Atom, Ion, dan Molekul

Atom, Ion, dan Molekul. Partikel materi adalah bagian terkecil dari suatu materi. Setiap materi mengandung partikel-partikel kecil  yang menyusun zat tersebut yang dapat berupa atom, ion, dan molekul. Sampai saat ini belum ada yang mengetahui bentuk partikel terkecil zat, para ilmuwan  berupaya mengembangkan beragam modelnya dari data yang mereka kumpulkan. Setiap zat yang berbeda disusun oleh partikel-partikel terkecil yang berbeda pula. Misalnya, air disusun oleh partikel-partikel terkecil yang berbeda dengan partikel-partikel terkecil yang menyusun gula pasir.

Sekitar 450 tahun sebelum Masehi ahli filsafat Yunani Leucippus dan Democritus menyatakan bahwa semua materi disusun oleh partikel-partikel yang sangat kecil sekali dan tak dapat dibagi-bagi lagi yang disebut atom. Atom berasal dari bahasa Yunani, yakni atomos ( a: tidak dan tomos: terbagi). Pada tahun 1808 seorang guru kimia dari Inggris John Dalton (1766-1844) mengajukan pemikiran tentang atom yang dikenal dengan istilah “model atom Dalton” dengan intisari sebagai berikut:

1. Setiap unsur terdiri atas partikel-partikel terkecil yang tak dapat dibagi-bagi lagi, disebut atom.
2. Semua atom dari unsur yang sama memiliki ukuran dan massa yang sama. Atom-atom dari unsur yang berbeda memiliki massa yang berbeda pula. Dengan demikian, banyaknya macam atom sama dengan banyaknya macam unsur.
3. Atom-atom tidak dapat dirusak . Atom-atom tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan melalui reaksi kimia.
4. Melalui reaksi kimia, atom-atom dari pereaksi akan memiliki susunan yang baru dan akan saling terikat satu sama lain dengan rasio atau perbandingan bilangan tertentu.

Menurut Dalton semua materi terdiri atas atom. Kita akan mempelajari tentang partikel-partikel materi yang meliputi atom, molekul, dan ion.
a. Atom
Atom merupakan bagian terkecil dari unsur. Atom bersifat tidak bermuatan (netral). Setiap unsur terdiri dari sejenis atom, artinya bahwa atom-atom unsur yang sama mempunyai sifat yang sama. Oleh sebab itu, atom unsur diberi lambang yang sama dengan lambang unsurnya. Jadi, atom nitrogen diberi lambang N dan atom karbon dengan lambang C. Atom unsur yang satu berbeda dengan atom unsur yang lainnya. Perbedaan itu dapat diibaratkan bahwa butir-butir jagung tidak sama dengan butir-butir beras.
b. Molekul
Atom-atom memiliki kecenderungan stabil dengan cara mengikat atom lain yang sama atau tidak sama. Molekul yang terdiri dari atom-atom yang sama kita sebut molekul unsur, sedangkan yang terdiri dari atom-atom yang berbeda disebut molekul senyawa.
Contoh:

• molekul unsur : molekul O2, molekul H2, molekul N2, molekul Cl2.
• molekul senyawa : molekul air (H2O); molekul gula (C6H12O6); molekul garam dapur NaCl

Gambar perbedaan antara atom, molekul unsur, dan molekul senyawa.

c. Ion
Ion adalah atom atau molekul yang bermuatan listrik, dapat positif maupun negatif. Ion bermuatan negatif disebut anion, terjadi karena atom atau molekul menangkap elektron, satu atau lebih. Sedangkan ion yang bermuatan positif disebut kation, terjadi karena atom atau molekul melepaskan satu atau lebih elektron. Ion yang terdiri dari satu atom disebut ion tunggal, dan ion yang terdiri dari dua atom atau lebih disebut ion poliatom.

Menghubungkan Konsep Atom, Molekul, dan Ion dengan Produk Kimia Sehari-hari
1. Pembuatan detergen

Oleh karena berkurangnya tanaman yang menghasilkan minyak sementara jumlah penduduk semakin banyak maka kebutuhan manusia akan sabun tidak tercukupi. Melalui kemajuan teknologi, ditemukanlah bahan pencuci sintetis, yaitu detergen. Ada dua jenis detergen sebagai berikut.

