hakikat ilmu kimia

A. Ilmu Kimia dan Peranannya

Ilmu kimia adalah cabang dari ilmu pengetahuan alam yang mempelajari tentang struktur dan sifat materi (zat), perubahan materi dan energi yang menyertai perubahan materi.

Ilmu kimia merupakan pusat dari ilmu pengetahuan, karena ilmu kimia dibutuhkan dalam mempelajari ilmu pengetahuan lainnya, misalnya biologi, fisika, geografi, kesehatan, kedokteran, geologi, dan bahkan bidang hukum juga membutuhkan ilmu kimia.

Berikut ini contoh peranan ilmu kimia terhadap bidang ilmu lain:
1. Kesehatan dan Kedokteran

• Pembuatan obat-obatan

• Pembuatan vaksin

• Pembuatan cairan infus

• Alat Rontgen

• Sterilisasi alat-alat kedokteran

2. Teknologi Pangan dan Pertanian

• Pembuatan pupuk

• Pembutan bibit unggul

• Pembuatan pestisida

• Penentuan tingkat keasaman tanah

• Penggunaan mikroorganisme/bakteri pada pengolahan makanan, misalnya pada pembuatan kecap, tempe, roti, yoghurt

• Penggunaan zat aditif makanan misalnya pengawet, pewarna, penguat rasa

3. Energi dan Lingkungan

• Pengolahan minyak bumi

• Pembangkit listrik tenaga nuklir

• Pembuatan sel surya

• Pembuatan baterai

• Pengolahan limbah pabrik

4. Geologi

• Penentuan usia fossil

5. Hukum

• Tes DNA pelaku kejahatan

• Uji forensik

B. Metode Ilmiah
Semua ilmu pengetahuan, baik ilmu pengetahuan sosial maupun ilmu pengetahuan alam dikembangankan melalui prosedur atau langkah-langkah sistematis yang disebut dengan metode ilmiah.Langkah-langkah dalam metode ilmiah adalah:

1. Melakukan identifikasi masalah
2. Mengumpulkan data dalam cakupan masalah
3. Memilah data untuk mencari korelasi, hubungan yang bermakna dan keteraturan
4. Merumuskan hipotesis (suatu generalisasi) yang merupakan tebakan ilmiah yang menjelaskan data data yang ada dan menyarankan langkah langkah berikutnya yang harus dilakukan untuk penelitian yang lebih lanjut
5. Menguji hipotesis secara setepat mungkin dengan cara mengumpulkan data data baru
6. Melakukan konfirmasi, modifikasi ataupun menolak hipotesis apabila memperoleh temuan temuan baru.

C. Materi dan Klasifikasinya
Materi adalah segala sesuatu yang mempunyai massa dan menempati ruang. Materi ada yang bisa dilihat dan diraba, namun ada juga yang tidak telihat namun bisa dirasakan misalnya udara. Cahaya tidak termasuk materi karena tidak mempunyai dan tidak menempati ruang.

1. Campuran, Senyawa, dan Unsur
Materi, benda, atau bahan yang ada dia alam biasanya berupa campuran. Secara alamiah tidak ada materi yang benar-benar murni.
Campuran adalah gabungan dua zat atau lebih yang sifat-sifat zat penyusunnya tidak berubah. Misalnya, campuran antara gula dan air di mana sifat manis dan gula masih terasa.
Campuran terbagi menjadi dua macam yaitu campuran homogen dan campuran heterogen.
Unsur adalah zat tunggal yang paling sederhana, sedangkan senyawa adalah zat tunggal yang terbentuk dari dua unsur atau lebih melalui reaksi kimia dengan perbandingan tetap.

2. Partikel-partikel Senyawa
Seandainya sebatang logam emas dipotong-dipotong sampai bagian terkecil yang tidak dapat dipotong lagi dan masih mempunyai sifat emas, maka bagian tersebut disebut atom. Sedangkan jika gula dilarutkan ke dalam air, maka gula akan tersebar merata dalam bentuk partikel-partikel kecil yang tidak terlihat oleh mata, namun sifat gula tidak hilang. Butiran terkecil dari gula yang masih memiliki sifat sama dengan gula disebut sebagai molekul gula.

