pengertian,manfaat,dan unsur zat kimia

Zat kimia[1] atau bahan kimia, yang juga dikenal sebagai zat murni adalah suatu bentuk materi yang memiliki komposisi kimia dan sifat karakteristik konstan.[2] Ia tidak dapat dipisahkan menjadi komponen dengan metode pemisahan fisika, yaitu tanpa memutus ikatan kimia.[3] Zat kimia bisa berupa unsur kimia, senyawa kimia, ion atau paduan.

Zat kimia sering disebut ‘murni’ untuk membedakannya dari campuran. Contoh umum zat kimia adalah air murni; ia memiliki sifat yang sama dan rasio hidrogen terhadap oksigen yang sama, baik diisolasi dari sungai maupun dibuat di laboratorium. Zat kimia lain yang biasa ditemui dalam bentuk murni adalah intan (karbon), emas, garam meja (natrium klorida) dan gula pasir (sukrosa). Namun, pada praktiknya, tidak ada zat yang sepenuhnya murni, dan kemurnian kimia ditentukan sesuai dengan penggunaan zat kimia yang dimaksud.

Zat kimia berada sebagai zat padat, cairan, gas, atau plasma, dan dapat berubah antara fase materi ini dengan perubahan suhu atau tekanan. Zat kimia dapat digabungkan atau diubah menjadi zat lain melalui reaksi kimia.

Bentuk energi, seperti cahaya dan panas, bukan materi, dan karena itu dalam hal ini bukan termasuk “zat”.

Zat kimia (juga disebut zat murni) didefinisikan sebagai “semua material dengan komposisi kimia tertentu” dalam pendahuluan buku teks kimia umum.[4] Menurut definisi ini, sebuah zat kimia dapat berupa unsur kimia murni atau senyawa kimia murni. Tetapi, terdapat pengecualian untuk definisi ini; suatu zat dapat juga didefinisikan sebagai suatu bentuk materi yang memiliki baik komposisi yang pasti dan sifat yang berberda.[5] Indeks zat kimia yang diterbitkan oleh CAS juga mencakup beberapa paduan dengan komposisi yang tidak tentu.[6] Senyawa non stoikiometri adalah kasus khusus (dalam kimia anorganik) yang melanggar hukum komposisi konstan, dan untuk mereka, kadang-kadang sulit untuk menarik garis antara campuran dan senyawa, seperti dalam kasus paladium hidrida. Dapat dijumpai definisi bahan kimia atau zat kimia yang lebih luas, misalnya: “istilah ‘bahan kimia’ adalah segala zat organik atau anorganik dengan identitas molekul tertentu, termasuk–(i) segala kombinasi zat yang terjadi seluruhnya atau sebagian sebagai hasil eraksi kimia atau terjadi secara alami”.[7]

Dalam geologi, zat dengan komposisi seragam disebut mineral, sementara campuran fisika (agregat) beberapa mineral (zat yang berbeda) didefinisikan sebagai batu. Namun, banyak mineral saling melarutkan membentuk larutan padat, sedemikian rupa sehingga batuan tunggal adalah zat seragam meski dalam istilah stoikiometri adalah campuran. Felspar adalah contoh umum: anortoklas adalah suatu alkali aluminium silikat, dengan logam alkali bergantian antara natrium atau kalium.

Dalam hukum kimia, “zat kimia” dapat mencakup baik zat murni maupun campuran dengan komposisi atau proses manufakturing tertentu. Misalnya, regulasi UE, REACH, mendefinisikan “zat monokonstituen”, “zat multikonstituen” dan “zat dengan komposisi tak diktahui atau bervariasi”. Dua yang terakhir mengandung banyak zat kimia; namun, identitas mereka dapat ditetapkan baik melalui analisis kimia langsung atau merujuk pada proses manufakturing tunggal. Sebagai contoh, arang adalah sangat kompleks, campuran polimer parsial yang dapat didefinisikan melalui proses manufakturingnya. Oleh karena itu, meskipun identitas kimia pastinya tidak diketahui, identifikasi dapat dilakukan dengan akurasi yang memadai. Indeks CAS juga mencakup campuran.

