sebuah gelas maka dinding pemisah antara gula dan air tidak bisa dilihat. Jika kita mencicipi campuran ini maka rasa manis pada seluruh bagian gelas adalah sama, baik yang di permukaan, tengah maupun dibagian bawah. Karena hal inilah campuran homogen disebut sebagai campuran serba sama.

Campuran gas-gas di udara disebut juga sebagai larutan karena memiliki komposisi yang homogen.

Campuran homogen dapat pula terjadi pada logam. Campuran antara logam dengan unsur lain disebut lakur atau aloi (paduan logam). Perunggu, stainless steel dan kuningan merupakan beberapa contoh paduan logam yang termasuk larutan.

Walaupun demikian, istilah larutan biasanya digunakan untuk zat yang berfasa cair. Pada larutan terdiri dari zat terlarut dan pelarut. Komponen yang disebut sebagai pelarut adalah zat yang jumlahnya paling banyak dan dapat mempertahankan keadaan fisiknya. Dalam melakukan kegiatan laboratorium jika jenis pelarut tidak diberitahui terlebih dahulu berarti pelarutnya adalah air.

2.2. CAMPURAN HETEROGEN

Campuran heterogen adalah campuran yang tidak seragam karena partikel-partikel penyusunnya masih dapat dibedakan. Pada campuran heterogen dinding pemisah antar partikel penyusun dapat dilihat dengan mata atau dengan bantuan mikroskop. Campuran heterogen dibedakan menjadi dua jenis yaitu koloid dan suspensi.

a. SUSPENSI

Suspensi yaitu campuran yang partikel-partikel penyusun dapat dibedakan tanpa menggunakan mikroskop dan memisah jika didiamkan. Contoh minyak dengan air, air keruh atau air kapur. Komponenen-komponen suspensi dapat dipisahkan dengan cara penyaringan atau pengendapan.

b. KOLOID

Koloid yaitu suatu bentuk campuran yang keadaannya berada diantara larutan dan suspensi. Koloid disebut juga sebagai bentuk peralihan dari homogen menjadi heterogen. Larutan bersifat homogen dan stabil, suspensi bersifat heterogen dan labil, sedangkan koloid memiliki sifat heterogen dan stabil. Susu, asap, kabut, cat, buih sabun merupakan beberapa contoh koloid yang banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-hari.

Misalnya jika kita mencampur susu maka akan diperoleh larutan keruh. Jika didiamkan, susu yang berada didalam larutan tersebut tidak memisah. Dalam hal ini bagian atas campuran tidak berubah menjadi jernih akibat terjadinya pengendapan susu. 

Jika dilakukan penyaringan ternyata hasil penyaringan tetap keruh. Campuran ini yang disebut sistem koloid. Secara makroskopis campuran ini tampak homogen, tetapi secara mikroskopis misalnya diamati menggunakan mikroskop ultra, ternyata masih dapat dibedakan partikel-partikel lemak susu yang tersebar di dalam air.