IPA KELAS VIII

Bahan Kimia Dalam Berbagai Bidang

Produk kimia sangat berperan di berbagai bidang kehidupan. Beberapa di antaranya bidang industri, pertanian, dan kesehatan. Produk kimia tersebut tersusun oleh komponen-komponen tertentu. Komponen - komponen tersebut terdiri atas atom - atom yang bergabung menjadi molekul senyawa. Apa saja penyusun komponen suatu produk kimia?

Daftar Isi :

• 1. Bidang Industri
  • a. Cat
  • b. Belerang
• 2. Bidang Pertanian
  • a. Pupuk 
  • b. Insektisida Sintetis
• 3. Bidang Kesehatan

Bahan Kimia dalam Berbagai Bidang

1. Bidang Industri

Produk kimia di bidang industri sangat beragam jumlahnya. Produk-produk tersebut dihasilkan dari bahan kimia. Cat dan belerang merupakan beberapa contoh produk kimia di bidang industri.

a. Cat

Cat merupakan bahan pelapis yang digunakan pada tembok, logam, atau kayu. Cat berfungsi untuk mempercantik benda-benda yang dilapisinya, mencegah pelapukan dan perkaratan pada benda, serta melindungi benda yang dilapisi dari serangan jamur dan serangga. Bahan kimia yang digunakan dalam industri cat berupa asam akrilat. Asam akrilat merupakan suatu asam karbon, berbentuk cairan tanpa warna, dan berbau tajam. Asam akrilat diproduksi dari propilena, suatu gas hasil penyulingan minyak. Bahan ini dapat bercampur dalam air, eter, dan alkohol. Asam akrilat digunakan terutama sebagai monomer atau co-monomer pada pembuatan serat akrilat PVAC (polivinil akrilat). Bahan ini digunakan sebagai pengental dan perekat. 

Selain asam akrilat, di dalam cat terdapat beberapa bahan kimia penting, yaitu CaCo3 (kalsium karbonat), TiO2 (titanium dioksida), kaolin, pigmen, air, dan zat pengering. Kalsium karbonat dan titanium dioksida digunakan sebagai bahan baku utama dalam cat tembok. Kaolin digunakan sebagai bahan pengisi, pigmen sebagai bahan untuk memberikan warna yang diinginkan dan air berfungsi sebagai pelarut. Sama halnya dengan cat tembok, cat kayu pun mengandung bahan-bahan kimia tersebut. Perbedaannya adalah pada cat kayu ditambahkan lateks (getah karet) dan terpentin sebagai pelarutnya karena terpentin dapat melarutkan lateks.

Zat pengering yang digunakan dalam cat umumnya terdiri atas campuran magnesium dioksida (MnO2) timbal oksida (pbo), dan tiner. Proses pengeringan cat dapat dipercepat dengan penambahan campuran timbal (Pb) dan kromium (Cr). Kedua bahan tersebut memiliki dampak negatif terhadap kesehatan. Timah hitam atau timbal (Pb) merupakan salah satu logam yang dapat mengakibatkan kerusakan sistem saraf pada manusia terutama pada anak kecil.

b. Belerang

Belerang merupakan salah satu unsur penting dalam industri , terutama industri kimia. Banyak industri kimia yang menggunakan belerang atau persenyawaan belerang sebagai bahan bakunya. Di alam belerang dapat diperoleh dalam dua bentuk yaitu dalam bentuk murni dan senyawa. Bentuk murni belerang diperoleh dari dalam tanah yang jauh dari permukaan bumi melalui metode Frasch. Cara ini dilakukan dengan mengalirkan air panas lewat pipa-pipa. Air panas ini akan mencairkan endapan belerang pada kerak bumi. Langkah selanjutnya setelah belerang larut yaitu mengalirkan udara panas bertekanan tinggi: Udara bertekanan tinggi ini berfungsi untuk memompa belerang cair agar keluar dari kerak bumi. Belerang cair ini kemudian ditampung dan siap diproses menjadi senyawa lain, seperti asam sulfat (H2SO4) dan gips (Caco, Casos). Dalam bentuk senyawanya, belerang diperoleh di daerah pegunungan yang merupakan hasil reaksi antara belerang dengan logam-logam di sekitarnya sebagai akibat aktivitas gunung berapi. Bentuk senyawa belerang ini diperoleh melalui 3 proses, yaitu:

1. proses pengolahan awab. dilakukan dengan cara dikeruk atau ditambang
2. proses reaksi oksidasi, beberang yang dihasilkan yaitu gas so, dan SO³
3. proses pemurnian (refining).

Belerang dibutuhkan dalam pembuatan ban dengan bahan dasar lateks, TNT, pendingin, pulp, dan kertas. Pembuatan ban karet membutuhkan belerang dalam proses vulkanisasi. Proses Vulkanisasi merupakan proses pemanasan campuran karet dengan belerang untuk memperkuat ikatan jaringan karet polimer. memperbaiki kekuatan karet dan elastisitas, serta memperkecil ketidakefisienan karet pada suhu tertentu.

Pembuatan TNT melibatkan belerang dalam bentuk asam sulfat pekat yang dicampur dengan HNO, dan toluena. Belerang berfungsi sebagai pendingin berlaku ketika memadamkan kebakaran dengan alat pemadam kebakaran otomatis. Salah satu reaksinya menggunakan amonium sulfat yang melarut menjadi amonium dan asam sulfur. Reaksi ini menimbulkan efek pendingin.

Pada pembuatan pulp dan kertas, belerang berfungsi dalam proses kraft pulping. Pulp dibuat secara mekanis maupun kimia dengan memisahkan serat kayu atau selulosa dari bahan lain. Proses kraft pulping merupakan proses melarutkan bahan baku berserat dengan campuran natrium hidroksida dan natrium sulfida. Pulp dibuat kertas dengan proses bleaching atau pemutihan. Selain kegunaankegunaan tersebut, belerang juga digunakan sebagai bahan baku pembuatan asam sulfat.

Asam sulfat merupakan salah satu produk utama di pabrik petrokimia. Asam sulfat merupakan asam kuat, berupa cairan bening, tidak berwarna, dan mam mengorosi logam. Rumus molekul asam sulfat adalah H2SO4, terdiri atas dua atom hidrogen, satu atom belerang, dan empat atom oksigen. Beberapa kegunaan asam sulfat di antaranya untuk pemrosesan bijih mineral, sintesis kimia, pengilangan minyak, serta sebagai bahan pembuatan cat, pupuk, obatobatan, tekstil sintetis, dan bahan pengisi aki.

Asam sulfat bersifat higroskopis sehingga tidak dapat ditemukan dalam keadaan bebas. Asam sulfat merupakan komponen utama hujan asam yang terjadi karena reaksi antara sulfur dioksida dengan oksigen di udara. Sulfur dioksida merupakan hasil pembaka bahan bakar fosil seperti batu bara dan minyak.

Di bidang industri, asam sulfat dibuat melalui proses kontak dan proses kamar timbal.

1) Proses Kontak

Mula-mula belerang dipanaskan untuk mendapatkan belerang dioksida. Belerang dioksida kemudian direaksikan dengan oksigen menggunakan katalis divanadium pentaoksida (V205) hingga dihasilkan belerang trioksida. Belerang trioksida diserap ke dalam 97–98% H2SO4 menjadi oleum (H2S204). Oleum dikenal sebagai asam sulfat berasap. Oleum kemudian diencerkan dengan air menjadi asam sulfat pekat.

