BESARAN, SATUAN DAN PENGUKURAN
A. Besaran dan Satuan
Tinggi atau panjang dan massa adalah
sesuatu yang dapat kita ukur dan dapat kita nyatakan dengan angka
dan satuan. Apakah Besaran itu? Besaran adalah sesuatu yang mempunyai nilai dan
satuan sehingga dapat diukur. Cm dan km merupakan contoh satuan. Apakah Satuan
itu? Satuan adalah segala sesuatu yang berfungsi sebagai pembanding pada suatu
besaran atau nilai terkecil dari suatu alat ukur.
1. Besaran Pokok dan Besaran Turunan
Dalam
kehidupan sehari-hari kita mengenal beberapa besaran. Yang dimaksud dengan
besaran dalam ilmu fisika adalah sesuatu yang mempunyai nilai dan satuan
sehingga dapat diukur, Contoh : waktu, suhu, luas, massa jenis, kuat arus
listrik, usaha, energi, dll. Besaran-besaran tersebut dikelompokkan menjadi dua
kelompok, yaitu besaran pokok dan besaran turunan.
a. Besaran Pokok
Besaran pokok adalah besaran yang satuannya didefinisikan sendiri. Dalam fisika
ada 7 besaran pokok, yaitu panjang, massa, waktu, suhu, kuat arus listrik,
jumlah zat, dan intensitas cahaya. Besaran Pokok dalamk fisika beserta
satuannya dapat dilihat pada tabel dibawah ini :
No.
|
Nama Besaran
|
Nama Satuan
|
Simbol
|
1.
|
Panjang
|
Meter
|
m
|
2.
|
Massa
|
Kilogram
|
Kg
|
3.
|
Waktu
|
Sekon
|
S
|
4.
|
Suhu
|
Kelvin
|
K
|
5.
|
Kuat
Arus Listrik
|
Ampere
|
A
|
6.
|
Intensitas
Cahaya
|
Kandella
|
Cd
|
7.
|
Jumlah
Zat
|
Molle
|
Mol
|
b. Besaran Turunan
Besaran
Turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari besaran pokok. Dari
besaran-besaran pokok tersebut dapat diturunkan beberapa besaran turunan,
misalnya: dari besaran panjang kita dapat menurunkan besaran luas dan volume.
2. Satuan
Baku dan Satuan Tak Baku
Setiap besaran memiliki satuan.
Satuan-satuan tersebut antara lain : detik (sekon), kelvin, meter persekon,
kilogram permeter kubik, newton, joule, dll. Satuan-satuan tersebut
dikelompokkan menjadi dua, yaitu satuan baku dan satuan tidak baku.
a.
Satuan
Baku
Satuan Baku adalah satuan yang apabila
digunakan untuk pengukuran yang dilakukan oleh lebih dari satu orang, dapat
menghasilkan nilai yang sama.
b.
Satuan
Tak Baku
Satuan Tak Baku adalah satuan yang
apabila digunakan untuk pengukuran yang dilakukan oleh lebih dari satu orang
menghasilkan nilai yang berbeda-beda. Berikut ini adalah contoh satuan baku dan
tak baku:
No.
|
Nama
|
Satuan
Baku
|
Satuan
Tak Baku
|
1.
|
Massa
|
Kilogram, gram
|
Tempurung kelapa, kaleng
|
2.
|
Panjang
|
Kilometer, meter, cm
|
Jengkal, kaki, depa
|
3.
|
Volume
|
Meter kubik,
centimeter kubik, liter
|
Botol
|
4.
|
Luas
|
Meter persegi, hektore
|
Pathok, bau
|
B. Pengukuran Besaran
Fisika
1. Pengertian Pengukuran
Pengukuran adalah kegiatan membandingkan
suatu besaran yang diukur dengan besaran sejenis yang dipakai sebagai satuan.
Misalnya kamu melakukan pengukuran panjang bangku dikelasmu dengan jengkal
artinya kamu membandingkan panjang bangku dengan panjang jengkal, dan jengkal
itu kamu pakai sebagai satuan.
Hasil pengukuran akan bermanfaat jika
menggunakan satuan pengukuran yang baku. Satuan baku adalah satuan pengukuran
yang nilainya tetap dan disepakati oleh semua orang untuk dipakai sebagai
pembanding. Contoh satuan baku untuk besaran panjang adalah meter. Sedangkan
satuan tak baku adalah satuan yang apabila digunakan untuk pengukuran yang
dilakukan oleh lebih dari satu orang menghasilkan nilai yang berbeda-beda.
2. Sistem Satuan
Internasional
Pada tahun 1960 para ilmuwan sepakat
menetapkan satuan yang disebut Sistem Satuuan Internasional (SI). Berdasarkan
Sistem Satuan Internasional ditetapkan satuan dasar meter, kilogram, dan sekon
(mks) atau sentimeter, gram ditetapkan sebagai satuan massa, dan sekon (cgs).
Meter atau sentimeter ditetapkan sebagai satuan panjang, kilogram atau gram
ditetapkan sebagai satuan massa, dan sekon ditetapkan sebagai satuan waktu.
Satuan Sistem Internasional yang
ditetapkan harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut :
a.
Bersifat
tetap, artinya tidak mudah berubah
walaupun ada perubahan suhu maupun tekanan
b.
