KONSEP KIMIA
DALAM KEPERAWATAN
Kimia sering
disebut sebagai "ilmu pusat" karena menghubungkan berbagai ilmu lain,
seperti fisika, ilmu bahan, nanoteknologi, biologi, farmasi, kedokteran,
bioinformatika, dan geologi . Koneksi ini timbul melalui berbagai subdisiplin
yang memanfaatkan konsep-konsep dari berbagai disiplin ilmu. Sebagai contoh,
kimia fisik melibatkan penerapan prinsip-prinsip fisika terhadap materi pada
tingkat atom dan molekul.
Kimia
berhubungan dengan interaksi materi yang dapat melibatkan dua zat atau antara
materi dan energi, terutama dalam hubungannya dengan hukum pertama
termodinamika.
Ilmuwan yang
mempelajari kimia sering disebut kimiawan. Sebagian besar kimiawan melakukan
spesialisasi dalam satu atau lebih subdisiplin. Kimia yang diajarkan pada
sekolah menengah sering disebut "kimia umum" dan ditujukan sebagai
pengantar terhadap banyak konsep-konsep dasar dan untuk memberikan pelajar alat
untuk melanjutkan ke subjek lanjutannya. Banyak konsep yang dipresentasikan
pada tingkat ini sering dianggap tak lengkap dan tidak akurat secara teknis.
Walaupun demikian, hal tersebut merupakan alat yang luar biasa. Kimiawan secara
reguler menggunakan alat dan penjelasan yang sederhana dan elegan ini dalam
karya mereka, karena terbukti mampu secara akurat membuat model reaktivitas kimia
yang sangat bervariasi.
Ilmu kimia
secara sejarah merupakan pengembangan baru, tapi ilmu ini berakar pada alkimia
yang telah dipraktikkan selama berabad-abad di sean.
Ø Perawat terampil & tepat saat memberikan obat.
Ø Tidak sekedar memberikan pil untuk diminum atau injeksi obat melalui
pembuluh darah, namun juga mengobservasi respon klien terhadap pemberian obat
tersebut.
Ø Pengetahuan tentang manfaat dan efek samping obat sangat penting untuk
dimiliki perawat.
Ø Perawat memiliki peran yang utama dalam meningkatkan dan mempertahankan
dengan mendorong klien untuk proaktif jika membutuhkan pengobatan.Dengan
demikian : perawat membantu klien membangun pengertian yang benar dan jelas
tentang pengobatan, mengkonsultasikan setiap obat yang dipesankan, dan turut
bertanggung jawab dalam pengambilan keputusan tentang pengobatan bersama tenaga
kesehatan lainnya.
Obat adalah
substansi yang berhubungan fungsi fisiologis tubuh dan berpotensi mempengaruhi
status kesehatan. Pengobatan / medikasi adalah obat yang diberikan untuk tujuan
terapeutik / menyembuhkan. Obat dapat diklasifikasikan melalui beberapa cara,
antara lain berdasarkan : bahan kimia penyusunnya, efek yang ditimbulkan baik
didalam laboratorium maupun tubuh manusia.
Pemberian Obat. Perawat harus
memperhatikan hal berikut :
v Interpretasikan dengan tepat resep obat yang dibutuhan.
v Hitung dengan tepat dosis obat yang akan diberikan sesuai dengan resep.
v Gunakan prosedur yang sesuai dan aman, ingat prinsip 5 benar dalam pengobatan.
v Setelah memvalidasi dan menghitung dosis obat dengan benar, pemberian obat
dengan akurat dapat dilakukan berdasarkan prinsip 5 benar.
PRINSIP 5 BENAR PENGOBATAN :
1 Benar Klien
2. Benar Obat
3. Benar Dosis Obat
4. Benar Waktu Pemberian
5. Benar Cara Pemberian
1. Benar Klien
ü dipastikan dengan memeriksa identitas klien, dan meminta klien
menyebutkan namanya sendiri
ü hak klien untuk mengetahui alasan pemberian obat,
ü hak klien untuk menolak penggunaan sebuah obat
2. Benar Obat
ü berarti klien menerima obat yang telah diresepkan
ü tanggung jawab perawat untuk mengikuti perintah yang tepat
ü menghindari kesalahan, label obat harus dibaca tiga kali
a) pada saat melihat botol atau kemasan obat,
b) sebelum menuang / mengisap obat dan
c) setelah menuang / mengisap obat
3. Benar Dosis Obat
·
Dosis yang
diberikan untuk klien tertentu.
·
Dalam
kebanyakan kasus, dosis diberikan dalam batas yang direkomendasikan untuk obat
yang bersangkutan.
·
Perawat
harus menghitung setiap dosis obat secara akurat, dengan mempertimbangkan
variable berikut.
·
Tersedianya
obat dan dosis obat yang diresepkan (diminta),
·
dalam
keadaan tertentu, berat badan klien juga harus dipertimbangkan, misalnya 3
mg/KgBB/hari.
4. Benar Waktu Pemberian saat dimana obat yang diresepkan harus diberikan.
·
dosis obat
harian diberikan pada waktu tertentu dalam sehari, seperti b.i.d ( dua
kali sehari ) , t.i.d ( tiga kali sehari ), q.i.d ( empat kali sehari ), atau
q6h ( setiap 6 jam ), sehingga kadar obat dalam plasma dapat dipertahankan.
·
jika obat
mempunyai waktu paruh (t ½ ) yang panjang, maka obat diberikan sekali sehari.
Obat-obat dengan waktu paruh pendek diberikan beberapa kali sehari pada selang
waktu yang tertentu .
·
beberapa
obat diberikan sebelum makan dan yang lainnya diberikan pada saat makan atau
bersama makanan
5. Benar Cara Pemberian
·
Perlu untuk
absorpsi yang tepat dan memadai
·
rute yang
lebih sering dari absorpsi adalah :
a)
oral (
melalui mulut ): cairan , suspensi ,pil , kaplet , atau kapsul .
b)
sublingual (
di bawah lidah untuk absorpsi vena )
c)
topikal (
dipakai pada kulit )
d)
inhalasi (
semprot aerosol )
e)
instilasi (
pada mata, hidung, telinga, rektum atau vagina )
f)
empat rute
parenteral : intradermal , subkutan , intramuskular , dan intravena.
ATOM ION DAN MOLEKUL DALAM TUBUH
ATOM
Keberadaan partikel terkecil yang menyusun materi, pertama kali diajukan dua orang ahli filsafat Yunani, yaitu Leucippus dan Demokritus sekitar 450 tahun sebelum Masehi. Istilah atom berasal dari Bahasa Yunani “ ἄτομος “ / átomos, “ α-τεμνω “, “ a “ yang berarti tidak dan “ tomos “ berarti terbagi. Jadi atom adalah partikel-partikel yang sangat kecil dan tidak dapat dipotong ataupun sesuatu yang tidak dapat dibagi-bagi lagi. Pada abad ke-17 dan ke-18, para kimiawan meletakkan dasar-dasar pemikiran ini dengan menunjukkan bahwa zat-zat tertentu tidak dapat dibagi-bagi lebih jauh lagi menggunakan metode-metode kimia. Selama akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20, para fisikawan berhasil menemukan struktur dan komponen-komponen subatom di dalam atom, membuktikan bahwa “ atom ” tidaklah tak dapat dibagi-bagi lagi. Prinsip-prinsip mekanika kuantum yang digunakan pada fisikawan kemudian berhasil memodelkan atom. Jadi dapat disimpulkan bahwa atom adalah unsure yang merupakan unsur yang terkecil dari suatu zat.Menurut John Dalton, seorang guru kimia dari Inggris, intisari mengenai atom yaitu :
Keberadaan partikel terkecil yang menyusun materi, pertama kali diajukan dua orang ahli filsafat Yunani, yaitu Leucippus dan Demokritus sekitar 450 tahun sebelum Masehi. Istilah atom berasal dari Bahasa Yunani “ ἄτομος “ / átomos, “ α-τεμνω “, “ a “ yang berarti tidak dan “ tomos “ berarti terbagi. Jadi atom adalah partikel-partikel yang sangat kecil dan tidak dapat dipotong ataupun sesuatu yang tidak dapat dibagi-bagi lagi. Pada abad ke-17 dan ke-18, para kimiawan meletakkan dasar-dasar pemikiran ini dengan menunjukkan bahwa zat-zat tertentu tidak dapat dibagi-bagi lebih jauh lagi menggunakan metode-metode kimia. Selama akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20, para fisikawan berhasil menemukan struktur dan komponen-komponen subatom di dalam atom, membuktikan bahwa “ atom ” tidaklah tak dapat dibagi-bagi lagi. Prinsip-prinsip mekanika kuantum yang digunakan pada fisikawan kemudian berhasil memodelkan atom. Jadi dapat disimpulkan bahwa atom adalah unsure yang merupakan unsur yang terkecil dari suatu zat.Menurut John Dalton, seorang guru kimia dari Inggris, intisari mengenai atom yaitu :
a. Setiap
unsure yang tediri atas partikel-partikel terkecil yang tidak dapat dibagi-bagi
lagi disebut atom
b. Semua
atom dari unsure yang sama memiliki ukuran dan massa yang sam. Atom-atom dari
unsure yang berbeda memiliki massa yang berbeda. Sehingga banyaknya macam atom
sama dengan banyaknya macam unsure.
