Senin, 29 Oktober 2012

KIMIA



TERMOKIMIA & ENTALPI


Sistem & Lingkungan
Untuk mengerti termokimia, perlu dipahami konsep sistem dan lingkungan. Pertama, kita akan membahas mengenai sistem. Sistem adalah reaksi atau tempat yang dijadikan titik pusat perhatianLingkungan adalah semua hal yang menunjang sistem, atau dengan kata lain, semua hal di luar sistem. Contohnya, bila anda melihat segelas air, maka segelas air adalah sistem, sementara ruangan dan semua lainnya adalah lingkungan.

Ada 3 jenis sistem, berdasarkan transformasi materi dan energinya, yaitu:
  1. Sistem terbuka, yaitu sistem dimana pertukaran materi dan energi keluar masuk sistem dapat dilakukan. Contohnya, air dalam gelas terbuka.
  2. Sistem tertutup, dimana hanya ada pertukaran energi atau materi satu arah. Contohnya, air panas dalam gelas tertutup, dimana hanya panas (energi) dari dalam gelas yang bergerak ke arah lingkungan.
  3. Sistem terisolasi, yaitu dimana tidak terjadi pertukaran materi dan energi sama sekali. Contohnya, air dalam termos.
Entalpi
Entalpi, seperti asal kata Yunaninya, berarti kandungan energi pada suatu benda. Jika kita bayangkan kita melihat sebuah ember yang kita tidak tahu volumenya dan berisi air. Seperti banyak air yang tidak kita tahu,besar entalpi juga tidak kita ketahui. Namun, jika dari ambil atau beri air sebanyak satu gayung dari/pada ember tersebut, kita tahu perubahan isinya. Begitulah kita tahu perubahan entalpi.

Entalpi dilambangkan dengan huruf H (terkadang dengan h). Kita dapat mengetahui perubahan entalpi pada suatu reaksi dengan:
 ΔH = Hproduk - Hreaktan
Dimana semuanya terdapat dalam satuan J atau kal.

Jika kita hubungkan entalpi dengan hukum termodinamika yang pertama, kita akan tahu bahwa entalpi secara global tidak pernah berubah. Energi hanya bergerak, namun tidak bertambah atau berkurang. Lebih jauh akan dibahas dalam tulisan Pengayaan Termokimia.

Reaksi Eksoterm dan Endoterm
Reaksi dibagi menjadi dua jenis, sesuai dengan arah perpindahan energi. Mereka adalah : (a) reaksi eksoterm dan (b) reaksi endoterm. Kita akan membahas yang pertama dahulu.
  1. Reaksi Eksoterm
  Reaksi eksoterm, adalah kejadian dimana panas mengalir dari sistem ke lingkungan. Maka, ΔH < O dan suhu produk akan lebih kecil dari reaktan. Ciri lain, suhu sekitarnya akan lebih tinggi dari suhu awal. 
Contoh
C(s)+O-> CO2 (g) ΔH=-393.4 kJ mol-1

 Diagram reaksi eksoterm berupa : 




  1. Reaksi Endoterm
Reaksi endoterm adalah kejadian dimana panas diserap oleh sistem dari lingkungan. Maka, ΔH > 0 dan suhu sekitarnya turun.
Contoh:

  • H2(g) + I2(g) -> 2HI(g) ΔH=51.9 kJ mol-1
  • Ba(OH)2(s) + 2NH4Cl (s) -> BaCl2(l) + 2NH3(g) + 2H2O(l)
  • Penguapan Alkohol
    Berikut diagram reaksi endoterm :  



Kondisi Standar & Persamaan Termokimia

Semua persamaan termokimia akan dituliskan dengan kondisi standar (STP) sebagai acuannya, yaitu 1 atm (101.3 kPa) dan 25oC (298 K). Ini digunakan karena unsur pada kondisi ini berada dalam tingkat paling stabil.

   Persamaan termokimia akan menyatakan jumlah mol reaktan dan produk, serta menyatakan jumlah energi yang terlibat. SI untuk ΔH adalah kJ mol-1. 'mol-1' tidak menyatakan jumlah penyusun senyawa, namun jumlah per mol dalam persamaan tersebut, biasanya dengan acuan mol produk adalah 1. Contoh
CO(g) + 1/2 O2(g) -> CO2(g) ΔH= -283 kJ mol-1
  2CO(g) + O2(g) -> 2CO2(g) ΔH= -566 kJ mol-1
Catatan:
  1. Terkadang mol-1 hanya dituliskan jika mol reaktan adalah 1, atau tidak dituliskan sama sekali
  2. Persamaan termokimia juga harus memasukkan kondisi fisis senyawanya
     Jenis-Jenis Perubahan Entalpi
Ada beberapa jenis entalpi, namun kurikulum Indonesia hanya mensyaratkan 4 diantaranya (anda boleh lega, karena siswa Singapura belajar 7 jenis), yaitu:
  1. Entalpi Pembentukan Standar (ΔHf0= Standard Enthalpy of Formation)
Entalpi pembentukan standar adalah perubahan entalpi untuk membentuk senyawa satu mol dari unsur-unsurnya pada kondisi standar.
Contoh:
H2(g) + 1/2 O2-> H2O(l) ΔH=-286 kJ mol-1
 C (grafit) + O2(g) -> CO2(g) ΔH=-393 kJ mol-1
K(s) + Mn(s) + 2O2 -> KMnO4(s) ΔH=-813 kJ mol-1
Catatan:
  • ΔHelemen stabil adalah 0
  • ΔHf digunakan untuk memperkirakan stabilitas senyawa dibanding penyusunnya
  • Semakin kecil ΔHfsemakin stabil energi senyawa itu
  • ΔHtidak mencerminkan laju reaksi (akan dibahas pada bab selanjutnya)
  1. Entalpi Penguraian Standar (ΔHd0= Standard Enthalpy of Decomposition)
Entalpi penguraian standar adalah kebalikan pembentukan, yaitu kembalinya senyawa ke unsur dasarnya. Maka, entalpinya pun akan berbalik.
Contoh:
H2O(l) -> H2(g) + 1/2 O2(g) ΔH=+286 kJ mol-1 (bnd. contoh Hf no. 1)