Bersifat
internasional, artinya berlaku di berbagai negara
c.
Mudah
ditiru untuk diperbanyak
Kelebihan satuan SI selain keseragaman
hasil pengukuran adalah kemudahan pemakaiannya. Karena menggunakan sistem
decimal (kelipatan sepuluh) dan hanya ada satuan pokok untuk setiap besaran dengan
menambahkan awalan-awalan untuk satuan yang lebih kecil atau yang lebih besar.
Awalan-awalan tersebut dapat dilihat
table dibawah ini:
Untuk
Satuan di atas mks
|
Untuk
Satuan di bawah mks
|
||||
Awalan
|
Disingkat
|
Faktor
|
Awalan
|
Disingkat
|
Faktor
|
Deka
|
da
|
101
|
desi
|
d
|
10-1
|
Hekto
|
h
|
102
|
Senti
|
c
|
10-2
|
Kilo
|
k
|
103
|
Mili
|
m
|
10-3
|
Mega
|
M
|
106
|
Mikro
|
µ
|
10-6
|
Giga
|
G
|
109
|
Nano
|
N
|
10-9
|
Tera
|
T
|
1012
|
Piko
|
P
|
10-12
|
Peta
|
P
|
1015
|
Femto
|
F
|
10-15
|
Exa
|
E
|
1018
|
ato
|
A
|
10-18
|
Contoh Penggunaan awalan tersebut adalah
sebagai berikut:
1.000.000.000 meter
= 109 meter = 1Giga meter = Gm
0,000001 meter = 10-6
meter = 1 mikrometer = 1µm
3. Pengukuran Besaran Pokok
a. Besaran Panjang
Sebelum ada satuan panjang yang baku
orang mengukur panjang dengan satuan hasta, kaki, depa, dan jengkal. Karena
masing-masing orang memliki kaki, depa maupun jengkal yang berbeda-beda maka
penggunaan satuan tersebut menimbulkan kesukaran, sehingga perlu adanya satuan
panjang standra yang disebut meter standar. Meter standar adalah standra
panjang yang bersifat internasional yang ditetapkan dengan panjang dua goresan
batang platina iridium yang disimpan di Sevres dekat Paris.
Meter standar tersebut ternyata
setelah diukur melalui pengukuran secara teliti panjangnya berubah (berkurang).
Oleh karena itu dicari standar yang bersifat tetap yaitu pada tahun 1960
ditetapkan bahwa 1 meter adalah sama dengan 1.650.763,73 kali panjang gelombang
cahaya merah jingga yang dihasilkan oleh gas krypton-86 yang berpijar.
Alat-alat untuk
mengukur besaran panjang antara lain meteran kelos, penggaris/mistar, jangka
sorong, dan mikrometer.
Berikut ini adlah
alat-alat ukur besaran panjang dan Nilai Satuan Terkecil (NST) yang dapat
diukur dengan alat tersebut:
No.
|
Nama
|
Benda
yang dapat diukur
|
Ketelitian
|
1
|
Meter kelos
|
Lebar tanah,
panjang jalan, dll
|
1 cm
|
2
|
Penggaris/mistar
|
Panjang meja,
lebar buku, dll
|
0,1 cm
|
3
|
Jangka Sorong
|
Tebal kaca, diameter pipa.
|
0,01 cm
|
4
|
Mikrometer
|
Tebal kertas
|
0,001 cm
|
Nilai Satuan Terkecil (NST) adalah nilai
terkecil dari hasil pengukuran yang masih dapat dibaca dengan alat ukur
tersebut. Selain satuan standar meter sering kita jumpai satuan panjang yang
lain misalnya inci, yard, mil dan feet.
Kesetaraan satuan tersebut dengan satuan
standar meter adalah :
1 inchi =
2,45 cm
1 feet =
30,48 cm
1 yard =
91,44 cm
1 mil =
1.609,34 m = 160.934 cm
b. Besaran Massa
Massa
suatu zat adalah banyaknya zat yang dikandung dalam suatu zat. Massa suatu zat
berada dimana-mana selalu tetap. Satuan massa dalam sistem mks adalah kilogram.
Para ilmuwan menetapkan bahwa massa 1 kilogram setara dengan massa 1 liter air
murni pada suhu 4oC, kemudian dibuat massa standar dengan sebuah
prototype platina-iridium yang disimpan di Sevres dekat Paris.
Alat untuk mengukur besaran massa adalah
neraca atau timbangan yang penggunaannya dengan cara membandingkan massa benda
dengan massa kilogram tiruan yang sudah disahkan. Jenis neraca dalam kehidupan
sehari-hari antara lain : neraca sama lengan, neraca ohaus, neraca meja dan
neraca duduk.
Berikut ini adalah alat-alat ukur besaran
massa dan ketelitiannya (nilai satuan terkecil)
No.
|
Nama
|
Benda
yang bisa diukur
|
NST
|
1
|
Neraca Sama Lengan
|
Emas, perak, dll
|
0,01 g
|
2
|
Neraca Ohaus
|
Bahan-bahan kimia dilaboratorium
|
0,1 g
|
3
|
Neraca Meja
|
Buah-buahan, bumbu dapur, dll
|
50 g
|
4
|
Neraca Duduk
|
Benda-benda yang
massanya besar
|
500 g
|
Beberapa satuan massa yang sering kita
jumpai dalam kehidupan sehari-hari antara lain:
1 ton =
1000 kg
1 kwintal =
100 kg
1 pount =
0,454 kg
1 ons =
0,1 kg
c. Besaran Waktu
Satuan
waktu menurut sistem SI adalah detik atau sekon yang disingkat s. Standar waktu
ditetapkan bahwa satu sekon adalah waktu yang diperlukan atom cexium – 133
bergetar 9.192.770 kali. Selanjutnya 1 sekon disepakatisama dengan 1/86.400
hari matahari rata-rata.
