Apa yang akan kamu pelajari? ► Kamu akan mendiskripsikan hubungan antara kimia dengan materi ► Kamu akan mengetahui bagaimana metode ilmiah dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah ► Kamu akan membedakan penelitian ilmiah dan teknologi
Mengapa penting dipelajari? ► Kamu dan semua obyek disekitarmu adalah penyusun zat. Dengan mempelajari materi dan perubahannya, kau akan memahami bahwa tubuhmu dan seluruh benda yang kamu lihat berhubungan dengan kehidupan sehari-hari.
Kunjungi website kimia pada chemistrymc.com untuk mencari hubungan antara kimia dan materi Empat nebula yang ditunjukkan disini mengandung unsur kimia. Warna merah pada dua nebula dipancarkan oleh atom hydrogen. Kepala kuda nebula dapat dilihat dengan jelas. Nebula yang keempat mempunyai struktur kebirubiruan dibawah kepala nebul. Pada sekelilingnya, pancaran benda pada sisi kiri merupakan bintang Zeta Orions.
Bahan-bahan Korek api yang besar Timbangan Buku catatan Lab Bulpoin Stopwatch atau jam
Tujuan Menjelaskan pembentukan dan pentingnya ozon Mendiskripsikan perkembangan dari kloroflorokarbon
Kemana itu? Ketika sebuah benda terbakar, jumalah abu yang tersisa lebih sedikit dari pada benda asli yang telah terbakar. Apa yang terjadi pada sisa benda? Langkah percobaan 1. imbang massa korek api yang besar. Catat hasil pengukuran dan amati dengan detail korek api tersebut. 2. Nyalakan korek api dengan hati-hati dan biarkan terbakar selama lima detik. Kemudian, tiuplah. PERINGATAN: hati-hati rambutmu dan pakaian dari api. Catat hasil obeservasi pada korek api saat terbakr dan setelah api dipadamkan. 3. Biarkan korek api mendingin. Timbang dan catat massa dari korek api yang terbakar. 4. Tempatkan korek api yang terbakar pada tempat yang sudah didesain oleh pemandu. 5. Ulangi percobaan. Bandingkan datamu pada dua perlakuan Analisis Bagimana kamu menghitung perubahan massanya? Kemana materi yang hilang?
Luangkan waktu sejenak untuk melihat sekelilingmu. Dimana semua hal yang anda lihat berasal? Semua hal-hal di alam semsta ini terbuat dari . Dan seperti lab penemuan yang kamu pelajari, bahan ini berubah. Para ilmuwan ingin tahun secara alami. Mereka secara terus menerus menanyakan pertanyaan dan mencari jawaban untuk sewmua penelitian mereka di dunia. Salah satu wilayah ilmuwan bekerja adalah cabang ilmu yang disebut kimia. Pendahuluan kamu tentang kimia akan dimulai dengan dua penemuan yang berhubungan itu membentuk landasan salah satu persoalan penting yang berhubungan dengan lingkungan di waktu kita. Lapisan Ozon. kamu mungkin sadar bahwa beberapa efek kerusakan radiasi ultraviolet dari matahari jika kamu pernah menderita sengatan matahari. Terlampaui banyak terkena radiasi ultraviolet juga berbahay bagi tumbuhan dan hewan, menurunkan hasil panen dan menggangu rantai makanan. Makhluk hidup bisa hidup di bumi karena ozone, bahan kimia di atmosfer bumi, menyerap sebagian besar radiasi sebelum radiasi itu sampai ke permukaan bumi. Kimia adalah setiap zat yang mempunyai komposisi pasti. Ozon adalah bahan kimia yang terdiri dari tiga partikel oksigen
Gambar 1-1 Atmosfir bumitediri dari beberapa lapisan. Lapisan terdekat dengan bumi adalah troposfer. Stratosfer berada diatas troposfer
Atmosfir bumi, Seperti yang dapat anda lihat pada gambar 1.1, atmosfer
Gambar 1-2 Troposfer mempunyai tinggi sekitar 15 Km. Awan Kumulunimbus atau thunderheads menghasilkan gemuruh, petir dan hujan
Topik : G.M.B. Gobson Untuk mempelajari lebih banyak tentang G.M.B. Dobson, kunjungi alamat web kimia pada chemistrymc.com Aktivitas : Teliti kerja dari G.M.B. Dobson. Buatlah grafik pengukuran setiap tahun
bumi terdiri dari lapisan-lapisan. Lapisan terendah disebut troposfer dan berisi udara yang kita hirup. Troposfer adalah tempat terbentuknya awan yang ditunjukkan pada gambar 1.2 dan tempat pesawat terbang. Semua cuaca di bumi terjadi di troposfer Stratosfer adalah lapisan di atas troposfer. Stratosfer membentang sekitar 15 sampai 50 kilometer (km) di atas permukaan bumi. Ozon yang melindungi bumi terletak di stratosfer. Sekitar 90% dari ozon bumi menyebar dalam lapisan yang mengelilingi dan melindungi planet kita. Pembentukan ozon, Bagaimana ozon masuk stratosfer? Ozon (O3) dibentuk ketika gas oksigen terkena radiasi ultraviolet di atas daerah stratosfer. Partikel gas oksigen dibuat dari dua partikel oksigen yang lebih kecil. Energi radiasi memecahkan partiekl gas oksigen menjadi partikel oksigen, yang kemudian berinteraksi dengan gas oksigen untuk membentuk ozon. Gambar 1.3 menggambarkan proses ini. Ozon juga dapat menyerap radiasi dan pecah kembali membentuk gas oksigen. Dengan demikian, cenderung akan terjadi keseimbangan antara gas oksigen dan kadar ozon di stratosfer. Ozon pertama kali diidentifikasi dan diukur pada akhir 1800an, jadi kehadirannya telah dipelajari dalam waktu yang lama. Hal tersebut menarik untuk para ilmuwan karena arus udara di stratosfer menggerakkan ozon di sekitar bumi. Ozon membentuk khatulistiwa di mana sinar matahari merupakan yang terkuat dan kemudian mengalir ke arah kutub. Dengan demikian, ozon membuat penanda yang tepat untuk mengikuti aliran udara di stratosfer. Pada tahun 1920-an, G.M.B. Dobson mulai mengukur jumlah ozon di atmosfer. Meskipun ozon ini dibentuk di daerah yang lebih tinggi dari stratosfer, sebagian besar disimpan di bawah stratosphere, di mana ozon dapat diukur oleh instrumen di tanah atau dalam balon, satelit, dan roket. Dobson mengukur kadar ozon stratospheric lebih dari 300 dobson unit (du). Pengukuran berfungsi sebagai dasar untuk perbandingan dengan perkembangan pengukuran. Selama 1981-1983, sebuah kelompok penelitian survei antarktika dari inggris memantau atmosfer di atas antartika. Mereka terkejut karena ozon yang diukur memiliki kadar yang rendah, sekitar160 du, terutama selama musim semi antarktika di bulan oktober. Mereka memeriksa instrumen mereka dan mengulang pengukuran mereka. Pada bulan oktober 1985, mereka melaporkan sebuah konfirmasi penurunan jumlah ozon di stratosfer dan menyimpulkan bahwa lapisan ozon mulai menipis.
Gambar 1-3
Meskipun penipisan lapisan ozon sering disebut lubang ozon, namun hal itu tidak benar-benar sebuah lubang. Anda dapat membayangkan hal tersebut mirip dengan kaus kaki yang sering dipakai pada gambar 1-4a di mana bahan pada bagian tumit sangat tipis. Sehingga memungkinkan Anda dapat melihat kulit Anda melalui kaus kaki tipis tersebut. Jadi meskipun ozon terdapat di atmosfer, lapisan pelindung jauh lebih tipis dari keadaan normal. Faktanya, hal ini telah membuat ilmuwan khawatir bahwa ditemukan tingkat yang sangat rendah. Pengukuran yang terbuat dari balon, pesawat-ketinggian, dan satelit telah mendukung pengukuran yang terbuat dari tanah, seperti peta satelit yang ditunjukkan pada Gambar 1-4b. Apa yang dapat menyebabkan adanya lubang pada ozon?
Chlorofluorocarbons Cerita kedua dalam bab ini dimulai pada tahun 1920-an. Lemari es, yang menggunakan gas beracun seperti amonia sebagai pendingin, mulai diproduksi dalam skala besar. Karena asap dari amonia dapat hilang dari kulkas dan dapat merugikan anggota rumah tangga, sehingga ahli kimia mulai mencari pendingin yang lebih aman. Thomas Midgley, Jr disintesis chlorofluorocarbons pertama pada tahun 1928. Sebuah chlorofluorocarbon (CFC) adalah bahan kimia yang terdiri dari klorin, fluorin, dan karbon. Ada beberapa bahan kimia berbeda yang diklasifikasikan sebagai CFC. Bahanbahan tersebut dibuat di laboratorium dan tidak terjadi secara alami. CFC tidak beracun dan stabil. CFC tidak mudah bereaksi dengan bahan kimia lain. Saat itu, CFC tampak sebagai pendingin yag bagus untuk lemari es. Pada tahun 1935, rumah unit AC mandiri pertama dan delapan juta lemari es baru di Amerika Serikat menggunakan CFC sebagai pendingin. Selain penggunaannya sebagai pendingin, CFC juga digunakan dalam busa plastik seperti bahan pembakar dalam kaleng semprot.