  1. Entalpi Pembakaran Standar (ΔHc0= Standard Enthalpy of Combustion)
Entalpi pembakaran standar adalah perubahan entalpi ketika 1 mol materi dibakar habis menggunakan oksigen pada kondisi standar.
Contoh :
1/2 C2H4(g) + 3/2 O2 -> CO2(g) + H2O(l) ΔH=-705.5 kJ mol-1
Catatan:
  • ΔHc selalu negatif, karena panas pasti dilibatkan
  • ΔHc bisa digunakan untuk menilai kandungan energi bahan bakar atau makanan
  1.  
Entalpi Pelarutan Standar (ΔHs0= Standard Enthalpy of Solution)
Entalpi pelarutan standar adalah perubahan entalpi ketika 1 mol materi terlarut pada sebuah larutan menghasilkan larutan encer. Setelah itu, tidak akan terjadi perubahan suhu bila larutan awal ditambahkan.
Contoh:
  • NH3(g) + aq -> NH3(aq) ΔHs=-35.2 kJ mol-1
  • HCl(g) + aq -> H+(aq) + Cl-(aq) ΔHs=-72.4 kJ mol-1
  • NaCl(s) + aq -> Na+(aq) + Cl-(aq) ΔH=+4.0 kJ mol-1
Catatan:
  • Jika ΔHs sangat positif, zat itu tidak larut dalam air
  • Jika ΔH negatif, zat itu larut dalam air

KIMIA


Ikatan, Bentuk dan Gaya antarmolekul


Ikatan Kovalen: Teori Ikatan Valensi dan Teori Hibridisasi

Penggunaan elektron secara bersama digambarkan oleh Walter Heitler dan Fritz London (1927) sebagai interaksi orbital-orbital atomiknya, berupa tumpang tindih orbital. Hal ini kemudian menjadi dasar dari teori kimia yang disebeut Teori Ikatan Valensi. Namun, teori ini memiliki kelemahan yakni tidak dapat menjelaskan pembentukan ikatan kovalen pada sebagian molekul, termasuk molekul kecil yang melibatkan atom seperti B, Be, dan C. Untuk mengatasi kelemahan ini, Linus Pauling mengemukakan Teori Hibridisasi yang berbunyi:
Orbital-Orbital atomik dari suatu atom dengan perbedaan tingkat energi yang kecil, dapat bercampur membentuk orbital-orbital baru yang disebut orbital atomik hibrid.

1.     Teori ikatan Valensi : tumpang tindih orbital

Ikatan kovalen digambarkan sebagai tumpang tindih orbital-orbital atomiknya. Elektron yang terlibat dalam ikatan ini hanya elektron valensi. Pada ikatan kovalen biasa, tumpang tindih yang melibatkan dua orbital atomik setengah penuh. Posisi tumpang tindih sedemikian agar diperoleh energi potensial minimum yang identik dengan ikatan terkuat. Jika elektron valensi yang terlibat berasal dari orbital s, pertindihan antara dua orbital s tersebut tidak akan kuat. Akibatnya, ikatan yang terbentuk antara orbital s dan s relatif lemah. Jika orbital p bertindihan dengan orbital s atau orbital p bertindihan dengan orbital lainnya, akan memiliki ikatan yang relatif kuat karena orbital p terkonsentrasi pada arah tertentu. Berdasarkan tumpang tindih orbital yang terjadi, ikatan kovalen dibedakan menjadi:
-          Ikatan  yang terbentuk sebagai akibat tumpang tindih ujung-ujung orbital-orbital secara aksial. Contoh tumpang tindih s-s, s-p, dan p-p (aksial).
-          Ikatan  yang terbentuk akibat tumpang tindih orbital-orbital secara lateral. Contoh tumpang tindih p-p (lateral).

2.       Orbital-orbital Hibrid pada Ikatan Kovalen menurut Teori Hibridisasi.

Menurut teori hibridisasi, orbital-orbital atomik dari suatu atom dengan perbedaan tingkat energi yang kecil dapat bercampur membentuk orbital-orbital atomik hibrid. Hibrid adalah orbital-orbital yang ekivalen satu sama lainnya dalam hal bentuk dan energi sedangkan perbedaan hanya terletak pada orientasinya. Jumlah hibrid yang diperoleh sama dengan jumlah orbital-orbital atomik awalnya.
Jenis Orbital Hibrid
Pencampuran Orbital
Orientasi Orbital
sp
1 s + 1 p --> 2 hibrid sp
Linear
sp2
1 s + 2 p --> 3 hibrid sp2
Segitiga sama sisi
sp3
1 s + 3 p --> 4 hibrid sp3
Tetrahedron
dsp2
1 s + 2 p + 1 d --> 4 hibrid dsp2
Planar segiempat
sp3d
1 s + 3 p + 1 d --> 5 hibrid sp3d
Bipiramida Trigonal
sp3d2
1 s + 3 p + 2 d --> 6 hibrid sp3d2
Oktahedron

3.       Teori Orbital Molekul

Teori yang menjelaskan perbedan energi yang terjadi pada orbital, terutama orbial d. Orbital d terdiri atas lima bentuk orbital, yaitu dyz, dxz, dxy, dx2-y2, dan dz2. Ternyata lima bentuk orbital memiliki tingkat energi yang berbeda-beda. Akibat perbedaan tingkat energi ini, timbul splitting energy, yaitu perbedaan energi dari tingkat energi d yang tinggi dan tingkat energi d yang rendah.