c. Atom-atom
tidak dapat dirusak, dimusnahkan atau diciptakan melalui reaksi kimia
d. Melalui reaksi kimia, atom-atom dari pereaksi akan memiliki susunan yang baru dan akan saling terikat satu sama lain.
d. Melalui reaksi kimia, atom-atom dari pereaksi akan memiliki susunan yang baru dan akan saling terikat satu sama lain.
Atom-atom
unsur X Atom-atom unsur Y Molekul unsur X dan Y
Atom merupakan satuan dasar materi yang terdiri dari inti atom ( nucleus ) yang mempunyai muatan positif dan dikelilingi oleh awan electron yang bermuatan negative. Inti atom mengandung campuran proton yang bermuatan positif dan neutron yang bermuatan netral. Elektron-elektron pada sebuah atom terikat pada inti atom oleh gaya elektromagnetik. Atom yang mengandung jumlah proton dan elektron yang sama bersifat netral. Atom dikelompokkan berdasarkan jumlah proton dan neutron pada inti atom tersebut. Jumlah proton pada atom menentukan unsure kimia atom tersebut, dan jumlah neutron menentukan isotop unsure tersebut. Salah satu sifat yang membedakan berbagai jenis atom unsure disebut dengan massa atom. Dan setiap unsure dapat berada dalam berbagai bentuk isotop, dimana atom-atom isotop yang sama adalah identik.Atom-atom dalam keadaan menyendiri atau tunggal tidak memiliki sifat-sifat tertentu, seperti warna, wujud, massa jenis, daya hantar listrik, titik didih, titik leleh dan sebagainya. Sifat-sifat itu baru muncul jika atom-atom dalam jumlah besar bergabung membentuk kumpulan atom dengan cara-cara tertentu. Contohnya, grafit dan intan. Karena grafit bersifat lunak, hitam, dan tidak tembus pandang. Sedangkan intan, sangat keras dan tembus pandang. Tetapi, kedua zat tersebut dibentuk oleh atom dari unsure yang sama dengan cara berikatan berbeda. Atom yang dimaksud adalah atom karbon. Contoh unsur-unsur logam yang tergolong atom seperti, natrium, kalsium, tembaga, emas dan besi. Sedangkan unsur-unsur non logam seperti, helium, neon, argon, krypton, xenon, dan radon.Relatif terhadap pengamatan sehari-hari, atom merupakan objek yang sangat kecil dengan massa yang sama kecilnya. Atom hanya dapat dipantau menggunakan peralatan khusus seperti “ Mikroskop penerowongan payaran “.
Atom merupakan satuan dasar materi yang terdiri dari inti atom ( nucleus ) yang mempunyai muatan positif dan dikelilingi oleh awan electron yang bermuatan negative. Inti atom mengandung campuran proton yang bermuatan positif dan neutron yang bermuatan netral. Elektron-elektron pada sebuah atom terikat pada inti atom oleh gaya elektromagnetik. Atom yang mengandung jumlah proton dan elektron yang sama bersifat netral. Atom dikelompokkan berdasarkan jumlah proton dan neutron pada inti atom tersebut. Jumlah proton pada atom menentukan unsure kimia atom tersebut, dan jumlah neutron menentukan isotop unsure tersebut. Salah satu sifat yang membedakan berbagai jenis atom unsure disebut dengan massa atom. Dan setiap unsure dapat berada dalam berbagai bentuk isotop, dimana atom-atom isotop yang sama adalah identik.Atom-atom dalam keadaan menyendiri atau tunggal tidak memiliki sifat-sifat tertentu, seperti warna, wujud, massa jenis, daya hantar listrik, titik didih, titik leleh dan sebagainya. Sifat-sifat itu baru muncul jika atom-atom dalam jumlah besar bergabung membentuk kumpulan atom dengan cara-cara tertentu. Contohnya, grafit dan intan. Karena grafit bersifat lunak, hitam, dan tidak tembus pandang. Sedangkan intan, sangat keras dan tembus pandang. Tetapi, kedua zat tersebut dibentuk oleh atom dari unsure yang sama dengan cara berikatan berbeda. Atom yang dimaksud adalah atom karbon. Contoh unsur-unsur logam yang tergolong atom seperti, natrium, kalsium, tembaga, emas dan besi. Sedangkan unsur-unsur non logam seperti, helium, neon, argon, krypton, xenon, dan radon.Relatif terhadap pengamatan sehari-hari, atom merupakan objek yang sangat kecil dengan massa yang sama kecilnya. Atom hanya dapat dipantau menggunakan peralatan khusus seperti “ Mikroskop penerowongan payaran “.