Gambar ini menunjukkan pembentukan ozon dimana pancaran sinar ultraviolet dari matahari menyebabkan dua partikel gas oksigen pecah. Tiap atomnya bergabung dengan gas oksigen membentuk ozon, yang terdiri dari tiga partikel oksigen.
Gambar 1-4 a. Penipisan kaus kaki pada tumit merupakan model penipisan lapisan ozon di stratosfer. b. Peta satelit berwarna ozon stratosfir di atas Antartika diambil pada tanggal 15 September 1999. Jumlah ozon terendah (ungu muda) muncul di atas Antartika (ungu tua). Biru, hijau, oranye, dan kuning menunjukkan peningkatan jumlah ozon.
Konsentrasi CFCs di Atmosfer
Tahun Gambar 1-5
Jumlah CFCs di atmosfer terus meningkat sampai adanya larangan produk yang mengandung bahan tersebut mulai diberlakukan di banyak negara.
Sekarang pikirkan semua lemari es di lingkungan Anda, di kota Anda, di seluruh negeri, dan di seluruh dunia. Pikirkan dari AC di rumah, sekolah, gedung perkantoran, dan mobil yang juga menggunakan CFCs. Tambahkan ke daftar pemikiran Anda semua kaleng aerosol dan gelas plastik, dan wadah makanan yang digunakan setiap hari di seluruh dunia. Jika semua produk-produk ini mengandung atau dibuat dengan CFCs, bayangkan jumlah bahan kimia ini yang dapat dilepaskan ke lingkungan setiap harinya. Para ilmuwan pertama kali mulai memperhatikan adanya CFCs di atmosfer pada 1970-an. Mereka memutuskan untuk mengukur jumlah CFCs di stratosfer dan menemukan bahwa jumlah di stratosfer meningkat dari tahun ke tahun. Peningkatan ini ditunjukkan pada Gambar 1-5. Tetapi, ada anggapan bahwa CFCs tidak menimbulkan ancaman terhadap lingkungan karena mereka begitu stabil.
Dua kejadian yang terpisah telah dicatat dan diukur: lapisan pelindung ozon di atmosfer menipis dan berkurang dalam jumlah besar dan penggunaan CFCs di atmosfer masih tetap meningkat. Mungkinkah ada hubungan antara dua kejadian ini? Sebelum Anda mempelajari jawaban dari pertanyaan ini, Anda harus memahami beberapa dasar materi kimia dan mengetahui bagaimana ahli kimia dan kebanyakan ilmuwan, dalam hal menyelesaikan masalah.
1. 2. 3. 4.
Konsentrasi Ozon pada Oktober
Level Ozon (DU)
Mengapa ozon penting di atmosfer? Dimana ozon dibentuk dan disimpan? Apakah CFCs? Apakah fungsinya? Berpikir Kritis. Mengapa anda berpikir ozon terbentuk di atas khatulistiwa? Apa hubungan antara sinar matahari dan pembentukan ozon? 5. Membandingkan dan Membedakan. Bagaimana kecenderungan secara umum pada konsentrasi ozon yang ditampilkan dalam grafik di sebelah kanan? Bagaimana data untuk tahun 1977-1987 pada grafik ini dibandingkan dengan grafik pada Gambar 1-5 dengan rentang waktu yang sama? Apa yang Anda amati?
Tahun
Materi, hal-hal dalam alam semesta, memiliki berbagai bentuk. Anda terbuat dari materi. Ada materi di tempat tidur, selimut, dan seprai dimana Anda tidur juga seperti pakaian yang Anda kenakan. Ada materi dalam makanan yang Anda makan, dan di dalam obat-obatan dan vitamin yang mungkin Anda konsumsi. Anda telah belajar bahwa ozon adalah bahan kimia yang terjadi secara alami di lingkungan, sedangkan CFCs tidak begitu. Meskipun kedua bahan kimia tersebut adalah gas yang tak terlihat, mereka juga termasuk materi.
Kimia: Pusat Ilmu Kimia adalah pelajaran tentang materi dan perubahan yang terjadi. Pemahaman dasar kimia adalah pusat untuk semua ilmu biologi, fisika, ilmu bumi, ekologi, dan lain-lain. Kimia juga pusat untuk kehidupan kita sehari-hari, sebagai contoh diilustrasikan pada Gambar 1-6. Kimia akan terus menjadi pusat untuk penemuan yang dibuat dalam ilmu pengetahuan dan teknologi di abad ke-21.
Tujuan Mendefinisikan kimia dan materi. Membandingkan dan membedakan massa dan berat. Menjelaskan mengapa ahli kimia tertarik dalam sebuah deskripsi submikroskopik dari materi. Kosakata Kimia materi massa berat
Gambar 1-6 Kain berteknologi tinggi bahwa tidak menghambat penampilan atletik air, pupuk pestisida, makanan, item grosir, pakaian, bahan bangunan, produk perawatan rambut, plastik, dan bahkan tubuh manusia yang terbuat dari bahan kimia.
Materi dan Sifatnya
Gambar 1-7 Sebuah skala yang mengukur penurunan gravitasi pada suatu benda. Jika skala ini digunakan di bulan, pembacaan akan kurang dari pembacaan di bumi
Kamu mengenal materi yang sudah akrab dalam kehidupan sehari-hari, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1-6. Tetapi, bagaimana mendefinisikan materi? Materi adalah sesuatu yang memiliki masa dan menempati ruang. Massa adalah pengukuran yang mencerminkan jumlah materi. Hal ini mudah dilihat pada buku pelajaranmu yang memiliki massa dan menempati ruang. Apakah udara adalah materi? Kamu tidak dapat melihatnya dan tidak selalu dapat merasakannya. Betapapun saat kamu memompa sebuah balon, hal itu akan memperluas ruang pada udara. Balon tersebut akan lebih berat. Dengan demikian, udara adalah materi. Apakah segala sesuatu terbuat dari materi? Pemikiran dan ide yang “memenuhi” kepalamu bukanlah materi; begitu juga panas, cahaya, gelombang radio, ataupun medan magnet. Apa lagi yang kamu sebut bukan sebagai materi? Massa dan berat Ketika kamu pergi ke supermarket untuk membeli satu pon sayuran, kamu meletakkannya pada sebuah skala seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1-7 untuk menentukan berapa beratnya. Berat adalah pengukuran yang tidak hanya menghitung jumlah materi tetapi juga pengaruh tarikan gravitasi bumi terhadap materi. Gaya tarik ini tidak persis sama di semua tempat di bumi dan sebenarnya menjadi berkurang jika kamu pergi menjauh dari permukaan bumi pada permukaan laut. Kamu bisa memperhatikan perbedaan berat dari 1 pon sayuran dari satu tempat ke tempat lain, namun perbedaan tersebut hampir tidak terlihat. Hal itu mungkin terlihat lebih mudah bagi ilmuwan untuk lebih menggunakan berat daripada masa. Kamu mungkin bertanya-tanya mengapa sangat penting untuk memikirkan materi hubungannya dengan masa. Ilmuan membutuhkan kemampuan untuk membandingkan pengukuran yang mereka buat di bagian yangberbeda-beda di dunia. Mereka bisa menentukan gaya gravitasi setiap waktu mereka mengukur berat sesuatu, tapi hal itu tidak praktis dan tepat. Hal ini mengapa mereka menggunakan massa sebagai cara untuk mengukur materi dari gaya gravitasi. Apa yang kamu lihat dan apa yang tidak Apa yang kamu amati dari bagian luar bangunan sekolah atau gedung-gedung pencakar langit di pusat kota? Kamu tahu bahwa ada pemandangan yang lebih dari bangunan tersebut . Ada balokbalok di dalam dinding yang memberikan struktur, kestabilan, dan fungsi. Mengingat contoh lain
pemecahan-masalah LAB Model Kimia Membuat Model Sampai pertengahan 1980, ilmuan berpikir hanya ada dua bentuk karbon, tiap karbon tersebut memiliki struktur unik: intan dan grafit. Dengan banyak penemuan ilmuan, bentuk lain karbon menjadi sesuatu yang mengejutkan. Buckminsterfullerence, juga disebut bucky-ball, ditemukan ketika meneliti materi antar-bintang. Ilmuan bekerja dengan model yang bervariasi dari struktur karbon sampai mereka menemukan bahwa 60 karbon paling stabil ketika digabungkan bersama dalam sebuah bentuk yang menyerupai sebuah bola sepak.
