Pernahkah ketika pagi hari berangkat ke sekolah, kita memikirkan hal-hal sederhana, seperti mata kita yang "melihat" pemandangan yang indah, sisi-sisi jalan yang penuh pohon "hijau" atau jalan yang penuh kendaraan "bermotor"? Kita juga "bernafas" atau "merasa lapar" yang kemudian mendorong kita untuk "makan" dan masih banyak lagi. Semua hal yang diberi tanda petik itu melibatkan suatu proses kimia yang terjadi tanpa kita sadari. Kita dapat "melihat" karena terjadi suatu reaksi kimia pada kornea mata dengan adanya sinar. Pohon yang "hijau" dapat melakukan fotosintesis yang mengubah karbondioksida menjadi tepung makanan. Pada kendaraan "bermotor" terjadi reaksi pembakaran bahan bakar dengan oksigen dari udara. "Rasa lapar" timbul karena adanya rangsangan yang berupa penurunan kadar gula dalam darah, yang dalam suatu proses biokimia diterjemahkan oleh otak sebagai rasa lapar.
Hampir tidak ada kejadian di dunia ini yang terjadi tanpa adanya suatu reaksi kimia. Oleh sebab itu, ilmu kimia merupakan ilmu yang menyangkut proses yang terjadi di dalam kehidupan kita sehari-hari.
"Tak kenal maka tak sayang", begitu kata pepatah. Jika kita mengenal ilmu kimia secara benar, tentu kita menyukainya. Betapa tidak? Ilmu kimia memberi sangat banyak manfaat dalam kehidupan kita. Selain menjelaskan berbagai kejadian kehidupan diatas, semua barang kebutuhan kita, mulai dari makanan, tekstil, kosmetik, hingga berbagai bagian alat transportasi, merupakan produk kimia yang dibuat oleh manusia, bukan oleh alam.
- Ruang Lingkup Kimia
Ilmu yang mempelajari alam semesta disebut ilmu pengetahuan alam (
natural science = IPA). Ilmu kimia adalah salah satu diantara ilmu-ilmu IPA. Alam semesta merupakan kejadian yang dapat dipisahkan menjadi ilmu kimia, ilmu fisika dan ilmu biologi, tetapi alam sendiri tidak mengenal pembedaan ini. Pembedaan tersebut hanyalah untuk mempermudah pemahaman kita atas kejadian-kejadian di alam.
Ilmu Pengetahuan Alam sudah diajarkan sejak di Sekolah Dasar dengan memperkenalkan beberapa topik pilihan. Dengan berlakunya kurikulum baru, ilmu kimia mulai diperkenalkan di Sekolah Menengah Pertama (SMP). Oleh karena itu, kita tentu sudah mempunyai dasar yang cukup untuk melanjutkan pelajaran ilmu kimia di SMA. Namun demikian, untuk menyegarkan ingatan kita, kita akan melihat sekali lagi tentang apakah ilmu kimia itu. Mudah-mudahan kita memperoleh gambaran yang lebih baik, sehingga menjadi lebih mudah untuk memahami pelajaran selanjutnya.
Apakah ilmu kimia itu?
Sulit mendefinisikan ilmu kimia sehingga mencakup semua ruang lingkup kimia. Secara singkat, dapat dikatakan bahwa ilmu kimia adalah ilmu
pemahaman dan rekayasa materi. Rekayasa yaitu mengubah suatu materi menjadi materi yang lain. Untuk dapat melakukan rekayasa tersebut, para ahli perlu memahami ilmu kimia, yaitu mengetahui susunan, struktur serta sifat-sifat materi. Oleh karena itu, ilmu kimia dapat didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang
susunan, struktur, sifat, perubahan materi, serta
energi yang menyertai perubahan tersebut. Kita akan membahas definisi ini sehingga menjadi lebih jelas.
