Ruang Lingkup dan Perkembangan Ilmu Kimia

1. Ilmu Kimia

Dalam mempelajari Ilmu Pengetahuan, kita selalu  mengamati pada lingkungan sekitar, dan yang menjadi  fokus perhatian kita adalah lingkungan sekitar. Alam  semesta merupakan salah satu daerah pengamatan bagi para peneliti ilmu pengetahuan alam. Sedangkan  interaksi sesama manusia dipelajari para ahli ilmu sosial.

Salah satu bagian dari ilmu pengetahuan alam adalah ilmu kimia, daerah yang dipelajari ahli kimia adalah materi terkait dengan struktur, susunan, sifat dan perubahan materi serta energi yang menyertainya.

Ruang Lingkup Ilmu Kimia

Definisi :

Secara singkat, Ilmu Kimia adalah ilmu rekayasa materi yaitu mengubah suatu materi menjadi materi yang lain.

Secara lengkap, Ilmu Kimia adalah ilmu yang mempelajari tentang :

Susunan materi = mencakup komponen-komponen pembentuk materi dan perbandingan tiap komponen tersebut.

Struktur materi = mencakup struktur partikel-partikel penyusun suatu materi atau menggambarkan bagaimana atom-atom penyusun materi tersebut saling berikatan.

Sifat materi = mencakup sifat fisis (wujud dan penampilan) dan sifat kimia. Sifat suatu materi dipengaruhi oleh : susunan dan struktur dari materi tersebut.

Perubahan materi = meliputi perubahan fisis/fisika (wujud) dan perubahan kimia (menghasilkan zat baru).

Energi yang menyertai perubahan materi = menyangkut banyaknya energi yang menyertai sejumlah materi dan asal-usul energi itu.

Ilmu Kimia dikembangkan oleh para ahli kimia untuk menjawab pertanyaan “apa” dan “mengapa”tentang sifat materi yang ada di alam.

Pengetahuan yang lahir dari upaya untuk menjawab pertanyaan “apa” merupakan suatu fakta yaitu : sifat-sifat materi yang diamati sama oleh setiap orang akan menghasilkan Pengetahuan Deskriptif.

Pengetahuan yang lahir dari upaya untuk menjawab pertanyaaan “mengapa” suatu materi memiliki sifat tertentu akan menghasilkan Pengetahuan Teoritis.

Secara khusus, ilmu kimia mempunyai peranan sangat penting dalam bidang : kesehatan, pertanian, peternakan, hukum, biologi, arsitektur dan geologi. Dibalik sumbangannya yang besar bagi kehidupan kita, secara jujur harus diakui bahwa perkembangan ilmu kimia juga memberikan dampak negatif bagi kehidupan manusia.

Lima Cabang Utama:

Kimia analitik adalah analisis cuplikan bahan untuk memperoleh pemahaman tentang susunan kimia dan strukturnya. Kimia analitik melibatkan metode eksperimen standar dalam kimia. Metode-metode ini dapat digunakan dalam semua subdisiplin lain dari kimia, kecuali untuk kimia teori murni.

Biokimia mempelajari senyawa kimia, reaksi kimia, dan interaksi kimia yang terjadi dalam organisme hidup. Biokimia dan kimia organik berhubungan sangat erat, seperti dalam kimia medisinal atau neurokimia. Biokimia juga berhubungan dengan biologi molekular, fisiologi, dan genetika.

Kimia anorganik mengkaji sifat-sifat dan reaksi senyawa anorganik. Perbedaan antara bidang organik dan anorganik tidaklah mutlak dan banyak terdapat tumpang tindih, khususnya dalam bidang kimia organologam.

Kimia organik mengkaji struktur, sifat, komposisi, mekanisme, dan reaksi senyawa organik. Suatu senyawa organik didefinisikan sebagai segala senyawa yang berdasarkan rantai karbon.

Kimia fisik mengkaji dasar fisik sistem dan proses kimia, khususnya energitika dan dinamika sistem dan proses tersebut. Bidang-bidang penting dalam kajian ini di antaranya termodinamika kimia, kinetika kimia, elektrokimia, mekanika statistika, dan spektroskopi. Kimia fisik memiliki banyak tumpang tindih dengan fisika molekular. Kimia fisik melibatkan penggunaan kalkulus untuk menurunkan persamaan, dan biasanya berhubungan dengan kimia kuantum serta kimia teori.

Ilmu Kimia adalah ilmu yang mempelajari komposisi, struktur, sifat-sifat materi, perubahan suatu materi menjadi materi yang lain dan energi yang menyertai perubahan materi. Dengan demikian seluruh materi di langit dan di bumi tanpa terkecuali adalah zat-zat kimia. Alam semesta berproses melalui reaksi kimia.

Imam Isnaeni Sidiq, Sains kimia SMA/SMK kelas X halaman 2

Metode ilmiah adalah metode sains yang menggunakan langkah-langkah ilmiah dan rasional untuk mengungkapkan suatu permasalahan yang muncul dalam pikiran kita. Dalam bentuk yang paling sederhana, metode ilmiah terdiri atas tahap-tahap operasional berikut.

