Halaman
IPA SMP/MTs Kelas VIII
155
Konsep Partikel dan Materi
Setelah mempelajari materi bab ini, kamu diharapkan dapat:
1.
mendiskusikan atom, ion, dan molekul
2.
membedakan atom dengan ion
3.
membedakan atom dengan molekul
4.
menyebutkan jenis muatan ion
5.
menghitung besar muatan ion
Bab XI
Tujuan Pembelajaran
Bahan-bahan yang kemasannya tampak pada gambar sangat besar manfaatnya dalam
kehidupan sehari-hari. Bahan-bahan itu dibuat dari bahan kimia. Bahan tersebut ada yang
menyebabkan polusi tanah namun juga sangat dibutuhkan oleh ibu-ibu dan laboratorium kimia.
Bahan kimia yang menimbulkan polusi penggunaannya harus berhati-hati.
Sumber:
www.tokoindonesia.de
Sumber:
www.blog.
americanfeast.com
Sumber:
www.sinarharapan.co.id
Sumber:
www.blog.spot.com
156
IPA SMP/MTs Kelas VIII
•
atom
•
produk kimia
•
ion
•
molekul
Peta Konsep
Kata Kunci
Materi
Ukurannya
Kecil/Diabaikan
Komposisi
Te t a p
Komposisi
Berubah
Zat Murni
Molekul Unsur
Molekul
Senyawa
Partikel
Campuran
Molekul
Unsur
Senyawa
Homogen
Heterogen
Atom
Ion
Negatif
Positif
IPA SMP/MTs Kelas VIII
157
A.
Atom, Ion, dan Molekul
Benda-benda yang lunak seperti kapur tulis, jika kita potong menjadi dua, salah satu
potongan kapur dapat dibagi lagi menjadi dua. Salah satu bagian, dapat dibagi lagi menjadi
dua lagi dan jika pembagian diteruskan sehingga bagian-bagian kapur menjadi sangat kecil,
akhirnya bagian itu tidak dapat dibagi lagi.
Menurut
Democritus
bagian terkecil benda yang tidak dapat dibagi lagi disebut
atom
.
Dalam bahasa Yunani atom berarti tidak dapat dibagi lagi, sedangkan
Aristoteles
berpendapat
bahwa atom dapat dibagi lagi menjadi bagian-bagian yang lebih kecil yang tidak dapat dibagi
lagi.
Pada tahun 1803 John Dalton, seorang guru sekolah di Inggris yang ahli dalam bidang
kimia dan fisika, berdasarkan penemuan saat itu, mengajukan suatu teori yang menegaskan
bahwa materi terdiri atas atom.
1. Postulat Teori Atom Dalton
Postulat Dalton tentang atom adalah
a.
Setiap materi terdiri atas partikel yang ia sebut
atom.
b.
Unsur adalah materi yang terdiri atas atom-atom yang sejenis.
c.
Atom suatu unsur adalah identik, tetapi berbeda dengan atom unsur lain.
d.
Senyawa adalah materi yang terdiri atas dua atau lebih jenis atom dengan perbandingan
tertentu.
e.
Atom tidak dapat diciptakan maupun tidak dapat dimusnahkan dan tidak dapat diubah
menjadi atom lain melalui reaksi kimia. Reaksi kimia hanyalah penataan ulang
(reorganisasi) atom.
Apakah pernyataan berikut ini sesuai dengan teori atom Dalton.
a.
Atom dapat dibagi menjadi proton, neutron dan elektron.
b.
Jumlah atom sebelum dan sesudah reaksi adalah sama.
c.
Atom hanya sejenis atom hidrogen.
d.
Atom oksigen dapat diubah menjadi atom nitrogen.
e.
Senyawa terbentuk dari atom-atom yang berbeda dengan perbandingan yang tetap.
Kecakapan Personal
158
IPA SMP/MTs Kelas VIII
2. Atom, Molekul, dan Ion
Menurut Dalton semua materi terdiri atas atom. Untuk selanjutnya kita akan mempelajari
tentang partikel-partikel materi yang meliputi atom, molekul, dan ion.
a. Atom
Atom merupakan bagian terkecil dari unsur. Atom bersifat tidak bermuatan (netral).
