Hakikat Ilmu Kimia

  1. Pendahuluan

Nama ilmu kimia berasal dari bahasa Arab, yaitu al-kimia yang artinya perubahan materi, oleh ilmuwan Arab Jabir ibn Hayyan (tahun 700-778). Ini berarti, ilmu kimia secara singkat dapat diartikan sebagai ilmu yang mempelajari rekayasa materi, yaitu mengubah materi menjadi materi lain. Secara lengkapnya, ilmu kimia adalah ilmu mempelajari tentang susunan, struktur, sifat, perubahan serta energi yang menyertai perubahan suatu zat atau materi. Zat atau materi itu sendiri adalah segala sesuatu yang menempati ruang dan mempunyai massa.

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.

Berfikir radikal merupakan awal lahirnya kimia. Dahulu, ilmuwan menganggap secara radikal atau bebas tentang definisi atom dan model atom. Pikiran radikal diperoleh dari dari kemauan dan kemampuan suatu otak untuk memikirkan sesuatu yang abstrak ataupun empriris. Cara berpikir radikal ini, mempunyai manfaat yang besar dalam perkembangan dunia kimia. Salah satu mendorong ilmuwan untuk melakukan perenungan berpikir untuk menemukan kelanjutan dari pikiran radikalnya. Banyak sekali muncul teori-teori tentang atom yang yang diawali oleh berfikir yang pokok atau fundamental dari fenomena dasar mengenai penyusun suatu materi.

Hakekat ilmu kimia adalah bahwa benda itu bisa mengalami perubahan bentuk, maupun susunan partikelnya menjadi bentuk yang lain sehingga terjadi deformasi, perubahan letak susunan, ini mempengaruhi sifat-sifat yang berbeda dengan wujud yang semula.

Fakta yang terdapat di alam mempunyai banyak hubungan dengan ilmu kimia. Dari ciri pemikiran filsafat yang telah dipelajari mempunyai arti besar dalam menumbuhkan sikap kritis terhadap suatu fakta. Sikap kritis ini merangsang otak untuk mengajukan berbagi pertanyaan terhadap fenomena yang ada. Sebagai contoh ; fakta kimia yaitu larutan elektrolit dan non-elektrolit. Dari sikap kritis muncul pertanyaan ; apa yang menyebabkan larutan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik dan apa yang menyebabkan larutan non-elektrolit tidak dapat menghantarkan arus listrik, bagaimana ciri-ciri larutan elektrolit dan non-elektrolit, dan lain-lain.

Ilmu kimia diperlukan dan terlibat dalam kegiatan industri dan perdagangan, kesehatan, dan berbagai bidang lain. Kedepan, Ilmu Kimia sangat berperan dalam penemuan dan pengembangan material dan sumber energi baru yang lebih bermanfaat, bernilai ekonomis tinggi, dan lebih ramah lingkungan.

  1. Konsep Kimia

Setelah kita tahu apa Pengertian Kimia, banyak hal menarik yang bisa kita pelajari lebih mengenai Ilmu Kimia. Konsep Dasar Kimia merupakan salah satu hal penting yang wajib kita tahu, kalo kita pengen tahu lebih banyak tentang Kimia. Konsep Dasar Kimia merupakan kumpulan beberapa hal penting yang akan dipelajari atau dibahas dalam Ilmu Kimia. Beberapa hal yang termasuk dalam Konsep Dasar Kimia, antara lain adalah :

Tatanama

Tatanama kimia merujuk pada sistem penamaan senyawa kimia. Telah dibuat sistem penamaan spesies kimia yang terdefinisi dengan baik. Senyawa organik diberi nama menurut sistem tatanama organik. Senyawa anorganik dinamai menurut sistem tatanama anorganik.

Atom

Atom adalah suatu kumpulan materi yang terdiri atas inti yang bermuatan positif, yang biasanya mengandung proton dan neutron, dan beberapa elektron di sekitarnya yang mengimbangi muatan positif inti. Atom juga merupakan satuan terkecil yang dapat diuraikan dari suatu unsur dan masih mempertahankan sifatnya, terbentuk dari inti yang rapat dan bermuatan positif dikelilingi oleh suatu sistem elektron.

