KOMPOSISI UDARA

     Apa itu udara? secara istilah, menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) udara adalah campuran berbagai gas yang tidak berwarna dan tidak berbau (seperti oksigen dan nitrogen) yang memenuhi ruang di atas bumi seperti yang kita hirup apabila kita bernapas. Udara juga dapat diuraikan sebagai campuran beberapa macam gas, yaitu

1. Nitrogen (78%)
     Unsur Nitrogen biasanya ditemukan sebagai gas tanpa warna, tanpa bau, tanpa rasa, dan merupakan gas diatomik nonlogam yang stabil dan membentuk banyak senyawa seperti asam amino, amoniak, asam nitrat, dan sianida.
     Nitrogen dipakai untuk membuat amonia yang pada gilirannya menjadi bahan baku pembuatan pewarna, pupuk, bahan peledak, obat-obatan, dan plastik. Nitrogen juga sangat penting bagi tumbuhan, karena gas Nitrogen merupakan bahan utama penyubur tanah. Jadi gas Nitrogen sangat dibutuhkan untuk kelangsungan hidup manusia.

2. Oksigen (21%)
     Oksigen merupakan unsur yang mudah bereaksi dengan hampir semua unsur lainnya. Berdasarkan massa, oksigen merupakan unsur yang paling melimpah di bumi ketiga. Oksigen juga zat sangat reaktif dan harus dipisahkan dari bahan-bahan yang mudah terbakar.
     Oksigen juga digunakan dalam produksi baja dan untuk pengelasan. Gas oksigen adalah gas yang diperlukan untuk pembakaran makanan dalam tubuh makhluk hidup.

3. Argon (0,934%)
     Argon adalah unsur kimia yang memiliki simbol Ar dan nomor atom 18 dalam tabel periodik.

4. Karbon Dioksida (0,0314%)
     Adalah senyawa kimia yang terdiri dari zat atom oksigen yang terikat secara kovalen dengan sebuah atom karbon. Karbondioksida dihasilkan oleh semua hewan, tumbuhan, fungi, dan mikroorganisme pada proses respirasi dan digunakan oleh tumbuhan pada proses fotosintesis.
     Karbondioksida juga berperan dalam proses pernapasan manusia. Dalam udara, karbondioksida berfungsi sebagai penyimpanan panas yang dipancarkan oleh bumi, jika diatas permukaan bumi tidak ada karbondioksida, maka bumi akan menjadi sangat dingin. Namun jika terlalu banyak, maka bumi akan menjadi sangat panas.
5. Gas Lain Dalam Udara
     Kripton(Kr), Neon (Ne), atau Xenon (Xe) merupakan gas-gas yang sulit bereaksi dengan unsur-unsur lain. Neon dan Argon digunakan untuk mengisi lampu bohlam.
     Gas Helium (He) dan hidrogen (H2) merupakan gas yang sangat ringan. oleh karena itu, dalam atmosfer letaknya di lapisan bagian atas. Gas-gas tersebut sering digunakan sebagai pengisi balon. DAn Ozon (O) merupakan salah satu bentuk molekul oksigen. Gas Ozon terletak di bagian adalah cahaya matahari yang mempunyai energi sangat tinggi, dan juga sagat berbahaya jika terlalu banyak sampai ke bumi.

     Selain gas-gas penyusun utama diatas, di dalam udara juga dapat ditemukan kandungan sisa gas lain. Diantaranya adalah gas-gas rumah kaca seperti uap air, metan, asam nitrat, dan ozon yang kadarnya kurang dari 0,002%. Udara disaring mencakup jumlah jejak banyak senyawa kimia lainnya. Banyak zat alami mungkin ada dalam jumlah kecil dalam sampel udara tanpa filter, termasuk debu, serbuk sari dan spora, serta abu vulkanik. Berbagai polutan industri pun mungkin saja ikut tersaring di dalamnya, seperti klorin (dalam bentuk dasar atau senyawa), senyawa flour, unsur merkuri, dan senyawa sulfur seperti sulfur dioksida (SO2).

JENIS-JENIS PENCEMARAN AIR

     Air memegang peranan penting dalam kehidupan manusia dan juga makhluk hidup lainnya. Air digunakan oleh manusia untuk keperluan sehari-hari seperti ; minum, mandi, mencuci, memasak, dan yang lainnya. Disamping itu, air juga dibutuhkan untuk keperluan irigasi sawah, industri, dan juga yang lainnya.

     Pencemaran air adalah masuknya zat atau komponen lainnya kedalam air sehingga menyebabkan kualitas air terganggu atau bahkan berkurang. Kualitas air yang terganggu kualitasnya dapat ditandai dengan perubahan bau, warna, dan rasa.

SUMBER PENYEBAB TERJADINYA PENCEMARAN AIR

     Ada beberapa penyebab terjadinya pencemaran air, yaitu :

1. Sampah rumah tangga

2. Limbah pertanian

3. Limbah rumah sakit

4. Limbah peternakan

5. Limbah industri, dan yang lainnya.

JENIS PENCEMARAN AIR

     Ada 4 jenis pencemaran air yaitu :

1. Bahan Toksik.

     Bahan toksik adalah sejenis pencemaran berbentuk kimia yang tidak terhasil dalam sistem akuatik. Penyumbang terbesar kepada pencemaran kimia ialah racun rumpai, racun serangga, dan bahan buangan industri.

2. Bahan Organik.

     Pencemaran organik berlaku apabila bahan organik memasuki air. Apabila bahan organik ini meningkat di dalam air, jumlah bahan hancur akan meningkat. Bahan hancur ini akan tumbuh pantas dan menggunakan banyak oksigen apabila ia membesar. Ini mengakibatkan pengurangan oksigen apabila proses kehancuran berlaku. Kekurangan oksigen akan membunuh organisma akuatik.

3. Pencemaran Terma

     Pencemaran jenis ini bisa terjadi apabila air digunakan sebagai bahan penyejuk berdekatan dengan kilang industri dan kemudian kembali kepada persekitaran akuatik dengan kadar suhu yang lebih tinggi. Pencemaran terma menyebabkan pengurangan kadar oksigen di dalam air dan meningkatkan kebutuhan biologikal organisme akuatik untuk oksigen.