ION
Pada awal abad ke-19, Dalton mengungkapkan bahwa partikel terkecil dari materi adalah atom. Namun, pada pertengahan abad ke-19 banyak hasil penelitian yang menunjukkan bahwa banyak zat yang tidak disusun oleh atom, melainkan oleh partikel-partikel bermuatan yang disebut ion. Karena ukuran atom ini sekitar ukuran atom dan molekul. Dengan demikian, partikel terkecil dari materi tidak hanya berbentuk atom dan molekul, tetapi juga berbentuk ion.Ion pertama kali diteorikan oleh Michael Faraday sekitar tahun 1830, untuk menggambarkan bagian molekul yang bergerak ke anoda atau katoda. Namun, mekanisme peristiwa ini baru dideskripsikan pada tahun 1884 oleh Svante August Arrhenius dalam disertasi doktornya di University of Uppsala. Pada mulanya, teori ini tidak diterima karena ia memperoleh gelarnya dengan nilai minimum, tetapi disertasinya memenangi Hadiah Nobel Kimia pada tahun 1903.Ion adalah atom atau sekumpulan atom yang mengandung jumlah proton dan elektoron yang berbeda bersifat positif atau negative dan bermuatan listrik. Ion bermuatan negatif, yang menangkap satu atau lebih elektron disebut anion, karena dia tertarik menuju anoda. Ion bermuatan positif, yang kehilangan satu atau lebih elektron disebut kation, karena tertarik ke katoda. Proses pembentukan ion disebut ionisasi. Atom atau kelompok atom yang terionisasi ditandai dengan tikatas n+ atau n-, di mana n adalah jumlah elektron yang hilang atau diperoleh.Muatan electron merupakan jumlah muatan terkecil yang disebut dengan muatan dasar. Muatan ion besarnya satu kali atau beberapa kali muatan dasar. Unsure logam membentuk ion-ion bermuatan positif ( kation ), seperti ion litium, ion natrium, ion kalium, ion kalsium dan ion magnesium. Sedangkan unsure bukan logam membentuk ion-ion bermuatan negative ( anion ), seperti ion fluoride, ion klorida, ion bromide, ion iodide, ion oksida, ion sulfide dan ion nitride. Zat-zat yang tersusun atas ion memiliki muatan listrik netral, karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama, seperti natrium klorida ( NaCl )
Pada awal abad ke-19, Dalton mengungkapkan bahwa partikel terkecil dari materi adalah atom. Namun, pada pertengahan abad ke-19 banyak hasil penelitian yang menunjukkan bahwa banyak zat yang tidak disusun oleh atom, melainkan oleh partikel-partikel bermuatan yang disebut ion. Karena ukuran atom ini sekitar ukuran atom dan molekul. Dengan demikian, partikel terkecil dari materi tidak hanya berbentuk atom dan molekul, tetapi juga berbentuk ion.Ion pertama kali diteorikan oleh Michael Faraday sekitar tahun 1830, untuk menggambarkan bagian molekul yang bergerak ke anoda atau katoda. Namun, mekanisme peristiwa ini baru dideskripsikan pada tahun 1884 oleh Svante August Arrhenius dalam disertasi doktornya di University of Uppsala. Pada mulanya, teori ini tidak diterima karena ia memperoleh gelarnya dengan nilai minimum, tetapi disertasinya memenangi Hadiah Nobel Kimia pada tahun 1903.Ion adalah atom atau sekumpulan atom yang mengandung jumlah proton dan elektoron yang berbeda bersifat positif atau negative dan bermuatan listrik. Ion bermuatan negatif, yang menangkap satu atau lebih elektron disebut anion, karena dia tertarik menuju anoda. Ion bermuatan positif, yang kehilangan satu atau lebih elektron disebut kation, karena tertarik ke katoda. Proses pembentukan ion disebut ionisasi. Atom atau kelompok atom yang terionisasi ditandai dengan tikatas n+ atau n-, di mana n adalah jumlah elektron yang hilang atau diperoleh.Muatan electron merupakan jumlah muatan terkecil yang disebut dengan muatan dasar. Muatan ion besarnya satu kali atau beberapa kali muatan dasar. Unsure logam membentuk ion-ion bermuatan positif ( kation ), seperti ion litium, ion natrium, ion kalium, ion kalsium dan ion magnesium. Sedangkan unsure bukan logam membentuk ion-ion bermuatan negative ( anion ), seperti ion fluoride, ion klorida, ion bromide, ion iodide, ion oksida, ion sulfide dan ion nitride. Zat-zat yang tersusun atas ion memiliki muatan listrik netral, karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama, seperti natrium klorida ( NaCl )
MOLEKUL
Molekul adalah sekumpulan atom atau gabungan dari atom-atom yang berikatan satu sama lain baik dari unsure yang sama maupun berbeda. Jika atomnya berasal dari unsure yang sama maka molekul tersebut disebut molekul unsure. Jika molekul tersusun atas dua atau lebih atom dari yang berbeda maka disebut molekul senyawa. Contoh dari molekul unsure seperti unsur oksigen, unsure hydrogen, unsure nitrogen, ozon dan belerang. Sedangkan contoh dari molekul senyawa seperti karbon dioksida dan air. Karena air tersusun atas dua atom unsure hydrogen dan satu atom unsure oksigen.O2 + 2H2 2H2O,Molekul air banyak terdapat dalam tubuh manusia, dengan komposisi 55 % sampai 75 % air dalam tubuh tergantung dari ukuran badan. Air merupakan zat atau unsure terpenting bagi semua kehidupan makhluk hidup di bumi ini, karena air menutupi hampir 71% permukaan bumi. Air sering disebut sebagai pelarut universal, karena air melarutkan banyak zat kimia. Air berada dalam kesetimbangan dinamis antara fase cair dan padat di bawah tekanan dan temperature standar. Dalam bentuk ion, air dapat dideskripsikan sebagai sebuah ion hydrogen ( H+ ) yang berikatan dengan sebuah ion hidroksida ( OH- ).Molekul air dapat diuraikan menjadi nsure-unsur asalnya dengan mengalirinya arus listrik. Proses ini disebut elektrolisis air. Pada katoda, dua molekul air bereaksi dengan menangkap dua electron, tereduksi menjadi gas H2 dan ion hidrokida ( OH- ). Sementara itu pada anoda, dua molekul air lain terurai menjadi gas oksigen ( O2 ), melepaskan 4 ion H+ serta mengalirkan electron ke katoda. Ion H+ dan OH- mengalami netralisasi sehingga terbentuk kembali beberapa molekul air. Reaksinya dituliskan sebagai berikut :
Molekul adalah sekumpulan atom atau gabungan dari atom-atom yang berikatan satu sama lain baik dari unsure yang sama maupun berbeda. Jika atomnya berasal dari unsure yang sama maka molekul tersebut disebut molekul unsure. Jika molekul tersusun atas dua atau lebih atom dari yang berbeda maka disebut molekul senyawa. Contoh dari molekul unsure seperti unsur oksigen, unsure hydrogen, unsure nitrogen, ozon dan belerang. Sedangkan contoh dari molekul senyawa seperti karbon dioksida dan air. Karena air tersusun atas dua atom unsure hydrogen dan satu atom unsure oksigen.O2 + 2H2 2H2O,Molekul air banyak terdapat dalam tubuh manusia, dengan komposisi 55 % sampai 75 % air dalam tubuh tergantung dari ukuran badan. Air merupakan zat atau unsure terpenting bagi semua kehidupan makhluk hidup di bumi ini, karena air menutupi hampir 71% permukaan bumi. Air sering disebut sebagai pelarut universal, karena air melarutkan banyak zat kimia. Air berada dalam kesetimbangan dinamis antara fase cair dan padat di bawah tekanan dan temperature standar. Dalam bentuk ion, air dapat dideskripsikan sebagai sebuah ion hydrogen ( H+ ) yang berikatan dengan sebuah ion hidroksida ( OH- ).Molekul air dapat diuraikan menjadi nsure-unsur asalnya dengan mengalirinya arus listrik. Proses ini disebut elektrolisis air. Pada katoda, dua molekul air bereaksi dengan menangkap dua electron, tereduksi menjadi gas H2 dan ion hidrokida ( OH- ). Sementara itu pada anoda, dua molekul air lain terurai menjadi gas oksigen ( O2 ), melepaskan 4 ion H+ serta mengalirkan electron ke katoda. Ion H+ dan OH- mengalami netralisasi sehingga terbentuk kembali beberapa molekul air. Reaksinya dituliskan sebagai berikut :
Gas hydrogen
dan oksigen yang dihasilkan dari reaksi ini membentuk gelembung pada elektroda
dan dapat dikumpulkan.Gambar atom H dan atom O2.Molekul terbentuk dari banyak
atom, sehingga bobot molekul suatu senyawa dihitung dari bobot atom unsur-unsur
pembentuknya. Alat yang digunakan untuk memisahkan partikel-partikel yang
mempunyai komposisi isotop yang berbeda-beda dan mengukur massa relatifnya
disebut dengan Spektrometer massa.