Bentuk Molekul

Bentuk molekul dapat diramalkan menggunakan Teori Domain Elektron. Domain elektron adalah daerah gerak elektron di sekitar atom dalam molekul. Teori ini digunakan untuk menjelaskan bentuk molekul dan struktur lewis. Terdapat dua jenis domain elektron, yaitu domain elektron yang digunakan untuk berikatan disebut domain ikatan dan domain elektron yang tidak digunakan untuk berikatan yang disebut domain bukan ikatan. Setiap ikatan tunggal atau ikatan rangkap adalah satu domain ikatan dan setiap pasangan elektron bebas merupakan satu dominan bukan ikatan. Ada beberapa bentuk molekul yang penting, yakni :
molekul linear
molekul segitiga sama sisi
molekul tetrahedron
molekul bipiramida trigonal
molekul oktahedron.

 

 

 

 

 

1.       Teori Domain Elektron

Dasar dari pemahaman tentang bentuk molekul adalah stuktur Lewis yang memberi informasi pasangan-pasangan elektron  ikatan atau bebas yang ada di sekitar atom pusat. Pasangan-pasangan elektron ini mengalami gaya elektrostatis karena muatan yang dimilikinya. Berdasarkan hal ini pada tahun 1970 R.G Gillespie mengajukan Teori VSEPR (Valence-Shell Electron Pair Repulsion) yang menyatakan:
Pasangan-pasangan elektron yang semuanya bermuatan negatif akan berusaha saling menjauhi sehingga tolak menolak antar pasangan-pasangan menjadi minimum.
Teori VSEPR dapat digunakan untuk meramalkan geometri molekul yang akan memberikan bentuk molekul. Domain elektron dapat dibedakan menjadi:
-          Domain elektron ikatan(DEI) yakni domain yang mengandung pasangan elektron ikatan.
-          Domain elektron bebas(DEB) yakni domain yang mengandung pasangan elektron bebas.

Dari penjelasan di atas, teori VSEPR juga dikenal sebagi teori Domain Elektron. Selanjutnya mari kita simak langkah-langkah meramalkan bentuk molekul:

1.       Tulis struktur Lewisnya
Tahap 1 : Tuliskan konfigurasi elektron untuk atom-atom yang menyusun senyawa tersebut. Setelah itu tuliskan jumlah elektron valensi dalam bentuk notasi di sekeliling atom-atom yang menyusun senyawa tersebut.
Tahap 2 : Tentukan atom pusatnya dan gambarkan struktur Lewisnya dengan menempatkan elektron valensi yang digambarkan dengan notasi di sekeliling atom pusat.
Tahap 3 : Teliti struktur Lewis yang telah digambarkan dengan menghitung jumlah notasi pada masing-masing atom yang bergabung untuk membentuk senyawa. Jumlah notasi harus sesuai dengan aturan oktet dan duplet.
2.       Tentukan jumlah domain elektron di sekitar atom pusat, perhatikan, ikatan rangkap dihitung sebagai satu domain. Bedakan DEI dan DEB.
3.       Tentukan geometri dasar berdasarkan jumlah domain elektron.
-          2 DE = linear
-          3 DE = segitiga sama sisi
-          4 DE = tetrahedron
-          5 DE = bipiramida trigonal
-          6 DE = oktahedron
4.       Letakkan atom pusat ditengah geometri dasar. Gambar garis yang menghubungkan atom pusat ke titik-titik ujung geometri.
5.       Isi domain elektron bebas terlebih dahulu pada titik ujung geometri. (DEB memerlukan tempat yang lebih dibandingkan DEI)
-          Pada geometri biipiramida trigonal, DEB akan menempati posisi ekuatorial.
-          Pada geometri tetrahedron, domain elektron bebas pertama akan menempati posisi dimana saja sedangkan yang kedua harus menempati posisi yang berlawanan.
6.       Kemudian, isi domain elektron ikatan dan tulis atom yang terkait.
7.       Menurut teori domain elektron, urutan kekutan tolak menolak antar-domain elektron bebas dan ikatan adalah:
DEB-DEB > DEB-DEI > DEI-DEI
Hal ini berarti domain non ikatan cenderung mendorong domain-domain ikatan untuk saling mendekat sehingga sudut antaranya menjadi berkurang. Sudut ini dikenal sebagai sudut ikatan. Sebagai catatan, domain-domain elektron ikatan mempunyai kekuatan untuk tolak menolak sebagai berikut berdasarkan jumlah atomnya.
DEI rangkap 3 > DEI rangkap 2 > DEI tunggal.
8.       Gambar bentuk molekulnya tanpa menyertakan garis yang menghubungkan DEB ke atom pusat. 
9.       Nama dari bentuk molekul dapat ditentukan menggunakan rumus berikut.
AXnEm
A= atom pusat
X= semua atom yang terikat ke atom pusat
E= DEB
n= jumlah DEI
m= jumlah DEB

Kepolaran Molekul
1.       Kepolaran Molekul diatom yang Memiliki 1 Ikatan Kovalen
a.       Apabila ikatan kovalen tersebut bersifat non-polar, maka molekulnya bersifat non-polar.
b.      Apabila ikatan kovalen tersebut polar, maka molekulnya bersifat polar.