Setiap unsur terdiri dari sejenis atom, artinya bahwa atom-atom unsur yang sama
mempunyai sifat yang sama. Oleh sebab itu, atom unsur diberi lambang yang sama dengan
lambang unsurnya.
Jadi, atom nitrogen diberi lambang N dan atom karbon dengan lambang C. Atom unsur
yang satu berbeda dengan atom unsur yang lainnya. Perbedaan itu dapat diibaratkan bahwa
butir-butir jagung tidak sama dengan butir-butir beras.
b. Molekul
Atom-atom memiliki kecenderungan stabil dengan cara mengikat atom lain yang sama
atau tidak sama. Molekul yang terdiri dari atom-atom yang sama kita sebut
molekul unsur
,
sedangkan yang terdiri dari atom-atom yang berbeda disebut molekul senyawa.
Contoh:
z
molekul unsur
: molekul O
2
, molekul H
2
, molekul N
2
, molekul Cl
2
.
z
molekul senyawa : molekul air (H
2
O); molekul gula (C
6
H
12
O
6
); molekul garam dapur
NaCl
Perhatikan gambar berikut.
Gambar perbedaan antara atom, molekul unsur, dan molekul senyawa.
dua atom oksigen
satu molekul oksigen
satu molekul air
dua atom hidroge
n
satu molekul hidrogen
Gambar 11.1
Perbedaan antara atom, molekul atom, molekul unsur, dan molekul senyawa
Sumber:
Dokumen Penerbit
O
O
2
H
2
O
H
H
2
IPA SMP/MTs Kelas VIII
159
c. Ion
Ion adalah atom atau molekul yang bermuatan listrik, dapat positif maupun negatif. Ion
bermuatan
negatif
disebut anion, terjadi karena atom atau molekul menangkap
elektron
,
satu atau lebih. Sedangkan ion yang bermuatan positif disebut kation, terjadi karena atom
atau molekul melepaskan satu atau lebih elektron. Ion yang terdiri dari satu atom disebut
ion
tunggal
, dan ion yang terdiri dari dua atom atau lebih disebut
ion poliatom
.
Tabel 11.1 Ion tunggal dan poliatom
1.
Molekul H
2
O terdiri dari berapa atom H dan berapa atom O!
2.
Apa jenis muatan dari Mg
2+
, H
+
dan Cl
-
!
B.
Menghubungkan Konsep Atom,
Molekul, dan Ion dengan Produk Kimia
Sehari-hari
Banyak benda-benda di sekitar kita yang pengolahannya menggunakan reaksi kimia
atau biasa disebut sebagai produk kimia. Pembuatan detergen, margarin, air murni, dan asam
sulfat serta garam dapur adalah contoh pemanfaatan konsep atom, molekul dan ion pada
produk kimia sehari-hari. Mari kita bahas satu persatu.
Kation
Anion
Tunggal
Poliatom
Tunggal
Poliatom
Na
+
K
+
Mg
2+
Al
3+
H
+
Ca
+
NH
4+
Cl
-
Br
-
S
2-
N
3-
NO
3
-
SO
4
2-
PO
4
3-
OH
-
CO
3-
Kecakapan Personal
160
IPA SMP/MTs Kelas VIII
1. Pembuatan detergen
Oleh karena berkurangnya tanaman yang menghasilkan minyak sementara jumlah
penduduk semakin banyak maka kebutuhan manusia akan sabun tidak tercukupi. Melalui
kemajuan teknologi, ditemukanlah bahan pencuci sintetis, yaitu detergen. Ada dua jenis detergen
sebagai berikut.
a.
Detergen keras: sukar diuraikan oleh bakteri sehingga menimbulkan pencemaran
lingkungan.
b.
Detergen lunak: dapat diuraikan oleh bakteri sehingga tidak terlalu menimbulkan
pencemaran.
Adapun bahan pembuat detergen adalah sebagai berikut.
a. Bahan penurun tegangan permukaan
Bahan penurun tegangan permukaan digunakan untuk memudahkan mengikat kotoran
dan menimbulkan busa, antara lain sebagain berikut.
