Pengertian ilmu kimia, Sejarah, Cabang, Manfaat dan Sifat : Adalah ilmu yang mempelajari tentang komposisi, struktur, sifat dan perubahan dari suatu zat.
Pengertian Ilmu Kimia
Ilmu Kimia, berasal dari bahasa Arab, yaitu al-kimia yang berarti perubahan materi, oleh ilmuwan Arab Jabir bin Hayyan(700-778M).
Dari kata al-kimia diatas, dapat disimpulkan secara singkat bahwa ilmu kimia berarti: ilmu yang mempelajari rekayasa materi, yaitu mengubah materi menjadi materi lain.
Secara lengkapnya, Kimia merupakan suatu bagian dari ilmu pengetahuan alam, yang mempelajari materi mengenai struktur dan sifat materi (zat), perubahan materi (zat) dan energi yang turut serta dalam perubahan suatu zat atau materi [tsb.]
Ilmu kimia merupakan ilmu yang mempelajari tentang komposisi, struktur, sifat dan perubahan dari suatu zat. Ilmu ini akan erat kaitannya dengan permasalahan-permasalahan sifat suatu unsur dan atom, bagaiaman pembentukan suatu senyawa, bagaimana atom berikatan satu sama lainnya, apa kegunaan dari suatu material, bagaimana reaksi yang dapat dimanfaatkan dalam kehidupan manusia.
Oleh karena luasnya bahasan yang termasuk dalam ruang lingkup kimia, maka para ahli menyebut ilmu kimia sebagai “central science” atau pusat dari ilmu pengetahuan. Ilmu kimia merupakan dasar ilmu yang dapat menjembatani semua ilmu pengetahuan alam, seperti biologi, fisika, geologi bahkan astronomi.
Secara epistimologi bahasa, definisi dari ilmu kimia yang besal dari kata bahasa arab “alkemi” yang bermakna seni menyepuh logam dan mineral. Jadi ilmu kimia ini merupakan ilmu yang telah dikembangkan di daerah arab kuno jauh sebelum peradaban di eropa menjadi maju.
Dalam kehidupan sehari-hari, sebenarnya kita sering berhubungan dengan ilmu kimia. Lebih spesifik lagi, kita telah melakukan kontak langsung dengan bahan-bahan kimia baik itu yang alami maupun bahan yang buatan.
Coba perhatikan segala benda di sekitar kita, seperti baju dengan beragam warnanya, plastik dengan beragam bentuk, kertas dengan berbagai ukuran, semen, pupuk, tembaga, besi, karat, bensin dan obat-obatan. Kesemua benda tersebut dihasilkan melalui proses reaksi kimia yang tentu saja membutuhkan ilmu pengetahuan kimia yang memadai untuk melakukan prosesnya.
Menurut para ahli, Ilmu kimia sangatlah penting dan diperlukan di era modern seperti saat ini. Ia tak pernah lepas dari kegiatan sehari-hari untuk memenuhi kebutuhan manusia.
Sejarah Kimia
Akar kimia dapat ditelusuri ke fenomena pembakaran atau api. Api sebagai kekuatan mistik yan dapat mengubah suatu zat menjadi zat lain. Setelah emas ditemukan dan menjadi sebuah logam mulia, banyak orang yang tertarik untuk menemukan metode yang dapat mengubah zat lain menjadi emas. Hal ini menciptakan protosains yang disebut Alkimia.
Alkemis menemukan banyak proses kimia yang mengarah pada pengembangan kimia modern. Selama sejarah, alkemis terkemuka (terutama Abu Musa Jabir bin Hayyan dan Paracelsus) mengembangkan alkimia menjauh dari filsafat dan mistisisme dan mengembangkan lebih sistematis dan ilmiah. Para alkemis pertama yang Dianggap menerapkan metode ilmiah untuk membedakan antara alkimia dan kimia dan alkimia adalah Robert Boyle (1627-1691).
Nobel Kimia diciptakan pada tahun 1901 Memberikan gambaran yang baik dari penemuan kimia selama 100 tahun terakhir. Pada bagian awal abad ke-20, mengungkapkan sifat mekanika kuantum atom dan subatom mulai menjelaskan sifat fisik ikatan kimia. Pada abad ke-20 pertengahan, kimia telah berkembang dan mampu memahami aspek biologi yang meluas ke bidang biokimia.
Perkembangan Ilmu Kimia
1) Sekitar tahun 3500 SM, di Mesir Kuno sudah mempraktekkan reaksi kimia (misal : cara membuat anggur, pengawetan mayat).
2) Pada abad ke-4 SM, para filosofis Yunani yaitu Democritus dan Aristoteles mencoba memahami hakekat materi.