Atom, Ion
dan Molekul dalam Metabolisme Tubuh Manusia.Metabolisme berasal dari bahasa
Yunani, “ Metabole “ yang berarti berubah. Jadi, metabolisme adalah proses
kimiawi suatu organisme. Metabolisme juga bisa dikatakan sebagai modifikasi
senyawa kimia secara biokimia di dalam organisme dan sel. Metabolisme biasanya
terdiri atas tahapan-tahapan yang melibatkan enzim, yang dikenal pula sebagai
jalur metabolisme.Metabolisme merupakan aktivitas hidup yang selalu terjadi
pada setiap sel hidup. Pada metabolisme sel, bahan dan energi diperoleh dari
lingkungan sel yang berupa cairan, misalnya darah. Cairan yang mengelilingi sel
disebut cairan ekstrasel. Cairan ini terdiri dari ion dan gas berikut :
1. Gas O2 dan CO2
1. Gas O2 dan CO2
2. Ion
anorganik ( terutama Na+ , Cl- , K+ , Ca++ , HCO3- , PO4-3 )
3. Zat organic,
yaitu makanan dan vitamin
4. Hormon.
Mekanisme
pertukaran zat dalam sel dengan cairan ekstrasel melalui lima cara :
1. Difusi, yaitu proses pemindahan cairan atau gas melalui selaput atau membrane dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah.
1. Difusi, yaitu proses pemindahan cairan atau gas melalui selaput atau membrane dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah.
2. Osmosis,
yaitu proses pemindahan cairan pelarut dari konsentrasi rendah ke konsentrasi
yang lebih tinggi melalui membrane yang tidak dapat ditembus zat yang larut.
3. Transport
aktif, yaitu gerak molekul melalui membrane sel melawan arah arus difusi alami
4.
Endositosis, yaitu memasukkan sesuatu dari luar ke dalam sel dan
menyelubunginya dengan membrane sel, lalu membentuk vesikel di dalam
sitoplasma.
5.
Eksositosis, yaitu transportasi sesuatu ke luar sel dengan penyelubungan oleh
membrane sel kemudian dilepas di luar sel.Bahan yang terdapat dalam cairan sel
dapat digunakan sebagai bahan baku gula, asam lemak, gliserol, dan asam
aminoyang kemudian disusun menjadi makromolekul sel seperti polisakarida, lipid,
dan protein asam nukleat.
Metabolisme dapat digolongkan menjadi dua :
Metabolisme dapat digolongkan menjadi dua :
1.
Anabolisme, yaitu proses pembentukan / penyusunan menjadi molekul-molekul yang
lebih besar dan membutuhkan energi. Ex : fotosintesis.
2.
Katabolisme, yaitu proses pembongkaran menjadi molekul-molekul yang lebih kecil
dan menghasilkan energi. Ex : pembentukan roti, tempe dan tape.
• Atom yang
terlibat dalam metabolisme antara lain :
- atom O -
atom Na
- atom C -
atom Cl
- atom H -
atom K
- atom N -
atom Ca
• Ion yang
terlibat dalam metabolisme antara lain :
- Na+ - H+
- Mg2+ - OH-
- Cl –
• Molekul
yang terlibat dalam metabolisme antara lain :
- Enzim
sebagai katalisator
- H2O
- O2
- CO2
- Glukosa
- glukogen
KONSEP DASAR LARUTAN
Pengertian Larutan dan Konsep Kelarutan
Materi mengenai pengertian larutan
ini sangatlah penting untuk mengawali pelarajan kimia. Banyak sekali anak yang
melewatkan materi ini dan akhirnya bingung mengenai perbedaan larutan, senyawa
murni, pelarut, dan campuran.Sebelum mengenal cara preparasi
larutan menggunakan
Alat-alat
laboraturium kimia, sebaiknya kalian memahami tentang
larutan secara umum.
Pengertian Larutan
Definisi dari larutan ialah suatu zat/materi yang didalamnya tercampur materi/zat lainnya. Di dalam larutan, terdapat pelarut (solvent) dan zat terlarut (solutes). Pelarut merupakan zat yang jumlahnya lebih banyak, dan zat dengan jumlah yang lebih sedikit ialah zat terlarut.
Jika kalian masih bingung perbedaan antara larutan dan zat murni, maka berikut ini pembedanya. Zat murni seperti Air (H2O) memiliki komposisi yang fix. Kita tidak bisa mengubah rasio Hidrogen pada air menjadi 1,3, atau 4, begitu pula pada Oksigen, kita tidak bisa mengubah rasionya tanpa menyebabkan terbentuknya zat baru. Contohnya saja jika pada Air kita mencoba menambahkan rasio atom O maka terbentuklah H2O2, merupakan senyawa baru yang sangat beracun.Tetapi larutan juga memiliki perbandingan komposisi. Perbandingan komposisi ini menyatakan rasio jumlah dari dua atau lebih zat yang membentuk larutan. Contohnya saja kalian dapat membuat larutan yang pekat dan tidak terlalu pekat berdasarkan perbandingan komposisi dari dua zat tersebut. Pada gambar berikut ini, larutan teh yang kanan memiliki perbandingan komposisi teh lebih banyak daripada yang kiri. Hal ini juga dapat diterapkan pada larutan gula, garam dan larutan lainnya.
 |
|
larutan
teh pekat
|
Ketika suatu zat terlarut dilarutkan oleh pelarut untuk membentuk larutan (solvent) tidak terjadi reaksi kimia. Sehingga pelarut dan zat terlarut dapat dipisahkan hanya dengan pemisahan fisik, seperti penyaringan, pengendapan, ataupun distilasi.
Larutan itu dapat berupa padatan, cairan maupun gas. Beragam kombinasi dari pelarut dan zat terlarut mungkin saja terjadi. Contohnya saja gas bisa saja larut dalam cairan, contohnya saja karbonat pada minuman berkarbonasi (kokakola, panta, dan sprit). Jadi jangan kembali berfikir secara tradisional bahwa larutan itu adalah cairan saja. Berikut ini contoh lainnya dari larutan dari tiga fasa.
|
Beberapa
tipe larutan
|
||
|
Zat Terlarut
|
Pelarut
|
Contoh
|
|
Gas
|
Gas
|
Udara, gas alam,
asetilen oksigen
|
|
Gas
|
Cair
|
Minuman Berkarbonasi,
air di sungai(mengandung oksigen terlarut)
|
|
Gas
|
Padat
|
Hidrogen dalam
Platinum
|
|
Cair
|
Gas
|
Uap air di udara,
bensin di udara
|
|
Cair
|
Cair
|
Alkohol dalam air,
asam dalam air
|
|
Cair
|
Padat
|
Amalgam seperti
merkuri dalam perak
|
|
Padat
|
Gas
|
Partikel debu di
udara
|
|
Padat
|
Cair
|
Larutan gula, garam
dll
|
|
Padat
|
Padat
|
Alloy
|
Kelarutan dan Kejenuhan Larutan
Kemampuan suatu zat terlarut untuk
bisa larut dalam suatu pelarut disebut dengan kelarutan. Kelarutan setiap zat
berbeda-beda tergantung dengan daya tarik antar partikelnya. Kelarutan suatu
zat merupakan jumlah dari zat terlarut yang dapat terlarut dalam sejumlah
pelarut tertentu pada keadaan tertentu. Contohnya ialah kelarutan dari NaCl
dalam air ialah 36 g/100 mL air pada 20oC.
Larutan jenuh terbentuk ketika dalam suatu larutan tidak dapat dilarutkan lagi sejumlah zat terlarut. Atau dalam kata lain, jumlah zat terlarut di dalam larutan telah mencapai nilai maksimumnya. Contohnya pada larutan garam, memiliki kelarutan maksimum 36 g/100 mL air pada 20oC. Maka jika ditambahkan lagi sejumlah garam pada larutan ini, garam tersebut tidak akan larut dan hanya akan mengendap di dasar larutan. Ini merupakan keadaan larutan yang telah jenuh.