Alat-alat untuk mengukur besaran waktu
antara lain:
1.
Stop
watch, ketelitiannya 0,01 sekon.
2.
Arloji
(jam) ketelitiannya 1 sekon.
3.
Jam
atom cesium, sangat teliti dan tidak pernah mengalami kesalahan dalam waktu 300
tahun.
4.
Jam matahari yang sering digunakan pada jaman dahulu.
Prinsip kerja jam matahari adalah menggunakan sifat bayangan.
4. Pengukuran Besaran Turunan
Besaran turunan dapat diukur melalui
dua cara, yaitu secara langsung dan tidak langsung. Sehingga satuan dari
besaran turunan diturunkan dari besaran-besaran pokok. Berikut ini adalah contoh beberapa
besaran turunan dan satuannya.
No.
|
Nama
Besaran
|
Satuan
|
Diturunkan
dari besaran
|
|
mks
|
cgs
|
|||
1
|
Luas
|
M2
|
Cm2
|
Panjang
|
2
|
Volume
|
M3
|
Cm3
|
Panjang
|
3
|
Massa Jenis
|
Kg/m3
|
g/cm2
|
Massa dan Panjang
|
4
|
Kecepatan
|
m/s
|
Cm/s
|
Panjang dan Waktu
|
5
|
Gaya
|
Kgm/s2 (N)
|
Gm/s2 (dyne)
|
Massa, Panjang, dan waktu
|
6
|
Usaha
|
Kg m2/s2 (Joule)
|
Gcm2/s2 (erg)
|
Massa, Panjang, dan Waktu
|
7
|
Tekanan
|
Kg/ms2 (N/m2)
|
g/cms2 (dyne/cm2)
|
Massa, Panjang, dan Waktu
|
Besaran turunan jumlahnya banyak sekali,
namun yang akan dibahas pada bab ini hanya besaran luas, volume, kecepatan, dan
massa jenis.
a. Besaran
Luas
Besaran luas
dapat dihitung dengan menggunakan rumus sesuai dengan bentuk bidangnya.
No.
|
Nama
Bangun (bidang)
|
Perhitungannya
|
Rumus
|
1
|
Luas Persegi
|
Sisi x sisi
|
L = s x s
|
2
|
Luas Persegipanjang
|
Panjang x lebar
|
L = p x l
|
3
|
Luas Segitiga
|
1/2 x
alas x tinggi
|
L = 1/2 x a x t
|
4
|
Luas lingkaran
|
22/7 x ruji x ruji
|
L = 22/7 x r2
|
Satuan luas dalam sistem mks adalah meter
persegi (m2), sedangkan dalam cgs adalah cdntimeter persegi (cm2).
Berikut ini adalah cara mengubah satuan luas menjadi satuan sistem mks :
Ø 1 km2 = 1 km x 1 km =
1000 m x 1000 m = 1.000.000 m2
Ø 1 hm2 = 1 hm x 1 hm =
100 m x 100 m = 10.000 m2
Ø 1 dam2 = 1 dam x 1 dam = 10 m x 10 m = 100 m2
Ø 1 dm2 = 1 dm x 1 dm =
0,1 m x 0,1 m = 0,01 m2
Ø 1 cm2 = 1 cm x 1 cm =
0,01 m x 0,01 m = 0,0001 m2
Ø 1 mm2 = 1 mm x 1 mm =
0,001 m x 0,001 m = 0,000001 m2
b. Besaran
Volume
Volume benda
dapat dikur secara langsung maupun tidak langsung. Volume benda yang bentuknya
teratur dapat diukur dengan dua cara, yaitu dengan rumus volume dan secara
langsung yaitu dengan menggunakan gelas ukur dan air. Volume benda yang
bentuknya tidak teratur hanya dapat diukur dengan secara langsung. Berikut ini
adalah rumus-rumus volume untuk benda yang bentuknya teratur :
No.
|
Nama
Bangun (bidang)
|
Perhitungannya
|
Rumus
|
1
|
Volume Kubus
|
Sisi x sisi x sisi
|
V = s x s x s
|
2
|
Volume Balok
|
Panjang x lebar x tinggi
|
V = p x l x t
|
3
|
Volume Tabung
|
22/7 x ruji x ruji x tinggi
|
V = 22/7 x r2 x t
|
4
|
Volume Kelereng (bola)
|
4/5 x 22/7 x ruji x ruji x
ruji
|
V = 4/5 x 22/7
x r3
|
Berikut ini adalah cara mengubah satuan
dari mks menjadi cgs atau sebaliknya.
