Widget HTML Atas

Perubahan Wujud Pada Benda dan Faktor Penentu Pemilihan Bahan atau Benda

Padang pasir merupakan tempat yang tandus dan panas. Sebagian besar daerahnya terdiri atas pasir. Apabila kita renungkan, bagaimana padang pasir dapat terbentuk? Padang pasir terbentuk akibat adanya perubahan batuan menjadi serpihan-serpihan tanah. Perubahan ini disebabkan karena pengaruh suhu. Perubahan tersebut sering disebut pelapukan. Apa itu pelapukan? Mari pelajari...

A. Penyebab Perubahan Benda

Faktor yang dapat menyebabkan perubahan pada benda meliputi pelapukan, perkaratan, dan pembusukan. Mari, kita pelajari bersama dalam uraian berikut ini.

1. Pelapukan
Faktor yang dapat menyebabkan perubahan pada benda yang pertama yaitu pelapukan. Apa itu pelapukan?? Pelapukan merupakan suatu proses alami yang terjadi di muka bumi dimana proses terjadinya dapat berlangsung dalam waktu singkat maupun lama. Seperti yang terjadi di padang pasir dimana pelapukan yang terjadi pada batuan akan membentuk tanah.

Pada proses yang lain, kita tentu pernah melihat batu yang ditumbuhi lumut. Apa yang terjadi pada batuan tersebut? Batu itu lama-kelamaan akan hancur karena lumut. Lalu adakah penyebab pelapukan batuan yang lain?

Pada dasarnya ada dua macam faktor yang menyebabkan terjadinya pelapukan, yaitu faktor alam dan faktor biologi. Pelapukan yang disebabkan karena faktor alam disebut pelapukan fisika. Pelapukan yang disebabkan karena faktor biologi disebut pelapukan biologi. Mari kita pelajari kedua faktor tersebut.

a. Pelapukan Fisika (Karena Faktor Alam)
Pelapukan fisika dapat disebabkan oleh faktor alam. Misalnya angin, air, suhu, dan tekanan. Pelapukan fisika umumnya disebabkan oleh pengaruh sinar matahari dan perubahan suhu berupa pemanasan dan pendinginan.

Kita ambil contoh bahwa tanah yang kita pijak terbentuk dari batuan. Batuan yang mengalami pemanasan pada siang hari akan memuai atau mengembang. Sebaliknya, pada malam hari, batuan akan menyusut karena mengalami pendinginan. Apabila keadaan yang seperti ini terjadi terus-menerus, maka lama-kelamaan batuan akan menjadi lapuk, lalu retak, kemudian pecah dan hancur menjadi tanah. Perubahan suhu itulah yang menyebabkan batuan mengalami keretakan ketika batuan mengembang dan mengempis atau menyusut.

Tidak hanya panas matahari dan dan suhu dingin yang bisa menyebabkan pelapukan pada batu. Air juga dapat menyebabkan pelapukan batuan. Ketika kita berkunjung ke sebuah gua, di dalam gua terkadang dijumpai batu yang runcing yang disebut stalagmit dan stalagtit.

Batu kapur di dinding gua mengalami pelapukan oleh air hujan yang mengandung karbon dioksida. Batu kapur perlahan-lahan terkikis dan mengalami pelapukan. Tetesan air yang jatuh di lantai gua dan meninggalkan timbunan kapur membentuk stalagmit. Pengikisan batu kapur pada atap gua akan membentuk stalagtit.

Jadi, Pelapukan fisika dapat disebabkan oleh suhu, panas, angin, dan air.

b. Pelapukan Biologi
Berbeda dengan pelapukan fisika yang disebabkan oleh faktor alam. Pelapukan biologi terjadi karena kegiatan yang dilakukan makhluk hidup. Contoh pelapukan biologi yang paling mudah diamati adalah kayu yang berlubang dan lapuk disebabkan oleh rayap. Hewan ini memakan kayu sehingga kayu menjadi lapuk. Selain rayap, cacing tanah dan serangga seperti kumbang dan semut juga memungkinkan proses terjadinya pelapukan biologi. Hewan-hewan tersebut melakukan aktivitas di sekitar batuan dan mengeksresikan zat asam dari tubuhnya sehingga membuat batuan mengalami pelunakan secara biokimia.