• Detergen keras: sukar diuraikan oleh bakteri sehingga menimbulkan pencemaran lingkungan.
• Detergen lunak: dapat diuraikan oleh bakteri sehingga tidak terlalu menimbulkan pencemaran.

Adapun bahan pembuat detergen adalah sebagai berikut.

a. Bahan penurun tegangan permukaan

Bahan penurun tegangan permukaan digunakan untuk memudahkan mengikat kotoran dan menimbulkan busa, antara lain sebagain berikut.

• Alkil Benzen Sulfonat (ABS) + NaOH menghasilkan Natrium Alkil Benzen Sufonat (detergen keras).
• Lauril Asam Sulfat (LAS) + NaOH menghasilkan Natrium Lauril Sulfat (detergen lunak)

b. Bahan penunjang

Bahan penunjang pada detergen digunakan STPP (Sodium Tri Poli Phosphat/Natrium Tri Poli Phosphat) berfungsi menunjang kerja bahan penurun tegangan permukaan.

c. Bahan pengisi

Bahan pengisi detergen digunakan untuk memperbesar volume materi.

b. Bahan pengikat

Sebagai bahan pengikat digunakan air, yaitu untuk mencampurkan semua bahan (media).

b. Bahan tambahan

Sebagai bahan tambahan digunakan CMC (Carboxy Metyl Cellulose), agar kotoran yang terikat detergen tidak melekat kembali ke bahan yang dicuci.

b. Bahan pewangi dan pewarna

Bahan pewangi dan pewarna digunakan agar detergen mempunyai warna dan aroma yang spesifik untuk membedakan dengan merk lain dan sesuai dengan warna dan aroma yang diminati konsumen. Semua bahan dicampur dan dapat dibentuk pasta (krim) atau disemprotkan lewat menara sehingga menghasilkan butiran-butiran.

2. Pembuatan margarin

Proses pembuatan margarin adalah sebagai berikut.

a. Minyak cair + soda kaustik encer akan didapat minyak cair yang bebas dari asam,

warna, dan zat lain yang mengganggu.

b. Minyak cair    hidrogenasi__> lemak

Keterangan:

Jumlah soda kaustik encer yang dibutuhkan, disesuaikan dengan kebutuhan atau sesuai hasil analisis (pengalaman hasil pengamatan). Caustik soda (NaOH) dan asam bebas pada minyak membentuk lapisan sabun yang mudah dipisahkan dengan minyaknya (selanjutnya minyak dicuci dengan air sampai bebas dari sabun dan NaOH. Jika minyak yang didapat berwarna, maka warna tersebut dapat dihilangkan dengan tanah adsorben, kemudian disaring dengan penekanan/ditekan. Minyak yang didapat di hidrogenasi sehingga didapat margarin.

Tahap selanjutnya, menghilangkan bau dengan mengalirkan uap air panas ke dalam minyak

hasil hidrogenasi dalam ruang hampa pada suhu + 200oC.

Agar rasanya lebih enak dan menarik margarin hasil hidrogenasi diberi tambahan zat-zat

aditif seperti air, garam, pewarna, dan penyedap bau.

3. Pembuatan air murni

Sebagai bahan pelarut, air murni sangat dibutuhkan pada pembuatan bahan-bahan kimia. Proses pembuatan air murni sebagai berikut.

Rangkaian alat pembuatan air murni

Air pada labu didih dipanaskan hingga mendidih. Uap yang terjadi dialirkan ke pipa pendingin. Pada pipa pendingin uap air mengembun. Uap air yang mengembun adalah air murni.

4. Pembuatan asam sulfat

Pembuatan asam sulfat dapat dilakukan dengan proses kamar timbal sebagai berikut.

• Membakar belerang atau pirit, sehingga dihasilkan SO2
• SO2 dialirkan ke ruangan penangkap debu untuk membersihkan SO2
• Gas SO2 panas dialirkan ke ruangan berturut-turut: menara glover, kamar timbal, menara Guy Lussac

Reaksi yang terjadi:

2S + 3O2 + 2H2O --> 2H2SO4

5. Pembuatan garam dapur

Garam dapur digunakan oleh ibu-ibu bumbu masak. Garam dapur berasa asin, masakan yang kurang garam berasa hambar. Molekul garam dapur terdiri dari satu atom natrium (Na) yang bergabung dengan satu atau chlor (Cl) menjadi molekul NaCl. Pembuatan garam dapur dapat dilakukan dengan proses sebagai berikut.

