Strukturisasi Materi Konsep Zat

                  Peta Konsep

Sub Konten	Uraian Konten (Materi)	Konten Prasayarat & Penunjang	Aplikasi dalam kehidupan
Wujud Zat	Menurut wujudnya zat digolongkan menjadi tiga yaitu : a.    zat padat, b.    zat cair, dan c.    zat gas. 1.    Perubahan Wujud Zat a.    Membeku Peristiwa perubahan wujud dari cair menjadi padat. Dalam peristiwa ini zat melepaskan energi panas. b.   Mencair Peristiwa perubahan wujud zat dari padat menjadi cair. Dalam peristiwa ini zat memerlukan energi panas. c.    Menguap Peristiwa perubahan wujud dari cair menjadi gas. Dalam peristiwa ini zat memerlukan energi panas. d.   Mengembun Peristiwa perubahan wujud dari gas menjadi cair. Dalam peristiwa ini zat melepaskan energi panas. e.    Menyublim Peristiwa perubahan wujud dari padat menjadi gas. Dalam peristiwa ini zat memerlukan energi panas. f.     Mengkristal Peristiwa perubahan wujud dari gas menjadi padat. Dalam peristiwa ini zat melepaskan energi panas. Gambar 1.1 Skema Perubahan Wujud Zat	Konten Prasayarat Konsep : Zat adalah sesuatu yang menempati ruang dan memiliki massa. Konten Penunjang : a.    Zat Padat Padat adalah keadaan benda di mana volume dan bentuk tetap. Di dalam benda padat terdapat atom/molekul berdekatan, atau "keras", tetapi, tidak mencegah benda padat berubah bentuk atau terkompresi. Dalam fase padat, atom memiliki order ruang karena semua benda memiliki energi kinetik, atom dalam benda padat yang paling keras bergerak sedikit, tetapi gerakan ini tak terlihat. b.    Zat Cair Zat Cair adalah zat di mana volumenya mengikuti bentuk wadah. Zat cair merupakan salah satu jenis fluida. Fluida merupakan zat yang mengalir. c.    Zat Gas Gas adalah suatu fase benda. Seperti cairan, gas mempunyai kemampuan untuk mengalir dan dapat berubah bentuk. Namun berbeda dari cairan, gas yang tak tertahan tidak mengisi suatu volume yang telah ditentukan, sebaliknya gas mengembang dan mengisi ruang apapun di mana mereka akan berada. Tenaga gerak/energi kinetis dalam suatu gas adalah bentuk zat terhebat kedua (setelah plasma). Karena penambahan energi kinetis ini, atom-atom gas dan molekul sering memantul antara satu sama lain, apalagi jika energi kinetis ini semakin bertambah. d.      Perubahan wujud zat adalah perubahan termodinamika dari satu fase benda ke keadaan wujud zat yang lain e.       Energi panas adalah segala kemampuan yang terjadi akibat adanya pengaruh panas.	a.    Membeku Gambar di atas adalah gambar es krim yang diperoleh dengan cara perubahan wujud membeku yaitu perubahan wujud dari cair manjadi padat. Es krim ini terbentuk karena air yang di campur dengan gula di dinginkan di dalam frezes pada suhu tertentu sehingga berubah menjadi padat. b.   Mencair Gambar di atas menunjukkan salah satu peristiwa di alam yaitu mencairnya es dikutub karena kenaikan suhu bumi. Perubahan wujud mencair yaitu perubahan wujud dari padat menjadi cair. Contoh lain yang sering kita temui adalah mencairnya margarin ketika kita menuangkannya ke atas wajan yang di panaskan, mencairnya besi ketika besi itu dileburkan dan ingin di jadikan sesuatu yang lain, melelehnya lilin atau plastik ketika dipanaskan c.    