Ø
1 m3 = 1 m x 1 m x 1 m = 100 cm x 100 cm x 100 cm =
106 cm3
Ø
1 cm3 = 1 cm x 1 cm x 1 cm = 0,01 m x 0,01 m x 0,01 m =
10-6 cm3
V = V2 – V1
|
Keterangan : V = Volume benda air yang diukur (m3)
V1 = Volume air sebelum
ditambahkan benda (m3)
V2 = Volume air setelah
ditambahkan benda (m3)
c. Besaran
Kecepatan
Kecepatan
adalah besarean yang diturunkan dari besaran panjang dan waktu. Satuan
kecepatan yang sering digunakan adalah m/s atau km/jam. Bagaimana cara mengubah
satuan m/s menjadi km/jam atau sebaliknya?
Berikut ini adalah cara mengubah satuan dari km/jam menjadi m/s atau
sebaliknya :
1 km/jam =
=
=
=
m/s
Jadi 1 km/jam =
m/s
5 m/s =
km/
jam =
x
km/jam =
18 km/jam
Jadi 5 m/s = 18 km/jam
d. Besaran
Massa Jenis
Massa jenis
adalah besaran yang diturunkan dari besaran massa dan waktu. Satuan massa jenis
adalah kg/m3 atau g/cm3. Bagaimana cara mengubah satuan
kg/m3 menjadi g/cm3 atau sebaliknya? Berikut ini adalah
cara mengubah satuan mks menjadi cgs atau sebaliknya.
1 kg/m3 = 1 kg/1
m3
=
= 0,001 g/cm3
Jadi 1 kg/m3 = 0,001 g/cm3
1 g/cm3
= 1/1000 kg/1/1000000 m3 = 1/1000 x 1000000/1
kg/m3 = 1000 kg/m3
Jadi, 1 g/cm3 = 1000 kg/m3
C. Suhu dan Pengukurannya
1. Pengertian Suhu
Apakah pengertian suhu dalam fisika?
Suhu adlaah suatu besaran yang menyatakan derajat panas suau benda. Di kelas 7
telah dijelaskan bahwa suhu merupakan pokok yang memiliki satuan dalam SI
Kelvin (K). Sedangkan satuan
yang lain adalah oC, oR, dan oF.
Apakah
panca inderamu dapat menentukan ukuran suhu secara tepat? Perasaan mausia tidak
dapat menentukan suhu suatu benda dengan tepat, karena setiap organ tubuh
manusia memiliki perasaan berbeda-beda, tergantung dari kondisinya.
2. Termometer
a. Pengertian
thermometer
Termometer adalah alat yang
digunakan untuk mengukur suhu dengan tepat dan menyatakannya dengan suatu
angka. Ide pertama pembuat alat ukur thermometer adlah Galileo, ia menggunakan
prinsip pemuaian gas. Termometer memanfaatkan sifat termometrik zat, yaitu
sifat fisik zat yang berubah karena perubahan suhu.
Beberapa contoh sifat termometrik zat, antara lain :
1)
Pemuaian kolom cairan dalam pipa kapiler.
2)
Hambatan
listrik seutas kawat platina.
3)
Pemuaian
suatu keping bimetal.
4)
Pemuaian
tekanan gas pada volume tetap.
5)
Radiasi
yang dipancarkan benda.
b. Bagian-bagian termometer
1) Pipa kaca yang berupa pipa kapiler
hampa udara yang bagian bawahnya membesar sebagai reservoir/cadangan, serta
pada kaca bagian luar terdapat skala sebagai penunjuk suhu.
2) zat cair pengisi termometer. Zat cair
yang digubnakan sebagai pengisi termometer adalah yang tidak membasahi dinding
kaca, yaitu air raksa atau alcohol.
a) Alkohol
dengan titik beku -117oC ddan titik didih 78oC.
b) Air raksa dengan titik beku -39oC
dan titik didih 357oC.
Raksa banyak dipakai sebagai pengisi
termometer karena memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
E Pemuaiannya teratur.
E Warnanya
mengkilat sehingga mudah dilihat.
E Tidak membasahi dinding kaca (karena
adhesinya lemah).
E Cepat
menyesuaikan dengan suhu benda yang diukur.
E Dapat untuk
mengukur suhu yang tinggi, karena memiliki titik didih yang tinggi, yaitu 357oC.
c. Memberi skala
pada termometer
Bagaimana cara memberikan skala pada
termometer? Kalian pun bisa member skala pada termometer yang belum berskala.
Sebelum memberikan skala, langkah pertama adlah menentukaan titik bawah dan
titik atas pada termometer. Untuk menentukan titik bawah termometer, dilakukan
dengan cara mencelupkan termometer pada es yang sedang mencair pada tekanan 1
atm, sedangkan untuk menentukan titik ata termometer dilakukan dengan cara
mencelupkan termometer pada air yang sedang mendidih pada tekanan 1 atm.