2.       Kepolaran Molekul Poliatom yang Memiliki lebih dari 1 Ikatan Kovalen
a.       Apabila semua ikatan kovalennya bersifat non-polar, maka molekulnya bersifat non-polar.
b.      Apabila terdapat ikatan kovalen yang bersifat polar, maka kepolaran molekul ditentukan dari net dipol ikatan-ikatannya yang dipengaruhi oleh bentuk molekul.
i.                     CO2 bersifat non-polar : memiliki 1 ikatan kovalen polar C=O. Namun bentuk molekulnya linear sehingga dipol-dipol kedua ikatan berlawanan arah dan saling meniadakan, atu net dipol 
ii.                   H2O bersifat polar: memiliki 2 ikatan kovalen polar O-H. Bentuk molekulnya yang bengkok seperti huruf V menyebabkan dipol-dipol kedua ikatan tidak saling meniadakan, atau net dipol 
iii.                  HCN bersifat polar: memiliki 2 ikatan ovalen polar, yakni H-C dan C=N. Meski bentuk molekulnya linear, namun arah kedua momen dipol sama. Akibatnya, net dipol bertambah atau net dipol  

Gaya Antarmolekul

1.       Gaya Tarik-menarik  Dipol-dipol.

Berlaku untuk molekul-molekul yang bersifat polar. Molekul mempunya dua kutub  yang merupakan dipol permanen. Dipol-dipol molekul-molekul tersebut selanjutnya akan saling tarik menarik pada kutub-kutub dengan muatan berlawanan. Pada saat bersamaan, juga terjadi gaya tolak-menolak pada kutub yang sejenis. Secara keseluruhan, gaya tarik menarik yang terjadi lebih besar dibandingkan dengan gaya tolak menolak. Akibatnya, terdapat suatu netto tarik-menarik antar-molekul. Inilah yang disebut dengan gaya tarik menarik dipo-dipol.
Gaya dipol-dipol ini jauh lebih lemah dibandingkan ikatan kovalen antar atom dalam masing-masing molekul itu sendiri, yakni hanya sekitar 1% nya saja. Hal ini karena muatan-muatan yang terlibat dalam gaya antar-molekul ini adlah muatan parsial (), bukan muatan penuh. 

2.       Ikatan Hidrogen

Ikatan yang terbentuk antara atom H yang elektropositif dan atom lain yang memilki keelektronegatifan besar. Ikatan hidrogen dapat terjadi di dalam sebuah molekul dan atarmolekul. Dipol-dipol kuat dapat terjadi antarmolekul yang mengandung atom H yang terikat pada atom N,O, atau F. Tarikan yang terjadi dinamakan ikatan hidrogen. Senyawa yang mempunyai ikatan hidrogen akan memiliki titik didih yang tinggi. Akibanya, untuk memutuskan ikatan tersebut memerlukan energi yang besar. Tidak semua ikatan hidrogen memiliki kekuatan yang sama. Ikatan yang terjadi pada O-H lebih kuat dari ikatan N-H karena atom O lebih elektronegatif dari atom N. Dan dapat disimpulkan bahwa kekuatan ikatan hidrogen memengaruhi titik didihnya yang tinggi. Tetapi, jika ikatan hidrogen yang terbentuk lemah, titik didihnya rendah. Ikatan hidrogen juga memengaruhi kelarutan senyawa kovalen di dalam air. Jika senyawa atau molekul dapat berikatan hidrogen dengan air, senyawa tersebut cenderung larut dalam air. Contohnya ialah glukosa.

3.       Gaya Van Der Waals

Pada molekul-molekul nonpolar terjadi gaya tarik menarik yang lemah, kamudian membentuk ikatan yang lemah dan dikenal dengan ikatan van der waals. Adalah gaya tarik-menarik antar molekul yang menyebabkan timbulnya kohesi molekul di dalam larutan atau padatan nonionik. Gaya van der waals terjadi pada jarak yang sangat dekat. Beberapa hal yang menyababkan terjadinya ikatan van der waals sebagai berikut:
a.       Terjadi gaya tarik-menarik antar molekul yang mempunyai perbedaan keelektronegatifan meskipun muatannya kecil dan terdapat pada senyawa nonpolar. Contohnya ialah senyawa CH4.
b.      Ikatan antar molekul yang memilki perbedaan keelektronegatifan dengan molekul lain yang hampir tidak ada perbedaan keelektronegatifannya akan menginduksi molekul yang hampir tidak ada perbedaan keelektronegatifannya tersebut. Akibatnya menimbulkan dipol sesaat. Ikatan yang terbentuk dinamakan ikatan van der waals.
c.       Bila molekul nonpolar ditarik oleh antaraksi dipol-dipol yang lemah maka akan menimbulkan gaya London. Hal ini terjadi jika terdapat elektron yang berasal dari molekul kedua yang ditarik ke inti molekul pertama dengan lemah maka elektron yang berasal dari molekul kedua akan ditolak oleh elektron yang berasal dari molekul pertama hinggga menghasilkan distribusi elektron yang tidak merata dan dapat menginduksi suatu dipol. Bila terjadi berbagai dipol secara bersamaan maka akan menimbulkan gaya van der waals. Gaya ini memengaruhi peningkatan titik didih unsur-unsur berwujud gas yang terletak pada golongan VIIIA dalam sistem periodik unsur.

