Monday, 10 February 2014
Bila ditanya ‘apa itu ilmu kimia?’ saya kesulitan menjawabnya. Cakupan ilmu kimia sangatlah luas. Secara singkat, dapat dikatakan bahwa
ilmu
kimia adalah ilmu pemahaman dan rekayasa materi. Materi itu apa sih?
Materi adalah segala sesuatu yang
memiliki massa dan menempati ruang. Buku, air, gas oksigen yang kita hirup
adalah materi. Pada prinsipnya, materi dapat berada dalam tiga wujud: padat,
cair, dan gas. Rekayasa materi yaitu pengubahan suatu materi menjadi materi
lain.
Untuk dapat melakukan rekayasa materi, para ahli perlu
memahami susunan, struktur, serta sifat-sifat materi. Jadi, ilmu kimia
adalah ilmu yang mempelajari tentang susunan, struktur, sifat, perubahan
materi, serta energi yang menyertai perubahan tersebut. Saya akan
membahas definisi tersebut sehingga menjadi lebih jelas.
Pertama, apa yang dimaksud dengan susunan materi? Coba renungkan pertanyaan berikut: Apakah air itu?
Apa hakikat perbedaan air dengan 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 paling dasar dan
penyusun segala macam senyawa. Air adalah senyawa yang tersusun dari dua jenis
unsur, yaitu hidrogen dan oksigen, dengan rumus kimia H2O, sedangkan
alkohol adalah senyawa yang tersusun dari tiga jenis unsur, yaitu karbon,
hidrogen, dan oksigen, dengan rumus kimia C2H5OH. 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 lebih 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
merupakan senyawa yang tersusun dari hidrogen dan oksigen membentuk ikatan
stabil. Air tidak dapat bereaksi dengan oksigen di udara karena tidak dapat
membentuk ikatan yang lebih stabil.
Kedua, apa yang dimaksud dengan struktur materi? Materi tersusun 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 kilaunya, intan dapat dipakai untuk perhiasan. Di lain pihak, grafit
tidak mempunyai kekerasan yang tinggi dan dapat menghantar listrik. Grafit
terdiri atas lapisan-lapisan yang mudah bergeser, sehingga dapat digunakan
sebagai pelicin, seperti oli. Perbedaan tersebut terjadi karena 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. alat canggih untuk penetapan struktur zat, termasuk berbagai jenis
spektrometer dan difraktometer sinar X.
Ketiga, sifat materi. 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 yang
telah disebutkan di atas).
Keempat, 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 sintetis (bukan alami), plastik seperti polietilena
(PE), polivinilklorida (PVC), polikarbonat, dan nilon. Perubahan materi sering
disertai perubahan energi dalam jumlah yang cukup 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.
PERANAN ILMU KIMIA
Berikut contoh-contoh penerapan ilmu kimia dalam
kehidupan sehari-hari
- Dengan bantuan ilmu kimia telah diciptakan alat pencuci darah (haemodialisis) yang sangat membantu pasien sakit ginjal
- Penemuan para ahli kimia dalam mempelajari silikon yang merupakan bahan dasar untuk membuat microprocessor, menyebabkan komputer semakin kecil ukurannya dan semakin canggih
- Peningkatan produksi pertanian memerlukan dukungan ilmu kimia, misalnya pembuatan bibit unggul dengan rekayasa genetika, pembuatan pupuk buatan dan pestisida.
- Para ahli kimia membantu polisi untuk mencari bukti kejahatan seseorang, misalnya untuk mengidentifikasi korban bom, korban kebakaran yang tidak dapat dikenali wajahnya, diperlukan sidik DNA dalam proses penyidikan.
- Penemuan foto berwarna tidak terlepas dari peranan ahli kimia dalam membuat zat warna yang peka cahaya
- Dll
Ahli kimia banyak diperlukan dalam berbagai bidang.
Menjadi peneliti kimia maupun ahli teknik kimia merupakan suatu karier yang
menjanjikan kepuasan dari segi ilmu maupun materi.
