Pengenalan Ilmu Kimia

PENGENALAN ILMU KIMIA

          Kimia merupakan bagian dari Ilmu Pengetahuan Alam yang mempelajari struktur materi, komposisi materi, sifat dan perubahan materi, serta energy yang menyertai perubahan materi.

Cabang-cabang ilmu kimia:

a.       Kimia Fisika

       Kajian tentang perubahan struktur materi dan sifat materi melalui mekanisme reaksi kimia (perubahan kimia) serta energi yang menyertai perubahan tersebut.

       Termodinamika kimia mempelajari materi dan energi yang menyertainya yang pada intinya mempelajari hukum-hukum dasar termodinamika. Kinetika merupakan bidang yan mempelajari aspek proses perubahan suatu materi dalam sebuah reaksi atau interaksi lain. Di dalam kinetika juga dipelajari beberapa teknik penentuan mekanisme dalam suatu reaksi.

       Dalam perkembangannya ilmu- ilmu yang dikaji dalam kimia fisika menjadi sangat luas, diantaranya kimia permukaan, kimia koloid, kimia katalis, kinetika kimia, elektrokimia, energitika, kimia kuantum.

       Reaksi kimia permukaan sebagai salah satu yang dikaji dalam kimia fisika sangat berperan dalam berbagai industri misalnya industri pembuatan plastik, industri pupuk. Demikian pula prinsip- prinsip elektrokimia banyak digunakan di pertambangan, maupun di industri pariwisata. Di pertambangan umumnya untuk mengetahui atau mengukur laju korosi pada pipa. Sedangkan di laboratorium prinsip elektrokimia lebih banyak digunakan untuk membuat bahan inhibitor korosi. Sedangkan dalam industri pariwisata, kimia fisika berperan dalam konservasi artefak- artefak kuno yang berasal dari logam.

b.      Biokimia

       Kajian tentang zat-zat kimia dan reaksi-reaksi kimia yang terdapat dalam proses-proses biologi, seperti metabolisme pada makhluk hidup.

       Peranan ilmu biokimia bagi kehidupan manusia sangat luar biasa bahkan hampir mencangkup berbagai aspek kehidupan. Contohnya dalam bidang pangan, sekarang sudah banyak produk pangan yang menggunakan enzim untuk mengkatalis proses pembuatan produk tersebut. Contoh lain, berkembangnya metode rekayasa genetika dan kultur jaringan yang dilakukan untuk meningkatkan hasil pertanian dan perkebunan dan masih banyak lagi yang lainnya mengenai ilmu biokimia. Pengembangan aplikasi ilmu biokima di Indonesia dapat dipastikan semakin lama akan menambah kemajuan teknologi di Indonesia dan dapat memanfaatkan sumber daya alam melalui ilmu biokimia.

c.       Kimia Organik

       Kajian tentang struktur, reaksi, mekanisme ikatan antaratom, proses pembuatan dan penggunaan senyawa-senyawa organic, misal senyawa hidrokarbon pada minyak bumi.

       Bidang ini pada dasarnya tidak hanya terbatas pada senyawa-senyawa yang dihasilkan oleh makhluk hidup melalui proses metabolisme berupa metabolit primer maupun sekunder, tetapi juga pada senyawa yang sintesis oleh manusia seperti polimer plastik. Senyawa organik membentuk dasar dari semua kehidupan di bumi dan merupakan mayoritas bahan kimia yang diketahui. Pola ikatan yang dibentuk oleh karbon berupa ikatang tunggal, rangkap dua, rangkap tiga dan ditambah struktur dengan elektron terdelokalisasi membuat susunan senyawa organik secara struktural sangat beragam. Cakupan aplikasi dari senyawa organik ini sangat luas, mulai dari obat-obatan, makanan, bahan bakar,cat, kosmetik dan lainnya.

d.      Kimia Anorganik

       Kajian yang mempelajari senyawa-senyawa seperti garam, mineral, dan logam serta pemanfaatan senyawa-senyawa kimia.