Analisis Periksa struktur dalam diagaram. Dimana letak atom karbon? Berapa banyak karbon di setiap karbon yang terhubung? Identifikasi pentagonal dan heksagonal pada permukaan buckyball.
Berpikir Kritis Kembali ke Gambar 1-3 untuk melihat contoh lain dari model yang digunakan ahli kimia. Proses apa yang ditunjukkan? Jelaskan mengapa informasi ini tidak bisa ditunjukkan pada sebuah gambar. Apa yang digambarkan oeh partikel berwarna? Gunakan Tabel C-1 pada Lampiran C untuk membantumu dalam identifikasi.
CABANG KIMIA CABANG Kimia organik Kimia anorganik Kimia fisika
kimia analitik Biokimia
LUAS PENEKANAN Sebagian besar bahan kimia yang mengandung karbon Secara umum, materi yang tidak mengandung karbon Secara Umum, materi Yang regular tidak mengandung karbon perubahan energi yang terkait Komponen dan komposisi zat Materi dan proses organisme hidup
CONTOH Farmasi, plastik Mineral, logam dan non semikonduktor Laju reaksi, mekanisme reaksi
Nutrisi makanan, kontrol kualitas Metabolisme, fermentasi
Contoh . Ketika Anda membungkukan lengan anda di siku, anda mengamati bahwa tangan anda datang ke arah bahu anda . Otot anda tidak dapat melihat di bawah kontrak kulit dan rileks untuk menggerakkan lengan anda. Sebagian besar materi dan perilaku adalah makroskopik; yaitu, anda tidak membutuhkan mikroskop untuk melihatnya. anda akan belajar dalam Bab 3 bahwa berbagai hal-hal luar biasa di sekitar anda dapat dipecah menjadi lebih dari 100 jenis materi yang disebut elemen, dan unsur yang terbuat dari partikel disebut atom. Atom sangat kecil bahkan mereka tidak dapat dilihat dengan mikroskop optik. Oleh karena itu, atom adalah submikroskopik. Mereka begitu kecil yang 1 juta juta atom dapat dimuat dalam periode di akhir kalimat ini. Struktur, komposisi, dan tindakan dari semua materi dapat dijelaskan pada tingkat submiskropkopik. Semua yang kita amati tentang materi tergantung pada perubahan atom. Kimia berusaha untuk menjelaskan peristiwa submikroskopik yang mengarah pada pengamatan makroskopik. Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah dengan membuat model, representasi visual dari peristiwa submikroskopik. Gambar 1-3 adalah model seperti itu. Penyelesaian Masalah Lab pada halaman berikutnya memberi anda latihan untuk menafsirkan model kimia sederhana. Cabang di bidang kimia Karena ada begitu banyak jenis materi, ada banyak bidang studi dalam bidang kimia. Kimia secara tradisional dipecah menjadi lima cabang yang tercantum dalam Tabel 1--1. Tambahan area kimia termasuk kimia teoritis, yang berfokus pada mengapa dan bagaimana bahan kimia berinteraksi, dan kimia lingkungan, yang berkaitan dengan peran kimia di lingkungan.
6. 7. 8. 9.
logam,
Karir dengan Kimia
Guru kimia Apakah anda suka kimia? Apakah anda ingin membantu orang lain menyukainya-atau setidaknya memahaminya? Jika demikian, anda mungkin menjadi guru kimia yang sangat baik. Guru Kimia bekerja dua tahun di sekolah menengah atas dan empat tahun di perguruan tinggi. Mereka kuliah, diskusi ilmiah, melakukan eksperimen, mengawasi praktikum, dan memimpin kunjungan lapangan. Guruguru SMA juga mungkin diminta untuk memantau ruang belajar dan melayani di komite. Instruktur perguruan tinggi mungkin diperlukan untuk melakukan penelitian dan mempublikasikan temuan mereka.
Definisi materi. Bandingkan dan bedakan antara massa dan berat. Mengapa kimia melibatkan studi tentang perubahan di dunia pada tingkat submikroskopik? Berpikir Kritis Jelaskan mengapa ilmuwan harus berhati-hati ketika bahan kimia baru yang memiliki banyak potensi disintesis. 10. Angka Jika berat badan anda adalah 120 kilogram dan massa anda adalah 54 kilogram, bagaimana nilai-nilai tersebut akan berubah jika anda berada di bulan? Gaya gravitasi di bulan adalah 1/6 gaya gravitasi di bumi.
Tujuan Mengidentifikasi langkah umum metode ilmiah Membandingkan dan membedakan jenis data Membandingkan dan membedakan jenis variabel Mendiskripsikan perbedaan antara teori dan hukum ilmiah
Kata Kunci Metode ilmiah Data kualitatif Data kuantitatif Hipotesis Eksperimen Variabel bebas Variabel terikat Variabel control Kesimpulan Model Teori Hukum
Gambar 1-8 Selama perkuliahan kimia, kamu memiliki kesempatan untuk menggunakan metode ilmiah ntuk melakukan investigasi dan memecahkan masalah
Gambar 1-8 menunjukkan siswa bekerja bersama-sama pada sebuah eksperimen dalam laboratorium. Kamu tahu bahwa tiap orang dalam satu kelompok mungkin mempunyai ide yang berbeda tentang bagaimana cara mengerjakan suatu proyek dan bagian yang berbeda dari proyek yang membuatnya paling tertarik. Mempunyai banyak ide-ide yang berbeda tentang bagaimana cara untuk menyelesaikan suatu masalah adalah salah satu manfaat dari bekerja sama dengan banyak orang. Mengkomunikasikan ide-ide secara efektif satu sama lain dan menggabungkan kontribusi ide-ide setiap individu untuk membentuk solusi atau pemecahan masalah dapat menjadi kesulitan yang dapat dihadapi dalam kerja kelompok.
Pendekatan Sistematik Para ilmuwan melakukan pendekatan pada pekerjaan mereka dengan cara yang sama. Setiap ilmuwan mencoba untuk memahami dunianya berdasarkan sudut pandang dan kreativitas individu. Seringkali, pekerjaan dari banyak ilmuwan dikombinasikan untuk mendapatkan wawasan baru. Ini sangat membantu ketika para ilmuwan menggunakan prosedur yang umum seperti apa yang mereka eksperimenkan. Sebuah metode ilmiah adalah suatu pendekatan sistematis yang digunakan dalam penelitian ilmiah, baik itu kimia, biologi, fisika, atau ilmu pengetahuan alam yang lain. Metode ilmiah adalah proses terorganisir yang digunakan oleh para ilmuwan untuk melakukan penelitian, dan menyediakan sebuah metode bagi para ilmuwan untuk memverifikasi pekerjaan orang lain. Sebuah gambaran dari langkah-langkah khusus dari sebuah metode ilmiah yang ditunjukkan pada Gambar 1-9. Langkah-langkah tersebut tidak digunakan sebagai daftar yang harus dilakukan dalam urutan yang sama setiap kali. Oleh karena itu, para ilmuwan harus menjelaskan atau menggambarkan metode mereka ketika mereka mempublikasikan hasil eksperimen mereka. Jika para ilmuwan lain tidak dapat mengkonfirmasi hasil eksperimen setelah mengulangi metode, maka muncul keraguan atas validitas dari hasil yang dilaporkan. Observasi. Kamu melakukan observasi sepanjang hari untuk membuat keputusan. Pembelajaran ilmiah biasanya dimulai dengan observasi sederhana. Observasi adalah tindakan mengumpulkan informasi. Cukup sering, jenis observasi ilmuwan, pertama membuat data kualitatif-informasi yang menggambarkan warna, bau, bentuk, atau beberapa karakteristik fisik lainnya. Secara umum, apa pun yang berhubungan dengan panca indera adalah kualitatif: bagaimana sesuatu itu terlihat, terasa, suara, rasa, atau bau
Kimiawan sering mengumpulkan tipe data yang lain. Contohnya, mereka dapat mengukur suhu, tekanan, volum, jumlah dari pembentukan bahan kimia, atau seberapa banyak bahan kimia yang digunakan dalam suatu reaksi. Informasi yang berupa angka disebut data kuantitatif. Ini menceritakanmu tentang seberapa banyak, seberapa kecil, seberapa besar, seberapa tinggi, atau seberapa cepat. Data kualitatif dan kuantitatif apa yang dapat kamu peroleh dari Gambar 1-10? Hipotesis Mari kita kembali ke cerita dari dua bahan kimia yang kamu baca sebelumnya. Bahkan sebelum data kuantitatif menunjukkan bahwa tingkat ozon yang menurun di stratosfer, para ilmuwan mengamati bahwa CFC ditemukan di sana. Kimiawan Mario Molina dan F. Sherwood Rowland ingin tahu berapa lama CFC bisa ada di atmosfer. Molina dan Rowland menguji interaksi-interaksi yang dapat terjadi antara berbagai bahan kimia di troposfer. Mereka menentukan bahwa CFC stabil di atmosfer untuk jangka waktu yang lama. Tapi mereka juga tahu bahwa CFC melayang ke stratosfer. Mereka membuat suatu hipotesis bahwa CFC terurai di stratosfer karena interaksi dengan sinar ultraviolet dari matahari. Selain itu, perhitungan yang mereka buat mengarahkan mereka berhipotesis bahwa partikel klorin dihasilkan oleh interaksi ini yang akan menguraikan ozon. Hipotesis adalah penjelasan sementara untuk apa yang telah diamati. Hipotesis Molina dan Rowland menyatakan apa yang mereka yakini terjadi, bahkan meskipun tidak ada bukti resmi pada saat itu untuk mendukung pernyataan tersebut. Eksperimen Sebuah hipotesis tidak berarti apa-apa kecuali terdapat data yang mendukungnya. Jadi, perumusann hipotesis membantu ilmuwan untuk fokus pada tahap selanjutnya dalam metode ilmiah, yaitu eksperimen. Eksperimen adalah serangkaian pengamatan terkontrol yang menguji hipotesis. Ilmuwan harus merencanakan dengan hati-hati dan mengatur satu.
