Struktur Atom (KIMIA SMA 1)   Leave a comment

STRUKTUR ATOM

Istilah atom pertama kali di perkenalkan oleh democritus (460-370). Atom berasal dari a (tidak) dan tomos (dibagi). Maka, atom didefinisikan sebagai sesuatu yang tidak dapat dibagi lagi.

A.TEORI ATOM DALTON
Bola pejal dalton
John Dalton (1803), ilmuan inggris yang menghidupkan kembali gagasan mengenai atom democritus.
Kelebihanya, dapat menerangkan hukum kekekalan masa (lavoisier) dan hukum perbandingan tetap (proust).
Kelemahanya, ada partikel yang lebih kecil dari atom yang disebut partikel subatom, tidak menjelaskan bagaimana atom-atom berikatan, tidak dapat menerangkan sifat listrik atom.

B. TEORI J.J THOMSON
Roti kismis Thomson
J.J Thomson (1897), fisikawan inggris yang mengemukakan bahwa terdapat partikel subatom yang disebut electron yang tersebar didalam atom.
Kelebihan, dapat menerangkan adanya partikel yang lebih kecil dari atom, dapat menerangkan sifat listrik stom, jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negative sehingga atom bersifat netral.
JUMLAH MUATAN POSITIF = JUMLAH MUATAN NEGATIF
Kelemahan, tidak dapat menerangkan efek penghamburan cahaya pada lempeng tipis emas.

C. TEORI ATOM ERNEST RUTHERFORD
Orbit electron Rutherford
Eenest Rutherford (1911), seorang ahli fisika inggris yang mengatakan bahwa atom terdiri dari inti (bermuatan positif) berada dipusat, sementara elektron (bermuatan negatif) bergerak mengelilingi inti sebagian besar atom adalah ruangan kosong dan hampir semua masa atom ada pada inti.
Kelebihan, dapat menerangkan efek penghamburan sinar alfa pada lempeng tipis emas.
Kelemahan, bertentangan dengan teori elektrodinamika klasik Maxwell (elektron yang terus bergerak akan memancarkan energi yang pada akhirnya akan habis dan jatuh ke inti).

D. TEORI ATOM NEILS BOHR
Miniatur tata surya bohr
Neils bohr (1913), fisikawan dari Denmark yang mengemukakan bahwa elektron bergerak mengelilingi inti pada lintasan tertentu elektron juga dapat berpindah dari satu lintasan ke lintasan lain (tereksitasi) dengan menyerap atau melepas energi,
Kelebihan, dapat menjelaskan spectrum atom hydrogen, menjawab kesulitan teori atom Rutherford.
Kelemahan, tidak dapat menjelaskan atom berelektron banyak, tidak dapat menerangkan efek Zeeman bila atom di tempatkan pada medan magnet.

Elektron sebagai gelombang dan partikel
Pada 1920-an, tiga fisikawan, Louis de Broglie dari prancis (teori sifat gelombang pada materi), Werner Heisenberg dari jerman (prinsip ketidak pastian), dan Erwin schrodinger dari Austria (persamaan gelombang partikel) berhasil mengemukakan teori atom modern atau sering di sebut teori atom mekanika kuantum, seperti berikut:
Electron sangat kecil sehingga perilakunya tidak bias dipastikan.
Bila fungsi gelombang electron diketahui, dengan menggunakan persamaan schrodinger, bias di tentukan keboleh jadian tempat ditemukannya electron.

Nomor punggung atom dinyatakan sebagai berikut:

Meskipun atom itu tak terlihat, atom masih punya daleman (patikel 1,840 kali massa electron), dan neutron (n), memiliki massa 1,67493 x 〖10〗^(-24)g dan tidak mempunyai muatan, proton dan neutron terletak diinti, serta electron (e) yang bergerak mengelilingi inti.
Partikel dasar penemu Muatan relatif Massa relatif
Proton Goldstein +1 1
Neutron Chadwick 0 1
Elektron Thomson -1 0

MISI PENCARIAN PARTIKEL SUBATOM
Goldstein, melakukan suatu percobaan dengan tabung katoda. Kalau tabung katoda ditutup rapat, ternyata gas dibelakang katoda tetap gelap. Tetapi, kalau tabung di beri lubang, maka gas di belakang katoda menjadi berpijar atau terang sinar ini disebut sinar anoda atau sinar positif. Partikel partikel yang terdapat disinar tersebut disebut proton.
Robert milikan, dengan percobaan tetes minyak menemukan muatan electron milikan meneteskan minyak diantara dua lempeng logam yang punya muatan berbeda, dan udara disekitar lempeng diradiasi dengan menggunakan sinar x. dia mengamati bahwa tiap tetesan minyak memiliki muatan yang selalu tetap, yaitu -1,6 x 〖10〗^(-19)c atau kelipatannya.
James Chadwick, membuktikan bahwa terdapat radiasi yang terdiri atas partikel netral yang massanya hamper sama dengan massa proton, oleh karena bersifat netral, partikel ini dinamakan neutron.
Michael faraday dan johanes hittorf, melalui percobaan medan magnet diantara anoda dan katoda menemukan adanya sinar yang akan di belokkan kea rah medan magnet bermuatan positif, melalui percobaan tersebut, dapat di simpulkan bahwa sinar tersebut bermuatan negative karena di tarik oleh medan yang muatannya sama. Penemuan ini merupakan cikal bakal ditemukannya electron yang nantinya di temukan oleh Thomson.
Kembaran unsur.
Isotop → jumlah proton sama
Contoh : 37¦17 CL dan 37¦17 CL
Isoton → jumlah neutron sama
Contoh : 13¦6C dan 14¦7 N
Isobar → Ar / nomor massa sama
Contoh : 24¦11 Na dan 24¦12 Mg

ALAMAT RUMAH ELEKTRON
Elektron juga seperti manusia, mereka punya rumah dan kamar masing-masing, alamat rumah electron disebut bilangan kuantum. Bilangan kuantum adalah bilangan-bilangan yang menyatakan keadaan energy dan letak si electron dalam atom. Bilangn kuantum merupakan penyelesain dari persamaan schrodinger yang rumit itu.
Bilangan kuantum terdiri dari bilangan kuantum utama, azimuth, magnetic, dan spin.
Bilangan kuantum utama ( n ) menyatakan kulit, bayangkan kulit adalah sebuah hotel di kawasan wisata. Besarnya n adalah 1 sampai 7 dimana n=1 adalah kulit k, n=2, adalah kulit l, dan seterusnya.
Bilangan kuantum azimuth ( l ) menyatakan subkulit / bentuk orbital,subkulit adalah lantai hotel yang dibayangkan tadi. Besarnya l adalah 0 sampai ( n-1)
l = 0 → subkulit s
l = 1 → subkulit p
l = 2 → subkulit d
l = 3 → subkulit f
Bilangan kuantum magnetic (m) menyatakan orientasi orbital dan nomor ruang. Besarnya adalah-l sampai +l, nah, orbital adalah kamar dari hotel tersebut.
l = 0 (subkulit s) → makanya cuma ada 1 ruang bernomor 0.
l = 1 (subkulit p) → makanya cuma ada 3 ruang bernomor -1, 0, +1.
l = 2 (subkulit d) → makanya cuma ada 5 ruang bernomor -2, -1, 0, +1, +2.
l = 3 (subkulit f) → makanya cuma ada 7 ruang bernomor -3, -2, -1, 0,+1, +2, +3.
Ruang subkulit s → 0 =

Ruang subkulit p→

Ruang subkulit d→

Ruang subkulit f→

Bilangan kuantum spin (s) menyatakan arah rotasi electron, bilangan kuantum spin bernilai -1/2 ( arah ke bawah ↓) atau +1/2 ( arah ke atas ↑).

ELEKTRON BISA DIATUR
Pengaturan posisi electron berdasarkan tingkat energinya di sebut konfigurasi electron tingkat energy terendah adalah yang paling dekat dengan inti atom, ada dua cara penyusunan electron, yaitu cara kulit dan cara subkulit.

Cara kulit
Cara kulit lebih gampang, tetapi Cuma berlaku untuk golongan utama saja. Kalau menggunakan konfigurasi ini. Akan susah untuk membedakan golongan utama dengan golongan transisi.
Langkah pengisian electron berdasarkan cara kulit,
Isi dulu kulit k sampai penuh, kalau masih ada sisa, tuliskan pada kulit berikutnya maksimal 8 elektron;
Tulis sisa electron di kulit selanjutnya maksimal 18 kalau elektronnya kurang dari 18, tulis saja sisanya.

Kulit k maksimal Cuma 2 elektron,kulit l maksimalnya 8 elektron,kulit m maksimal boleh 18 elektron, kulit n maksimum 32 elektron.
Contoh

20Ca=

CARA SUBKULIT
Pengaturan electron dengan cara ini agak rumit, tetapi kita bias meramalkan sifat unsurnya, kita dapat berkenalan dengan bilangan kuantum azimut, yaitu s, p, d, dan f berdasarkan prinsip aufbau, aturan hund, dan larangan pauli.
Prinsip aufbau (bahasa jerman yang artinya ‘membangun’)
Menyatakan bahwa “pengisian electron di mulai dari lantai (subkulit) yang paling bawah di teruskan pada ke lantai yang lebih tinggi. :berdasarkan ketentuan tersebut, maka urutan pengisian (konfigurasi) electron mengikuti tanda panah seperti yang sudah di gambarkan.
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4d < 5p< 6s< ……….. dan seterusnya

Aturan hund
Friedrich hund (1927), fisikawan jerman, menerangkan aturan pengisian electron pada orbital, yaitu “kita harus mengisi tiap orbital dengan jumlah electron yang sama dan arah spin yang sama. Setelah itu, kita ulangi pengisian dengan arah spin yang berbeda”.
Contoh
7N :[HE] 2s 2p3 diagram orbitalnya adalah:

C. Larangan pauli
w. pauli (1924) melarang kita menempatkan elektron-elektron yang punya keempat bilangan kuantum yang sama. Jadi, setiap orbital hanya dapat berisi 2 elektron dengan spin (arah putar) yang berlawanan.
Jumlah maksimum electron adalah sebagai berikut,
Subkulit s terdiri dari 1 orbital dapat ditempati maksimum 2 elektron,
Subkulit p terdiri dari 3 orbital dapat ditempati maksimum 6 elektron,
Subkulit d terdiri dari 5 orbital dapat ditempati maksimum 10 elektron.
Contoh

Bentuk dan arah orbital
Setiap subkulit di susun oleh satu atau lebih orbital dan setiap orbital mempunyai bentuk tertentu. Bentuk orbital di tentukan oleh bilangan kuantum azimut
Lantai (subkulit) s yang berbentuk bola tidak menunjukan arah ruang tertentu. Hal itu karena boleh jadi ditemukan elektron dengan bentuk ini berjarak sama jauhnya ke segala arah dari inti atom.
Lantai (subkulit) p terdiri dari tiga kamar (orbital) p. nama kamar-kamarnya (bilangan kuantum magnetik) yaitu -1, 0, dan +1, ketiga orbital ini mempunyai tingkat energi yang sama, tetapi arah ruangnya masing-masing berbeda. Kalau digabungkan, ketiga orbital ini saling tegak lurus satu sma lain. Orbital p yang terletak pada sumbu x disebut orbital px, pada sumbu y disebut orbital py sementara itu yang terletak pada sumbu z disebut orbital pz.

Lantai (subkulit) d terdiri dari lima kamar (orbital) d dengan nama (nilai) -2, -1, 0, +1,, +2, seperti orbital p, orbital d juga punya tingkat energi yang sama, tetapi arah ruangnya masing-masing berbeda. Bentuk kelima orbital d dapat digambarkan seperti berikut.

Soal
Berikut ini adalah teori atom neils bohr, kecuali,….
Electron bergerak pada orbit melingkar.
Elekton memiliki orbitnya, energy electron tetap.
Selama pada orbitnya, energy electron tetap.
Energi elektron akan tertarik oleh inti.
Elektron yang pindah orbit akan menyerap atau memancarkan energi.

Isotop dari unsur (_6^14)A adalah…
(_6^14)A
(_6^14)A
(_6^14)A
(_6^14)A
(_6^14)A
Berikut ini merupakan deretan bilangan kuantum yang dimiliki oleh suatu electron. Deretan bilangan kuantum yang tidak mungkin adalah….

N= 3; l = 0; m= 0; dan s = -1/2
N= 3; l = 1; m= +1; dan s =+1/( 2)
N= 3; l = 1; m= +2; dan s= -1/2
N= 3; l = 2; m= -1; dan s= +1/2
N= 3; l = 2; m= +2; dan s= +1/2

Posted May 30, 2011 by benzenaddict in Uncategorized

Pencemaran Air ( KIMIA LINGKUNGAN)   Leave a comment

BAB I
PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG
Air merupakan kebutuhan utama bagi proses kehidupan di bumi, sehingga tidak ada kehidupan seandainya di bumi ini tidak ada air. Dapatkah Anda bayangkan jika di dunia ini tidak ada air, ya tentu saja tidak pernah ada kehidupan seperti yang ada sekarang ini. Air memang mutlak diperlukan dalam kehidupan manusia dan mahluk hidup lainnya. Tanpa air kehidupan tidak dapat berlangsung. Demikian juga dalam kehidupan kita sehari-hari, air sangat diperlukan untuk berbagai kegiatan di dalam rumah tangga, juga untuk pertanian, transportasi serta rekreasi. Di dalam industri, air digunakan antara lain sebagai bahan pengolah, pendingin dan pembangkit tenaga.
Air tersebut memiliki standar 3B yaitu tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak beracun. Tetapi adakalanya air dapat menjadi malapetaka bilamana tidak tersedia dalam kondisi tidak benar, baik kualitas maupun kuantitasnya. Kita sering menjumpai air yang berwarna keruh dan berbau serta bercampur dengan sampah seperti kaleng, plastik, dan sampah organik. Kondisi seperti ini diakibatkan oleh aktivitas manusia yang tidak peduli akan kebersihan lingkungan. Karena kita ketahui manusia adalah salah satu komponen lingkungan hidup yang memiliki kemampuan untuk sengaja mengubah lingkungan hidupnya menjadi lebih baik atau lebih buruk.
Air merupakan pelarut yang baik, sehingga air di alam tidak pernah murni akan tetapi selalu mengandung berbagai zat terlarut maupun zat tidak terlarut serta mengandung mikroorganisme atau jasad renik. Apabila kandungan berbagai zat maupun mikroorganisme yang terdapat di dalam air melebihi ambang batas yang diperbolehkan, kualitas air akan terganggu, sehingga tidak bisa digunakan untuk berbagai keperluan baik untuk air minum, mandi, mencuci atau keperluan lainya. Air yang terganggu kualitasnya ini dikatakan sebagai air yang tercemar.
Seperti yang kita ketahui, Banjarmasin terkenal dengan julukan sebagai “kota seribu sungai”. Seharusnya hal tersebut dapat membuat kota kita ini menjadi lebih indah, namun kenyataannya justru membuat segudang masalah pencemaran yang perlu penanganan serius. Pemandangan disekitar pemukiman penduduk di sepanjang Sungai Barito kini semakin kumuh saja, air sungai berwarna coklat dan kadang kehitam-hitaman. Sampah-sampah baik organik maupun anorganik yang berserakan disungai itu semakin menambah buruknya khualitas air. Belum lagi persoalan tentang pendangkalan dan kehilangan garis pantai sehingga sungai menjadi pendek dan menyempit. Bahkan pemerintah sendiri justru ikut-ikutan mengeruk bantalan sungai martapura sampai 30 meter ke arah badan sungai.
Hal ini mengakibatkan masyarakat sekitar menjadi mengeluh, ditambah lagi berbagai limbah pabrik yang beroperasi di tepi sungai yang menambah buruknya kualitas air. Salah satunya adalah sungai di kelurahan Alalak Selatan, Kuin Alalak, Belitung Darat, dan kawasan Lingkar Selatan. Sungainya sudah berubah menjadi pemukiman, badan jalan, bangunan kotor dan untuk yang lainnya.
Pencemaran air saat ini sudah sangat memprihatinkan. Banyak dari kita yang tidak menyadari bahwa, limbah dari rumah tangga, pabrik, dan industri telah menyumbangkan pencemaran air. Limbah yang berasal dari rumah tangga antara lain bersumber dari detergent, sampah sisa makanan, dan lain-lain. Yang paling parah adalah limbah dari pabrik dan industri. Jika tidak diolah terlebih dahulu, dampaknya sangat buruk terhadap air. Banyak kasus pencemaran air yang bisa berakibat keracunan hingga kematian.
Dari hari ke hari bila kita perhatikan, makin banyak berita – berita mengenai pencemaran air. Untuk mendapatkan air bersih yang sesuai dengan standar tertentu saat ini menjadi barang yang mahal karena air sudah banyak tercemar oleh kegiatan rumah tangga, limbah dari kegiatan industri dan kegiatan lainnya. Dan ketergantungan manusia terhadap air pun semakin besar sejalan dengan perkembangan penduduk yang makin meningkat.

B. RUMUSAN MASALAH
1. Apa yang dimaksud dengan pencemaran lingkungan?
2. Mengapa sungai di beberapa daerah kota Banjarmasin menjadi tercemar?
3. Apa penyebab sungai di beberapa daerah kota Banjamasin menjadi tercemar?
4. Bagaimana dampak pencemaran sungai bagi lingkungan disekitarnya?
5. Bagaimana solusi untuk menanggulangi pencemaran air sungai di daerah kota Banjarmasin?

C. TUJUAN PENELITIAN
Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini, adalah :
1. Memenuhi tugas mata kuliah kimia lingkungan,
2. Mengetahui arti dari pencemaran air,
3. Mengetahui beberapa faktor penyebab pencemaran air,
4. Mengetahui dampak yang terjadi akibat pencemaran air,
5. Mengetahui cara untuk penanggulangan pencemaran air, khususnya di beberapa daerah di kota Banjarmasin.

D. MANFAAT PENELITIAN
Adapun manfaat yang bisa diambil dari penelitian, ini adalah :
1. Dapat memberikan informasi dan gambaran tentang bagaimana dampak dari pencemaran air yang akan berakibat keracunan hingga kematian,
2. Dapat memberikan masukan dan pengetahuan kepada masyarakat agar nantinya peduli akan kebersihan lingkungan.

BAB II
ANALISIS MASALAH DAN PEMBAHASAN

A. ANALISIS MASALAH
Masalah yang kami analisis dalam makalah ini adalah tentang pencemaran di beberapa sungai di daerah kota Banjarmasin. Wilayah sungai yang kami lakukan observasi yaitu sungai di wilayah kelurahan Alalak Selatan, kelurahan Kuin Alalak, kelurahan Belitung Darat, dan kawasan Lingkar Selatan. Berdasarkan hasil observasi yng telah kami lakukan, didapat bahwa beberapa wilayah sungai tersebut sudah tercemar. Hal ini dapat dilihat dari sifat fisik sungai yang warnanya kekuningan, bahkan ada yang berwarna cokelat, yang telah bercampur dengan sampah-sampah rumah tangga dan kotoran-kotoran lainnya.
Masalah lain yang kami dapatkan saat observasi adalah penggunaan air sungai yang tidak sesuai dengan fungsinya. Banyak masyarakat disekitar sungai yang membangun kakus (jamban) di tepi sungai dan melakukan aktivitas buang hajatnya disana. Masyarakat yang bertempat tinggal di tepi sungai juga sudah terbiasa mandi dan mencuci disungai. Hal yang dapat menyebabkan pencemaran adalah penggunaan sabun saat mereka mandi maupun mencuci, dimana sabun mengandung zat yang dapat membahayakan apabila masuk kedalam tubuh. Karena utamanya air sungai digunakan sebagai sumber air minum oleh masyarakat.
Banyaknya sampah disekitar sungai juga merupakan salah satu penyebab dari pencemaran air. Kurangnya kesadaran masyarakat dalam menjaga lingkungannya mengakibatkan mereka dengan seenaknya membuang sampah ke sungai. Hal ini juga dapat disebabkan kurangnya tempat pembuangan sampah (TPS) di daerah itu, dimana sepanjang observasi kami tidak melihat ada satupun tempat sampah di beberapa wilayah yang kami kunjungi tersebut. Sampah-sampah ini apabila dibiarkan terlalu lama maka akan semakin menumpuk dan dapat menyumbat aliran air di sungai tersebut. Apabila hujan turun dengan lebat, maka sungai akan meluap dan bisa menyebabkan banjir.
Jika pembicaraan berpindah ke sungai yang lebih besar, penyebab pencemaran salah satunya adalah adanya pemanfaatan sungai sebagai transportasi bagi pengangkutan batubara. Tidak menutup kemungkinan bahwa batubara yang sedang diangkut itu sebagian jatuh ke sungai dan mengakibatkan sungai tercemar.
Banyaknya pabrik yang berada di tepi sungai, seperti pabrik plywood, pabrik kayu, dan sebagainya juga mengakibatkan tercemarnya air sungai. Para pegawai pabrik membuang hasil pekerjaan mereka yang tidak layak ke sungai, padahal itu tidak sepantasnya mereka lakukan, mengingat penggunaan air sungai yang biasanya digunakan untuk keperluan rumah tangga seperti mandi, mencuci, dan utamanya sebagai sumber air minum bagi masyarakat sekitar.
Untuk sumber air minum, biasanya warga mengambilnya langsung dari air sungai, kemudian didiamkan beberapa saat atau beberapa hari, bisa juga dengan menggunakan kaporit atau tawas agar kotoran mengendap didasar air. Namun, zat-zat kimia lain tidak semua yang ikut mengendap. Sangat merugikan apabila ada zat-zat kimia berbahaya akibat dari pencemaran tadi yang tidak ikut mengendap dan kemudian masuk kedalam tubuh.
Selain itu, hasil observasi yang kami dapatkan di daerah sungai di dekat PT. Pertamina adalah tercemarnya air sungai di wilayah tersebut oleh minyak hasil limbah pabrik. Bahkan, disekitar sungai banyak terdapat eceng gondok atau tanaman air yang mengganggu pemandangan dan juga mngakibatkan sampah-sampah tersangkut, sehingga air sungai terlihat kotor.