Polimer hampir selalu muncul sebagai campuran molekul dengan massa molar beragam, yang masing-masing dapat dianggap sebagai zat kimia terpisah. Namun, polimer dapat didefinisikan melalui prekursor atau reaksi yang diketahui dan distribusi massa molarnya. Misalnya, polietilena adalah campuran rantai yang sangat panjang dari unit -CH2- yang berulang, dan umumnya sebagai padatan dalam beberapa distribusi massa molar, LDPE, MDPE, HDPE, dan UHMWPE.

Senyawa kimia murni adalah zat kimia yang terdiri dari sekumpulan molekul atau ion tertentu. Dua unsur atau lebih bergabung menjadi satu zat melalui reaksi kimia membentuk senyawa kimia. Semua senyawa adalah zat, tapi tidak semua zat adalah senyawa.

Senyawa kimia dapat berupa atom yang terikat di dalam molekul atau kristal sehingga atom, molekul atau ion membentuk kisi kristal. Senyawa yang dasar utamanya adalah atom karbon dan hidrogen disebut senyawa senyawa organik, dan yang selainnya disebut senyawa anorganik. Senyawa yang mengandung ikatan antara karbon dan logam disebut senyawa organologam.

Senyawa yang komponen-komponennya berbagi elektron dikenal sebagai senyawa kovalen. Senyawa yang terdiri dari ion-ion dengan muatan berlawanan dikenal sebagai senyawa ionik, atau garam.

Dalam kimia organik, bisa terdapat lebih dari satu senyawa kimia dengan komposisi dan berat atom yang sama. Umumnya, ini disebut sebagai isomer. Isomer biasanya memiliki sifat kimia yang berbeda secara mendasar, dapat diisolasi dan tidak spontan saling berubah isomer. Contoh umum adalah glukosa vs fruktosa. Glukosa termasuk aldehida, sedangkan fruktosa termasuk keton. Interkonversi keduanya memerlukan katalisis enzimatik maupun asam basa. Namun, ada juga tautomer, di mana isomerasi berlangsung spontan, sehingga zat murni tidak dapat diisolasi menjadi tautomernya. Contoh umum adalah glukosa, yang mempunyai bentuk rantai terbuka maupun siklik. Tidak dapat dibuat glukosa rantai terbuka murni karena glukosa spontan membentuk siklis menjadi bentuk hemiasetalnya. Material juga dapat bersatu membentuk polimer. Ini dapat berupa anorganik atau organik dan kadang-kadang merupakan kombinasi anorganik dan organik.

Unsur adalah zat kimia yang terdiri dari atom jenis tertentu sehingga tidak dapat dipecah atau diubah menjadi unsur yang berbeda melalui reaksi kimia, meskipun dapat ditransmutasikan menjadi unsur lain melalui reaksi nuklir. Jadi, karena semua atom dalam sampel suatu unsur memiliki jumlah proton yang sama; mungkin ada isotop yang berbeda, dengan jumlah neutron yang berbeda.

Sampai dengsn tahun 2012, ada 118 unsur yang diketahui, sekitar 80 di antaranya stabil–yaitu, mereka tidak berubah melalui peluruhan radioaktif menjadi unsur lain. Beberapa unsur dapat terjadi lebih dari satu zat kimia (alotropi). Misalnya, oksigen ada sebagai oksigen diatomik (O2) maupun ozon (O3). Mayoritas unsur diklasifikasikan sebagai logam. Ini adalah unsur dengan kilau yang khas seperti besi, tembaga, dan emas. Logam biasanya penghantar listrik dan panas yang baik, dan mudah dibentuk dan lentur.[10] Sekitar selusin unsur,[catatan 1] seperti karbon, nitrogen, dan oksigen, diklasifikasikan sebagai nonlogam. Nonlogam tidak memiliki sifat logam yang dijelaskan di atas, mereka juga memiliki elektronegativitas tinggi dan cenderung untuk membentuk ion negatif. Unsur tertentu seperti silikon terkadang menyerupai logam dan terkadang menyerupai nonlogam, yang dikenal sebagai metaloid.

Unsur kimia merupakan dasar dari kimia, dan ilmu lain seperti biokimia dan material science.