1.      Pengamatan atau Observasi.

Pengamatan dapat dilakukan secara kualitatif (misalnya logam raksa berwujud cair pada suhu kamar) ataupun kuantitatif (misalnya tekanan gas pada keadaan standar yaitu sebesar 1 atm). Pengamatan kuantitatif disebut juga pengukuran.

2.      Mencari Pola Hasil Pengamatan.

Proses ini sering melahirkan rumusan berupa hukum alam. Hukum alam yang digali oleh manusia merupakan suatu pernyataan yang mengungkapkan perilaku umum suatu objek atau gejala yang diamati.

3.      Perumusan Teori.

Suatu teori (disebut juga model) terdiri atas sejumlah asumsi sebagai pijakan untuk menerangkan perilaku materi yang diamati. Jika hipotesis sementara sejalan dengan kajian-kajian sejumlah percobaan maka hipotesis tersebut disebut teori atau model.

4.      Pengujian Teori.

Secara ideal, teori dalam ilmu pengetahuan alam harus selalu dikoreksi dan dikaji terus-menerus sebab teori merupakan gagasan manusia untuk menerangkan perilaku alam yang diamati berdasarkan pengalamannya. Teori harus terus disempurnakan melalui percobaan dengan cara menyempurnakan baik metode maupun peralatan yang digunakan. Di samping itu, dapat juga dilakukan melalui simulasi komputer, agar pendekatan yang diterapkan lebih mendekati gejala alam yang sebenarnya.

5.      Eksperimen dan Pengukuran.

Kimia merupakan ilmu pengetahuan yang dilandasi berbagai eksperimen/ percobaan. Salah satu syarat suatu eksperimen dinyatakan valid adalah bersifat reproducible (menghasilkan hasil yang sama ketika eksperimen dilakukan kembali). Oleh karena itu, sangatlah penting untuk mendeskripsikan objek percobaan secara menyeluruh, seperti jumlah, volume, suhu, tekanan, dan kondisi lainnya. Dengan kata lain, salah satu hal terpenting dalam ilmu Kimia adalah mengetahui cara mengukur sesuatu dengan tepat. Untuk keperluan tersebut, pada 1960, ilmuwan dari seluruh penjuru dunia berkumpul dan menyepakati penggunaan Sistem Satuan Internasional (dilambangkan SI, dari bahasa Prancis Syteme Internationale d’Unites). Sistem satuan internasional memiliki tujuh besaran pokok (Tabel A) dan besaran-besaran lainnya yang diturunkan dari ketujuh besaran pokok tersebut (Tabel B). Berikut ini tabel besaran pokok dan besaran turunan menurut SI.

6 langkah metode ilmiah

1. Tujuan/Pertanyaan

Ajukan sebuah pertanyaan.

2. Penelitian

Melakukan penelitian latar belakang. Tuliskan sumber-sumber Anda sehingga Anda dapat mengutip referensi-referensi Anda.

3. Hipotesis

Mengusulkan sebuah hipotesis. Ini adalah semacam tebakan tentang apa yang Anda harapkan.

4. Percobaan

Rancang dan lakukan sebuah percobaan untuk menguji hipotesis Anda. Sebuah eksperimen memiliki sebuah variabel independen dan dependen. Anda mengubah atau mengontrol variabel independen dan mencatat efeknya terhadap variabel dependen.

5. Data/Analisa

Catat pengamatan-pengamatan yang dilakukan dan analisa apa arti dari data yang diperoleh. Sering kali, Anda akan menyiapkan sebuah tabel atau grafik dari data tersebut.

6.Kesimpulan

Simpulkan apakah akan menerima atau menolak hipotesis Anda. Mengkomunikasikan hasil-hasil Anda.

1.     Sekitar tahun 3500 SM, di Mesir Kuno sudah mempraktekkan reaksi kimia (misal : cara membuat anggur, pengawetan mayat).

2.     Pada abad ke-4 SM, para filosofis Yunani yaitu Democritus dan Aristoteles mencoba memahami hakekat materi.

Menurut Democritus = setiap materi terdiri dari partikel kecil yang disebut atom.

Menurut Aristoteles = materi terbentuk dari 4 jenis unsur yaitu : tanah, air, udara dan api.

3.     Abad pertengahan (tahun 500-1600), yang dipelopori oleh para ahli kimia Arab dan Persia.

Kimia lebih mengarah ke segi praktis. Dihasilkan berbagai jenis zat seperti : alkohol, arsen, zink asam iodida, asam sulfat dan asam nitrat.

Nama ilmu kimia lahir, dari kata dalam bahasa Arab (al-kimiya = perubahan materi) oleh ilmuwan Arab Jabir ibn Hayyan (tahun 700-778).

4.     Abad ke-18, muncul istilah Kimia Modern. Dipelopori oleh ahli kimia Perancis Antoine Laurent Lavoisier (tahun 1743-1794) yang berhasil mengemukakan hukum kekekalan massa.

5.     Tahun 1803, seorang ahli kimia Inggris bernama John Dalton (tahun 1766-1844) mengajukan teori atom untuk pertama kalinya. Sejak itu, ilmu kimia terus berkembang pesat hingga saat ini.