Anggaplah guru kimia menanyakan ke kelasmu bagaimana menggunakan bahan-bahan yang ditunjukkan pada gambar 1-11 untuk merancang sebuah eksperimen untuk menhuji hipotesis bahwa garam dapur lebih cepat larut dalam air panas daripada dalam air pada suhu ruang (20C).
Gambar 1-9 Langkah-langkah dalam metode ilmiah sampai suatu hipotesis telah didukung atau ditolak
Cobalah di Rumah
LAB
Lihat halaman 952 pada Lampiran E untuk Peramalan Percobaan
Gambar 1-10 Bandingkan pengamatan kualitatif dan kuantitatif yang dapat kamu buat dari foto ini dengan teman sekelasmu. Apakah kamu mengamati hal yang sama?
Gambar 1-11 Bahan ini dapat digunakan untuk menentukan efek dari suhu pada laju saat garam meja melarut
Gambar 1-12 Tabung reaksi kontrol ditengah dapat memberikan perbandingan visual
Karena suhu adalah variabel yang direncanakan untuk berubah, itu adalah variabel independen / bebas. Kelompokmu menentukan yang memberikan jumlah dari garam yang melarut sempurna dengan 1 menit pada suhu 400C tapi dengan jumlah yang sama dari garam terlarut. Nilai ini disebut variabel dependen / terikat karena nilainya berubah pada respon saat berubah di variabel bebas. Meskipun kelompok kamu dapat menentukan cara merubah variabel bebas, itu tidak mengkontrol cara merubah variabel terikat. Apakah faktor lain dapat kamu variasi pada percobaanmu? Akankah jumlah garam yang kamu coba untuk larutkan berbeda? Berapa jumlah air yang kamu gunakan? Apakah pengadukan berakibat pada hasilmu? Jawaban semuanya dapat iya. Kamu harus merencanakan percobaanmu jadi variabel ini sama pada setiap suhu, atau kamu tidak akan mampu untuk menceritakkan dengan jelas apa sebab hasilmu. Pada percobaan yang terencana, variabel bebas seharusnya menjadi kondisi yang mengakibatkan hasil percobaan. Tetapan adalah faktor yang tidak diizinkan untuk merubah selama percobaan. Jumlah garam, air, dan pengadukan harus tetap tiap suhu. Banyak percobaan, bernilai sebagai kontrol, yaitu standar dari perbandingan. Percobaan khususnya, suhu ruang air adalah kontrol. Nilai pelarutan saat 400C dibandingkan dengan nilai saat 200C. Gambar 1-12 menunjukkan perbedaan jenis dari kontrol. Indikator kimia ditambahkan pada masing-masing tabung reaksi. Asam ditambahkan pada tabung reaksi tengah, dan indikator menjadi kuning. Tabung reaksi ini dapat digunakan menjadi kontrol. Membandingkan dua tabung reaksi yang lain dengan kontrol. Mana yang juga mengandung asam? Interaksi menjelaskan antara CFCs dan ozon pada Molina dan hipotesis Rowland yang meletakkannya tinggi. Banyak variabel yang terlibat. Contohnya, ada banyak gas di stratosfer. Sehingga, akan sulit menentukan gasnya, atau mungkin jika semua gas, pada tingkatan ozon menurun. Angina, variasi sinar UV , dan faktor lain dapat merubah hasil dari percobaan sehingga memberikan perbandingan yang sulit. Terkadang, itu menjadi lebih mudah pada kondisi tiruan di labolatorium dimana variabel dapat dikontrol dengan mudah. Suatu percobaan mungkin menghasilkan jumlah data yang banyak. Data seperti ini harus lebih hati-hati dan analisis secara sistematik. Karena konsep dari analisis data sangat penting, kamu akan mempelajari lebih banyak di bab selanjutnya. Kesimpulan ilmuwan mengambil data yang dapat dianalisis dan diterapkan pada hipotesis untuk membuat kesimpulan. Sebuah kesimpulan adalah keputusan didasarkan informasi yang diperoleh. Hipotesis dapat juga tidak terbukti. Oleh sebab itu, untuk mengatakan
bahwa data tersebut mendukung hipotesis adalah hanya untuk memberikan “jempol” sementara pada ide tersebut bahwa hipotesis mungkin benar. Jika bukti selanjutnya tidak dapat mendukungnya, hipotesis harus ditolak atau dimodifikasi. Sebagian besar hipotesis tidak didukung, namun datanya mungkin n mengandung informasi baru. Molina dan Rowland membuat hipotesis tentang kestabilan CFC di stratosfer. Mereka mengumpulkan data yang mendukung hipotesis mereka dan membentuk sebuah model dimana klorin yang terbentuk dari pemecahan CFC akan bereaksi secara terus menerus dengan ozon. Kamu pasti menyadari sekarang bahwa model adalah penjelasan visual, verbal, dan/atau matematis dari sebuah data eksperimen. Model dapat diuji dan digunakan untuk membuat prediksi. Model dari Molina dan Rowland memprediksi pembentukan klorin dan penipisan ozon seperti yang ditunjukkan pada gambar 1-13. Kelompok peneliti lain menemukan bukti dari interaksi antara ozon dan klorin ketika melakukan pengukuran di stratosfer, tetapi mereka tidak tahu sumber klorin tersebut. Model dari Molina dan Rowland memprediksi asal klorin. Mereka menyimpulkan bahwa ozon di stratosfer dapat dirusak oleh CFC dan mereka mempunyai dukungan yang cukup bagi hipotesis mereka untuk mengumumkan penemuan mereka Teori Sebuah teori adalah sebuah penjelasan yang didukung oleh banyak eksperimen. Kalian munkin pernah mendengar Teori Einsten tentang relativitas atau teori atom. Teori menyatakan sebuah prinsip alamiah yang luas yang telah didukung dari waktu ke waktu. Semua teori masih menjadi subyek untuk data eksperimen yang baru dan bisa dimodifikasi. Juga, teori-teori seringkali mengarah ke kesimpulan yang baru. Sebuah teori dianggap berhasil jika bias digunakan untuk membuat prediksi yang benar. Pada tahun 1985, pengumuman dari Surveei British Antartika menyatakan bahwa jumlah ozon di stratosfer menurun, menurut hipotesis dari Molina dan Rowland neyatakan bahwa klorin dari CFCs dapat merusak ozon. Hukum Ilmiah Kadang-kadang, banyak ilmuwan yang menyatakan dengan kesimpulan yang sama tentang hubungan tertentu di alam. Mereka tidak menemukan adanya pengecualian. Sebagai contoh, Kalian tahu bahwa tidak peduli berapa kali skydivers melompat dari pesawat, mereka selalu berakhir kembali di permukaan bumi. Sir Isaac Newton begitu yakin bahwa kekuatan yang menarik diantara semua benda yang kemudian ia mengusulkan hukum gravitasi universal. Hukum Newton adalah hukum ilmiah dan, dengan demikian, hubungan di alam yang didukung oleh banyak percobaan. Terserah para ilmuwan untuk mengembangkan lebih lanjut hipotesis dan eksperimen tersebut untuk menjelaskan mengapa hubungan ini ada.
