A. Struktur materi
Struktur materi adalah kontruksi atau suatu kerangka yang membangun materi sehingga mampu menjaga gaya dari luar. Struktur materi bisa disusun dengan satu macam unsur, dua macam unsur atau lebih. Contoh : cincin bisa dibuat dari emas, perak tembaga atau platina
B. Klasifikasi zat padat
1. Susunan molekul
Dibagi dalam dua bentuk yaitu kristal dan non kristal
Kristal mempunyai susunan atom atau molekul yang teratur. Contoh garam dapur (NaCl), kristal ruby.
Non kristal disebut juga zat padat yang amorfus mempunyai susunan atom atau molekul yang tidak teratur. Contoh bahan organik (polyethylene, manisan/gula-gula), anorganik (silikat/glas) , semi konduktor (silikon, germanium, tellurium, selenium)
2. Unsur pembentuk zat padat
Dibagi dalam 2 golongan yaitu logam seperti besi (Fe), tembaga (Cu), seng (Zn) dan sebagainya dan non logam seperti unsur karbon (kayu, intan), unsur sulfur (karet sintetis) poliaster/ polimer (plastik, fiberglas) dan silikat (batu-batuan).
3. Kemampuan meneruskan aliran listrik
a. Super konduktor
Super konduktor merupakan zat padat yang dapat menghantarkan arus listrik yang bebas dari hambatan (resistan). Fenomena superkonduktivitas terjadi pada suhu sangat rendah dan dikenai pada zat konduktor listrik.
b. Konduktor
Konduktor listrik yaitu materi yang dapat melewati muatan listrik. Contoh : Cu, Zn,Pb,Fe,Al.
c. Semikonduktor
Semikonduktor merupakan suatu materi solid kristalinyang konduktivitas listriknya adalah menegah antara logam dan isolator . Elemen kimia yang membentuk semikonduktor termasuk geranium, silikon, selenium, kristal Sn abu-abu, tellurium dan boron
d. Isolator
Tidak ada elektron bebas, misalnya kayu, ebonit, plastik dan fiberglas.
4. Kemampuan konduksi panas
Hasil percobaan dari berbagai zat diperoleh kesimpulan
• Konduksi panas sangat cepat : alumunium
• Konduksi panas cepat : logam besi
• Konduksi panas sedang : batu-batuan
• Konduksi panas lamban : asbes
Berdasarkan sifat zat padat yang dapat mengisolir panas maka materi zat padat dibagi dalam 2 kelas yaitu:
• Isolasi utama (Bulk Insulation)
Isolasi utama ialah memperlambat mengalirnya energi panas atau menghentikan aliran energi panas melalui ruang-ruang udara yang ada pada materi serta malalui pancaran panas. Zat padat yang mempunyai sifat isolasi utama adalah kertas organik, wool mineral, serat nabati, busa plastik, kalsium silikat, asbes, gelas selular, silikon aerogel dan diatomite.
• Isolasi reflektif (reflective Insulation)
Isolasi reflektif ialah sifat zat padat yang dapat memantulkan panas dalam tingkat emisi yang rendah. Zat padat yang dimaksud adalah aluminium foil, lapisan pelindung metal, kertas alumunium, lapisan emas, tantalium.
5. Kelenturan/Kekenyalan/Elastisitas
Zat padat dapat digolongkan dalam beberapa klas yaitu:
• Super elastik (jenis karet)
• Elastik ( per baja)
• Elastik sedang ( logam)
• Sedikit elastik ( kayu dan ebinot)
• Tidak elastik (batu-batuan)
6. Kandungan pori-pori (porositas)
Berdasarkan pori-pori yang terkandung dalam zat padat digolongkan menjadi :
• Berpori-pori banyak : batu ambang, spons , gabus
• Berpori-pori sedang : kayu
• Berpori-pori mikro : kertas saring, batu padas, batu andesit
• Tidak berpori-pori : ebinot, logam
C. Perlakuan berdampak terhadap zat padat
Perlakuan adalah hal atau perbuatan yang dikenai pada zat padat akan menimbulkan perubahan pada zat padat tersebut.