       Lemon (jeruk) banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari terutama sebagai penambah rasa masam dan penghilang rasa amis pada suatu makanan. Masakan ikan woku (ikan kuah ala Gorontalo) akan terasa hambar dan amis tanpa kehadiran air lemon di dalamnya. Di kala badan terasa meriang, kita lebih suka minum jus lemon dibandingkan jus lainnya karena jus lemon membuat badan terasa segar dan tenggorokan lega. Kandung utama lemon adalah asam sitrat disamping asam malat dan asam askorbat, vitamin C. Apa ikatan yang menghubungan antar atom dalam zat kimia dimaksud? Jika melihat vitamin C, strukturnya terbentuk dari atom C, O, dan H yang berikatan secara teratur, dengan sudut dan panjang tertentu. Jumlah elektron terdekat di sekitar atom adalah tertentu (tidak “sembarangan”), memenuhi dua elektron pada H dan delapan elektron pada O dan C. Setiap ikatan yang menghubungkan antar atom terdiri dari dua elektron, dan ikatannya disebut ikatan kovalen (elektron digunakan bersama).

e.       Kimia Lingkungan

       Kajian tentang interaksi dan dampak yang ditimbulkan dari zat kimia dalam lingkungan, seperti pencemaran lingkungan.

       Kimia lingkungan digunakan oleh Badan Lingkungan (di Inggris dan Wales), Badan Perlindungan Lingkungan (di Amerika Serikat), Asosiasi Analis Publik, dan badan-badan lingkungan lainnya serta badan-badan riset seluruh dunia untuk mendeteksi dan mengidentifikasi alam dan sumber polutan (zat cemaran). Hal itu meliputi:

-          Kontaminasi logam berat lahan oleh industri. Logam berat itu kemudian dapat diangkut oleh badan air dan diserap oleh organisme-organisme hidup.

-          Zat hara yang terlarut dari lahan pertanian ke dalam badan air, yang dapat mengakibatkan mekarnya alga dan eutrofikasi.

-          Zat-zat cemaran aliran permukaan perkotaan hasil cucian permukaan yang tidak dapat dilalui (jalan raya, arena parkir, dan atap rumah) selama hujan deras. Zat-zat cemaran khusus termasuk bensin, oli mobil dan senyawa-senyawa hidrokarbon lainnya, logam-logam, zat-zat hara dan sedimen (tanah).

-          Senyawa-senyawa organologam.

f.       Kimia Bahan Makanan

       Kajian tentang komposisi zat kimia dan reaski kimia pada bahan makanan. Kimia bahan makanan adalah sebuah cabang ilmu kimia tentang kajian komposisi dan sifat-sifat atau perubahan kimiawi yang terjadi pada bahan makanan. Kimia bahan makanan juga mempelajari tentang bagaimana suatu produk pangan mengalami perubahan akibat berbagai metode pengolahan makanan dan cara untuk meningkatkan maupun mencegah terjadinya perubahan tersebut.

g.      Kimia Analitik

       Kajian tentang cara menganalisis zat atau bahan kimia secara menyeluruh (kualitatif dan kuantitatif). Kajian  dari kimia analitik tidak hanya melakukan analisis pada sampel  (yang lebih tepat disebut analisis kimia),meningkatkan metode yang ditetapkan, menggunakan metode yang ada untuk menganalisis jenis sampel baru, dan mengembangkan metode baru untuk mengukur fenomena kimia merupakan pembahasan dari kimia analitik.

      Cabang kimia analitik dibutuhkan untuk mengidentifikasi apa yang terkandung dalam sampel. Ini adalah ruang lingkup analisis kualitatif, contoh lainnya adalah mengidentifikasi produk dari reaksi kimia, mengidentifikasi apakah urin atlet mengandung obat obatan  yang meningkatkan kinerja, atau menentukan gangguan spasial kontribusi Pb pada permukaan partikel di udara. Biasanya langkah awal di kimia analitik melibatkan pengembangan tes kimia sederhana untuk mengidentifikasi adanya  ion anorganik dan gugus fungsi organik.  Saat ini, sebagian besar analisis kualitatif menggunakan metode seperti spektroskopi inframerah, resonansi magnetik nuklir, dan spektrometri massa.

       Penentuan struktur kimia, konstanta kesetimbangan, ukuran partikel, dan struktur permukaan adalah contoh dari analisis karakterisasi. Tujuan dari analisis kualitatif, kuantitatif, dan karakterisasi adalah untuk memecahkan masalah yang terkait dengan sampel. Selain 3 analisis tersebut,analisis fundamental digunakan untuk meningkatkan metode eksperimental yang digunakan di sisi lain bidang kimia analitik. Memperluas dan meningkatkan teori di mana  metode didasarkan, mempelajari keterbatasan metode, dan merancang baru dan memodifikasi metode lama adalah contoh studi fundamental dalam kimia analitik.