Kemudian titik atas dan titik bawah diberi angka sesuai kebutuhan. Langkah
terakhir membagi skala diantara titik bawah dan titik atas termometer tersebut.
d. Macam-macam
termometer
1) Termometer Cairan
Termometer yang banyak dijumpai
adalah termometer yang pipa kacanya diisi cairan. Cairan yang paling banyak
digunakan adalah raksa. Desain termometer raksa ditunjukkan pada berikut :
Pemuaian raksa
mendorong kolom raksa keluar dari pentlan pipa menuju ke pipa kapile. Pipa
kapiler didesain dengan diameter lubang kecil agar termometer peka. Artinya,
pemuaian volume raksa yang kecil akibat perubahan suhu yang kecil akibat
perubahan suhu yang kecil dapat menyebabkan perubahan besar dalam panjang kolom
raksa. Pentolan pipa dibuat dari kaca tipis agar kalor yang di terima pentolan
segera dapat dihantarkan secara konduksi kepada raksa di dalam pentolan. Pipa
termometer dibungkus oleh tangkai kaca berdinding tebal agar tangkai kaca dapat
bertindak sebagai lensa pembesar, yang akan memudahkan pembacaan skala suhu.
2) Termometer Raksa
dan Alkohol
Termometer raksa dan alcohol
masing-masing memiliku keunggulan. Keunggulan masing-masing dapat dijelaskan
sebagai berikut :
Keunggulan termometer raksa disbanding
alcohol adalah :
a)
Raksa mudah dilihat karena mengkilat.
b)
Jangkauan
suhu raksa cukup lebar (-10oC s/d 350oC).
Keunggulan termometer alcohol disbanding
raksa :
a)
Alkohol
lebih peka, sebab perubahan volumenya lebih besar daripada raksa untuk
perubahan suhu yang sama. Jadi, perubahan suhu yang sama, perubahan panjang
kolom raksa lebih besar.
b)
Alkohol
dapat mengukur suhu yang sangat dingin, misalnya suhu di kutub, sebab titik
beku alcohol sangat rendah, yaitu -112oC.
3) Termometer Klinis
Termometer klinis digunakan untuk
mengukur suhu tubuh manusia. Rentang
skalanya adalah 35oC s/d
42oC. piap kapilernya memliki bagian sempit yang berhubungan
dengan pentolan. Desain seperti ini menyebabkan ketika raksa memuai, raksa
didorong dari pentolan melalui bagian sempit ini menuju ke pipa kapiler.
Nsekali raksa dalam pentolan melalui bagian sempit ini, raksa tidak dapat
kembali ke pentolan. Karena itu, pembacaan suhu tubuh dapat dilakukan setelah
termometer diambil dari ketiak. Agar termometer dapat digunakan lagi,
termometer diguncang-guncang agar raksa dalam pipa kapiler melalui bagian
sempit kembali ke dalam pentolan.
4) Termokopel
Termokopel adalah termometer yang
menggunakan termo elemen. Termokopel terdiri atas dua kawat (logam) yang
dihubungkan dsan membentuk rangkaian tertutup. Suhu kedua ujung kawat dijaga
agar selalu berbeda, yaitu dengan cara ujung kawat pertama dicelupkan ke dalam
es dan ujung kawat yang lain dipanaskan diatas tungku pemanas.
Dalam rangkaian akan timbul GGL yang
besarnya bergantung pada selisih temperature kdua titik sambung dan jenis
pasangan logam tersebut. Keuntungan termokopel adalah cepat mencapai
keseimbangan termal dengan sistem yang akan diukur suhunya.
5) Termometer
hambatan listrik, yaitu termometer yang menggunakan prinsip kerja bahwa
hambatan listrik akan bertambah jika dipanaskan. Termometer ini dapat ditempelkan
ada permukaan zat yang akan diukur suhunya.
6) Termometer gas
volume tetap
Prinsip kerjanya adalah perubahan
tekanan suatu gas akibat perubahan suhu bila volumenya dibuat tetap. Termometer
ini terdiri dari bola yang berisi gas yang dihubungkan dengsn tabung manometer.
Volume gas tersebut dibuat tetap. Kenaikan suhu sebanding dengan kenaikan
tekanan pada bola. Tinggi raksa di kolom pipa sebelah kanan menunjukkan suhu
yang terukur.
7)
Beberapa
termometer lain
Termometer gas lebih teliti daripada termometer
cairan, jangkauan suhu lebar (-250oC s/d
1500oC).
untuk mengukur suhu yang sangat tinggi (di atas 1000oC). seperti
pada tungku peleburan baja atau permukaan matahari (di atas 6000oC),
digunakan pirometer. Pirometer mengukur radiasi yang dipancarkan oleh benda.
+Beberapa contoh termometer menurut
penggunaannya antara lain :
1)
Termometer demam (badan), untuk mengukur suhu badan
manusia (skala dari 35oC – 42oC).
2)
Termometer Six-Bellani (maksimum-minimum), untuk
mengetahui suhu maksimum dan minimum dalam selang waktu tertentu.
3)
Termometer optic (pirometer), untuk mengukur suhu
benda-benda pijar.
4)
Termometer
industry, untuk mengukur suhu mesin.
e. Hubungan antara
skala Celsius, Reamur, Farenheit, dan Kelvin
Berdasarkan skalanya
kita mengenal termometer Celcius, Reamur, Farenheit, dan Kelvin.
Secara singkat masing-masing memiliki
kisaran skala sebagai berikut :
1)
Termometer skala Celsius, memiliki titik bawah 0o
dan titik atas 100o.
2)
Termometer
skala Reamur, memiliki titik bawah 0o dan titik atas 80o.
3)
Termometer skala Farenheit, memiliki titik bawah 32o
dan titik atas 212o.
4)
Termometer skala Kelvin, memiliki titik bawah 273o
dan titik atas 373o.