1. Macam-macam perlakuan
Perlakuan yang dimaksud adalah temperatur panas yang ekstrem, temperatur dingin yang ekstrem, tekanan, kelembaban, air, zat asam / basa, aliran listrik, O2 (oksigenisasi), durasi (pengulangan.
2. Dampak zat padat terhadap perlakuan
Beberapa contoh:
• Dalam perlakuan panas yang ekstrem kayu akan melengkung, terbelah bahkan terbakar.
• Dalam perlakuan dingin yang ekstrem, kayu akan mengkerut
• Dalam perlakuan tekanan,campuran semen dan pasir dengan kelembaban yang cukup , apa bila mendapat tekanan ( misalnya mesin pres) dalam waktu relatif singkat sudah membentuk dan mengeras.
• Dengan perlakuan listrik , besi lunak yang dililit dengan kawat tembaga apa bila dialiri listrik. Besi lunak tersebut akan sifat dari tidak bermagnet menjadi bermagnet.
• Dengan peerlakuan air, terhadap besi : air mengenai bagian besi maka dalam waktu lama logam besi akan mengalami oksidasi sehingga timbul karat (rust).
• Dengan perlakuan H2SO4 pekat, logam akan mengalami korosif
D. Tanah (Soil)
1. Proses pembentukan
Tanah terbentuk dari hasil angkutan oleh angin,air atau es yang mencair kemudian diendapkan diatas batuan dasar. Sedang bagian permukaan yang berhubungan dengan atmosfer bumi terjadi dekomposisi mikroorganisme.
2. Komponen utama tanah
Tanah terdiri dari empat komponen yaitu bahan mineral, bahan organik, air dan udara dengan komposisi sebagai berikut :
• Bagian padat terdiri dari 45% bahan mineral dan 5% bahan organik
• Bagian geluh debuan (pori-pori) terdiri dari 25% air dan 25% udara.
3. Klasifikasi tanah
Agar mendapat gambaran yang lebih sistematik maka tanah digolongkan dalam :
• Segi warna : tanah putih, tanah merah, tanah kekuning-kuningan, tanah kehitam-hitaman.
• Segi keliatan : tanah liat residu dan tanah liat sedimen
• Segi bahan yang dikandungnya : tanah mineral/anorganik, tanah organik
• Segi tekstur tanah : tanah berpasir sangat kasar ( ukuran diameter 2-1mm), tanah beerpasir sedang (ukuran diameter 1-0,5mm) ,tanah berpasir sedang (ukuran diameter0,5-0,25mm), tanah berpasir halus ( ukuran diameter 0,25-0,1mm), tanah berpasir sangat halus (ukuran diameter 0,1-0,05mm), debu (ukuran diameter 0,05-0,002) , lempung (ukuran diameter kurang 0,002mm)
• Segi struktur tanah : tanah lempung (platy), tanah pilar (columnar), tanah tiang ( prismatik), tanah gumpal bersudut (blocky), tanah gumpal membulat (nut like), tanah kersai(granular), tanah remah (crumb)
• Segi iklim, vegetasi dan keadaan tanah
4. Hal lain yang berkaitan dengan tanah
a. Kerapatan massa tanah
Kerapatan tanah adalah massa tanah per volume tanah.
b. Kerapatan partikel tanah
Kerapatan partikel tanah adalah massa partikel padat per volume partikel padat.
c. Pori-pori tanah
Ruangan yang ditempati udara dan air dikenal nama pori-pori tanah.
d. Kelembaban tanah
Untuk memperoleh gambaran akan kelembaban tanah, kita perlu mengetahui keadaan air tanah, udara tanah, suhu tanah, dan tekanan barometer.
e. pH tanah
Penentuan pH tanah sangat penting , apabila akan melakukan proses pengapuran tanah. Metode yang digunakan dalam penentuan pH tanah adalah metode elektrometris yaitu memakai yaitu memakai pH meter dan metode warna dengan memakai indikator warna.
f. Ketahanan kelistrikan tanah
Ketahanan kelistrikan tanah yang dimaksudkan disini adalah resistensi (tahanan) tanah terhadap aliran listrik..
g. Platisitas tanah
Platisitas tanah merupakan hubungan antara molekul-molekul tanah yang mengandung unsur mineral dan alkali lainnya atau dengan kata lain lempung silikat dengan kemampuan mengikat air yang tinggi sehingga dapat menunjukan sifat liat yang besar .
h. Konsistensi tanah
Konsistensi tanah ialah sifat fisik tanah dengan kandungan air berbeda-beda akibat reaksi tanah atas tekanan mekanik.
i. Distribusi organisme tanah
Pendistribusian hewan maupun mikroorganisme tanah tidak merata pada tanah. Kesemuanya tergantung kondisi tanah, keadaan iklim dan keadaan air tanah.