3. Atom, Molekul, dan Ion

a. Atom
Atom merupakan partikel terkecil dari suatu unsur yang masih memiliki sifat-sifat yang sama dengan unsur tersebut. Jika sebatang besi dibagi dua maka tiap potongan masih memiliki sifat-sifat besi, bila potongan tersebut dibagi dan dibagi lagi, maka pada akhirnya diperoleh partikel terkecil yang masih memiliki sifat-sifat besi. Partikel terkecil itulah yang disebut dengan atom, atom besi. Sampai dengan abad 19, atom diyakini sebagai partikel terkecil yang sudah tidak dapat dibagi lagi (a = tidak, tomos = terbagi). Akan tetapi, sejak penghujung abad 19 diketahui bahwa atom terbagi lagi menjadi partikel subatom, yaitu proton, elektron dan neutron. Akan tetap, jika atom tersebut diuraikan kembali menjadi partikel subatomnya, maka sifat unsurnya akan hilang. Oleh karena itulah atom didefinisikan sebagai partikel terkecil dari unsur yang memiliki sifat unsur tersebut.

b. Molekul
Dua atau lebih atom yang sama atau berbeda dapat bergabung membentuk molekul. Teori atom Dalton menyatakan bahwa senyawa terdiri atas dua jenis atom atau lebih. Bagian terkecil dari suatu senyawa yang bersifat netral disebut molekul. Jadi molekul adalah spesi (butiran) netral yang terdiri atas dua jenis atau lebih atom.

Unsur-unsur yang berbentuk molekul antara lain hidrogen, nitrogen, oksigen, klorin, bromin, iodin, fosfor, dan belerang. Unsur-unsur logam, dan unsur-unsur gas mulia (helium, neon, argon, kripton, xenon, dan radon) terdiri atas atom-atom. Boron, karbon, dan silikon yang sebenarnya membentuk molekul-molekul raksasa (jumlah atom dalam satu molekul tidak terbatas) dianggap terdiri atas atom-atom.

c. Ion
Ion dapat berupa atom atau kumpulan atom yang bermuatan listrik. Tidak semua senyawa terdiri atas molekul, tetap banyak juga yang terdiri atas ion-ion. Ion merupakan atom atau gugus atom yang memiliki muatan listrik. Senyawa yang terdiri ats ion-ion disebut senyawa ion, sedangkan senyawa terdiri atas molekul disebut senyawa molekul. Suatu senyawa ion terdiri atas suatu ion positif (kation) dan suatu ion negatif (anion).

Beberapa contoh dari senyawa ion seperti :

• Natrium klorida (NaCl), yang terdiri atas ion natrium positif  (Na+) dan ion klorida negatif (Cl-)

• Natrium hidroksida (NaOH), yang terdiri atas ion natrium positif (Na+) dan ion hidroksida negatif (OH-)

D. Bekerja di Laboratorium

Prosedur keselamatan kerja di laboratorium sangat penting untuk diperhatikan mengingat hasil penelitian menunjukkan telah terjadi kecelakaan kerja dengan intensitas yang mengkhawatirkan yaitu 9 orang/hari. Keselamatan semua pihak merupakan tanggung jawab semua pengguna laboratorium. Namun, banyak pekerja yang meremehkan risiko kerja, sehingga tidak menggunakan alat-alat pengaman walaupun sudah tersedia. Laboratorium merupakan ruangan yang memiliki risiko yang cukup besar. Disana banyak terdapat bahan kimia yang merupakan bahan mudah meledak, mudah terbakar, beracun, dll. Selain itu terdapat juga benda mudah pecah dan menggunakan listrik. Maka dari itu, kita harus sangat berhati-hati dalam menggunakan laboratorium. Berikut adalah prosedur keselamatan kerja di laboratorium. Langsung saja kita simak yang pertama:

1. Syarat Laboratorium yang Baik

Ruangan laboratorium yang memenuhi standar adalah salah satu faktor untuk menghindari kecelakaan kerja. Syarat tersebut meliputi kondisi ruangan, susunan ruangan, kelengkapan peralatan keselamatan, nomor telepon penting (pemadam kebakaran, petugas medis), dll.

Ruangan laboratorium yang memiliki sistem ventilasi yang baik. Proses keluar masuk udara yang stabil. Sirkulasi udara segar yang masuk ke dalam ruangan. Keduanya harus diperhatikan dengan baik. Semakin baik sirkulasi udara, maka kondisi laboratorium juga akan sehat. Seperti halnya rumah, sirkulasi udara berada pada posisi utama dan tidak dapat dikesampingkan begitu saja.