Unsur

Unsur adalah sekelompok atom yang memiliki jumlah proton yang sama pada intinya. Jumlah ini disebut sebagai nomor atom unsur. Sebagai contoh, atom yang memiliki 6 proton pada intinya adalah atom dari unsur karbon, dan semua atom yang memiliki 92 proton pada intinya adalah atom unsur uranium. Semua unsur kimia yang telah ditemukan dapat dilihat pada tabel periodik unsur, yang mengelompokkan unsur-unsur berdasarkan kemiripan sifat kimianya. Daftar unsur berdasarkan nama, lambang, dan nomor atom dan nomor massa juga tersedia.
Ion

Ion atau spesies bermuatan, atau suatu atom atau molekul yang kehilangan atau mendapatkan satu atau lebih elektron. Kation bermuatan positif (misalnya kation natrium Na+) dan anion bermuatan negatif (misalnya klorida Cl–) dapat membentuk garam netral (misalnya natrium klorida, NaCl).
Senyawa

Senyawa merupakan suatu zat yang dibentuk oleh dua atau lebih unsur dengan perbandingan tetap yang menentukan susunannya. Sebagia contoh, air merupakan senyawa yang mengandung hidrogen dan oksigen dengan perbandingan dua terhadap satu. Senyawa dibentuk dan diuraikan oleh reaksi kimia.
Molekul

Molekul adalah bagian terkecil dan tidak terpecah dari suatu senyawa kimia murni yang masih mempertahankan sifat kimia dan fisik yang unik. Suatu molekul terdiri dari dua atau lebih atom yang terikat satu sama lain. Contoh molekul adalah H2O yang dalam kehidupan sehari-hari dikenal dengan air.

Zat Kimia

Suatu zat kimia dapat berupa suatu unsur, senyawa, atau campuran senyawa-senyawa, unsur-unsur, atau senyawa dan unsur. Sebagian besar materi yang kita temukan dalam kehidupan sehari-hari merupakan suatu bentuk campuran, misalnya air, aloy, biomassa, dan lain-lain.

Ikatan Kimia

Ikatan kimia merupakan gaya yang menahan berkumpulnya atom-atom dalam molekul atau kristal. Ikatan kimia yang umum adalah ikatan ion, ikatan kovalen dan ikatan kovalen koordinasi. Pada banyak senyawa sederhana, teori ikatan valensi dan konsep bilangan oksidasi dapat digunakan untuk menduga struktur molekular dan susunannya. Serupa dengan ini, teori-teori dari fisika klasik dapat digunakan untuk menduga banyak dari struktur ionik. Pada senyawa yang lebih kompleks/rumit, seperti kompleks logam, teori ikatan valensi tidak dapat digunakan karena membutuhken pemahaman yang lebih dalam dengan basis mekanika kuantum.

Wujud Zat

Fase adalah kumpulan keadaan sebuah sistem fisik makroskopis yang relatif serbasama baik itu komposisi kimianya maupun sifat-sifat fisikanya (misalnya masa jenis, struktur kristal, indeks refraksi, dan lain sebagainya). Contoh keadaan fase yang kita kenal adalah padatan, cair, dan gas.
Reaksi Kimia

Reaksi kimia adalah transformasi/perubahan dalam struktur molekul. Reaksi ini bisa menghasilkan penggabungan molekul membentuk molekul yang lebih besar, pembelahan molekul menjadi dua atau lebih molekul yang lebih kecil, atau penataulangan atom-atom dalam molekul. Reaksi kimia selalu melibatkan terbentuk atau terputusnya ikatan kimia.

  1. Karakteristik Kimia

Karakteristik mungkin bisa diartikan sebagai suatu sifat yang khas, yang melekat pada suatu objek. Sedangkan karakter adalah sifat yang dijadiin ciri untuk mengidentifikasikan sebuah objek.