5. Penggunaan tanah
• Hidup di bumi ini, ketiga unsur (tanah,air dan udara) saling berkaitan.
• Tanah merupakan batas wilayah suatu daerah/negara.
• Tanah dipakai sebagai lahan industri, lahan pertanian, lahan perternakan, tempat hunian bagi manusia.
• Tanah pula dipakai sebagai obat.
E. Batuan
Batuan merupakan bagian dari tanah, atau dapat pula dikatakan bahan pembentukan tanah. Lebih kurang 99,9% batuan berasal dari bumi, sedangkan 0,1% berasal dari meteor, manusia, hewan atau tumbuhan tertentu.
1. Klasifikasi batuan
• Sumber batuan
Batuan yang berasal dari bukit disebut batu bukit
Batuan yang berasal dari kali disebut batu kali
Batuan yang berasal dari gunung berapi disebut batu gunung berapi
Batuan yang berasal dari pasir disebut batu pasir/kerikil
• Bentuk batuan
Kristal (crystal) , bentuk kristal ada yang simetris ada pula yang tidak simetris
Kratik (cratic) ialah batuan yang mempunyai sudut / pinggiran runcing.
• Kandungan yang ada pada batuan
Batuan mengandung berbagai macam unsur, misalnya unsur besi (Fe), sulfur (S) , silikon (Si) , kalsium (Ca), magnesium (Mg), Al,Cu dan lainnya.
• Proses pembentukan batuan
Batuan ingneous dikenal dalam dua macam proses pembentukan yaitu intrusive dan ekstrusive. Batuan intrusive : kepadatan batuan sebelum mencapai permukaan bumi. Batuan ekstrusive : kepadatan batuan setelah mencapai permukaan bumi.
Batuan sedimen terdiri dari hasil penghancuran batuan igneous dan batuan metamorphik yang diendapkan pada permukaan bumi.
Batuan metamorfik berasal dari igneous (gunung api) yang mengalami efek dari larutan panas (hidrometal) dan gas panas (gastermal) yang berhembus dari keadaan bumi ke permukaan bumi dengan tekanan tinggi
• Skala kekerasan batu
Kekerasan suatu material merupakan suatu pengukuran dimana suatu material tahan terhadap beban yang diberikan baik secara statis maupun dinamis. Ada beberapa tes kekerasan yaitu tes Brinell, tes Rockwell , tes Knoop, tes Vickers, tes gesekan/geretan (tes Mohs) .
2. Pengunaan batuan
Sejak jaman purba, manusia sudah mengenal batuan ; terbukti dari berbagai fosil alat berburu terbuat dari batu. Pada zaman modern, batuan dipakai sebagai bahan bangunan , sebagai alat accesoris/perhiasan dan untuk pengobatan dikenal dengan nama lithostherapi.
F. Batu permata
Batu yang mempunyai warna beraneka ragam dan sangat mempesonakan baik sebelum digosok maupun sesudah digosok. Batu demikian dikenal dengan nama batu permata / batu mulia (gemstone)
1. Pengolongan batu permata
Menurut K.E kings dalam buku “ Handbook de Adelsteen Kunde” (1960) yang di kutip oleh Han Sam kay yang tercantum dalam buku “Rahasia Batu Permata” cetakan VI 1984, batu permata dibagi dalam 5 kelas
• Kelas I : kekerasan antara 8 s.d. 10 , tergolong batu mulia (intan, mirah, khisoberil,spinel)
• Kelas II : nilai kekerasan 7 s.d 8 (sirkon, beril, topaz, turmalin, garnate, opal mulia)
• Kelas III : nilai kekerasan kira-kira 7 (kordirit, vesuvian,khrisalit, asinit, sianit, staurolit, andalusit, khiastolit, pistatit, pirus.