Faktor-faktor penyebab pencemaran lingkungan
Pencemaran air ini terjadi antara lain karena pembuangan sampah atau hasil sampingan lainnya ke dalam sungai, laut, saluran-saluran air, atau danau. Pencemaran air juga bisa dikatakan adanya bahan-bahan beracun yang terdapat dalam tanah kemudian terbawa aliran air, atau terbawanya bahan pencemar udara oleh air hujan.
Penyebab pencemaran sungai dan laut adalah:
 kumuhan kilang, pada umumnya kumuhan kilang seperti sisa toksoid dibuang ke sungai atau laut.
 Perbuatan individu, pembuangan bahan-bahan buangan seperti sampah, minyak, dan najis.

Dampak dari pencemaran Air
Banyak sekali dampak yang ditimbulkan oleh pencemaran air antara lain :
1) Membahayakan kesehatan manusia
Penggunaan air sungai untuk konsumsi, seperti minum, memasak, dam sebagainya, termasuk membuang kotoran biologis maupun kotoran non-biologis memicu tumbuh kembangnya kuman penyebab penyakit, seperti diare, demam berdarah, dan penyakit-panyakit kulit seperti kudis, gatal-gatal, dan sebagainya. Berdasarkan penelitian balai teknik kesehatan lingkungan Banjarmasin pada Bulan Mei 2004, menunjukkan adanya kuman penyebab penyakit diare pada bahan air sungai maupun air bersih yang menjadi obyek penelitian.
Peran air sebagai pembawa penyakit menular bermacam-macam antara lain :
 air sebagai media untuk hidup mikroba pathogen.
 air sebagai sarang insekta penyebar penyakit, jumlah air yang tersedia tak cup, sehingga manusia bersangkutan tak dapat membersihkan diri.
 Air sebagai media untuk hidup vector penyakit, ada beberapa penyakit yang masuk dalam katagori water-borne diseases, atau penyakit-penyakit yang dibawa oleh air, yang masih banyak terdapat di daerah-daerah. Penyakit-penyakit ini dapat menyebar bila mikroba penyebabnya dapat masuk ke dalam sumber air yang dipakai masyarakat untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari. Sedangkan jenis mikroba yang dapat menyebar lewat air antara lain, bakteri, protozoa dan metazoa.
2) Membahayakan kehidupan hewan dan tumbuh-tumbuhan
Pencemaran air juga membawa dampak pada kehidupan air. Hewan seperti ikan, udang, siput, atau ketam akan mati serta tumbuhan seperti ganggang dan lain-lainnya juga mati dengan tumpahan minyak, pembuangan sampah, sisa-sisa air sabun dan sisa toksid.
Banyaknya zat pencemar pada air limbah akan menyebabkan menurunnya kadar oksigen terlarut dalam air tersebut. Sehingga akan mengakibatkan kehidupan dalam air yang membutuhkan oksigen terganggu serta mengurangi perkembangannya. Selain itu kematian dapat pula disebabkan adanya zat beracun yang juga menyebabkan kerusakan pada tanaman dan tumbuhan air. Akibat matinya bakteri-bakteri, maka proses penjernihan air secara alamiah yang seharusnya terjadi pada air limbah juga terhambat. Dengan air limbah menjadi sulit terurai. Panas dari industri juaga akan membawa dampak bagi kematian organisme, apabila air limbah tidak didinginkan dahulu.
3) Terganggunya keindahan lingkungan
Dengan adanya pencemaran air yang menyebabkan air menjadi keruh/tidak jernih, membuat hilangnya pemandangan yang asri dan indah pada aliran sungai dan sekitarnya. Semakin banyaknya zat organic yang dibuang ke lingkungan perairan, maka perairan tersebut akan semakin tercemar yang biasanya ditandai dengan bau yang menyengat disamping tumpukan yang dapat mengurangi estetika lingkungan. Masalah limbah minyak atau lemak juga dapat mengurangi estetika. Selain bau, limbah tersebut juga menyebabkan tempat sekitarnya menjadi licin. Sedangkan limbah detergen atau sabun akan menyebabkan penumpukan busa yang sangat banyak. Inipun juga dapat mengurangi estetika.
4) Dampak terhadap kualitas air tanah
Pencemaran air tanah oleh tinja yang biasa diukur dengan faecal coliform telah terjadi dalam skala yang luas, hal ini telah dibuktikan oleh suatu survey sumur dangkal di Jakarta. Banyak penelitian yang mengindikasikan terjadinya pencemaran tersebut.

B. PEMBAHASAN
Pencemaran lingkungan hidup menurut UU Republik Indonesia No 23 tahun 1997 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup, yang dimaksud dengan pencemaran lingkungan hidup yaitu; masuknya atau dimasukkannya mahluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke dalam lingkungan hidup, oleh kegiatan manusia sehingga kualitasnya turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan hidup tidak dapat berfungsi sesuai dengan peruntukkannya. Demikian pula dengan lingkungan air yang dapat pula tercemar karena masuknya atau dimasukannya mahluk hidup atau zat yang membahayakan bagi kesehatan. Air dikatakan tercemar apabila kualitasnya turun sampai ke tingkat yang membahayakan sehingga air tidak bisa digunakan sesuai peruntukannya.
Asas-asas ilmu lingkungan yang berkaitan dengan pembahasan makalah ini mengenai pencemaran air yaitu “kemampuan lingkungan habitat untuk menyokong satu materi ada batasnya”. Berdasarkan analisis diatas, pada saat ini sungai terus menerus dicemari oleh berbagai macam zat yang dihasilkan dari beberapa kegiatan, seperti industri, pabrik, maupun pemukiman warga. Apabila pencemaran terhadap air sungai terus menerus dibiarkan, maka kemampuan lingkungan sungai tersebut untuk menampung (menyokong) zat-zat pencemar akan ada batasnya dan pada akhirnya akan menimbulkan kerusakan lingkungan itu sendiri.
Berdasarkan PP no 82 tahun 2001 pasal 8 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup, klasifikasi dan kriteria mutu air ditetapkan menjadi 4 kelas yaitu:
Kelas 1 : air yang dapat digunakan untuk bahan baku air minum atau peruntukan lainnya mempersyaratkan mutu air yang sama
Kelas 2 : air yang dapat digunakan untuk prasarana/ sarana rekreasi air, budidaya ikan air tawar, peternakan, dan pertanian
Kelas 3 : air yang dapat digunakan untuk budidaya ikan air tawar, peternakan dan pertanian
Kelas 4 : air yang dapat digunakan untuk mengairi pertanaman/ pertanian
Salah satu dampak negatif kemajuan ilmu dan teknologi yang tidak digunakan dengan benar adalah terjadinya polusi (pencemaran). Polusi adalah peristiwa masuknya zat, energi, unsur atau komponen lain yang merugikan kedalam lingkungan akibat aktivitas manusia atau proses alami. Dan segala sesuatu yang menyebabkan polusi disebut Polutan. Sesuatu benda dapat dikatakan polutan bila :
1. Kadarnya melebihi batas normal
2. Berada pada tempat dan waktu yang tidak tepat.
Polutan dapat berupa debu, bahan kimia, suara, panas, radiasi, makhluk hidup, zat-zat yang dihasilkan makhluk hidup dan sebagainya. Adanya polutan dalam jumlah yang berlebihan menyebabkan lingkungan tidak dapat mengadakan pembersihan sendiri (regenerasi). Oleh karena itu, polusi terhadap lingkungan perlu dideteksi secara dini dan ditangani segera dan terpadu. Polusi Air adalah peristiwa masuknya zat, energi, unsur atau komponen lainnya kedalam air sehingga kualitas air terganggu. Kualitas air terganggu ditandai dengan perubahan bau, rasa dan warna.
Indikator atau tanda bahwa air lingkungan telah tercemar adalah adanya perubahan atau tanda yang dapat diamati yang dapat digolongkan menjadi 6:
1. Pengamatan secara fisis, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan tingkat kejernihan air (kekeruhan), perubahan suhu, warna dan adanya perubahan warna, bau dan rasa.
2. Pengamatan secara kimiawi, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan zat kimia yang terlarut, perubahan pH.
3. Pengamatan secara biologis, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan mikroorganisme yang ada dalam air, terutama ada tidaknya bakteri pathogen.
Beberapa parameter yang digunakan untuk menentukan kualitas air diantaranya adalah :
– DO (Dissolved Oxygen)
– BOD (Biochemical Oxygen Demand)
– COD (Chemical Oxygen Demand), dan
– Jumlah total Zat terlarut
1. Air Yang Tercemar > DO/ Dissolved Oxygen (Oksigen Terlarut)
Yang dimaksud adalah oksigen terlarut yang terkandung di dalam air, berasal dari udara dan hasil proses fotosintesis tumbuhan air. Oksigen diperlukan oleh semua mahluk yang hidup di air seperti ikan, udang, kerang dan hewan lainnya termasuk mikroorganisme seperti bakteri.
Agar ikan dapat hidup, air harus mengandung oksigen paling sedikit 5 mg/ liter atau 5 ppm (part per million). Apabila kadar oksigen kurang dari 5 ppm, ikan akan mati, tetapi bakteri yang kebutuhan oksigen terlarutnya lebih rendah dari 5 ppm akan berkembang.
Apabila sungai menjadi tempat pembuangan limbah yang mengandung bahan organik, sebagian besar oksigen terlarut digunakan bakteri aerob untuk mengoksidasi karbon dan nitrogen dalam bahan organik menjadi karbondioksida dan air. Sehingga kadar oksigen terlarut akan berkurang dengan cepat dan akibatnya hewan-hewan seperti ikan, udang dan kerang akan mati. Lalu apakah penyebab bau busuk dari air yang tercemar? Bau busuk ini berasal dari gas NH3 dan H2S yang merupakan hasil proses penguraian bahan organik lanjutan oleh bakteri anaerob.
2. Air Yang Tercemar > BOD (Biochemical Oxygen Demand)
BOD (Biochemical Oxygen Demand) artinya kebutuhan oksigen biokimia yang menunjukkan jumlah oksigen yang digunakan dalam reaksi oksidasi oleh bakteri. Sehingga makin banyak bahan organik dalam air, makin besar B.O.D nya sedangkan D.O akan makin rendah. Air yang bersih adalah yang B.O.D nya kurang dari 1 mg/l atau 1 ppm, jika B.O.D nya di atas 4 ppm, air dikatakan tercemar.
3. Air Yang Tercemar > COD (Chemical Oxygen Demand)
COD (Chemical Oxygen Demand) sama dengan BOD, yang menunjukkan jumlah oksigen yang digunakan dalam reaksi kimia oleh bakteri. Pengujian COD pada air limbah memiliki beberapa keunggulan dibandingkan pengujian BOD. Keunggulan itu antara lain :
• Sanggup menguji air limbah industri yang beracun yang tidak dapat diuji dengan BOD karena bakteri akan mati.
• Waktu pengujian yang lebih singkat, kurang lebih hanya 3 jam
4. Air Yang Tercemar > Zat Padat Terlarut
Air alam mengandung zat padat terlarut yang berasal dari mineral dan garam-garam yang terlarut ketika air mengalir di bawah atau di permukaan tanah. Apabila air dicemari oleh limbah yang berasal dari industri pertambangan dan pertanian, kandungan zat padat tersebut akan meningkat. Jumlah zat padat terlarut ini dapat digunakan sebagai indikator terjadinya pencemaran air. Selain jumlah, jenis zat pencemar juga menentukan tingkat pencemaran. Air yang bersih adalah jika tingkat D.O nya tinggi, sedangkan B.O.D dan zat padat terlarutnya rendah.

Sumber pencemar air
Banyak penyebab pencemaran air tetapi secara umum dapat dikategorikan sebagai sumber kontaminan langsung dan tidak langsung. Sumber langsung meliputi efluen yang keluar dari industri, TPA (tempat Pembuangan Akhir Sampah), dan sebagainya. Sumber tidak langsung yaitu kontaminan yang memasuki badan air dari tanah, air tanah, atau atmosfer berupa hujan. Tanah dan air tanah mengandung mengandung sisa dari aktivitas pertanian seperti pupuk dan pestisida. Kontaminan dari atmosfer juga berasal dari aktivitas manusia yaitu pencemaran udara yang menghasilkan hujan asam.
Pencemar air dapat diklasifikasikan sebagai organik, anorganik, radioaktif, dan asam/basa. Saat ini hampir 10 juta zat kimia telah dikenal manusia, dan hampir 100.000 zat kimia telah digunakan secara komersial. Kebanyakan sisa zat kimia tersebut dibuang ke badan air atau air tanah. Pestisida, deterjen, PCBs, dan PCPs (polychlorinated phenols), adalah salah satu contohnya. Pestisida digunakan di pertanian, kehutanan dan rumah tangga. PCB, walaupun telah jarang digunakan di alat-alat baru, masih terdapat di alat-alat elektronik lama sebagai insulator, PCP dapat ditemukan sebagai pengawet kayu, dan deterjen digunakan secara luas sebagai zat pembersih di rumah tangga.
Pencemaran air dapat disebabkan oleh berbagai hal dan memiliki karakteristik yang berbeda-beda:
a. Meningkatnya kandungan nutrien dapat mengarah pada eutrofikasi.
b. Sampah organik seperti air comberan (sewage) menyebabkan peningkatan kebutuhan oksigen pada air yang menerimanya yang mengarah pada berkurangnya oksigen yang dapat berdampak parah terhadap seluruh ekosistem.
c. Industri membuang berbagai macam polutan ke dalam air limbahnya seperti logam berat, toksin organik, minyak, nutrien dan padatan. Air limbah tersebut memiliki efek termal, terutama yang dikeluarkan oleh pembangkit listrik, yang dapat juga mengurangi oksigen dalam air.
Pencemaran air disebabkan oleh aktifitas manusia sehari hari yang dapat mengakibatkan adanya perubahan pada kualitas air tersebut. Pencemaran air ini terjadi di sungai, lautan, danau dan air bawah tanah.
Menurut Wardhana (1995), komponen pencemaran air yang berasal dari industri, rumah tangga (pemukiman) dan pertanian dapat dikelompokkan sebagai bahan buangan:
 Padat
 Organik dan olahan bahan makanan
 Anorganik
 Cairan minyak
 Zat kimia

