 |
| image from google |
Jabir membuat instrumen pemotong,
peleburan dan pengkristalan. Ia menyempurnakan proses dasar sublimasi,
penguapan, pencairan, kristalisasi, pembuatan kapur, penyulingan, pencelupan,
pemurnian, fiksasi, amalgamasi dan reduksi-oksidasi. Dialah yang pertama
mengklaim bahwa air hanya dapat dimurnikan dengan proses penyulingan. Korpus
studi Jabir mencangkup penguraian metode
dan peralatan dari berbagai pengoprasian kimiawi dan fisikawi pada zamannya.
Apa yang diuraikan oleh Jabir (766) lebihb dari 1200 tahun lampau adalah apa
yang dinamakan oleh kimia kontemporer sebagai reaksi kombinasi (dua zat
bereaksi membentuk produk tunggal). Jabir juga membuat teori keseimbangan dan menemukan
proses pembuatan asam anorganik. Selain itu Jabir juga berpendapat bahwa semua
materi dibetuk oleh partikel dasar yang terdiri dari muatan yang menyerupai
petir dan api. Partikel ini merupakan unit terkeci yang tidak dapat dibagi.
Kemudian seorang astronom Amdalusia dari Majriti (sekarang Madrid), Abu Qaslem
Maslamah Al-Majriti (950-1007) dalam bukunya Rutbah Al-Hakim (buku Al-Khemi
yang ditulis pertama kali di Spanyol) telah mencatat operasi kimiawi yang menarik,
termasuk pembuatan merkuri oksidasi yang warnanya merah dengan membakar merkuri
memakai api lembut pada dapur yang khusus “tanpa ada perubahan berat”
(kekekalan massa).
Sejarah kimia dapat dianggap dimulai
kembali dengan pembedaan kimia dengan alkimia oleh Robert Boyle (1627–1691)
melalui karyanya The Sceptical Chymist (1661). Baik alkimia maupun kimia
mempelajari sifat materi dan perubahan-perubahannya tapi, kebalikan dengan
alkimiawan, kimiawan menerapkan metode ilmiah.
Lebih lanjut, sebelum abad ke-18,
metalurgi dan farmasi sebenarnya didasarkan atas pengalaman saja dan bukan
teori. Jadi, nampaknya tidak mungkin titik-titik awal ini yang kemudian
berkembang menjadi kimia modern. Berdasarkan hal-hal ini dan sifat kimia modern
yangterorganisir baik dan sistematik metodologinya, akar sebenarnya kimia
modern mungkin dapat ditemui di filosofi Yunani kuno. Jalan dari filosofi
Yunani kuno ke teori atom modern tidak selalu mulus. Di Yunani kuno, ada
perselisihan yang tajam antara teori atom dan penolakan keberadaan atom.
Sebenarnya, teori atom tetap tidak ortodoks dalam dunia kimia dan sains.
Orang-orang terpelajar tidak tertarik pada teori atom sampai abad ke-18.
Oksigen ditemukan secara independen oleh dua kimiawan, kimiawan Inggris Joseph
Priestley (1733-1804) dan kimiawan Swedia Carl Wilhelm Scheele (1742-1786), di
penghujung abad ke-18. Jadi, hanya sekitar dua ratus tahun sebelum kimia modern
lahir. Dengan demikian, kimia merupakan ilmu pengetahuan yang relatif muda bila
dibandingkan dengan fisika dan matematika, keduanya telah berkembang beberapa
ribu tahun.
Pada tahun 1799 seorang kimiawan Perancis
Joseph Proust menyatakan bahwa sampel-sampel yang berbeda dari senyawa yang
sama selalu mengandung unsur-unsur penyusunnya dengan perbandingan massa yang
sama, yang disebut dengan hukum perbandingan tetap.