4.       Gaya London : Gaya Tarik-menarik Dipol Sesaat-Dipol Terimbas.
Disebut juga gaya tarik dispersi. Semua molekul mempunyai gaya tarik dispersi. Hal ini disebabkan dipol sesaat yang terbentuk di dalam molekul saling berdekatan. Akibatnya, dipol sesaat yang dimiliki sebuah molekul dapat memengaruhi molekul lainnya yang berada di dekatnya sehingga terjadi dipol terinduksi. Kekuatan gaya dispersi bergantung pada seberapa banyak elektron yang berada untuk didispersikan. Gaya tarik tersebut akan meningkat dengan tiga faktor yang mempengaruhinya.
a.       Ukuran molekul
Molekul dengan ukuran besar mempunyai awan elektron yang besar yang mudah terdeformasi karena elektron-elektron terluarnya cenderung tidak terikat dengan baik. Dengan demikian dipol sesaat dan dipol terimbas semakin mudah terbentuk. Akibatnya, gaya London akan jauh lebih kuat dibandingkan dengan ukuran molekul lebih kecil.
 Semakin besar ukuran molekul, semakin besar kekuatan gaya London.
b.      Jumlah atom di dalam molekul
Semakin banyak jumlah atom di dalam molekul, semakin banyak tempat yang tersedia untuk terbentuknya dipol sesaat dan dipol terimbas. Dengan demikian, dipol sesaat dan dipol terimbas semakin mudah terbentuk sehingga gaya London akan semakin kuat.
 Semakin banyak jumlah atom di dalam molekul, semakin besar kekuatan gaya London.
c.       Bentuk molekul
Dapat memperngaruhi kekuatan gaya London. Semakin kompak bentuk molekul, maka kemungkinan terbentuknya dipol sesaat dan dipol terimbas juga semakin kecil. Dengan demikian, semakin lemah kekuatan gaya London.
 Semakin kompak bentuk molekul, semakin lemah kekuatan gaya London.

Gaya antarmolekul ini mempengaruhi beberapa sifat fisis zat seperti titik didih, tegangan permukaan, sifat membasahi permukaan oleh zat cair, dan kekentalan (viskositas).

KIMIA


KONSEP LAJU REAKSI

1. Pengertian Laju Reaksi
Laju menyatakan seberapa cepat atau seberapa lambat suatu proses berlangsung. Laju juga menyatakan besarnya perubahan yang terjadi dalam satu satua waktu. Satuan waktu dapat berupa detik, menit, jam, hari atau tahun.
Reaksi kimia adalah proses perubahan zat pereaksi menjadi produk. Seiring dengan bertambahnya waktu reaksi, maka jumlah zat peraksi semakin sedikit, sedangkan produk semakin banyak. Laju reaksi dinyatakan sebagai laju berkurangnya pereaksi atau laju terbentuknya produk.

2. Ungkapan Laju Reaksi untuk Sistem Homogen

Untuk sistem homogen, laju reaksi umum dinyatakan sebagai laju penguragan konsentrasi molar pereaksi atau laju pertambahan konsentrasi molar produk untuk satu satuan waktu, sebagai berikut:
 












Jika diketahui satuan dari konsentrasi molar adalah mol/L. Maka satuan dari laju reaksi adalah mol/L.det atau M/det.
3. Laju Rerata dan Laju Sesaat
a. Laju rerata
Laju rerata adalah rerata laju untuk selang waktu tertentu. Perbedaan antara laju rerata dengan laju sesaat dapat diandaikan dengan laju kendaraan. Misalnya suatu kendaraan menempuh jarak 300 km dalam 5 jam. Laju rerata kendaraan itu adalah 300 km/5 jam = 60 km/jam. Tentu saja laju kendaraan tidak selalu 60 km/jam. Laju sesaat ditunjukkan oleh speedometer kendaraan.

b. Laju Sesaat
Laju sesaat adalah laju pada saat tertentu. Sebagai telah kita lihat sebelumnya, laju reaksi berubah dari waktu ke waktu. Pada umumnya, laju reaksi makin kecil seiring dengan bertambahnya waktu reaksi. oleh karena itu, plot konsentrasi terhadap waktu berbentuk garis lengkung, seperti gambar di bawah ini. Laju sesaat pada waktu t dapat ditentukan dari kemiringan (gradien) tangen pada saat t tersebut, sebagai berikut.
  1. Lukis garis singgung pada saat t
  2. Lukis segitiga untuk menentukan kemiringan
  3. laju sesaat = kemiringan tangen
 
 

Sabtu, 27 Oktober 2012

HISTOLOGI HEWAN


Struktur Jaringan Hewan


 
 
 
 
 
 
10 Votes

Jaringan hewanSeperti halnya tumbuhan tingkat tinggi, tubuh hewan multiselular juga tersusun atas banyak sel. Sel-sel tersebut pada tempat tertentu akan bersatu membentuk jaringan untuk melakukan suatu fungsi. Jaringan yang berkelompok bekerja sama melaksanakan fungsi tertentu membentuk suatu organ. Beberapa organ bekerja sama membentuk sistem organ dan melaksanakan fungsi tertentu.
Jaringan utama penyusun organ tubuh hewan tingkat tinggi dan manusia ada empat macam, yaitu jaringan epitelium, jaringan pengikat dan penumpu (tulang), jaringan otot, serta jaringan saraf.