11. Apa itu metode ilmiah? Apa langkah-langkahnya? 12. Kalian diminta untuk mempelajari pengaruh temperatur pada volume balon.Ukuran balon meningkat ketika dihangatkan. Apa variable independennya? Dan variable dependennya? Faktor apa yang konstan? Dan bagaimana kalian mengkontrolnya? 13. Kritiklah hipotesis Molina dan Rowland tentang penipisan ozon baik kelebihan maupun kelemahan. 14. Jacques Charles mendeskripsikan hubungan langsung diantara suhu dan volume pada semua
Gambar 1-13 a) Model dari Molina dan Rowland memprediksi bahwa radiasi ultraviolet menyebabkan sebuah partikel klorin terpisah dari CFC. b) Partikel klorin kemudian merusak ozon dengan bergabung dengannya membentuk gas oksigen dan klorin monoksida.
gas dengan tekanan konstan. Apakah ini disebut Hukum Charles atau Teori Charles? Jelaskan! 15. Berfikir kritis. Mengapa data Molina dan Rowland dalam laboratorium didukung oleh pengukuran yang diambil di stratosfer? 16. Interpretasi Data. Sebuah laporan di media menyatakan bahwa diet khusus akan melindungi individu dari penyakit kanker. Akan tetapi, tidak ada data yang dilaporkan untuk mendukung pernyataan ini. Apakah pernyataan ini sebuah hipotesis atau kesimpulan?
Tujuan Membandingkan dan membedakan penelitian murni, penelitian terapan, dan teknologi Mengaplikasikan pengetahuan keselamatan kerja di aboratorium Kosakata Penelitian murni Penelitian terapan Teknologi
Banyak penemuan dalam ilmu pengetahuan yang dibuat secara tak terduga. Alexander Fleming terkenal membuat dua penemuan tersebut. Itu pertama kali terjadi pada tahun 1922, ketika hidung lendir sengaja menetes ke Bakteri dan telah tumbuh untuk dijadikan penelitian. Daripada melemparkan piring budaya jauh, ia memutuskan untuk mengamatinya selama beberapa hari berikutnya. Dia menemukan bahwa bakteri itu mati. Akibatnya, ia menemukan bahwa lisozim, suatu bahan kimia di dalam lendir dan air mata, membantu melindungi tubuh dari bakteri. Enam tahun kemudian, pada tahun 1928, Fleming menemukan bahwa salah satu piring nya Bakteri Staphylococcus telah terkontaminasi oleh jamur kehijauan, kemudian diidentifikasi sebagai Penicillium. Dia mengamati dengan hati-hati dan melihat wilayah yang jelas di sekitar cetakan mana bakteri telah meninggal. Dalam hal ini, bahan kimia dalam cetakan-penisilinbertanggung jawab untuk membunuh bakteri.
Setiap hari di media, baik itu TV, Koran, majalah, atau internet, kamu diserang dengan berbagai hasil dari penelitian ilmiah. Banyak yang berhubungan dengan lingkungan, obat, atau kesehatan. Sebagai konsumen, kamu diminta untuk mengevaluasi hasil dari penelitian dan perkembangan ilmiah. Bagaimana seorang ilmuan menggunakan data kualitatif dan kuantitatif untuk enyelesaikan berbagai masalah ilmiah yang berbeda?
Tipe Penyelidikan Ilmiah Penelitian murni berusaha untuk mendapatkan pengetahuan demi pengetahuan itu sendiri. Molina dan Rowland melakukan penelitian tentang CFC dan interaksi mereka dengan ozon,Tidak ada bukti lingkungan pada saat itu, menunjukkan bahwa ada korelasi dengan model mereka di stratosfer. Penelitian mereka hanya menunjukkan bahwa CFC dapat mempercepat pemecahan ozon di laboratorium. Ketika lubang ozon dilaporkan pada tahun 1985, para ilmuwan telah membuat pengukuran tingkat CFC di stratosfer yang mendukung hipotesis bahwa CFC bisa bertanggung jawab atas penipisan ozon. Penelitian murni dilakukan hanya untuk kepentingan pengetahuan menjadi penelitian terapan. Penelitian terapan adalah penelitian yang dilakukan untuk memecahkan suatu masalah tertentu. Para ilmuwan terus memonitor jumlah CFC di atmosfer dan perubahan tahunan di jumlah ozon di stratosfer. Penelitian terapan juga sedang dilakukan untuk menemukan bahan kimia pengganti CFC yang sekarang dilarang. Baca Kimia dan Masyarakat di akhir bab ini untuk belajar tentang Kesempatan Penemuan. Kadang-kadang , ketika seorang ilmuwan berencana melakukan penelitian dengan tujuan tertentu dalam pikiran , ia akan melakukan percobaan dan mencapai kesimpulanyang diharapkan . Kadang-kadang , bagaimanapun , kesimpulan yang didapat jauhberbeda dari apa yang diharapkan . Beberapa penemuan yang benar-benar luar biasa dalam ilmu pengetahuan alam sudah ada dan dibuat secara tak terduga. Penemuan nilon adalah salah satu contoh . Pada tahun 1928 , E.I. DuPont de Nemours dan Perseroan menunjuk , kimiawan muda dengan usia 32tahun dari Harvard ,Wallace Carothers , sebagai direktur pusat penelitian baru. Tujuannya adalah untuk membuat serat buatan yang mirip dengan selulosa dan sutra . Pada tahun 1930 , Julian Hill,anggota tim Carothers ',mencelupkan batang kaca panas dalam larutan campuran dan tiba-tiba mengeluarkan serat panjang seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1-14. Carothers mengejar pengembangan serat ini sebagai sintetis sutra yang dapat menahan suhu tinggi dan akhirnya dikembangkan sebagai nilon pada tahun 1934 . Penggunaan pertama Nylon adalah di sikat gigi dengan bulu nilon . Selama Perang Dunia II , nilon digunakan sebagai pengganti sutra di parasut .Nylon digunakan secara luas saat ini dalam industri tekstil dan beberapa jenis plastik . penelitian ke dalam genom manusia. Jenis penelitian apa yang dideskripsikan?
Siswa Di Laboratorium Dalam studi kimia, Anda akan belajar banyak fakta-fakta tentang masalah. Anda juga akan melakukan eksperimen di mana Anda akan dapat membentuk dan menguji hipotesis, mengumpulkan dan menganalisis data, dan menarik kesimpulan. Ketika anda bekerja di laboratorium kimia, anda bertanggung jawab untuk keselamatan anda dan keselamatan orang yang bekerja di dekat anda. Meja 1-2 di halaman merupakan daftar beberapa aturan keselamatan yang anda harus gunakan sebagai panduan setiap kali anda masuk ke laboratorium.
Ahli kimia dan semua ilmuwan lain menggunakan aturan keselamatan ini. Sebelum Anda melakukan miniLAB di bagian bawah halaman ini atau CHEMLAB pada akhir bab ini, baca prosedur yang dengan seksama. Mana yang menerapkan peraturan keselamatan yang ada dalam tabel 1-2? Gambar 1-14 Helai nilon dapat ditarik dari lapisan atas larutan. Setelah penemuannya, nilon digunakan terutama untuk bahan perang dan ini tidak tersedia untuk digunakan di rumah sampai setelah Perang Dunia II.
min iLA B Mengembangkan Ketrampilan Observasi Mengamati dan menyimpulkan Seorang ahli kimia
berkemampuan untuk membuat pengamatan dengan teliti dan akurat pada pengembangan awal. Pengamatan sering digunakan untuk membuat kesimpulan. Kesimpulan ini adalah penjelasan atau interpretasi dari pengamatan. Alat dan Bahan Cawan petri ( 2 ), gelas ukur, susu, air, minyak nabati, empat pewarna makanan yang berbeda, tusuk gigi ( 2), deterjen pencuci piring.
Langkah Kerja
1. Tambahkan air ke cawan petri dengan ketinggian 0.5 cm. Tambahkan 1 mL minyak sayur. 2. Mencelupkan ujung tusuk gigi pada deterjen pencuci piring cair. 3. Sentuhkan ujung tusuk gigi ke dalam air di tengah cawan. Catat hasil pengamatan anda. 4. Tambahkan susu ke dalam cawan kedua dengan ketinggian 0,5 cm. 5. Tempat satu tetes masing-masing empat pewarna makanan yang berbeda di empat lokasi yang berbeda pada permukaan susu, seperti yang ditunjukkan dalam foto. Jangan menaruh tetes pewarna makanan di tengah. 6. Ulangi langkah 2 dan 3.
Analisis 1. Apa yang Anda amati pada langkah ke 3? 2. Apa yang Anda amati pada langkah ke 6? 3. Minyak, lemak dalam susu, dan minyak pada bahan kimia yang disebut lipid. Apa yang bisa anda simpulkan tentang penambahan deterjen untuk cucian.