Larutan jenuh terbentuk ketika dalam suatu larutan tidak dapat dilarutkan lagi sejumlah zat terlarut. Atau dalam kata lain, jumlah zat terlarut di dalam larutan telah mencapai nilai maksimumnya. Contohnya pada larutan garam, memiliki kelarutan maksimum 36 g/100 mL air pada 20oC. Maka jika ditambahkan lagi sejumlah garam pada larutan ini, garam tersebut tidak akan larut dan hanya akan mengendap di dasar larutan. Ini merupakan keadaan larutan yang telah jenuh.
Larut Atau Tidak Larut?
Suatu zat terlarut
dikatakan dapat larut dalam suatu pelarut jika kelarutannya ialah lebih dari 1
g/100 mL pelarut. Sementara suatu zat terlarut dikatakan tidak larut dalam
suatu pelarut ialah jika kelarutannya sangat kecil, dibawah dari 0,1 g/100 mL
pelarut.
Sedangkan pada jumlah yang diantara keduanya disebut sebagai agak larut atau sedikit larut.
Minyak tentu saja tidak akan larut dalam air, begitu pula lemak dan oli. Ketidak larutan ini bukan karena kejenuhan suatu larutan, tetapi karena sifat non polar dari minyak, lemak dan senyawa-seyawa organik lainnya.
Air merupakan pelarut polar, sedangkan minyak merupakan senyawa non polar, karena itulah minyak tidak dapat larut dalam air. Tetapi minyak akan dapat larut dalam pelarut non polar, seperti benzena, aseton dan bensin sedangkan air tidak dapat larut.
Sedangkan pada jumlah yang diantara keduanya disebut sebagai agak larut atau sedikit larut.
Minyak tentu saja tidak akan larut dalam air, begitu pula lemak dan oli. Ketidak larutan ini bukan karena kejenuhan suatu larutan, tetapi karena sifat non polar dari minyak, lemak dan senyawa-seyawa organik lainnya.
Air merupakan pelarut polar, sedangkan minyak merupakan senyawa non polar, karena itulah minyak tidak dapat larut dalam air. Tetapi minyak akan dapat larut dalam pelarut non polar, seperti benzena, aseton dan bensin sedangkan air tidak dapat larut.
JENIS-JENIS
LARUTAN
Bermacam-macam larutan dapat
diklasifikasikan berdasarkan tingkat kelarutan, konsentrasi zat terlarut dan
daya hantar listrik. Berikut kita bahas jenis larutan berdasarkan konsentrasi
zat terlarut, kelarutan daya hantar larutan secara terpisah.
Dalam kimia pengertian , larutan itu sendiri adalah campuran homogen yang terdiri dari dua atau lebih
zat. Zat yang jumlahnya lebih sedikit di dalam larutan disebut (zat) terlarut atau solut, sedangkan zat yang jumlahnya
lebih banyak daripada zat-zat lain dalam larutan disebut pelarut atau solven. Komposisi zat terlarut dan pelarut dalam larutan
dinyatakan dalam konsentrasi larutan, sedangkan proses pencampuran zat
terlarut dan pelarut membentuk larutan disebut pelarutan atau solvasi.
Contoh
larutan yang umum dijumpai adalah padatan yang dilarutkan
dalam cairan, seperti garam atau gula dilarutkan dalam air.
Gas juga dapat pula dilarutkan dalam cairan, misalnya karbon dioksida
atau oksigen dalam air.
Selain itu, cairan dapat pula larut dalam cairan lain, sementara gas larut
dalam gas lain. Terdapat pula larutan padat, misalnya aloi (campuran logam) dan mineral
tertentu.Larutan juga bisa artikan sebagai fase yang setiap hari ada disekitar
kita. Suatu sistem homogen yang mengandung
dua atau lebih zat yang masing-masing komponennya tidak
bisa dibedakan secara fisik disebut larutan, sedangkan suatu sistem yang
heterogen disebut campuran.
Biasanya istilah larutan dianggap sebagai cairan yang mengandung zat
terlarut, misalnya padatan atau gas dengan
kata lain larutan tidak hanya terbatas pada cairan
saja.Komponen dari larutan terdiri dari dua jenis, pelarut dan zat
terlarut, yang dapat dipertukarkan tergantung
jumlahnya. Pelarut
merupakan komponen yang utama yang terdapat dalam jumlah yang banyak,
sedangkan komponen minornya merupakan zat terlarut. Larutan terbentuk
melalui pencampuran dua atau lebih zat
murni yang molekulnya berinteraksi langsung dalam
keadaan tercampur. Semua gas bersifat dapat bercampur dengan sesamanya,
karena itu campuran gas adalah larutan. Proses
pelarutan dapat diilustrasikan seperti Gambar di atas.
Larutan
dapat diklasifikasikan misalnya berdasarkan fase zat
terlarut dan pelarutnya. Tabel berikut menunjukkan contoh-contoh larutan
berdasarkan fase komponen-komponennya.
|
Contoh
larutan
|
Zat
terlarut
|
|||
|
Gas
|
Cairan
|
Padatan
|
||
|
Pelarut
|
Gas
|
Bau
suatu zat padat yang timbul dari larutnya molekul padatan tersebut di udara
|
||
|
Cairan
|
||||
|
Padatan
|
||||
Berdasarkan
kemampuannya menghantarkan
listrik, larutan dapat dibedakan sebagai larutan elektrolit
dan larutan non-elektrolit. Larutan elektrolit mengandung zat elektrolit sehingga dapat
menghantarkan listrik, sementara larutan non-elektrolit tidak dapat
menghantarkan listrik.
Jenis-jenis larutan
- Gas dalam gas – seluruh campuran gas
- Gas dalam cairan – oksigen dalam air
- Cairan dalam cairan – alkohol dalam air
- Padatan dalam cairan – gula dalam air
- Gas dalam padatan – hidrogen dalam paladium
- Cairan dalam padatan – Hg dalam perak
- Padatan dalam padatan – alloys
Larutan Elektrolit
Berdasarkan
kemampuan menghantarkan arus listrik (didasarkan pada daya
ionisasi), larutan dibagi menjadi dua, yaitu
larutan elektrolit, yang terdiri dari
elektrolit kuat dan elektrolit lemah serta larutan non
elektrolit. Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat
menghantarkan arus listrik, sedangkan larutan non
elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik.
Larutan Elektrolit Kuat
Larutan
elektrolit kuat adalah larutan yang mempunyai daya hantar arus listrik, karena
zat terlarut yang berada didalam pelarut (biasanya air),
seluruhnya dapat berubah menjadi ion-ion dengan
harga derajat ionisasi adalah satu (α = 1). Yang tergolong
elektrolit kuat adalah :
- Asam kuat, antara lain: HCl, HClO3, HClO4, H2SO4, HNO3 dan lain-lain.
- Basa kuat, yaitu basa-basa golongan alkali dan alkali tanah, antara lain : NaOH, KOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2, Ba(OH)2 dan lain-lain.
- Garam-garam yang mempunyai kelarutan tinggi, antara lain : NaCl, KCl, KI, Al2(SO4)3 dan lain-lain.
Larutan Elektrolit Lemah
Larutan
elektrolit lemah adalah larutan
yang mampu menghantarkan arus listrik
dengan daya yang lemah, dengan harga derajat
ionisasi lebih dari nol tetapi kurang dari satu (0 < α < 1). Yang
tergolong elektrolit lemah adalah:
- Asam lemah, antara lain: CH3COOH, HCN, H2CO3, H2S dan lain-lain.
- Basa lemah, antara lain: NH4OH, Ni(OH)2 dan lain-lain.
- Garam-garam yang sukar larut, antara lain: AgCl, CaCrO4, PbI2 dan lain-lain.
Larutan non-Elektrolit
Larutan
non-elektrolit adalah larutan yang
tidak dapat menghantarkan arus listrik, hal
ini disebabkan karena larutan tidak dapat menghasilkan
ion-ion (tidak meng-ion). Yang termasuk dalam larutan non elektrolit antara
lain :
- Larutan urea
- Larutan sukrosa
- Larutan glukosa
- Larutan alkohol dan lain-lain
Bermacam-macam
larutan dapat diklasifikasikan berdasarkan tingkat kelarutan, konsentrasi zat
terlarut dan daya hantar listrik. Berikut kita bahas jenis larutan berdasarkan
konsentrasi zat terlarut, kelarutan daya hantar larutan secara terpisah.