Di awal abad ke-19, kimiawan Inggris John
Dalton (1766-1844)melahirkan ulang teori atom Yunani kuno. Bahkan setelah
kelahirannya kembali ini, tidak semua ilmuwan menerima teori atom. Tidak sampai
awal abad 20 teori atom, akhirnya dibuktikan sebagai fakta, bukan hanya
hipotesis. Hal ini dicapai dengan percobaan yang terampil oleh kimiawan
Perancis Jean Baptiste Perrin (1870-1942).Sebagaimana dicatat sebelumnya, kimia
adalah ilmu yang relatif muda. Akibatnya, banyak yangmasih harus dikerjakan
sebelum kimia dapat mengklaim untuk mempelajari materi, dan melalui pemahaman
materi ini memahami alam ini.
a. Teori atom kuno
Filosofi atomik Yunani kuno sering
dihubungkan dengan Democritos (kira-kira 460BC- kira-kira370 BC). Namun, tidak
ada tulisan Democritos yang tinggal. Oleh karena itu, sumber kitaharuslah puisi
panjang “De rerum natura” yang ditulis oleh seniman Romawi Lucretius
(kira-kira96 BC- kira-kira 55 BC)
Atom yang dipaparkan oleh Lucretius
memiliki kemiripan dengan molekul modern. Anggur (wine) dan minyak zaitun,
misalnya memiliki atom-atom sendiri. Atom adalah entitas abstrak. Atom memiliki
bentuk yang khas dengan fungsi yang sesuai dengan bentuknya. ”Atom anggur bulat dan mulus sehingga dapat melewati kerongkongan
dengan mulus sementara atom kinakasar dan akan sukar melalui kerongkongan”.
Teori struktural modern molekul menyatakan bahwa terdapat hubungan yang sangat
dekat antara struktur molekul dan fungsinya.Dalam periode yang panjang sejak
zaman kuno sampai zaman pertengahan, teori atom tetap Inheretikal (berlwanan
dengan teori yang umum diterima) sebab teori empat unsur (air, tanah,udara dan
api) yang diusulkan filsuf Yunani kuno Aristotole (384 BC-322 BC) menguasi.
Ketika otortas Aristotle mulai menurun di awal abad modern, banyak filsuf dan ilmuwan
mulaimengembangkan teori yang dipengaruhi teori atom Yunani. Gambaran materi
tetap dipegangoleh filsuf Perancis Rene Descartes (1596-1650), filsuf Jerman
Gottfried Wilhelm Freiherr vonLeibniz (1646-1716), dan ilmuwan Inggris Sir
Issac Newton (1642-1727) yang lebih kurang dipengaruhi teori atom.
b. Teori atom Dalton
Di awal abad ke-19, teori atom sebagai
filosofi materi telah dikembangkan dengan baik oleh Dalton yang mengembangkan
teori atomnya berdasarkan peran atom dalam reaksi kimia. Teori atomnya dirangkumkan
sebagai berikut:
(i)
partikel dasar yang
menyusun unsur adalah atom. Semua atom unsur tertentu identik.
(ii)
massa atom yang berjenis
sama akan identik tetapi berbeda dengan massa atom unsur jenislain.
(iii)
keseluruhan atom terlibat
dalam reaksi kimia. Keseluruhan atom akan membentuk senyawa.Jenis dan jumlah
atom dalam senyawa tertentu tetap.
Dasar teoritik teori Dalton terutama didasarkan pada hukum
kekekalan massa dan hukum perbandingan tetap.
1. Senyawa tertentu
selalu mengandung perbandingan massa unsur yang sama.
2. Bila dua unsur A dan B membentuk sederet senyawa, rasio
massa B yang bereaksi
dengan sejumlah A dapat direduksi menjadi bilangan bulat sederhana.
Atom Democritos dapat dikatakan sebagai
sejenis miniatur materi. Jadi jumlah jenis atom akan sama dengan jumlah materi.
Di pihak lain, atom Dalton adalah penyusun materi, dan banyak senyawa dapat
dibentuk oleh sejumlah terbatas atom. Jadi, akan terdapat sejumlah terbatas
jenisatom. Teori atom Dalton mensyaratkan proses dua atau lebih atom
bergabungmembentuk materi. Hal ini merupakan alasan mengapa atom Dalton disebut
atom kimia.