Yang dimaksud bahan buangan padat adalah adalah bahan buangan yang berbentuk padat, baik yang kasar atau yang halus, misalnya sampah. Buangan tersebut bila dibuang ke air menjadi pencemaran dan akan menimbulkan pelarutan, pengendapan ataupun pembentukan koloidal. Apabila bahan buangan padat tersebut menimbulkan pelarutan, maka kepekatan atau berat jenis air akan naik. Kadang-kadang pelarutan ini disertai pula dengan perubahan warna air. Air yang mengandung larutan pekat dan berwarna gelap akan mengurangi penetrasi sinar matahari ke dalam air. Sehingga proses fotosintesa tanaman dalam air akan terganggu. Jumlah oksigen terlarut dalam air menjadi berkurang, kehidupan organism dalam air juga terganggu.
Bahan buangan organik umumnya berupa limbah yang dapat membusuk atau terdegradasi oleh mikroorganisme, sehingga bila dibuang ke perairan akan menaikkan populasi mikroorganisme. Kadar BOD dalam hal ini akan naik. Tidak tertutup kemungkinan dengan berambahnya mikroorganisme dapat berkembang pula bakteri pathogen yang berbahaya bagi manusia. Demikian pula untuk buangan olahan bahan makanan yang sebenarnya adalah juga bahan buangan organic yang baunya lebih menyengat. Umumnya buangan olahan makanan mengandung protein dan gugus amin, maka bila didegradasi akan terurai menjadi senyawa yang mudah menguap dan berbau busuk (misal. NH3).
Bahan buangan anorganik sukar didegradasi oleh mikroorganisme, umumnya adalah logam. Apabila masuk ke perairan, maka akan terjadi peningkatan jumlah ion logam dalam air. Bahan buangan anorganik ini biasanya berasal dari limbah industri yag melibatkan penggunaan unsure-unsur logam seperti timbal (Pb), Arsen (As), Cadmium (Cd), air raksa atau merkuri (Hg), Nikel (Ni), Calsium (Ca), Magnesium (Mg) dll. Kandungan ion Mg dan Ca dalam air akan menyebabkan air bersifat sadah. Kesadahan air yang tinggi dapat merugikan karena dapat merusak peralatan yang terbuat dari besi melalui proses pengkaratan (korosi). Juga dapat menimbulkan endapan atau kerak pada peralatan. Apabila ion-ion logam berasal dari logam berat maupun yang bersifat racun seperti Pb, Cd ataupun Hg, maka air yang mengandung ion-ion logam tersebut sangat berbahaya bagi tubuh manusia, air tersebut tidak layak minum.
Bahan buangan berminyak yang dibuang ke air lingkungan akan mengapung menutupi permukaan air. Jika bahan buangan minyak mengandung senyawa yang volatile, maka akan terjadi penguapan dan luas permukaan minyak yang menutupi permukaan air akan menyusut. Penyusutan minyak ini tergantung pada jenis minyak dan waktu. Lapisan minyak pada permukaan air dapat terdegradasi oleh mikroorganisme tertentu, tetapi membutuhkan waktu yang lama. Lapisan minyak di permukaan akan mengganggu mikroorganisme dalam air. Ini disebabkan lapisan tersebut akan menghalangi diffusi oksigen dari udara ke dalam air, sehingga oksigen terlarut akan berkurang. Juga lapisan tersebut akan menghalangi masuknya sinar matahari ke dalam air, sehingga fotosintesapun terganggu. Selain itu, burungpun ikut terganggu, karena bulunya jadi lengket, tidak dapat mengembang lagi akibat kena minyak.
Perubahan kecil pada temperatur air lingkungan bukan saja dapat menghalau ikan atau spesies lainnya, namun juga akan mempercepat proses biologis pada tumbuhan dan hewan bahkan akan menurunkan tingkat oksigen dalam air. Akibatnya akan terjadi kematian pada ikan atau akan terjadi kerusakan ekosistem. Untuk itu, polusi thermal inipun harus dihindari. Sebaiknya industri-industri jika akan membuang air buangan ke perairan harus memperhatikan hal ini.
Bahan buangan zat kimia banyak ragamnya, tetapi dalam bahan pencemar air ini akan dikelompokkan menjadi :
a. Sabun (deterjen, sampo dan bahan pembersih lainnya),
b. Bahan pemberantas hama (insektisida),
c. Zat warna kimia,
d. Zat radioaktif
Adanya bahan buangan zat kimia yang berupa sabun (deterjen, sampo dan bahan pembersih lainnya) yang berlebihan di dalam air ditandai dengan timbulnya buih-buih sabun pada permukaan air. Sebenarnya ada perbedaan antara sabun dan deterjen serta bahan pembersih lainnya. Sabun berasal dari asam lemak (stearat, palmitat atau oleat) yang direaksikan dengan basa Na(OH) atau K(OH), berdasarkan reaksi kimia berikut ini :
C17H35COOH + Na(OH) → C17H35COONa + H2O
Asam stearat basa sabun
Sabun natron (sabun keras) adalah garam natrium asam lemak seperti pada contoh reaksi di atas. Sedangkan sabun lunak adalah garam kalium asam lemak yang diperoleh dari reaksi asam lemak dengan basa K(OH). Sabun lemak diberi pewarna yang menarik dan pewangi (parfum) yang enak serta bahan antiseptic seperti pada sabun mandi. Beberapa sifat sabun antara lain adalah sebagai berikut:
a. Larutan sabun mempunyai sifat membersihkan karena dapat mengemulsikan kotoran yang melekat pada badan atau pakaian
b. Sabun dengan air sadah tidak dapat membentuk busa, tapi akan membentuk endapan (C17H35COO)2Ca) dengan reaksi:
2(C17H35COONa) + CaSO4 → (C17H35COO)2Ca + Na2SO4
c. Larutan sabun bereaksi basa karena terjadi hidrolisis sebagian.
Sedangkan deterjen adalah juga bahan pembersih sepeti halnya sabun, akan tetapi dibuat dari senyawa petrokimia. Deterjen mempunyai kelebihan dibandingkan dengan sabun, karena dapat bekerja pada air sadah. Bahan deterjen yang umum digunakan adalah dedocylbenzensulfonat. Deterjen dalam air akan mengalami ionisasi membentuk komponen bipolar aktif yang akan mengikat ion Ca dan/atau ion Mg pada air sadah. Komponen bipolar aktif terbentuk pada ujung dodecylbenzen-sulfonat. Untuk dapat membersihkan kotoran dengan baik, deterjen diberi bahan pembentuk yang bersifat alkalis. Contoh bahan pembentuk yang bersifat alkalis adalah natrium tripoliposfat. Bahan buangan berupa sabun dan deterjen di dalam air lingkungan akan mengganggu karena alasan berikut :
a. Larutan sabun akan menaikkan pH air sehingga dapat mengganggu kehidupan organisme di dalam air. Deterjen yang menggunakan bahan non-Fosfat akan menaikkan pH air sampai sekitar 10,5-11.
b. Bahan antiseptic yang ditambahkan ke dalam sabun/deterjen juga mengganggu kehidupan mikro organisme di dalam air, bahkan dapat mematikan.
c. Ada sebagian bahan sabun atau deterjen yang tidak dapat dipecah (didegradasi) oleh mikro organisme yang ada di dalam air. Keadaan ini sudah barang tentu akan merugikan lingkungan. Namun akhir-akhir ini mulai banyak digunakan bahan sabun/deterjen yang dapat didegradasi oleh mikroorganisme.
Tingkat pencemaran yang terberat adalah akibat limbah industri yang dibuang ke sungai dan juga tumpahan minyak dilautan. Pencemaran di sungai dan dilautan ini telah menyebabkan ekosistem dan habitat air menjadi rusak bahkan mati. Untuk sungai, pembuangan limbah industri / pabrik telah merusak habitat sungai sepanjang puluhan kilometer.
Limbah industri ini mengandung logam berat, toksin organik, minyak dan zat lainnya yang memiliki efek termal dan juga dapat mengurangi kandungan oksigen dalam air. Limbah berbahaya ini selain menyebabkan kerusakan bahkan matinya habitat sungai, juga mengakibatkan timbulnya masalah kesehatan bagi masyarakat yang tinggal di sepanjang sungai yang menggunakan air sungai tsb untuk keperluan MCK (Mandi, Cuci dan Kakus).
Tidak hanya sepanjang aliran sungai, resapan bahan kimia juga mencemari air bawah tanah sepanjang belasan bahkan puluhan meter dari sungai tsb. Pengeboran air bawah tanah yang dilakukan penduduk di dekat aliran sungai sering kali mendapatkan air bawah tanah yang keruh kehitaman, berbau bahkan berlendir. Dan bila dipaksakan untuk keperluan MCK akan mengakibatkan penyakit dan gatal gatal pada kulit.
Selain limbah industri, limbah rumah tangga juga memiliki peranan yang besar dalam pencemaran air. Limbah rumah tangga ini terbagi menjadi 2 golongan, yakni limbah organik dan anorganik. Limbah organik adalah limbah yang dapat diuraikan oleh bakteri seperti sisa sayuran, buah dan daun daunan. Sementara limbah anorganik tidak dapat diurai oleh bakteri seperti bekas kaca, karet, plastik, logam, kain, kayu, kulit, dan lain – lain.
Penyebab dan Dampak Pencemaran Air :
1. Limbah Pemukiman
Limbah pemukiman mengandung limbah domestik berupa sampah organik dan sampah anorganik serta deterjen. Sampah organik adalah sampah yang dapat diuraikan atau dibusukkan oleh bakteri. Contohnya sisa-sisa sayuran, buah-buahan, dan daun-daunan. Sedangkan sampah anorganik sepertikertas, plastik, gelas atau kaca, kain, kayu-kayuan, logam, karet, dan kulit. Sampah-sampah ini tidak dapat diuraikan oleh bakteri (non biodegrable). Sampah organik yang dibuang ke sungai menyebabkan berkurangnya jumlah oksigen terlarut, karena sebagian besar digunakan bakteri untuk proses pembusukannya. Apabila sampah anorganik yang dibuang ke sungai, cahaya matahari dapat terhalang dan menghambat proses fotosintesis dari tumbuhan air dan alga yang menghasilkan oksigen.
Tentunya kita pernah melihat permukaan air sungai atau danau yang ditutupi buih deterjen. Deterjen merupakan limbah pemukiman yang paling potensial mencemari air. Pada saat ini hampir setiap rumah tangga menggunakan deterjen, padahal limbah deterjen sangat sukar diuraikan oleh bakteri. Sehingga tetap aktif untuk jangka waktu yang lama. Penggunaan deterjen secara besar-besaran juga meningkatkan senyawa fosfat pada air sungai atau danau. Fosfat ini merangsang pertumbuhan ganggang dan eceng gondok. Pertumbuhan ganggang dan eceng gondok yang tidak terkendali menyebabkan permukaan air danau atau sungai tertutup sehingga menghalangi masuknya cahaya matahari dan mengakibatkan terhambatnya proses fotosintesis. Jika tumbuhan air ini mati, akan terjadi proses pembusukan yang menghabiskan persediaan oksigen dan pengendapan bahan-bahan yang menyebabkan pendangkalan.
2. Limbah Industri
Limbah industri sangat potensial sebagai penyebab terjadinya pencemaran air. Pada umumnya limbah industri mengandung limbah B3, yaitu bahan berbahaya dan beracun. Menurut PP 18 tahun 99 pasal 1, limbah B3 adalah sisa suatu usaha atau kegiatan yang mengandung bahan berbahaya dan beracun yang dapat mencemarkan atau merusak lingkungan hidup sehingga membahayakan kesehatan serta kelangsungan hidup manusia dan mahluk lainnya. Karakteristik limbah B3 adalah korosif/ menyebabkan karat, mudah terbakar dan meledak, bersifat toksik/ beracun dan menyebabkan infeksi/ penyakit. Limbah industri yang berbahaya antara lain yang mengandung logam dan cairan asam. Misalnya limbah yang dihasilkan industri pelapisan logam, yang mengandung tembaga dan nikel serta cairan asam sianida, asam borat, asam kromat, asam nitrat dan asam fosfat. Limbah ini bersifat korosif, dapat mematikan tumbuhan dan hewan air. Pada manusia menyebabkan iritasi pada kulit dan mata, mengganggu pernafasan dan menyebabkan kanker.
3. Limbah Pertambangan
Limbah pertambangan seperti batubara biasanya tercemar asam sulfat dan senyawa besi, yang dapat mengalir ke luar daerah pertambangan. Air yang mengandung kedua senyawa ini dapat berubah menjadi asam. Bila air yang bersifat asam ini melewati daerah batuan karang/ kapur akan melarutkan senyawa Ca dan Mg dari batuan tersebut. Selanjutnya senyawa Ca dan Mg yang larut terbawa air akan memberi efek terjadinya AIR SADAH, yang tidak bisa digunakan untuk mencuci karena sabun tidak bisa berbuih. Bila dipaksakan akan memboroskan sabun, karena sabun tidak akan berbuih sebelum semua ion Ca dan Mg mengendap. Limbah pertambangan yang bersifat asam bisa menyebabkan korosi dan melarutkan logam-logam sehingga air yang dicemari bersifat racun dan dapat memusnahkan kehidupan akuatik.
Bahan – bahan kimia yang dapat mengganggu
No Bahan-bahan kimia Keterangan
1. Arsen Bersifat karsinogenik dengan melalui kontak pada makanan
2. Barium Bersifat toxis terhadap hati, aliran darah dan nervous
3. Cadmium Sebagai racun yang akut bagi manusia seperti batu ginjal.
4. Chromium Carsinogenik pada pernapasan
5. Timah hitam Sebagai racun pada pekerja dan ikan
6. Merkuri Sebagai racun pada pekerja dan ikan
7. Nitrat Menyebabkan methemogloinema pada bayi
8. Selenium Menyebabkan keracunan pada anak
9. Silver Menyebabkan penyakit agria
10. Sulfat Menyebabkan laxative
11. Besi Menimbulkan koloid yang berwarna dalam air
12. Tembaga Menyebabkan air mempunyai rasa tertentu
13. Klorida Menyebabkan air menjadi asin rasanya
14. Flour Menyebabkan penyakit flur esis

Mencegah/Mengurangi Dampak Pencemaran Air
Limbah atau bahan buangan yang dihasilkan dari semua aktifitas kehidupan manusia, baik dari setiap rumah tangga, kegiatan pertanian, industri serta pertambangan tidak bisa kita hindari. Namun kita masih bisa mencegah atau paling tidak mengurangi dampak dari limbah tersebut, agar tidak merusak lingkungan yang pada akhirnya juga akan merugikan manusia.
Untuk mencegah atau paling tidak mengurangi segala akibat yang ditimbulkan oleh limbah berbahaya, setiap rumah tangga sebaiknya menggunakan deterjen secukupnya. Tidak menggunakan deterjen fosfat, karena senyawa fosfat merupakan makanan bagi tanaman air seperti enceng gondok yang dapat menyebabkan terjadinya pencemaran air.
Kemudian memilah sampah organik dari sampah anorganik. Sampah organik bisa dijadikan kompos, sedangkan sampah anorganik bisa didaur ulang. Pemerintah bekerjasama dengan World Bank, pada saat ini tengah mempersiapkan pemberian insentif berupa subsidi bagi masyarakat yang melakukan pengomposan sampah kota.
Beberapa manfaat pengomposan sampah antara lain :
• Mengurangi sampah di sumbernya
• Mengurangi beban volume di TPA
• Mengurangi biaya pengelolaan
• Menciptakan peluang kerja
• Memperbaiki kondisi lingkungan
• Mengurangi emisi gas rumah kaca
• Penggunaan kompos mendukung produk organik
Setiap pabrik / kegiatan industri sebaiknya memiliki Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL), untuk mengolah limbah yang dihasilkannya sebelum dibuang ke lingkungan sekitar. Dengan demikian diharapkan dapat meminimalisasi limbah yang dihasilkan atau mengubahnya menjadi limbah yang lebih ramah lingkungan.
Mengurangi penggunaan bahan-bahan berbahaya dalam kegiatan pertambangan atau menggantinya dengan bahan-bahan yang lebih ramah lingkungan. Atau diharuskan membangun Instalasi Pengolahan Air Limbah pertambangan, sehingga limbah bisa diolah terlebih dahulu menjadi limbah yang lebih ramah lingkungan, sebelum dibuang keluar daerah pertambangan.
Kita harus bertanggung jawab terhadap berbagai sampah seperti makanan dalam kemasan kaleng, minuman dalam botol dan sebagainya, yang memuat unsur pewarna pada kemasannya dan kemudian terserap oleh air tanah pada tempat pembuangan akhir. Bahkan pilihan kita untuk bermobil atau berjalan kaki, turut menyumbangkan emisi asam satu hidrokarbon ke dalam atmosfir yang akhirnya berdampak pada siklus air alam. Menjadi konsumen yang bertanggung jawab merupakan tindakan yang bijaksana. Sebagai contoh, kritis terhadap barang yang dikonsumsi, apakah nantinya akan menjadi sumber bencana yang persisten, eksplosif, korosif dan beracun atau degradable (dapat didegradasi alam)? Apakah barang yang kita konsumsi nantinya dapat meracuni manusia, hewan, dan tumbuhan aman bagi makhluk hidup dan lingkungan? Teknologi dapat kita gunakan untuk mengatasi pencemaran air. Instalasi pengolahan air bersih, instalasi pengolahan air limbah, yang dioperasikan dan dipelihara baik, mampu menghilangkan substansi beracun dari air yang tercemar. Dari segi kebijakan atau peraturanpun mengenai pencemaran air ini telah ada. Bila kita ingin benar-benar hal tersebut dapat dilaksanakan, maka penegakan hukumnya harus dilaksanakan pula. Pada akhirnya, banyak pilihan baik secara pribadi ataupun social (kolektif) yang harus ditetapkan, secara sadar maupun tidak, yang akan mempengaruhi tingkat pencemaran dimanapun kita berada. Walaupun demikian, langkah pencegahan lebih efektif dan bijaksana.
Melalui penanggulangan pencemaran ini diharapkan bahwa pencemaran akan berkurang dan kualitas hidup manusia akan lebih ditingkatkan, sehingga akan didapat sumber air yang aman, bersih dan sehat. Kendala dalam mengatasi pencemaran air :
1. Kurangnya kesadaran diri dari orang – orang untuk membuang sampah pada tempatnya.
2. Kurangnya sistem drainase di jalan – jalan.
3. Limbah – limbah yang tidak diolah oleh manajemen pabrik dengan baik, sehingga mencemari lingkungan sekitar.
4. Kurangnya perhatian dari pemerintah mengenai pencemaran lingkungan.

Syarat kadar kualitas air yang baik
Secara fisik kualitas air yang baik adalah bening, tidak keruh, tidak berbau, berasa tawar dan tidak berwarna, serta suhu air hendaknya di bawah suhu udara. Secara kimiawi kualitas air yang baik meliputi pH yang bersifat normal/netral, bahan kimia yang tidak melebihi ambang batas ketetapan serta tingkat kesadahan yang rendah, kekurangan atau kelebihan suatu zat kimia dalm air akan menyebabkan gangguan fisiologis pada manusia.
Sedangkan secara biologis kualitas air yang sehat harus bebas dari segala bakteri terutama bakteri patogen dan nonpatogen walaupun tidak menimbulkan penyakit namun menyebabkan bau dan rasa tidak enak pada air, serta menyebabkan adanya lendir pada air, serta tidak mengandung bakteri coli lebih dari 1 coli/100 mL air. Bakteri patogen menyebabkan penyakit pada manusia, organisme ini bersal dari bakteri, protozoa dan virus.. yang mungkin ada dalam air misalnya bakteri typhsum, vibrio colerae, bakteri dysentriae, bakteri enteritis, dan entamoeba hystolotica. Air yang mengandung golongan coli, dianggap telah terkontaminasi dengan kotoran manusia. dalam pemerikasaan bakteriologik, tidak langsung diperiksa air tersebut mengandung bakteri patogen, tetapi diperiksa dengan indikator bakteri golongan coli. Pencemaran air akan menimbulkan terganggunya/hilangnya persyaratan kualitas air tersebut baik secara fisik, kimia maupun biologi.
Syarat fisik Kadar yang disyaratkan Kadar yang tidak boleh dilampaui
Keasaman 7,0 – 8,5 Di bawah 6,5 dan di atas 9,5
Bahan-bahan padat Tidak melebihi 50 mg/L Tidak melebihi 1500 mg/L
Warna Tidak melebihi 6 satuan Tidak melebihi 50 satuan
Rasa Tidak mengganggu –
Bau Tidak mengganggu –
Jenis Bahan Kadar yang dibenarkan (mg/liter)
Flour (F) 1-1,5
Clor (Cl) 250
Arsen (As) 0,05
Ph 6,5 – 9,0
CO2 0
Besi (Fe) 0,3
Tembaga (Cu) 1
Zat organik 10
Komposisi ideal bahan kimia dalam air

Cara memperoleh air bersih
Air yang kita minum harus bersih sesuai standar, demikian juga air yang kita gunakan untuk mandi, mencuci, memasak, juga harus bersih. Bersih disini artinya bersih dari segi fisik, kimiawi dan biologis. Bersih secara fisik artinya jernih, tidak berwarna, tawar dan tidak berbau.
Secara kimiawi air yang kualitasnya baik adalah yang memiliki pH netral, tidak mengandung bahan berbahaya dan beracun (B3) dan ion-ion logam, serta bahan organik. Sedangkan bersih secara biologis artinya tidak mengandung mikroorganisme seperti bakteri baik yang patogen/ menyebabkan penyakit atau yang apatogen.
Ada 2 cara untuk mendapatkan air bersih dalam skala terbatas yaitu :
• Tanpa Bahan Kimia, dan
• Dengan Menambahkan Bahan Kimia.
Kedua cara penjernihan air ini melalui 2 tahap, yaitu tahap pengendapan dan tahap penjernihan. Media penyaring yang digunakan adalah; pasir, arang batok, ijuk dan kerikil. Pada cara yang kedua, ditambahkan bahan kimia berupa tawas, kapur dan kaporit ke dalam bak pengendap untuk membantu menggumpalkan zat kimia pencemar.
Cara memperoleh air bersih tanpa bahan kimia
Cara ini biasanya digunakan untuk sumber air terbuka dengan menggunakan 3 macam bak yaitu bak pengendap, bak penyaring dan bak penampung air bersih, yang ukurannya tergantung volume air yang akan dialirkan. Mula-mula air dari sumbernya dialirkan ke bak pengendap. Selanjutnya lewat saluran bambu yang pada bagian ujungnya di beri kawat kasa, dari bak pengendap air dialirkan ke dalam bak penyaring melalui parit yang berbelok-belok dan berbatuan untuk mendapatkan kandungan oksigen. Atau jika tidak mungkin parit dapat diganti dengan saluran bambu. Bak penyaring ini telah diisi dengan media penyaring, yang disusun berturut-turut dari bagian dasar bak berupa batu setinggi 10 cm, kerikil 10 cm, pasir halus setinggi 20 cm, arang 5 cm, ijuk 10 cm, pasir halus 15 cm dan lapisan paling atas diisi ijuk lagi setinggi 10 cm. Setelah melewati bak penyaring air di tampung di dalam bak penampung air bersih. Untuk keperluan minum dan masak, air ini tetap harus dimasak agar kumannya mati.
Cara memperoleh air bersih dengan menambahkan bahan kimia
Pada cara kedua ini digunakan 2 buah drum yang berukuran sama yang dilengkapi dengan keran air, sebagai bak pengendap dan bak penyaring. Tinggi keran air dari dasar drum kira-kira 5-10 cm (harus lebih tinggi dari lumpur yang akan terkumpul). Tetapi drum bisa juga diganti dengan gentong. Setelah air kotor masuk ke drum pengendap, masukkan 1 gr tawas/ 1 gr kapur/ 2,5 gr kaporit untuk setiap 10 liter air, lalu diaduk perlahan ke satu arah. Pengadukan sebaiknya dilakukan pada malam hari sehingga pengendapan berlangsung sempurna pada keesokan paginya.
Pada drum yang berfungsi sebagai bak pengendap diberi media penyaring yang terdiri dari kerikil setinggi 5 cm di bagian dasar, kemudian berturut-turut ke atas diberi arang batok setinggi 10 cm, ijuk setinggi 10 cm dan pasir halus setinggi 20 cm. Ketika air yang dialirkan dari drum pengendap melewati media penyaring ini, air akan dijernihkan lagi melalui proses penyaringan. Sehingga ketika kran dibuka akan diperoleh air yang bersih. Apabila air yang keluar dari drum kedua sudah tidak jernih, media penyaring harus dicuci atau diganti dengan yang baru.

BAB III
PENUTUP

A. KESIMPULAN
Air merupakan kebutuhan utama bagi proses kehidupan di bumi, sehingga tidak ada kehidupan seandainya di bumi ini tidak ada air. Air memang mutlak diperlukan dalam kehidupan manusia dan mahluk hidup lainnya. Tanpa air kehidupan tidak dapat berlangsung. Demikian juga dalam kehidupan kita sehari-hari, air sangat diperlukan untuk berbagai kegiatan di dalam rumah tangga, juga untuk pertanian, transportasi serta rekreasi. Di dalam industri, air digunakan antara lain sebagai bahan pengolah, pendingin dan pembangkit tenaga.
Pencemaran Air adalah peristiwa masuknya zat, energi, unsur atau komponen lainnya kedalam air sehingga kualitas air terganggu. Kualitas air terganggu ditandai dengan perubahan bau, rasa dan warna.
Pencemaran air dapat disebabkan oleh berbagai hal dan memiliki karakteristik yang berbeda-beda:
a. Meningkatnya kandungan nutrien dapat mengarah pada eutrofikasi.
b. Sampah organik seperti air comberan (sewage) menyebabkan peningkatan kebutuhan oksigen pada air yang menerimanya yang mengarah pada berkurangnya oksigen yang dapat berdampak parah terhadap seluruh ekosistem.
c. Industri membuang berbagai macam polutan ke dalam air limbahnya seperti logam berat, toksin organik, minyak, nutrien dan padatan. Air limbah tersebut memiliki efek termal, terutama yang dikeluarkan oleh pembangkit listrik, yang dapat juga mengurangi oksigen dalam air.
Pencemaran air disebabkan oleh aktifitas manusia sehari hari yang dapat mengakibatkan adanya perubahan pada kualitas air tersebut. Pencemaran air ini terjadi di sungai, lautan, danau dan air bawah tanah.
Untuk mencegah atau paling tidak mengurangi segala akibat yang ditimbulkan oleh limbah berbahaya maka dilakukalah Penanggulangan pencemaran air, dengan cara :
a. Limbah harus diolah lagi sehingga menghasilkan zat-zat yang tidak menyebabkan pencemaran lingkungan.
b. Membersihkan air limbah industri yang mengandung berbagai polutan terlebih dahulu sebelum meninggalkan kompleks industri.
c. Membuang bahan buangan ke tempat-tempat khusus, agar secara semi natural akan dihancurkan oleh organisme dari alam.
d. Air yang tercemar dibersihkan secara mekanik. Secara kimia dengan diberi bahan-bahan tertentu dan secara biologi dengan memberi tumbuhan yang berguna sehingga senyawa yang berbahaya dapat terambil oleh air.

B. SARAN
1. Pemerintah Daerah diharapkan ikut serta dalam upaya penanggulangan pencemaran lingkungan, khususnya pencemaran air.
2. Masyarakat diharapkan agar menjaga lingkungannya dengan tidak seenaknya membuang sampah ke sungai.
3. Diharapkan kepada pabrik – pabrik yang berada di tepi sungai jangan membuang hasil pekerjan yang tidak layak ke sungai.
4. Diharapkan Setiap pabrik / Kegiatan industri sebaiknya memiliki Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL), untuk mengolah limbah yang dihasilkannya sebelum dibuang ke lingkungan sekitar.