Ruangan laboratorium harus ditata dengan rapi. Penempatan bahan kimia dan peralatan percobaan harus ditata dengan rapi supaya memudahkan untuk mencarinya. Bila perlu, berikan denah dan panduan penempatan bahan kimia di raknya supaya semakin memudahkan untuk mencari bahan kimia tertentu.

Alat keselamatan kerja harus selalu tersedia dan dalam kondisi yang baik. Terutama kotak P3K dan alat pemadam api. Berikan juga nomor telepon penting seperti pemadam kebakaran dan petugas medis supaya saat terjadi kecelakaan yang cukup parah dapat ditangani dengan segera. Berikan juga lembaran tentang cara penggunaan alat pemadam api dan tata tertib laboratorium.

Laboratorium harus memiliki jalur evakuasi yang baik. Laboratorium setidaknya memiliki dua pintu keluar dengan jarak yang cukup jauh. Bahan kimia yang berbahaya harus ditempatkan di rak khusus dan pisahkan dua bahan kimia yang dapat menimbulkan ledakan bila bereaksi.

2. Tata Tertib Keselamatan Kerja

Aturan umum dalam tata tertib keselamatan kerja adalah sebagai berikut:

1. Dilarang mengambil atau membawa keluar alat-alat serta bahan dalam laboratorium tanpa seizin petugas laboratorium.
2. Orang yang tidak berkepentingan dilarang masuk ke laboratorium. Hal ini untuk mencegah hal-hal yang tidak diinginkan.
3. Gunakan alat dan bahan sesuai dengan petunjuk praktikum yang diberikan.
4. Jangan melakukan eksperimen sebelum mengetahui informasi mengenai bahaya bahan kimia, alat-alat, dan cara pemakaiannya.
5. Bertanyalah jika Anda merasa ragu atau tidak mengerti saat melakukan percobaan.
6. Mengenali semua jenis peralatan keselamatan kerja dan letaknya untuk memudahkan pertolongan saat terjadi kecelakaan kerja.
7. Pakailah jas laboratorium saat bekerja di laboratorium.
8. Harus mengetahui cara pemakaian alat darurat seperti pemadam kebakaran, eye shower, respirator, dan alat keselamatan kerja yang lainnya.
9. Jika terjadi kerusakan atau kecelakaan, sebaiknya segera melaporkannya ke petugas laboratorium.
10. Berhati-hatilah bila bekerja dengan asam kuat reagen korosif, reagen-reagen yang volatil dan mudah terbakar.
11. Setiap pekerja di laboratorium harus mengetahui cara memberi pertolongan pertama pada kecelakaan (P3K).
12. Buanglah sampah pada tempatnya.
13. Usahakan untuk tidak sendirian di ruang laboratorium. Supaya bila terjadi kecelakaan dapat dibantu dengan segera.
14. Jangan bermain-main di dalam ruangan laboratorium.
15. Lakukan latihan keselamatan kerja secara periodik.
16. Dilarang merokok, makan, dan minum di laboratorium.

3. Alat Keselamatan Kerja

Di dalam ruang laboratorium harus sudah tersedia seluruh alat keselamatan kerja supaya saat terjadi kecelakaan atau darurat, itu bisa diatasi dengan cepat. Berikut adalah alat-alat keselamatan kerja yang ada di laboratorium. Pastikan semuanya tersedia dan Anda tahu dimana letaknya.

1. Pemadam kebakaran (hidrant)
2. Eye washer
3. Water shower
4. Kotak P3K (Pertolongan Pertama Pada Kecelakaan)
5. Jas Laboratorium
6. Peralatan pembersih
7. Obat-obatan
8. Kapas
9. Plaster pembalut

4. Simbol Keselamatan Kerja

Gambar diatas adalah simbol-simbol yang umumnya ada di laboratorium. Simbol ini harus diperhatikan dan dipahami supaya Anda mengetahui bahaya yang ada pada suatu benda atau zat kimia. Berikut adalah penjelasan simbol-simbol tersebut.