Pertama, apa yang dimaksud dengan
susunan materi? Cobalah renungkan pertanyaan berikut: Apakah air itu? Apakah hakikat perbedaan air dan zat lainnya, misalnya alkohol? Mengapa alkohol dapat terbakar, sedangkan air justru mematikan api? Dalam ilmu kimia, air dan alkohol digolongkan sebagai
senyawa, yaitu perpaduan dari dua jenis
unsur atau lebih dengan komposisi tertentu. Unsur adalah zat yang paling dasar dan penyusun segala macam senyawa. Air adalah senyawa yang tersusun dari dua jenis unsur, yaitu hidrogen dan oksigen, dengan
rumus kimia H
2O, sedangkan alkohol adalah senyawa yang tersusun dari tiga jenis unsur, yaitu karbon, hidrogen dan oksigen, dengan rumus kimia C
2H
5OH. Rumus kimia menyatakan susunan atau hakikat zat. Setiap zat mempunyai susunan tertentu yang berbeda dari zat lainnya. Para ahli kimia menentukan susunan setiap zat melalui percobaan, mulai dari zat yang sederhana, seperti air, hingga zat yang sangat kompleks, seperti protein dan DNA. Pengetahuan tentang susunan zat membantu pemahaman tentang sifat zat itu. Alkohol dapat terbakar karena karbon, oksigen dan hidrogen di dalamnya membentuk ikatan yang kurang stabil dan dapat bergabung atau bereaksi dengan oksigen di udara membentuk ikatan yang lebih stabil. Di lain pihak, air merupasenyawa yang tersusun dari hidrogen dan oksigen yang membentuk ikatan stabil. Air tidak dapat bereaksi dengan oksigen di udara karena tidak dapat membentuk ikatan yang lebih stabil.
Kemudian apa yang dimaksud dengan
struktur materi? anda telah mempelajari bahwa materi terdiri atas partikel dasar yang disebut
atom. Atom sejenis atau berlainan dapat bergabung membentuk
molekul. Atom dan molekul bersifat netral. Atom atau kumpulan atom yang bermuatan listrik disebut ion. Jadi, yang dimaksud dengan struktur materi adalah gambaran tentang bagaimana atom-atom saling terikat. Struktur berpengaruh besar pada sifat-sifat materi. Intan dan grafit, keduanya tersusun dari atom karbon, tetapi keduanya sangat berbeda, bukan? Intan merupakan materi yang mempunyai kekerasan paling tinggi, sehingga dapat dipakai sebagai "pisau" untuk memotong kaca; selain itu, karena kilauannya intan dapat dipakai untuk perhiasan. dilain pihak, grafit tidak mempunyai kekerasan yang tinggi dan dapat menghantar listrik. Grafit terdiri dari lapisan-lapisan yang mudah bergeser, sehingga dapat digunakan sebagai pelicin, seperti oli. Perbedaan tersebut te rjadi karena adanya perbedaan struktur intan dan grafit. Struktur zat dapat ditentukan melalui percobaan. Apalagi, sejak abad ke-19 telah dikembangkan berbagai alat canggih untuk penetapan struktur zat, termasuk berbagai jenis spektrometer dan difraktometer sinar X.
Ilmu kimia juga mempelajari
sifat materi. Para ahli telah mengidentifikasi dan mencatat sifat dari jutaan jenis zat. Setiap zat mempunyai sifat khas (spesifik) yang membedakannya dari zat lain. Selain itu, antara berbagai jenis zat juga terdapat kemiripan sifat. Berdasarkan kemiripan sifatnya, zat kimia dapat diklasifikasikan dan hal ini sangat memudahkan kita mempelajari ilmu kimia. Pengetahuan yang diperoleh dari pengamatan tentang sifat zat disebut pengetahuan
deskriptif.
Ilmu kimia tidak hanya mempelajari sifat zat, tetapi juga berusaha mencari prinsip yang mengatur sifat-sifat zat tersebut, serta merumuskan
teori untuk menerangkan mengapa hal itu terjadi. Misalnya, salah satu sifat kimia alkohol adalah dapat terbakar. Ilmu kimia mencoba menjelaskan mengapa alkohol dapat terbakar. Seperti telah disebutkan diatas, sifat dapat terbakar alkohol terjadi karena zat ini dapat bereaksi dengan oksigen. Cabang ilmu kimia yang mencoba memberi penjelasan tentang sifat materi disebut
kimia teoretis. Teori kimia menjelaskan fenomena alam secara mendasar. Penjelasa berfokus pada sifat partikel dasar penyusun materi.
Bagian paling penting dari ilmu kimia adalah tentang
perubahan materi. Para ahli menggunakan perubahan kimia untuk membuat bahan baru dari bahan alam yang relatif murah, misalnya dalam bidang farmasi dan penciptaan obat-obatan yang sintetis (bukan alami), plastik seperti polietilena (PE), polivinilklorida (PVC), polikarbonat dan nilon.