CONTOH SOAL :
1.
Sesuatu
yang mempunyai nilai dan satuan disebut…
a.
Membandingkan
b.
Besaran
c.
Mengukur
d.
Satuan
Pembahasan
:
Besaran adalah sesuatu yang mempunyai
nilai dan satuan sehingga dapat diukur. Cm dan km merupakan contoh satuan.
Jawaban
: B
2.
Besaran
di bawah ini yang bukan diturunkan dari besaran pokok turunan adalah… (A)
a.
Neraca
duduk
b.
Volume
c.
Luas
d.
Massa
jenis
Pembahasan
:
Beberapa contoh besaran
turunan, yaitu LuasVolume, Massa Jenis, Kecepatan, Gaya, Usaha, Tekanan.
Jawaban
: A
ASAM, BASA DAN GARAM
A. Asam
1. Pengertian asam
Secara
kimia, asam adalah zat yang dalam air dapat menghasilkan ion hydrogen (H+). Asam
akan terionisasi menjasdi ion hydrogen dan ion sisa asam yang bermuatan
negative. Asam
merupakan senyawa molekul, bukan senyawa ion. Nama anion sisa asam sama dengan
asam bersangkutan tanpa kata asam.
Beberapa
asam yang lazim ditemukan dalam laboratorium atau kehidupan sehari-hazri,
antara lain:
No.
|
Nama Asam
|
Terdapat dalam
|
a.
|
Asam
asetat
|
Larutan
cuka
|
b.
|
Asam
askorbat
|
Jeruk,
tomat, sayuran
|
c.
|
Asam
sitrat
|
Jeruk
|
d.
|
Asam
borat
|
Larutan
Pencuci Mata
|
e.
|
Asam
karbonat
|
Minuman
Berkarbonasi
|
f.
|
Asam
klorida
|
Asam
lambung, obat tetes mata
|
g.
|
Asam
nitrat
|
Pupuk,
peledak (TNT)
|
h.
|
Asam
fosfat
|
Deterjen,
pupuk
|
i.
|
Asam
sulfat
|
Baterai
mobil, pupuk
|
j.
|
Asam
tatrat
|
Anggur
|
k.
|
Asam
malat
|
Apel
|
l.
|
Asam
formiat
|
Sengatan
lebah
|
m.
|
Asam
laktat
|
Keju
|
n.
|
Asam
benzoat
|
Bahan
pengawet makanan
|
2. Sifat-sifat asam
·
Mempunyai rasa masam.
·
Korosif, yaitu dapt
merusak berbagai benda, antara lain logam dan marmer.
·
Dapat meemerahkan kertas lakmus biru.
·
Dalam air dapat
terionisasi menghasilkan ion H+.
·
Larutannya dapat menghantarkan
arus listrik.
·
Dapat bereaksi dengan
larutan basa membentuk garam yang disebut reaksi atau netralisasi.
Asam + basa - " garam + air
Contoh : HCI(aq) +
NaOH(aq) - "NaCI(aq) H2O(I)
3. Kegunaan asam
·
Untuk membersihkan
logam.
·
Untuk membuat bahan peledak
(misalnya TNT, TNB).
·
Membantu proses
pencernaan dilambung.
·
Untuk membuat obat-obatan.
B. Basa (Alkali)
1. Pengertian basa
Basa adalah zat yang dalam air dapat
menghasilkan ion hidroksida (OH-). Ion hidroksida terbentuk karena senyawa hidroksida
dapat mengikat satu electron pada saat dimasukkan ke dalam air. Larutan basa bersifsat
kuastik, jika terkena kulit terasa licin seperti busa sabun. Pada umumnya basa
adalah senyawa ion yang terdiri dari kation logam dan anion OH-.
Beberapa
basa yang lazim ditemukan dalam laboratorium atau kehidupan sehari-hari,antara
lain :
No.
|
Nama Basa
|
Terdapat dalam
|
a.
|
Alumunium
hidroksida
|
Deodoran,
antacid
|
b.
|
Kalsium
hidroksida
|
Mortar
dan plester
|
c.
|
Magnesium
hidroksida
|
Obat
urus-urus, antacid
|
d.
|
Natrium
hidroksida
|
Bahan
Sabun
|
2. Sifat-sifat basa
·
Berasa pahit dan licin
seperti sabun.
·
Tidak dapat menyebabkan karat pada logam.
·
Membirukan kertas lakmus
merah.
·
Dalam air terionisasi
menghasilkan ion OH-.
·
Dapat bereaksi dengan
asam membentuk garam.
3. Kegunaan
·
Untuk menaikkan pH tanah (KOH).
·
Untuk membuat sabun dan detergen.
·
Untuk membuat obat maag.
·
Untuk membuat obat
antasida (AI(OH)3).
C. Garam
1. Pengertian dan sifat garam
Garam adalah senyawaion yang terdiri
dari kation basa dan anion sisa asam. Garam mempunyai sifat yang berbeda
deengan asam dan basa. Sifat-sifat larutan garam adalah sebagai berikut/
a. Menghantarkan arus listrik.
b.
Tidak mengubah warna kertas lakmus merah maupun biru.