- Menurut Democritus = setiap materi terdiri dari partikel kecil yang disebut atom.
- Menurut Aristoteles = materi terbentuk dari 4 jenis unsur yaitu : tanah, air, udara dan api.
3) Abad pertengahan (tahun 500-1600), yang dipelopori oleh para ahli kimia Arab dan Persia.
- Kimia lebih mengarah ke segi praktis. Dihasilkan berbagai jenis zat seperti : alkohol, arsen, zink asam iodida, asam sulfat dan asam nitrat.
- Nama ilmu kimia lahir, dari kata dalam bahasa Arab (al-kimiya = perubahan materi) oleh ilmuwan Arab Jabir ibn Hayyan (tahun 700-778).
4) Abad ke-18, muncul istilah Kimia Modern. Dipelopori oleh ahli kimia Perancis Antoine Laurent Lavoisier (tahun 1743-1794) yang berhasil mengemukakan hukum kekekalan massa.
5) Tahun 1803, seorang ahli kimia Inggris bernama John Dalton (tahun 1766-1844) mengajukan teori atom untuk pertama kalinya. Sejak itu, ilmu kimia terus berkembang pesat hingga saat ini.
Cabang Ilmu Kimia
Bidang-bidang yang dipelajari dalam keilmuan ini sangatlah luas, sehingga para ahli membaginya menjadi lima bidang ilmu kimia penting, yaitu:
-
Kimia Fisika
Definisi dari Kimia Fisika merupakan topik ilmu kimia yang mempelajari mengenai suatu zat dalam skala makroskopik, atomik, subatomik pada suatu sistem kimia dengan hukum-hukum dan konsep fisika yang berlaku. Hal-hal yang dipelajari dari cabang kimia fisika ialah mengenai prinsip dan konsep fisika seperti pergerakan, energi, gaya, waktu, termodinamika, kimia kuatum, statistika mekanik, dinamika dan ekuilibrium.
Bidang Kimia Fisika mempelajari hubungan antara konsep-konsep kimia dengan konsep fisika dan penerapannya. Bidang ini meliputi pengembangan teori kimia makro dan mikro, perhitungan energi dalam suatu proses, penentuan sifat-sifat fisis suatu zat, pemisahan antara dua senyawa. Dalam bidang ini kita akan menjumpai banyak persamaan matematis dan perhitungan yang berkaitan dengan energi sehingga cenderung rumit.
-
Kimia Analitik
Pengertian Bidang Kimia Analitik ialah cabang dari ilmu kimia yang mempelajari tentang cara memisahkan, mengindentifikasi jenis zat penyusun suatu bahan serta menentukan jumlahnya. Oleh karenaya kimia analitik dibedakan atas dua bagian pokok, yakni analisis kualitatif dan kuatitatif. Kimia Analitik meliputi proses-proses pengidentifikasian suatu zat, pengelompokan zat, dan pembentukan zat baru untuk melakukan analisis. Bidang kimia lingkungan biasanya digolongkan dalam cabang ilmu analitik juga.
Metode analitis yang dipelajari dalam cabang kimia Analitik terbagi menjadi dua, yaitu metode klasik dan metode instrumental. Yang termasuk dalam metode klasik ialah pemisahan zat dengan cara presipitasi, ekstraksi, distilasi dan pengukuran kualitatif dari suatu senyawa dengan cara analisis warna, bau ataupun dengan titik lelehnya.
Sedangkan yang termasuk dalam analisis metode instrumental ialah teknik analisa dengan menggunakan serapan cahaya, fluorescence ataupun konduktivitas zat. Teknik pemisahan senyawa yang termasuk dalam metode instrumental ialah kromatografi, elektroforesis, dan fraksinasi dengan aliran listrik.
Bidang Kimia analitik berfokus pada penelitian untuk meningkatkan desain eksperimen, pengukuran kimia, dan pembuatan teknik baru untuk mengukur suatu keadaan kimia dengan lebih tepat.
-
Kimia Organik
Bidang Kimia Organik merupakan ilmu yang mempelajari tentang sintesis dan sifat-sifat senyawa organik. Umumnya senyawa organik ini terdiri dari senyawa-senyawa hidrokarbon serta turunannya. Bidang ini memiliki peranan penting dalam hal sintesis senyawa, analisa gugus karbon dan penelitian yang berhubungan dengan atom karbon lainnya.