1. Jaringan Epitelium

 Seperti jaringan epidermis pada tumbuhan, jaringan epitel berfungsi sebagai pelapis organ dan rongga tubuh bagian luar. Jaringan ini dapat ditemukan pada permukaan tubuh yang membatasi organ tubuh dengan lingkungan luarnya. Jaringan epitel yang melapisi permukaan  tubuh atau lapisan luar tubuh dinamakan epitelium. Sedangkan jaringan epitel yang membatasi rongga tubuh dinamakan mesotelium, misalnya perikardium, pleura, dan peritonium. Kemudian, jaringan  yang membatasi organ tubuh dinamakan endotelium. Di dalam struktur tubuh, jaringan epitel berfungsi sebagai pelindung jaringan  di bawahnya dari kerusakan, pengangkut zat-zat antarjaringan, dan  tempat keluarnya enzim.
Berdasarkan strukturnya, jaringan epitel dibedakan menjadi 3 macam,  yaitu epitel pipih, epitel batang (silinder), dan epitel kubus. Kita bisa  membedakan ketiga jaringan epitel tersebut berdasarkan ciri-cirinya.  Epitel pipih memiliki ciri yakni selnya berbentuk pipih dengan  nukleus bulat di tengah. Epitel batang (silinder) tersusun oleh sel berbentuk seperti batang dengan nukleus bulat di dasar sel. Sedangkan epitel kubus memiliki sel berbentuk kubus dengan nukleus bulat besar di tengah.
Menurut lapisan penyusunnya, jaringan epitel terbagi atas beberapa jaringan, yakni epitel pipih selapis, epitel pipih berlapis banyak, epitel silindris selapis, epitel silindris berlapis banyak, epitel kubus selapis, epitel kubus berlapis banyak, dan epitel transisi. Kalian dapat memahaminya dengan memerhatikan ulasan berikut.
Epitel Pipih Selapis
jaringan epitel selapisz
Jaringan epitel pipih selapis (sederhana) banyak ditemukan pada organ-organ seperti pembuluh darah, pembuluh limfa, paru-paru, alveoli, dan selaput perut. Sitoplasma jaringan ini sangat jernih, inti selnya berbentuk bulat di tengah, dan sel-selnya tersusun sangat rapat. 
Jaringan epitel pipih selapis berperan dalam proses fi ltrasi, sekresi, dan 
difusi osmosis.
Epitel Pipih Berlapis
jarinan epitel pipih
Seperti epitel pipih selapis, sel jaringan epitel pipih berlapis (kompleks) tersusun sangat rapat. Rongga mulut, esofagus, laring, vagina, saluran anus, dan rongga hidung banyak tersusun oleh jaringan ini. Fungsinya adalah sebagai pelindung dan penghasil mukus.
Epitel Batang Selapis
jarinan epitel batang selapis
Sel berbentuk batang, sitoplasma jernih, dengan inti sel bulat berada di dekat dasar merupakan ciri jaringan ini. Epitel batang selapis banyak ditemukan pada usus, dinding lambung, kantong empedu, saluran rahim, saluran pencernaan, dan saluran pernafasan bagian atas. Jaringan epitel batang selapis berfungsi dalam proses sekresi, penyerapan (absorpsi), penghasil mukus, dan pelicin/pelumas permukaan saluran.
Epitel Batang Berlapis Banyak
Epitel Batang Berlapis Banyak
Seperti namanya, jaringan ini tersusun banyak lapisan sel yang berbentuk batang. Jaringan epitel batang berlapis banyak terdapat pada beberapa organ tubuh seperti bagian mata yang berwarna putih, faring, laring, dan uretra. Fungsi epitel batang berlapis banyak yaitu sebagai tempat sekresi yakni penghasil mukus,dan ekskresi, misalnya kelenjar ludah dan kelenjar susu.
Epitel Kubus Selapis
image
Jaringan epitel berbentuk kubus selapis ditemui pada beberapa bagian, meliputi permukaan ovarium, nefron, ginjal, dan lensa mata.  Fungsi epitel kubus selapis adalah tempat sekresi.
Epitel Kubus Berlapis Banyak
Epitel Kubus Berlapis Banyak
Epitel kubus berlapis banyak terdapat pada beberapa bagian tubuh, yakni folikel ovarium, testis, kelenjar keringat, dan kelenjar ludah. Fungsi jaringan ini adalah sebagai pelindung dan penghasil mukus. Selain itu, jaringan ini juga berfungsi sebagai pelindung dari gesekan.
Epitel Transisi
Jaringan Epitel Transisi
Sel penyusun epitel transisi bentuknya dapat berubah dan berlapislapis. Epitel ini dapat ditemukan pada organ saluran pernafasan, ureter, dan kandung kemih. Saat kandung kemih berisi urine, sel epitel akan berbentuk kuboid seperti dadu atau silindris.