4. Pencemaran Ekologikal.

     Pencemaran ini terjadi apabila pencemaran bahan kimia, pencemaran organik, atau pencemaran terma terjadi karena aktivitas alam, bukan karena aktivitas manusia. Contohnya adalah apabila hewan mati tenggelam dalam banjir, dan kemudian saat hewan itu busuk akan mengalirkan sejumlah besar bahan organik kedalam air.

Dampak Global Warming Bagi Pertanian

APA ITU GLOBAL WARMING?

     Sebelum kita membahas tentang dampak Global Warming terhadap pertanian, sebaiknya kita mengetahui dahulu apa itu Global Warming atau Pemanasan Global?

     Menurut Agen Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat, menjelaskan bahwa Global Warming adalah peningkatan suhu rata-rata di permukaan bumi, baik yang telah berlalu maupun yang sedang terjadi sekarang ini. Sebagian besar kejadian dipengaruhi oleh peristiwa efek rumah kaca di atmosfer bumi.Global Warming inilah yang meyebabkan perubahan iklim di bumi.

    

      Dan penyebab dari Global Warming ini juga sangat banyak, yaitu :

1. Efek rumah kaca

2. Pemborosan listrik

3. Pemborosan penggunaan bahan bakar

4. Polusi udara dari industri dan pabrik

5. Gundulnya hutan.

     Begitu juga dengan dampaknya yang sangat banyak, pada kesempatan kali ini saya akan mengonsentrasikan efek Global Warming pada sektor pertanian..

     Global Warming memperngaruhi pola Presipitasi, Evaporasi, water run-off, kelembaban tanah dan cariasi iklim yang sangat fluktatif yang secara keseluruhan mengancam keberhasilan produksi pangan. Kajian terkait dampak perubahan iklim pada bidang pertanian oleh National Academy of Science/NAS (2007) menunjukkan bahwa pertanian di Indonesia telah dipengaruhi secara nyata oleh adanya variasi hujan tahunan dan antar tahun yang disebabkan oleh AustralAsia Monsoon dan El Nino-Southern Oscilation (ENSO).

     Sebagaimana dilaporkan oleh FAO (1996), kekeringan akibat kemarau panjang yang merupakan efek El Nino pada tahun 1997 telah menyebabkan gagalnya produksi padi dalam skala yang sangat besar yaitu mencakup luasan 426.000 Ha. Selain tanaman padi, komoditas pertanian non-pangan yang lain seperti kopu, cokelat, karet, kelapa sawit juga mengalami penurunan produksi yang nyata akibat adanya kemarau panjang. Suatu simulasi model yang dikembangkan oleh UK Meteorgical Office sebagaimana dilaporkan DFID (2007), memprediksikan bahwa perubahan cuaca akan menurunkan produksi pangan di Jawa Barat dan Jawa Timur akibat penurunan kesuburan tanah sebesar 2-8 persen.

     Degradasi kesuburan lahan tersebut akan memicu penurunan produksi padi 4 persen per tahun, kedelai sebesar 10 persen serta produksi jagung akan mengalami penurunan sampai dengan 50 persen. Menurut laporan Rossane Skrible (2007), perubahan cuaca dan pemanasan global dapat menurunkan produksi pertanian antara 5-20 persen. Negara-negara dengan kondisi geografis yang lebih khusus seperti India dan Afrika akan mengalami penurunan produksi pertanian yang lebih tinggi lagi.

DAMPAK PERUBAHAN IKLIM TERHADAP PERTUMBUHAN TANAMAN

1. Dampak Peningkatan Konsentrasi CO2 di Atmosfer

     Gas CO2 merupakan sumber karbon utama bagi pertumbuhan tanaman. Pengaruh fisiologis utama dari kenaikan CO2 adalah meningkatnya laju asimilasi (laju pengikatan CO2 untuk membentuk karboidrat, fotosintesis) di dalam daun. Efisiensi penggunaan faktor-faktor pertumbuhan lainnya (seperti radiasi matahari, air, dan nutrisi) juga kaan ikut meningkat.

2. Naiknya Suhu Udara

     Suhu merupakan faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Suhu udara dipengaruhi oleh radiasi yang diterima di permukaan bumi, sementara tinggi rendahnya suhu disekitar tanaman ditentukan oleh radiasi matahari, kerapatan tanaman, distribusi cahaya dalam tajuk tanaman, dan kandungan lengas tanah.

     Setiap tanaman memiliki suhu dasar yang merupakan suhu minimum bagi tanaman untuk bermetabolisme. Besaran suhu dasar ini akan mempengaruhi besarnya thermal unit yang diperlukan oleh tanaman untuk melewati setiap fase perkembangannya. Hubungan antara thermal unit dengan suhu lingkungan adalah berbanding lurus sementara berbanding terbalik dengan umur tanaman. Artinya semakin tinggi suhu, maka umur tanaman akan semakin pendek yang akhirnya berdampak pada waktu penumpukan fotosintat dan pembentukan biomassa yang lebih rendah. (Syarifuddin, 2011).

3. Berubahnya Pola Curah Hujan.

     Perubahan iklim juga menyebabkan terjadinya perubahan jumlah hujan dan pola hujan yang mengakibatkan pergeseran awal musim dan periode masa tanam. Penurunan curah hujan telah menurunkan potensi satu periode masa tanam padi (Runtunuwu dan Syahbuddin, 2007). Dampak perubahan pola hujan diantaranya mempengaruhi waktu dan musim tanam, pola tanam, degradasi lahan, kerusakan dan produktivitas, luas areal tanam dan areal panen, serta perubahan dan kerusakan keanekaragaman hayati.

4. Naiknya Permukaan Air Laut.

     Dampak naiknya muka air laut di sektor pertanian terutama  adalah penyusutan lahan pertanian di pesisir pantai, kerusakan infrastruktur pertanian, dan peningkatan salinitas yang merusak tanaman (Las, 2007).

