Ilmu Kimia: Definisi, Peran, dan Metode Ilmiah [Lengkap + Referensi]

blank

Halo sahabat warstek, apakah kamu termasuk pembelajar yang masih menganggap segala sesuatu yang berkaitan dengan kimia itu berbahaya? Pada kesempatan ini, penulis akan membagikan tulisan mengenai hakikat dan peran ilmu kimia. Semoga tulisan ini dapat menjawab rasa penasaran pembaca sekalian.

blank

Definisi

Chang (2010) dalam bukunya berjudul Chemistry, mendefinisikan kimia sebagai ilmu yang mempelajari tentang perubahan (zat) [1]. Fokus utama pada pembelajaran kimia yaitu mengamati zat dan perubahan-perubahannya. Perubahan tersebut terjadi akibat adanya interaksi antara suatu zat dengan zat lainnya, yang kita sebut sebagai perubahan kimia atau reaksi kimia [2]. Definisi reaksi merujuk pada perubahan zat bukan sekadar perubahan wujud (fase). Hal ini yang membedakan antara perubahan kimia dengan perubahan fisika.

Perubahan Fisika contohnya:

blank

Air (bentuk padat/es) –> Air (bentuk cair) …………..(1)

Zat air dalam bentuk padat pada persamaan (1) berubah menjadi air dalam bentuk cair. Perubahan ini termasuk perubahan fisika, sebab zat air (H2O) dalam persamaan (1) tidak mengalami perubahan ke bentuk zat lain.

Mari kita bandingkan dengan perubahan kimia (reaksi kimia). Perubahan Kimia contohnya:

Air –> Gas Hidrogen + Gas Oksigen …………..(2)

Zat air pada persamaan (2) susunannya berubah sehingga menjadi zat lain (hidrogen dan oksigen) [3]. Molekul air mengalami pemutusan ikatan kimia, selanjutnya membentuk ikatan baru dan tersusunlah molekul hidrogen dan molekul oksigen. Kemudian yang menjadi pertanyaan, “apa manfaat dari pengamatan kita terhadap materi dan perubahannya tersebut? Apa peran ilmu kimia?”.

Peran Ilmu Kimia

Bidang Energi dan Lingkungan

Energi yang berasal dari proses kimiawi jumlahnya relatif banyak. Mulai dari yang klasik seperti energi minyak bumi sampai modern seperti fisi nuklir. Contoh sumber energi lainnya misal, cahaya matahari, batu bara, gas alam dan lain sebagainya. Para ilmuwan sampai saat juga terus mencari sumber energi terbarukan sekaligus memikirkan pengelolaan limbahnya. Isu energi sangat erat kaitannya dengan lingkungan, sebab pengelolaan energi ini selalu menimbulkan dampak terhadap lingkungan. Misal bahan bakar fosil yang menghasilkan limbah berupa karbondioksida, sulfur dioksida, nitrogen oksida dan lain-lain. Pemanfaatan fisi nuklir juga berfokus pada lingkungan terutama limbah radioaktifnya.

Baca juga: Pengolahan limbah radioaktif

Bagaimana para kimiawan mengatasi limbah tersebut? Ada beberapa metode pemeliharaan lingkungan. Tentunya, banyak metode juga yang menggunakan ilmu kimia.

Kesehatan dan Kedokteran

Mendengar kata “kimia” pada bidang kesehatan dan kedokteran ini mungkin sebagian dari kita langsung tertuju pada “obat”. Padahal, peran ilmu kimia lebih dari sekadar obat. Ilmu kimia turut berkontribusi pada inovasi transplantasi organ tubuh, pembuatan komposit imitasi misal gigi palsu, suplemen penunjang kesehatan, alat-alat detektor penyakit dan masih banyak lagi. Dengan adanya pengetahuan adanya manfaat kimia ini minat dan pemahaman terhadap kimia menjadi lebih meningkat[4]. Sebab, siswa lebih termotivasi bila mengetahui berbagai manfaat ilmu kimia dalam kehidupan sehari-hari dibanding hanya sekadar menghafal rumus.

Pangan dan Pertanian

Pada pesamaan (2) dalam artikel ini, penulis telah menyuguhkan persamaan reaksi kimia pada air, di mana molekul air ini dan segala materi yang ada di alam semesta dapat dijadikan fokus pengamatan dalam ilmu kimia. Ilmu kimia ini tidak hanya identik dengan “senyawa sintesis” saja, melainkan juga dapat berupa segala materi zat yang ada di dunia. Dalam bidang pertanian, peran ilmu kimia tidak hanya sebatas mengetahui bahwa intensitas air dapat berpengaruh pada pertumbuhan tanaman[]. Ilmu kimia dapat memberikan perhatian lebih terhadap kesehatan tanaman sampai pengolahan hasilnya. Hal ini bertujuan juga untuk meningkatkan nilai ekonomi di bidang pangan dan pertanian.

blank
blank

Gambar 1. Deskripsi Umum Bagian Kereta Maglev Jepang [5]

Material dan Teknologi

Hampir setiap perkakas atau teknologi yang ada di rumah merupakan produk dari ilmu kimia. Di dapur kita menemukan ada teflon, kompor gas, hingga bumbu-bumbu dapur instan. Di ruang tamu, ada televisi, lampu LED, radio atau di ruangan lain ada alat komunikasi (handphone), komputer dan kendaraan yang sehari-hari dipakai semuanya memanfaatkan ilmu kimia. Teknologi-teknologi tersebut dibangun dari material yang didapatkan dari pengetahuan mengolah, mengisolasi sampai mengetahui karakteristik material sehingga dapat diterapkan dalam teknologi yang diinginkan. Tentunya, kecanggihan produk ilmu kimia ini tidak didapatkan secara instan. Ada tahapan dan proses penelitian yang ditempuh oleh para ilmuwan. Bagaimana proses ilmuwan menemukan sesuatu teknologi yang bermanfaat?