Bukti keberadaan atom
Ketika Dalton mengusulkan teori atomnya,
teorinya menarik cukup banyak perhatian. Namun,teorinya ini gagal mendapat
dukungan penuh. Kimia saat itu belum cukup membuktikan keberadaan atom dengan
percobaan. Jadi teori atom tetap merupakan hipotesis. Lebih lanjut, sains
setelah abad ke-18 mengembangkan berbagai percobaan yang membuat banyak saintis
menjadi skeptis pada hipotesis atom. Misalnya, kimiawan tenar seperti Sir
Humphry Davy (1778-1829) dan Michael Faraday (1791-1867), keduanya dari
Inggris, keduanya ragu pada teori atom.
Sementara teori atom masih tetap
hipotesis, berbagai kemajuan besar dibuta di berbagai bidang sains. Salah
satunya adalah kemunculan termodinamika yang cepat di abad 19. Tetapi
termodinamika yang diturunkan dari isu praktis seperti efisiensi mesin uap
nampak lebih penting. Ada kontroversi yang sangat tajam antara atomis dengan
yang mendukung termodinamika. Debat antara fisikawan Austria Ludwig Boltzmann
(1844-1906) dan kimiawan Jerman Friedrich Wilhelm Ostwald (1853-1932) dengan
fisikawan Austria Ernest Mach (1838-1916) pantas dicatat. Debat ini berakibat
buruk, Boltzmann bunuh diri.
Di awal abad 20, terdapat perubahan besar
dalam minat sains. Sederet penemuan penting,termasuk keradioaktifan,
menimbulkan minat pada sifat atom, dan lebih umum, sains struktural. Bahwa atom
ada secara percobaan dikonfirmasi dengan percobaan kesetimbangan sedimentasi
oleh Perrin. Botanis Inggris, Robert Brown (1773-1858) menemukan gerak tak
beraturan partikel koloid dangerakan ini disebut dengan gerak Brow, untuk
menghormatinya. Fisikawan Swiss Albert Einstein (1879-1955) mengembangkan teori
gerak yang berdasarkan teori atom. Menurut teori ini, gerak Brown dapat
diungkapkan dengan persamaan yang memuat bilangan Avogadro.
D
=(RT/N).(1/6παη) ..... (1.1)
D adalah gerakan partikel, R tetapan gas,
T temperatur, N bilanganAvogadro, α jari-jari partikel dan η viskositas
larutan.
Inti ide Perrin adalah sebagai berikut.
Partikel koloid bergerak secara random dengan gerak Brown dan secara simultan
mengendap ke bawah oleh pengaruh gravitasi. Kesetimbangan sedimentasi
dihasilkan oleh kesetimbangan dua gerak ini, gerak random dan sedimentasi.
Perrin dengan teliti mengamati distribusi partikel koloid, dan dengan bantuan
persamaan 1.1 dan datanya, ia mendapatkan bilangan Avogadro. Mengejutkan nilai
yang didapatkannya cocok dengan bilangan Avogadro yang diperoleh dengan metoda
lain yang berbeda. Kecocokan ini selanjutnya membuktikan kebenaran teori atom
yang menjadi dasar teori gerak Brown. Perrin tidak dapat mengamati atom secara
langsung. Apa yang dapat dilakukan saintis waktu itu, termasuk Perrin, adalah
menunjukkan bahwa bilangan Avogadro yang didapatkan dari sejumlah metoda yang
berbeda berdasarkan teori atom identik.