2) Proses Kamar Timbal (Chamber Process)

Proses kamar timbal merupakan proses pembuatan asam sulfat dari belerang dioksida (SO2) menggunakan katalisator NO dan NO2. Gas SO2, NO, dan NO, ditambah uap air kemudian dialirkan ke dalam ruang yang bagian dalamnya dilapisi timbal (Pb). Proses ini membentuk asam nitrosil (HNOSO2) dan jika ditambah H20 (uap air) akan membentuk asam sulfat (H2SO4). H2SO4 encer yang terbentuk dialirkan ke bak penampungan.

2. Bidang Pertanian

Seiring perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dihasilkan produk-produk kimia di bidang pertanian. Produk-produk tersebut di antaranya pupuk buatan dan pestisida yang terbuat dari bahanbahan kimia.

a. Pupuk 

Peningkatan jumlah penduduk terutama yang terjadi di negara-negara berkembang, mengakibatkan jumlah kebutuhan bahan makanan juga semakin meningkat. Oleh karena itu, lahanlahan pertanian harus dibuat lebih produktif lagi. Tanaman memerlukan makanan agar dapat tumbuh dan berkembang dengan baik. Makanan ini diperoleh dari tanah. Tanah yang subur menyediakan makanan yang cukup bagi tanaman untuk tumbuh dan berkembang secara maksimal.

Unsur yang diperlukan oleh tanaman demi kelangsungan hidupnya disebut unsur hara. Unsur hara dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu unsur makro dan unsur mikro.

1. Unsur makro yang diperlukan tanaman dalam jumlah besar meliputi C, H, O, N, P, K, Ca, S, Mg, dan Fe.
2. Unsur mikro yang diperlukan tanaman dalam jumlah kecil, misalnya Mn, Zn, B, Cu, dan Co.

Semakin sering tanah ditanami, kesuburannya semakin berkurang dijaga dengan memberikan pupuk. Secara umum pupuk dibedakan menjadi dua macam, yaitu pupuk buatan dan pupuk alam. Pupuk alam adalah pupuk yang dibuat dari sisa-sisa tumbuhan dan hewan. Sementara itu, pupuk buatan dibuat di pabrik dari bahan-bahan kimia. Pupuk buatan memiliki kelebihan dibandingkan dengan pupuk alam. Beberapa kelebihan pupuk buatan sebagai berikut.

1. Dapat diberikan sesuai jenis dan jumlah unsur hara yang diperlukan tanaman.
2. Waktu pemupukan yang tepat dapat diperkirakan.
3. Pengangkutan dan penggunaannya lebih praktis.

Selain memiliki kelebihan, pupuk buatan juga memiliki kelemahan sebagai berikut.

1. Tidak semua zat pada pupuk buatan dapat diserap tanaman.
2. Kurang mengandung unsur-unsur mikro.
3. Mencemari air sungai dan danau.
4. Penggunaan dalam jumlah besar dapat mengubah pH tanah.

Berdasarkan kandungan unsur haranya, pupuk buatan dibedakan menjadi pupuk tunggal dan pupuk majemuk.

1. Pupuk Tunggal

Pupuk tunggal adalah pupuk yang mengandung satu jenis unsur hara sebagai penambah kesuburan tanah. Contoh pupuk tunggal yaitu pupuk nitrogen, fosfor, dan kalium.

a) Pupuk Nitrogen

Nitrogen merupakan unsur makro yang dibutuhkan oleh tumbuhan untuk pertumbuhan. Hal ini dikarenakan nitrogen merupakan bahan dasar pembentukan senyawa protein, lemak, dan senyawa organik lainnya. Nitrogen berada di udara bebas dalam bentuk senyawa Nz. Senyawa ini tidak dapat langsung diserap oleh tumbuhan. Agar dapat diserap oleh tumbuhan, nitrogen harus diubah terlebih dahulu menjadi senyawa nitrat. Pupuk yang mengandung nitrogen adalah pupuk urea (CO(NH2)2) dan pupuk ZA (zwavelzuur ammonium) atau amonium sulfat ((NH4)2SO4).