Perubahan materi sering disertai perubahan energi dalam jumlah yangcukup besar, sehingga dapat digunakan untuk sumber energi. Misalnya, pada reaksi pembakaran bahan bakar minyak. energi yang dibebaskan pada reaksi pembakaran itu dapat digunakan untuk memasak, menggerakkan kendaraan ataupun menjalankan industri. Bahkan, las karbida (asetilena) dapat bereaksi dengan oksigen dari udara menghasilkan api dengan suhu 3.200 K.
Manfaat Belajar Ilmu Kimia
Mungkin ada yang bertanya tentang apa manfaat mempelajari ilmu kimia. Manfaat yang segera ketika mempelajari ilmu kimia adalah pemahaman yang lebih baik terhadap alam sekitar dan berbagai proses yang berlangsung di dalamnya, sehingga kita dapat mengontrol perubahan ini demi keuntungan bagi kehidupan manusia dan lingkungan. Di atas telah dibahas perbedaan antara air dan alkohol. Jika sifat dapat terbakar dari alkohol dipertanyakan kepada orang yang tidak mempelajari ilmu kimia, mungkin ia akan menjawabnya dengan mengatakan "sudah begitu dari asalnya". Akan tetapi, orang yang sudah mempelajari ilmu kimia dapat menjelaskan sifat tersebut secara rasional.
Manfaat yang lebih jauh dari belajar ilmu kimia adalah untuk mengubah bahan alam menjadi produk yang lebih berguna untuk memenuhi kebutuhan kita, misalnya pembuatan sabun dari minyak sawit. Dunia modern merupakan dunia dimana manusia menjadi terbiasa dengan kemudahan yang diperoleh dari ilmu kimia. Pikirkanlah tentang sabun, pasta gigi, tekstil, kosmetik, plastik, obat-obatan, pupuk, pestisida, bahan bakar, cat, bumbu masak dan berbagai macam jenis makanan olahan. Semua itu merupakan hasil dari penerapan ilmu kimia. Hampir semua bahan keperluan kita, sedikit banyak, baik langsung atau tidak langsung, mengalami sentuhan kimia. bukan hanya bahan keperluan sehari-hari, ilmu kimia juga punya andil besar dalam berbagai jenis produk teknologi seperti pesawat televisi, mesin pendingin dan pesawat terbang. Material yang digunakan untuk berbagai produk tersebut memerlukan komposisi dan sifat khusus yang ditemukan oleh para ahli kimia. Sebagai contoh, pikirkanlah industri mobil, mulai dari logam untuk rangka dan mesinnya, cat, ban, plastik serta kaca untuk komponen lainnya. semua itu memerlukan pengetahuan kimia. dimasa yang akan datang, dengan jumlah penduduk yang semakin bertambah sementara daya dukung alam yang terbatas, peranan ilmu kimia akan semakin penting.
Dibalik sumbangan ilmu kimia yang besar bagi kehidupan kita, secara jujur harus diakui bahwa banyak produkkimia yang kemudian terbukti menimbulkan masalah. Contohnya adalah DDT, plastik, CFC dan berbagai bahan sintesis lainnya. DDT adalah insektisida yang digunakan untuk memerantas nyamuk dan hama tanaman. DDT telah berhasil membasmi nyamuk malaria, sehingga dapat menyelamatkan nyawa jutaan umat manusia. akan tetapi senyawa ini ternyata
persisten (stabil, sukar sekali diuraikan mikroorganisme), sehingga limbahnya mencemari air dan tanah. DDT dapat masuk ke dalam rantai makanan sehingga membahayakan kehidupan berbagai jenis fauna, juga manusia. Hal seperti itu kurang diantisipasi sebelumnya. Demikian juga halnya dengan berbagai produk kimia lain. Plastik dan CFC ternyata menimbulkan pencemaran lingkungan lingkungan, sebab pembakaran plastik yang tidak benar akan menghasilkan senyawa dioksin yang amat beracun, sedangkan CFC dapat mengikis lapisan ozon bumi yang berguna untuk melindungi kita dari sinar ultra violet matahari (penyebab kanker kulit). Kini, para ahli terus melakukan penelitian untuk menanggulangi berbagai kasus pencemaran. di masa mendatang, produk sintetis harus dipelajari secara lebih seksama sehingga meminimalkan masalah lingkungan.