Materi dasar yang kalian temukan pada Kimia Organik ialah mengenai Hidrokarbon, tata nama senyawa hidrokarbon. Kemudian pada level mahasiswa kuliah, kamu akan dapat materi mengenai senyawa organik halogen dan beberapa hidrokarbon yang berikatan dengan unsur-unsur lain, seperti oksigen, nitrogen, sulfur, fosfor dan natrium. Perkembangan terkini dari riset-riset bidang kimia organik, mengarah pada topik mengenai organometalik, termasuk lantanida dan logam transisi.
-
Kimia Anorganik
Salah satu bidang kimia yang sangat berguna dalam kehidupan kita ialah Kimia Anorganik. Apa itu kimia anorganik? Kimia anorganik adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari tentang sintesis dan sifat-sifat senyawa anorganik, seperti garam, mineral, logam serta senyawa-senyawa organometalik.
Bidang ini juga mempelajari mengenai pembentukan kristal, pemisahan senyawa anorganik, pengolahan mineral, pelapisan material, penggunaan campuran dalam bahan bakar dan pembentukan warna dalam senyawa. Karena keguanaanya yang luas, bidang kimia anorganik seringkali diperlukan dalam industri, seperti industri cat, industri kaca dan gelas, industri tekstil, plastik, dan banyak industri lainnya.
-
Biokimia
Pengertian biokimia merupakan cabang ilmu kimia yang mempelajari Proses-proses kimia yang terjadi dalam tubuh makhluk hidup, dan menganalisa senyawa-senyawa yang terlibat dalam reaksi tersebut. Bidang ini terkait dengan komponen kimia sel, pembuatan obat, penelitian genetik, penelitian enzim, penelitian mengenai rangkaian reaksi dalam tubuh manusia dan penelitian dalam kaitan ilmu kimia dan biologi.
Biokimia mempelajari secara spesifik tentang struktur, fungsi, dan interaksi biologis dari suatu makromolekul, seperti karbohidrat, asam nukleat, protein, dan lemak. Terkadang, reaksi yang terjadi ialah pada level ion, sehingga melibatkan senyawa anorganik, seperti air, O2, sulfur danzat mineral anorganik.
Biokimia merupakan topik yang sangat erat kaitannya dengan botani, medisinal bahkan biologi molekular dalam penelitian khsusnya terhadap sel. Fokus penelitian pada bidang biokimia yang dilakukan akhir-akhir ini ialah mempelajari bagaimana suatu molekul dapat mempercepat proses kimiawi dalam suatu makhluk hidup.
Manfaat Ilmu Kimia
Ilmu kimia memiliki kedudukan yang penting dan diperlukan oleh bidang ilmu lainnya. Beberapa manfaat yang sebenarnya itu merupakan manfaat ilmu kimia dalam kehidupan manusia bahkan tidak begitu disadari. Berikut ini adalah beberapa manfaat ilmu kimia dalam kehidupan manusia yang tidak bisa digantikan oleh ilmu yang lain.
-
Ilmu Kimia di Kedokteran
Manfaat ilmu kimia yang pertama pada kehidupan manusia adalah dalam bidang kedokteran. Untuk membantu penyembuhan pasien yang mengidap suatu penyakit, digunakan obat-obatan yang dibuat berdasarkan hasil riset terhadap proses dan reaksi kimia bahan-bahan yang berkhasiat yang dilakukan dalam cabang kimia farmasi.
-
Ilmu Kimia di Pertanian
Mungkin Anda bingung, apa hubungan antara ilmu kimia dan bidangpertanian, lalu apa manfaat ilmu kimia bagi bidang pertanian? Baiklah, bukankah untuk mengembalikan kesuburan tanah, perlu dilakukan penambahan pupuk, sedangkan hama dapat diatasi dengan penambahan pestisida. Manfaat dan bahaya penggunaan pupuk dan pestisida harus dipahami sehingga tidak terjadi kesalahan dalam penggunaannya. Hal yang harus diingat adalah pupuk dan pestisida adalah “produk” dari ilmu kimia.
-
Ilmu Kimia di Geologi
Bidang ini berkaitan dengan penelitian batu-batuan (mineral) dan pertambangan gas dan minyak bumi. Proses penentuan unsur-unsur yang menyusun mineral dan tahap pendahuluan untuk eksplorasi, menggunakan dasar-dasar ilmu kimia. Manfaat ilmu kimia dalam bidang ini untuk membantu memahami serta mengerti temuan para peneliti tentang bebatuan atau “benda-benda” alam.