DAFTAR PUSTAKA

BPLHD Jawa Barat. 2009. Pencemaran Air. http://www.bplhdjabar.go.id/index.php/did-you-know/lingkungan/305-pencemaran-air. Diakses tanggal 22 februari 2011.
Pandia, Setiaty dkk.1996.Kimia Lingkungan. Jakarta : ITB.
Sastrawijaya, Trena.1991.Pencemaran Lingkungan. Surabaya: Rineka Cipta.
Soemarwoto, Otto. 1984. Pencemaran Air Dan Pemanfaatan Limbah Industri. Jakarta : C.V Rajawali.
Sosrodarsono, Suyono dkk. 1976. HIdrologi untuk Pengairan. Jakarta : Pradnya Paramita.
Yusuf. 2009. Dampak Pencemaran Air Bagi Manusia dan Lingkungan. http://www.airminumisiulang.com/news/58/dampak_pencemaran_air_bagi_manusia_dan_lingkungan. Diakses tanggal 22 februari 2011.

LAMPIRAN

Posted May 30, 2011 by benzenaddict in Uncategorized

Pengenalan Alat – Alat Laboraturium   Leave a comment

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Kimia dasar merupakan ilmu dasar yang telah menjadi tuntutan dalam banyak jurusan di Perguruan Tinggi. Namun kenyataannya ilmu kimia ini kurang diminati oleh kebanyakan mahasiswa. Dalam hal ini kita perlu melakukan berbagai cara agar ilmu ini bisa diminati oleh mahasiswa. Karena pada hakikatnya ilmu kimia adalah ilmu yang mempelajari bahan dan perubahannya. Ilmu kimia merupakan ilmu yang bersifat eksperimental.
Salah satunya adalah dengan melakukan percobaan. Percobaan merupakan salah satu langkah penting dalam pengembangan ilmu yang berkaitan dengan kimia. Oleh karena itu, perkuliahan kimia harus disertai dengan pekerjaan di Laboratorium.
Laboratorium kimia merupakan sebuah tempat yang digunakan untuk melakukan suatu percobaan dan penelitian yang disebut praktikum. Praktikum di laboratorium sangat dibutuhkan untuk mempelajari ilmu-ilmu kimia secara nyata dan diperlukan untuk perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. Dalam melakukan suatu percobaan, kita tentunya harus mengetahui alat-alat yang digunakan dalam praktikum. Alat-alat yang digunakan tersebut disesuaikan dengan tujuan percobaan. Akan tetapi, selain kita sudah mengetahui masing-masing nama alat. Kita juga harus mengetahui fungsi alat-alat yang digunakan, bagaimana cara penggunaannya. Hal ini bertujuan agar praktikum yang kita lakukan bisa berjalan dengan lancar, baik, dan benar. Selain itu, kita juga harus berhati-hati serta penuh ketelitian dalam menggunakan alat-alat laboratorium, karena sebagian alat-alat laboratorium tersebut terbuat dari kaca,porselin, dan sejenisnya yang bersifat mudah pecah. Namun pembahasan ini akan dijelaskan pada pembahasan berikutnya.
Eksperimen di Laboratorium merupakan mata rantai untuk menghubungkan apresiasi aspek estetika dan ilmu kimia. Eksperimen dapat membangkitkan keingintahuan seseorang terhadap ilmu kimia.
Setelah melakukan eksperimen, seorang mahasiswa didorong untuk aktif berpartisipasi dan dilayih mengembangkan pengetahuan dari keadaan konkret ke keadaan abstrak. Dan dalam pembahasan “ Pengenalan Alat-Alat Laboratorium “ ini kami akan banyak menjelaskan mengenai alat-alat yang digunakan dalam kegiatan praktikum.
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana bentuk alat – alat praktikum kimia?
2. Bagaimana cara kerja alat – alat laboraturium kimia?
3. Apa fungsi alat – alat laboraturium kimia ?
4. Bagaimana tata tertib dalam pelaksaan praktikum kimia?
5. Bagaimana cara membersihkan alat – alat praktikum kimia ?
1.3 Tujuan Penulisan
1. Untuk mengetahui cara kerja di Laboratorium,
2. Untuk mengetahui alat-alat praktikum,
3. Untuk menegtahui fungsi alat – alat praktikum,
4. Untuk mengetahui cara-cara penggunaan alat –alat praktikum, dan
5. Untuk mengetahui cara membersihkan alat-alat laboratorium.

1.4 Manfaat Penulisan
Dengan di buatnya makalah ini secara umum kita akan memperoleh manfaat,yaitu mengetahui bagaimana alat – alat praktikum,cara kerjanya,cara pengunaannya,serta cara membersihkan alat –alat laboraturium.
Dengan kita mengetahui hal – hal tersebut kita dapat melakukan apa yang seharusnya dilakukan dan yang harus diperhatikan dalam penggunaan alat – alat laboraturium. Agar tidak terjadi hal – hal yang membahayakan para praktikan.

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

Ilmu kimia adalah cabanag ilmu yang berhubungan dengan stuktur, komposis (susunan), perubahan, sifat materi serta energy yang menyertai perubahan materi, khususnya dalam tingkatan atom dan molekul. Dalam hal ini kimia merupakan ilmu yang didasarkan pada fakta – fakta dan eksperimen yang dilakukan secara sistematik. Dengan demikian, kimia merupakan cabang dari ilmu pengetahuan alam (IPA), yaitu imu pengetahuan yang berhubungan dengan kejadian – kejadian yang dapat diamati di alam yang mengembangkan pola pikir ilmiah dalam memecahkan semua permasalahan yang berkaitan dengan alam. Pola piker demikan dikenal dengan istilah metode ilmiah (scientific method).
Kimia sebgai salah satu cabanga ilmu pengetahuan alam beasal dari fakta – fakta yang diobservasi. Dari serangakain fakta, ditemukan hukum, dan untuk menjelaskan hukum itu dirumuskan teori. Pengujian terhadap teori dilakukan melalui penurunan secara deduksi predeksi (ramalan) berdasarkan teori yang akan di uji itu, yang kemudian dilakukan observasi atau eksperimen untuk menguji apakah prediksi itu sesuaimdengan fakta.
Seperti yang telah diuraikan diatas, bahwa ilmu kimia mengembangkan metode ilmiah, maka pembelajaran kimia tidak hanya terbatas pada pembelajaran melalui eksperimen didalam laboratorium kimia yang sangat mutlak diperlukan.
Dalam suatu laboratorium kimia, biasanya banyak terdapat alat-alat eksperimen yang dapat digunakan untuk memberikan pengalaman yang berharga bagi setiap praktikan. Disamping itu, dalam suatu laboratorium kimia juga terdapat bahan – bahan eksperimen.
Alat – alat yang biasa terdapat di laboratorium kimia diantaranya dalah alat ukur seperti neraca, thermometer, multimeter,dll. Selain alat – alat ukur, dalam laboratorium kimia juga terdapat alat – alat khusus seperti gelas beaker (beaker glass), tabung reaksi, statif, rak tabung reaksi, labu Erlenmeyer, cawan, dll. Alat – alat tersebut ada yang terbuat dari bahan gelas, plastik, porselin, logam, kayu, dan karet serta terdapat pula peralatan – peralatan listrik.
Setiap orang yang akan melakukan kegiatan laboratorium, hendaknya mempunyai pengetahuan yang baik tentang alat – alat laboratorium tersebut. Tanpa sepengetahuan itu tentu kegiatan pengamatan atau percobaan yang dilakukan dalam laboratorium tidak akan memperoleh hasil yang maksimal, dan bahkan dapat merusak alat tertentu atau membahayakan diri sendiri maupun orang lain. Oleh karena itu, sebelum kita melaksanakan kegiatan dalam laboratorium kimia, sebaiknya kita pelajari dahulu fungsi atau kegunaan berbagai alat laboratorium tersebut.

BAB III
METODE DAN TEKNIK
3.1 METODE
Dalam makalah ini kami menggunakan metode studi pustaka dan observasi (pengarahan). Karena kami tidak melakukan percobaan atau eksperimen. Kami mengambil dari sumber tertulis (buku) dan dari internet. Selain itu kami juga mendapat informasi dari pengarahan asisten dosen pada awal – awal pembelajaran.

BAB IV
HASIL PENGAMATAN

5.1 Hasil Pengamatan
Seperti yang telah kita ketahui, dalam melakukan suatu percobaan tentunya memerlukan alat-alat praktikum. Adapun beberapa alat yang dapat kalian ketahui sebagai berikut dan akan di lampirkan pada sebuah tabel.
No. Nama Alat Fungsi
1 Plat Tetes Tempat mereaksikan zat dalam jumlah yang sangat kecil dan biasanya digunakan untuk uji iodium
2 Lumpang/Mortal Tempat untuk menghaluskan zat padat dan mencampur padatan kimia
3 Alu/Pastle Alat tumbuk yang digunakan untuk menghaluskan zat padat
4 Kaca Arloji – Sebagai penutup gelas kimia saat memanaskan sampel
– Tempat saat menimbang bahan kimia
– Tempat untuk mengeringkan padatan dalam desikator
5 Cawan Petri Tempat menimbang dan menyimpan bahan kimia
6 Penjepit Besi Untuk mengambil atau membawa krusibel
7 Sendok Untuk mengaduk suatu campuran atau larutan zat kimia ketika melakukan reaksi-reaksi kimia
8 Cawan Porselin Untuk proses peleburan dan pemanasan
9 Corong Menyaring campuran kimia dengan gravitasi
10 Pipet Tetes Mengambil cairan dalam skala tetesan kecil
11 Tang Krusibel/Gegep Untuk mengambil dan membawa krusibel
12 Penjepit Kayu Untuk menjepit tabung reaksi, mengambil alat yang tidak boleh diambil dengan tangan
13 Spatula Mengambil bahan kimia yang berbentuk padatan
14 Gelas Ukur Mengukur larutan dalam skala makro
15 Labu Ukur atau labu volumetri Untuk membuat larutan dengan konsentrasi tertentu dan mengencerkan zat tertentu hingga batas leher labu ukur
16 Batang Pengaduk Mengaduk cairan didalam gelas kimia
17 Termometer Untuk mengukur suhu larutan
18 Gelas Kimia Untuk mengukur volume larutan yang tidak memerlukan tingkat ketelitian yang tinggi, menampung zat kimia, memanaskan larutan zat-zat kimia
19 Labu bundar berleher pendek Memanaskan dan menyimpan larutan
20 Labu bundar berleher panjang Memanaskan dan menyimpan larutan
21 Tabung Reaksi Mereaksikan zat-zat kimia dalam jumlah sedikit
22 Rak Tabung Reaksi Tempat meletakkan tabung reaksi
23 Erlenmeyer Penghisap Untuk menampung cairan hasil titrasi
24 Erlenmeyer Untuk menyimpan dan memanaskan larutan atau menampung filtrasi hasil penyaringan
25 Kaki Tiga Memanaskan, menguapkan, membakar bahan, dan untuk menyangga spiritus
26 Kasa Asbes Alas dalam penyebaran panas yang berasal dari suatu pembakar
27 Botol Reagen Menyimpan dan membuat zat
28 Sel Volta Untuk mengaduk larutan
29 Corong Butchner Untuk menyaring zat kimia atau larutan kimia
30 Botol Semprot Untuk membilas peralatan kimia lain
31 Pembakar Spiritus Memanaskan bahan kimia
32 Sarung Tangan Untuk menutup tangan sewaktu melakukan praktikum atau dipakai ketika mengambil larutan
33 Klem Untuk memegang buret yang digunakan untuk titrasi
34 Statip dan Gelang besi Menegakkan buret, corong, corong pisah dan peralatan gelas lainnya
35 Corong pisah Untuk memisahkan larutan yang memiliki kelarutan yang berbeda, seperti dalam proses ekstraksi
36 Buret Mengeluarkan larutan dengan volume tertentu, biasanya digunakan untuk titrasi
37 Pipet Volume Baru Mengambil larutan dalam jumlah yang cukup besar dari pipet tetes
38 Pipet Volume Lama Mengambil larutan kimia
39 Desikator – Tempat menyimpan sampel yang harus bebas air
– Mengeringkan padatan
40 Neraca Menimbang zat-zat kimia dengan ketelitian max 1 mg
41 Sikat Tabung Membersihkan tabung

5.2 Pembahasan
Pada tabel diatas telah dijelaskan fungsi-fungsi dari alat-alat praktikum tersebut. Selain mengetahui alat-alat praktikum dan funsinya, dbawah ini akan dijelaskan sedikit tentang alat-alat tersebut.
1. Plat Tetes

Alat ini terbuat dari porselin.

2. Alu dan Lumpang

Alat ini dapat disebut juga dengan mortal dan pestle terbuat dari porselin, kaca atau batu granit.

3. Kaca Arloji

Alat ini terbuat dari kaca bening yang terdiri dari berbagai ukuran, diameter.

4. Cawan Petri

Cawan petri atau telepa petri merupakan sebuah alat yang berbentuk seperti gelas kimia yang berbanding sangat rendah yang terbuat dari kaca borosilikat yang tahan panas. Cawan petri selalu berpasangan, yanag ukurannya agak kecil sebagai wadah dan yang lebih besar merupakan tutupnya. Cawan petri dinamai menurut nama penemunya pada tahun 1877 yaitu Julius Richard Petri (1852-1921), ahli bakteri berkebangsaan Jerman.

5. Cawan Porselin

Cawan porselin terbuat dari porselin yang berbentuk bundar
6. Corong

Corong bisa terbuat dari plastik ataupun kaca tahan panas, dan memiliki bentuk seperti gelas bertangkai yang terdiri dari corong dengan tangkai panjang dan pendek

7. Pipet tetes

Pipet tetes berupa pipa kecil terbuat dari plastik atau kaca dengan ujung bawahnya meruncing serta ujung atasnya ditutupi dengan karet

8. Penjepit Kayu

Penjepit kayu terbuat dari kayu
9. Spatula

Benda ini berupa sendok panjang dengan ujung atasnya datar, terbuat dari stainless atau alumunium

10. Gelas Ukur

Gelas ukur berupa gelas tinggi dengan skala disepanjang dindingnya terbuat dari kaca atau plastik yang tidak tahan panas. Ukurannya mulai 10 ml sampai 2 L

11. Labu Ukur

Labu ukur berupa labu dengan leher yang panjang dan tertutup, terbuat dari kaca dan tidak boleh terkena panas karena dapat memuai. Labu ukur adalah sebuah perangkat yang memiliki kapasitas antara 5 ml sampai 5 L. Alat ini biasanya juga digunakan untuk mendapatkan larutan zat tertentu yang nantinya hanya digunakan dalam ukuran yang terbatas hanya sebagai sampel dengan menggunakan pipet. Kebanyakan labu volumetri mempunyai sumbat kaca asah atau polirtilena, tudung ulir atau tudung cungkil plastik (snap caps).

12. Batang pengaduk

Batang pengaduk terbuat dari kaca tahan panas

13. Termometer

Termometer merupakan sebuah alat yang terbuat dari kaca yang tahan panas
14. Gelas kimia

Gelas kimia (beaker) atau disebut juga dengan gelas piala merupakan sebuah alat yang berupa gelas tinggi, berdiameter besar dengan skala sepanjang dindingnya. Terbuat dari kaca borosilikat yang tahan terhadap panas hingga suhu 200o C. Ukuran alat ini ada yang 50 ml, 100 ml, dan 2 L.

15. Tabung Reaksi

Tabung reaksi yaitu berupa tabung yang kadang dilengkapi dengan tutup. Alat ini terbuat dari kaca borosilikat tahan panas dan terdiri dari berbagai ukuran
16. Rak Tabung Reaksi

Alat ini terbuat dari kayu

17. Erlenmeyer

Erlenmeyer berupa gelas yang diameternya semakin keatas semakin kecil dengan skala sepanjang dindingnya. Ukurannya mulai dari 10 ml sampai 2 L.

18. Kaki Tiga

Alat ini terbuat dari besi yang digunakan untuk menyangga alat-alat pada saat dipanaskan

19. Kasa Asbes

Kasa asbesyaitu kawat kasa yang dilapisi asbes

20. Botol Reagen

Alat initerbuat dari jenis kaca yang cukup tebal

21. Corong Buchner

Corong buchner biasanya terbuat dari porselin. Namun kadang ada juga yang terbuat dari kaca dan plastik. Dibagian atasnya terdapat sebuah silinder dengan dasar yang berpori-pori.

22. Botol Semprot

Botol semprot atu botol cucia merupakan botol tinggi bertutup yang terbuat dari plastik. Setiap praktikan hendaknya mempunyai botol cuci dengan kapasitas yang sesuai yang dapat mengalirkan air suling dari dalam ujung paruh yang disambung kebagian utama botol itu. Botol cuci digunakan bila diperlukan aliran air suling yang kecil dan terarah, seperti bila membilas dinding dalam bejana kaca untuk menjamin tidak adanya tetesan larutan sampel yang hilang.

23. Pembakar spiritus

Alat ini disebut juga dengan burner yang terbuat dari kaca

24. Sarung tangan

Alat ini terbuat dari karet yang biasanya digunakan para praktikan sebelum memulai sebuah percobaan sebagai alat pelindung keamanan dan keselamatan kerja.

25. Klem

Alat ini terbuat dari besi atau baja yang digunakan untuk titrasi. Ada terdapat beberapa jenis klem yaitu;
a. Klem manice yang terbuat dari besi atau alumunium yang berfungsi untuk memegang peralatan gelas yang dipakai pada proses destilasi. Bagian belakangnya dihubungkan dengan statif menggunakan klem bosshead
b. Klem bosshead yang terbuat dari besi atau laumunium yang berfungsi untuk menghubungkan statip dengan klem manice atau pemegang corong.
26. Statip dan gelang besi.

Kedua alat ini terbuat dari baja

27. Corong pisah.

Alat ini berupa corong yang bagian atasnya bulat dengan lubang pengisi terletak disebelah atas dan pada bagian bawahnya berkatup. Alat ini terbuat dari kaca. Corong pemisah atau corong pisah adalah peralatan laboratorium yang digunakan dalam ekstraksi cair untuk memisahkan komponen-komponen dalam suatu campuran antara dua fase pelarut dengan densitas berbeda yang tak campur.
Umumnya salah satu fase berupa larutan air dan yang lainnya berupa pelarut organik lipofilik seperti eter, MTBE, diklorometana, kloroform, ataupun etil asetat. Kebanyakan pelarut organik berada diatas fase air kecuali pelarut yang memiliki atom dari unsur halogen. Corong pemisah yang digunakan dalam laboratorium terbuat dari kaca borosilikat dan kerannya terbuat dari kaca atau teflon. Ukuran corong pemisah bervariasi antara 50 ml sampai 3 L. Dalam skala industri, corong pemisah bisa berukuran sangat besar dan dipasang sentrifuge.
28. Buret.

Alat ini merupakan peralatan gelas laboratorium berbentuk silinder yang memiliki garis ukur dan sumbat keran pada bagian bawahnya untuk mengalirkan aliran cairan yang akan dikeluarkan. Alat ini memiliki beberapa macam ukuran yaitu mulai dari 5 ml dan 10 ml dengan skala 0,01 ml, 25 ml, dan 50 ml dengan skala 0,05 ml.
Ada dua jenis buret lain yang krannya terdiri dari sepotong karet yang ujungnya dilengkapi dengan pipa kaca, yang ujungnya dibuat runcing. Untuk mengatur larutan, dipasang penjepit Mohr atau kedalam karet dimasukkan kelereng kaca.
Khusus untuk titrasi larutan panas, digunakan buret dengan kran disamping, agar panas larutan yang dititrasi tidak sampai kecairan dalam buret, sehingga tidak memoengaruhi volum larutan dalam buret. Buret yang sering digunakan, diberi skala sampai sepersepuluh mililiter. Apabila ujung atas buret tidak berbentuk corong, gunakan corong kaca bertangkai pendek.

29. Pipet Volume.

Pipet volume terdiri dari 2 macam, yaitu jenis yang lama dan yang baru.

30. Desikator

Desikator adalah sebuah bejana yaitu berupa panci bersusun dua yang bagian bawahnya diisi bahan pengering, dengan penutup yang sulit dilepas dalam keadaan dingin karena dilapisi vaseline, dan desikator biasanya terbuat dari kaca, namun kadang-kadang terbuat dari logam yang digunakan untuk menyetimbangkan objek dengan atmosfer terkontrol. Karena desikator biasanya terletak dalam ruang terbuka, temperatur umumnya akan mendekati temperatur kamar. Normalnya kelembaban udara seperti inilah yang diinginkan. Objek seperti botol timbang atau krus, dan zat-zat kimia cenderung menarik kelembaban dari udara.
Desikator akan menyediakan kesempatan bagi bahan-bahan tersebut untuk berkesetimbangan dengan atmosfer yang kelembabannya rendah dan terkendali sehingga kesalahan yang disebabkan oleh penimbangan air bersama-sama dengan objek itu dapat dihindarkan.
31. Neraca Analitik

Neraca analitik yang digunakan dalam laboratorium pengantar merupakan instrumen yang akurat yang mempunyai kemampuan mendeteksi bobot pada kisaran 100 g sampai dengan ± 0,0001 g (±0,1 mg). Ini merupakan ketidaktentuan dari hanya 1 bagian persejuta, sampai tahun 1950-1n kebanyakan dari neraca ini adalah neraca dua piring, yang juga dirujuk sebagai neraca lengan sama.
Kemudian muncullah neraca piring tunggal atau lengan tak sama (kadang-kadang juga disebut neraca beban konstan), yang merupakan pengganti dari neraca dua piring. Sekarang neraca elektronik (juga disebut dengan neraca tenaga elektromagnetik) secara langsung menggantikan neraca mekanik, atau neraca piring tunggal.