Manfaat lain dari belajar kimia adalah masalah pembentukan sikap. Dalam mempelajari ilmu kimia atau ilmu pengetahuan pada umumnya, kita senantiasa berhadapan dengan masalah dan berusaha memecahkannya secara sistematis. Seringkali masalah dalam ilmu kimia terlihat rumit dan kompleks, sehingga ada kesan bahwa ilmu kimi adalah ilmu yang sukar. sebenarnya kerumitan itu akan menjadi suatu keuntungan jika disikapi dengan benar. Apabila kita menjadi terbiasa menghadapi masalah, kemudian memecahkannya secara logis dan terencana, maka kebiasaan itu akan membantu kita dalam menghadapi persoalan hidup sehari-hari. Di atas segalanya itu, ilmu kimia akan menunjukkan kepada anda betapa teraturnya alam ini, baik alam makro maupun mikro. Kiranya semua itu akan menambah kekaguman kita kepada Sang Pencipta.
Hubungan Ilmu Kimia dengan Ilmu Pengetahuan Lain
Ilmu kimia disebut juga
central science karena peranannya yang sangat penting diantara ilmu pengetahuan lain. tidak ada bidang ilmu pengetahuan alam yang tidak bergantung pada ilmu kimia. Pengembangan dalam bidang kedokteran, farmasi, geologi, pertanian dan sebagainya, tak mungkin terjadi tanpa kemajuan yang dicapai dalam ilmu kimia. Juga hampir tidak ada industri yang tidak bergantung pada proses kimia. Demikian pula dalam dunia pendidikan, kimia berperan sentral. Dalam pelajaran biologi, geologi dan fisika kita akan menemukan topik 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 hal sintesis obat baru. Kemajuan dalam cara penentuan struktur molekul telah memacu kemajuan dalam bidang biologi dan kedokteran. Kemajuan yang dicapai dalam bidang analisis kimia membawa kemajuan dalam berbagai bidang seperti kedokteran, geokimia, ilmu lingkungan dan industri.
Ilmu kimia juga membantu menyelesaikan masalah sosial, seperti masalah ekonomi, hukum, seni dan lingkungan. Berkat kemajuan dalam kimia analisis, komposisi suatu produk dapat ditentukan. Dengan demikian, pemalsuan suatu produk dapat dibuktikan. dibidang hukum, ilmu kimia dapat digunakan, misalnya untuk identifikasi barang bukti kejahatan. Sehelai rambut yang tertinggal di tempat kejadian perkara dapat digunakan sebagai petunjuk seorang dalam suatu aksi kejahatan. Begitu juga dalam bidang seni, ilmu kimia dapat digunakan untuk menentukan asli tidaknya suatu karya seni.
Pemecahan masalah lingkungan, industri dan kesehatan umumnya memerlukan kimia. Jika kita melakukan penelitian untuk memahami penipisan lapisan ozon atau struktur kristal suatu batuan atau material superkonduktor atau proses metabolisme dan pernapasan atau pengaruh obat terhadap tubuh. Anda memerlukan ilmu kimia.
Dewasa ini, kehidupan kita sehari-hari semakin dibanjiri bahan kimia buatan. Banyak hal dalam penanganan masalah lingkungan maupun kesehatan juga memerlukan pengetahuan kimia. Jadi, bukan hanya orang yang bekerja di laboratorium kimia saja yang berhadapat dengan bahan kimia, tetapi semua orang, termasuk anak-anak dan ibu rumah tangga. Oleh karena itu, semua orang hendaknya "melek" kimia. demikian juga para pengambil keputusan dan penentu kebijakan harus memahami ilmu kimia, sehingga mereka tidak mengambil keputusan atau kebijakan yang dapat menyebabkan masalah, seperti masalah kesehatan dan lingkungan.
Bahan kimia itu sendiri sebenarnya tidak perlu ditakuti, tetapi haruslah ditangani secara tepat. Perlu disadarisebenarnya tidak perlu ditakuti, tetapi haruslah ditangani secara tepat. Perlu disadari bahwa tidak ada satupun zat kimia yang seratus persen aman. bahkan garam dapur, sesuatu yang selalu ada dalam makanan kita sehari-hari, dapat menimbulkan masalah jika kita makan berlebihan. Kafein, zat aktif yang terdapat dalam kopi, teh atau coklat dalam jumlah kecil dapat merangsang sistem syaraf, tetapi dalam dosis tunggal sebanyak 5 gram akan berakibat fatal (mematikan). Bahan kimia yang relatif berbahaya sehingga memerlukan penanganan yang khusus digolongkan sebagai bahan berbahaya dan beracun (B3). beberapa contoh B3 yang sering terdapat di rumah tangga adalah pemutih, pembersih lantai, pestisida seperti obat nyamuk dan racun tikus, beberapa bahan kosmetik seperti semir rambut dan alkohol. bahan-bahan seperti itu haruslah disimpan baik-baik dan dihindarkan dari jangkauan anak-anak. Penanganan bahan-bahan tersebut diatur oleh peraturan pemerintah.