-
Ilmu Kimia di Biologi
Bidang ini khusus mempelajari tentang makhluk hidup (hewan dan tumbuhan). Proses kimia yang berlangsung dalam makhluk hidup meliputi pencernaan makanan, pernapasan, metabolisme, fermentasi,fotosintesis dan lain-lain. Untuk mempelajari hal tersebut, diperlukan pengetahuan tentang struktur dan sifat senyawa yang ada, seperti karbohidrat, protein, vitamin, enzim, lemak, asam nukleat dan lain-lain. Meskipun secara umum, bidang ini lebih erat kaitannya dengan ilmu biologi, namun manfaat ilmu kimia juga nyatanya sedikit banyak berpengaruh dalam bidang biologi ini.
-
Ilmu Kimia di Hukum
Anda bingung apa kaitan bidang hukum dengan ilmu kimia? Bidanghukum secara langsung memang tidak ada hubungan dengan ilmu kimia, namun manfaat ilmu kimia dalam bidang hukum ini dapat dirasakan ketika diberlakukannya pemeriksaan peralatan buktikriminalitas (kriminologi). Bagian tubuh tersangka dapat diperiksa dengan memeriksa struktur DNA-nya karena struktur DNA setiap orang berbeda-beda. Pemeriksaan ini melibatkan ilmu kimia.
-
Ilmu Kimia di Mesin
Manfaat Ilmu kimia juga bisa mengenai bidang permesinan yaitu mempelajari sifat dan komposisi logam yang baik untuk pembuatanmesin, mempelajari sifat, komposisi bahan bakar dan minyak pelumas mesin.
-
Ilmu Kimia di Teknik Sipil
Bahan-bahan yang digunakan dalam bidang ini adalah semen, kayu, cat, paku, besi, paralon (pipa PVC), lem dan sebagainya. Semua bahan tersebut dihasilkan melalui riset yang berdasarkan ilmu kimia. Manfaat ilmu kimia dalam hal ini adalah agar bahan-bahan bangunan tersebut dapat diketahui kelebihan serta kekurangannya, sehingga dapat meminimalisir kecelakaan dikemudian hari.
Melihat begitu banyaknya kaitan antara ilmu kimia dan bidang-bidang kehidupan manusia, maka sangatlah jelas bahwa manfaat ilmu kimiamemegang peranan penting dalam kehidupan manusia. Kehadirannya menyeimbangkan kehidupan manusia untuk selaras dengan peningkatan kualitas hidup di muka bumi.
-
Ilmu Kimia di Lingkungan
Kimia lingkungan adalah ilmu mempelajari bagaimana zat kimia berinteraksi dengan lingkungan alam. Kimia lingkungan iyalah bidang lintas disiplin yang melibatkan kimia analitik dan pemahaman terhadap ilmu lingkungan. Ahli di bidang ini pertama kali harus memahami kimia dan reaksi kimia yang muncul pada proses alam pada air dan udara.
Kualitas air merupakan area penting pada kimia lingkungan. Air “murni” tidak pernah muncul di alam semesta. Selalu terdapat beberapa mineral atau senyawa lainnya yang terkandung di dalamnya. Kualitas air diuji pada sungai, danau, serta air laut melalui karakteristik seperti kandungan oksigen, keasaman, tingkat kekeruhan, sedimen tersuspensi, serta pH.
Sifat Kimia
Sifat kimia adalah sifat yang untuk mengukurnya diperlukan perubahan kimiawi.
Sifat materi yang mempunyai kenderungan untuk mengadakan reaksi kimia, diantaranya :
- Keterbatasan
- Daya Ionisasi
- Kereaktifan
- Kelarutan
- Bias/ tidak bisa membusuk
Contoh lain dari sifat kimia zat adalah dapat berkarat, dapat terbakar, dll. Sifat Kimia antara lain
- Reaksi dengan Logam Natrium
Alkohol dapat bereaksi dengan logam Na membentuk dengan alkoksida dan gas hidrogen.
- Reaksi Oksidasi
Menghasilkam reaksi yang berbeda-beda, tergantung jenis alkohol oleh zatoksidator sedang (K2Cr2O7) dalam lingukngan asam dapat digunakan untuk mengidentifikasi akohol primer, sekunder, dantersier.
- Alkohol primer teroksidasi membentuk aldehid dan dapat teroksidasi lebih lanjut membentuk karboksilat.
- Alkohol sekunder teroksidasi membentuk keton
- Alkohol tersier tidak teroksidasi
- Rekasi dengan Hidrogen Halida
Jika alkohol direaksikan dengan hidrogen halida akan terbentuk haloalkana dan air dengan reaksi :
R – OH + HX R – X +H2O
- Reaksi esterfikasi
Alkohol dengan asam karboksilatdaat menghasilkan ester.
R – OH + R – COOH R – COOR’ + H2O
Alkohol asam karboksilat ester
- Reaksi dehidrasi alkohol
Alkohol jika dipanaskan dengan asam kuat, maka akan terjadi alkena dan air.