DAFTAR PUSTAKA

- Syarifuddin, M. 2011. Dampak perubahan iklim bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman. program studi manajemen pertanian lahan kering Politeknik Pertanian Negeri Kupang.

- Runtuwu, E dan Syahbuddin, H. 2007. Perubahan pola curah hujan dan dampaknya terhadap periode masa tanam. Balai besar penelitian dan pengembangan sumber daya lahan pertanian. Bogor.

- Las, I. 2007. Strategi dan inovasi antisipasi perubahan iklim (bagian I). Kepala balai besar sumberdaya lahan pertanian.

CONTOH INDUSTRI RAMAH LINGKUNGAN

APA ITU INDUSTRI RAMAH LINGKUNGAN?

     Industri adalah suatu usaha atau kegiatan pengolahan bahan mentah atau barang setengah jadi menjadi barang yang memiliki nilai tambah untuk mendapatkan keuntungan. Sedangkan lingkungan adalah wilayah disekeliling kita hidup.

        Jadi Industri ramah lingkungan adalah suatu usaha atau kegiatan pengolahan bahan mentah atau barang setengah jadi menjadi barang yang memiliki nilai tambah dengan menggunakan konsep zero waste yang artinya tidak ada limbah sama sekali atau 0. 

PRINSIP-PRINSIP INDUSTRI RAMAH LINGKUNGAN

     Dalam suatu industri ramah lingkungan dapat diterapkan 6 prinsip dasar, yaitu :

1. Refine :

    Adalah penggunaan bahan atau proses yang lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan bahan atau proses yang ada saat ini. 

  2. Reduce

     Adalah pengurangan jumlah limbah atau kehilangan bahan dengan optimalisasi proses atau operasional menghasilkan limbah yang mengalami pemborosan, seperti mengganti keran atau pipa bocor, dan memasang alat penangkap ceceran atau lelehan.

  3. Reuse

     Adalah pemakaian kembali bahan-bahan atau limbah pada proses yang berbeda.

  4. Recycle

     Adalah penggunaan kembali bahan-bahan atau sumberdaya untuk proses yang sama.

  5. Recovery

     Adalah kegiatan pengambilan kembali sebagian material penting dari aliran-aliran limbah untuk pemanfaatan ulang dalam proses atau dimanfaatkan untuk proses atau keperluan lain.

  6. Retrieve Energy
     Adalah pemanfaatan limbah untuk digunakan sebagai bahan bakar atau dalam arti yang luas adalah penghematan energi dalam proses produksi.

     

MANFAAT PENERAPAN STRATEGI RAMAH LINGKUNGAN

  1. Sebagai pedoman bagi kebaikan produk dan proses produksi.

  2. Efektif dan efisien dalam penggunaan sumberdaya alam dan energi.

  3. Mengurangi atau mencegah terbentuknya bahan limbah.

  4. Mencegah berpindahnya limbah dari satu media ke media lain.

  5. Mengurangi resiko terhadap kesehatan lingkungan .

  6. Mendorong pengembahan teknologi pengurangan limbah pada sumbernya.

 7. meningkatnya daya saing produk di pasar internasional melalui teknologi baru dan perbaikan teknologi.

  8. pengurangan biaya yang tinggi karena penerapan sistem pengelolaan limbah ujung pipa (end off pipe treatment). 

PENERAPAN TEKNIK RAMAH LINGKUNGAN

     Penerapan teknik ramah lingkungan pada industri dapat dimulai dengan hal-hal yang mudah dan tidak memerlukan biaya investasi dan secara bertahap dikembangkan sesuai dengan kesiapan perusahaan. Secara garis besar, pilihan penerapan industri ramah lingkungan dapat dikelopokkan dalam 4 (empat) bagian, yaitu :

  1. PERUBAHAN BAHAN BAKU : 

- Mengurangi atau menghilangkan bahan baku yang mengandung bahan berbahaya dan beracun seperti logam berat, zat pewarna, pelarut, dll.

- Menggunakan bahan baku yang berkualitas dan murni untuk menghindari kontaminasi dalam proses produksi.

- menggunakan bahan-bahan daur ulang untuk menciptakan pasar bagi bahan-bahan daur ulang.

  2. TATA CARA OPERASI DAN HOUSEKEEPING

- Tindakan pencegahan kehilangan bahan baku dari pemborosan, kebocoran dan tercecer dengan cara memasang bendungan/dike untuk menampung tumpahan dari tangki, memasang safety valve, perancangan tangki yang sesuai dan mendeteksi kebocoran.

- Mengembangkan tata cara penanganan dan inventarisasi bahan baku, energi, air, produk, dan peralatan.

- Melakukan koordinasi pengelolaan limbah.

- Memisahkan atau segresi limbah menurut jenisnya untuk memudahkan pengelolaan kerugian akibat kerusakan peralatan dan mesin.

  3 PERUBAHAN TEKNOLOGI

- Merubah peralatan, tata letak dan perpipaan untuk memperbaiki aliran proses produksi dan meningkatkan efisiensi.

- Menghindari pengunaan B3 (Bahan Beracun dan Berbahaya).

- Menggunakan atau mengatur peralatan seperti motor dan pompa yang lebih hemat energi.

- Memperbaiki kondisi proses seperti sushu, waktu tinggal laju aliran, dan tekanan sehingga meningkatkan kualitas produk dan mengurangi jumlah limbah.

  4. PERUBAHAN PRODUK

- Merubah formulasi produk untuk mengurangi dampak pada kesehatan.

- Merubah bahan pengemasan untuk mengurangi dampak pada lingkungan.

- Mengurangi kemasan yang tidak perlu

CONTOH PERUSAHAAN RAMAH LINGKUNGAN DI INDONESIA

PT Holcim Indonesia Tbk

PT Holcim Indonesia Tbk adalah salah satu perusahaan yang paling ramah lingkungan di Indonesia, alasannya adalah :

- Kelayakan perusahaan setelah mengantongi standar perusahaan internasional seperti ISO 9001, ISO 14001, dan akreditasi OHSAS 18001 untuk managemen kualitas dan lingkungan dari aspek kesehatan dan keselamatan kerja.