1. Konsentrasi Zat Terlarut
Dalam
pembuatan larutan di laboratorium, kita kenal istilah “konsentrasi”. Bila
larutan pekat berarti konsentrasinya tinggi, dan bila larutan encer berarti
larutan tersebut mempunyai konsentrasi rendah. Larutan dengan konsentrasi
tinggi berarti memerlukan lebih banyak zat terlarut daripada larutan dengan
konsentrasi rendah. Lebih jelasnya
perhatikan Gambar 3 untuk memvisualisasikan perbedaan larutan pekat dan larutan encer.
perhatikan Gambar 3 untuk memvisualisasikan perbedaan larutan pekat dan larutan encer.
2. Kelarutan
Kita
sering melarutkan suatu bahan untuk beberapa keperluan. Kadang-kadang ada bahan
yang sukar larut dan ada juga bahan yang mudah larut. Umumnya zat terlarut
larut dalam pelarut tertentu dan temperatur tertentu. Misalnya, hanya 4,74 g
kalium iodat, KIO3 yang larut dalam 100 g air pada 00C. Bila kita
tambahkan 4,74 g KIO3 ke dalam air pada temperatur tersebut, terdapat kelebihan
jumlah KIO3 yang tidak larut. Maka dapat kita katakan bahwa kelarutan KIO3
dalam air pada 00C adalah 4,74 g per 100 g air.
Dari
uraian di atas, banyaknya zat terlarut maksimal yang dapat larut dalam jumlah
tertentu pelarut pada temperatur konstan disebut kelarutan. Kelarutan suatu zat
tergantung pada suhu, volume pelarut, dan ukuran zat terlarut. Suatu larutan
dengan jumlah maksimum zat terlarut pada temperatur tertentu disebut larutan
jenuh. Sebelum mencapai titik jenuh, disebut larutan tidak jenuh. Sedangkan
suatu keadaan dengan zat terlarut lebih banyak dari pada pelarut, disebut
larutan lewat jenuh. Jadi , larutan yang mengandung 2 g KIO3 dalam 100 g air
pada 00C adalah larutan tidak jenuh.
Perhatikan
uraian berikut. Pada 1000C, kelarutan KIO3 dalam air adalah 32,3 g
per 100 g air. Jika larutan yang mengandung 32,3 g KIO3 dalam 100 g air pada
1000C tersebut, kita dinginkan pada 00c, ternyata hanya
4,74 g KIO3 yang masih dalam keadaan larut, dan 27,6 g KIO3 akan membentuk
kristal dalam larutan. Proses ini disebut rekristalisasi. Terbentuknya kristal
zat terlarut dalam larutan, dapat terjadi bila kita menambahkan sedikit zat
terlarut padat pada larutan lewat jenuh seperti ditunjukkan dalam Gambar 4.
Pelarut
yang sering digunakan adalah air. Hal ini disebabkan karena air merupakan zat
yang mudah di dapat dan mempunyai kemampuan tinggi untuk melarutkan zat. Jika
kita sedang memasak sayur, bermacammacam bumbu kita masukkan untuk mendapatkan
rasa yang sedap. Rasa tersebut merupakan kombinasi rasa dari beberapa macam
bumbu yang telah terlarut dalam air (kuah). Karena kemampuan yang tinggi dalam
melarutkan zat, air dinamakan sebagai “pelarut universal”. Di dalam tubuh kita
pun air melarutkan makanan sehingga mudah dicerna. Apakah semua zat melarut
sama baiknya di dalam air? Untuk menjawab pertanyaan ini, coba perhatikan Tabel
2 berikut.
Berdasarkan
Tabel 2 di atas, dapat diungkapkan bahwa kelarutan berbagai macam zat dalam air
tidak sama. Bandingkan kelarutan gula dan garam dalam air. Mana yang lebih
mudah melarut? Mengapa kelarutan zat berbeda-beda? Faktor-faktor apa yang
mempengaruhinya? Perhatikan Gambar 5, Anda pasti akan menemukan jawabannya.
Selain suhu, faktor Larutan Asam dan Basa, faktor yang mempengaruhi kelarutan
adalah pengadukan, dan ukuran zat terlarut (luas permukaan sentuhan zat
terlarut).
Interaksi ion Na+ dan ion Cl– terhadap molekul air.
Zat Terlarut, Pelarut, dan Larutan – Larutan adalah campuran homogen dari dua atau lebih zat dan berada dalam fase tunggal. Segala sesuatu dalam larutan tersebar merata dan bercampur oleh karena itu sifat larutan akan sama secara keseluruhan.
Zat Terlarut, Pelarut, dan Larutan – Larutan adalah campuran homogen dari dua atau lebih zat dan berada dalam fase tunggal. Segala sesuatu dalam larutan tersebar merata dan bercampur oleh karena itu sifat larutan akan sama secara keseluruhan.
Contoh: Larutan gula, air garam.
Zat yang sedang terlarut adalah zat terlarut dan zat yang
melarutkan adalah Pelarut.Biasanya
zat terlarut mempunyai jumlah yang lebih kecil dibandingkan bahan pelarut.
Misalnya, dalam air garam, garam adalah zat terlarut dan air adalah pelarut.
Saling bercampur (Like dissolves
Like)
Aturan
umum dari solusi adalah, Saling bercampur (Like dissolves Like) Ini berarti
larutan polar larut dalam pelarut polar. Contoh: garam dan air. Air adalah
pelarut polar. Larutan non-polar akan larut dalam pelarut nonpolar. Contoh:
Yodium dan karbon tetraklorida. Tapi yodium terlarut non-polar tidak akan larut
dengan baik dalam pelarut polar yang berbentuk seperti air.
Di dalam larutan
- Ukuran partikel adalah antara 0 hingga 100 nm.
- Tidak dapat dipisahkan dengan penyaringan.
- Tidak pernah menetap saat berdiri sendiri.
- Cahaya akan melewati solusi tanpa berubah.
Mana yang bukan merupakan larutan
Koloid dan suspensi adalah campuran, tetapi bukan
larutan. Ukuran partikel dalam koloid adalah antara 100 dan 1000 nm.
Meskipun tidak menetap saat berdiri sendiri dan tidak dapat dipisahkan dengan
penyaringan, tapi cahaya akan tetap dapat melewatinya, sehingga tidak termasuk
dalam larutan. Contoh: krim cukur, kabut, asap.
Ukuran partikel dalam larutan adalah lebih dari 1000
nm. Dapat menetap dan berdiri sendiri dan dapat dipisahkan dengan penyaringan.
Konsentrasi yang dimiliki tidak seragam secara keseluruhan dan cahaya akan
dapat melewati mereka, maka tidak dapat disebut sebagai larutan. Contoh: air
lumpur, cat.
Larutan tidak selalu padatan terlarut dalam cairan.
Mereka juga dapat dibentuk oleh kombinasi dari padatan, cairan dan gas. Tabel
berikut mengilustrasikan berbagai macam larutan.
Contoh larutan
Gas-Gas Udara (oxygen – gas;
nitrogen – gas)
Gas-Benda cair karbondioksida dalam soda
(karbondioksida – gas; air – cairan)
Gas-Benda padat hidrogen dalam paladium (hidrogen –
gas; paladium – benda padat)
Benda cair-benda cair Asam asetik (asam
asetik – benda cair; air -benda cair) Dua benda
cair yang dapat larut dikatakan larut dalam satu sama lain.