Baca juga:

Metode Ilmiah

Jespersen (2012) memberikan simulasi sederhana yang menjelaskan arti dari metode ilmiah. Ada seseorang menguji bagaimana sebenarnya yang terjadi pada proses fermentasi. Pengamatan pertama, sebelum fermentasi, perasan anggur rasanya manis dan tidak mengandung alkohol. Selanjutnya, saat fermentasi perasan anggur tidak lagi terasa manis dan banyak mengandung alkohol. Akhirnya, disimpulkan bahwa proses fermentasi menyebabkan pengubahan zat menjadi alkohol [6]. Dari gambaran ini, kita dapat menyimpulkan bahwa kegiatan tersebut diawali oleh pengamatan awal yang kemudian diujikan (eksperimen) dengan maksud tertentu, akhirnya didapatkan hasil dan kesimpulan. Berikut ini, penulis rangkum langkah-langkahnya:

  1. Perumusan masalah

Pada langkah ini, seseorang menentukan masalah apa saja yang hendak dipecahkan. Dalam artikel ini penulis contohkan dengan rumusan, “bagaimana proses fermentasi pada anggur?”. Dari rumusan ini, peneliti dapat menghubungan dengan tujuan diadakannya percobaan ini, yakni mengetahui proses fermentasi pada anggur.

2. Observasi

Setelah rumusan masalah telah dibentuk, seorang peneliti kemudian mengumpulkan data. Baik didapatkan dari fakta empiris, maupun hukum saintifik. Seseorang dapat mengumpulkan dari berbagai sumber fakta empiris dari pencarian bukti empiris atau fakta hasil penelitian yang sudah pernah dilakukan oleh peneliti sebelumnya. Pada studi kasus dalam artikel ini, peneliti dapat mengumpulkan fakta-fakta mengenai buah anggur dan penelitian sebelumnya yang berkaitan dengan anggur. Misalkan didapatkan bahwa buah anggur ini mengandung gula.

3. Hipotesis

Pada tahapan ini seorang peneliti membuat pernyataan yang bersifat tentatif. Pernyataan tersebut berupa prediksi, oleh sebab itu hipotesis ini sering disebut juga sebagai dugaan sementara.

4. Eksperimen

Peneliti menguji hipotesis dengan melakukannya di Laboratorium. Anggur diuji menggunakan prosedur eksperimen yang telah dirancang sebelumnya. Kemudian, dari hasil pengamatan dari eksperimen dikumpulkan untuk diolah. Misal, dari hasil eksperimen didapatkan bahwa setelah difermentasi, kandungan anggur berubah menjadi alkohol.

5. Pengolahan dan analisis data

Peneliti menghubungkan data yang diperoleh dengan teori atau fakta ilmiah yang telah dikumpulkan pada tahapan observasi. Data dapat berupa grafik, tabel dan lain sebagainya. Pada studi kasus ini kita mendapatkan hasil bahwa terdapat alkohol, di mana sebelumya terdapat kandungan gula.

6. Kesimpulan

Setelah data diolah dan dianalisis, didapatkan bahwa proses yang telah lakukan (fermentasi) dapat mengubah gula menjadi alkohol. Kesimpulan ini akhirnya harus menjawab dari rumusan masalah yang telah dibuat pada tahap pertama[6].

Referensi

[1] Raymond, C. (2010). Chemistry. 10th.McGraw-Hill Education

[2] Silberberg, M. (2012). Principles of general chemistry. McGraw-Hill Education

[3] Raymond, C. (2010). Chemistry. 10th.McGraw-Hill Education

[4] Maksum, I. P., Latifah, F. P. U., Al-Anshori, J., & Rachman, S. D. (2019). UPAYA PENINGKATAN PEMAHAMAN ILMU KIMIA DAN APLIKASINYA MELALUI METODE SOSIALISASI DAN PRAKTIKUM. Jurnal Pengabdian Kepada Masyarakat, 3(6), 129-132.

[5] Nishijima, S., Eckroad, S., Marian, A., Choi, K., Kim, W. S., Terai, M., … & Izumi, M. (2013). Superconductivity and the environment: A roadmap. Superconductor Science and Technology, 26(11), 113001.

[6] Jespersen, N. D., Brady, J. E., & Hyslop, A. (2012). Chemistry: The molecular nature of matter. Wiley Global Education.

Budiman Prastyo
Artikel Berhubungan:

Sponsor Warstek.com:

Yuk Ajukan Pertanyaaan atau Komentar