Wiseman (1981) mengemukakan bahwa ilmu kimia merupakan salah satu pelajaran tersulit bagi kebanyakan siswa menengah. Kesulitan mempelajari ilmu kimia ini terkait dengan ciri-ciri ilmu kimia itu sendiri yang disebutkan oleh Kean dan Middlecamp (1985) sebagai berikut:

  1. Ilmu kimia bersifat abstrak

Atom, molekul, dan ion merupakan materi dasar kimia yang tidak nampak, yang menurut siswa membayangkan keberadaan materi tersebut tanpa mengalaminya secara langsung. Karena atom merupakan pusat kegiatan kimia, maka walaupun kita tidak dapat melihat atom secara langsung, tetapi dalam angan-angan kita dapat membentuk suatu gambar untuk mewakili sebuah atom oksigen kita gambarkan secara bulatan.

  1. Ilmu kimia merupakan penyederhanaan dari yang sebenarnya

Kebanyakan obyek yang ada di dunia ini merupakan campuran zat-zat kimia yang kompleks dan rumit. Agar segala sesuatunya mudah dipelajari, maka pelajaran kimia dimulai dari gambaran yang disederhanakan, di mana zat-zat dianggap murni atau hanya mengandung dua atau tiga zat saja. Dalam penyederhanaanya diperlukan pemikiran dan pendekatan tertentu agar siswa tidak mengalami salah konsep dalam menerima materi yang diajarkan tersebut.

  1. Sifat ilmu kimia berurutan dan berkembang dengan cepat

Seringkali topik-topik kimia harus dipelajari dengan urutan tertentu. Misalnya, kita tidak dapat menggabungkan atom-atom untuk membentuk molekul, jika atom dan karakteristiknya tidak dipelajari terlebih dahulu. Disamping itu, perkembangan ilmu kimia sangat cepat, seperti pada bidang biokimia yang menyelidiki tentang rekayasa genetika, kloning, dan sebagainya. Hal ini menuntut kita semua untuk lebih cepat tanggap dan selektif dalam menerima semua kunjungan tersebut.

  1. Ilmu kimia tidak hanya sekedar memecahkan soal-soal

Memecahkan soal-soal yang terdiri dari angka-angka (soal numerik) merupakan bagian yang penting dalam mempelajari kimia. Namun, kita juga harus mempelajari deskripsi seperti fakta-fakta kimia, aturan-aturan kimia, peristilahan kimia, dan lain-lain.

  1. Bahan/materi yang dipelajari dalam ilmu kimia sangat banyak

Dengan banyaknya bahan yang harus dipelajari, siswa dituntut untuk dapat merencanakan belajarnya dengan baik, sehingga waktu yang tersedia dapat digunakan seefisien mungkin.

Arifin (1995) mengemukakan bahwa ilmu kimia merupakan salah satu pelajaran tersulit bagi kebanyakan siswa menengah, sehingga jarang diminati. Hal ini disebabkan :1). Dalam pelajaran kimia terdapat istilah-istilah yang hanya dihafal siswa tetapi tidak dipahami dengan benar ; 2). Kebanyakan konsep-konsep atau materi kimia bersifat abstrak seperti atom, molekul atau ion sehingga siswa sulit membayangkan keberadaan materi tersebut tanpa mengalaminya secara langsung ; 3). Kesulitan siswa dalam memahami perhitungan matematis materi kimia.

  1. Karakteristik Belajar Kimia

Banyak para ahli yang mengemukakan pendapat mengenai belajar. Menurut Hilgard seperti yang dikutip oleh Wina Sanjaya (2005:89) belajar adalah perubahan melalui kegiatan baik latihan di laboratorium maupun dalam lingkungan alamiah.

Menurut S.Nasution MA (1982:62) belajar adalah sebagai perubahan kelakuan, pengalaman dan latihan. Jadi belajar membawa perubahan pada diri individu yang belajar. Perubahan itu tidak hanya mengenai sejumlah pengalaman, pengetahuan melainkan juga membentuk kebiasaan, sikap, pengertian, minat, penyesuaian diri, dalam hal ini meliputi segala aspek organisasi  atau pribadi individu yang belajar.

Dari beberapa pengertian belajar di atas dapat disimpulkan  belajar adalah suatu proses perubahan  tingkah laku  manusia setelah mengalami kegiatan belajar. Perubahan tersebut ditampakan dalam bentuk peningkatan kualitas dan kuantitas tingkah laku  seperti peningkatan kecakapan, pengetahuan, sikap, kebiasaan, pemahaman, daya pikir dan lain-lain. Hal ini berarti bahwa  peningkatan kualitas dan kuantitas  tingkah laku seseorang diperlihatkan  dalam bentuk bertambahnya kualitas dan kuantitas tingkah laku seseorang di berbagai bidang. Dalam proses belajar, apabila seseorang tidak mendapatkan kualitas dan kuantitas kemampuan, maka orang tersebut belum mengalami proses belajar  atau dengan kata lain ia mengalami kegagalan dalam proses belajar.