Neraca Dua-piring

Lengan suatu neraca dua-piring berisi tiga ‘mata pisau” berbentuk prisma A, B, C. Ahli kimia dari Skotlandia yang bernama Joseph Black (1728-1799)Black (1728-1799) adalah orang pertama yang memperkenalkan penggunaan mata pisau, yang dibuat dari batu akik (agate), suatu bahan yang sangat getas dan keras. Baru setelah mata pisau digunakan, penimbangan anallitik dapat dilakukan dengan neraca dua-piring.
Neraca Piring- Tunggal

Neraca piring tunggal menggunakan menggunakan dua mata pisau bukannya 3, dan lengan neracanya tidak sama panjang. Sederet lengkap batu timbangan digantungkan pada lengan pendek, dan lengan panjang memiliki bobot pengimbang yang konstan (plus suatu piranti peredam) yang secara ketat diletakkan pada lengan itu. Jadi neraca yang kosong itu bermuatan Penuh.
32.

A. Teknik Dasar Pengunaan Alat-alat Laboratorium
1. Penyaringan
Endapan atau zat-zat yang tidak melarut dapat dipisahkan dengan cara penyaringan. Di laboratorium, untuk menyaring diperlukan corong dan kertas saring. Corong dipasang pada tempat corong, atau corong dipasang dengan klem pada statif. Di bawah corong diletakkan gelas kimia, hingga ujung tangkai corong menyentuh dinding gelas.
Corong yang sering digunakan adalah corong yang bersudut 60o C dan panjang tangkainya 10 cm. Kertas saring yang biasa digunakan adalah kertas saring berdiameter 9 dan 11 cm. Kertas saring dilipat setengah bagian, kemudian dilipat sekali lagi sehingga sisi lipatan tidak seluruhnya berimpit. Selanjutnya lipatan disobek sedikit. Kemudian kertas saring dibuka dan dipasang pada corong.
2. Pengukuran Volum
Gelas Ukur
Gelas ukur digunakan untuk mengukur volum larutan, jika diperlukan volum yang tidak terlalu tepat. Gelas ukur diberi skala dalam milimeter yang dibaca dari 0 sampai 10 ml, 0 sampai 25 ml, 0 sampai 50 ml atau lebih besar lagi, dari alas kebagian atas. Untuk pengukuran yang lebih teliti digunakan pipet atau buret.
Pipet
Mengisi pipet dengan larutan atau “memipet”, sebaiknya dengan cara menyedot larutan ke dalam pipet dengan bantuan balon-pipet atau alat penyedot yang lain. Mula-mula bilas gelas kimia atau tabung reaksi dengan larutan dengan larutan dari labu takar. Kemudian tuangkan larutan ke dalam gelas kimia atau tabung reaksi, untuk membilas pipet. Pipet 3 sampai 5 ml larutan, kemudian pegang pipet pada arah horizontal, lalu pipet diputar-putar sehingga semua bagian dalam pipet dibasahi larutan. Pegang pipet dengan ibu jari dan jari tengah. Gunakan jari telunjuk untuk menekan ujung atas pipet, tidak terlampau kuat tetapi seringan mungkin, cukup menjaga agar larutan tidak keluar. Sebelum ujung pipet dicelupkan kedalam larutan, tetesan cairan yang terdapat di ujung pipet ditiup keluar, atau tetesan cairan ini diusap dengan kertas saring. Jangan memasukkan pipet terlampau dalam di dalam larutan, dan ketika menyedot larutan, ujung pipet berada dalam larutan.
Sedot larutan sampai kira-kira 1 cm diatas garis batas. Kemudian hentikan penyedotan dan menutupi ujung pipet dengan jari telunjuk. Pegang pipet pada arah vertikal dan garis batas volum berada pada ketinggian yang sama dengan mata. Kurangi tekanan jari telunjuk pada pipet, sehingga larutan mengalir keluar sampai dasar misniskus mencapai garis batas. Sentuhan ujung pipet pada suatu alat gelas untuk menyingkirkan tetesan yang terdapat di ujung pipet. Selanjutnya, larutan dikeluarkan melalui dinding bejana penampung, dengan kedudukan pipet vertikal dan ujung pipet menyentuh dinding bejana, selama kurang lebih 15 detik.
3. Buret
Buret yang sering digunakan, diberi skala sampai sepersepuluh milimeter. Apabila ujung atas buret tidak berbentuk corong, gunakan corong kaca bertangkai pendek. Letakkan selapis kertas antara dinding buret dan tangkai corong, agar udara dalam buret dapat keluar. Agar ujung buret dibawah kran di isi penuh cairan, alirkan larutan keluar dengan cepat dengan cara membuka kran sebesar mungkin.
Isi buret sehingga permukaan cairan sedikit diatas garis nol. Dengan pengaduk yang dibungkus dengan kertas saring, keringkan dinding bagian dalam buret disebelah atas. Perhatikan agar ujung kertas tidak menyentuh permukaan larutan. Buka kran dan biarkan larutan mengalir sehingga permukaan larutan tepat pada garis skala.
4. Neraca
Berbagai macam neraca dapat di jumpai di laboratorium. Neraca yang digunakan di laboratorium yang perlu dipelihara dengan baik, dan digunakan dengan hati-hati.
Ada aturan umum senantiasa harus diperhatikan:
a. Neraca harus selalu dalam keadaan bersih.
b. Perbaikan sekesil apapun harus dilakukan oleh petugas ahlinya.
c. Zat kimia tidak boleh diletakkan langsung pada piring neraca, gunakan kertas, kaca arloji, atau botol timbang.
d. Benda yang akan ditimbang, diletakkan di piring kiri, anak timbangan di piring kanan.
e. Kecuali pada timbangan kasar, anak timbangan tidak dipegang dengan jari, gunakan selalu pinset.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam penimbangan:
Neraca berpiring satu
a. Jangan meletakkan zat langsung pada piring neraca. Gunakan gelas kimia atau kaca arloji.
b. Membersihkan bagian luar wadah yang mengandung cairan, sebelum ditempatkan pada piring neraca.
c. Catat berat benda yang ditimbang sebelum di angkat.
Neraca berpiring dua
a. Atur sehingga ayunan kekiri dan kekanan sampai dari titik nol
b. Letakkan zat yang akan ditimbang dipiring kiri, dan anak timbang dipiring kanan.Gunakan pinset untuk mengambil anak timbangan.
c. Jangan meletakkan benda dipiring neraca selama neraca berayun
d. Jika ayunan kekiri dan kekanan sudah sama dari titik nol, hitung jumlah anak timbangan pada pring, catat berat dan cek kembali jumlah anak timbangan ketika mengembalikannya ke kotak anak timbangan
e. Tutup pintu neraca.
5. Menggunakan pipet volumetrik
Langkah-langkah dalam menggunakan pipet volumetrik sebagai berikut:
a. Lumasi pangkal pipet dengan air sebelum memasukkannya ke bola karet. Dekatkan kedudukan kedua tangan anda untuk menghindari kemungkinan kecelakaan,
b. Basahi bagian dalam pipet dengan sedikit cairan yang akan dialihkan. Buanglah cairan ini.
c. Gunakan bola pipet (jangan dengan mulut) untuk menghisap cairan sampai diatas tanda tera. Lepaskan bola dan segera letakkan jari anda agar cairan tidak mengalir keluar, sampai dasar miniskus tepat pada tanda tera.
d. Sentuhkan tetes terakhir pada ujung pipet kewadah penampung (erlenmayer atau piala). Jangan meniup kelebihan cairan sebab volume cairan yang tertinggal itu memang sudah diperhitungkan dalam kalibrasi pipet.
6. Penggunaan batang pengaduk
Sesuai namanya, batang pengaduk digunakan untuk mengaduk larutan atau suspensi, biasanya dalam beker. Disamping itu batang pengaduk digunakan dalam memindahkan larutan dari bejana satu ke bejana lain. Bila suatu larutan air dituang dari bibir suatu bejana seperti beker ada kecenderungan sejumlah cairan akan mengalir disepanjang dinding luar kaca itu. Ini dapat dicegah dengan menuangkan larutan itu melewati batang pengaduk, dimana batang tersebut dibuat bersentuhan dengan bibir bejana dan mengarahkan aliran cairan kedalam bejana penerima.
Batang pengaduk juga berperan sebagai pegangan untuk ”rubber policmen” (sepotong selang karet yang satu ujungnya dilelehkan sehingga merekat menjadi satu, dan lewat ujung lain batang pengaduk dimasukkan kedalam selang; benda ini digunakan untuk menyelamatkan sejumlah kecil endapan yang menempel pada dinding dalam beker).
7. Penggunaan labu ukur
Mengisikan larutan yang akan di encerkan atau dipadatkan yang akan dilarutkan . tambahkan cairan yang dipakai sebagai pelarut sampai setengah labu terisi, kocok. Kemudian penuhkan labu sampai tanda batas. Sumbat labu, pegang tutupnya dengan jari, kocok dengan cara membolak-balikan labu sampai larutan homogen.
8. Penggunaan corong Butchner
Cara menggunakannya dengan meletakkan kertas saring yang diameternyha sama dengan diameter corong.
9. Penggunaan corong pisah
Cara menggunakannya:
Campuran yang akan dipisahkan dimasukkan dalam lubang atas, katup dalam keadaan tertutup. Pegang tutup bagian atas, corong dipegang dengan tangan kanan dan kiri dalam posisi horizontal, kocok agar ekstraksi berlangsung dengan baik. Buka tutup bagian atas keluarkan larutan bagian bawah melalui katup secara pelan. Tutup kembali katup jika larutan lapisan bawah sudah keluar.
10. Penggunaan desikator
Cara menggunakannya:
a. Dengan membuka tutup desikator dengan menggeserkannya kesamping
b. Letakkan sampel dan tutup kembali dengan cara yang sama
Keterangan:
Silika gel yang masih bisa menyerap uap air berwarna biru; jika silika gel sudah berubah menjadi merah muda maka perlu dipanaskan dalam oven bersuhu 100o C sampai warnanya kembali biru.

11. Neraca analitik
Cara menggunakan neraca analitik:
a. Nol kan terlebih dahulu neraca tersebut
b. Letakkan zat yang akan ditimbang pada bagian timbangan
c. Baca nilai yang tertera pada layar neraca
d. Setelah digunakan nolkan neraca tersebut.
Di atas telah dijelaskan beberapa teknik dasar dalam penggunaan alat-alat laboratorium, tetapi tidak semua alat laboratorium. Hanya sebagian besar saja.
B. Membersihkan Alat-alat
Hasil eksperimen yang baik dapat dicapai antara lain menggunakan alat-alat yang bersih. Alat-alat ukur seperti labu ukur, gelas ukur, pipet dan buret yang kotor dapat mengakibatkan pengukuran yang salah. Botol-botol reagen, gelas kimia, labu erlenmeyer yang kotor yang digunakan untuk zat-zat atau larutan untuk eksperimen, akan menyebabkan pembuatan pereaksi untuk eksperimen itu terkotori, sehingga akn memperoleh data yang salah oleh eksperimen itu.
Alat-alat laboratorium harus selalu disimpan dalam keadaan bersih. Biasakan membersihkan alat-alat segera setelah alat itu digunakan. Adalah mudah untuk membersihkan alat-alat yang baru saja dipakai. Alat-alat dari gelas dicuci dengan menggunakan detergen, kemudian dibilas dengan air keran. Dalam hal tertentu setelahdibilas dengan air kran perlu dibilas dengan air suling.
Alat-alat volumetri seperti pipet dan buret harus bebas lemak. Membersihkan pipet dan buret yang berlemak dapat digunakan larutan kalium dikromat. Larutan ini dibuat dengan cara melarutkan 20 g K2Cr2O7 kedalam 30 ml air, kemudian tambahkan asam sulfat pekat sampai volume menjadi 100 ml. Buret dan pipet yang berlemak di rendam selama beberapa jam atau sampai semalam dalam larutan ini. Setelah dicuci dengan air kran kemudian dibilas dengan air suling.

BAB V
PENUTUP

5.1 Kesimpulan
Dari uraian yang sudah dijelaskan diatas kami dapat menyimpulkan sebagai berikut.
1. Dalam melakukan suatu praktikum, kita harus mengetahui tata tertib dalam melakukan praktikum di laboratorium. Oleh karena itu, kita harus mematuhi tata tertib yang ada.
2. Kita dapat mengetahui berbagai bentuk alat praktiku beserta fungsinya.
3. Kita dapat mengetahui cara kerja dalam menggunakan alat-alat praktikum.
4. Kita dapat membersihkan alat-alat praktikum dengan berbagai cara.

5.2 Saran

Kita sebagai mahasiswa harus mengenal semua alat-alat yang ada di laboratorium sehinga kita bisa menggunakannya dengan tepat dan cermat. Pengenalan alat laboratorium sangatlah penting oleh semua mahasiswa MIPA khususnya jurusan Kimia karena ilmu Kimia selalu berkaitan dengan hal eksperimen.

Posted May 30, 2011 by benzenaddict in Uncategorized

TERMODINAMIKA (KIMIA FISIKA)   Leave a comment

TERMODINAMIKA

Termodinamika adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari transformasi dari pelbagai bentuk energi, pembatasan-pembatasan dalam transformasi ini serta penggunaannya. Termodinamika didasarkan atas dua postulat pokok yang dikenal sebagai hukum pertama dan hukum kedua. Hukum pertama menyangkut masalah pertukaran energi, sedangkan hukum kedua membahas arah dari pertukaran tersebut.
Bab ini berisi tentang konsep-konsep dasar termodinamika, kalor dan kerja, perumusan hukum pertama termodinamika, fungsi entalpi, kapasitas kalor dan aplikasi hukum pertama termodinamika (termokimia), serta kesetimbangan kimia.

A. KONSEP-KONSEP DASAR TERMODINAMIKA
1. Sistem dan Lingkungan
Sistem adalah sejumlah zat atau campuran zat-zat yang dipelajari sifat-sifat dan perilakunya. Segala sesuatu di luar sistem disebut lingkungan. Suatu sistem terpisah dari lingkungannya dengan batas-batas tertentu yang dapat nyata atau tidak nyata. Sebagai contoh, bila dalam botol yang tertutup terdapat air yang terisi setengah, maka yang menjadi sistem adalah air. Sedangkan dinding dan tutup botol merupakan batas-batas sistem dan segala yang berada disekeliling botol adalah lingkungan.
Antara sistem dan lingkungan dapat terjadi pertukaran energi dan materi. Berdasarkan pertukaran ini dapat dibedakan tiga jenis sistem, yaitu sistem tersekat, sistem tertutup, dan sistem terbuka.
Sistem tersekat merupakan sistem yang tidak dapat melakukan pertukaran materi maupun energi dengan lingkungannya. Sistem tersekat memiliki jenis energi yang tetap. Contoh untuk sistem tersekat adalah botol termos ideal.
Sistem tertutup adalah sistem yang hanya dapat melakukan pertukaran energi dengan lingkungannya. Contoh untuk sistem tertutup ini adalah sejumlah gas dalam silinder tertutup.
Sistem terbuka adalah sistem yang dapat mempertukarkan materi dan energi dengan lingkungannya. Akibatnya komposisi dari sistem terbuka tidak tetap (berubah). Contoh untuk sistem terbuka ini adalah sejumlah zat-zat dalam wadah terbuka.
2. Keadaan sistem dan Fungsi keadaan
Keadaan sistem ditentukan oleh sejumlah parameter atau variabel, misalnya suhu, tekanan, volume, massa dan konsentrasi. Variabel sistem dapat bersifat intensif, artinya tidak bergantung pada ukuran sistem (tekanan, suhu, massa jenis, dan sebagai-nya), atau bersifat ekstensif yang berarti bergantung pada ukuran sistem (massa, volume, energi, entropi, dan sebagainya).
Setiap besaran atau variabel yang hanya bergantung pada keadaan sistem dan tidak bergantung pada bagaimana keadaan sistem itu tercapai, disebut fungsi keadaan. Fungsi keadaan, misalnya suhu, tekanan, volume, energi dalam, entropi, dan lain-lain.

3. Kalor dan Kerja
Kalor dan kerja adalah dua konsep penting dalam termodinamika. Oleh karena itu pengertian tentang kedua konsep ini harus dipahami dengan baik. Kalor, q, didefinisikan sebagai energi yang dipindahkan melalui batas-batas sistem sebagai akibat langsung dan perbedaan temperatur antara sistem dan lingkungannya. Menurut perjanjian, q dihitung positip bila kalor masuk sistem dan negatip bila kalor ke luar dan sistem.
Kerja, w, adalah energi yang bukan kalor, yang dipertukarkan antara sistem dan lingkungannya dalam suatu perubahan keadaan. Menurut perjanjian, w dihitung positip, bila lingkungan melakukan kerja terhadap sistem (misalnya pada proses pemampatan gas), dan negatip bila sistem melakukan kerja terhadap lingkungan (misalnya bila gas memuai terhadap tekanan atmosfir).
Kerja memiliki berbagai bentuk (misalnya, kerja ekspansi, kerja listrik, kerja mekanik, kerja permukaan, dan sebagainya). Salah satu bentuk kerja yang penting adalah kerja yang berhubungan dengan perubahan volume sistem yang disebut kerja ekspansi. Kerja ini dapat ditentukan sebagai berikut. Perhatikan sejumlah gas yang berada dalam sebuah silinder yang dilengkapi dengan pengisap (lihat gambar.1).

Gambar 1. Proses ekspansi gas dalam sebuah silinder
Bila Penghisap bergerak sepanjang jarak dx terhadap tekanan luar p, maka kerja yang dilakukan oleh gas adalah,
kerja = gaya x jarak
δw = – p A dx..…………………………………………………………. ……..(1)
dimana A dx merupakan perubahan volume dV, sehingga
δw = – p dV..……………………………………………………………………(2)
Tanda minus dalam persamaan (1) adalah sesuai dengan perjanjian bahwa kerja yang dilakukan oleh gas dihitung negatip. Kerja yang dilakukan oleh gas bila volume berubah dan V1 ke V2 dapat mengintegrasikan persamaan (2), sehingga diperoleh persamaan berikut ini
δw = – P ∆V………………………………………………………..………… (3)
Untuk perubahan yang berlangsung secara reversibel, akan berlaku:

wrev = –

Dengan p adalah tekanan gas. Harga integral ini dapat dihitung bila persamaan keadaan dari gas yang bersangkutan diketahui. Misalnya untuk gas ideal pada temperatur tetap,

wrev = –

= -nRT

wrev = – nRT ln (V2/V1)

B. PERUMUSAN HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA

Keseluruhan energi potensial dan energi kinetik zat-zat yang terdapat dalam suatu sistem, disebut energi dalam, U. Energi dalam merupakan fungsi keadaan karena besarnya hanya bergantung pada keadaan sistem. Bila dalam suatu perubahan sistem menyerap sejumlah (kecil) kalor, δq, dan melakukan kerja (kecil), δw, maka sistem akan mengalami perubahan energi dalam, dU, sebesar
dU = δq + δw…………………………………………………………………………(7)
untuk perubahan yang besar pada suatu sistem dari keadaan 1 (energi dalam U1) ke keadaan 2 (energi dalam U2), maka akan terjadi perubahan energi dalam (∆U), sebesar
∆U = U2 – U1…………………………………………………………………………(8)
sehingga diperoleh
U2 – U1 = q + w………………………………….……………………………………(9)
∆U = q + w…………………………………………………………………………..(10)
Persamaan (10) merupakan bentuk matematik dari hukum pertama termodinamika. Menurut ungkapan ini, energi suatu sistem dapat berubah melalui kalor dan kerja. Bila kerja yang dilakukan oleh sistem hanya terbatas pada kerja ekspansi (misalnya pada kebanyakan reaksi kimia), maka persamaan (10) dapat diubah menjadi
dU = δq – p dV.…….. ..……………………………………………………………(11)
pada volume tetap, dV = 0, maka
dU = δq..….……………………………………………………………………….. (12)
atau untuk perubahan besar,

∆U = q…..…………………………………………………………………………. (13)
Menurut persamaan (13) perubahan energi dalam adalah kalor yang diserap oleh sistem bila proses berlangsung pada volume tetap.

1. Fungsi Entalpi dan Perubahan Entalpi
Kebanyakan reaksi-reaksi kimia dilakukan pada tekanan tetap yang sama dengan tekanan atmosfir. Dalam hal ini, bila pada persamaan (11)
dU = δq – p dV diintegrasikan (dimana p ialah tekanan sistem) akan diperoleh
U2 – U1 = q – p(V2 – V1)……………………………………………………………..(14)
dan karena p1 = p2 = p,
(U2 + p2V2) – (U1 + p1V1) = q……………………………………………………… (15)
oleh karena U, p dan V adalah fungsi keadaan, maka (U + pV) juga merupakan fungsi keadaan. Fungsi ini disebut entalpi, H,
H=U+pV . Jadi, menurut persamaan (15),
H2 – H1 = q
∆H = q………………………………………………………………………………(16)
Berdasarkan hasil ini dapat dikatakan bahwa, kalor yang dipertukarkan antara sistem dan lingkungan pada tekanan tetap besarnya sama dengan perubahan entalpi sistem.Mengingat entalpi, H merupakan fungsi keadaan, maka perubahan entalpi, ∆H, hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir sistem. Pada reaksi-reaksi kimia, ∆H adalah kalor reaksi pada tekanan tetap.
.