Keselamatan kerja di Laboratorium 1. Pelajari tugas laboratorium Anda sebelum Anda datang ke lab. Jika Anda memiliki pertanyaan, pastikan untuk meminta guru Anda untuk membantu. 2. Tidak melakukan eksperimeneksperimen tanpa izin guru Anda. Jangan bekerja sendiri di laboratorium. 3. Gunakan tabel yang ada di dalam buku ini untuk memahami simbol-simbol keselamatan. Baca semua pernyataanpernyataan PERINGATAN. 4. Kacamata keselamatan kerja dan celemek laboratorium harus dipakai setiap kali Anda di laboratorium. Sarung tangan harus dipakai kapanpun Anda menggunakan bahan kimia yang menyebabkan iritasi atau dapat diserap melalui kulit. Rambut panjang harus diikat kembali. Lihat foto di bawah ini. 5. Tidak memakai lensa kontak di laboratorium, bahkan di bawah kacamata. Lensa dapat menyerap uap dan sulit untuk dibersihkan dalam keadaan darurat. 6. Hindari mengenakan pakaian longgar, menggalungkan kain dan memakai perhiasan. Kaki telanjang dan sAndal tidak diijinkan di laboratorium. 7. Makan, minum, dan mengunyah permen karet tidak diperbolehkan di laboratorium. 8. Tahu di mana untuk menemukan dan cara menggunakan alat pemadam kebakaran, shower keselamatan, selimut api, dan perlengkapan pertolongan pertama.
9. Laporkan kecelakaan, cedera, prosedur yang salah, atau peralatan yang rusak ke guru Anda. 10. Jika bahan kimia terkena mata atau kulit, siram segera dengan air dalam jumlah besar. Segera memberitahu guru Anda tentang hal tersebut. 11. Tangani semua bahan kimia dengan hati-hati. Periksa labellabel semua botol sebelum membuang isinya. Baca label tiga kali: Sebelum Anda mengambil wadah. Ketika wadah ada di tangan Anda. Ketika Anda meletakkan botol kembali. 12. Jangan mengambil botol reagen ke area kerja Anda kecuali diperintahkan untuk melakukannya. Gunakan tabung, kertas, atau gelas untuk mendapatkan bahan kimia Anda. Ambil dalam jumlah sedikit. Lebih mudah untuk mendapatkan lebih banyak bahan daripada membuang kelebihan bahan. 13. Jangan kembalikan bahan kimia yang tidak terpakai ke dalam botol persediaan. 14. Jangan memasukkan pipet tetes ke dalam botol reagen. Tuangkan sedikit bahan kimia ke dalam gelas kimia. 15. Jangan pernah mencicipi bahan kimia apapun. Jangan pernah memipet bahan kimia apapun dengan mulut Anda. 16. Jaga bahan-bahan yang mudah terbakar dari nyala api yang terbuka. 17. Tangani gas beracun dan mudah terbakar di bawah bimbingan guru Anda. Gunakan penutup asap ketika bahan tersebut digunakan. 18. Ketika pemanasan zat dalam suatu tabung reaksi, berhatihatilah agar dasar tabung reaksi tidak terkena Anda maupun orang lain. Tidak pernah melihat ke bawah mulut tabung reaksi. 19. Jangan memanaskan gelas ukur, buret, atau pipet dengan pembakar yang ada di laboratorium. 20. Gunakan dengan hati-hati dan gunakan peralatan yang tepat ketika menangani peralatan panas atau gelas. Gelas panas terlihat sama seperti gelas dingin. 21. Buanglah pecahan kaca, bahan kimia yang tidak terpakai, dan produk reaksi seperti yang diarahkan oleh guru Anda. 22. Ketahui prosedur yang benar untuk mempersiapkan larutan asam. Selalu tambahkan asam secara perlahan ke dalam air. 23. Jaga daerah pada neraca agar tetap bersih. Jangan menempatkan bahan kimia secara langsung di dalam neraca. 24. Setelah menyelesaikan percobaan, bersihkan dan kembalikan peralatan Anda. Bersihkan area kerja Anda. Pastikan gas dan air dimatikan. Cuci tangan Anda dengan sabun dan air sebelum Anda meninggalkan laboratorium.
Manfaat Ilmu Kimia Mudah untuk memahami maksud dari penelitian terapan karena menunjukkan masalah yang spesifik. Juga lebih mudah melihat manfaat dengan segera. Tetapi, ketika tiba-tiba kejadian yang tidak terduga terjadi di dunia, apakah itu lubang ozon atau wabah AIDS, pertahanan pertama kali adalah melihat pada penelitian murni yang mana telah diadakan. Produk yang kita gunakan untuk membuat hidup kita lebih mudah dan lebih nyaman adalah hasil dari aplikasi teknologi penelitian murni dan terapan. Teknologi digunakan untuk mempermudah memperoleh informasi ilmiah. Ini penting digunakan untuk mengembangkan kehidupan manusia dan lingkungan sekitar kita. Seperti ditunjukan pada Gambar 1-15, pengembangan dalam teknologi dapat bermanfaat bagi kita dalam berbagai hal.
Gambar 1-15 Tenaga nuklir dan lengan dan tulang sendi buatan adalah sedikit dari kemajuan teknologi yang dapat meningkatkan kehidupan manusia.
17. Bandingkan dan samakan penelitian murni dan penelitian terapan. 18. Apa yang dimaksud dengan teknologi? Apakah teknologi adalah sebuah produk dari penelitian murni atau penelitian terapan? Jelaskan. 19. Jelaskan mengapa itu penting untuk membaca setiap CHEM-LAB dan miniLAB sebelum Anda masuk kelas. 20. Berfikir Kritis Jelaskan alasan setiap pernyataan di bawah ini. a. Memakai kacamata dan jas lab di dalam lab bahkan jika kamu hanya sebagai pengamat. b. Laporkan semua kejadian pada guru Anda. c. Jangan mengembalikan bahan kimia yang tidak terpakai pada botol persediaan. 21. Menginterpretasikan Diagram Ilmiah Apakah tindakan pencegahan untuk keselamatan yang harus kamu ambil ketika kamu melihat
Perenggangan Karet Gelang alileo Galilei (1564-1642) adalah seorang filsuf italia, astronom dan matematikawan. Galileo mempelopori penggunaan sistem metode pengamatan, eksperimen dan analisis sebagai cara untuk menemukan fakta – fakta tentang alam. Ilmu pengtahuan moderen berakar pada abat ke-17 ketika gelileo bekerja pada seni eksperimen. Pada bab ini memperkenalkan anda bagaimana para ilmuan memulai pekerjaan mereka. Pada CHAMLAB ini, anda akan memiliki kesempatan untuk merancang sebuah metode ilmiah untuk mempelajari beberapa hal yang telah anda amati sebelumnya – perenggangan karet gelang. Masalah Apa yang terjadi ketika anda memanaskan karet gelang yang merenggang ?
Tujuan Mengamati sifat karet gelang yang diam dan merenggang Membuat hipotesis tentang pengaruh panas pada karet gelang yang merenggang Merancang percobaan untuk menguji hipotesis anda Mengumpulkan dan menganalisi data Menarik kesimpulan berdasarkan analisis anda
Material karet gelang besar beban 500 gram cincin berdiri penjepit hair dryer meteran atau penggaris
Tindakan Pengamanan Sering mengamati karet gelang untuk setiap perpecahan. Membuang karet gelang apa bila rusak Hair dryer akan panas, maka tangani dengan hati – hati
Pre – Lab 1. Panas mentransfer energi dari objek yang lebih hangat ke objek yang dingin. Jika sebuah objek terasa hangat pada jari anda dan jari anda lebih dingin dari objek tersebut maka energi akan ditrasnfer dari objek tersebut ke jari anda. Kearah manakah aliran energi jika sebuah objek terasa dingin untuk anda? 2. Dahi anda sangat sensitif terhadap panas dan dingin. Bagaimana anda dapat menggunakan fakta ini untuk mendeteksi apakah objek memberikan panas atau menerima panas. 3. Membaca seluruh isi CHEMLAB. Hal ini sangat penting untuk tahu persis apa yang akan Anda lakukan selama melakuakn semua percobaan kimia, sehingga Anda dapat menggunakan laboratorium dengan waktu secara efisien dan aman. Apa masalahnya bahwa penelitian ini akan mengeksplorasi?