Cara penggunaan pupuk nitrogen berbeda-beda. Ada pupuk yang dapat langsung ditaburkan di tanah. Namun ada juga pupuk yang dapat langsung disemprotkan pada tanaman. Urea merupakan contoh pupuk nitrogen yang ditabur di atas tanah. Pupuk urea memiliki kandungan N dalam bentuk senyawa nitrat yang mempunyai khasiat sedikit lebih baik apabila digunakan di daerah kering atau sedikit hujan dibanding pupuk nitrogen lainnya. Adapun pupuk nitrogen yang disemprotkan biasanya disebut sebagai pupuk daun. Manfaat penggunaan pupuk nitrogen sebagai berikut.

1. Membuat segar karena mengandung banyak zat hijau daun (klorofil) yang penting untuk proses fotosintesis.
2. Mempercepat pertumbuhan tanaman (tinggi, jumlah anakan, cabang, dan lain-lain).
3. Menambah kandungan protein hasil panen.

b) Pupuk Fosfor

Tanaman membutuhkan fosfor untuk membantu pembentukan akar dari benih dan asimilasi tumbuhan. Selain itu, fosfor berperan dalam pembentukan protein dan mempercepat terbentuknya buah pada pohon. Kekurangan fosfor dapat mengakibatkan kekerdilan. Fosfor diperoleh dari senyawa fosfat dan asam fosfat. Contoh pupuk yang mengandung fosfor yaitu pupuk superfosfat, pupuk disuperfosfat, dan pupuk trisuperfosfat. Pupuk superfosfat (Ca(H2PO4)2) sangat mudah larut dalam air sehingga mudah diserap oleh akar tanaman.

c) Pupuk Kalium

Seperti halnya fosfor, pupuk kalium amat dibutuhkan tanaman Pupuk kalium mampu mencegah bunga dan buah agar tidak mudah gugur, mempercepat metabolisme unsur nitrogen, dan mengedarkan karbohidrat di dalam tanaman. Pupuk kalium yang banyak digunakan oleh petani yaitu K 50, atau KCI.

2. Pupuk Majemuk

Dinamakan pupuk majemuk karena pupuk ini mengandung zat yang tumbuhan secara keseluruhan. Zat yang dimaksud yaitu nitrogen, fosfor, dan kalium. Salah satu contoh pupuk majemuk adalah pupuk NPK.

Kadar unsur hara N, P, dan K dalam pupuk majemuk dinyatakan dengan komposisi angka tertentu. Misal pupuk NPK 10-20–15 berarti bahwa pupuk tersebut mengandung 10% nitrogen (sebagai N), 20% fosfor (sebagai P2O3), dan 15% kalium (sebagai K2O). Pernyataan ini dapat berarti juga bahwa dalam 100 kg pupuk majemuk tersebut terdapat 10 kg N, 20 kg P2O5, dan 15 kg K2O.

b. Insektisida Sintetis

Insektisida sintetis yaitu bahan-bahan kimia yang bersifat racun yang dapat menghambat pertumbuhan dan perkembangan, tingkah laku, perkembangbiakan, serta kesehatan serangga. Selain itu, insektisida juga dapat mengendalikan serangga pengganggu (hama serangga). Insektisida mengendalikan serangga dengan dua mekanisme, yaitu meracuni makanan serangga atau langsung meracuni serangga tersebut.

Insektisida dibedakan menjadi tiga golongan, yaitu karbamat, organofosfat, dan organoklor. Pada umumnya insektisida yang banyak digunakan berasal dari golongan organoklor dan karbamat. Insektisida golongan karbamat mengandung bahan kimia dengan rumus C12H17NO2. Insektisida ini merupakan racun saraf, contohnya sevin dan baygon. Sementara itu, insektisida golongan organoklor tersusun dari unsur karbon, hidrogen, dan klor, contohnya lindan, aldrin, heptaklor, dan paration.