- Standar internasional seperti American Society for Testing and Materials (ASTM).

- Memenuhi persyaratan TCLP (Toxicity Characteristic Leaching Procedure) berdasarkan standar US Environtment Protection Agency (USEPA).

KOROSI DAN CARA PENCEGAHANNYA

     Korosi adalah reaksi redoks antara suatu logam dengan senyawa lain yang terdapat di lingkungannya dan menghasilkan senya yang tidak dikehendaki.  Korosi terjadi melalui reaksi redoks, dimana logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen mengalami reduksi. Karat logam umumnya berupa oksida atau karbonat. Penyebab utama korosi adalah oksigen dan air. Oksida besi (karat) dapat mengelupas, sehingga secara bertahap permukaan yang baru terbuka itu mengalami korosi. berbeda dengan aluminium, hasil korosi dari aluminium membentuk lapisan yang melindungi lapisan logam dari korosi selanjutnya. contohnya adalah panci aluminium lebih awet dibandingkan panci dari besi.

CARA PENCEGAHAN KOROSI

• PENGECATAN

     Fungsi pengecatan untuk melindungi besi dari kontak dengan ait atau udara, cat yang mengandung timbal dan seng akan lebih melindungin besi dari korosi. Jika ada bagian besi yang tidak terkena cat secara merata, maka bagian besi di bawah cat akan mengalami korosi.

• DIBALUT PLASTIK

     Pembalutan besi dengan plastik digunakan agar besi tidak terkontak langsung dengan air dan plastik. Perabotan rumah tangga biasanya dibalut plastik agar tidak mudah korosi.

• PELAPISAN DENGAN KROM (CROMIUM PLATING)

     Krom memberi lapisan pelindung pada besi, sehingga besi akan menjadi mengkilap, cara ini biasanya digunakan pada kendaraan bermotor, seperti setang motor.

• PELAPISAN DENGAN TIMAH (TIN PLATING)

     Timah termasuk logam yang tahan terhadap karat. lapisan timah akan melindungi besi selama lapisan tersebut masih utuh. Contohnya adalah kaleng kemasan besi yang dilapisi timah.

• PELAPISAN DENGAN SENG (GALVANISASI)

     Seng mampu melindungi besi dari korosi meskipun lapisannya ada yang rusak, hal ini terjadi karena potensial elektroda besi lebih negatif daripada seng, sehingga besi sebagai katoda, dan seng mengalami oksidasi, sedangkan besi akan terlinsungi.

• PENGORBANAN ANODE (SACRIFICIAL ANODE)

    Teknik pengorbanan anode biasanya dugunakan pada perbaikan pipa bawah tanah yang korosi, dengan cara menanamkan logam magnesium kemudian dihubungkan  ke pipa besi melalui sebuah kawat. Logam magnesium itu akan berkarat, sedangkan besi tidak karena magnesium merupakan logam yang lebih mudah berkarat.

DARI SEMUA CARA PENCEGAHAN KOROSI, HAMPIR SEMUANYA MENGGUNAKAN CARA AGAR BESI TIDAK TERKONTAK LANGSUNG DENGAN AIR DAN UDARA.

 

RANGKUMAN JURNAL

JURNAL PRAKTIKUM KIMIA ORGANIK

PEMBUATAN ASAM SALISILAT DARI MINYAK GANDAPURA

KAMIS, 04 APRIL 2014

DISUSUN OLEH :

IPA IDA ROSITA (1112016200007)

KELOMPOK 2 :

WIDYA KUSUMANINGRUM (1112016200005)

NURUL MU'NISA A. (1112016200008)

UMMU KALSUM A. (1112016200012)

AMELIA RAHMAWATI (111201620025)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA

JURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 

2014

• LATAR BELAKANG

     Asam salisilat adalah bahan kimia yang sering digunakan sebagai intermediat dari pembuatan obat-obatan seperti antiseptik dan analgesik, dan asam salisilat juga digunakan sebagai bahan baku keperluan farmasi. Dari data yang ada, Indonesia masih termasuk negara pengimpor asam salisilat.

     Minyak gandapura adalah minyak yang terbuat dari tanaman gandapura yang biasanya digunakan sebagai campuran untuk pembuatan minyak gosok, minyak ini juga digunakan dalam industri makanan, minuman, farmasi, dan kosmetik. Pada minyak gandapura terdapat metil salisilat yang merupakan bahan dasar sintesis pengawet bahan makanan dan bahan dasar pembuatan obat sakit kepala (aspirin) sebesar 96-99%.

     Dalam percobaan disini bertujuan untuk mengetahui cara pembuatan asam salisilat dari minyak gandapura.

• HASIL PENELITIAN

     Minyak gandapura 5ml  dicampurkan dengan 15ml NaOH berubah menjadi endapan putih, setelah itu dilakukan pemanasan dan dihasilkan cairan seperti minyak goreng karena adanya reaksi hidrolisis yang menghasilkan molekul air. setelah dingin dicampurkan dengan H2SO4 yang menghasilkan endapan berwarna putih, endapan salisilat kemudian dicampurkan H20 Panas 50 derajat cecius, lalu didiamkan 10 menit dan disaring kembali sehingga menghasilkan endapan yang bersih, tujuannya untuk menghilangkan pengotor, karena asam salisilat merupakan senyawa organik maka tidak akan larut dalam air H2O.

• PELUANG PENELITIAN SELANJUTNYA

     Dikarenakan Percobaan pembuatan asam salisilat menggunakan minyak gandapura berhasil dan menghasilkan residu berwarna putih yaitu asam salisilat, maka diketahui tidak adanya peluang penelitian selanjutnya.