Dengan kata lain mereka membuktikan teori
atom secara tidak langsung dengan konsistensi logis. Dalam kerangka kimia
modern, metodologi seperti ini masih penting. Bahkan sampai hari inimasih tidak
mungkin mengamati langsung partikel sekecil atom dengan mata telanjang atau
mikroskop optic. Panjang gelombang sinar tampak ada dalam rentang 4,0 x 10-7-
7,0 x10-7 m,yang besarnya 1000 kali lebih besar daripada ukuran
atom. Jadi jelas di luar rentang alat optisuntuk mengamati atom. Dengan bantuan
alat baru seperti mikroskop electron (EM) atauscanning tunneling microscope
(STM), ketidakmungkinan ini dapat diatasi.
Pada abad 19, sejumlah fisikawan
menemukan bahwa sifat-sifat fisis gas dapat dijelaskan dalam konteks gerakan
masing-masing molekul. Gerakan molekul ini merupakan suatu bentuk energi, yang
didefinisikan sebagai kapasitas untuk melakukan kerja atau untuk menghasilkan
perubahan.
Pada tahun 1811 ilmuwan Italia bernama
Amedeo Avogadro mempublikasikan suatu hipotesis yang menyatakan bahwa pada suhu
dan tekanan yang sama, sejumlah volume yang sama dari gas-gas yang berbeda
mengandung jumlah molekul atau atom yang sama pula. Selanjutnya, dinyatakan
pula bahwa volume gas apapun harus sebanding dari jumlah mol dari molekul yang
ada.
Pada tahun 1860an, kiawan dan
industriawan Belgia, Ernest Solvay mwngwmbangkan dan mematenkan karbonator dan
penyulingan yang telah diperbaikinya untuk mengambil kembali amonia, dan proses
ini tumbuh dengan cepat dan mengungguli pasar dari proses Leblanc.
Pada tahun 1864 kimiawan Inggris John
Newlands memperhatikan bahwa jika unsur-unsur yang dikenal pada waktu itu
disusun menurut massa atom, maka setiap unsur kedelapan memiliki sifat yang
mirip. Newlands menyebut hubungan yang istimewa ini sebagai hukum oktaf. Akan
tetapi hukum ini tidak cocok untuk unsur-unsur setelah kalsium, dan karya
Newlands tidak diterima oleh masyarakat ilmiah.
Pada tahun 1869 kimiawa Rusi Dmitri
Mendeleev dan kimiawan Jerman Lothar Meyer secara terpisah mengusulkan
penyusunan tabulasi unsur-unsur lebih luas berdasarkan keteraturannya, sifat
yang berulang secara periodik. Yang kemudian menghasikan tabel periodik unsur.
Pada tahun 1890an banyak ilmuwan
yang meneliti radiasi, yaitu pemancaran
dan perambatan energi melalui ruang dalam bentuk gelombang. Seorang fisikawan
Inggris, J. J. Thomson menggunakkan tabung sinar katoda dan pengetahuannya
tentang teori elektromagnetik untuk mentukan perbandingan muatan listrik
terhadap massa elektron tunggal.
Pada tahun 1895, seorang fisikawan Jerman
Wilhelm Rontgen mengamati bahwa sinar katoda menyebabkan kaca dan logam
memancarkan sinar yang tidak biasa, yang disebutnya sebagai sinar-x.
Pada tahun 1900 fisikawan muda bernama
Max Planck, menganalisis data radiasi yang dipancarkan oleh padata yang
dipanaskan oleh berbagai suhu, Planck menemukan bahwa atom dan molekul
memancarkan energi hanya dalam kuantitas diskret tertentu. Dan menghasilkan
teori yang disebut teori kuantum.
Pada tahun 1905, Albert Einstein
menggunakan teori Planck untuk memecahkan teori lain dalam fisika yakni efek
fotolistrik. Einstein menyimpulkan bahwa tiap foton harus memiliki energi.