Batuan juga dapat mengalami pelapukan biologi apabila batuan ditumbuhi lumut atau pohon. Lumut dapat tumbuh pada batuan karena di batu juga ada tanah dan air. Lumut lama-kelamaan dapat membuat batu menjadi retak dan lapuk. Beberapa jenis lumut yang memiliki rhizoid dapat masuk ke dalam batu yang paling keras sekalipun.

Pohon juga dapat membuat batu menjadi pecah. Akar tumbuhan masuk ke dalam tanah melalui retakan-retakan yang ada pada batuan. Seiring dengan membesar dan menebalnya akar tumbuhan, retakan batuan juga melebar dan saling terpisah. Hal ini membuktikan bahwa pepohonan membantu terjadinya pelapukan.

Tidak hanya hewan seperti rayap, kumbang, semut dan cacing. Ternyata Jamur, ganggang, bakteri, maupun virus dapat menjadi agen pelapukan secara biologi melalui mekanisme biokimia. Mereka menghasilkan zat kimia yang membantu memecah batu di mana mereka tinggal, sehingga mereka bisa mendapatkan nutrisi yang dibutuhkannya. Bagaimana  dengan manusia?? Apakah manusia juga memiliki peran dalam proses pelapukan batuan secara biologi. Jawabannya adalah Ya! Dalam hal ini, kebiasaan menebang pohon, penambangan, serta pembangunan infrastruktur juga dikategorikan contoh pelapukan biologi.

2. Perkaratan
Yang kedua adalah perkaratan.. Perkaratan logam atau bisa juga disebut dengan korosi logam merupakan proses oksidasi sebuah logam dengan udara atau elektrolit lainnya, dimana udara atau elektrolit akan mengami reduksi, sehingga proses korosi merupakan proses elektrokimia. Logam, terutama besi, akan berkarat jika bersentuhan langsung dengan air dan udara. Contoh yang sering kita lihat adalah pagar besi yang tadinya mengkilap lama kelamaan menjadi berkarat.

Bagaimana proses terjadinya karat?
Korosi perkaratan terjadi melalui reaksi redoks, di mana logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen mengalami reduksi. Karat logam umumnya berupa oksida atau karbonat. Karat pada besi berupa zat yang berwarna cokelat-merah dengan rumus kimia Fe2O3·xH2O. Oksida besi (karat) dapat mengelupas, sehingga secara bertahap permukaan yang baru terbuka itu mengalami korosi. Berbeda dengan aluminium, hasil korosi berupa Al2O3 membentuk lapisan yang melindungi lapisan logam dari korosi selanjutnya.

Korosi secara keseluruhan merupakan proses elektrokimia. Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi sebagai anode, di mana besi mengalami oksidasi.
Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e
Elektron yang dibebaskan dalam oksidasi akan mengalir ke bagian lain untuk mereduksi oksigen.
O2(g) + 2 H2O(l) + 4e→ 4 OH(I)
Ion besi(II) yang terbentuk pada anode akan teroksidasi membentuk besi(III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi Fe2O3·xH2O yang disebut karat.

Korosi pada besi menimbulkan banyak kerugian, karena barang-barang atau bangunan yang menggunakan besi menjadi tidak awet. Korosi pada besi dapat dicegah dengan membuat besi menjadi baja tahan karat (stainless steel), namun proses ini membutuhkan biaya yang mahal, sehingga tidak sesuai dengan kebanyakan pengunaan besi

Cara pencegahan korosi pada besi dapat dilakukan sebagai berikut:

Pengecatan
Fungsi pengecatan adalah untuk melindungi besi kontak dengan air dan udara. Cat yang mengandung timbal dan seng akan lebih melindungi besi terhadap korosi. Pengecatan harus sempurna karena jika terdapat bagian yang tidak tertutup oleh cat, maka besi di bawah cat akan terkorosi. Pagar bangunan dan jembatan biasanya dilindungi dari korosi dengan pengecatan.