No.
|
Nama Garam
|
Rumus
|
Nama Dagang
|
Manfaat
|
a.
|
Natrium
klorida
|
NaCI
|
Garam
dapur
|
Penambah
rasa makanan
|
b.
|
Natrium
bikabornat
|
NaHCO3
|
Baking
soda
|
Pengembang
kue
|
c.
|
Kalsium
karbonat
|
CaCO3
|
Kalsit
|
Cat tembok dan bahan karet
|
d.
|
Kalium
nitrat
|
KNO3
|
Saltpeter
|
Pupuk,
bahan peledak
|
e.
|
Kalium
karbonat
|
K2CO3
|
Potash
|
Sabun
dan kaca
|
f.
|
Natrium
fosfat
|
Na3PO4
|
TSP
|
Deterjen
|
g.
|
Ammonium
klorida
|
NH4CI
|
Salmiak
|
Baterai
kering
|
2. Reaksi pembentukan garam
Jika larutan asam direaksikan
dengan larutan basa akan dihasilkan garam dan air. Reaksi ini disebut
netrolisasi atau penggaraman. Secara umum dapat dituliskan :
Asam + basa -" garam + air
HxA(aq) + M(OH)y(aq)
-" MxAy(aq) + H2O(I)
Contoh :
1) HCI(aq) + NaOH(aq) -" NaCI(aq) + H2O(I)
2) 2HCI(aq) + Mg(OH)2 -" MgCI2(aq) + 2H2O(I)
3) 3HCI(aq) + AI(OH)3 -" AICI3(aq) +3H2O(I)
Jenis
Garam
Berdasarkan
asam dan basa pembentukannya, garam dibedakan menjadi :
1. Garam netral (pH = 7)
Garam
yang terbentuk dari asam kuat dan basa kuat.
Contoh : H2SO4(aq) + NaOH(aq) -" Na2SO4 + H2O
Asam kuat basa
kuat garam netral
2. Garam asam (pH < 7)
Garam asam terbentuk dari asam kuat dan basa lemah.
Contoh : 3H2SO4(aq) + 2AI(OH)3 -" AI2(SO4)3 + 6H2O(I)
Asam kuat basa
lemah garam asam
3. Garam basa (pH > 7)
Garam basa terbentuk dari asam lemah dan basa kuat.
Contoh : H2S(aq) + 2NaOH(aq) -" Na2S(aq) + 2H2O(I)
Asam lemah basa kuat
garam basa
D. Identifikasi Asam dan Basa dengan
Indikator
Identifikasi asam dan basa dapat dilakukan dengan
menggunakan suatu indikator asam – basa, misalnya kertas lakmus dan larutan phenol
ptalin (PP). Indikator asam – basa adalah zat-zat yang member warna berbeda
dalam lingkungan asam dan lingkungan basa, sehingga dapat digunakan untuk
membedakan larutan yang bersifat asam atau basa.
1. Kertas Lakmus
Kertas lakmus biru dala lingkungan asam berubah menjadi
merah dan dalam larutan basa kertas lakmus menjadi biru, sebagai contoh
misalnya larutan cuka mengubah lakmus biru menjadi merah, air kapur dapast
mengubah lakmus merah menjadi biru, sedangkan air suling (aquades) tidak
mengubah warna kertas lakmus biru atau merah karena bersifat netral. Perubahan
warna kertas lakmus dapat dilihat pada table berikut :
Sample
(zat)
|
Perubahan
Warna
|
Sifat
zat
|
|
Lakmus
Merah
|
Lakmus
Biru
|
||
Larutan cuka
|
Tetap merah
|
Merah
|
Asam
|
Air kapur
|
Biru
|
Tetap biru
|
Basa
|
Air suling
|
Tetap merah
|
Tetap biru
|
Netral
|
Indikator lakmus tidak dapat digunakan untuk memastikan
besar pH (derajat keasaman) suatu zat. Hal ini disebabkan karena perubahan
warna yang ditunjukkan oleh warna indikator tersebut tidak cukup berarti pada
pH tertentu. Misalnya, kertas lakmus akan berwarna merah pada larutan yang
memiliki pH 5,5 – 8, warna kertas lakmus berubah dari merah, merah ungu, ungu,
biru ungu, dan biru. Dalam
larutan yang memiliki pH = 8 atau lebih kertas lakmus berwarna biru. Batas pH
yang menyatakan perubahan pH tersebut disebut “trayek perubahan warna indikator”. Dengan demikian trayek
perubahan waarna indikator kertas lakmus adalah 5,5 – 8.
2. Larutan indikator asam – basa
Beberapa larutan indikator
asam – basa yang biasa digunakan adalah:
a. Phenol ptalin (PP)
Indikator PP dalam larutan asam tidak berwarna sedangkan
dalam larutan basa berawarna merah muda. Indikator PP mempunyai trayek
perubahan warna 8,3 – 10,0.
b. Metil merah (MM)
Indikator mm dalam larutan asam berwarna merah, sedangkan
dalam larutan basa berwarna kuning. Indikator
mm memiliki trayek perubahan warna 4,2 – 6,3.
c. Metil jingga (MJ)
Indikator metal jingga
dalam larutan asam berwarna merah, sedangkan dalam larutan basa berwarna
kuning. Indikator tersebut memiliki
trayek perubahan warna 2,9 – 4,0.
d. Bromotimol biru (BB)
Indikator ini dalam larutan
asam berwarna kuning, sedangkan dalam larutan basa berwarna biru. Indikator
tersebut memiliki trayek perubahan warna 6,0 – 7,6.