4. Apa langkah-langkah yang khas dalam metode ilmiah yang akan Anda gunakan untuk mengeksplorasi masalah? Tuliskan prosedur yang akan Anda gunakan dalam setiap percobaan yang Anda rancang. Pastikan untuk menyertakan semua tindakan pencegahan keselamatan. 5. Anda perlu untuk mencatat data yang Anda kumpulkan selama setiap percobaan. Siapkan tabel data yang mirip dengan yang di bawah. DATA KARET GELANG Ekserimen# Percobaan 1 Percobaan 2 Percobaan 3 Percobaan 4
Pengamatan
Prosedur 1. Siapkan satu karet gelang yang besar. Periksalah karet gelang tersebut untuk setiap perpecahan atau retakan. Apa bila ada kecacatan maka buanglah dan gantilah dengan yang baru 2. Mencatat pengamatan karet gelang secara rinci 3. Merancang percobaan pertama untuk mengamati apakah panas yang dilepaskan atau diserap oleh karet gelang yang diam sama seperti karet gelang yang merenggang. Mintalah persetujuan oleh instruktur anda. 4. Lakukan uji coba berulang kali hingga anda yakin dengan hasilnya. PERINGATAN: jangan meletakkan karet gelang didekat wajah anda, kecuali anda memakai kaca mata 5. Merancang percobaan kedua untuk mengamati apakah panas yang dilepaskan atau diserap oleh karet gelang karena perlakuan setelah direnggangkan. Mintalah persetujuan oleh instruktur anda. 6. Lakukan uji coba berulang kali hingga anda yakin dengan hasilnya 7. Ulangi pengamatan Anda dalam langkah 2, 4, dan 6 untuk membentuk hipotesis dan membuat prediksi tentang apa yang akan terjadi pada karet gelang pada saat dipanaskan. 8. Gunakan item yang tersisa dalam daftar bahanbahan untuk merancang percobaan ketiga untuk menguji apa yang terjadi pada karet gelang setelah dipanaskan. Memiliki instruktur Anda menyetujui rencana Anda.
Pastikan untuk mencatat semua pengamatan sebelum, selama, dan setelah pemanasan Pembersihan dan Pembuangan 1. Kembalikan karet gelang ke guru Anda untuk digunakan kembali oleh kelas-kelas lain. 2. Biarkan pengering rambut dingin sebelum meletakkannya Analisis Dan Kesimpulan 1. Mengamati dan Menyimpulkan hasil Apa yang Anda amati pada langkah 4 dari prosedur ini? Apakah energi diperoleh atau hilang oleh karet gelang? Dengan dahi Anda? Jelaskan. 2. Mengamati dan Menyimpulkan hasil Apa yang Anda amati pada langkah 6 prosedur ini? Apakah energi diperoleh atau hilang oleh karet gelang? Dengan dahi Anda? Jelaskan 3. Mengaplikasikan Banyak bahan yang mengembang ketika dipanaskan. Apakah karet gelang bertindak dengan cara yang sama? Bagaimana Anda tahu? 4. Menarik Kesimpulan Apakah hasil dari pemanasan karet gelang pada langkah 8 mengkonfirmasi atau menentang hipotesis Anda? Jelaskan. 5. Membuat Prediksi Apa yang akan terjadi jika Anda menerapkan es ke karet gelang? 6. Kesalahan Analisis Bandingkan hasil Anda dan kesimpulan dengan orang-orang dari teman sekelas Anda. Apa variabel independen dan dependen Anda? Apakah Anda menggunakan kontrol? Apakah semua tim laboratorium mengukur variabel yang sama? Apakah data yang Anda kumpulkan kualitatif atau kuantitatif? Apakah ini membuat perbedaan ketika melaporkan data Anda kepada orang lain? Apakah hasil Anda setuju? Mengapa atau mengapa tidak? Kimia Dalam Dunia Nyata 1. Anda menempatkan es dalam gelas sehingga es lebih tinggi dari pinggirannya, air tidak meluap dari gelas itu ketika es mencair. Jelaskan. Mengapa Anda berpikir suhu ekstrim harus diperhitungkan ketika jembatan dan jalan raya dirancang?
Proyek Gen Manusia Dari warna mata dan warna kulit dengan potensi untuk mengembangkan berbagai macam hal untuk mengatasi gejala yang ada, manusia menampilkan keanekaragaman yang luar biasa dan tak ada habisnya. Banyak keanekaragaman ini dikendalikan oleh genom manusia: lengkap "perintah manual" yang ditemukan dalam inti sel dan digunakan untuk menentukan organisme tertentu. Pengkodean dan pemahaman instruksi ini adalah tujuan dari Proyek Genom Manusia (HGP). Departemen Energi dan National Institutes Kesehatan Amerika Serikat mengkoordinasi proyek yang dimulai pada tahun 1990. Industri milik pribadi juga terlibat. HGP memupuk kerjasama serta persaingan di antara peneliti dalam sebuah proyek yang bisa mempercepat kemajuan dalam hal pengobatan kondisi genetik manusia seperti kanker dan penyakit jantung.
Tujuan Bersama, Pendekatan Umum Tahun 2003 merupakan tahun ke-50 tentang struktur DNA yang ditemukan oleh Watson dan Crick. Bahan kimia yang disebut basa nitrogen yang berupa untaian yang berputar membentuk DNA. sekitar tiga miliar pasang basa ini berada dalam gen manusia. Menentukan urutan, atau perintah, dimana pasangan basa ini terjadi adalah tujuan umum dari peneliti yang bekerja pada HGP. Ahli biologi, kimia, fisika, ahli komputer, dan insinyur di seluruh negeri melakukan pendekatan tugas dari sudut yang berbeda. Penggunaan metode ilmiah adalah tema pemersatu dari semua pekerjaan ini. Sebelum HGP, peneliti di seluruh dunia menggunakan metode ilmiah untuk bekerja secara bebas untuk melaksanakan tugas besar yaitu menentukan kode yang berada dalam gen manusia. Tanpa adanya koordinasi, data yang mereka kumpulkan dianalisis dan disimpan menggunakan berbagai macam database dan dibagikan hanya melalui jurnal ilmiah dan konferensi ilmiah. Mereka yang bekerja pada HGP menggunakan metode umum untuk mengumpulkan dan menganalisis data. Hasil itu dibagi melalui database yang cepat tersedia melalui World Wide Web, guna meningkatkan komunikasi, kerjasama,dan arus informasi. Karena adanya kerjasama ini, peta garis besar gen manusia selesai pada bulan Februari 2001, beberapa tahun ke depan setelah susunan acara. Upaya dilakukan untuk menentukan
lokasi yang tepat dari setiap gen, bagaimanapun,dan hasil yang diperoleh harus digunakan bersama oleh peneliti yang bekerja pada proyek tersebut.
Melihat Kearah Masa depan HGP dapat memacu kemajuan medis. namun pengetahuan yang kuat juga menimbulkan isu-isu penting.. Sebagai contoh, jika peta gen manusia menunjukkan adanya kecenderungan untuk bebrapa penyakit, apakah seorang pengusaha atau sebuah perusahaan dapat di deritahu? Sementara HGP membuka pintu yang menarik, terkait masalah etika, hukum, dan sosial harusdiakui dan ditangani.
Invertigasi mengnai Isu 1.
2.
Mengkomunikasikan ide. Penelitian dari beberaba etika, legal, dan isu sosial dapat dicari dari penelitian mengenai gen. Menulis sebuah uraian ringkas tentang pemberian pendapatmu tentang bagaimana satu atu lebih isu dapat ditangani. Debat mengenai isu. Perlombaan untuk mencari tahu tentang urutan gen manusia terjadi di pada masyarakat dan sektor swasta. Pencarian informasi tentang beberapa perusahaan yang bekerja secara independen pada penelitian gen manusia. Apakah etis bagi mereka untuk menjual informasi ini, atau harus itu bebas dipublikasikan
Kunjungi web kimia : chemistrymc.com untuk mencari link atau informasi lebih mengenai proyek gen manusia.
Ringkasan 1.1 Kisah Dua Bahan Kimia Blok bahan materi di alam semesta terbentuk di bintang-bintang. Kimia adalah setiap zat yang memiliki komposisi. Ozon adalah zat kimia yang membentuk lapisan pelindung di atmosfer bumi. Ozon terbentuk di stratosfer ketika radiasi ultraviolet dari matahari membentur gas oksigen. Penipisan lapisan ozon di atas benua antartika disebut dengan lubang ozon. CFC adalah bahan kimia sintetis yang terbuat dari klorin, fluorin,dan karbon. CFC digunakan sebagai pendingin dan sebagai propelan dalam kaleng aerosol. CFC dapat melayang ke stratosfer.
1.2 Kimia dan Materi Kimia adalah studi tentang materi dan perubahannya . Materi adalah segala sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang. Massa adalah ukuran jumlah materi. Berat adalah ukuran tidak hanya dari jumlah materi tetapi juga pengaruh tarikan gravitasi bumi . Ada lima cabang kimia tradisional: kimia organik, kimia anorganik, kimia fisik, kimia analitik, dan biokimia.
[Grab your reader’s attention with a great quote from the do Pengamatan makroskopik materi mencerminkan gerakan atom pada skala submikroskopik.