Unsur kimia adalah suatu zat, yang tidak dapat dibagi menjadi zat lain dengan cara kimiawi. Adapun contoh unsur kimia, terdiri dari partikel-partikel atom yang memiliki proton, neutron, dan elektron. Setiap unsur memiliki nomor atom yang unik, di mana bisa mewakili jumlah proton di inti atom tersebut

Unsur kimia dapat bereaksi dengan satu sama lain, untuk membentuk senyawa kimia yang memiliki sifat dan properti berbeda dari unsur-unsur individual. Contoh unsur kimia banyak digunakan dalam berbagai aplikasi, mulai dari bahan baku industri hingga produk konsumen.

Beberapa unsur seperti karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen membentuk bahan-bahan yang sangat penting bagi kehidupan, seperti protein, asam nukleat, dan lemak. Unsur lain seperti tembaga, alumunium, besi, dan emas memiliki sifat yang membuat mereka sangat berguna dalam industri logam dan elektronik.

Unsur kimia juga memiliki sifat yang dapat diprediksi, serta konsentrasi yang tetap dalam senyawa kimia. Hal ini memungkinkan, untuk melakukan pemodelan dan simulasi dari proses kimia dan memahami bagaimana unsur bereaksi dan membentuk senyawa. Secara umum, unsur kimia merupakan dasar dari kimia dan ilmu lain seperti biokimia dan material science. Contoh unsur kimia, memainkan peran penting dalam memahami dunia alam dan membuat inovasi dan teknologi baru.

1. Hidrogen (H)

Contoh unsur kimia yang pertama adalah Hidrogen, yang merupakan salah satu nsur paling ringan dan paling banyak terdapat di alam. Unsur ini memiliki satu elektron dan satu proton di inti, sehingga membuatnya memiliki nomor atom 1. Hidrogen memiliki sifat yang unik, karena mudah terbakar dan mudah membentuk ikatan hidrogen dengan unsur lain. Hidrogen digunakan sebagai bahan bakar untuk roket dan sebagai bahan bakar alternatif untuk mengurangi emisi karbon.

2. Karbon (C)

Karbon adalah contoh unsur yang paling penting dalam biologi, serta memainkan peran penting dalam membentuk molekul organik seperti protein dan DNA. Karbon memiliki nomor atom 6 dan memiliki kemampuan, untuk membentuk ikatan covalen dengan atom lain. Hal ini membuatnya, membentuk rantai panjang molekul organik yang kompleks. Karbon juga memiliki kemampuan, untuk membentuk ikatan silang dengan atom lain, membuatnya membentuk struktur tridimensional yang kompleks seperti grafit dan diaman.

3. Oksigen (O)

Oksigen adalah unsur yang sangat penting bagi kehidupan, karena membantu dalam proses respirasi pada organisme hidup. Ini memiliki nomor atom 8 dan membentuk sekitar 21% udara bumi. Oksigen memiliki dua elektron di luar inti, dan memiliki kemampuan untuk membentuk ikatan covalen dengan atom lain, sehingga membuatnya membentuk molekul O2 yang stabil. Oksigen juga memiliki kemampuan, untuk bereaksi dengan unsur lain dan emainkan peran penting dalam proses pembakaran juga oksidasi.

4. Besi (Fe)

Besi memiliki nomor atom 26 dan digunakan dalam produksi baja dan bahan bangunan lainnya. Besi memiliki empat elektron di luar inti, dan memiliki kemampuan untuk membentuk ikatan covalen dengan atom lain, yang membuatnya membentuk ikatan kuat dan stabil dalam bahan besi. Besi juga memiliki kemampuan, untuk bereaksi dengan oksigen dan membentuk oksida, sehingga berperan penting dalam proses korosi dan pengawetan bahan.

5. Tembaga (Cu)

Tembaga memiliki nomor atom 29, dan digunakan dalam produksi kabel dan peralatan listrik. Tembaga memiliki enam elektron di luar inti dan memiliki kemampuan untuk membentuk ikatan covalen dengan atom lain. Tembaga adalah contoh unsur yang memiliki kemampuan, untuk bereaksi dengan oksigen dan membentuk oksida, sehingga memainkan peran penting dalam proses korosi. Tembaga juga memiliki sifat biokompatibilitas, membuatnya digunakan dalam produksi peralatan medis seperti kateter dan implan.