1)
Alkil Benzen Sulfonat (ABS) + NaOH menghasilkan Natrium Alkil Benzen Sufonat
(detergen keras).
2)
Lauril Asam Sulfat (LAS) + NaOH menghasilkan Natrium Lauril Sulfat (detergen lunak)
b. Bahan penunjang
Bahan penunjang pada detergen digunakan STPP (Sodium Tri Poli Phosphat/Natrium
Tri Poli Phosphat) berfungsi menunjang kerja bahan penurun tegangan permukaan.
c. Bahan pengisi
Bahan pengisi detergen digunakan untuk memperbesar volume materi.
b. Bahan pengikat
Sebagai bahan pengikat digunakan air, yaitu untuk mencampurkan semua bahan (me-
dia).
b. Bahan tambahan
Sebagai bahan tambahan digunakan CMC (
Carboxy Metyl Cellulose
), agar kotoran
yang terikat detergen tidak melekat kembali ke bahan yang dicuci.
b. Bahan pewangi dan pewarna
Bahan pewangi dan pewarna digunakan agar detergen mempunyai warna dan aroma
yang spesifik untuk membedakan dengan merk lain dan sesuai dengan warna dan aroma yang
diminati konsumen.
Semua bahan dicampur dan dapat dibentuk pasta (krim) atau disemprotkan lewat menara
sehingga menghasilkan butiran-butiran.
IPA SMP/MTs Kelas VIII
161
Reaksi kimia yang terjadi pada proses pembuatan sabun akan kamu pelajari lebih lanjut
di tingkat SMA.
2. Pembuatan margarin
Proses pembuatan margarin adalah sebagai berikut.
a.
Minyak cair + soda kaustik encer akan didapat minyak cair yang bebas dari asam,
warna, dan zat lain yang mengganggu.
b.
Minyak cair
lemak
Keterangan:
Jumlah soda kaustik encer yang dibutuhkan, disesuaikan dengan kebutuhan atau sesuai hasil
analisis (pengalaman hasil pengamatan). Caustik soda (NaOH) dan asam bebas pada minyak
membentuk lapisan sabun yang mudah dipisahkan dengan minyaknya (selanjutnya minyak
dicuci dengan air sampai bebas dari sabun dan NaOH. Jika minyak yang didapat berwarna,
maka warna tersebut dapat dihilangkan dengan tanah adsorben, kemudian disaring dengan
penekanan/ditekan. Minyak yang didapat di hidrogenasi sehingga didapat margarin.
Tahap selanjutnya, menghilangkan bau dengan mengalirkan uap air panas ke dalam minyak
hasil hidrogenasi dalam ruang hampa pada suhu
+ 200
o
C.
Agar rasanya lebih enak dan menarik margarin hasil hidrogenasi diberi tambahan zat-zat
aditif seperti air, garam, pewarna, dan penyedap bau.
3. Pembuatan air murni
Lakukan percobaan membuat air murni!
Sebagai bahan pelarut, air murni
sangat dibutuhkan pada pembuatan bahan-
bahan kimia. Proses pembuatan air murni
sebagai berikut.
Rangkaian alat pembuatan air murni
seperti gambar 11.2.
Air pada labu didih dipanaskan hingga
mendidih. Uap yang terjadi dialirkan ke pipa
pendingin. Pada pipa pendingin uap air
mengembun. Uap air yang mengembun
adalah air murni.
Gambar 11.2
Rangkaian alat pembuatan air murni
162
IPA SMP/MTs Kelas VIII
4. Pembuatan asam sulfat
Pembuatan asam sulfat dapat dilakukan dengan proses kamar timbal sebagai berikut.
a.
Membakar belerang atau pirit, sehingga dihasilkan SO
2
b.
SO
2
dialirkan ke ruangan penangkap debu untuk membersihkan SO
2
c.
Gas SO
2
panas dialirkan ke ruangan berturut-turut: menara glover, kamar timbal, menara
Guy Lussac
Reaksi yang terjadi: 2S + 3O
2
+ 2H
2
O
→
2H
2
SO
4
5. Pembuatan garam dapur
Garam dapur digunakan oleh ibu-ibu bumbu masak. Garam dapur berasa asin, masakan
yang kurang garam berasa hambar. Molekul garam dapur terdiri dari satu atom natrium (Na)
yang bergabung dengan satu atau chlor (Cl) menjadi molekul NaCl.