Menguap Gambar di atas menunjukkan salah satu contoh dari peristiwa menguap yaitu perubahan wujud dari cair menjadi gas. Peristiwa di atas kalian sering temui ketika ibu kalian sedang memasak air. Ketika air terus di panaskan maka akan berubah mennjadi uap. Hal ini disebakan karena partikel air yang dulunya lebih rapat karena adanya perubahan suhu menjadi lebih panas partikel akan menjadi lebih renggang dan gerakkanya partikel juga menjadi lebih bebas saat itulah menjadi gas terjadi. d.   Mengembun Gambar di atas menunjukkan salah satu contoh dari peristiwa pengembunan yaitu perubahan wujud dari gas menjadi zat cair. Peristiwa di atas sering kalian temui diwaktu pagi hari yaitu pada dedaunan ada titik-titik air, hal ini disebabkan karena udara di sekitar daun berubah menjadi zat cair karena suhunya rendah di waktu malam hari. Peristiwa lain yang merupakan contoh dari peristiwa pengembunan adalah apabila kalian membuka magig ger yang sedang listriknya mati maka di atas tutup akan ada bintik-bintik air. bintik air ini terjadi karena perubahan wujud dari gas yang dihasilkan panas nasi beruabah menjadi cair ketika di bawah tutup karena perubahan suhu. e.    Menyublim   Gambar di atas adalah gambar yang menunjukkan salah satu contoh peristiwa menyublim yaitu perubahan zat padat menjadi zat gas. Tentu kalian sudah sering meilihatnya di rumah kalian. Ibu kalian sering menggunakan kapur barus itu di dalam almari atau di kamar mandi. Tujuan ibu kalian menruhnya di almari dengan tujuan untuk mengurangi bau apek atau tidak enak pada almari yang penuh dengan baju. sehingga almari tidak menjadi lembab. Selain itu alasan digunakannya kapur barus di almari ternyata karena perubahan wujud ini sering disebut dengan menyublim. Jadi menyublim adalah perubahan wujud dari padat menjadi gas tanpa mengalami fase cair. f.     Mengkristal Gambar di atas menunjukkan salah satu contoh dari peristiwa mengkristal yaitu perubahan wujud dari gas menjadi zat padat. Contohnya ialah perubahan uap menjadi salju.
Teori Partikel Zat	A.  Teori Partikel Zat Zat tersusun atas partikel-partikel yang sangat kecil. Partikel-partikel itu yang dinamakan molekul. Teori molekul atau teori atom dapat digunakan untuk menjelaskan perubahan wujud zat. a.    Zat Padat Zat padat tersusun atas partikel-partikel yang teratur dan mempunyai jarak antarpartikel yang sangat rapat. Gaya tarik-menarik antarpartikel zat padat sangat kuat. Hal tersebut menyebabkan partikel pada zat padat tidak dapat bergerak secara bebas untuk berpindah tempat. Gerak molekul-molekul zat padat hanya sebatas bergetar dan berputar-putar pada tempatnya saja. Keadaan tersebut yang menyebabkan zat padat dapat mempertahankan bentuk dan volumenya sehingga zat padat selalu mempunyai bentuk dan volume yang tetap. Gambar 1.2  Susunan partikel zat padat b.   Zat Cair Berbeda dengan zat padat, zat cair mempunyai susunan partikel yang kurang teratur dan kurang rapat dibandingkan susunan partikel pada zat padat. Selain itu, gaya tarik antar partikel agak lemah. Hal inilah yang menyebabkan partikel-partikel dapat bergerak bebas untuk berpindah tempat. Akan tetapi, partikel-partikel penyusun pada zat cair tidak dapat memisahkan diri dari kelompoknya. Keadaan ini menyebabkan volume zat cair selalu tetap, walaupun bentuknya selalu berubah mengikuti tempatnya.          Gambar 1.3 Susunan partikel zat cair c.    