Begitu juga dengan penanganan sampah atau limbah. Karena kita semakin banyak menggunakan produk industri, semakin banyak limbah yang tidak aman untuk lingkungan. Misalnya adalah limbah plastik, ban bekas, deterjen, pupuk, pestisida dan berbagai limbah industri. Janganlah kita membakar limbah plastik, ban bekas, sebab pembakaran bahan seperti itu dapat menghasilkan berbagai jenis racun yang akan mencemari udara.
Selain berguna bagi ilmu lain, sebaliknya, ilmu kimia juga memerlukan ilmu lain seperti matematika, fisika dan biologi. Penjabaran konsep kimia seperti teori atom dan termodinamika kimia memerlukan matematika tingkat tinggi dan konsep fisika. Batas antara kimia dan fisika sangat tipis. anda akan menemukan berbagai topik yang akan dibahas dalam kimia juga dibahas dalam fisika.
Perkembangan Ilmu Kimia
Sekitar tahun 3500 SM, peradaban Mesir kuno sudah mempraktikkan reaksikimia. Pada masa ini telah diketahui cara membuat anggur, mengawetkan mayat dan mengolah beberapa logam seperti tembaga dan timah.
Sekitar abad ke - 4 SM, para filsuf Yunani termasuk
Democritus dan
Aristoteles, mencoba memahami hakikat materi. Menurut Democritus materi bersifat diskontinu, terdiri dari partikel kecil yang disebutnya atom. Akan tetapi, Aristoteles menolak pendapat Democritus dengan mengatakan bahwa materi bersifat kontinu, tidak ada yang tidak terbagi.
Pada abad pertengahan, yaitu dari tahun 500 - 1600, kimia lebih diarahkan ke segi praktis ketimbang pemikiran tentang hakikat materi. Pada masa itu, para ilmuwan Arab dan Persia telah dapat membuat berbagai jenis zat, seperti alkohol, arsen, zink, asam iodida, asam sulfat dan asam nitrat. Para ahli kimia abad pertengahan juga berupaya untuk mengubah beberapa logam seperti besi, tembaga dan zink menjadi emas. Selain itu, mereka juga berusaha mencari obat mujarab yang dapat memperpanjang umur tanpa batas. Nama ilmu kimia lahir pada masa ini. Nama itu berasal dari bahasa Arab
al-kimiya yang artinya perubahan materi. Nama itu diberikan oleh seorang ilmuwan Arab yaitu
Jabir Ibn Hayyan (700-778).
Kimia modern dapat dikatakan lahir pada abad 18, ketika ahli kimia dari Perancis,
Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794), melakukan serangkaian percobaan yang akhirnya menemukan hukum kekekalan massa. PAda tahun 1803,
John Dalton (1766-1844), seorang guru sekolah dari Inggris, mengajukan teori atom yang pertama. Sejak Dalton, ilmu kimia berkembang dengan sangat pesat. Pada tahun 1800, baru sekitar 30 unsur yang dikenal. Jumlah ini meningkat menjadi lebih dari 80 pada tahun 1900 dan kini sudah lebih dari 100 unsur
Ini adalah makanan yang tidak bisa dibeli dengan uang. Kisah ini adalah kisah nyata sebuah keluarga yang sangat miskin, yang memiliki seorang anak laki-laki. Ayahnya sudah meninggal dunia, tinggalah ibu dan anak laki-lakinya untuk saling menopang.
Ibunya bersusah payah seorang membesarkan anaknya, saat itu kampung tersebut belum memiliki listrik. Saat membaca buku, sang anak tersebut diterangi sinar lampu minyak, sedangkan ibunya dengan penuh kasih menjahitkan baju untuk sang anak.
Saat memasuki musim gugur, sang anak memasuki sekolah menengah atas. Tetapi justru saat itulah ibunya menderita penyakit rematik yang parah sehingga tidak bisa lagi bekerja disawah.
Saat itu setiap bulannya murid-murid diharuskan membawa tiga puluh kg beras untuk dibawa kekantin sekolah. Sang anak mengerti bahwa ibuya tidak mungkin bisa memberikan tiga puluh kg beras tersebut.
Dan kemudian berkata kepada ibunya: "Ma, saya mau berhenti sekolah dan membantu mama bekerja di sawah". Ibunya mengelus kepala an.... 