1.3 Metode Ilmiah • Langkah Khas metode ilmiah meliputi observasi, hipotesis, eksperimen, analisis data, dan kesimpulan. • Data kualitatif menggambarkan pengamatan; kuantitatif data menggunakan angka. • Variabel bebas adalah variabel yang Anda rubah dalam percobaan. • Sebuah perubahan variabel kontrol adalah respon dari variabel bebas dalam percobaan . • Sebuah teori adalah hipotesis yang telah didukung oleh banyak percobaan. • Sebuah hukum ilmiah menggambarkan hubungan di alam. 1.4 Penelitian Ilmiah • Metode ilmiah dapat digunakan dalam penelitian murni untuk pengetahuan, atau dalam penelitian diterapkan untuk memecahkan suatu masalah tertentu. • keselamatan kerja di laboratorium adalah tanggung jawab orang yang melakukan percobaan. Banyak kemudahan yang kita nikmati saat ini adalah hasil aplikasi teknologi kimia.cument or use this space to emphasize a key point. To place this text box anywhere on the page, just drag it.]
Kosakata • • • • • • •
penelitian terapan (hal. 14) kimia (hlm. 7) Kesimpulan (hal. 12) kontrol (p. 12) variabel dependen (hal. 12) percobaan (hal. 11) hipotesis (hlm. 11)
• • • • • • •
variabel bebas (p. 12) massa (hal. 8) materi (hal. 8) Model (hal. 13) penelitian murni (hal. 14) data kualitatif (hal. 10) Data kuantitatif (hal. 11)
• • • • •
Hukum ilmiah (hal. 13) Metode ilmiah (hal. 10) Teknologi (hal. 17) Teori (hal. 13) Berat (hal. 8)
Berfikir Kritis Kunjungi alamat web kimia pada chemistry.com untuk penambahan penilaian Chapter 1
Peta Konsep 22. Lengkapi peta konsep ini menggunakan istilah berikut : stratosfer, gas oksigen, CFC, ozon, radiasi ultraviolet
Menguasai Konsep 23. Apa itu kimia?(1.1) 24. Dimana letak ozon pada atmosfer bumi? (1.1) 25. Jelaskan keseimbangan antara oksigen dan ozon di stratosfer. Mengapa hal ini penting? (1.1) 26. Apakah kegunaan CFCs secara umum? (1.1) 27. Apa itu ilmu kimia? (1.2) 28. Mengapa ilmu kimia disebut sebagai pusat sains (ilmu alam)? (1.2) 29. Pengukuran manakah yang tergantung pada gaya gravitasi? Massa atau berat? (1.2) 30. Cabang ilmu kimia manakah yang mempelajari komposisi suatu zat? Pengaruh lingkungan kimia? (1.2) 31. Bagaimana membedakan data kualitatif dengan data kuantitatif? Berikan contoh masing-masing! (1.3) 32. Apa fungsi kontrol dalam sebuah percobaan? 33. Apakah perbedaan antara hipotesis, teori dan hukum? (1.3) 34. Dalam mempelajari air, pertanyaan apakah yang mungkin ditanyakan dalam penelitian murni? Penelitian terapan?teknologi? (1.4)
35. Bandingkan dan Membedakan. Mengapa penipisan lapisan ozon oleh CFC merupakan sebuah teori dan bukan sebuah hukum ilmiah? 36. Mengklasifikasikan. CFCs merusak menjadi bentuk kimia yang bereaksi dengan ozon. Apakah ini merupakan pengamatan makroskopik atau mikroskopik? 37. Mengkomunikasikan ide. Para ilmuwan sering belajar banyak dari hipotesis yang tidak benar seperti yang mereka lakukan dari satu yang benar. Jelaskan. 38. Merancang sebuah eksperimen. Bagaimana kamu merancang sebuah eksperimen untuk mengevaluasi keefektivan dari memperbarui dan meningkatkan pupuk kimia pada tanaman kacang? Pastikan untuk menggambarkan hipotesis, prosedur, Variabel, dan kontrol. 39. Menyimpulkan. Penyiar berita melaporkan “kualitas udara hari ini lemah. Visibilitas hanya ¼ mil. Polutan di udara diperkirakan meningkat sekitar 0,085 ppm rata-rata pada 8 jam berikutnya. Menghabiskan waktu di luar hari ini mungkin kamu menderita asma atau masalah pernapasan lainnya.” Pernyataan yang mana yang merupakan kualitatif dan kuantitatif? 40. Membandingkan dan Membedakan. Pasangkan masing-masing topik penelitian berikut dengan cabang kimia yang akan dipelajari : polusi air, pencernaan makanan dalam tubuh manusia, komposisi baru serat tekstil, logam untuk membuat koin baru, pengobatan HIV.
Menulis Dalam Ilmu Kimia 41. Berdasarkan pengetahuan awal mu dalam kimia, deskripsikan penelitian penipisan lapisan ozon oleh CFC dalam sebuah timeline. 42. Pelajari tentang langkah-langkah tindakan yang diambil Negara-negara di dunia untuk mengurangi CFCs di atmosfer sejak Protokol Montreal. Tulis laporan pendek yang menggambarkan Protokol Montreal dan langkah-langkah yang lebih baru untuk mengurangi CFCs. 43. Nama aplikasi teknologi kimia yang kamu gunakan sehari-hari. Siapkan buku tentang penemuannya dan pengembangan.
Tinjauan Kumulatif Dalam bab 2 hingga 26, judul ini akan diikuti oleh pertanyaan yang meninjau pemahaman mu dari babbab sebelumnya.
Gunakan pertanyaan dan petunjuk ujian untuk mempersiapkan ujian standarmu 1. Materi didefinisikan sebagai sesuatu yang . . . a. Tersedia di alam b. Padatan jika disentuh c. Ditemukan di alam semesta d. Mempunyai massa dan menempati ruang 2. Massa dikatakan sebagai pengukuran tentang berat karena alasan berikut kecuali : a. Memiliki nilai yang sama di manapun di bumi b. Terbebas dari gaya gravitasi c. Semakin berkurang di luar angkasa, jauh dari bumi d. Konstanta pengukuran dari jumlah materi 3. Berikut ini, manakah yang merupakan contoh penelitian murni? a. membaca label dari botol kimia sebelum menggunakan isinya. b. memproduksi plastik tahan panas untuk digunakan dalam oven rumah tangga c. menemukan cara untuk memperlambat karat besi kapal d. mencari bahan bakar selain bensin untuk kekuatan mobil 4. Ketika bekerja dengan bahan kimia di laboratorium, yang berikut adalah sesuatu yang tidak perlu kamu lakukan? a. membaca label dari botol kimia sebelum menggunakan isinya. b. menuangkan kembali setiap bahan kimia yang tak terpakai ke dalam botol semula. c. menggunakan banyak air untuk mencuci kulit yang terkena percikan bahan kimia. d. hanya mengambil bahan kimia sebanyak yang kamu butuhkan Menafsirkan Tabel dan Grafik. Gunakan tabel dan grafik untuk menjawab pertanyaan 5-7/ 5. Apa yang harus konstan selama percobaan? a. Suhu b. Massa CO2 yang dilarutkan dalam sampel c. Jumlah cairan dalam sampel d. Variable bebas 6. Dengan asumsi bahwa semua data percobaan benar, apa yang masuk akal untuk kesimpulan eksperimen ini ? a. lebih besar jumlah co2 larut dalam cairan pada temperatur lebih rendah. b. sampel cairan yang berbeda terkandung jumlah CO2 yang sama pada tiap-tiap suhu c. hubungan antara temperatur dan kelarutan dilihat dari padatan yang sama seperti yang terlihat dengan CO2 d. CO2 larut lebih baik dalam cairan pada temperatur lebih tinggi.
Halaman dari buku catatan laboratorium siswa Langkah
Pengamatan / observasi
Hipotesis
Experiment / percobaan
Catatan Minuman berkarbonasi (lebih mengandung gas) ketika dalam keadaan hangat daripada dalam keadaan dingin. (Minuman berkarbonasi bersoda, karena mengandung gas karbondioksida terlarut) Pada suhu tinggi, jumlah gas karbondioksida lebih banyak terlarut dalam cairan. Ini merupakan hubungan yang sama antara suhu dan kelarutan dilihat dengan padatan Ukuran massa karbon dioksida ( co2 ) di berbagai sampel minuman berkarbonasi yang sama pada temperatur yang berbeda.
Analisis Data
Lihat grafik di bawah ini
Kesimpulan
?
Massa CO2 yang terlarut dalam minuman berkarbonasi
7. Metode ilmiah yang digunakan oleh siswa ini menunjukkan bahwa a. hipotesis ini didukung oleh data eksperimen. b. pengamatan secara akurat menjelaskan apa yang terjadi di alam. c. perencanaan percobaan yang buruk. d. hipotesis harus dibuang
Petunjuk Ujian Lebih dari satu grafik. Jika pertanyaan tes yang memiliki lebih dari satu tabel, grafik, diagram, atau gambar dengan itu, ggunakan mereka semua. Jika kamu menjawab berdasarkan hanya satu grafik, kamu mungkin kehilangan bagian penting dari informasi. Untuk pertanyaan 5-7 di atas , pastikan bahwa kamu secara akurat menganalisis kedua grafik sebelum menjawab pertanyaan-pertanyaan.
