Konsep Atom, Ion, dan Molekul dalam
Produk Kimia
1. Detergen dan Sabun
Detergen dan sabun merupakan zat yang jika dimasukkan
dalam air, dapat menghilangkan kotoran. Molekul detergen dan
sabun merupakan molekul besar yang tersusun atas rantai
hidrokarbon yang panjang dengan gugus fungsi pada salah satu
ujungnya. Molekul detergen memiliki ekor nonpolar yang
tertarik pada minyak dan oli, dan bagian kepala polar yang
menjadikannya larut dalam air.
Bagaimana cara membuat detergen atau sabun? Sabun dibuat
dengan mereaksikan asam lemak dengan suatu alkali (basa), misal
natrium hidroksida (NaOH). Asam lemak merupakan rantai
panjang atom-atom karbon dan hidrogen dengan ujungnya
berupa gugus asam karboksilat (– CO2H).
Reaksi asam lemak dengan NaOH menghasilkan garam.
Rantai panjang hidrokarbon dari asam lemak sekarang memiliki
ujung ion karboksilat polar ( − CO2− ) yang menarik molekul airair. Inilah yang dinamakan sabun kasar. Produk samping
pembuatan sabun ini adalah gliserol.
2. Pupuk Urea
Mengapa pupuk urea dapat meningkatkan kesuburan
tanaman? Pupuk urea memiliki rumus molekul CO(NH2)2. Dari
rumus molekul tersebut, kamu dapat mengetahui bahwa setiap
molekul urea mengandung 1 atom karbon (C), 1 atom oksigen
(O), 2 atom nitrogen (N), dan 4 atom hidrogen (H). Unsur
penting di dalam urea yang berperan untuk menyuburkan
tanaman adalah nitrogen (N). Unsur ini berperan sebagai
penyusun protein dan pembentukan klorofil. Bila kekurangan
nitrogen, tanaman tampak berwana kekuningan karena jumlah
klorofil di dalam daun berkurang. Jika jumlah klorofil di dalam
daun kurang, energi cahaya dari matahari yang dapat ditangkap
sedikit sehingga efektivitas fotosintesis rendah. Akibatnya
produk gula yang dihasilkan sedikit. Hal ini yang menyebabkan
pertumbuhan tanaman terhambat atau menjadi kerdil. Akibat
selanjutnya dapat kamu tebak, produksi tanaman itu tentu akan
menurun.
Masih ada jenis pupuk buatan selain yang telah disebutkan
di atas. Contohnya pupuk TSP (Triple Superphosphat) yang
memiliki rumus kimia Ca3(PO4)2 sebagai pupuk sumber fosfor
dan pupuk KCl sebagai sumber kalium bagi tanaman.
3. Asam Sulfat di dalam Aki
Aki banyak digunakan sebagai sumber arus listrik pada
sepeda motor, mobil, UPS (Uninterruptible Power Supply), sepeda
listrik, lampu cadangan, pengeras suara, dan sebagainya. Jika
arus listrik dalam aki habis, aki dapat diisi ulang (di-strom)
sehingga dapat digunakan lagi. Tahukah kamu, bagaimana aki
dapat menghasilkan arus listrik?
Prinsip kerja aki erat kaitannya dengan terbentuknya ionion
dalam larutan. Aki tersusun dari beberapa sel, di mana setiap
sel merupakan sebuah unit pembangkit arus listrik yang
menghasilkan tegangan sebesar 2 volt. Setiap sel tersusun dari
lempeng timbal (Pb) sebagai kutub negatif (anoda) dan timbal
dioksida (PbO2) sebagai kutub positif (katoda). Kedua logam
itu dicelupkan dalam larutan asam sulfat (H2SO4).
Di dalam larutan, asam sulfat (H2SO4) terurai menjadi ion
H+ dan SO4
2–. Ion-ion ini akan bereaksi dengan elektroda timbal
(Pb) dan timbal dioksida (PbO2) dan dilepaskan elektron. Oleh
karena ada perbedaan reaksi kimia pada timbal dan timbal
dioksida, elektron akan mengalir di antara kedua elektroda itu
sehingg menimbulkan beda potensial listrik. Jika kedua pelat
dihubungkan dengan peralatan listrik yang sesuai, arus listrik
(elektron) akan mengalir dalam rangkaian sehingga peralatan
listrik tersebut dapat menyala.
Setelah lama dipakai, perlahan-lahan kedua elektroda
berubah menjadi timbal sulfat (PbSO4). Oleh karena jenis
elektrodanya telah sama, beda potensial tidak lagi muncul di
antara kedua elektroda tersebut. Pada keadaan ini aki tidak
dapat menyalakan peralatan listrik. Untuk mengembalikan
kemampuannya, aki harus diisi lagi dengan menghubungkannya
dengan sumber arus listrik searah (DC) dari luar.
4. Polimer Plastik
Dewasa ini plastik banyak digunakan dalam kehidupan
sehari-hari. Plastik adalah bahan yang mudah diulur atau dicetak
menjadi berbagai macam bentuk.Coba perhatikan peralatan di
rumahmu, adakah yang terbuat dari plastik? Plastik dijadikan
wadah makanan dan minuman, peralatan makan, meja, kursi
dan masih banyak lagi.
Plastik sebenarnya adalah polimer. Polimer sendiri adalah
molekul berukuran sangat besar yang tersusun dari ribuan
molekul yang lebih kecil yang terikat menjadi satu. Plastik
banyak jenisnya dengan sifat yang berbeda-beda. Ada jenis
plastik yang melunak ketika dipanaskan. Contohnya plastik dari
polietilena, yang dibuat dengan menggabungkan ribuan
molekul etilen. Polietilen ini digunakan antara lain untuk
pembuatan kantong kemas, tas, botol, dan industri bangunan.
5. Baterai
Baterai banyak kita gunakan sebagai sumber energi, misal
pada lampu senter, jam, dan mobil-mobilan. Baterai memiliki
lapisan zink (Zn) yang berfungsi sebagai anoda atau kutub
negatif, di mana lapisan ini dilapisi oleh selubung baja. Coba buka
sebuah baterai, maka kamu akan menemukan satu batang
karbon di dalamnya. Karbon ini berfungsi sebagai katoda atau
kutub positif. Karbon diletakkan di tengah sel dan terhubung
pada tonjolan logam di bagian luar atas baterai. Ruang antara
batang karbon dan lapisan zink diisi pasta amonium klorida
(NH4Cl) dan zink klorida (ZnCl2). Perhatikan gambar baterai di
samping.
Pada saat penggunaan baterai maka atom zink (Zn) akan
teroksidasi atau melepaskan elektron membentuk ion zink
(Zn2+). Elektron yang dibebaskan oleh atom zink (Zn) akan
mengalir melalui sirkuit listrik bagian luar sehingga
menghasilkan listrik. Elektron ini selanjutnya kembali ke batang
karbon. Arus listrik akan terus mengalir sampai zink (Zn) habis
terpakai. Keadaan ini berarti baterai sudah tidak dapat
digunakan kembali atau dikatakan habis, karena baterai tidak
dapat diisi kembali.