Zat Gas Zat gas mempunyai sifat bentuk berubah-ubah dan volume berubah-ubah. Bentuknya dapat berubah-ubah dikarenakan partikel-partikel pada zat gas tersusun tidak teratur, letak partikel-partikelnya berjauhan,  gaya tarik antar partikel sangat lemah. Volume pada zat gas dapat berubah-ubah dikarenakan partikel tersebut dapat bergerak bebas meninggalkan kelompoknya.        Gambar 1.4 Susunan partikel zat gas Berdasarkan perubahan wujud zat pada teori partikel, saat zat padat dipanaskan, mengakibatkan partikel-partikel zat padat bergerak lebih cepat dan gaya tarik antarpartikel menjadi lemah. Akibatnya ialah partikel-partikel dapat berpindah tempat menyebabkan wujud zat berubah dari padat menjadi cair. Bila zat cair dipanaskan, maka akan mengakibatkan partikel-partikel zat cair bergerak dengan cepat dan gaya tarik antarpartikel tersebut pun menjadi lemah. Akibatnya partikel-partikel pada zat cair dapat berpindah-pindah tempat yang menyebabkan wujud zat berubah dari cair menjadi gas. 2.    Kohesi dan Adhesi Setetes air yang jatuh di kaca meja akan berbeda bentuknya bila dijatuhkan pada sehelai daun talas. Mengapa demikian? Antara molekul-molekul air terjadi gaya tarik-menarik yang disebut dengan gaya kohesi molekul air. Gaya kohesi dapat diartikan sebagai gaya tarikmenarik antara partikel-partikel zat yang sejenis.  Gambar 1.5 Gaya tarik-menarik antarpartikel Pada saat air bersentuhan dengan benda lain, molekul-molekul bagian luarnya akan tarik-menarik dengan molekul-molekul luar benda lain tersebut. Gaya tarik-menarik antara partikel zat yang tidak sejenis disebut gaya adhesi. Gaya adhesi antara molekul air dengan molekul kaca berbeda dibandingkan gaya adhesi antara molekul air dengan molekul daun talas. Gambar 1.6 Gaya Adhesi terjadi pada moleku-molekul yang tidak sejenis Demikian pula dengan gaya kohesi antarmolekul air lebih kecil daripada gaya adhesi antara molekul air dengan molekul kaca. Itulah sebabnya air dapat membasahi kaca dan akan berbentuk melebar. Namun air tidak membasahi daun talas dan tetes air berbentuk bulat-bulat menggelinding di permukaan karena gaya kohesi antarmolekul air lebih besar daripada gaya adhesi antara molekul air dan molekul daun talas. Gaya kohesi maupun gaya adhesi mempengaruhi bentuk permukaan zat cair dalam wadahnya. Misalkan ke dalam dua buah tabung reaksi masing-masing diisikan air dan raksa. Apa yang terjadi? Permukaan air dalam tabung reaksi berbentuk cekung disebut meniskus cekung, sedangkan pada permukaan raksa dalam tabung reaksi berbentuk cembung disebut meniskus cembung, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.7. Hal tersebut dapat dijelaskan bahwa gaya adhesi molekul pada air dengan molekul kaca lebih besar dari pada gaya kohesi antar molekul pada air, sedangkan gaya adhesi molekul raksa dengan molekul kaca lebih kecil daripada gaya kohesi antara molekul raksa. Gambar 1.7 Meniskus Cekung dan cembung Meniskus cembung maupun cekung menyebabkan sudut kontak antara bidang wadah (tabung) dengan permukaan zat cair berbeda besarnya. Meniskus cembung menimbulkan sudut kontak tumpul (>900), sedangkan pada meniskus cekung menimbulkan sudut kontak lancip (<900). 3.    