• Kelas IV : nilai kekerasan 4 s.d 7 ( jenis kwarsa, jenis calcedon, adular, amazonestin, feldspar, labradorstreen, obsidian, lazuursteen, hauyin, hiperstin, diopsiet, vlocispaath)
• Kelas V : kekerasan berbeda-beda ( batu marmer, batu lahar, batu manganspaath)
2. Karakter batu permata/batu mulia
Untuk mengetahui suatu batu termasuk batu mulia atau tidak harus berpedoman pada:
• Skala kekerasan batu/ Skala kekerasan Mohs
• Indeks refrakter tertentu (cek dengan refraktometer)
• Berat jenis tertentu
• Khusus batuan mulia, satuan berat yang dinyatakan dalam karat (1 karat = 1/5 gram) karat pada batu , tidak sama karat dalam emas. Karat yang dipakai pada emas menunjukan kemurnian emas
• Guratan pada batu. Pada batu mulia mempunyai guratan asli alami.
• Pita warna. Pada batu mulia mempunyai pita warna tertentu.
3. Batu permata tiruan
Dibagi dalam 2 bagian yaitu batu permataa sintetis dan batu permata imitasi. Batu permata sintetis dibuat oleh para ahli berdasarkan komposisi kimia, fisik maupun optikal properti yang sama. Batu permata imitasi tidak dibuat berdasarkan komposisi kimia dengan permata asli, melainkan memakai bahan dasar kaca , gelas krown, flinta atau bahan dasar botol (bahkan strass). Kemudian dicampur dengan unsur kimia lain, misalnya yitrium, aluminium, godolium, strontium atau titanium. Batu permata ini tidak mempunyai warna mirip dengan yang asli.
4. Kualitas batu permata
Untuk menentukan kualitas suatu batu permata harus menempuh dua tahap yaitu
• Tahap uji keaslian batu
Perlu pengetesan keaslian batu dengan berdasarkan :
Skala kekerasan batu/ Skala kekerasan Mohs
Indeks refrakter tertentu (cek dengan refraktometer)
Berat jenis
Khusus batuan mulia
Guratan alami pada batu
Pita warna. Meneropong dengan filter
• Tahap penentuan gradasi batu
Ada empat hal dalam menentukan tingkat batu permata, yaitu
Warna (colour)
Kebersihan (clarity)
Potongan (cut)
Karat (carat)
5. Dampak penggunaan batu permata
a. Efek positif
Sebagai accessories/asesories oleh karena itu batu permata memancarkan keindahan sehingga banya orang menyukainya dan memakainya sebagai perhiasan
Sebagai lambang keagungan , kejayaan, kekayaan, oleh karena itu batu permata mempunyai nilai atau harga sangat mahal sehingga hanya orang yang mampu saja yang mempunyainya.
Sebagai alat pengeboran, membelah kaca.
Sebagai barang pusaka
Sebagai alat untuk penyembuhan penyakit tertentu
Sebagai alat pelindung dari marabahaya
b. Efek negatif
Berdasarkan kepercayaan bahwa batu permata dapat mendatangkan kesialan apabila batu permata mengandung garis alam yang terputus-putus atau ada remah.
Batu permata dapat mendatangkan kesialan apabila si pemakai memakai batu permata yang tidak sesuai denga zodiak/horoskop.
6. Dasar pemakaian batu permata dalam pengobatan
Cara yang dipakai dalam pengobatan
a. Batu permata dipakai sebagai perhiasan yaitu kalung, gelang, tongkat, atau cincin. Namun secara teoritis, mekanisme penyembuhannya belum jelas
b. Batu permata direndam kedalam air panas, kemudian air tersebut digosok pada daerah yang sakit atau air tersebut diminum. Hal tersebut dapat dibuktikan secara ilmiah yaitu :
Tubuh manusia terdapat trace elemen/mineral. Apabila kadar mineral dalam tubuhb kurang maka tubuh akan mengalami sakit. Setiap permata mengandung unsur mineral tertentu sehingga dapat diusahakan agar unsur mineral tersebut disumbangkan ke dalam tubuh manusia.