Besar
pH larutan dapat ditentukan dengan cara menggunakan beberapa indikator di atas
atau menggunakan indikator universal. Penggunaan beberaspa indikator
memanfaatkan trayek perubahan warna yang dimilikinya. Dengan menggunakan
beberapa indikator, akan diperoleh daerah irisan
pH larutan.
3. Indikator asam – basa alami
Indikator alami yang dapat digunakan untuk menentukan sifat
asam, basa, dan garam suatu zat antara lain kulit manggis, bunga sepatu,
wortel, bunga bougenvil dan kubis ungu. Untuk menjadikan indikator alami, maka
kulit manggis, bunga sepatu, wortel, bungan bougenvil dan kubis ungu terlebih
dahulu dibuat ekstrak dengan cara menghaluskannya dan menambahkan air.
Ekstrak kulit manggis pada
keadaan netral berwarna ungu. Jika ekstrak kulit manggis, di tetesi larutan
asam, maka ungu akan berubah menjadi cokelat kemerahan dan jika di tetesi
larutan basa akan berubah menjadi biru kehitaman.
Contoh penggunaan indikator bunga sepatu, dapat dilihat pada
table berikut :
Bunga
Sepatu
|
Warna
asam
|
Warna
basa
|
Merah
|
Merah muda
|
Hijau
|
Ungu
|
Merah
|
Hijau
|
E. Pengelompokkan Bahan Berdasarkan Sifat Asam, Basa, dan
Garam
Berdasarkan sifat asam, basa,
dan garam, maka bahan-bahan yang ada dalam kehidupan dapat dikelompokkan
menjadi 3, yaitu :
1) Asam
Zat-zat yang mempunyai
rasa asam misalnya :
·
Jus jeruk,
·
Asam lambung, mengandung asam klorida (HCI)
·
Larutan cuka, mengandung
asam asetat (CH3COOH) dan asam nitrat (HNO3),
·
Air accu, mengandung
asam sulfat.
2) Basa
Zat-zat yang terasa
licin (kaustik) dan rasa pahit, misalnya: shampoo, air sabun cuci, larutan
ammonia, dan sabun mandi.
3) Garam
Zat-zat yang termasuk jenis
garam adalah: soda cuci, soda kue, larutan natrium karbonat, dan, larutan garam
dapur.
F. Alat Sederhana Menentukan Keasaman
8 9 10
11 12 13
14
|
7
|
0 1 2
3 4 5
6
|
Semakin kuat asam Semakin kuat basa
Netral
Untuk
mengetahui derajat keasaman (pH) suatu larutan dapat digunakan alat sebagai
berikut:
1. Indikator Universal
Indikator universal merupakan gabungan dari beberapa
indikator. Larutan indikator universal yang biasa digunakan terdiri atas
campuran dari:
a. Indikator metal jingga (trayek 2,9 – 4,0)
b. Indikator metal merah (trayek 4,2 – 6,3)
c. Indikator bromotimol biru (trayek 6,0 – 7,6)
d. Indikator phenol ptalin (trayek 8,3 – 10,0)
Tiap larutan yang ada dalam
indikator universal member warna yang berbeda, tergantung pada pH larutan.
Trayek perubahan warna pH pada indikator universal dapat dilihat pada table
berikut :
pH
|
Warna indikator universal
|
≤ 3
|
Merah
|
4
|
Merah
jingga
|
5
|
Jingga
|
6
|
Kuning
|
7
|
Hijau
kekuningan
|
8
|
Biru
kehijauan
|
9
|
Biru
|
≥ 10
|
Ungu
|
Indikator
universal juga dapat berupa kertas serap yang di kotak kemasannya dan
dilengkapi dengan peta warna. Penggunaan indikator kertas serap sangat
sederhana, yaitu selembar kertas indikator dicelupkan pada larutan yang akan
diukur pH-nya, kemudian warna yang terjadi dibandingkan dengan warna pada peta
warna.
2. pH meter
pH meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur pH
larutan. Nilai pH larutan berbanding lurus dengan beda potensial (voltage)
antara electrode-elektrode pada larutan.
CONTOH SOAL :
1. Zat yang dalam air dapat menghasilkan ion hydrogen positif
disebut…
a. Basa
b. Asam
c. Garam
d. Larutan
Pembahasan :
Pengertian asam
Secara
kimia, asam adalah zat yang dalam air dapat menghasilkan ion hydrogen (H+). Asam akan terionisasi
menjasdi ion hydrogen dan ion sisa asam yang bermuatan negative. Asam merupakan
senyawa molekul, bukan senyawa ion. Nama anion sisa asam sama dengan asam
bersangkutan tanpa kata asam.
Jawaban : B
2. Salah satu contoh dari asam adalah…
a. Jus jeruk
b. Shampo
c. Air sabun cuci
d. Soda kue
Pembahasan :
Asam
Zat-zat yang mempunyai
rasa asam misalnya :
· Jus jeruk,
·
Asam lambung, mengandung asam klorida (HCI)
· Larutan cuka, mengandung
asam asetat (CH3COOH) dan asam nitrat (HNO3),
·
Air accu, mengandung
asam sulfat.
Jawaban : A
Tidak ada komentar:
Posting Komentar