Kapilaritas Gaya kohesi dan gaya adhesi berpengaruh pada gejala kapilaritas. Kapilaritas adalah gejala naik atau turunnya cairan di dalam pipa kapiler atau pipa kecil. Sebuah pipa kapiler kaca bila dicelupkan pada tabung berisi air akan dijumpai air dapat naik ke dalam pembuluh kaca pipa kapiler, sebaliknya bila pembuluh pipa kapiler dicelupkan pada tabung berisi air raksa akan dijumpai bahwa raksa di dalam pembuluh kaca pipa kapiler lebih rendah permukaannya dibandingkan permukaan raksa dalam tabung. Jadi, kapilaritas sangat tergantung pada kohesi dan adhesi. Air naik dalam pembuluh pipa kapiler dikarenakan adhesi sedangkan raksa turun dalam pembuluh pipa kapiler dikarenakan kohesi. Perhatikan gambar berikut. Gambar 1.7 Perbedaan ketinggian permukaan air dan raksa dalam pipa kapiler Sekarang ini, banyak dikembangkan teknologi yang mendasarkan pada gaya adhesi maupun kohesi. Beberapa tekstil kain tiruan menghasilkan kain yang kohesif terhadap debu. Jadi, pakaian dari bahan tersebut tidak mudah kotor. Di lain pihak, banyak ditemukan bahan-bahan adhesif yang serbaguna, lem alteco, dan sejenisnya sangatlah berguna bagi kehidupan. Bahkan, luka bekas operasi sekarang tidak perlu dijahit melainkan cukup dilem dengan lem khusus yang adhesif dengan jaringan kulit dan otot.	Konsep : Molekul adalah bagian terkecil suatu zat yang masih memiliki sifat zat itu.  Atom adalah partikel yang sangat kecil penyusun suatu benda. Konsep : Cembung dan cekungnya adalah peristiwa dimana permukaan zat cair dalam tabung disebut meniskus. a.       Atom adalah bagian terkecil dari unsur yang tidak dapat dibagi-bagi dan masih memiliki sifat-sifat unsur tersebut. Sebagai contoh besi tersusun oleh atom-atom besi, emas tersusun oleh atom-atom emas, dan sebagainya. b.      Partikel merupakan satuan bagian terkecil dari suatu materi c.       Volume atau bisa juga disebut kapasitas adalah penghitungan seberapa banyak ruang yang bisa ditempati dalam suatu objek d.      Molekul adalah bagian terkecil suatu zat yang masih memiliki sifat zat itu. ” e.       Air Raksa atau Mercury merupakan satu-satunya logam berbentuk cairan, berwarna abu-abu keperakan, mudah menguap pada suhu kamar, dan tidak berbau. f.       Sudut kontak adalah sudut di mana antarmuka cair / uap memenuhi permukaan padat. g.      Pipa kapiler adalah pipa pada alat pendingin yang paling kecil baik itu pada AC, Kulkas, Freezer, Dispenser, dll. Ukuran pipa kapiler pada kulkas, freezer, atau dispenser sekitar 0,26” sampai 0,31”. h.      Kapilaritas adalah peristiwa naik atau turunnya permukaan zat cair pada pipa kapiler	Beberapa benda seperti besi, kayu, aluminium termasuk zat padat. Air, minyak termasuk zat cair, sedangkan gas elpiji, udara termasuk zat gas. Contoh gaya kohesi ialah : a.    gaya tarik menarik antara molekul kayu membentuk kayu b.    gaya tarik menarik antara molekuk kapur membentuk kapur batang c.    gaya tarik menarik antara molekul-molekul pada gula membentuk butiran gula pasir Contoh gaya adhesi ialah : a.    Tinta dapat menempel di kertas b.    Kapur / tinta dapat menempel di papan tulis c.    Semen dapat melekatkan batu dengan pasir d.   Cat dapat menempel pada tembok Contoh dari peristiwa kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari : a.    Naiknya minyak tanah melalui sumbu kompor b.    Naiknya minyak tanah melalui sumbu pada lampu tempel c.    Naiknya air tanah sampai ke daun melalui pembuluh tapis d.   Menetesnya air pada kain dalam ember yang semampai e.    Basahnya tembok pada rumah bagian dalam ketika hujan. Ketika terkena hujan, maka tembok bagian luar akan basah, kemudian merembes ke bagian yang lebih dalam.