6. Natrium (Na)

Natrium memiliki nomor atom 11 dan digunakan dalam produksi garam dapur dan bahan kimia lainnya. Natrium memiliki satu elektron di luar inti, dan memiliki kemampuan untuk bereaksi dengan unsur lain dan membentuk ion positif. Natrium memainkan peran penting dalam fisiologi tubuh, membantu mengatur keseimbangan cairan dan memastikan kontraksi otot yang normal.

7. Klorin (Cl)

Klorin adalah contoh unsur yang memiliki nomor atom 17, di mana kerap digunakan dalam produksi bahan kimia seperti natrium hipoklorit dan bahan pemutih. Klorin memiliki satu elektron di luar int,i dan memiliki kemampaan untuk bereaksi dengan unsur lain dan membentuk ion negatif. Klorin juga memainkan peran penting dalam proses sterilisasi dan pemurnian air, membunuh bakteri dan virus.

8. Kalium (K)

Kalium memiliki nomor atom 19 dan digunakan dalam produksi pupuk dan bahan kimia lainnya. Kalium memiliki satu elektron di luar inti, juga memiliki kemampaan untuk bereaksi dengan unsur lain dan membentuk ion positif. Kalium juga memainkan peran penting dalam fisiologi tubuh, membantu mengatur keseimbangan cairan dan memastikan kontraksi otot yang normal.

9. Belerang (S)

Belerang adalah salah satu contoh unsur yang memiliki nomor atom 16, di mana kerap digunakan dalam produksi pupuk dan bahan kimia lainnya. Belerang memiliki enam elektron di luar inti dan memiliki kemampuan untuk membentuk ikatan covalen dengan atom lain. Belerang juga memiliki sifat korosif, membuatnya digunakan dalam produksi bahan abrasif dan pelapis pelindung logam.

10. Kalsium (Ca)

Kalsium memiliki nomor atom 20, serta digunakan dalam produksi pupuk, bahan kimia, dan suplemen makanan. Kalsium memiliki dua elektron di luar inti, dan memiliki kemampuan untuk bereaksi dengan unsur lain dan membentuk ion positif. Kalsium juga memainkan peran penting dalam fisiologi tubuh, membantu mempertahankan kesehatan tulang dan gigi.

11. Nitrogen (N)

Nitrogen memiliki nomor atom 7 dan digunakan dalam produksi bahan kimia dan pupuk. Nitrogen memiliki lima elektron di luar inti, dan memiliki kemampuan untuk membentuk ikatan covalen dengan atom lain. Nitrogen juga memiliki peran penting dalam proses fotosintesis dan membantu menjaga keseimbangan nitrogen dalam ekosistem.

12. Alumunium (Al)

Alumunium adalah contoh unsur yang memiliki nomor atom 13, serta digunakan dalam produksi komponen kendaraan, bangunan, dan peralatan rumah tangga. Alumunium memiliki tiga elektron di luar inti dan memiliki kemampuan untuk bereaksi dengan unsur lain dan membentuk ikatan ionik. Alumunium memiliki sifat ringan dan kuat, membuatnya sangat berguna dalam aplikasi yang membutuhkan bahan yang ringan dan kuat.

13. Kapor (K)

Kapor memiliki nomor atom 19 dan digunakan dalam produksi pupuk, bahan kimia, dan suplemen makanan. Kapor adalah contoh unsur yang memiliki satu elektron di luar inti, juga dapat bereaksi dengan unsur lain dan membentuk ion positif. Kapor memainkan peran penting dalam fisiologi tubuh, membantu mempertahankan kesehatan jantung, otot, dan sistem saraf.

14. Nikel (Ni)

Nikel memiliki nomor atom 28 dan digunakan dalam produksi bahan logam, peralatan konsumsi, dan moneter. Nikel memiliki enam elektron di luar inti, dan memiliki kemampuan untuk bereaksi dengan unsur lain dan membentuk ikatan ionik. Nikel memiliki sifat tahan karat dan memiliki kemampuan untuk membawa arus listrik, membuatnya digunakan dalam produksi bahan tahan karat dan bahan konstruksi listrik.