Berdasarkan hasil eksperimen batu andesit (batu vulkanis) dapat menambah mineral kedalam air apabila batu tersebut dimasukan kedalam air.
Berdasarkan hasil penelitian dalam bidang kedokteran bahwa si penderita kekurangan salah satu unsur mineral, akan sembuh apabila diberi unsur tersebut dalam jangka waktu tertentu.
Berdasarkan deduksi hukum termodinamika III bahwa suhu semakin meningkat memberi peluang vibrasi suatu materi diperbesar. Berdasarkan hukum kelarutan bahwa suatu unsur akan terlarut apabila suhu ditingkatkan.
G. Mineralogi
Ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang substansi anorganik homogeous yang berasal dari bumi maupun dari luar bumi (meteor) disebut mineralogi. Mineral merupakan zat yang terbentuk dari satu atau lebih unsur kimia dalam bentuk padat atau cair yang dapat dinyatakan dalam formula kimia.
1. Bidang/bagian mineralogi
Ada empat bidang dalam mineralogi yaitu
Kimia kristal, membahas komposisi atom yang menyusun mineral.
Mineralogi paragenetik, ilmu yang mempelajari tentang gabungan mineral, sumber terjadinya mineral di alam, kontak satu sama lain dan memberi efek dalam perkembangan serta sistem sintetis mineral.
Mineralogi deskritif, ilmu yang mempelajari sifat fisik mineral dan cara identifikasi
Mineralogi taksonomi, ilmu yang membahas klasifikasi mineral, sistematisasi, dan nomenklatur/ tatanama mineral.
2. Sumber mineral
Mineral berasal dari alam/bumi dan luar bumi. Dari bumi bersumber dari air tanah, air laut, danau, batuan, regolit (tanah), tumbuh-tumbuhan dan hewan.dari luar bumi berasal dari meteor.
3. Klasifikasi mineral
Penggolongan mineral ada berbagai macam , antara lain berdasarkan komposisi kimia, isomorfis, kesamaan dalam bentuk kristal, kesamaan dalam reaksi kimia dan fisik, mineral primer dan mineral sekunder, mineral essensial dan mineral non esensial.
4. Kegunaan mineral
Secara umum dapat disebut disini bahw mineral dipakai :
Sebagai accesori (perhiasan)
Membentu dalam proses kimia
Membentu dalam proses metabolisme
Membentu dalam proses penyembuhan
Merupakan zat yang sangat diperlukan oleh tubuh manusia, hewan maupun tumbuhan.
Dalam bidang kedokteran zat yang mutlak diperlukan dalam proses metabolisme disebut trace elemen. Trace elemen yang mutlak diperlukan oleh tubuh (esensial) dalam proses metabolisme maupun dalam jumlah kecil. Trace elemen yangesensial bagi tubuh manusia adalah
Fe (zat besi) diperlukan oleh tubuh dalam proses pembentukan sel darah merah
Cu (zat tembaga) diperlukan oleh tubuh dalam pembentukan sel darah merah serupa dengan Fe.
Yodium (I) merupakan trace elemen yang esensial bagi manusia, hewan maupun tumbuhan. Yodium dalam air laut berupa iodida dan iodate, masuk dalam flora dan fauna yang mengalami metabolisme. Pada mamalia tingkat tinggi iodin dikonsentrasikan pada kelenjar thyroid sambil berubah menjadi yodinate amino acid (Thyroxine dan iodotyrosine) dan tersimpan sebagai thyroglobulin, sedangkan thyroxine disekresi oleh kelenjar thyroid.
Magnesium merupakan elemen esensial yang sangat diperlukan didalam tubuh manusia , terutama dalam pertumbuhan tulang.
Seng (Zn) diperlukan oleh tubuh, berperan pada metabolisme protein yang diperlukan bagi tumbuhan.
Mangan (Mn) merupakan elemen esensial bagi kehidupan manusia.
Krom (Cr) merupakan elemen logam esensial bagi tubuh dalam metabolisme karbohidrat, lipid, dan asam nukleat. Krom yang diperlukan oleh tubuh adalah krom bervalensi III
Tidak ada komentar:
Posting Komentar