Pembuatan garam dapur dapat dilakukan dengan proses sebagai berikut.
a.
Air laut masuk ke kolam/tambak penampungan air laut, saat terjadi pasang naik.
b.
Air laut yang sudah masuk kolam, mengalami pemanasan oleh sinar matahari, sehingga
didapat kristal-kristal garam dapur NaCl yang belum steril.
c.
Kristal garam dapur diambil di proses di pabrik guna sterilisasi dan pembersihan.
1.
Coba cari informasi cara membuat minyak rambut!
2.
Bagaimana cara membuat asam sulfat encer?
C.
Molekul Unsur dengan Molekul Senyawa
Molekul termasuk partikel yang terdiri atas atom-atom yang bergabung oleh adanya
gaya ikat elektrostatistik. Atom-atom yang membentuk molekul dapat sejenis/sama dapat
juga tidak sejenis.
Wawasan Produktivitas
IPA SMP/MTs Kelas VIII
163
Atom-atom sejenis yang bergabung
Molekul yang terbentuk ditulis
Nama
2345678
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
O
H
N
Br
I
F
O
P
S
O
H
N
Br
I
F
O
P
S
O
P
S
P
S
-
S
-
S
-
S
-
S
oksigen
hidrogen
nitrogen
bromin
iodium
flourin
ozon
fosforus
belerang
O
2
H
2
N
2
Br
2
I
2
F
2
O
3
P
4
S
8
molekul
diatomik
molekul
poliatomik
Molekul unsur
Penulisan
rumus molekul
dengan cara
menulis atom
unsur, diberi
indek angka
yang
menyatakan
jumlah atom
pada molekul
itu.
1
Perhatikan tabel berikut ini untuk dapat membandingkan molekul unsur dengan molekul
senyawa.
Tabel 11.3. Molekul unsur
Molekul yang terdiri atas atom-atom sama/sejenis disebut molekul unsur. Dari tabel
11.2 tampak bahwa molekul unsur ada yang terdiri dari 2 atom, ada yang 3 atom, ada yang 4
atom, ada yang 8 atom, bahkan ada yang terdiri atas atom-atom yang jumlahnya sangat
banyak karena berapapun jumlah atomnya akan membentuk satu molekul sehingga disebut
molekul raksasa, seperti yang terjadi pada karbon (C), silikon (Si) dan Germanium (Ge).
Gambar 11.4
Gambar skematis molekul (a) fosforus
dan (b) belerang
Sumber:
Dokumen Penerbit
164
IPA SMP/MTs Kelas VIII
Gambar 11.5
Molekul metana, amonia dan air
Sumber:
Dokumen Penerbit
Tabel 11.4. Molekul senyawa
Gambar skematis molekul: metana, amonia, dan air.
Molekul yang terdiri atas dua atom atau lebih yang berbeda jenisnya disebut molekul
senyawa.
Atom-atom tak sejenis yang bergabung
Molekul senyawa yang
terbentuk ditulis dengan
simbol
Nama zat
12345678
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Na
H
C
N
C
C
C
Cl
O
O
H
H
C
C
O
O
H
H
H
C
H
H
H
C
H
H
C
H
C H ....
garam dapur
air
karbondioksida
amonia
metana
etena
glukosa
NaCl
H
2
O
CO
2
NH
3
CH
4
C
2
H
4
C
6
H
12
O
6
Penulisan demikian lebih
efisien
Penulisan demikian tidak efisien
IPA SMP/MTs Kelas VIII
165
1.
Atom adalah bagian terkecil materi.
2.
Atom menurut John Dalton tak dapat diciptakan dan dimusnahkan.
3.
Molekul adalah gabungan dua atom atau lebih baik sejenis maupun tak sejenis.
4.
Molekul unsur terdiri dari dua atom atau lebih yang sama.
5.
Molekul senyawa adalah gabungan dua atom atau lebih yang tak sejenis.
6.
Ion adalah atom atau molekul yang bermuatan listrik.