Pada tahun 1910, seorang fisikawan
Selandia Baru, Ernest Rutherford bersama rekannya Hans Geiger dan mahasiswanya
Ernest Marsden melakukan serangkaian percobaan menggunakan lembaran emas yang
sangat tipis dan logam lainnya sebagai sasaran untuk partikel α yang berasal
dari sebuah sumber radioaktif. Mereka mengamati bahwa sebagia besar partikel
menembus lembaran tanpa membelokan atau hanya sedikit membelok. Mereka juga
mengamati bahwa ada partikel α yang dihamburkan (atau dibelokkan) dengan sudut
yang besar. Untuk menjelaskan hasil percobaan hamburan α, Rutherford membuat
model atom baru untuk struktur atom, dengan anggapan bahwa sebagian besar atom
pastilah berupa ruang kosong.
Pada tahun 1913, Neils Bohr seorang
fisikawan dari Denmark memberikan penjelasan tentang teoritis untuk spektrum
pancar atom hidrogen. Model atom Bohr menyertakan gagasan tentang gerakan
elektron dalam orbid melingkar, namun ia memasukkan syarat yang ketat. Tiap
elektron dalam atom hidrogen hanya dapat menempati orbid tertentu, energi yang
berkaitan dengan gerakan elektron pada orbid yang diizinkan harus mempunyai
nilai yang konstan atau terkuantisasi. Pancaran radiasi dari atom hidrogrn
berenergi, dapat dihubungkan dengan jatuhnya elektron dari orbit berenergi
tinggi ke orbit yang berenergi yang lebih rendah, dan memberikan satu kuantum
energi (foton) dalam bentuk cahaya.
Pada tahun 1920-an fisikawan Inggris, F.
W. Aston mengembangkan spektrometer massa pertama, meskipun spektrometer massa
pertama terlalu standar bila dibandingkan dengan spektrometer massa saat ini,
akan tetapi spektrometer tersebut memberikan bukti yang tidak terbantahkan akan
adanya isotop—neon-20 (massa atom 19,9924 sma dan kelimpahan alami 90,92
persen) dan neon-22 (massa atom 21,9914 sma dan kelimpahan alami 8,82 persen).
Pada tahun 1924, fisikawan Perancis Louis
de Broglie memberikan pendapat bahwa sebuah elektron yang terikat pada inti
berperilaku seperti gelombang berdiri. Gelombang berdiri dihasilkan dengan
memetik. Ia juga berargumen bahwa bila elektron berperilaku seperti gelombang
berdiri dalam atom hidrogen, panjang gelombangnya harus sesuai dengan keliling
orbit. Jika tidak, gelombangnya itu
secara sebagian akan meniadakan dirinya sendiri pada setiap orbit yang
berurutan, akhirnya amplitudo menjadi nol dan gelombangnya pun akan hilang.
Kesipulannya adalah bahwa gelombang dapat berperilaku sebagai partikel dan
partikel dapan menunjukan sifat gelombang. Pada tahun 1932, James Chadwick
menemukan partikel yang disebut neutron.
Pada abad ke 21 atau saat ini ilmu kimia
masih terus dikembangkan untuk memenuhi berbagai kebutuhan manusia,
perkembangan terbesar yang baru-baru ini adalah penerapan dari nano teknologi,
dan berbagai penelitian lain dibidang industri khususnya.
Referensi:
Chang,
Raymond.2005.Kimia Dasar :Konsep-konsep Inti Edisi Ketiga Jilid I.Jakarta
: Erlangga.
Gunadi, R.A.2001.Khazanah
Orang Besar Islam dari Penakluk Jerussalem Hingga Angka Nol.Jakarta: Replubika
Muhammad Nahadi, Farida
Sarimaya, Sri R. Rosdianti.2011.Hubungan
Islam dengan Ilmu
Pengetahuan Alam dalam
Perspektif Sejarah.Atikan
1(1)
Newmark, Ann.1997. Jendela
Iptek Seri 7 : Kimia. Jakarta : PT Balai Pustaka
Oxtoby, dkk.2001.Kimia Modern
Edisi Keempat Jilid I. Jakarta : Erlangga
Shadilly, Hassan.1977.Ensiklopedia
Umum.Yogyakarta: Kanisius Media
Komentar
Posting Komentar