ENTROPI DAN HUKUM KETIGA TERMODINAMIKA

     Entropi adalah salah satu besaran termodinamika yang mengukur energi dalam sistem per satuan temperatur yang tak dapat digunakan untuk melakukan usaha. Fungsi keadaan seperti energi internal dan entalpi tidak dapat diukur, hanya perubahannya yang dapat diukur. Lain halnya dengan entropi, walaupun tergolong fungsi keadaan tetapi dapat diukur. Entropi menyatakan derajat ketidakteraturan sistem atau lingkungan. Setiap zat murni pada 0 K memiliki derajat keteraturan paling tinggi, dan dirujuk sebagai entropi mutlak, S.

   1. Hukum Ketiga Termodinamika

     Andaikan dua buah cuplikan terpisah, masing-masing satu mol argon dan satu mol neon, dan keduanya didinginkan pada tekanan 1 atm sampai mencair, yang akhirnya membentuk padatan. Diasumsikan pada keadaan padat, keduanya membentuk kristal sempurna. Jika suhunya diturunkan terus secara kontinu, maka jumlah ketidakteraturan dalam kristal berkurang. Apa yang terjadi jika suhu mendekati titik nol mutlak?

     Jika suhu mendekati 0 K, energi kinetika vibrasi atom-atom dalam kedua cuplikan turun dan atom-atom berada pada posisinya dalam kristal. Pada suhu 0 K, atom-atom tidak lagi bervibrasi dalam posisinya dan kedua zat memiliki jumlah ketidakteraturan mendekati nol. Entropi keadaan standar pada 0 K adalah nol untuk zat kristalin sempurna. Keadaan ini dinamakan hukum ketiga termodinamika : 

     "Entropi setiap zat murni pada keadaan setimbang didefinisikan sama dengan nol pada 0 K".  

     Oleh karena entropi mutlak tidak pernah dicapai untuk senyawa heterointi, maka keberadaannya disederhanakan melalui hukum ketiga termodinamika, yang diungkapkan dengan pernyataan berikut.

     "Pada setiap proses termodinamika yang hanya melibatkan fasa murni pada keadaan setimbang, perubahan entropinya nol pada 0 K". 

     Proses termodinamika yang dimaksud alaha perubahan entropi pada reaksi kimia, dimana unsur-unsur yang bereaksi menghasilkan senyawa, dan entropinya nol pada 0 K. Berdasarkan hal itu, untuk senyawa dan zat murni disimpulkan bahwa :

     "Entropi setiap zat murni (unsur dan/atau senyawa) dalam keadaan setimbang adalah nol pada 0 K". 

   2. Entropi Keadaan Standar

     Oleh karena entropi pada keadaan setimbang adalah nol pada 0 K, maka entropi mutlak suatu zat pada suhu lebih besar dari 0 K adalah jumlah dari kontribusi berikut: (a) Entropi zat pada 0 K (dihitung berdasarkan kerumitan molekul dan jumlah susunan yang mungkin); (b) peningkatan entropi untuk setiap perubahan fase yang berlangsung dari 0 K sampai suhu terukur; (c) peningkatan entropi selama pemanasan untuk setiap perubahan fase hingga mencapai stabil.

     Pada umumnya data entropi pada keadaan standar menunjukkan fenomena sebagai berikut:

   a. Gas mempunyai entropi lebih besar daripada dalam keadaan cairannya. Contoh H2O pada keadaan uap entropinya lebih besar daripada keadaan cairnya.

    b. Zat dengan struktur molekul lebih kompleks atau kristalin mempunyai nilai entropi lebih besar daripada dalam bentuk sederhananya. Contoh H2O2 memiliki entropi lebih besar daripada H2O.

   3. Entropi Dalam Reaksi Kimia

     Entropi dapat berubah dalam reaksi kimia disebabkan oleh beberapa faktor, diantaranya : (a) perubahan komposisi atom-atom; (b) perubahan fase; (c) perubahan dalam susunan/struktur. Contoh, reaksi penguraian kalium klorat dengan katalis mangan dioksida. Persamaan kimianya :

     Penguraian termal kalium klorat menghasilkan peningkatan entropi sangat besar, sebab dua mol pereaksi berwujud padat diubah menjadi dua mol yang juga padat dan tiga mol berwujud gas. Kelebihan tiga mol gas ini mengakibatkan peningkatan entropi sangan besar, yaitu 808,14 J/K. Sebaliknya, pada reaksi pembentukan gas amoniadari unsur-unsurnya dengan persamaan :

     Terjadi pengurangan jumlah mol gas, dari empat mol diubah menjadi 2 mol sehingga entropinya turun. Perubahan entropinya =-198,55 J/K. Dalam reaksi yang tidak terjadi perubahan dalam jumlah mol maupun perubahan fasa, entropinya sukar diramalkan. Contoh :

     Satu mol ion tembaga (II) bereaksi dengan satu mol logam seng membentuk satu mol logam tembaga dan satu mol ion seng (II). Untuk reaksi tersebut sukar diramalkan, apakah entropinya meningkat atau menurun. Perubahan entropi hanya dapat ditentukan dari perbedaan struktur antara kristal tembaga dan seng serta perbedaan jumlah hidrasi dari kedua ion dalam larutan. Menurut perhitungan, reaksi tersebut menghasilkan perubahan entropi sekitar -21,0 J/K.

PERUBAHAN ENTALPI STANDAR DAN APLIKASINYA

       Dalam kajian Termodinamika, reaksi kimia dianggap sempurna jika tidak ada perubahan komposisi dan zat hasil reaksi dapat kembali pada suhu semula biasanya pada suhu kamar. Jumlah total kalor yang diserap atau dilepaskan selama reaksi berlangsung dan mengembalikan zat kepada suhu semula dinamakan kalor reaksi. Jika reaksi terjadi pada tekanan tetap, kalor reaksi dinyatakan sebagai perubahan entalpi, ∆H. Nilai ∆H bergantung pada jenis pereaksi, kuantitas pereaksi, dan suhu.

          Oleh sebab itu, perubahan entalpi harus dinyatakan dalam satuan jumlah kalor per kuantitas zat dan suhu reaksi. ∆H biasanya dinyatakan dalam satuan joule per mol per kelvin.