• Air laut masuk ke kolam/tambak penampungan air laut, saat terjadi pasang naik.
• Air laut yang sudah masuk kolam, mengalami pemanasan oleh sinar matahari, sehingga didapat kristal-kristal garam dapur NaCl yang belum steril.
• Kristal garam dapur diambil di proses di pabrik guna sterilisasi dan pembersihan.

Molekul Unsur dengan Molekul Senyawa

Molekul termasuk partikel yang terdiri atas atom-atom yang bergabung oleh adanya gaya ikat elektrostatistik. Atom-atom yang membentuk molekul dapat sejenis/sama dapat juga tidak sejenis. Perhatikan tabel berikut ini untuk dapat membandingkan molekul unsur dengan molekul senyawa.
Molekul Unsur

Molekul yang terdiri atas atom-atom sama/sejenis disebut molekul unsur

Dari tabel di atas tampak bahwa molekul unsur ada yang terdiri dari 2 atom, ada yang 3 atom, ada yang 4 atom, ada yang 8 atom, bahkan ada yang terdiri atas atom-atom yang jumlahnya sangat banyak karena berapapun jumlah atomnya akan membentuk satu molekul sehingga disebut molekul raksasa, seperti yang terjadi pada karbon (C), silikon (Si) dan Germanium (Ge).

Molekul senyawa

Molekul yang terdiri atas dua atom atau lebih yang berbeda jenisnya disebut molekul senyawa.

BAHAN KIMIA DALAM KEHIDUPAN

Berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi telah menghasilkan produk-produk industri yang dapat memenuhi kebutuhan manusia sehari-hari. Bahan kimia yang telah diketahui manfaatnya dikembangkan dengan cara membuat produk-produk yang berguna untuk kepentingan manusia dan lingkungannya. Oleh karena itu, kita perlu mengetahui jenis, sifat-sifat, kegunaan, dan efek samping dari setiap produk yang kita gunakan atau kita lihat sehari-hari.

Bahan kimia dalam kehidupan sehari-hari dapat dikelompokkan berdasarkan bagan dibawah ini:

Banyak ragam bahan kimia yang ada dalam kehidupan sehari-hari. Beberapa kelompok bahan kimia yang dimaksud, di antaranya adalah:

1. pembersih;

2. pemutih pakaian;

3. pewangi;

4. pestisida;

1.      Pembersih

Dalam kehidupan sehari-hari, kita mengenal berbagai bahan kimia pembersih, di antaranya sabun dan detergen.

Adapun jenis bahan kimia yang dapat digunakan sebagai pembersih antara lain:

- pembersih badan,

- pembersih rambut,

- pembersih motor dan mobil,

-  pembersih piring,

-  pembersih baju,

-  pembersih lantai 

Kita perlu hati-hati dalam memilih bahan pembersih, bahan tersebut jangan sampai menimbulkan pengaruh yang buruk terhadap lingkungan. Beberapa jenis detergen sukar diuraikan oleh pengurai. Jika detergen ini bercampur dengan air tanah yang dijadikan sumber air minum manusia atau binatang ternak maka air tanah tersebut akan membahayakan kesehatan. Oleh karena itu, sebaiknya memilih detergen yang limbahnya dapat diuraikan oleh mikrorganisme (biodegradable). Pengaruh buruk yang dapat ditimbulkan oleh pemakaian detergen yang tidak selektif atau tidak hati-hati adalah:

      - Menimbulkan limbah rumah tangga berupa busa.

      - Busa yang ditimbulkan sabun dapat diuraikan oleh mikroorganisme yang ada dalam tanah, sedangkan busa yang dihasilkan dari detergen sulit diuraikan oleh mikroorganisme di dalam tanah

Pencegahannya

Pencegahan yang dapat dilakukan antara lain sebagai berikut.