2. Kapasitas Kalor
Kapasitas kalor suatu sistem didefinisikan sebagai jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur sistem sebanyak satu derajat. Secara matematik diungkapkan,
δq
C = ─ ………………………………………………………………………………….(17)
dT

Karena δq hanya bergantung pada jalannya perubahan, maka sistem mempunyai banyak harga-harga untuk kapasitas kalor. Dua diantaranya yang paling penting, yaitu kapasitas kalor pada volume tetap (Cv) dan pada tekanan tetap (Cp).
Apabila kerja yang dapat dilakukan oleh sistem terbatas pada kerja ekspansi, maka
δq = dU + pdV, sehingga persamaan (17) dapat diubah menjadi,
δq = dU + p dV …………………………………………………………………….…(18)
dT
Pada volume tetap, C = Cv dan dV = 0, maka,
∂U
Cv = ﴾ ﴿v …………………………………………………………………………(19)
∂T

Kapasitas kalor pada tekanan tetap dapat diturunkan sebagai berikut,
δqp
Cp = ─ = dU + p dV
dT dT
Pada p tetap,
dH = dU + pdV
dan ﴾ ∂H/∂T ﴿p = ﴾ ∂U/∂T ﴿p + p ﴾ ∂V/∂T ﴿p , sehingga

∂q ∂H
Cv = ﴾ ﴿p = ﴾ ﴿p …………………………………………………………………(20)
∂T ∂T
Jadi, kapasitas kalor pada tekanan tetap adalah sama dengan penambahan entalpi sistem perderajat kenaikan temperatur pada tekanan tetap. Baik kapasitas kalor pada volume tetap maupun kapasitas kalor pada tekanan tetap biasanya dinyatakan per mol zat.
Pada umumnya kapasitas kalor merupakan fungsi dan temperatur, fungsi ini biasanya dinyatakan secara empiris sebagai
Cp = a + bT + cT2 ………………………………………………………………………(21)
dengan a, b, c adalah tetapan.

C. APLIKASI HUKUM PERTAMA PADA REAKSI KIMIA (TERMOKIMIA)
Termokimia mempelajari efek panas yang terjadi baik dalam perubahan secara kimia (reaksi kimia) maupun secera fisika (proses penguapan, peleburan, dsb.). Efek panas dapat bersifat eksoterm, yaitu bila terjadi pelepasan kalor, dan endoterm, yaituu bila proses disertai dengan penyerapan kalor. Jum!ah kalor yang bersangkutan dalam suatu reaksi bergantung pada jenis dan jumlah zat-zat yang béreaksi, pada keadaan fisik zat-zat pereaksi dan hasil reaksi, pada temperatur dan pada tekanan (terutama pada reaksi gas). Oleh karena itu kalor reaksi dan suatu reaksi hendaknya dinyatakan bersama-sama dengan persamaan reaksinya, dimana kondisi-kondisi reaksi tertera dengan jelas.

1. Kalor reaksi pada Volume Tetap dan pada Tekanan Tetap
Dalam termokimia ada dua kondisi khusus yang penting, yaitu volume tetap dan tekanan tetap, oleh karena pada kedua kondisi ini kalor reaksi dapat dikaitkan dengan fungsi-fungsi termodinamika tertentu. Bila reaksi dikerjakan pada volume tetap (misalnya dalam kalorimeter bom), maka kalor reaksinya sama dengan perubahan energi dalam sistem, qp = ∆U, sedangkan pada tekanan tetap, kalor reaksi sama dengan perubahan entalpi, qv = ∆H. Hubungan antara kedua besaran ini dapat diturunkan sebagai berikut,
H= U+pV
dH =dU + d(pV) atau
∆H = ∆U + ∆(pV) …………………………………………………………………….. (22)
Bila semua zat-zat pereaksi dan hasil reaksi sebagai cairan atau padatan, maka harga ∆(pV) sangat kecil (kecuali bila tekanan sangat tinggi) dibandingkan terhadap ∆H atau ∆U sehingga dapat diabaikan, dalam hal ini ∆H ≈ ∆U. Dalam reaksi yang menyangkut gas, harga ∆(pV) bergantung pada perubahan jumlah mol gas yang terjadi dalam reaksi. Dengan pengandaian gas bersifat ideal, ∆(pV) = ∆n(RT), sehingga persamaan (22) menjadi;
∆H = ∆U + ∆n(RT) (T tetap) ………………………………………………………(23)
dimana ∆n = jumlah mol gas hash reaksi — jumlah mol gas pereaksi. Persamaan ini berlaku apabila sistem hanya dapat melakukan kerja volume.

2. Penentuan Kalor Reaksi Secara Eksperimen (Kalorimetri)
Hanya reaksi-reaksi berkesudahan yang berlangsung dengan cepat dapat ditentukan kalor reaksinya secara eksperimen, seperti reaksi pembakaran, reaksi penetralan dan reaksi pelarutan. Penentuan ini biasanya menyangkut pengukuran perubahan suhu dari larutan atau dari air dalam kalorimeter.

3. Perhitungan Kalor Reaksi
Reaksi kimia kebanyakan dikerjakan pada tekanan tetap, sehingga pada perhitungan ini hanya diperhatikan entalpi reaksi, ∆H.
Perhitungan kalor reaksi ini dapat dilaksanakan dengan cara;
1) Perhitungan dengan menggunakan Hukum Hess.
2) Perhitungan dan data Entalpi Pembentukan Standar.
3) Perkiraan Entalpi Reaksi dan data Energi Ikatan.

4. Kebergantungan Entalpi Reaksi pada temperatur.
Pada umumnya entapi reaksi merupakan fungsi dari temperatur dan tekanan. Karena pengaruh tekanan cukup rumit, maka disini hanya akan diturunkan pengaruh temperatur pada ∆H.
Perhatikan reaksi,
v1 A1 + v2 A2 → v3 A3 + v4 A4
Perubahan entalpi reaksi diberikan oleh,
∆H = Hhasil reaksi — Hpereaksi
∆H = ∑ vi Hi ……………………………………………………………………………(24)
Perubahan ∆H dengan temperatur diperoleh dengan cara mendeferensialkan persamaan (24) terhadap temperatur pada tekanan tetap,
[∂(∆H)/∂T ]p = ∆Cp…………………………………………………………………….(25)
Persamaan ini dikenal sebagai persamaan Kirchhoff. Persamaan (25) dapat diintegrasi apabila Cp, sebagai fungsi temperatur diketahui. Kalau Cp, dapat dianggap tetap antara T1 dan T2, misalnya kalau perbedaan antara kedua temperatur ini tidak besar, maka integrasi dan persamaan (25) menghasilkan,
∆H2 – ∆H1 = ∆H (T2 – T1) …………………………………………………………. (26)
Kalau Cp tidak dianggap tetap, maka

∆H2 – ∆H1 = ∆Cp dT ……………………………………………………………(27)

untuk dapat memudahkan perhitungan ∆H pada pelbagai temperatur, pada tekanan tetap, sebaiknya terlebih dahulu ditentukan ∆H = f(T). Hal ini dapat dilakukan dengan,

∆HT = ∫∆Cp dT + I ……………………………………………………………………..(28)
dengan I ialah tetapan integrasi.

RANGKUMAN

Termodinamika merupakan ilmu yang mengkaji hubungan energi dari segala bentuk, bersifat mendasar untuk semua ilmu. Daerah termodinamika kimia ialah hubungan energi jenis-jenis tertentu dengan sistem kimia. Hukum pertama termodinamika adalah suatu pernyataan hukum pelestarian energi. Energi total suatu sistem adalah energi dalamnya, suatu fungsi keadaan. Suatu perubahan energi dalam, ∆U, dilaksanakan dengan transfer kalor ataupun perlakuan kerja.
Termokimia menangani pengukuran dan penafsiran perubahan kalor yang menyertai proses kimia. Kebanyakan pengukuran semacam itu dilakukan dengan sebuah kalorimeter.

SOAL-SOAL LATIHAN
Petunjuk: pilih salah satu jawaban yang benar
1. Bagi suatu sistem pada volume tetap, ∆U sama dengan
A. ∆H
B. q
C. ∆H + w
D. P∆V
E. q+w

2. Jika gas ideal dimuaikan ke dalam ruang hampa, maka besaran yang mempunyai nilai nol ialah
A.w
B.q
C. ∆U
D. ∆H
E. ∆S

3. Jika suatu proses berlangsung dalam sistem tersekat, maka yang tidak benar adalah
A. ∆U =0
B. q = 0
C. w = 0
D. ∆S = 0
E. ∆H = 0

4. Diketahui:
HCl (aq) + NaOH (aq) → NaCI (aq) + H20 (l), ∆H = – 56 kJ
Jika 10 cm3 larutan HCl 0,25 M direaksikan dengan 20 cm3 larutan NaOH 0,15M, maka kalor yang dihasilkan ialah
A. 56 J
B. 5,5x56J
C. 3x 56 J
D. 2,5 x 5,6 J
E. 0,5 x 56 J
5. Jika kalor penguapan air ialah, ∆Hv= + 10,73 kkal/mol dan kalor pembekuan air ialah, ∆Hf = – 1,44 kkal/mol, maka kalor sublimasi es, ∆Hs, dalam kkal/mol, adalah
A. — 12,17
B. —9,30
C. + 1,44
D. + 9,30
E. +12,17
6. Sebanyak 2 x 1029 atom karbon bereaksi dengan hidrogen menghasilkan etuna
2 C (s) + H2 (g) → C2H2 (g), ∆H = + 54 kJ. Kalor yang diserap dalam reaksi ini ialah
A. 9 kJ
B. 10 kJ
C. 27 kJ
D. 36 kJ
E. 54 kJ
7. Pembakaran satu mol dengan oksigen dalam kalorimeter bom (volume tetap),
memberikan kalor sebanyak 393 kJ. Bagi reaksi ini
A. ∆H = – 393 kJ
B. ∆U = – 393 kJ
C. q = +393kJ
D. H = + 393 kJ
E. U = + 393 kJ

8. Dalam suatu proses sistem menyerap kalor 5100 J dan melakukan kerja 2800 J. Maka energi dalam sistem ialah
A. 5100J
B. 2300 J
C. 7900 J
D.—7900J
E.—2300J
9. Untuk menaikkan suhu satu mol gas ideal (C = 3 kal/K.mol) dan 25 °C hingga
125 °C pada volume tetap, diperlukan kalor sebanyak
A. 100 kal
B. 200 kal
C. 300 kal
D. 450 kal
E. 600 kal
10. Suatu proses akan disertai dengan ∆U = 0, jika
A. Proses tersebut berlangsung isoterm
B. Pada proses tersebut kalor yang dilepaskan sama dengan kerja yang dilakukan oleh
sistem.
C. Proses tersebut berlangsung dalam sistem tersekat
D. Proses tersebut berlangsung adiabatik
E. Pada proses tersebut entalpi sistem tidak berubah

Kunci Jawaban
1.B 2.A 3.E 4.D 5.E 6.A 7.B 8.B 9.C 10.C
HUKUM KEDUA DAN KETIGA TERMODINAMIKA

Pada umumnya perubahan yang teqadi di alam disertai dengan perubahan energi. Dalam proses perubahan energi ini ada dua aspek penting, yaitu arah pemindahan energi dan pengubahan energi dari satu bentuk ke bentuk yang lain.
Walaupun hukum pertama termodinamika menetapkan hubungan antara kalor yang diserap dengan kerja yang dilakukan oleh sistem, tetapi hukum ini tidak menunjukkan batas-batas mengenai sumber maupun arah aliran energi.
Hukum kedua termodinamika dirumuskan untuk menyatakan pembatasan-pembatasan yang berhubungan dengan pengubahan kalor menjadi kerja, dan juga untuk menunjukkan arah perubahan proses di alam. Dalam bentuknya yang paling umum, hukum kedua termodinamika dirumuskan dengan mempergunakan suatu fungsi keadaan yang disebut entropi.

A. PROSES LINGKAR CARNOT
Proses lingkar ialah deretan perubahan yang dqalankan sedemikian rupa sehingga pada akhirnya sistem kembali lagi ke keadaan semula. Dari pengalaman diketahui bahwa mesin kalor yang bekerja secara berkala menurut suatu proses lingkar hanya dapat mengubah sebagian dari kalor yang diserap menjadi kerja, pengubahan ini hanya mungkin dengan adanya suatu perbedaan temperatur.
Sadi Cannot (1824) berhasil menghitung kerja maksimum yang dapat diperoleh dan suatu mesin yang bekerja secara reversibel. Pada mesin Carnot, sejumlah gas ideal menjalani suatu proses lingkar yang terdiri atas empat langkah perubahan reversibel, yaitu ekspansi isotermal, ekspansi adiabatik, pemampatan isotermal dan pemampatan adiabatik.

Gambar 2. Diagram proses lingkar Carnot
Kerja maksimum diungkapkan secara matematik adalah sebagai berikut ;
T1 – T2
w = – q1 ……………………………..…………………………………(29)
T1

dapat dilihat bahwa kerja yang dihasilkan dalam proses selalu lebih kecil dan kalor yang diserap.
B. FUNGSI ENTROPI DAN PERUBAHAN ENTROPI
Entropi adalah suatu fungsi keadaan yang secara matematis didefinisikan sebagai,
dS = δqrev / T ………………………………………………………………………….. (30)
dalam ungkapan ini δqrev ialah kalor yang dipertukarkan antara sistem dan lingkungan secara reversibel. Karena dS merupakan diferensial total, maka perubahan entropi yang terjadi dalam setiap proses atau reaksi diberikan oleh,
dS = S2 – S1 ……………………………………………………………………………..(31)
dengan S1 dan S2 berturut-turut ialah entropi sistem dalam keadaan awal dan akhir.
C. PERHITUNGAN PERUBAHAN ENTROPI
a. Pada proses fisis
1) Proses yang tidak disertai dengan pengubahan fasa.
2) Proses pengubahan fasa secara revorsibel
3) Proses pengubahan fasa secara tak-reversibel
b. Perubahan entropi pada reaksi kimia

D. PERUMUSAN HUKUM KEDUA TERMODINAMIKA
Menurut hukum ini : Semua proses atau reaksi yang terjadi di alam semesta, selalu disertai dengan peningkatan entropi. Jika ∆Sas ialah perubahan entropi yang terjadi di alam semesta, maka bagi setiap proses spontan berlaku, ∆Sas > 0.
Dengan memandang alam semesta itu sebagai sistem dan lingkungan, maka dapat pula dikatakan bahwa untuk semua proses spontan berlaku,
∆Ssistem + ∆Slingkungan > 0 ………………………………………………………………(32)
dengan ∆Ssistem ialah perubahan entropi sistem dan ∆Slingkungan ialah perubahan entropi lingkungan.

1. Perubahan Entropi Sebagai Persyaratan Kesetimbangan
Telah diuraikan bahwa setiap proses yang berlangsung secara spontan dalam sistem tersekat selalu disertai dengan peningkatan entropi. Bila entropi sistem mencapai harga yang maksimum, maka entropi tidak akan dapat berubah lagi dan bila ∆S = 0, keadaan ini akan tercapai apabila proses berjalan reversibel atau apabila sistem mencapai kesetimbangan. Jadi bagi setiap perubahan dalam ‘sistem tersekat’ berlaku:
∆S ≥ 0 ………………………………………………………………………………….(33)
dengan tanda > untuk proses spontan dan tanda = untuk reversibel dan sistem dalam kesetimbangan.

2. Kebergantungan Entropi pada Temperatur
Entropi reaksi (S) bergantung pada suhu. Kebergantungan ini dapat diturunkan sebagai berikut:
α A + β B → γ C + δD
∆S = γ SC + δ SD – α SA- β SB
diferensiasi terhadap suhu pada tekanan tetap memberikan,
dS = δqrev / T = dH / T = Cp dT / T

maka [∂S/∂T]p = Cp dT /T ……………………………………………………………(34)
ungkapan di atas dapat diubah menjadi,
[∂ (∆S) /∂T]p = ∆Cp /T……..……..……………………………………………..(35)
jika pada kurun suhu tertentu Cp , tidak banyak bergantung pada temperatur, sehingga dapat dianggap tetap, maka persamaan (35) dapat diintegrasi menjadi,
∆S2 – ∆S1 = ∆Cp ln (T2/T1) ……………………………………………………………. (36)
dengan ∆S1 dan ∆S2 berturut-turut ialah perubahan entropi pada suhu T1 dan T2.

E. HUKUM KETIGA TERMODINAMIKA
1. Entropi zat mumi pada titik not absolut
Perhatikan persamaan Planck-Boltzmann,
S = k lnW …………….………………………………………………….…… (37)
Entropi dapat dihubungkan dengan ‘kekacauan’ atau ketidakteraturan sistem. Keadaan sistem yang kacau ialah keadaan di mana partikel-partikel (molekul, atom atau ion)
tersusun secara tidak teratur. Makin kacau susunan keadaan sistem, makin besar kebolehjadian keadaan sistem dan makin besar entropi. Oleh karena itu zat padat kristal pada umumnya mempunyai entropi yang relatif rendah dibandingkan dengan cairan atau gas. Gas mempunyai entropi yang paling tinggi karena keadaan sistem paling tidak teratur.
Diuraikan di atas bahwa makin kacau atau tidak teratur susunan molekul, makin tinggi harga W dan entropi. Sebaliknya makin teratur susunan molekul sistem, makin rendah harga W dan entropi. Kalau suatu zat murni didinginkan hingga dekat 0 K, semua gerakan translasi dan rotasi terhenti dan molekul-molekul mengambil kedudukan tertentu dalam kisi kristal. Molekul hanya memiliki energi vibrasi yang sama besar sehingga berada dalam keadaan kuantum tunggal. Ditinjau dan kedudukan dan distribusi energi, penyusunan molekul-molekul dalam suatu kristal yang sempurna pad 0 K hanya dapat dilaksanakan dengan satu cara. Dalam hal ini W = 1 dan ln W = 0, sehingga menurut persamaan boltzmann S = 0. Jadi, entropi suatu kristal murni yang sempurna ialah nol pada 0 K. Pernyataan ini terkenal sebagai Hukum Ketiga Temomedinamika. Ungkapan matematik nya adalah
0
ST=0 == 0 ………………………………………………………………………….(38)

2. Perhitungan Entropi Mutlak
Entropi zat murni, pada temperatur T, dapat dihitung dengan dua cara, yaitu dengan menggunakan hukum ketiga termodinamika dan data termokimia dan dengan metoda mekanika statistik dari data spektroskopi. Di sini hanya dibicarakan cara yang pertama.
Daripersamaan (34),
[∂S/∂T]p = Cp dT /T (p tetap) jika diintegrasi persamaan ini menghasilkan,
0 T
ST = ∫ Cp d lnT ……………………………………………………….…………(39)
0
Secara eksperimen, kapasitas kalor Cp hanya dapat ditentukan hingga 15 K. Untuk memudahkan ektrapolasi hingga 0 °C biasanya dipergunakan ‘hukum pangkat tiga’ Debye,
Cp = α T3 ………………………………………………………………..………………(40)
Substitusi dari persamaan mi ke dalam persamaan (39) menghasilkan,
dS0 = α T2 dT ( p tetap) ……………………………………………………………….(41)
yang dapat diintegrasi dari temperatur 0 hingga T menjadi
dS° = 1/3 α T3 …………………………………………………………………………(42)
persamaan (42) mengungkapkan bahwa, pada temperatur rendah, entropi standar sama dengan sepertiga harga Cp.

3. Fungsi Energi Bebas Helmholtz
Bagi suatu perubahan kecil yang berlangsung tak reversibel pada temperatur T berlaku:
dS > δq/T atau δq – TdS <0 …………………………………………………………….(43)
kalau sistem hanya dapat melakukan kerja volume, maka persamaan (43) dapat diubah menjadi
dU + pdV -TdS < 0 …………………………………………………………………….(44)
pada volume tetap, dV = 0, sehingga
dU – TdS < 0 atau d(U —TS)T,p < 0 ……………………………………………………(45)
fungsi U – TS, yang merupakan fungsi keadaan, disebut energi bebas Helmholtz,A,
A=U-TS ………………………………………………………………………………..(46)
Bila persamaan (46) dideferensiasi, diperoleh
dA = dU – TdS – SdT
bagi proses yang berjalan reversibel dan isoterm,
dA = δW ……………………………………………………………………………….(47)
jadi penurunan energi bebas helmholtz, – ∆A, ialah kerja maksimum yang dapat dihasilkan dan suatu proses yang dikerjakan secara isoterm.