2. Jaringan Ikat

Saat kalian menyambung tali yang putus menjadi dua bagian, kemudian kalian mengikatnya, maka tali tersebut akan menjadi kuat kembali. Sama seperti tali, organ dan jaringan tubuh kita dihubungkan oleh jaringan ikat sehingga menjadi kuat. Karena itu, jaringan ikat disebut juga jaringan penyambung atau jaringan penyokong. 
Jaringan ikat berfungsi melekatkan konstruksi antarjaringan, membungkus organ, menghasilkan energi, menghasilkan sistem imun, dan mengisi rongga-rongga di antara organ.
Berbeda dengan jaringan epitel yang sel-selnya tersusun rapat, kumpulan sel jaringan ikat amat jarang dan tersebar dalam matriks ekstraseluler. Selain itu, sel-sel jaringan ikat memiliki bentuk yang tidak teratur. Sebagian besar matriksnya terdapat serat-serat dan bahan dasar yang berupa cairan.
Jaringan ikat memiliki bahan dasar yang tidak berwarna, tidak berbentuk (amorf), dan homogen. Bahan dasar ini berasal dari asammukopolisakarida yaitu asam hialuronat. Akibatnya, matriks menjadi lentur dan semakin banyak air. Di dalamnya terdapat pula asam mukopolisakarida sulfan yang menjadikan struktur jaringan ikat 
bersifat kaku.  Serat jaringan ikat yang terbuat dari protein dan sebagai penyusun matriks memiliki berbagai jenis serat, meliputi serat kolagen, serat elastis, dan serat retikuler.
Serat kolagen berwarna putih atau disebut serat putih. Seratnya tersusun atas protein kolagen, sehingga memiliki sifat kuat, daya regang 
tinggi, dan elastisitas yang rendah. Serat ini banyak terdapat pada kulit, 
tulang, dan tendon.
serat kolagen dan serat elastis
Sementara itu, serat elastis berwarna kuning atau disebut serabut 
kuning. Serat elastis terbuat dari protein elastin dan mukopolisakarida, 
sehingga memiliki elastisitas tinggi. Serat ini banyak terdapat pada 
bantalan lemak, ligamen, dan pembuluh darah.
Serat retikuler sangat tipis dan bercabang, tersusun atas kolagen dan terhubung pula dengan serat kolagen. Karena itu, serat retikuler 
mempunyai sifat yang sama dengan serat kolagen. Bahan dasarnya 
mengandung glikoprotein. Serat ini berfungsi sebagai penghubung 
jaringan pengikat dengan jaringan sebelahnya. Serat retikuler dapat ditemukan pada hati, limpa, dan kelenjar-kelenjar limfaSerat retikuler
Berdasarkan jenisnya, jaringan ikat dikelompokan dalam tiga tipe, yakni jaringan ikat sebenarnya, jaringan tulang rangka, jaringan darah dan jaringan limfa. Nah, ulasan berikut akan menambah pengetahuan kalian.
Jaringan Pengikat Sebenarnya 
Jaringan ikat sebenarnya dibedakan menjadi jaringan peng ikat 
berserat (fi brosa), jaringan ikat elastis, jaringan ikat lemak dan jaringan 
ikat longgar.
Jaringan Ikat Berserat 
Matriks jaringan ikat berserat mengandung serat putih berkolagen, namun kolagennya tidak elastis. Kita dapat temui jenis jaringan ini pada tendon yang melekatkan otot ke tulang dan ligamen yang menghubungkan tulang dengan tulang lain pada persendian. Jaringan ini berfungsi menghubungkan tulang dengan tulang dan otot dengan tulang.
Jaringan Ikat Elastis 
Matriks jaringan ikat elastis mengandung serabut elastis kuning. 
Bisa kita temukan pada ligamen dan dinding arteri. Jaringan pengikatini berfungsi sebagai pelindung elastisitas jaringan.
Jaringan Ikat lemak 
Jaringan ikat lemak disebut pula jaringan adiposa. Di dalamnya banyak tersimpan sel lemak berbentuk bulat. Jaringan adiposa berfungsi melapisi dan menginsulasi tubuh, kemudian juga menyimpan molekul bahan bakar. Letaknya berada pada epidermis kulit, sumsum tulang, sekitar sendi dan ginjal. Selain itu, jaringan ini berfungsi sebagai penyimpan lemak, dan berperan sebagai bantalan.
Jaringan pengikat longgar 
Diberi nama jaringan ikat longgar karena seratnya amat longgar. Jenis seratnya berkolagen, elastis, dan juga berserat retikuler. Letaknya berada pada bagian bawah kulit, di dekat 
pembuluh darah dan saraf, dan sekitar organ. Jaringan ini berperan dalam mengikat jaringan epitel dan jaringan di bawahnya. Selain itu, jaringan ikat longgar berfungsi menjaga organ tetap berada di tempatnya
Jaringan Tulang/Rangka 
Jaringan tulang rangka meliputi jaringan tulang rawan dan tulang sejati. Matriks jaringannya tersusun atas kondrin jernih seperti kanji, yang terbuat dari fosfat dan mukopolisakarida. Kondrin dihasilkan oleh sel-sel kondroblast yang terdapat pada laluna. Sel tulang rawan ini dinamakan kondrosit dengan fungsi mensintesis matriks.  Jaringan tulang rawan pada anak-anak berasal dari jaringan mesenkim. Sedangkan pada orang dewasa dibentuk oleh selaput rawan atau fibrosa yang dinamakan perikondrium. Berikut penjelasannya satu persatu.
Jaringan Tulang Rawan 
Jaringan tulang rawan disebut pula kartilago yang terbagi menjadi 3 jenis, yakni kartilago hialin, kartilago elastis, dan kartilago fibroblas.
Tulang rawan hialin memiliki berwarna putih kebiruan dan transparan. Di dalam matriksnya terdapat serat elastis.
Di dalam tulang rawan elastis terdapat serat elastis berwarna 
kuning. Selain itu, di dalamnya juga terdapat perikondrium. Serat elastis ini berfungsi memberi kelenturan dan menyokong jaringan tulang rawan. Tulang rawan ini terdapat pada embrio, laring, telinga luar, dan epiglotis.
Pada tulang rawan fibroblas terdapat matriks yang tersusun 
atas kolagen dengan warna gelap dan keruh. Secara struktural, jaringan ini merupakan jaringan tulang rawan yang terkuat. Biasanya terdapat pada hubungan antar tulang belakang dan tendon. Fungsinya adalah sebagai pelindung dan penyokong jaringan.
Jaringan Tulang Sejati 
Jaringan tulang sejati disebut pula dengan jaringan tulang dewasa. Jaringan tulang sejati tersusun atas sel-sel tulang yang dinamakan osteosit. Osteosit di bentuk oleh osteoblas. Osteoblas berasal dari fibroblas.
Oleh karena itu, osteoblas berperan penting dalam proses pembentukan tulang.Osteosit tersusun dalam lapisan kon sentris yang disebut lamela. Lamela yang mengelilingi kapiler disebut saluran Havers.
Di dalam saluran Havers ditemukan kapiler, vena, dan arteri. Di 
antara lamela terdapat ruang tempat osteosit yang disebut lakuna. Sementara, antar saluran Havers dihubungkan oleh sebuah saluran yang dinamakan saluran Volkman.
Jaringan Darah 
Darah merupakan jaringan pengikat. Pada mamalia terdapat 6 liter darah atau 6–10% dari berat tubuh. Darah beredar dalam pembuluh darah arteri, vena, dan kapiler. 
Jaringan darah terdiri atas substansi cair dan substansi padat. Substansi cair disebut plasma darah, sedangkan substansi padat berupa sel-sel 
darah.
Ada tiga tipe sel darah, yaitu eritrosit (sel darah merah), leukosit (sel darah putih), dan trombosit (keping-keping darah). Leukosit ada dua macam, yaitu granulosit (leukosit bergranula) dan agranulosit (leukosit tak bergranula). Granulosit meliputi neutrofil, eosinofil, dan basofil. Agranulosit meliputi limfosit dan monosit. Sel-sel darah terdapat dalam plasma darah.
komponen darah
Beberapa Fungsi Darah berikut. 
(1) Mengangkut sari makanan, O2 , dan hormon ke sel-sel tubuh. 
(2) Mengangkut zat sisa dan CO2 dari sel-sel tubuh. 
(3) Mengatur suhu badan. 
(4) Leukosit dapat berfungsi untuk melawan penyakit. 
(5) Menutup luka dengan pembekuan darah.
Jaringan Limfa (Jaringan Getah Bening)
image
Limfa merupakan suatu cairan yang dikumpulkan dari berbagai jaringan dan kembali ke aliran darah. Komponen selular berupa limfosit dan granulosit (neutrofil, eosinofil, dan basofil). Cairan limfa mengalir dalam saluran yang disebut pembuluh limfa yang berada sejajar dengan pembuluh vena darah. Fungsi limfa adalah mengangkut cairan 
jaringan, protein, lemak, dan zat-zat lain dari jaringan ke sistem peredaran