Dibalut plastik
Plastik mencegah besi kontak dengan air dan udara. Peralatan rumah tangga biasanya dibalut plastik untuk menghindari korosi.

Pelapisan dengan krom (Cromium plating)
Krom memberi lapisan pelindung, sehingga besi yang dikrom akan menjadi mengkilap. Cromium plating dilakukan dengan proses elektrolisis. Krom dapat memberikan perlindungan meskipun lapisan krom tersebut ada yang rusak. Cara ini umumnya dilakukan pada kendaraan bermotor, misalnya bumper mobil.

Pelapisan dengan timah (Tin plating )
Timah termasuk logam yang tahan karat. Kaleng kemasan dari besi umumnya dilapisi dengan timah. Proses pelapisan dilakukan secara elektrolisis atau elektroplating. Lapisan timah akan melindungi besi selama lapisan itu masih utuh. Apabila terdapat goresan, maka timah justru mempercepat proses korosi karena potensial elektrode besi lebih positif dari timah.

Pelapisan dengan seng (Galvanisasi)
Seng dapat melindungi besi meskipun lapisannya ada yang rusak. Hal ini karena potensial elektrode besi lebih negative daripada seng, maka besi yang kontak dengan seng akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katode. Sehingga seng akan mengalami oksidasi, sedangkan besi akan terlindungi.

Pengorbanan anode (Sacrificial Anode)
Perbaikan pipa bawah tanah yang terkorosi mungkin memerlukan perbaikan yang mahal biayanya. Hal ini dapat diatasi dengan teknik sacrificial anode, yaitu dengan cara menanamkan logam magnesium kemudian dihubungkan ke pipa besi melalui sebuah kawat. Logam magnesium itu akan berkarat, sedangkan besi tidak karena magnesium merupakan logam yang aktif (lebih mudah berkarat).

3. Pembusukan
Pembusukan sering terjadi pada makanan. Makanan yang busuk sudah tidak layak dimakan karena dapat menyebabkan berbagai macam penyakit. Lalu apa tanda-tanda makanan yang telah busuk? Tanda-tandanya adalah makanan itu pasti berbau busuk, berlendir, dan menjadi lunak. Lalu kenapa bahan makanan dapat membusuk?

Kita tahu bahwa di udara banyak jamur dan bakteri, dan apabila jamur dan bakteri tersebut berada di tempat yang sesuai, mereka akan tumbuh dan berkembang biak. Daging yang bersentuhan langsung dengan udara tanpa ada penghalang akan lebih cepat ditumbuhi jamur dan bakteri. Aktivitas jamur dan bakteri inilah yang membuat daging atau makanan lainnya menjadi busuk dan ditumbuhi jamur atau bakteri. Dan apabila makanan yang telah membusuk ini dimakan, maka orang yang mengkonsumsinya akan mengalami keracunan.

Ada beberapa cara untuk mencegah pembusukan makanan yang merugikan. Contohnya menyimpan makanan ke dalam lemari es, memanaskan makanan, dan mengeringkan makanan. Suhu yang dingin, panas, dan pengeringan dapat menghambat pertumbuhan dan bahkan membunuh jamur dan bakteri.

Akan tetapi proses pembusukan tidak selamanya merugikan. Contohnya pada tempe dan pembuatan yoghurt. Pada proses pembuatan tempe, tape, dan yogurt memerlukan proses pembusukan dari jamur atau bakteri. Tempe dan tape dibuat dengan mencampurkan jamur dengan kedelai. Aktivitas jamur mengubah kedelai menjadi tempe. Dan ternyata tempe mengandung banyak protein nabati yang sangat baik untuk metabolisme tubuh.