Hubungan Ilmu Kimia dengan Ilmu Lain
- Ilmu Kimia disebut juga ‘Central Science‘ karena peranannya yang sangat penting diantara ilmu pengetahuan lainnya. Tidak ada ilmu pengetahuan alam yang tidak bergantung pada ilmu kimia. Pengembangan dalam bidang kedokteran, farmasi, geologi, pertanian dapat berjalan seiring dengan kemajuan yang dicapai dalam ilmu kimia
- Bidang Kedokteran dan Farmasi. Ilmu kimia diperlukan untuk mengatasi berbagai kasus, seperti uji kesehatan laboratorium, pembuatan alat cuci darah, pembuatan materi sintetis pengganti tulang, gigi dan pembuatan obat-obatan.
- Bidang Geologi. Ilmu kimia diperlukan utnuk penelitian jenis dan komposisi materi dalam batuan dan mineral.
- Bidang Pertanian. Ilmu kimia digunakan untuk pembuatan berbagai macam pupuk dan pestisida agar produksi pangan meningkat.
- Bidang Industri . Ilmu kimia berperan seperti dalam pembuatan serat sintetis, rayon dan nylon, untuk menggantikan kapas, wool dan sutera alam yang produkasinya semakin tidak mencukupi.
- Bahkan ilmu kimia juga dapat membantu menyelesaikan masalah sosial, seperti masalah ekonomi, hukum, seni dan lingkungan hidup. Sebagai contoh : uang sebagai alat tukar dalam perekonomian, bahkan bahan dan proses pembuatannya memerlukan ilmu kimia. Namun demikian, ilmu kimia juga memerlukan ilmu-ilmu lain seperti matematika, fisika dan biologi. Matematika diperlukan untuk memahami bebrepa bagian ilmu kimia seperti : hitungan kimia, laju reaksi, thermo kimia dan lain lain.
- Fisika diperlukan untuk mempelajari antara lain Thermodinamika, perubahan materi, sifat fisis zat dan lain lain.
- Biologi sangat erat hubungannya dalam bio kimia. Keterkaitan ilmu kimia dengan ilmu lainnya, telah melahirkan beberapa cabang dalam ilmu kimia, contohnya : biokimia (biologi dan kimia), kimia fisika (kimia dan fisika), Thermo kimia (thermo dinamika dan kimia), elektro kimia (elektronik dan kimia) dan kimia nuklir (kimia dan nuklir). Ilmu kimia dikembangkan berlandaskan percobaan (eksperimen) di laboraturium, serta melalui penerapan konsep-konsep matematika, sehingga ilmu kimia masih terus berkembang. Contoh : Persoalan manusia yang dipecahkan atau diselesaikan dengan ilmu kimia. Dengan pengetahuan dasar kimia yang kita miliki, kita mengerti berbagai gejala alam yang kita jumpai dalam kehidupan seharu hari dan dapat menyelesaikan permasalahan yang kita hadapi. Contoh : Mengupayakan bahan bakar dan energi alternatif, mengatasi pencemaran lingkungan disekitar kita, pengadaan air bersih, pengolahan limbah, memanfaatkan bahan bakar yang ramah lingkungan dan lain lain.
Ilmu kimia disebut juga central science karena peranannya yang sangat penting di antara ilmu pengetahuan lainnya. Tidak ada bidang ilmu pengetahuan alam yang tidak tergantung pada ilmu kimia. Pengembangan dalam bidang kedokteran, farmasi, geologi, pertanian, dan sebagainya tidak mungkin terjadi terjadi tanpa kemajuan yang dicapai dalam ilmu. Juga hamper tidak ada industry yang bergantung pada proses kimia. Bigitu juga dalam dunia pendidikan, ilmu kimia berperan sebagai dasar. Dalam pelajaran biologi. Geologi, dan fisika, akan ditemukan topic yang yang menyangkut ilmu kimia.
Penemuan pupuk, pestisida, dan bahan pengawet telah membawa kemajuan yang sangat berarti dalam bidang pertanian. Perkembangan dalam kimia organik telah menghasilkan kemajuan dalam bidang farmasi, misalnya dalam sintesis obat baru. Kemajuan dalam cara penentuan struktur molekul telah memacu dalam kemajuan dalam bidang biologi dan kedokteran. Kemajuan yang dicapai dalam bidang analisis kimia membawa kemajuan dalam berbagai bidang kedokteran, geokimia, ilmu lingkungan, dan industri. Kimia merupakan penerapan dari konsep ilmu kimia.