3. Jaringan Saraf

Jaringan saraf tersusun oleh sel-sel saraf yang disebut neuron. Sel saraf berperan dalam menerima dan meneruskan rangsangan dari bagian satu tubuh ke bagian tubuh yang lain. Sel saraf ini berbentuk unik, dengan sitoplasma yang menjulur dan memanjang. Sel saraf memiliki bagian utama yaitu badan sel (perikarion) dan penjuluran sitoplasma (prosesus) yang meliputi dendrit dan neurit (akson).
Dendrit merupakan serabut pendek yang berperan dalam menerima 
dan memasukkan rangsangan ke badan sel. Adapun neurit (akson) adalah serabut panjang, yang berfungsi menghantarkan impuls/rangsangan dari badan sel ke neuron lain. Akson ini biasanya dibungkus oleh sel Schwann. Antara akson suatu neuron dengan dendrit neuron lainnya ditautkan oleh suatu bagian yang disebut sinapsis
Berdasarkan fungsinya, neuron dapat dibedakan menjadi neuron sensorik, neuron motorik, dan neuron asosiasi. Neuron sensorik berfungsi menerima dan meneruskan rangsang dari indera ke saraf pusat. Kemudian, neuron motorik berfungsi membawa atau menyampaikan impuls dari saraf pusat ke efektor. Sementara, neuron asosiasi menyam paikan impuls darineuron sensorik ke neuron motorik.
proses ssaraf

4. Jaringan Otot

Jaringan otot tersusun oleh sel-sel panjang yang disebut serabut otot. Serabut otot ini mampu menggerakkan tulang dan memiliki kemampuan untuk berkontraksi, karena terdapat protein kontraktil yang disebut miofi bril. Miofi bril ini disusun oleh aktin dan miosin.
Otot adalah jaringan terbanyak pada sebagian besar hewan, dan kontraksi otot juga banyak dilakukan pada kerja seluler oleh hewan yang aktif. Lebih-lebih lagi saat kita melakukan kerja berat.
Pada tubuh vertebrata, jaringan otot dibedakan menjadi tiga, meliputi jaringan otot rangka, jaringan otot polos, dan jaringan otot jantung
Tabel 3.1 Perbedaan Otot Lurik, Otot Polos, dan Otot Jantung
pada Jaringan Otot Vertebrata
imagePerbedaan Otot Lurik, Otot Polos,Otot Jantung(http://zhuldyn.wordpress.com)
Perbedaan Otot Lurik, Otot jantung, otot polos

Organ dan Sistem Organ

Organ adalah kumpulan beberapa jaringan untuk melaksanakan fungsi tertentu di dalam tubuh, misalnya kulit. Berdasarkan letaknya, organ pada tubuh dibedakan menjadi dua macam, yaitu organ dalam dan organ luar. Kulit yang menutupi permukaan luar tubuh kita merupakan salah satu contoh organ luar yang terdiri atas jaringan pengikat, epitelium, otot, saraf, dan jaringan pembuluh dara
Berikut ini merupakan penjelasan Sistem Organ dalam Tubuh, Organ Penyusun dan Fungsinya
Sistem Organ dalam Tubuh