      - Menggunakan detergen dengan konsentrasi yang encer dan kadar ABS yang rendah.

      - Menggunakan detergen yang mudah terurai, seperti sodium dodesil sulfat (SDS).

      - Menyimpan sabun pada tempat yang benar sehingga jauh dari jangkauan anak.

2.      Pemutih

Pemutih biasanya dijual dalam bentuk larutannya dan digunakan untuk menghilangkan kotoran atau noda berwarna yang sukar dihilangkan dengan hanya menggunakan sabun atau detergen. Larutan pemutih yang dijual di pasaran biasanya mengandung bahan aktif natrium

hipoklorit (NaOCl) sekitar 5%. Selain digunakan sebagai pemutih dan membersihkan noda, juga digunakan untuk desinfektan (membasmi kuman). Pada umumnya, bahan pemutih yang dijual di pasaran sudah aman untuk dipakai selama pemakaiannya sesuai dengan petunjuk. Selain dengan noda, zat ini juga bisa bereaksi dengan zat warna pakaian sehingga dapat memudarkan warna pakaian. Oleh karena itu, pemakaian pemutih ini harus sesuai petunjuk.

- Bagaimana pemutih dapat menghilangkan kotoran yang membandel pada pakaian putih?

- Dalam bahan pemutih mengandung hipoklorit Ca(ClO2) yang biasanya dikenal kaporit, dan larutan pemutih mengandung natrium hipoklorit (NaClO). Bahan pemutih akan mengoksidasi kotoran sehingga kotoran tersebut akan larut dalam air

Efek Samping Penggunaan Pemutih

      - Bahan pemutih pakaian umumnya mengandung senyawa klorin yang dapat merusak serat kain dan warna      pakaian.

- Senyawa klorin juga dapat menyebabkan iritasi pada kulit.

- Bahan pemutih kulit yang mengandung merkuri atau raksa yang berlebihan dapat merusak sistem saraf

Pencegahannya
Pencegahan yang dapat dilakukan untuk dari penggunaan pemutih, antara lain:

- Hindari penggunaan jenis pemutih yang mengandung merkuri.

- Hanya menggunakan produk pemutih jika kotoran atau noda sulit dihilangkan oleh sabun atau detergen.

Contoh beberapa bahan kimia dalam rumah tangga

                    

 

3.            Pewangi

Pewangi merupakan bahan kimia lain yang erat kaitannya dengan kehidupan kita sehari-hari. Kita dapat memperoleh bahan pewangi dari bahan alam maupun sintetik. Selain zat yang menimbulkan aroma wangi, pewangi yang dijual di pasaran biasanya mengandung zat-zat lain, seperti alcohol untuk pewangi yang berbentuk cair dan tawas untuk pewangi yang berbentuk padat.

Selain alkohol, masih terdapat beragam zat tambahan lainnya yang sengaja ditambahkan ke dalam pewangi agar parfum mudah disemprotkan (zat tersebut berfungsi sebagai propelan). Di antara zat-zat tambahan yang dapat berfungsi sebagai propelan tersebut ada yang dapat mencemari lingkungan. Propelan tertentu jika lepas ke udara kemudian masuk ke atmosfer bagian atas akan dapat merusak lapisan ozon. Selain itu juga berdampak pada kesehatan manusia antara lain mengiritasi mata, hidung, tenggorok, kulit, mengakibatkan mual, pusing, perdarahan, hilang ingatan, kanker, dan tumor, kerusakan hati, menyebabkan iritasi ringan hingga menengah pada paru-paru, termasuk gejala seperti asma.

4.            Pestisida

Bahan kimia jenis pestisida erat sekali dengan kehidupan para petani. Pestisida dipakai untuk memberantas hama tanaman sehingga tidak mengganggu hasil produksi pertanian. Pestisida yang biasa digunakan para petani dapat digolongkan menurut fungsi dan sasaran

penggunaannya, yaitu:

a. Insektisida, yaitu pestisida yang digunakan untuk memberantas serangga, seperti belalang, kepik, wereng, dan ulat.

b. Fungisida, yaitu pestisida yang dipakai untuk memberantas dan mencegah pertumbuhan jamur atau cendawan.

c. Bakterisida, yaitu pestisida untuk memberantas bakteri atau virus.

d. Rodentisida, yaitu pestisida yang digunakan untuk memberantas hama tanaman berupa hewan pengerat, seperti tikus.

e. Herbisida, yaitu pestisida yang digunakan untuk membasmi tanaman pengganggu (gulma), seperti alang-alang, rerumputan, dan eceng gondok.