Benda cair-Benda padat tambalan gigi( merkuri – benda cair;
perak – benda padat)
Benda padat-benda cair larutan gula (gula – benda padat;
air – benda cair)
Benda padat-Benda padat Logam campuran (Kuningan adalah
paduan tembaga dan seng. tembaga – benda padat;
seng- benda padat)
Kelarutan didefinisikan sebagai jumlah zat terlarut dalam
jumlah tertentu dari suatu larutan pada setiap satu tingkatan suhu. Jika
kurang dari 0,1 g zat terlarut dilarutkan dalam 100 ml larutan, dikatakan
menjadi tidak dapat melarut
atau sedikit larut.Sebuah larutan dikatakan jenuh ketika tidak ada lagi zat terlarut dapat larut pada suatu
suhu tertentu. Zat terlarut yang melarutkan memiliki kesetimbangan dengan zat
terlarut yang tidak dapat melarutkan. Sebuah larutan dikatakan tak jenuh ketika larutan dapat larut
dalam sebuah larutan.Sebuah larutan yang berisi lebih banyak zat terlarut dari
biasanya larutan jenuh pada suhu tertentu dikatakan sangat jenuh. Larutan sangat jenuh dapat dibentuk
dengan memanaskan larutan jenuh untuk membubarkan zat terlarut sebanyak
mungkin. Akan menjadi tidak stabil dan ketika larutan
KONSEP VISKOSITAS
Viskositas atau Kekentalan Zat Cair
Viskositas
zat cair dapat ditentukan secara kuantitatif dengan besaran yang disebut
koefisien viskositas (η).
Satuan SI untuk koefisien viskositas adalah Ns/m2 atau
pascal sekon (Pa s). Ketika kita berbicara viskositas kita berbicara
tentang fluida sejati. Fluida ideal tidak mempunyai koefisien viskositas.
Apabila
suatu benda bergerak dengan kelajuan v dalam suatu fluida kental yang
koefisien viskositasnya η, maka
benda tersebut akan mengalami gaya gesekan fluida sebesar Fs =
kη v, dengan k adalah konstanta yang bergantung pada bentuk
geometris benda. Berdasarkan perhitungan laboratorium, pada tahun 1845, Sir
George Stokes menunjukkan bahwa untuk benda yang bentuk geometrisnya berupa
bola nilai k = 6 π r. Bila nilai k dimasukkan ke dalam
persamaan, maka diperoleh persamaan seperti berikut.
Fs = 6 π η rv
Persamaan di atas selanjutnya dikenal sebagai
hukum Stokes.
Keterangan:
Fs :
gaya gesekan stokes (N)η : koefisien viskositas fluida (Pa s)
r : jari-jari bola (m)
v
: kelajuan bola (m/s)
Viskositas Fluida
Untuk viskositas beberapa fluida dapat kita lihat pada tabel berikut!
Pada
tabel diatas terlihat bahwa air, udara, dan alkohol mempunyai koefisien kecil
sekali dibandingkan dengan gliserin. Oleh karena itu, dalam perhitungan sering
diabaikan. Berdasarkan eksperimen juga diperoleh bahwa koefisien viskositas
tergantung suhu. Pada kebanyakan fluida makin tinggi suhu makin rendah
koefisien viskositasnya. Itu sebabnya di musim dingin oli mesin menjadi kental
sehingga kadang-kadang mesin sukar dihidupkan karena terjadi efek viskositas
pada oli mesin.
Viskositas
adalah ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan di dalam
fluida. Semakin besar viskositas fluida, maka semakin sulit suatu benda
bergerak di dalam fluida tersebut. Di dalam zat cair, viskositas dihasilkan
oleh gaya kohesi antara molekul zat cair. Sedangkan dalam gas, viskositas
timbul sebagai akibat tumbukan antara molekul gas.
Dalam
suatu fluida ideal (fluida tidak kental) tidak ada viskositas (kekentalan) yang
menghambat lapisan-lapisan fluida ketika lapisan-lapisan tersebut menggeser
satu di atas lainnya. Untuk fluida yang sangat kental seperti madu, diperlukan
gaya yang lebih besar, sedangkan untuk fluida yang kurang kental (viskositasnya
kecil), seperti air, diperlukan gaya yang lebih kecil.
Tingkat
kekentalan suatu fluida juga bergantung pada suhu. Semakin tinggi suhu zat
cair, semakin kurang kental zat cair tersebut. Misalnya ketika ibu menggoreng ,
minyak goreng yang awalnya kental menjadi lebih cair ketika dipanaskan.
Sebaliknya, semakin tinggi suhu suatu zat gas, semakin kental zat gas tersebut.
Tingkat
kekentalan fluida dinyatakan dengan koofisien viskositas. Nah, jika fluida
makin kental maka gaya tarik yang dibutuhkan juga makin besar. Dalam hal ini,
gaya tarik berbanding lurus dengan koofisien kekentalan.
Satuan Sistem Internasional (SI) untuk koofisien
viskositas adalah Ns/m2 = Pa.s (pascal sekon). Satuan CGS (centimeter gram
sekon) untuk si koofisien viskositas adalah dyn.s/cm2 = poise (P). Viskositas
juga sering dinyatakan dalam sentipoise (cP). 1 cP = 1/100 P.
Satuan poise digunakan untuk mengenang seorang Ilmuwan
Perancis, almahrum Jean Louis Marie Poiseuille.
1 poise = 1 dyn . s/cm2 = 10-1 N.s/m2
Fluida Temperatur (o C) Koofisien Viskositas
Air 0 1,8 x 10-3
20 1,0 x 10-3
60 0,65 x 10-3
100 0,3 x 10-3
Darah (keseluruhan) 37 4,0 x 10-3
Plasma Darah 37 1,5 x 10-3
Ethyl alkohol 20 1,2 x 10-3
Oli mesin (SAE 10) 30 200 x 10-3
Gliserin 0 10.000 x 10-3
20 1500 x 10-3
60 81 x 10-3
Udara 20 0,018 x 10-3
Hidrogen 0 0,009 x 10-3
Uap air 100 0,013 x 10-3
Bila
fluida mengalir melalui pipa, maka akan terjadi gesekan antara fluida dengan
dinding pipa, hal ini mengakibatkan kecepatan aliran semakin ke pusat pipa
semakin besar. Kelajuan aliran rata-rata yang dinyatakan dalam Q ditulis sebagai
berikut:
Q = Av = ΔV/Δt
Q = Av = ΔV/Δt
Persamaan
di atas adalah persamaan debit aliran. Kelajuan aliran tergantung dari sifat
fluida, dimensi pipa, dan perbedaan tekanan di kedua ujung pipa. Jean
Poiseuille mempelajari tentang aliran zat alir dengan viskositas konstan dalam
pipa dan tabung yang alirannya laminer.