4. Fungsi Energi Bebas Gibbs
Kebanyakan proses biasanya dikerjakan pada temperatur dan tekanan tetap.
Pada kondisi ini, persamaan (44) dapat ditulis dalam bentuk,
d(U ÷ pV — TS)T,p < 0 …………………………………………………………………(48)
besaran U + PV — TS, yang merupakan fungsi keadaan, disebut energi bebas Gibbs, G.
G =U+PV—TS =H -TS =A + PV ……………………………………………………..(49)
Jadi, suatu proses yang berlangsung pada temperatur dan tekanan tetap disertai dengan penurunan energi bebar Gibbs,
(dG)T,p O, ∆S > 0
B. ∆H0
C. ∆H=0,∆S >0
D. ∆H <0, ∆S 0,∆S = 0
2. Dan data : – entalpi sublimasi grafit = 725 kJ/mol
– energi disosiasi ikatan H-H = 436 kJ/mol
– entalpi pembentukan metana = – 76 kJ/mol
dapat dihitung energi ikatan rata-rata C-H sebesar
A. + 418 kJ/mol
B. —255 kJ/mol
C. + 255 kJ/mol
D. + 76 kJ/mol
E. —418 kJ!mol
3. Untuk proses spontan selalu berlaku
A. ∆GO
C. ∆HO
E. AH O
4. Jika suatu proses, pada I atm dan 500 K, disertai dengan penurunan entalpi sebesar 42 kJ dan penurunan entropi sebesar 84 J/K, maka proses tersebut adalah
A. spontan
B. tidak spontan
C. adiabatis
D. reversibel
E. tidak reversibel
5. Pada reaksi, Na (g) + Cl (g) → NaCl (s),
A. entropi berkurang, entalpi berkurang
B. entropi berkurang, entalpi meningkat
C. entropi berkurang, entalpi tetap
D. entropi meningkat, entalpi meningkat
E. entropi meningkat, entalpi berkurang
6. Jika entalpi penguapan dan entropi penguapan HCl berturut-turut ialah 16,15 kJ/mol dan 85,8 JK-1, pada 1 atm, maka titik didih normal HCl adalah
A. 188°C
B. 5,3°C
C. -34°C
D. -85°C
E. —110°C
7. Jika bagi reaksi, A + 2 B —, 3 C, S > 0, maka hal ini berarti
A. reaksi tersebut spontan C. produk C harus merupakan gas
B. reaksi tersebut endoterm D. ∆G < 0
E. bukan salah satu jawaban di atas
8. Pada reaksi manakah ∆S O
B. ∆SO
D. ∆G=O
E. bukan salah satu jawaban di atas
Kunci Jawaban
l.A 2.A 3.B 4.D 5.A 6.D 7.E 8.B 9.E lO.E

KESETIMBANGAN KIMIA

Studi dari peristiwa kimia menyangkut tiga aspek penting, yaitu mengapa suatu reaksi dapat berjalan pada kondisi tertentu, bagaimana dan dengan kecepatan apa reaksi berjalan dan bilamana reaksi itu selesai. Suatu reaksi akan mencapai kesetimbangan apabila memiliki kecepatan reaksi yang sama besar dalam kedua arah. Dalam hal ini rekasi masih berjalan terus, sehingga konsentrasi hasil reaksi dan pereaksi tidak berubah dengan waktu.
Kesetimbangan kimia merupakan suatu kesetimbangan dinamik. Suatu aspek penting dalam kesetimbangan kimia ialah kedudukan kesetimbangan. Kedudukan kesetimbangan menentukan jumlah hasil reaksi yang dapat diperoleh dari suatu reaksi dan dinyatakan secara kuantitatif dengan tetapan kesetimbangan.
1. Reaksi Kimia sebagai Sistem dengan Komposisi yang Berubah-ubah
a. Koordinat reaksi
Dalam sistem dimana terjadi reaksi kimia, komposisi selalu berubah-ubah oleh karena ada zat yang berkurang (pereaksi). Pada setiap saat, jumlah mol dan tiap zat dalam campuran reaksi bergantung pada jumlah reaksi yang terjadi
Perhatikan reaksi umum, va A + vb B ↔ vc C + vd D
dengan A dan B ialah zat-zat pereaksi, C dan D ialah zat-zat hasil reaksi, dan va, vb , vc dan vd adalah koefisien stoikiometri. Bila va mol A bereaksi dengan vb mol B, maka akan terbentuk vc mol C dan vd mol D.
b. Syarat bagi Kesetimbangan Kimia
Sistem berada dalam kesetimbangan, bila ∆G = ∑ vi μi = 0 …………………………. (52)
contoh reaksi,
N2 (g) + 3H2 (g) ↔ 2NH3 (g)
mencapai kesetimbangan pada T dan P tetap, kalau
∆G = 2 μ – 2 μ + 3 μ = 0
NH3 N2 H2

μ = potensial kimia

c. Isotermal Reaksi
Dalam raksi kimia yang dikerjakan pada p dan T tetap, energi bebas Gibbs ditentukan oleh konsentrasi atau keaktifan zat-zat dalam campuran reaksi. Kaitan antara ∆G reaksj dengan keaktifan dapat diturunkan sebagai berikut.
Perhatikan kembali reaksi umum,
va A + vb B ↔ vc C + vd D
∆G = vc μ C + vd μ D – va μ A + vb μ B
karena μi = μio + RT ln vi, maka pada tekanan dan temperatur tetap,

vc vd va vb
∆G = ∆G ° + RT ln {(aC aD )/( aA . aB)}…………………………………………. (53)
Persamaan ini terkenal sebagai ‘reaksi isotermal van’t Hoff’ yang menyatakan perubahan energi bebas Gibbs, pada setiap saat, sebagai fungsi dan keaktifan zat-zat dalam reaksi, bila reaksi berjalan pada T dan P tetap. ∆G ° ialah perubahan energi babas Gibbs standar, yaitu harga ∆G pada ai, = 1.
Untuk reaksi antara gas-gas ideal, ai, = pi, sehingga persamaan (53) mengambil bentuk:
vc vd va vb
∆G = ∆G ° + RT In {(pc pd ) / (pa pb)}……………………………………………… (54)
Dalam persamaan ini ∆G° ialah perubahan energi bebas Gibbs pada tekanan parsial dan semua gas sama dengan 1 atm.

2. Tetapan Kesetimbangan
a. Pelbagai Bentuk Tetapan Kesetimbangan
Pada bagian terdahulu sudah dijelaskan bahwa reaksi akan mencapai kesetimbangan, jika
∆G = ∑ vi μi = 0
pada kondisi ini,
vc vd va vb
∆G = ∆G ° + RT ln {(aC aD )/( aA . aB)} kesetimbangan = 0 atau
vc vd va vb
∆G ° = – RT ln {( aC aD )/( aA . aB)}kesetimbangan …………………………………(55)
∆G° hanya fungsi temperatur, jadi pada temperatur tetap harganya tetap. ini berarti bahwa pada temperatur tetap, besaran dibelakang tanda ln dalam persamaan (55) juga tetap. Besaran ini disebut tetapan kesetimbangan termodinamika, K.
vc vd va vb
K = {( aC aD )/( aA . aB)} ………………………………………………………………(56)
Substitusi dari persamaan (56) ke dalam persamaan (55) memberikan suatu persamaan yang mengkaitkan tetapan kesetimbangan dengan perubahan energi bebas Gibbs standar
∆G° = – RT ln K …… ………………………………………………………………….(57)
Persamaan ini dapat digunakan untuk menghitung tetapan kesetimbangan kalau ∆G° diketahui.
Untuk reaksi antara gas-gas ideal, persamaan (57) mengambil bentuk;
∆G° = – RT ln Kp ……………………………………………………………………….(58)
dengan Kp ialah tetapan kesetimbangan yang dinyatakan dalam tekanan parsial. Jika untuk gas ideal,
pi =( ni / v ) RT, maka :

∑vi
Kp = Kc (RT) ……………………………………………………………………………(59)
Dengan Kp ialah tetapan kesetimbangan, dinyatakan dalam konsentrasi molar. Tekanan parsial suatu komponen dalam campuran gas ideal dapat dihubungkan dengan fraksi molnya melalui hukum Dalton,
pi = xi p
Dengan p ialah tekanan total campuran gas. Jika persamaan ini disubstitusikan ke dalam persamaan (56) diperoleh:
∑vi
Kp = Kx p ………………………………………………………………………………(60)

Dengan Kx ialah tetapan kesetimbangan, dinyatakan dalam fraksi mol. K menjadi sama dengan Kp kalau ∑vi = 0.

3. Sifat-sifat Tetapan Kesetimbangan
Pada perhitungan kesetimbangan ada beberapa hal tentang tetapan kesetimbangan yang perlu diperhatikan.
a. Dari pelbagai bentuk tetapan kesetimbangan yang dibahas di atas, hanya tetapan kesetimbangan termodinamika, K, yang benar-benar merupakan
tetapan. K hanya bergantung pada temperetur dan tidak bergantung pada tekanan atau konsentrasi. Kp atau Kc hanya merupakan tetapan pada sistem ideal.
b. Prinsip tetapan kesetimbangan hanya berlaku pada sistem dalam kesetimbangan.
c. Tetapan kesetimbangan bergantung pada temperatur. Kalau temperatur berubah, K akan berubah pula.
d. Besarnya tetapan kesetimbangan menentukan sampai seberapa jauh reaksi telah berlangsung. Harga K yang besar menunjukkan konsentrasi hasil reaksi yang lebih besar dari pada konsentrasi pereaksi dalam sistem. Jadi K yang besar menguntungkan pembentukan hasil reaksi.
e. Besarnya tetapan kesetimbangan bergantung pada cara menuliskan reaksinya.
f. Tetapan kesetimbangan menyatakan secara kuantitatif pengaruh konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi terhadap tingkat selesai reaksi.

4. Pengaruh Temperatur terhadap Tetapan Kesetimbangan
Persamaan (57) dapat disusun ulang menjadi,
ln K = -∆G° / RT
kalau persamaan inididiferensiasikan terhadap T pada tekanan tetap diperoleh,

d ln K = – 1 d( ∆G°) sehingga,
dT R RT
d ln K = ∆H° (p tetap) ……………………………………………..……………(61)
dT RT 2
untuk reaksi gas dan dengan pengandaian bahwa gas bersifat ideal, K = Kp, dan persamaan (61) menjadi,
d ln Kp = ∆H° (p tetap) ……………………………………………..……………(62)
dT RT 2
Persamaan (61) dan (62) terkenal sebagai isobar reaksi van’t Hoff. Kedua persamaan ini digunakan untuk menghitung kesetimbangan sebagai fungsi dari temperatur. Pada selang temperatur yang cukup kecil, ∆H° dapat dianggap tetap dan integrasi dari persamaan (62) memberikan,
ln Kp = ∆H° + I (p tetap) …………………………………………..……………(63)
RT
dengan I ialah tetapan integrasi yang dapat dievaluasi kalau harga Kp pada suatu temperatur diketahui.
Persamaan (61) dapat pula diintegrasikan antara dua temperatur T1 dan T2. Hasilnya, dengan pengandaian bahwa AH° antara kedua temperatur mi bukan fungsi dan temperatur, ialah
ln K2 = ∆H° (T2 – T1)… ……………………………………………..……………(64)
K1 R T1 T2
dengan K1 dan K2 masing-masing ialah harga Kp pada T1 dan T2. Persamaan ini digunakan untuk menghitung ∆H° rata-rata antara T1 dan T2 atau untuk menghitung Kp pada T2 kalau harganya pada T1 dan ∆H° diketahui.

5. Kesetimbangan pada Sistem Serbasama
a. Kesetimbangan dalam Fasa Gas
Sebagai contoh reaksi dalam fasa gas, perhatikan reaksi pembentukan amoniak dari nitrogen dan hidrogen,
½N2 (g) + 3/2H2 (g) ↔ NH3 (g)
tetapan kesetimbangan reaksi ini diberikan oleh,
a
K = NH3 ……………………………………………………………..(65)
a1/2 a3/2
N2 H2
Atau, karena untuk gas, keaktifan, ai, sama dengan fugasitas, fi
f
K = NH3 ……………………………………………………………..(66)
f1/2 f3/2
N2 H2
b. Kesetimbangan dalam Fasa Cair
Pembahasan ini terbatas pada reaksi antara zat-zat bukan elektrolit yang terlarut dalam pelarut tertentu. Perhatikan reaksi umum,
va A + vb B ↔ vc C + vd D
vc vd va vb
K = {( aC aD )/( aA . aB)}
Evaluasi dari keaktifan dalam persamaan ini memerlukan pengetahuan tentang keadaan standar yang digunakan. Oleh karena keaktifan merupakan ukuran dan selisih antara potensial kimia dalam keadaan tertentu dan dalam keadaan standar.
Jika konsentrasi dinyatakan dalam mol per liter, ai = χi Ci, dan persamaan (65) dapat diubah menjadi,
K =Kχ.Kc ……………………………………………………………………………….(67)
dengan Kc ialah tetapan kesetimbangan yang dinyatakan dalam konsentrasi molar,
vc vd va vb
K = {( CC CD )/( CA . CB)}…………………………………………………………(68)

6. Kesetimbangan dalam Sistem Serbaneka
Sistem serbaneka (heterogen) ialah menyangkut fasa padat dan fasa gas. Perhatikan reaksi penguraian kalsium karbonat,
CaCO3 (s) →CaO (s) + CO2 (g)
Perubahan energi bebas reaksi mi diberikan oleh isoterm reaksi van’t Hoff;
∆G = ∆G° + RT ln (aCaO. aCO2)/( aCaCO3) ..……………………………………………(69)
Seperti pada cairan, sebagai keadaan standar padatan diambil padatan murni pada tekanan 1 atm dan temperatur percobaan. Jadi untuk padatan murni pada 1 atm, a = 1. pada umumnya pengaruh tekanan terhadap keaktifan padatan dapat diabaikan sehingga keaktifan padatan sama dengan satu pada semua tekanan. Karena dalam reaksi di atas CaO dan CaCO3 berada sebagai padatan murni, aCaO = 1 dan aCaCO3 = 1, sehingga persamaan (69) dapat diubah menjadi,
∆G = ∆G° + RT ln aCO2 ………………… ..……………………………………………(70)
kesetimbangan akan tercapai jika AG = 0, jadi
∆G° + RT ln ( aCO2 )kstb = 0 atau
∆G° + RT ln ( aCO2 )kstb = – RT ln K ……………………………………………………(71)
dengan tetapan kesetimbangan K, diberikan sebagai tetapan kesetimbangan yang dinyatakan dalam tekanan parsial. Karena tekanan gas dalam sistem biasanya rendah, keaktifan dapat disamakan dengan tekanan, sehingga persamaan (72) berubah menjadi,
K = (pCO2)kstb …………………………………………………………………………..(72)

RANGKUMAN
Perubahan kimia reversibel membentuk produk-produk yang dapat bertindak untuk menghasilkan (kembali) produk aslinya. Suatu keadaan kesetimbangan kimia terjadi dalam suatu sistem reversibel bila reaksi maju dan balik memiliki laju yang sama.
Kesetimbangan yang melibatkan hanya satu fasa homogen disebut kesetimbangan homogen. Sedangkan kesetimbangan yang melibatkan dua atau lebih fasa yang berbeda adalah kesetimbangan heterogen.

LATIHAN SOAL
Petunjuk: Pilih salah satu jawaban yang benar
1. Perhatikan lima buah reaksi, dalam keadaan standar, masing-masing dengan perubahan entalpi yang tertera di bawah. Dalam hal manakah temperatur mempunyai pengaruh yang paling besar terhadap tetapan kesetimbangan?
A. —20 kkal/mol
B. — 10 kkal/mol
C. 0 kkal/mol
D. 10 kkal/mol
E. 15 kkal/mol
2. Kedudukan kesetimbangan dan suatu reaksi, pada temperatur tertentu, dapat
ditentukan dari harga
A. ∆E° D. ∆S° dan ∆H°
B. ∆H° E. ∆S°dan ∆E°
C. ∆S°
3. Tetapan kesetimbangan untuk reaksi, A + B ↔ C + D Kc = 100. Jumlah mol B yang
harus dicampurkan pada 4 mol A untuk menghasilkan 2 mol C pada kesetimbangan
ialah
A. 1 mol D. 4 mol
B. 2 mol E. 5 mol
C. 3 mol
4. Bila tetapan kesetimbangan dari reaksi N2 (g) + 3 H2 (g) ↔2 NH3 (g) adalah Kp = K1,
maka tetapan kesetimbangan dari reaksi, 1/2 N2 (g) + 3/2 H2 (g) ↔ NH3 (g), adalah
A. 2K1 D. K12
B. K1 E. √K1
C. 1/2 K1
5. Untuk reaksi kesetimbangan, 2 NO (g) + O2 (g) ↔ 2 NO2 (g) berlaku
A. Kx = Kp / p C. Kx = Kc
B. Kx = Kp p D. Kc= Kp . p E. Kc = Kp / RT
6. Pada temperatur, harga tetapan kesetimbangan dan reaksi 2 NO (g) + O2 (g) ↔ 2 NO2 (g)
sebesar 16, maka tetapan kesetimbangan dari reaksi NO (g) + 1/2 O2 (g) ↔ NO2 (g)
adalah
A. 1/16 B. 1/4 C.4 D. 8 E. 1/8
7. Jika tetapan kesetimbangan K suatu reaksi adalah K 1 B. ∆H° > 1 C. ∆ H° < 1
D. ∆G° O

8. Suatu reaksi kesetimbangan A (g) ↔ B (g) + C (g)
Mempunyai harga Kp = 0,328 pada suhu 127 °C. Harga Kc sama dengan
A. 1 x 10-2 D. 3,2×10-2
B. 2×10-2 E. 1,6×10-2
C. 4×10-2
9. Pada suatu temperatur, harga tetapan kesetimbangan dari reaksi
N2 (g) + 2 O2(g) ↔ 2NO2 (g) adalah 36, maka tetapan kesetimbangan dan reaksi
NO2 (g) ↔ N2 (g) + O2 (g) adalah
A. 1/36 B. 1/8 C. 1/6 D.6 E. 9
10. Suatu reaksi kimia mempunyai kalor reaksi, ∆H = + a kal pada suhu T1 dengan tetapan kesetimbangan K1. Bila suhu dinaikkan menjadi T2, tetapan kesetimbangan menjadi K2. Dalam hal ini
A. K2 > K1
B. K2 0.
Dengan memandang alam semesta itu sebagai sistem dan lingkungan, maka dapat pula dikatakan bahwa untuk semua proses spontan berlaku,
∆Ssistem + ∆Slingkungan > 0 ………………………………………………………………(32)
dengan ∆Ssistem ialah perubahan entropi sistem dan ∆Slingkungan ialah perubahan entropi lingkungan.

1. Perubahan Entropi Sebagai Persyaratan Kesetimbangan
Telah diuraikan bahwa setiap proses yang berlangsung secara spontan dalam sistem tersekat selalu disertai dengan peningkatan entropi. Bila entropi sistem mencapai harga yang maksimum, maka entropi tidak akan dapat berubah lagi dan bila ∆S = 0, keadaan ini akan tercapai apabila proses berjalan reversibel atau apabila sistem mencapai kesetimbangan. Jadi bagi setiap perubahan dalam ‘sistem tersekat’ berlaku:
∆S ≥ 0 ………………………………………………………………………………….(33)
dengan tanda > untuk proses spontan dan tanda = untuk reversibel dan sistem dalam kesetimbangan.

2. Kebergantungan Entropi pada Temperatur
Entropi reaksi (S) bergantung pada suhu. Kebergantungan ini dapat diturunkan sebagai berikut:
α A + β B → γ C + δD
∆S = γ SC + δ SD – α SA- β SB
diferensiasi terhadap suhu pada tekanan tetap memberikan,
dS = δqrev / T = dH / T = Cp dT / T

maka [∂S/∂T]p = Cp dT /T ……………………………………………………………(34)
ungkapan di atas dapat diubah menjadi,
[∂ (∆S) /∂T]p = ∆Cp /T……..……..……………………………………………..(35)
jika pada kurun suhu tertentu Cp , tidak banyak bergantung pada temperatur, sehingga dapat dianggap tetap, maka persamaan (35) dapat diintegrasi menjadi,
∆S2 – ∆S1 = ∆Cp ln (T2/T1) ……………………………………………………………. (36)
dengan ∆S1 dan ∆S2 berturut-turut ialah perubahan entropi pada suhu T1 dan T2.

E. HUKUM KETIGA TERMODINAMIKA
1. Entropi zat mumi pada titik not absolut
Perhatikan persamaan Planck-Boltzmann,
S = k lnW …………….………………………………………………….…… (37)
Entropi dapat dihubungkan dengan ‘kekacauan’ atau ketidakteraturan sistem. Keadaan sistem yang kacau ialah keadaan di mana partikel-partikel (molekul, atom atau ion)
tersusun secara tidak teratur. Makin kacau susunan keadaan sistem, makin besar kebolehjadian keadaan sistem dan makin besar entropi. Oleh karena itu zat padat kristal pada umumnya mempunyai entropi yang relatif rendah dibandingkan dengan cairan atau gas. Gas mempunyai entropi yang paling tinggi karena keadaan sistem paling tidak teratur.
Diuraikan di atas bahwa makin kacau atau tidak teratur susunan molekul, makin tinggi harga W dan entropi. Sebaliknya makin teratur susunan molekul sistem, makin rendah harga W dan entropi. Kalau suatu zat murni didinginkan hingga dekat 0 K, semua gerakan translasi dan rotasi terhenti dan molekul-molekul mengambil kedudukan tertentu dalam kisi kristal. Molekul hanya memiliki energi vibrasi yang sama besar sehingga berada dalam keadaan kuantum tunggal. Ditinjau dan kedudukan dan distribusi energi, penyusunan molekul-molekul dalam suatu kristal yang sempurna pad 0 K hanya dapat dilaksanakan dengan satu cara. Dalam hal ini W = 1 dan ln W = 0, sehingga menurut persamaan boltzmann S = 0. Jadi, entropi suatu kristal murni yang sempurna ialah nol pada 0 K. Pernyataan ini terkenal sebagai Hukum Ketiga Temomedinamika. Ungkapan matematik nya adalah
0
ST=0 == 0 ………………………………………………………………………….(38)

2. Perhitungan Entropi Mutlak
Entropi zat murni, pada temperatur T, dapat dihitung dengan dua cara, yaitu dengan menggunakan hukum ketiga termodinamika dan data termokimia dan dengan metoda mekanika statistik dari data spektroskopi. Di sini hanya dibicarakan cara yang pertama.
Daripersamaan (34),
[∂S/∂T]p = Cp dT /T (p tetap) jika diintegrasi persamaan ini menghasilkan,
0 T
ST = ∫ Cp d lnT ……………………………………………………….…………(39)
0
Secara eksperimen, kapasitas kalor Cp hanya dapat ditentukan hingga 15 K. Untuk memudahkan ektrapolasi hingga 0 °C biasanya dipergunakan ‘hukum pangkat tiga’ Debye,
Cp = α T3 ………………………………………………………………..………………(40)
Substitusi dari persamaan mi ke dalam persamaan (39) menghasilkan,
dS0 = α T2 dT ( p tetap) ……………………………………………………………….(41)
yang dapat diintegrasi dari temperatur 0 hingga T menjadi
dS° = 1/3 α T3 …………………………………………………………………………(42)
persamaan (42) mengungkapkan bahwa, pada temperatur rendah, entropi standar sama dengan sepertiga harga Cp.