Massa Jenis	A.    Massa Jenis Sebuah kelereng dapat ditimbang massanya dan dihitung volumenya. Hasil dari perbandingan antara massa dan volume kelereng menunjukkan kerapatan molekul-molekul yang terdapat di dalam kelereng. Hasil tersebut tentunya berbeda dengan perhitungan yang didapat dari perbandingan massa suatu bola gabus dengan volumenya.   Gambar 1.8 (a) Kelereng dan (b) Bola Gabus Kerapatan molekul-molekul kelereng lebih tinggi daripada kerapatan molekul-molekul gabus. Pengertian massa jenis adalah massa tiap satuan volume. Massa jenis dilambangkan dengan simbol  (dibaca rho), salah satu huruf Yunani. Massa jenis benda sering disebut dengan kerapatan benda dan merupakan ciri khas setiap jenis benda. Massa jenis tidak tergantung pada jumlah benda. Apabila jenisnya sama maka nilai massa jenisnya juga sama. Misalnya, setetes air dan seember air mempunyai nilai massa jenis sama yaitu 1 gram/cm3. Berbagai logam memiliki nilai massa jenis besar dikarenakan atom-atom dalam susunan molekulnya memiliki kerapatan yang besar. Gabus atau stirofoam mempunyai massa jenis kecil karena susunan atom-atom dalam molekulnya memiliki kerapatan kecil. Massa jenis suatu benda dapat berbeda, meskipun bahan penyusunnya memiliki ukuran sama. Hal ini karena massa jenis bergantung pada besar massa dan volumenya. Secara matematis, massa jenis suatu zat dapat ditentukan melalui persamaan berikut ini.   Satuan massa jenis dapat juga dinyatakan dalam g cm-3. Tahukah kamu bagaimana cara mengonversi satuan dari kg m-3 menjadi g cm-3? Perhatikan uraian berikut. Tabel 1.1 Massa Jenis berbagai zat Nama Zat Massa Jenis Kg m-3 g cm-3 Udara (270) Alkohol Kayu Es Air (40 C) Aluminium Seng Besi Kuningan Perak Raksa Emas Platina Tembaga Kaca 1,2 800 300 – 900 920 1.000 2.700 7.140 7.900 8.400 10.500 13.600 19.300 21.450 8900 2600 0,0012 0,80 0,3 – 0,9 0,92 1,00 2,70 7,14 7,90 8,40 10,50 13,60 19,30 21,45 8,90 2,60 Pengukuran volume terkadang kurang teliti jika dibandingkan pada pengukuran massa. Untuk itulah dalam menentukan massa jenis hanya dilakukan pengukuran massa. Hal inilah yang mendasari digunakannya massa jenis relatif. Massa jenis relatif didefinisikan sebagai nilai perbandingan massa jenis bahan dengan massa jenis air. Massa jenis air diketahui yaitu 1 g cm-3 atau 1.000 kg m-3. 2.    Satuan Massa Jenis Satuan massa jenis dalam SI adalah kg/m3. Bagaimana cara mengubah satuan massa jenis kg/m3 menjadi g/cm3 ataupun sebaliknya? Tentu kamu dapat melakukannya dengan cara sebagai berikut. Misalnya massa jenis air 1000 kg/m3. Konversikan ke dalam g/cm3 3.    Menentukan Massa Jenis Zat Padat a.    Bentuknya teratur Langkah yang harus dilakukan ialah mengukur massa zat-zat dengan menggunakan neraca atau timbangan. Volume zat dapat dihitung dengan menggunakan rumus berdasarkan bentuknya misalnya, kubus, balok. Langkah terakhir menentukan massa jenis zat dengan membagi massa zat dengan volume zat. b.    Bentuknya tidak teratur Misalnya yang hendak kamu ketahui adalah massa jenis batu. Langkah yang harus kamu lakukan sebagai berikut : 1)   Timbanglah batu tersebut dengan  neraca untuk mengetahui massa batu. Catat hasil pengukuranmu! 2)   Sediakan gelas ukur, tuangkan air ke dalam gelas ukur tersebut. Catat volumenya, misal V1 = 50 ml. 3)   Masukkan batu yang hendak kamu ketahui volumenya ke dalam gelas ukur yang berisi air. Catat kenaikan volume airnya, misalnya V2 = 70 ml. 4)   Volume batu = V2 – V1 5)   Massa jenis zat merupakan hasil bagi massa zat dengan volume zat. 3.    Menentukan Massa Jenis Zat Cair Massa jenis zat cair dapat diukur langsung menggunakan hidrometer. Hidrometer memiliki skala massa jenis dan juga pemberat yang dapat mengakibatkan posisi hidrometer vertikal. Cara mengetahui massa jenis zat cair adalah dengan memasukkan hidrometer ke dalam zat cair tersebut. Hasil pengukuran dapat diperoleh dengan acuan, semakin dalam hidrometer tercelup, menyatakan massa jenis zat cair yang diukur semakin kecil. 