Dari studinya, Poiseuille berhasil
menjabarkan persamaan untuk Kelajuan Aliran yang dikenal dengan hukum
Poiseuille, yaitu:
Hukum Poiseuille menyatakan bahwa cairan yang mengalir melalui saluran pipa
akan berbanding langsung dengan penurunan tekanan sepanjang pipa dan
pangkat empat jari-jari pipa.Jadi rumus diatas dapat dinyatakan :
volume/detik = tekanan/tahanaN
Hukum Stokes
Gaya
gesek antara permukaan benda padat yang bergerak dengan fluida akan sebanding
dengan kecepatan relatif gerak benda ini terhadap fluida. Hambatan gerak benda
di dalam fluida disebabkan oleh gaya gesek antara bagian fluida yang melekat ke
permukaan benda dengan bagian fluida di sebelahnya. Gaya gesek itu sebanding
dengan koefisien viskositas (η) fluida. Menurut Stokes, gaya gesek adalah:
Fs = 6 π r η v
Keterangan:
Fs : gaya gesek (N)
Fs : gaya gesek (N)
r
: jari-jari benda (m)
v
: kecepatan jatuh dalam fluida (m/s)
Persamaan
di atas dikenal sebagai hukum Stokes. Penentuan η dengan mengunakan hukum
Stokes dapat dilakukan dengan percobaan kelereng jatuh. Sewaktu kelereng
dijatuhkan ke dalam bejana kaca yang berisi cairan yang hendak ditentukan
koefisien viskositasnya, kecepatan kelereng semakin lama semakin cepat. Sesuai
dengan hukum Stokes, makin cepat gerakannya, makin besar gaya geseknya. Hal ini
menyebabkan gaya berat kelereng tepat setimbang dengan gaya gesek dan kelereng
jatuh dengan kecepatan tetap sebesar v sehingga berlaku persamaan:
w
= Fs
m
. g = 6 π r η
Berdasarkan eksperimen juga diperoleh bahwa koefisien viskositas tergantung suhu. Pada kebanyakan fluida makin tinggi suhu makin rendah koefisien viskositasnya.
a. Fluida yang lebih cair biasanya lebih mudah mengalir, contoh : air
b. Fluida yang lebih kental lebih
sulit mengalir, contoh : minyak goreng
Metode
Pengukuran Viskositas dengan Metode Ostwald
Metode
ini ditentukan berdasarkan hukum Poisulle menggunakan alat viskometer
oswaltd.Penetapannya dilakukan dengan jalan mengukur waktu yang diperlukan
untuk mengalirkan cairan dalam pipa kapiler dari a ke b. Sejumlah cairan yang
akan diukur viskositasnya dimasukkan kedalam viskometer yang diletakkan pada
thermostat. Cairan kemudian diisap degan pompa kedalam bola csampai diatas
tanda a. Cairan dibiarkan mengalir kebawah dan waktu yang diperlukan dari a ke
b dicatat menggunakan stowatch. Pada metode oswaltd yang diukur adalah waktu
yang diperlukan oleh sejumlah tertentu cairan untuk mengalir melalui pipa
kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu
sendiri. Pada percobaan sejumlah tertentu cairan
dipipet kedalam viskometer. Cairan kemudian dihisap melalui labu ukur dari
viskometer sampai permukaan cairan lebih tinggi dari batas “a”.Cairan dibiarkan
turun ketika permukaan cairan turun melewati batas “b”, stopwatch
dimatikan.Jadi waktu yang dibutuhkan cairan untuk melewati jarak antara a dari
b dapat ditentukan.Tekanan P merupakan perbedaan tekanan antaa kedua ujung pipa
U dan besarnya diasumsikan sebanding dengan berat jenis cairan.Viskositas
dihitung sesuai persamaan Poisulle berikut: dimana t adalah waktu yang
diperlukan cairan bervolume yang mengalir melalui pipa kapiler, L adalah
panjang dan r adalah jari- jari.Tekanan P merupakan perbedaan aliran kedua yang
pipa viskometer dan besarnya diasumsikan sebanding dengan berat cairan.
Pengukuran viskositas yang tepat dengan cara itu sulit dicapai.Hal ini
disebabkan haga r dan L sukar ditentukan secara tepat. Kesalahan pengukuran
terutama r sangat besa pengaruhnya karena harga ini dipangkatkan empat. Untuk
menghindari kesalahan
tersebut dalam prakteknya digunakan suatu cairan
pembanding. Cairan yang paling sering digunakan
adalah air. Penetapan ini dapat dilakukan dengan viskosimeter oswald. Sejumlah
zat cair dimasukan dalam viskometer yang dilakukan dalam termosfat. Cairan ini
dihisap dengan pompa kedalam bola B, hingga permukaan cairan dibawah a. cairan
dibiarkan mengalir kebawah dan waktu yang diperlukan untuk mengalir dari a ke b
dicatat dengan stopwatch. Percobaan diulangi dengan cairan pembanding setelah
dibersihkan. Dengan ini dapat ditentukan t1 dan t2. Metode viskometer oswald
metode yang digunakan adalah menentukan viskositas yaitu metoda pipet. Disini
digunakan sebuah pipet yang telah ditentukan ukurannya kemudian viskositas ditentukan
Viskositas diartikan sebagai resistensi atau ketidakmauan suatu bahan untuk
mengalir yang disebabkan karena adanya gesekan atau perlawanan suatu bahan
terhadap deformasi atau perubahan bentuk apabila bahan tersebut dikenai gaya
tertentu Viskositas secara umum dapat juga diartikan sebagai suhu tendensi
untuk melawan aliran cairan karena internal friction untuk resistensi suatu
bahan untuk mengalami deformasi bila bahan tersebut dikenai suatu gaya. Semakin
besar resistensi zat cair untuk mengalir, maka semakin besar pula viskositasnya.
Viskositas pertama kali diselidiki oleh Newton, yaitu dengan mensimulasikan zat
cair dalam bentuk tumpukan kartu. Zat cair diasumsikan terdiri dari
lapisan-lapisan molekul yang sejajar satu sama lain. Lapisan terbawah tetap
diam, sedangkan lapisan atasnya bergerak, dengan cepatan konstan sehingga
setiap lapisan memiliki kecepatan gerak yang berbanding langsung dengan
jaraknya terhadap lapisan terbawah. Perbedaan kecepatan dv antara dua lapisan
yang dipisahkan dengan jarak sebesar dx adalah dv/dx atau kecepatan gesek. Gaya
per satuan luas yang diperlukan untuk mengalirkan zat cair tersebut F/A atau
tekanan geser.
Viskositas
suatu bahan dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu suhu, viskositas berbanding
terbalik dengan suhu. Jika suhu naik maka viskositas akan turun dan begitu
pulasebaliknya. Hal ini disebabkan karena adanya gerakan partikel-partikel
cairan yang semakin cepat apabila suhu ditingkatkan dan menurunkan
kekentalannya. Konsentrasi larutan, viskositas berbanding lurus dengan
konsentrasi larutan. Suatu larutan dengan konsentrasi tinggi akan memiliki
viskositas yang tinggi pula, karena konsentrasi larutan menyatakan banyaknya
partikel zat yang terlarut tiap satuan volume. Semakin banyak partikel yang
terlarut, gesekan antar partikel semakin tinggi dan viskositasnya semakin
tinggi pula. Berat molekul solute, viskositas berbanding lurus dengan berat
molukel solute, karena dengan adanya solute yang berat akan menghambat atau
memberi beban yang berat pada cairan sehingga menaikkan viskositasnya. Tekanan,
akan bertambah jika nilai dari viskositas itu bertambah. Semakin tinggi tekanan
maka semakin besar viskositas suatu zat cair. Pada viscometer Ostwald yang
diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah tertentu cairan untuk
mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat
cairan itu sendiri. Berdasarkan hokum Heagen
Poiseuille : ŋ = cpr.
DAFTAR PUSTAKA
Jasjfi. E,
Ir. M.Sc, 1996, Kimia Dasar, Edisi ke-6, Penerbit Erlangga, Jakarta : 14 – 25.
Srikini, et al, 2004, Buku Penuntun Biologi SMA Kelas XII, Jilid 3, Penerbit Erlangga, Jakarta : 20.
Markam Soemarmo, et al, 2008, Kamus Kedokteran, Edisi ke-5, Penerbit Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia, Jakarta.
WWW.Wikipedia.com. Jum’at, 4 April 2009.
WWW.images.micron.com. Selasa, 14 April 2009
Srikini, et al, 2004, Buku Penuntun Biologi SMA Kelas XII, Jilid 3, Penerbit Erlangga, Jakarta : 20.
Markam Soemarmo, et al, 2008, Kamus Kedokteran, Edisi ke-5, Penerbit Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia, Jakarta.
WWW.Wikipedia.com. Jum’at, 4 April 2009.
WWW.images.micron.com. Selasa, 14 April 2009
Tidak ada komentar:
Posting Komentar