Insektisida jenis organoklor mempunyai dampak negatif terhadap lingkungan. Hal ini disebabkan insektisida jenis organoklor mempunyai sifat-sifat sebagai berikut.

1) Sulit terdegradasi

Jika insektisida organoklor disemprotkan di daerah berair , dapat memengaruhi organisme yang terdapat di dalam air karena insektisida organoklor sulit terdegradasi. Akibatnya, air menjadi sulit mengikat oksigen.

2) Mudah larut dalam lemak dan bersifat liofil

Organisme yang memiliki jaringan lemak mampu mengabsorpsi insektisida organoklor. Hal ini mengakibatkan kematian pada hewan pemangsa organisme tersebut karena terjadi akumulasi insektisida organoklor di dalam tubuhnya.

3) Mengakibatkan resistan atau kebal

Ada beberapa serangga yang tidak akan mati jika disemprot insektisida organoklor. Serangga tersebut mengeluarkan enzim dehidroksi klorinase dan mengubahnya menjadi senyawa tidak aktif sehingga serangga kebal . Jika serangga kebal ini menghasilkan keturunan baru, keturunan serangga tersebut juga bersifat kebal.

3. Bidang Kesehatan

Bahan kimia banyak mendominasi produk-produk di bidang kesehatan. Selain berfungsi sebagai komponen penyusun obat-obatan, bahan kimia tersebut juga digunakan sebagai alat untuk mendeteksi keberadaan suatu penyakit.

a. Bahan Kimia dalam Suatu Produk Obat

Obat merupakan salah satu bahan yang digunakan sebagai penyembuh suatu penyakit. Penyakit berat ataupun ringan, memerlukan obat dalam penyembuhannya. Obat tersebut dapat berupa obat kimiawi yang harus dikonsumsi sesuai resep dokter, maupun obat tradisional yang berasal dari tumbuh-tumbuhan. Setiap jenis obat mengandung bahan kimia tertentu. Bahan kimia tersebut mampu mengobati penyakit atau mengurangi rasa sakit.

1) Bahan kimia dalam obat flu

Bahan kimia yang terdapat dalam obat flu adalah parasetamol. Parasetamol sering disebut dengan asetaminophen. Senyawa tersebut digolongkan sebagai obat analgesikantipireutik yaitu sebagai pengurang rasa sakit dan penurun demam. Parasetamol memiliki kemampuan untuk menghilangkan rasa nyeri, mengurangi rasa sakit, dan menekan saraf pusat. Oleh karena mampu menekan saraf pusat, obat ini mengakibatkan kantuk.

Rumus kimia parasetamol adalah CH, NO2. Parasetamol digunakan dalam sebagian besar resep obat analgetik, salesma, dan flu. Parasetamol tidak memiliki sifat antiradang sehingga dalam dosis normal aman dikonsumsi.

Dosis umum parasetamol untuk orang dewasa 500–1.000 mg, diminum empat kali sehari. Parasetamol merupakan obat yang paling aman bagi penderita flu. Selama dikonsumsi sesuai dosis yang dianjurkan, obat ini tidak menimbulkan gangguan pada fungsi kerja tenggorokan, lambung, usus besar, dan usus halus. Namun demikian, parasetamol akan menimbulkan dampak negatif bagi tubuh jika dikonsumsi secara berlebihan. Pada orang dewasa, dosis parasetamol di atas 150 mg/kg berat badan atau 7,5 g/hari dapat mengakibatkan kerusakan hati.

Dosis di atas 10 g/hari dapat menimbulkan keracunan. Keracunan juga dapat terjadi pada konsumsi parasetamol sedikit tetapi berkali-kali hingga jumlahnya melebihi dosis aman. Sementara itu, dosis di atas 25 g/hari dapat mengakibatkan kematian.

Sumber

*) Dikutip dari berbagai sumber

Andi Tedy

Content Editor