1. Perubahan Entalpi Standar ∆H

       Perubahan entalpi standar suatu reaksi dapat digolongkan menurut jenis reaksinya, seperti entalpi pembentukan standar (∆Hf°), entalpi penguraian standar (∆Hd°), dan entalpi pembakaran standar (∆Hc°). Huruf dalam indeks yaitu f, d, dan c masing-masing berasal dari kata formation (pembentukan), dissosiation (penguraian), dan combustion (pembakaran). 

        Tapi pada dasarnya, semua jenis perubahan entalpi standar, kadang-kadang digolongkan sebagai entalpi reaksi (∆Hr°). Sebab, baik reaksi pembakaran, semua tergolong reaksi kimia. Dengan demikian, tidak salah jika dikatakan sebagai perubahan entalpi reaksi.

• Perubahan Entalpi Pembentukan Standar, ∆H°f

       Entalpi pembentukan standar suatu senyawa adalah kalor yang terlibat pada reaksi pembentukan satu mol senyawa dari unsur-unsurnya diukur pada 1atm, 298,15 K. Berdasarkan perjanjian, entalpi untuk unsur-unsur dalam bentuk paling stabil dikukuhkan sebesar 0 kJ/mol. Contoh, keadaan standar dari karbon yang paling stabil adalah grafit, untuk gas O2, H2, N2, dan gas lain paling stabil adalah gas diatomik, masing-masing memiliki entalpi standar 0 kJ/mol.

• Perubahan Entalpi Penguraian Standar, ∆H°d

      Reaksi penguraian adalah kebalikan dari reaksi pembentukan, yaitu penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya. Oleh karena itu, perubahan entalpi penguraian suatu senyawa menjadi unsur-unsurnya pada keadaan standar sama besar tetapi berlawanan tanda sesuai dengan sifat ekstensif. Jika nila ∆Hf° bertanda negatif (eksoterm) maka nilai ∆Hd° bertanda positif (endoterm). Contoh :

• Perubahan Entalpi Pembakaran Standar, ∆H°c

      Entalpi pembakaran standar adalah faktor yang dilepaskan jika satu mol zat dibakar sempurna pada keadaan standar. Istilah pembakaran dalam ilmu kimia agak berbeda makna dengan yang biasa dipakai dalam keseharian. Dalam kehidupan sehari-hari pembakaran berarti membakar sesuatu dengan api. Dalam ilmu kimia, pembakaran berarti mereaksikan suatu zat dengan oksigen. Contoh reaksi pembakaran :

        2. Kalor Bahan Bakar dan Kalor Perubahan Fisika
      Bahan bakar adalah zat yang dapat dibakar atau reaksi serupa pembakaran yang menyediakan kalor dan bentuk energi lain. Manusia di masa lampau menggunakan bahan bakar untuk mendapatkan kalor yang bersumber dari api. Api digunakan untuk kebutuhan memasak makanan dan mencegah makanan dari pembusukan. Saat ini, bahan bakar tidak hanya untuk kebutuhan rumah tangga dan menggerakkan mesin tetapi juga diperlukan untuk setiap peralatan teknologi modern. Misalnya, bahan bakar dipakai untuk membangkitkan listrik yang selanjutnya digunakan untuk teknologi komunikasi dan komputer, bahkan mesin roket untuk menjelajahi ruang angkasa membutuhkan bahan bakar.

• Makanan Sebagai Bahan Bakar

      Makanan memiliki peran penting dalam tiga kebutuhan pokok untuk tubuh, yaitu untuk pertumbuhan dan perbaikan jaringan, untuk sintesis senyawa yang digunakan dalam pengaturan proses tubuh, dan untuk memasok energi. Sekitar 80% energi yang digunakan adalah dalam bentuk kalor, sisanya digunakan untuk gerak otot, proses kimia, dan proses-proses tubuh lainnya. Tubuh membangkitkan energi dari makanan melalui proses metabolisme, yang prosesnya cukup rumit, tetapi untuk kepentingan pengukuran kalor yang terlibat dapat dibuat serupa dengan pembakaran yang dapat ditentukan dengan menggunakan kalorimeter.
     Makanan yang diolah dalam tubuh diubah menjadi energi umumnya berasal dari karbohidrat dan lemak. Karbohidrat terutama dalam bentuk glukosa (C6H12O6). Persamaan termokimia bentuk pembakaran satu mol glukosa adalah:

     Jadi untuk satu gram glukosa bila dibakar akan menghasilkan energi sebesar 15,6 kJ atau 3,72 kkal. Kelebihan energi hasil metabolisme dalam tubuh disimpan sebagai lemak dalam bentuk jaringan. Oleh karena itu, orang yang memiliki tubuh gemuk diduga adanya ketidakseimbangan antara makanan yang dipasok dengan energi yang dikeluarkan. Jika Karbohidrat yang dipasok kurang maka cadangan makanan dalam bentuk lemak akan diubah menjadi energi. Representasi dari lemak adalah Gliseril Trimiristat dengan rumus molekul C45H86O6. Persamaan termokimia untuk pembakaran satu mol Gliseril Trimiristat adalah:

     Satu gram lemak tersebut jika dibakar menghasilkan 38,5 kJ atau 9,20 kkal. Nilai rata-rata kuota untuk karbohidrat dan lemak adalah 4,0 kkal/g dan 9,0 kkal/g. Jadi lemak mengandung bahan bakar dua kali lebih banyak daripada karbohidrat untuk jumlah gram yang sama. Dengan demikian, bahan bakar dalam tubuh disimpan sebagai lemak dalam bentuk jaringan.

• Bahan Bakar Fosil

     Tumbuhan, batubara, minyak bumi, dan gas alam menyediakan energi yang mulanya bersumber dari matahari. Melalui proses fotosintesis, tumbuhan menyimpan energi dan dapat diperoleh kembali melalui pembakaran tumbuhan itu sendiri atau pelapukan tumbuhan yang diubah menjadi bahan bakar fosil. Semua bahan bakar fosil yang ada saat ini dibentuk selama jutaan tahun lampau ketika hewan dan tanaman aquatik terkubur dan tertekan oleh lapisan sedimen di bagian bawah laut dan lumpur. Selama kurun waktu itu materi-materi organik diubah oleh bakteri dan tekanan bumi menjadi minyak bumi, gas, dan batubara, yang saat ini merupakan sumber utama energi migas.