Ilmu kimia adalah ilmu pengetahuan yang berkaitan dengan fakta atau gejala-gejala alam yang dapat kita amati dengan panca indera. Belajar kimia bersifat kontekstual atau berkaitan dengan kehidupan sehari-hari.

Pada umumnya siswa belajar kimia terjebak pada rumus-rumus kimia dan tidak mengerti tentang hakekat dari rumus kimia. Rumus kimia merupakan gambaran dari kenyataan dari zat-zat kimia yang ada di alam, digambarkan dalam bentuk rumus kimia agar kita dapat mempelajari dengan baik.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam belajar kimia adalah perbedaan antara fakta, konsep, prinsip dan hukum. Misalnya jika kita mereaksikan suatu zat maka gejala yang diamati seperti perubahan warna, terjadinya gas, terbentuknya endapan merupakan sebuah fakta. Zat kimia dapat bereaksi kerena terjadinya pemutusan dan pembentukan ikatan kimia antara atom-atom merupakan sebuah konsep, sedangkan prinsip reaksi kimia digambarkan dalam persamaan reaksi.

Bagaimana cara kita agar dapat memahami konsep kimia dengan baik, kita harus pahami bahwa dalam pelajaran kimia tidak ada rumus, tetapi pemahaman konsep. Misalnya: konsep mol didasarkan pada pengertian hubungan mol dengan jumlah partikel, massa molar dan volume molar. Untuk dapat belajar kimia hal-hal yang perlu diperhatikan :

  1. Siswa mengetahui ciri atau karakteristik dari pelajaran kimia.
  2. Siswa dapat membedakan antara fakta, konsep, prinsip dan hukum yang berlaku pada ilmu kimia.
  3. Siswa mengetahui hubungan antara fakta, konsep dan prinsip yang berlaku pada ilmu kimia.
  4. Belajar kimia tidak terjebak pada rumus tetapi mengetahui konsep yang terdapat pada rumus-rumus tersebut.
  5. Hilangkan anggapan bahwa ilmu kimia merupakan sesuatu yang menakutkan.

Karakteristik Materi Kimia Dan Pengajaran Kimia

Mata pelajaran kimia mengembangkan deskripsi tentang materi, khususnya perubahannya menjadi benda lain (Transformation of matter) secara permanen. Adapun karakteristik materi kimia yaitu :

  1. Ilmu kimia termasuk ilmu pengetahuan alam, sehingga pada pembelajarannya diperlukan contoh-contoh objek nyata yang ada di alam dan dekat.
  2. Ilmu kimia dibangun dengan metode ilmiah yang terdiri dari tahapan proses-proses ilmiah untuk mendapatkan produk ilmiah (konsep, prinsip, aturan dan hukum).
  3. Sebagian besar bahan kajian kimia bersifat abstrak oleh sebab itu dalam proses pembelajarannya guru harus bisa mengkonstruksi model-model atau analogi-analogi yang tepat sehingga ilmu kimia mudah diterima oleh siswa.
  4. Ilmu kimia mengkaji pula soal hitungan, namun hitungan dalam ilmu kimia tidak hanya sekedar memecahkan soal-soal yang terdiri dari angka-angka, tetapi soal tersebut berkaitan dengan fakta, aturan, dan hukum dalam ilmu kimia sehingga untuk menyelesaikannya pun perlu fakta, aturan dan hukum-hukum tersebut.
  5. Konsep-konsep ilmu kimia dipelajari dengan urutan tertentu, mulai yang paling sederhana atau mendasar sampai pada yang kompleks. Dengan demikian, maka pembelajaran kimia diperlukan prasyarat pengetahuan yang berhubungan dengan konsep yang akan dibahas sehingga siswa mengetahui kaitan konsep terdahulu dengan konsep yang akan dipelajari.