B. Faktor Penentu Pemilihan Bahan atau Benda

Setiap hari, kita menggunakan berbagai macam benda. Setiap benda memiliki kegunaan tertentu. Kegunaan benda didasarkan pada bahan penyusun benda. Setiap bahan memiliki sifat-sifat tertentu. Berikut ini akan dibahas beberapa bahan yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Bahan-bahan tersebut meliputi logam, kayu, karet, kaca, dan plastik.

1. Logam
Logam yang paling banyak digunakan untuk peralatan rumah tangga yaitu besi, baja, dan aluminium. Besi dan aluminium adalah logam murni. Baja merupakan campuran besi dan karbon. 

a. Besi
Besi adalah jenis logam termurah dan paling umum dipakai. Besi murni mengkilap dan berwarna putih-perak. Besi bersifat lentur, keras, dan mudah dibentuk. Peralatan yang terbuat dari besi misalnya palu, pisau, sendok, dan paku. Namun, besi dapat mengalami perkaratan bila tidak terlindungi dari udara lembap. Besi yang berkarat berubah warna menjadi cokelat kemerah-merahan.

b. Baja
Baja adalah campuran besi dan karbon. Baja bersifat lebih keras dibandingkan besi murni. Selain itu, baja lebih lentur dibandingkan besi. Baja dibuat dengan menghembuskan udara atau oksigen pada besi tuang panas. Sifat keras yang dimiliki baja memungkinkannya lebih banyak digunakan untuk berbagai keperluan. Contoh peralatan yang dibuat dengan baja yaitu peralatan perang.

c. Aluminium
Aluminium ialah logam paling berlimpah. Aluminium bukan merupakan jenis logam berat, namun merupakan elemen yang berjumlah sekitar 8% dari permukaan bumi dan paling berlimpah ketiga.

Kelebihan aluminium dibandingkan logam yang lain yaitu;
  1. Penghantar listrik dan panas yang baik walaupun tidak sebaik tembaga. Karena memiliki daya hantar listrik yang baik ini aluminium digunakan pada kabel listrik menggantikan tembaga yang harganya lebih mahal.
  2. Mempunyai warna yang stabil seolah-olah tidak berkarat. Hal ini disebabkan aluminium sangat cepat bereaksi dengan dengan oksigen yang terdapat di udara menghasilkan aluminium oksida. Oksida yang terbentuk tidak mudah terkelupas sehingga dapat melindungi permukaan aluminium yang ada dibagian bawah agar tidak terjadi oksidai berlanjut. Selain berupa lapisan tipis, oksida yang terbentuk merupakan lapisan tembus cahaya sehingga aluminium seolah-olah tidak berubah (tetap mengkilat).
  3. Permukaannya tidak perlu di cat karena sudah cukup bagus dan menarik.
  4. Serbuk aluminium yang sangat halus tampak mengkilat seperti logam aslinya sehingga sering dicampur pada minyak cat (vernis) menghasilkan cat metalik yang harganya relatif labih mahal dibanding cat biasa. Cat-cat metalik kebanyakan digunakan pada barang-barang mewah, karena dengan penambahan aluminium, cat dapat memantulkan cahaya yang lebih banyak.
  5. Tidak bereaksi dengan asam atau bahan kimia lain yang terdapat dalam bahan makanan. Oleh karena itu aluminium banyak digunakan sebagai bahan dasar pembuatan alat-alat rumah tangga misanya panci. Dan aluminium dijadikan kertas aluminium yang sangat tipis yang digunakan sebagai pembungkus rokok, gula, bumbu masak dan beberapa keperluan lain.
  6. Paduan 95% aluminium dengan 5% unsur lain seperti Cu, Mg, dan Mn dapat digunakan menggantikan fungsi besi walaupun tidak sekuat besi. Misalnya dalam pembuatan bingkai pintu dan jendela.
2. Kayu
Kayu adalah bahan kokoh yang membentuk batang dan cabang pohon. Kayu merupakan bahan yang serbaguna. Kayu bersifat kokoh, lentur, mudah dibentuk, dan relatif kuat. Oleh karena sifat inilah, kayu digunakan untuk membuat perabot rumah seperti meja, kursi, almari, dan rak buku.