•          Efek Samping Penggunaan Produk Pembasmi Serangga

      Produk pembasmi serangga beraerosol dapat menyebabkan penipisan lapisan ozon stratosfer.

       Penipisan ozon akan meningkatkan jumlah penderita penyakit kanker kulit secara signifikan, termasuk melanoma ganas, dan pengidap katarak.

      Dapat merusakkan produk pertanian. Anti nyamuk termasuk kelompok pestisida (pembasmi hama), sehingga obat antinyamuk juga mengandung racun.

Alternatif

1.      Tidak menggunakan pestisida yang mengandung bahan kimia yang seperti senyawa karbamat, fosfat, dan klorin.

2.      Penggunaan pestisida organic dan biopestisida (musuh alami).

3.      Pemanfaatn teknologi terkini.

ZAT ADITIF DALAM BAHAN MAKANAN

Beberapa bahan kimia yang ada pada makanan

•          Zat Aditif

Zat aditif adalah bahan kimia yang dicampurkan ke dalam makanan yang bertujuan untuk meningkatkan kualitas makanan, menambahkan kelezatan, dan mengawetkan makanan.

Fungsinya di antaranya

1.      Antioksidan dan antioksidan sinergis

2.      Pengasam, penetral

3.      Pemanis buatan

4.      Pemutih dan pematang

5.      Penambah gizi

6.      Pengawet

7.      Pengemulsi (pencampur)

8.      Pemantap dan pengental

9.      Pengeras

10.  Pewarna alami dan sintetis

11.  Penyedap rasa dan aroma, dan lainnya.

Zat aditif makanan dapat dikelompokkan menjadi dua golongan, yaitu:

1. zat aditif yang berasal dari sumber alami, seperti lesitin dan asam sitrat;

2 zat aditif sintetik dari bahan kimia yang memiliki sifat serupa dengan bahan alami yang sejenis, baik susunan kimia maupun sifat/fungsinya, seperti amil asetat dan asam askorbat.

Berdasarkan fungsinya, baik alami maupun sintetik, zat aditif dapat dikelompokkan sebagai zat pewarna, pemanis, pengawet, dan penyedap rasa.

•          
Bahan Penyedap Alami

Bahan penyedap alami yang sering digunakan untuk menimbulkan rasa gurih pada makanan, antara lain

      santan kelapa,

      susu sapi, dan

      kacang-kacangan.

Bahan penyedap lainnya yang biasa digunakan sebagai bumbu masakan, antara lain

      lengkuas, ketumbar,

      cabai, kayu manis, dan pala

•          Bahan Pemanis Alami

Zat pemanis alami yang biasa digunakan, dibedakan menjadi dua, yaitu sebagai berikut :

       Pemanis nutritif

       Pemanis nonnutritif

•          Pemanis nutritif

      Pemanis nutritif adalah pemanis alami yang menghasilkan kalori.

      Pemanis nutritif berasal dari tanaman (sukrosa/gula tebu, gula bit, xylitol dan fruktosa), dari hewan (laktosa, madu), dan dari hasil penguraian karbohidrat (sirop glukosa, dekstrosa, sorbitol).

      Kelebihan pemanis ini dapat mengakibatkan obesitas, karena kandungan kalorinya yang tinggi.

•          Pemanis nonnutritif

•          Pemanis nonnutritif adalah pemanis alami yang tidak menghasilkan kalori. Pemanis nonnutritif berasal dari tanaman (steviosida), dan dari kelompok protein.

•          Bahan Pengawet Alami

Bahan pengawet alami yang sering digunakan adalah :

        Garam,

        Cuka

        Gula

Bahan pengawet alami ini digunakan untuk mengawetkan makanan agar selalu berada dalam kondisi baik.

•          Bahan Pewarna Alami

Pernahkah kamu makan nasi kuning? Dari mana asalnya warna kuning pada nasi kuning?