7.
Ion positif, karena atom atau molekul tersebut kehilangan satu atau lebih elektron (disebut
Kation).
Rangkuman
Kecakapan Personal
Pilihlah pernyataan yang sesuai dari lajur kanan untuk tiap model pada lajur kiri.
Skema
Pernyataan
a.
Atom
b. Molekul unsur
c.
Molekul senyawa
1.
2.
3.
166
IPA SMP/MTs Kelas VIII
1.
Pernyataan yang benar untuk Ion Na
+
adalah ....
a. mendapat tambahan 1 elektron
b. bermuatan negatif
c. bermuatan positif
d. bersifat netral
2.
Zat yang hanya terdiri dari molekul
tunggal terdapat pada ....
a. silikon
b. gula
c. garam dapur
d. batu kapur (CaCO
3
)
3.
Molekul di bawah ini yang termasuk
molekul unsur ....
a. air
b. garam dapur
c. ozon
d. karbon dioksida
4.
Yang tergolong ion poliatom adalah ....
a. Cl
-
c. N
3-
b. Br
-
d. SO
4
2-
5.
Atom menurut John Dalton ....
a. terdiri atas, proton, netron, dan
elektron
b. materi yang netral
c. bagian yang tidak dapat dibagi lagi
dari materi
d. karbon dapat dijadikan nitrogen
6.
Ion (Al
3+
) kehilangan jumlah elektron
sebanyak ....
a. satu
c. tiga
b. dua
d. empat
7.
Pada molekul metana (CH
4
), satu atom
karbon mengikat atom hidrogen
sebanyak ....
a. satu atom H
c. tiga atom H
b. dua atom H
d. empat atom H
8.
Gaya yang mengikat atom-atom dalam
sebuah molekul adalah gaya ....
a. gravitasi
c. inti
b. magnet
d. elektrostatik
Uji Kompetensi
-
Ion negatif, karena atom atau molekul menerima satu atau lebih elektron (disebut anion).
-
Ion diatonik, ion yang terdiri dari 2 atom atau dua molekul.
-
Ion poliatom, ion yang terdiri dari 3 atau lebih atom atau molekul.
-
Produk kimia sehari-hari dengan konsep atom, molekul dan ion:
a. detergen
d. air murni
b. margarin
e.
garam dapur
c. asam sulfat
Kerjakan di buku tugasmu!
A. Pilihlah jawaban yang paling tepat!
IPA SMP/MTs Kelas VIII
167
9.
Yang merupakan model molekul
belerang adalah ....
a.
c.
b.
d.
10. Molekul di bawah tergolong diatomik,
kecuali
....
a. CL
2
b. F
2
c. NaCl
d. H
2
O
B. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini!
1.
Gambarkan ikatan atom satu dengan yang lainnya pada molekul CH
4
!
2.
Yang tertulis di bawah ini, partikelnya tergolong atom, molekul, atau ion:
a . aluminium
b. air
c. gas karbondioksida
d. NaCl (garam dapur)
e. NH
3
(amonia)
3.
Tulis rumus molekul untuk air, metana, dan amonia!
4.
Berapa jumlah atom masing-masing unsur senyawa berikut ini:
a. K
2
SO
4
b. CO (NH
2
)
2
c. Al
2
(SO
4
)
3
d. Mg SO
4
(7H
2
O)
5.
Berapa jumlah atom oksigen yang terdapat pada:
a. sebuah molekul HNO
3
b. sebuah molekul Ca (CH
3
COO)
2
c. sebuah molekul CO (NH
2
)
2
168
IPA SMP/MTs Kelas VIII
Tugas Proyek
1.
Cari makanan dalam kemasan, tentukan komposisi bahan makanannya! Adakah bahan
kimia yang berbahaya dari makanan tersebut! Bagaimana memilih makanan dalam
kemasan?
2.
Gambarkan ikatan pada molekul NH
3
!
3.
Sebutkan cara pengawetan makanan tanpa obat pengawet kimia!
4.
Jelaskan apa bahayanya obat pengawet makanan dan zat pewarna makanan?
5.
Apa bahaya formalin yang ada pada bahan makanan bagi manusia?