1. Animal hazard adalah bahaya yang berasal dari hewan. Mungkin saja hewan itu beracun karena telah disuntik bermacam-macam zat hasil eksperimen atau dapat menggigit dan mencakar Anda.
2. Sharp instrument hazard adalah bahaya yang berasal dari benda-benda yang tajam. Benda itu jika tidak digunakan dengan benar maka dapat melukai Anda.
3. Heat hazard adalah bahaya yang berasal dari benda yang panas. Tangan Anda akan kepanasan jika menyentuh benda tersebut dalam keadaan aktif atau menyala.
4. Glassware hazard adalah bahaya yang berasal dari benda yang mudah pecah. BIasanya berupa gelas kimia.
5. Chemical hazard adalah bahaya yang berasal dari bahan kimia. Bisa saja bahan kimia itu dapat membuat kulit kita gatal dan iritasi.
6. Electrical hazard adalah bahaya yang berasal dari benda-benda yang mengeluarkan listrik. Hati-hati dalam menggunakannya supaya tidak tersengat listrik.
7. Eye & face hazard adalah bahaya yang berasal dari benda-benda yang dapat membuat iritasi pada mata dan wajah. Gunakan masker atau pelindung wajah sebelum menggunakan bahan tersebut.
8. Fire hazard adalah bahaya yang berasal dari benda yang mudah terbakar. Contohnya adalah kerosin (minyak tanah) dan spiritus.
9. Biohazard adalah bahaya yang berasal dari bahan biologis. Bahan tersebut bisa dapat menyebabkan penyakit mematikan seperti AIDS. Contohnya adalah tempat pembuangan jarum suntik.
10. Laser radiation hazard adalah bahaya yang berasal dari sinar laser.
11. Radioactive hazard adalah bahaya yang berasal dari benda radioaktif. Benda ini dapat mengeluarkan radiasi dan jika terpapar terlalu lama maka akan menyebabkan kanker.
12. Explosive hazard adalah bahaya yang berasal dari benda yang mudah meledak. Jauhkan benda tersebut dari api.

5. Cara Memindahkan Bahan Kimia

Sebelum memindahkan bahan kimia, hal yang harus dilakukan adalah mengetahui segala informasi tentang bahan kimia yang akan digunakan. Seperti cara membawa, bahaya yang ditimbulkan, dll. Pindahkanlah sesuai kebutuhan dan jangan berlebihan. Bila ada sisa bahan kimia, jangan dikembalikan ke tempatnya semula karena dapat menyebabkan kontaminasi pada bahan kimia.

Untuk memindahkan bahan kimia yang berwujud cair, pindahkan dengan menggunakan batang pengaduk atau pipet tetes. Hindari percikan karena bisa menyebabkan iritasi pada kulit. Jangan menaruh tutup botol diatas meja supaya tutup botol tidak kotor oleh kotoran di atas meja.

Untuk memindahkan bahan kimia yang berwujud padat, gunakan sendok atau alat lain yang tidak terbuat dari logam. Hindari menggunakan satu sendok untuk mengambil beberapa jenis zat kimia supaya terhindar dari kontaminasi.

6. Pembuangan Limbah

Seperti yang kita ketahui bahwa limbah dapat mencemari lingkungan. Maka dari itu, kita perlu menangani limbah tersebut dengan tepat. Untuk limbah kimia hendaknya dibuang di tempat khusus karena beberapa jenis zat kimia sangat berbahaya bagi lingkungan. Buang segera limbah sehabis melakukan percobaan. Sementara limbah lainnya seperti kertas, korek api, dan lainnya dibuang di tempat sampah. Sebaiknya pisahkan limbah organik dan nonorganik supaya pengolahan sampahnya lebih mudah.

7. Penanganan Kecelakaan

Kecelakaan saat kerja biasa terjadi walaupun kita telah bekerja dengan hati-hati. Hal yang paling utama adalah jangan panik dan ikuti prosedur penanganan kecelakaan yang baik dan benar. Cari bantuan petugas laboratorium untuk membantu Anda. Bila perlu, panggil petugas medis atau pemadam kebakaran.

Bila terkena bahan kimia, bersihkan bagian kulit yang terkena bahan kimia sampai bersih. Kulit yang terkena jangan digaruk supaya tidak menyebar. Bawa keluar korban dari laboratorium supaya mendapatkan oksigen. Bila kondisi cukup parah, panggil petugas kesehatan secepatnya.

Bila terjadi kebakaran karena bahan kimia atau korsleting listrik, segera bunyikan alarm tanda bahaya. Jangan langsung disiram dengan air. Gunakan hidran untuk memadamkan api. Hindari menghirup asap. Bila kebakaran meluas, segera panggil petugas pemadam kebakaran.