Bahan pewarna alami lain yang juga sering digunakan, antara lain seperti berikut:

      Warna kuning itu berasal dari bumbu masakan yang disebut kunyit.

      Daun pandan dan daun suji untuk menghasilkan warna hijau;

      Gula merah dan karamel untuk menghasilkan warna cokelat;

      Cabai, tomat, dan paprika untuk menghasilkan warna merah.

•          Bahan Pewarna Buatan

Bahan pewarna yang masih diperbolehkan untuk dipakai yaitu

      amarant (pewarna merah)

      tartrazine (pewarna kuning)

      erythrosine (pewarna merah)

      fast green FCF (pewarna hijau)

      sunset yellow (pewarna kuning)

      brilliant blue (pewarna biru).

•          Penggunaan Yang Berlebihan

      Penggunaan tartrazine yang berlebihan dapat menyebabkan reaksi alergi, asma, dan hiperaktif pada anak

      Penggunaan erythrosine yang berlebihan dapat menyebabkan reaksi alergi pada pernapasan, hiperaktif pada anak, tumor tiroid pada tikus, dan efek kurang baik pada otak dan perilaku.

      Penggunaan Fast Green FCF secara berlebihan dapat menyebabkan reaksi alergi dan produksi tumor.

      penggunaan sunset yellow yang berlebihan dapat menyebabkan radang selaput lendir pada hidung, sakit pinggang, muntah-muntah, dan gangguan pencernaan.

•          Bahan Pemanis Buatan

      Pemanis buatan adalah bahan tambahan makanan buatan yang ditambahkan pada makanan atau minuman untuk menciptakan rasa manis.

      Bahan pemanis buatan ini sama sekali tidak mempunyai nilai gizi.

      Contoh pemanis buatan antara lain sakarin, siklamat dan aspartam.

•          Penggunaaanya

Aspartam banyak digunakan sebagai pemanis dalam permen dan berbagai jenis makanan olahan. Makanan olahan yang biasa menggunakan pemanis buatan antara lain

          Sirop

          Es mambo

          Kue atau roti

•          Bahan Pengawet Buatan

Menurutmu adakah makanan dalam kemasan tanpa menggunakan bahan pengawet?

•          Pengertian

Bahan pengawet adalah bahan tambahan makanan yang mencegah atau menghambat fermentasi, pengasaman, atau peruraian lain terhadap makanan yang disebabkan oleh mikroorganisme.

•          zat pengawet dibedakan menjadi tiga macam, yaitu

      GRAS (Generally Recognized as Safe) yang umumnya bersifat alami, sehingga aman dan tidak berefek racun sama sekali.

      ADI (Acceptable Daily Intake), yang selalu ditetapkan batas penggunaan hariannya (daily intake) guna melindungi kesehatan konsumen.

      Zat pengawet yang memang tidak layak dikonsumsi atau berbahaya seperti boraks, formalin, dan rhodamin-B.

•          Beberapa bahan pengawet diperbolehkan untuk dipakai, namun kurang aman jika digunakan secara berlebihan.

      Kalsium Benzoat

      Sulfur Dioksida (SO2)

      Kalium Nitrit

      Kalsium Propionat/Natrium Propionat

      Asam Sorbat

      Natrium Metasulfat

•          Adapun bahan-bahan pengawet yang tidak aman dan berbahaya bagi kesehatan, antara lain sebagai berikut:

      Natamysin (mual, muntah )

      Kalium Asetat (rusaknya fungsi ginjal  )

      Butil Hidroksi Anisol (BHA) (penyakit hati dan memicu kanker )

•          Bahan Penyedap Buatan

Zat penyedap buatan dibedakan menjadi dua macam:

•           zat penyedap aroma dan

•          zat penyedap rasa.

•          Zat Penyedap Aroma Buatan

Berasal dari senyawa golongan ester, antara lain oktil asetat (aroma buah jeruk), iso amil asetat (aroma buah pisang), dan iso amil valerat (aroma buah apel).

•          Zat penyedap rasa

Banyak digunakan adalah monosodium glutamate (MSG) atau lebih populer dengan nama vetsin dengan berbagai merek yang beredar di pasar.