3. Fungsi Energi Bebas Helmholtz
Bagi suatu perubahan kecil yang berlangsung tak reversibel pada temperatur T berlaku:
dS > δq/T atau δq – TdS <0 …………………………………………………………….(43)
kalau sistem hanya dapat melakukan kerja volume, maka persamaan (43) dapat diubah menjadi
dU + pdV -TdS < 0 …………………………………………………………………….(44)
pada volume tetap, dV = 0, sehingga
dU – TdS < 0 atau d(U —TS)T,p < 0 ……………………………………………………(45)
fungsi U – TS, yang merupakan fungsi keadaan, disebut energi bebas Helmholtz,A,
A=U-TS ………………………………………………………………………………..(46)
Bila persamaan (46) dideferensiasi, diperoleh
dA = dU – TdS – SdT
bagi proses yang berjalan reversibel dan isoterm,
dA = δW ……………………………………………………………………………….(47)
jadi penurunan energi bebas helmholtz, – ∆A, ialah kerja maksimum yang dapat dihasilkan dan suatu proses yang dikerjakan secara isoterm.

4. Fungsi Energi Bebas Gibbs
Kebanyakan proses biasanya dikerjakan pada temperatur dan tekanan tetap.
Pada kondisi ini, persamaan (44) dapat ditulis dalam bentuk,
d(U ÷ pV — TS)T,p < 0 …………………………………………………………………(48)
besaran U + PV — TS, yang merupakan fungsi keadaan, disebut energi bebas Gibbs, G.
G =U+PV—TS =H -TS =A + PV ……………………………………………………..(49)
Jadi, suatu proses yang berlangsung pada temperatur dan tekanan tetap disertai dengan penurunan energi bebar Gibbs,
(dG)T,p O, ∆S > 0
B. ∆H0
C. ∆H=0,∆S >0
D. ∆H <0, ∆S 0,∆S = 0
2. Dan data : – entalpi sublimasi grafit = 725 kJ/mol
– energi disosiasi ikatan H-H = 436 kJ/mol
– entalpi pembentukan metana = – 76 kJ/mol
dapat dihitung energi ikatan rata-rata C-H sebesar
A. + 418 kJ/mol
B. —255 kJ/mol
C. + 255 kJ/mol
D. + 76 kJ/mol
E. —418 kJ!mol
3. Untuk proses spontan selalu berlaku
A. ∆GO
C. ∆HO
E. AH O
4. Jika suatu proses, pada I atm dan 500 K, disertai dengan penurunan entalpi sebesar 42 kJ dan penurunan entropi sebesar 84 J/K, maka proses tersebut adalah
A. spontan
B. tidak spontan
C. adiabatis
D. reversibel
E. tidak reversibel
5. Pada reaksi, Na (g) + Cl (g) → NaCl (s),
A. entropi berkurang, entalpi berkurang
B. entropi berkurang, entalpi meningkat
C. entropi berkurang, entalpi tetap
D. entropi meningkat, entalpi meningkat
E. entropi meningkat, entalpi berkurang
6. Jika entalpi penguapan dan entropi penguapan HCl berturut-turut ialah 16,15 kJ/mol dan 85,8 JK-1, pada 1 atm, maka titik didih normal HCl adalah
A. 188°C
B. 5,3°C
C. -34°C
D. -85°C
E. —110°C
7. Jika bagi reaksi, A + 2 B —, 3 C, S > 0, maka hal ini berarti
A. reaksi tersebut spontan C. produk C harus merupakan gas
B. reaksi tersebut endoterm D. ∆G < 0
E. bukan salah satu jawaban di atas
8. Pada reaksi manakah ∆S O
B. ∆SO
D. ∆G=O
E. bukan salah satu jawaban di atas
Kunci Jawaban
l.A 2.A 3.B 4.D 5.A 6.D 7.E 8.B 9.E lO.E

KESETIMBANGAN KIMIA

Studi dari peristiwa kimia menyangkut tiga aspek penting, yaitu mengapa suatu reaksi dapat berjalan pada kondisi tertentu, bagaimana dan dengan kecepatan apa reaksi berjalan dan bilamana reaksi itu selesai. Suatu reaksi akan mencapai kesetimbangan apabila memiliki kecepatan reaksi yang sama besar dalam kedua arah. Dalam hal ini rekasi masih berjalan terus, sehingga konsentrasi hasil reaksi dan pereaksi tidak berubah dengan waktu.
Kesetimbangan kimia merupakan suatu kesetimbangan dinamik. Suatu aspek penting dalam kesetimbangan kimia ialah kedudukan kesetimbangan. Kedudukan kesetimbangan menentukan jumlah hasil reaksi yang dapat diperoleh dari suatu reaksi dan dinyatakan secara kuantitatif dengan tetapan kesetimbangan.
1. Reaksi Kimia sebagai Sistem dengan Komposisi yang Berubah-ubah
a. Koordinat reaksi
Dalam sistem dimana terjadi reaksi kimia, komposisi selalu berubah-ubah oleh karena ada zat yang berkurang (pereaksi). Pada setiap saat, jumlah mol dan tiap zat dalam campuran reaksi bergantung pada jumlah reaksi yang terjadi
Perhatikan reaksi umum, va A + vb B ↔ vc C + vd D
dengan A dan B ialah zat-zat pereaksi, C dan D ialah zat-zat hasil reaksi, dan va, vb , vc dan vd adalah koefisien stoikiometri. Bila va mol A bereaksi dengan vb mol B, maka akan terbentuk vc mol C dan vd mol D.
b. Syarat bagi Kesetimbangan Kimia
Sistem berada dalam kesetimbangan, bila ∆G = ∑ vi μi = 0 …………………………. (52)
contoh reaksi,
N2 (g) + 3H2 (g) ↔ 2NH3 (g)
mencapai kesetimbangan pada T dan P tetap, kalau
∆G = 2 μ – 2 μ + 3 μ = 0
NH3 N2 H2

μ = potensial kimia

c. Isotermal Reaksi
Dalam raksi kimia yang dikerjakan pada p dan T tetap, energi bebas Gibbs ditentukan oleh konsentrasi atau keaktifan zat-zat dalam campuran reaksi. Kaitan antara ∆G reaksj dengan keaktifan dapat diturunkan sebagai berikut.
Perhatikan kembali reaksi umum,
va A + vb B ↔ vc C + vd D
∆G = vc μ C + vd μ D – va μ A + vb μ B
karena μi = μio + RT ln vi, maka pada tekanan dan temperatur tetap,

vc vd va vb
∆G = ∆G ° + RT ln {(aC aD )/( aA . aB)}…………………………………………. (53)
Persamaan ini terkenal sebagai ‘reaksi isotermal van’t Hoff’ yang menyatakan perubahan energi bebas Gibbs, pada setiap saat, sebagai fungsi dan keaktifan zat-zat dalam reaksi, bila reaksi berjalan pada T dan P tetap. ∆G ° ialah perubahan energi babas Gibbs standar, yaitu harga ∆G pada ai, = 1.
Untuk reaksi antara gas-gas ideal, ai, = pi, sehingga persamaan (53) mengambil bentuk:
vc vd va vb
∆G = ∆G ° + RT In {(pc pd ) / (pa pb)}……………………………………………… (54)
Dalam persamaan ini ∆G° ialah perubahan energi bebas Gibbs pada tekanan parsial dan semua gas sama dengan 1 atm.

2. Tetapan Kesetimbangan
a. Pelbagai Bentuk Tetapan Kesetimbangan
Pada bagian terdahulu sudah dijelaskan bahwa reaksi akan mencapai kesetimbangan, jika
∆G = ∑ vi μi = 0
pada kondisi ini,
vc vd va vb
∆G = ∆G ° + RT ln {(aC aD )/( aA . aB)} kesetimbangan = 0 atau
vc vd va vb
∆G ° = – RT ln {( aC aD )/( aA . aB)}kesetimbangan …………………………………(55)
∆G° hanya fungsi temperatur, jadi pada temperatur tetap harganya tetap. ini berarti bahwa pada temperatur tetap, besaran dibelakang tanda ln dalam persamaan (55) juga tetap. Besaran ini disebut tetapan kesetimbangan termodinamika, K.
vc vd va vb
K = {( aC aD )/( aA . aB)} ………………………………………………………………(56)
Substitusi dari persamaan (56) ke dalam persamaan (55) memberikan suatu persamaan yang mengkaitkan tetapan kesetimbangan dengan perubahan energi bebas Gibbs standar
∆G° = – RT ln K …… ………………………………………………………………….(57)
Persamaan ini dapat digunakan untuk menghitung tetapan kesetimbangan kalau ∆G° diketahui.
Untuk reaksi antara gas-gas ideal, persamaan (57) mengambil bentuk;
∆G° = – RT ln Kp ……………………………………………………………………….(58)
dengan Kp ialah tetapan kesetimbangan yang dinyatakan dalam tekanan parsial. Jika untuk gas ideal,
pi =( ni / v ) RT, maka :

∑vi
Kp = Kc (RT) ……………………………………………………………………………(59)
Dengan Kp ialah tetapan kesetimbangan, dinyatakan dalam konsentrasi molar. Tekanan parsial suatu komponen dalam campuran gas ideal dapat dihubungkan dengan fraksi molnya melalui hukum Dalton,
pi = xi p
Dengan p ialah tekanan total campuran gas. Jika persamaan ini disubstitusikan ke dalam persamaan (56) diperoleh:
∑vi
Kp = Kx p ………………………………………………………………………………(60)

Dengan Kx ialah tetapan kesetimbangan, dinyatakan dalam fraksi mol. K menjadi sama dengan Kp kalau ∑vi = 0.

3. Sifat-sifat Tetapan Kesetimbangan
Pada perhitungan kesetimbangan ada beberapa hal tentang tetapan kesetimbangan yang perlu diperhatikan.
a. Dari pelbagai bentuk tetapan kesetimbangan yang dibahas di atas, hanya tetapan kesetimbangan termodinamika, K, yang benar-benar merupakan
tetapan. K hanya bergantung pada temperetur dan tidak bergantung pada tekanan atau konsentrasi. Kp atau Kc hanya merupakan tetapan pada sistem ideal.
b. Prinsip tetapan kesetimbangan hanya berlaku pada sistem dalam kesetimbangan.
c. Tetapan kesetimbangan bergantung pada temperatur. Kalau temperatur berubah, K akan berubah pula.
d. Besarnya tetapan kesetimbangan menentukan sampai seberapa jauh reaksi telah berlangsung. Harga K yang besar menunjukkan konsentrasi hasil reaksi yang lebih besar dari pada konsentrasi pereaksi dalam sistem. Jadi K yang besar menguntungkan pembentukan hasil reaksi.
e. Besarnya tetapan kesetimbangan bergantung pada cara menuliskan reaksinya.
f. Tetapan kesetimbangan menyatakan secara kuantitatif pengaruh konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi terhadap tingkat selesai reaksi.

4. Pengaruh Temperatur terhadap Tetapan Kesetimbangan
Persamaan (57) dapat disusun ulang menjadi,
ln K = -∆G° / RT
kalau persamaan inididiferensiasikan terhadap T pada tekanan tetap diperoleh,

d ln K = – 1 d( ∆G°) sehingga,
dT R RT
d ln K = ∆H° (p tetap) ……………………………………………..……………(61)
dT RT 2
untuk reaksi gas dan dengan pengandaian bahwa gas bersifat ideal, K = Kp, dan persamaan (61) menjadi,
d ln Kp = ∆H° (p tetap) ……………………………………………..……………(62)
dT RT 2
Persamaan (61) dan (62) terkenal sebagai isobar reaksi van’t Hoff. Kedua persamaan ini digunakan untuk menghitung kesetimbangan sebagai fungsi dari temperatur. Pada selang temperatur yang cukup kecil, ∆H° dapat dianggap tetap dan integrasi dari persamaan (62) memberikan,
ln Kp = ∆H° + I (p tetap) …………………………………………..……………(63)
RT
dengan I ialah tetapan integrasi yang dapat dievaluasi kalau harga Kp pada suatu temperatur diketahui.
Persamaan (61) dapat pula diintegrasikan antara dua temperatur T1 dan T2. Hasilnya, dengan pengandaian bahwa AH° antara kedua temperatur mi bukan fungsi dan temperatur, ialah
ln K2 = ∆H° (T2 – T1)… ……………………………………………..……………(64)
K1 R T1 T2
dengan K1 dan K2 masing-masing ialah harga Kp pada T1 dan T2. Persamaan ini digunakan untuk menghitung ∆H° rata-rata antara T1 dan T2 atau untuk menghitung Kp pada T2 kalau harganya pada T1 dan ∆H° diketahui.

5. Kesetimbangan pada Sistem Serbasama
a. Kesetimbangan dalam Fasa Gas
Sebagai contoh reaksi dalam fasa gas, perhatikan reaksi pembentukan amoniak dari nitrogen dan hidrogen,
½N2 (g) + 3/2H2 (g) ↔ NH3 (g)
tetapan kesetimbangan reaksi ini diberikan oleh,
a
K = NH3 ……………………………………………………………..(65)
a1/2 a3/2
N2 H2
Atau, karena untuk gas, keaktifan, ai, sama dengan fugasitas, fi
f
K = NH3 ……………………………………………………………..(66)
f1/2 f3/2
N2 H2
b. Kesetimbangan dalam Fasa Cair
Pembahasan ini terbatas pada reaksi antara zat-zat bukan elektrolit yang terlarut dalam pelarut tertentu. Perhatikan reaksi umum,
va A + vb B ↔ vc C + vd D
vc vd va vb
K = {( aC aD )/( aA . aB)}
Evaluasi dari keaktifan dalam persamaan ini memerlukan pengetahuan tentang keadaan standar yang digunakan. Oleh karena keaktifan merupakan ukuran dan selisih antara potensial kimia dalam keadaan tertentu dan dalam keadaan standar.
Jika konsentrasi dinyatakan dalam mol per liter, ai = χi Ci, dan persamaan (65) dapat diubah menjadi,
K =Kχ.Kc ……………………………………………………………………………….(67)
dengan Kc ialah tetapan kesetimbangan yang dinyatakan dalam konsentrasi molar,
vc vd va vb
K = {( CC CD )/( CA . CB)}…………………………………………………………(68)

6. Kesetimbangan dalam Sistem Serbaneka
Sistem serbaneka (heterogen) ialah menyangkut fasa padat dan fasa gas. Perhatikan reaksi penguraian kalsium karbonat,
CaCO3 (s) →CaO (s) + CO2 (g)
Perubahan energi bebas reaksi mi diberikan oleh isoterm reaksi van’t Hoff;
∆G = ∆G° + RT ln (aCaO. aCO2)/( aCaCO3) ..……………………………………………(69)
Seperti pada cairan, sebagai keadaan standar padatan diambil padatan murni pada tekanan 1 atm dan temperatur percobaan. Jadi untuk padatan murni pada 1 atm, a = 1. pada umumnya pengaruh tekanan terhadap keaktifan padatan dapat diabaikan sehingga keaktifan padatan sama dengan satu pada semua tekanan. Karena dalam reaksi di atas CaO dan CaCO3 berada sebagai padatan murni, aCaO = 1 dan aCaCO3 = 1, sehingga persamaan (69) dapat diubah menjadi,
∆G = ∆G° + RT ln aCO2 ………………… ..……………………………………………(70)
kesetimbangan akan tercapai jika AG = 0, jadi
∆G° + RT ln ( aCO2 )kstb = 0 atau
∆G° + RT ln ( aCO2 )kstb = – RT ln K ……………………………………………………(71)
dengan tetapan kesetimbangan K, diberikan sebagai tetapan kesetimbangan yang dinyatakan dalam tekanan parsial. Karena tekanan gas dalam sistem biasanya rendah, keaktifan dapat disamakan dengan tekanan, sehingga persamaan (72) berubah menjadi,
K = (pCO2)kstb …………………………………………………………………………..(72)

RANGKUMAN
Perubahan kimia reversibel membentuk produk-produk yang dapat bertindak untuk menghasilkan (kembali) produk aslinya. Suatu keadaan kesetimbangan kimia terjadi dalam suatu sistem reversibel bila reaksi maju dan balik memiliki laju yang sama.
Kesetimbangan yang melibatkan hanya satu fasa homogen disebut kesetimbangan homogen. Sedangkan kesetimbangan yang melibatkan dua atau lebih fasa yang berbeda adalah kesetimbangan heterogen.

LATIHAN SOAL
Petunjuk: Pilih salah satu jawaban yang benar
1. Perhatikan lima buah reaksi, dalam keadaan standar, masing-masing dengan perubahan entalpi yang tertera di bawah. Dalam hal manakah temperatur mempunyai pengaruh yang paling besar terhadap tetapan kesetimbangan?
A. —20 kkal/mol
B. — 10 kkal/mol
C. 0 kkal/mol
D. 10 kkal/mol
E. 15 kkal/mol
2. Kedudukan kesetimbangan dan suatu reaksi, pada temperatur tertentu, dapat
ditentukan dari harga
A. ∆E° D. ∆S° dan ∆H°
B. ∆H° E. ∆S°dan ∆E°
C. ∆S°
3. Tetapan kesetimbangan untuk reaksi, A + B ↔ C + D Kc = 100. Jumlah mol B yang
harus dicampurkan pada 4 mol A untuk menghasilkan 2 mol C pada kesetimbangan
ialah
A. 1 mol D. 4 mol
B. 2 mol E. 5 mol
C. 3 mol
4. Bila tetapan kesetimbangan dari reaksi N2 (g) + 3 H2 (g) ↔2 NH3 (g) adalah Kp = K1,
maka tetapan kesetimbangan dari reaksi, 1/2 N2 (g) + 3/2 H2 (g) ↔ NH3 (g), adalah
A. 2K1 D. K12
B. K1 E. √K1
C. 1/2 K1
5. Untuk reaksi kesetimbangan, 2 NO (g) + O2 (g) ↔ 2 NO2 (g) berlaku
A. Kx = Kp / p C. Kx = Kc
B. Kx = Kp p D. Kc= Kp . p E. Kc = Kp / RT
6. Pada temperatur, harga tetapan kesetimbangan dan reaksi 2 NO (g) + O2 (g) ↔ 2 NO2 (g)
sebesar 16, maka tetapan kesetimbangan dari reaksi NO (g) + 1/2 O2 (g) ↔ NO2 (g)
adalah
A. 1/16 B. 1/4 C.4 D. 8 E. 1/8
7. Jika tetapan kesetimbangan K suatu reaksi adalah K 1 B. ∆H° > 1 C. ∆ H° < 1
D. ∆G° O

8. Suatu reaksi kesetimbangan A (g) ↔ B (g) + C (g)
Mempunyai harga Kp = 0,328 pada suhu 127 °C. Harga Kc sama dengan
A. 1 x 10-2 D. 3,2×10-2
B. 2×10-2 E. 1,6×10-2
C. 4×10-2
9. Pada suatu temperatur, harga tetapan kesetimbangan dari reaksi
N2 (g) + 2 O2(g) ↔ 2NO2 (g) adalah 36, maka tetapan kesetimbangan dan reaksi
NO2 (g) ↔ N2 (g) + O2 (g) adalah
A. 1/36 B. 1/8 C. 1/6 D.6 E. 9
10. Suatu reaksi kimia mempunyai kalor reaksi, ∆H = + a kal pada suhu T1 dengan tetapan kesetimbangan K1. Bila suhu dinaikkan menjadi T2, tetapan kesetimbangan menjadi K2. Dalam hal ini
A. K2 > K1
B. K2 < K1
C. K2 = K1
D. K2 = ∆H/RT2
E. K2 = ∆/RT22

Kunci Jawaban
l.A 2.D 3.D 4.E 5.B 6.B 7.E 8.A 9.C l0.D

Posted May 29, 2011 by benzenaddict in Uncategorized

Hello world!   1 comment

Welcome to WordPress.com. After you read this, you should delete and write your own post, with a new title above. Or hit Add New on the left (of the admin dashboard) to start a fresh post.

Here are some suggestions for your first post.

  1. You can find new ideas for what to blog about by reading the Daily Post.
  2. Add PressThis to your browser. It creates a new blog post for you about any interesting  page you read on the web.
  3. Make some changes to this page, and then hit preview on the right. You can alway preview any post or edit you before you share it to the world.

Posted May 28, 2011 by benzenaddict in Uncategorized