4.    Massa Jenis Zat Berguna untuk Menentukan Jenis Zat Penentuan jenis suatu zat dapat dilakukan dengan cara mengukur massa zat dan volumenya, selanjutnya mencari massa jenis zat tersebut dengan cara membagi massa zat dengan volume zat. Hasil yang diperoleh dikonfirmasikan dalam tabel massa jenis berbagai zat. 5.    Manfaat Mengetahui Massa Jenis Aluminium digunakan untuk bahan pembuatan pesawat karena aluminium bersifat kuat dan memiliki massa yang kecil sehingga ringan tidak seperti logam-logam lainnya misalnya, besi. Polystyrene digunakan sebagai bahan mebeleir karena memiliki massa yang cukup rendah dan massa jenis rendah. Hal ini mengandung makna polystyrene digunakan sebagai bahan mebeleir yang menempati ruangan luas tetapi massanya cukup rendah. Selain massa jenis, dikenal pula berat jenis. Berat jenis adalah berat benda (w) tiap satuan volume (V). Bila berat jenis dapat dilambangkan dengan S, dapat dinyatakan dengan persamaan Keterangan: S = berat jenis (N/m3 atau dyne/cm3) w = berat benda (N atau dyne) V = volume benda (m3 atau cm3) Berat benda merupakan hasil kali antara massa benda (m) dengan percepatan gravitasi bumi (g), atau dapat ditulis sebagai w = m . g Keterangan: w = berat benda (N) m = massa benda (kg) g = percepatan gravitasi bumi (m/s2) Dengan demikian, berat jenis dapat ditulis dalam bentuk lain sebagai berikut. Karena    maka dapat ditulis S = ρ × g Jadi, berat jenis benda adalah hasil kali antara massa jenis dengan percepatan gravitasi.	a.    Massa (berasal dari bahasa Yunani μάζα) adalah suatu sifat fisika dari suatu benda yang digunakan untuk menjelaskan berbagai perilaku objek yang terpantau. b.    Satuan adalah pernyataan yang menjelaskan arti dari suatu besaran yang digunakan dalam kebenaran pengukuran atau sebagai nilai standar bagi pembanding alat ukur, takar, timbang c.    konversi adalah perubahan dari satu sistem pengetahuan ke sistem lain d.   Pengukuran adalah kegiatan membandingkan besaran dengan satuan atau suatu cara untuk mengetahui besarnya suatu besaran dengan menggunakan satuannya. e.    Hidrometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur berat jenis (atau kepadatan relatif) dari cairan, yaitu rasio kepadatan cairan dengan densitas air. f.     neraca adalah alat pengukur massa pad asuatu benda,dan neraca memiliki beberapa macam  jenis g.    Aluminium adalah logam yang berwaarna putih perak dan tergolong ringan yang mempunyai massa jenis 2,7 gr cm –3	Contoh aplikasi massa jenis dalam kehidupan sehari-hari ialah : a.    Es dapat terapung di air, sedangkan batu tenggelam dalam air. Hal tersebut terjadi karena es memiliki massa jenis lebih kecil dari air, sehingga es dapat terapung dalam air. Batu tenggelam dalam air karena memiliki massa jenis lebih besar daripada air. b.    kapal selam dapat terapung dan tenggelam di air. Hal tersebut terjadi karena ketika terapung massa jenis total kapal selam lebih kecil dari air laut dan sewaktu tenggelam massa jenis total kapal selam lebih besar dari air laut. Kapal selam memiliki tangki pemberat yang berisi air dan udara. Tangki tersebut terletak di antara lambung kapal sebelah dalam dan luar. Tangki dapat berfungsi membesar atau memperkecil massa jenis total kapal selam. Ketika air laut dipompa masuk ke dalam tangki pemberat, massa jenis kapal selam lebih besar dan sebaliknya agar massa jenis total kapal selam menjadi kecil, air laut dipompa keluar. c.    Balon gas. Balon gas ini berisi gas helium. Gas helium memiliki massa jenis yang lebih kecil dari udara, sehingga balon gas bisa naik ke atas. d.   Botol air minum dingin yang berasal dari lemari es terdapat endapan kapur. Hal itu dapat terjadi karena air yang jernih dapat juga mengandung kapur, namun apabila dilihat langsung dengan mata tidak kelihatan. Ketika air dingin massa jenis air lebih kecil dan terpisah dari kapur sehingga kapur yang memiliki massa jenis lebih besar akan turun ke bawah dan mengendap.