     Minyak bumi adalah cairan kental berwarna gelap yang tersusun dari campuran senyawa karbon, yaitu senyawa yang mengandung karbon dan hidrogen. Komposisi minyak bumi sangat beragam, mulai dari hidrokarbon dengan jumlah atom karbon rendah sampai tinggi (5-25 atom karbon membentuk rantai karbon). Gas alam biasanya diasosiasikan dengan deposit minyak bumi yang pada umumnya merupakan gas metana, sisanya gas etana, propana, dan butana.

     Gas alam dan minyak bumi digunakan bersama-sama sekitar tiga perempat dari bahan bakar fosil yang dikonsumsi tiap tahun. Gas alam cari yang utama adalah metana, CH4, dan kadang-kadang mengandung sedikit etana, propana, dan butana.

     Minyak bumi adalah campuran senyawa karbon yang sangat kompleks. Bensin yang diperoleh dari minyak bumi melalui proses kimia dan fisika mengandung banyak senyawa hidrokarbon berbeda. Salah satu hidrokarbon dalam bensin adalah oktan, C8H18. Pembakaran senyawa oktan melepaskan kalor sebanyak 5074 kJ/mol.

     Antrasit atau batubara keras adalah jenis batubara paling tua, diperkirakan mulai terbentuk sekitar 250juta tahun yang lampau dan mengandung karbon lebih dari 80%. Batubara Bituminit adalah jenis batubara paling muda, mengandung karbon sekitar 45%-65%. Pembakaran batubara dalam oksigen akan menghasilkan kalor sebsar 30,6kJ/g.

• Efek Karbon Dioksida (Global Warming)

     Bumi menerima energi radiasi dari matahari secara terus menerus. Sekitar 30% radiasi matahari dipantulkan oleh atmosfer bumi, sisanya dilewatkan melalui atmosfer menuju permukaan bumi. Sebagian energi yang sampai pada permukaan bumi diserap oleh tumbuhan untuk mendorong terjadinya fotosintesis, sebagian oleh laut atau danau untuk menguapkan air dan menjadi awan.

     Energi radiasi yang diserap oleh batuan, tanah, dan air dapat meningkatkan suhu permukaan bumi dan sebagian dipantulkan kembali ke atmosfer. Energi yang dipantulkan oleh permukaan bumi dalam bentuk radiasi, terutama sebagai radiasi infra merah atau disebut radiasi panas.

     Atmosfer,  seperti halnya kaca jendela, sangat transparan terhadap cahaya tampak tapi tidak membolehkan semua semua radiasi infra merah melewatinya. Molekul-molekul di atmosfer, terutama H2O dan CO2, sangat kuat menyerap radiasi infra merah dan meradiasikan kembali ke permukaan bumi. 

     Ini menyebabkan bumi menjadi lebih panas daripada radiasi langsung dari sinar matahari. Peristiwa pantul memantul di atmosfer bumi ini menjadikan seolah-olah atmosfer bumi menyerupai rumah kaca yang terbuat dari gelas, yang transparan terhadap radiasi cahaya tampak tapi menyerap radiasi infra merah, yang menimbulkan peningkatan suhu di dalam gedung yang dindingnya kaca. Efek rumah kaca ini lebih semarak di planet venus, dimana kerapatan atmosfer bertanggung jawab terhadap suhu permukaan planet yang tinggi.

• Sumber Energi Baru : Suatu Alternatif

     Dengan diketahuinya berbagai permasalahan lingkungan yang diakibatkan dari hasil pembakaran minyak bumi dan gas alam, maka para begawan di bidang sains berusaha mencari jalan keluar untuk memperoleh sumber energi masa depan dengan mempertimbangkan aspek ekonomi, cuaca, dan bahan dasarnya. Terdapat beberapa sumber energi potensial diantaranya sinar matahari, proses nuklir (fusi dan fisi), biomassa tanaman, dan bahan bakar sintetis. Pemanfaatan langsung sinar matahari sebagai sumber energi bagi rumah tangga, industri, dan transportasi tampaknya menjadi pilihan utama untuk jangka waktu panjang, dan sampai saat ini masih terus dikembangkan.

MASSA ATOM, JUMLAH PARTIKEL, DAN MOL

        Dalam kehidupan sehari-hari, satuan yang biasa dipakai untuk menyatakan ukuran suatu benda beragam. Misalnya, mengukur air dengan satuan liter, mengukur kain dengan satuan meter, dan menakar berat dengan satuan gram atau kilogram. Penggunaan satuan yang biasa dipakai, jika diterapkan untuk mengukur massa atau volume suatu atom dan molekul tampaknya tidak efisien karena atom berukuran sangat kecil.

       Oleh sebab itu, para pakar berupaya mencari solusi yang dapat menghubungkan antara ukuran partikel seperti atom atau molekul dengan ukuran yang dapat ditentukan secara laboratorium seperti gram atau liter. Hasilnya adalah massa relatif suatu atom dan konsep mol yang dapat menghubungkan satuan relatif atom dengan satuan yang dapat diukur secara laboratorium.

1. Massa Atom

         Sampai saat ini belum ada alat yang mampu menakar massa isotop atom, isotop adalah atom yang memiliki nomor atom yang sama tetapi memiliki nomor massa yang berbeda. Namun demikian, hal itu tidak menjadikan rintangan bagi para pakar sains untuk mencari cara yang dapat menentukan massa suatu isotop atom. Ini dibuktikan dengan telah berhasilnya para pakar dalam menetapkan massa isotop atom. Penentuan massa isotop atom dilakukan dengan cara membandingkan massa isotop atom yang akan ditentukan terhadap massa isotop atom unsur tertentu yang massanya telah ditetapkan. Dengan cara ini, massa isotop atom setiap unsur dapat ditentukan.