Kayu juga digunakan sebagai bahan baku pembuatan kertas. Serat dari kayu dapat dibuat kertas. Meskipun kayu bersifat keras, kayu masih dapat dimakan rayap dan mudah terbakar bila dalam keadaan kering. Selain itu, kayu juga dapat ditembus air. Kayu dapat diolah menjadi kayu lapis dan balok di dalam industri penggergajian. Setelah kulit kayu dikelupas, kayu dipotong dengan menggunakan gergaji menjadi lembaran tipis atau balok tebal sesuai penggunaannya. Kayu yang telah digergaji rapi dipakai untuk membuat jendela, pintu, dan rangka atap.

3. Karet
Karet alami dibuat dengan cara menyadap getah pohon karet. Getah pohon karet dibiarkan mengering dan mengeras. Karet dapat dibuat menjadi bahan yang kokoh dan lentur untuk pakaian, slang, dan ban. Karet juga tahan terhadap air. Bahan ini cocok untuk pembuatan baju selam, jas hujan, dan nslang medis. Selain itu, karet adalah penyekat arus listrik yang baik. Karet banyak diolah menjadi lapisan penutup luar kabel-kabel listrik. Karet juga dapat dibentuk menjadi spons dan bantal sofa.

4. Plastik
Plastik adalah bahan yang mudah diulur atau dicetak menjadi berbagai macam bentuk. Plastik memiliki banyak kegunaan dan sifat-sifat yang menguntungkan. Plastik dapat dibuat kaku atau lentur. Plastik dapat dicampur dengan zat pewarna dan dicetak menjadi beraneka bentuk. Plastik adalah penyekat listrik yang baik dan tahan terhadap bahan kimia. Berbagai benda yang terbuat dari plastik misalnya teko, toples, cangkir, sisir, sikat, dan kantong plastik.

5. Kaca
Kaca adalah bahan yang tembus pandang. Kaca dibuat dengan cara melebur pasir bercampur garam pada suhu tinggi. Campuran ini memadat sebagai kaca ketika mendingin. Kaca dapat dibuat menjadi serat kaca yang digunakan untuk keperluan menghambat panas atau listrik. Kaca juga dapat memperkuat plastik.

Kaca memiliki sifat keras dan tembus pandang. Namun, kaca mudah pecah. Sifat kaca dapat diubah dengan menambahkan sedikit bahan kimia ke dalam campuran dasar kaca. Sebagai contoh, boraks membuat kaca lebih tahan panas sehingga dimanfaatkan sebagai kaca oven. Kaca mobil dibuat dengan cara menghimpit selapis plastik di antara dua lembar kaca. Plastik mengikat erat kedua kaca sehingga tidak berhamburan saat pecah.

Nah, sekarang kita tentunya sudah tahu berbagai sifat bahan. Manusia memilih bahan tertentu untuk membuat benda. Panci yang digunakan untuk memasak terbuat dari logam. Hal ini karena logam memiliki sifat keras dan cepat menghantarkan panas. Selain itu, logam tidak meleleh bila dipanaskan. Sendok makan juga dibuat dari logam. Namun, lain lagi bila sendok yang digunakan hanya untuk sekali pakai. Sendok yang demikian terbuat dari plastik. Hal ini dikarenakan plastik bersifat ringan, lebih murah, dan dapat didaur ulang.

No comments for "Perubahan Wujud Pada Benda dan Faktor Penentu Pemilihan Bahan atau Benda"