• Standar Satuan Massa Atom

         Pada awalnya, massa atom suatu unsur ditentukan dengan cara mengukur massa salah satu unsur yang bersenyawa dengan unsur lain. Misalnya dari hasil analisis terhadap komposisi air diperoleh data massa unsur hidrogen 11,17% dan massa unsur oksigen 88,17%. Berdasarkan data persen komposisi air, massa atom oksigen yang bersenyawa dengan hidrogen adalah :

         Jika dalam molekul air hanya terdapat satu atom oksigen yang bersenyawa dengan satu atom hidrogen, maka massa satu atom oksigen sama dengan 7,953 kali satuan massa atom hidrogen, tetapi fakta menunjukkan bahwa molekul air terdiri dari satu atom oksigen dan dua atom hidrogen sehingga masa satu atom oksigen sama dengan 2 x 7,953 x massa atom hidrogen atau 15,905 kali massa satu atom hidrogen.

• Spektrometer dan Isotop

      Penemuan massa atom secara instrumentasi mulai dilakukan pada awal abad ke-19, sejak ditemukannya teknik spektrometer yang dilakukan oleh Thompson, Aston, dan para peneliti lainnya. Prinsip kerja spektrometer massa adalah : atom diionisasi sehingga dihasilkan spesi bermuatan positif. Selanjutnya, ion yang terbentuk dipercepat oleh medan listrik dan dilewatkan melalui suatu magnet pengurai. Jejak partikel yang dihasilkan membentuk suatu lengkungan, ini disebabkan oleh defleksi magnet pengurai yang mempengaruhi ion bermuatan positif. Ukuran lengkungan bergantung pada angka banding massa muatan partikel (e/m), akibatnya berkas partikel yang menumbuk detektor bergantung pada angka banding e/m ion-ion yang terbentuk.

• Massa Atom Relatif

       Massa atom sangat kecil sekali jika kita hitung menggunakan satuan kilogram atau gram, oleh sebab itu, untuk lebih mudahnya massa atom dikonversikan kedalam satuan massa atom (sma), dimana 

      Massa atom relatif (Ar) suatu unsur didefinisikan sebagai jumlah total massa isotop dikalikan kelimpahannya di alam. rumusnya sebagai berikut :

       Oleh karena massa atom relatif sudah mempertimbangkan jumlah isotop dan kelimpahannya, maka untuk perhitungan dan pengukuran massa unsur-unsur dalam suatu zat di laboratorium didasarkan pada massa atom relatif ini. Dengan kata lain, tidak didasarkan pada massa salah satu isotop.

• Massa Molekul Relatif dan Massa Rumus Relatif

        Massa molekul relatif (Mr) suatu senyawa adalah jumlah total dari massa atom relatif unsur-unsur penyebutnya. untuk penggunaan rumus tidak jauh berbeda dengan rumus massa atom relatif (Ar) sebagai berikut : 

      Pada tahun 1858, Stanislao Cannizaro menemukan bahwa teori Avogadro tentang "konsep molekul" dapat digunakan sebagai dasar penentuan massa molekul berbagai gas. Jika dua macam gas yang volumnya (V) sama diukur pada suhu (T) dan tekanan (P) yang sama, maka masing-masing gas dapat ditentukan dari massa jenisnya.


      2. Konsep Mol
      Untuk mengetahui hubungan antara massa zat dalam satuan gram dengan Ar atau Mr zat itu memerlukan besaran lain, dinamakan mol. Mol adalah  suatu satuan zat yang dapat menjembatani antara massa (dalam satuan gram), jumplah partikel, dan Ar atau Mr zat itu. Hubungan antara massa dan jumlah partikel dapat dipelajari melalui teori Avogadaro tentang konsep molekul.

• Tetapan Avogadro

        Untuk mengetahui jumlah partikel suatu zat dalam massa tertentu dapat ditentukan dengan berbagai cara, salah satunya adalah melakukan pengukuran jumlah partikel alfa yang dipancarkan oleh unsur radioaktif. Unsur radioaktif adalah unsur yang dapat memancarkan partikel alfa, beta, dan gamma dengan sendirinya. Contohnya Uranium (U), Radium (Ra), Polonium (Po), dan Radon (Rn).
         Menurut Konvensi IUPAC, bilangan avogadro diberi lambang L. Lambang ini diambil dari huruf pertama nama Loschmidt, seorang pakar fisika Austria yang berhasil menentukan tetapan Avogadro pertama kali secara laboratorium, yaitu pada tahun 1865. Jadi tetapan Avogadro adalah :

Menurut Avogadro "pada suhu dan tekanan sama, setiap gas yang volumenya sama mengandung jumlah molekul sama". Makna dari teori ini adalah, gas apa saja selama suhu, tekanan, dan volume sama akan mengandung jumlah partikel sama banyak.

• Pengertian Mol

      mol adalah suatu satuan jumlah zat yang menyatakan banyaknya partikel zat itu. Gagasan para pakar menggunakan mol sebagai satuan untuk menyatakan jumlah partikel dalam suatu zat merupakan gagasan bijaksana. Seperti halnya dalam kehidupan sehari-hari, untuk menyaakan 12 buah benda dipakai satuan lusin, untuk menyatakan banyaknya kertas dipakai satuan rim (500 lembar). Berdasarkan kesepakatan para pakar kimia, untuk partikel yang jumlahnya sama sebanyak bilangan Avogadro dinyatakan sama dengan satu mol. Dengan kata lain, satu mol setiap zat mengandung sebanyak bilangan Avogadro partikel penyusun zat itu, baik atom, molekul, maupun ion.
Contoh :

• Massa Molar

       Berat zat yang harganya sama dengan  massa atom atau massa molekul relatif dinyatakan sebagai massa molar. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa, massa (gram) suatu zat yang besarnya sama dengan massa atom relatif untuk zat berupa atom, atau sebesar massa molekul relatif untuk zat berupa molekul atau senyawa ion adalah besarnya massa (gram) untuk satu mol zat. Masa atau mol zat dinamakan massa molar disingkat Mm.